JP2007159201A - Power unit and recorder equipped with that power unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power unit suitable for downsizing, which is high in reliability, is inexpensive, and stably supplies power, and also to provide a recorder using the device. <P>SOLUTION: The power unit, which changes its set output voltage, based on an external input digital control signal, is equipped with the following constitution. That is, it is equipped with a time constant circuit which receives the input of a digital control signal, a D/A converter which receives a digital control signal distorted by the circuit, and a comparator which compares an output voltage value with a threshold of a voltage value outputted from there. It is also equipped with a controller which modulates its pulse width by the comparison results, and a switching element which is switched on or switched off by a control signal with its pulse width modulated, and converts input voltage into set output voltage prior to output. These components are mounted on the same board, and the time constant of the time constant circuit is determined in consideration of the cycle of the digital control signal and the frequency of the noise concerned with the switching operation of the switching element. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は電源装置及び該電源装置を備える記録装置に関し、特に、例えば、DC/DCコンバータのような電源装置を内部に備えるインクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to a power supply apparatus and a recording apparatus including the power supply apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus provided with a power supply apparatus such as a DC / DC converter.

従来より、外部から入力されるデジタル制御信号によって出力電圧値を可変するDC/DCコンバータが知られている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a DC / DC converter that changes an output voltage value by a digital control signal input from the outside is known (see, for example, Patent Document 1).

図7は従来のDC/DCコンバータの構成例を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional DC / DC converter.

図7によれば、デジタル/アナログコンバータ(以下、D/Aコンバータ)715の出力を、DC/DCコンバータのエラーアンプ(コンパレータ)706の基準電圧として使用して、DC/DCコンバータの出力電圧と比較する。そして、その比較結果を制御回路(CNTL)705により、フィードバックをかけて出力電圧を安定化する。   According to FIG. 7, the output of the digital / analog converter (hereinafter referred to as D / A converter) 715 is used as the reference voltage of the error amplifier (comparator) 706 of the DC / DC converter, and the output voltage of the DC / DC converter Compare. The comparison result is fed back by the control circuit (CNTL) 705 to stabilize the output voltage.

なお、図7において、701は電圧入力端子、703はスイッチ、704はダイオード、709は入力側ローパスフィルタ(LPF)、710は出力側LPF、712は電圧出力端子、716はデジタル制御信号入力端子である。   In FIG. 7, 701 is a voltage input terminal, 703 is a switch, 704 is a diode, 709 is an input side low pass filter (LPF), 710 is an output side LPF, 712 is a voltage output terminal, and 716 is a digital control signal input terminal. is there.

ところが、この技術により出力電圧の設定を可変するDC/DCコンバータは、その回路内部に、D/Aコンバータを内蔵しているため、D/AコンバータにDC/DCコンバータ自身のスイッチングノイズが、回路基板内で回り込んで誤動作を引き起こす。その結果、設定電圧が変化してしまうといった問題が発生する。   However, since the DC / DC converter that changes the setting of the output voltage by this technique has a built-in D / A converter, the switching noise of the DC / DC converter itself is generated in the D / A converter. Wrapping around the board causes malfunction. As a result, there arises a problem that the set voltage changes.

従来の技術でも、D/Aコンバータを内蔵するDC/DCコンバータでは、しばしば起こる問題として、このスイッチングノイズによる誤動作を防止する技術が以下に示すようにいくつか開示されている。   Even in the prior art, as a problem that often occurs in a DC / DC converter having a built-in D / A converter, several techniques for preventing malfunction due to switching noise are disclosed as follows.

例えば、特許文献2は、同一プリント基板内にDC/DCコンバータを内蔵する場合の電源ノイズによる回路動作の誤動作を防止する電源配線パターンの引き回しに関して、共通インピーダンスを低減するように、所謂「一点アース」の構成を提案している。   For example, Patent Document 2 discloses a so-called “single-point grounding” so as to reduce a common impedance with respect to routing of a power supply wiring pattern for preventing malfunction of circuit operation due to power supply noise when a DC / DC converter is built in the same printed circuit board. "Is proposed.

特許文献3は、アナログ部とデジタル部の回路基板を分離して特に回り込みによるノイズで誤動作を防止する技術を開示している。   Patent document 3 discloses a technique for preventing malfunctions by separating the circuit board of the analog part and the digital part and in particular noise caused by wraparound.

上記の2つの例は、回路実装の工夫によるノイズ防止策の提案である。   The above two examples are proposals for noise prevention measures based on circuit mounting.

また、電子回路そのものをノイズによる誤動作を防止する技術として、特許文献4は、デジタルオーディオの技術分野での所謂PLL(フェーズド・ロック・ループ)を構成する技術を開示している。   As a technique for preventing malfunction of the electronic circuit itself due to noise, Patent Document 4 discloses a technique for configuring a so-called PLL (Phased Lock Loop) in the technical field of digital audio.

また、機械接点などのチャタリングによるノイズを防止する回路として、特許文献5は積分フィルタの使用を提案している。
特開平6−006969号公報 特開平9−062815号公報 特開平7−170184号公報 特開平8−055429号公報 特開平8−237087号公報
Patent Document 5 proposes the use of an integral filter as a circuit for preventing noise caused by chattering such as mechanical contacts.
JP-A-6-006969 Japanese Patent Laid-Open No. 9-062815 JP-A-7-170184 JP-A-8-055429 JP-A-8-237087

しかしながら、特許文献2に示される提案は、電源配線パターンの引き回しにある程度の余裕がある場合に対しては有効であるが、電源配線パターンの引き回しに大きな制約がある場合は適用することができない。例えば、インクジェット記録装置に用いる記録ヘッドを搭載するキャリッジのキャリッジ基板のように、設計上、基板の面積に大きな制限がある場合には、有効な解決策とは言えない。   However, the proposal shown in Patent Document 2 is effective for a case where there is a certain margin in the routing of the power supply wiring pattern, but cannot be applied when there is a great restriction on the routing of the power supply wiring pattern. For example, when the area of the substrate is greatly limited by design, such as a carriage substrate of a carriage on which a recording head used in an ink jet recording apparatus is mounted, this is not an effective solution.

また、特許文献3に示される提案も、回路基板の大きさに制約がある場合には適用することができない。   In addition, the proposal shown in Patent Document 3 cannot be applied when the size of the circuit board is limited.

さらに、特許文献4に示される提案も回路構成が複雑となり、DC/DCコンバータのコストが上昇してしまうという問題がある。また、PLL回路を実装するためにそれなりの実装面積も必要となってしまい適用が困難である。   Furthermore, the proposal shown in Patent Document 4 also has a problem that the circuit configuration becomes complicated and the cost of the DC / DC converter increases. In addition, since the PLL circuit is mounted, an appropriate mounting area is required, which is difficult to apply.

上述のように、DC/DCコンバータにおけるD/Aコンバータの誤動作に関わるノイズの原因はデジタル信号の伝送に伴って発生する信号ノイズである。また、特許文献2〜4において開示された技術はいずれもパソコンのマザーボードやオーディオ機器の信号処理系に適用した例であった。   As described above, the cause of the noise related to the malfunction of the D / A converter in the DC / DC converter is the signal noise generated along with the transmission of the digital signal. Moreover, all the techniques disclosed in Patent Documents 2 to 4 are examples applied to a motherboard of a personal computer and a signal processing system of an audio device.

以下、さらに、インクジェット記録装置などに適用されるDC/DCコンバータが抱える解決すべき課題について具体的に説明する。   Hereinafter, the problem to be solved which the DC / DC converter applied to the ink jet recording apparatus and the like will be described in detail.

図8はルネサス社製のD/Aコンバータ(M62342GP)の入力端子のオシロスコープによる電圧波形を示す図である。図8において、縦軸は電圧、横軸は時間であり、電圧軸の目盛りは電圧軸は1Vであり、時間軸の目盛りは1μsとなっている。従って、図8はおよそ10μsのレンジの波形を表している。   FIG. 8 is a diagram showing a voltage waveform by an oscilloscope at an input terminal of a D / A converter (M62342GP) manufactured by Renesas. In FIG. 8, the vertical axis represents voltage, the horizontal axis represents time, the voltage axis scale is 1 V, and the time axis scale is 1 μs. Thus, FIG. 8 represents a waveform in the range of approximately 10 μs.

このD/Aコンバータは、シリアルデータ転送方式を採用しており、入力デジタル信号は、クロック信号(CLK)、ラッチ信号(LD)、デジタルデータ信号(DI)の3つとなっている。   This D / A converter employs a serial data transfer method, and there are three input digital signals: a clock signal (CLK), a latch signal (LD), and a digital data signal (DI).

図8に示される観測波形は、DC/DCコンバータ動作時に取得されたもので、D/Aコンバータからの電圧設定信号のやり取りはしていない時の波形である。図示される波形には、本来GNDレベルにあるべきCLK信号、LD信号、DI信号の各端子電圧へ凡そDC/DCコンバータのスイッチング周波数の周期でスイッチングノイズが載っているのが観測される。そのスイッチング周波数(fsw)はfsw=250kHzである。 The observed waveform shown in FIG. 8 is obtained when the DC / DC converter is operating, and is a waveform when no voltage setting signal is exchanged from the D / A converter. In the waveform shown in the figure, it is observed that switching noise is present at the period of the switching frequency of the DC / DC converter on the terminal voltages of the CLK signal, the LD signal, and the DI signal that should be at the GND level. The switching frequency (f sw ) is f sw = 250 kHz.

さて、このデジタル信号のロジック電圧は3.3Vになっているので、±1V程度のノイズは、ロジック電圧の閾値電圧値レベル(1.65V)から各種のバラツキを考慮すると明らかにノイズマージンが少ない状態となっている。   Now, since the logic voltage of this digital signal is 3.3V, the noise margin of about ± 1V is clearly less when considering various variations from the threshold voltage level (1.65V) of the logic voltage. It is in a state.

図9はDC/DCコンバータがD/Aコンバータからの電圧設定信号のやり取りを行っている時の波形を示した図である。図9に示す横軸(時間軸)の目盛りは100μsであり、図8のそれと比較してより長く取ってある。従って、図9はおよそ1msのレンジの波形を表している。   FIG. 9 is a diagram showing waveforms when the DC / DC converter exchanges voltage setting signals from the D / A converter. The scale of the horizontal axis (time axis) shown in FIG. 9 is 100 μs, which is longer than that of FIG. Accordingly, FIG. 9 represents a waveform with a range of approximately 1 ms.

このため、図8に示したスイッチングノイズは、図9ではGNDレベルから上下に雲のように濃淡のある幅を持った波形として観測される。   Therefore, the switching noise shown in FIG. 8 is observed as a waveform having a shaded width like a cloud up and down from the GND level in FIG.

図9によれば、T1の区間で、D/Aコンバータへ、3つの入力端子を通じて電圧設定のデータが書き込まれ、時刻t=T2でDC/DCコンバータが起動して、出力電圧Voが立ち上がっていくのが観測される。   According to FIG. 9, voltage setting data is written to the D / A converter through the three input terminals in the interval T1, the DC / DC converter is activated at time t = T2, and the output voltage Vo rises. Observe to go.

図10は電圧設定タイミング時のD/Aコンバータの出力値とDC/DCコンバータの出力値(Vo)との関係を示した図である。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the output value of the D / A converter and the output value (Vo) of the DC / DC converter at the voltage setting timing.

図10において、(a)はDC/DCコンバータに誤動作が発生していない時の波形であり、(b)は誤動作が発生した時の波形である。   10A is a waveform when no malfunction occurs in the DC / DC converter, and FIG. 10B is a waveform when malfunction occurs.

図10に示すように、D/Aコンバータの出力が確定後に、DC/DCコンバータ動作の開始に伴って、出力電圧値(Vo)が上昇していくのが観測される。一方、これと同じタイミングで、CLK信号とLD信号にスイッチングノイズが重畳される様子が観測できる。   As shown in FIG. 10, after the output of the D / A converter is determined, it is observed that the output voltage value (Vo) increases with the start of the DC / DC converter operation. On the other hand, it can be observed that switching noise is superimposed on the CLK signal and the LD signal at the same timing.

特に、図10(b)には、CLK信号とLD信号にスイッチングノイズが重畳される時刻t=T3では、D/Aコンバータの出力がGNDレベルに落ちていることが観測されている。図8に関連して、スイッチイングノイズが重畳するとノイズマージンが少なくなると述べたが、図10(b)に示す例では、DC/DCコンバータで実際に誤動作が発生する。   In particular, in FIG. 10B, it is observed that the output of the D / A converter drops to the GND level at time t = T3 when the switching noise is superimposed on the CLK signal and the LD signal. In connection with FIG. 8, it has been described that the noise margin is reduced when the switching noise is superimposed, but in the example shown in FIG. 10B, a malfunction actually occurs in the DC / DC converter.

この設定では、DC/DCコンバータの制御が負論理となっているため、DC/DCコンバータの出力電圧設定が最高電圧となるように制御がかかり、出力電圧(Vo)の立ち上がりの曲線の傾きが急になることが見て取れる。   In this setting, since the control of the DC / DC converter is negative logic, control is performed so that the output voltage setting of the DC / DC converter becomes the maximum voltage, and the slope of the rising curve of the output voltage (Vo) is You can see that it is sudden.

また、図10(a)と図10(b)とを比較すると、図10(b)における時刻t=T3近傍で、DC/DCコンバータの起動に伴うCLK信号とLD信号の入力端子のGNDレベルノイズが大きくなっているのも観測されている。   Further, when FIG. 10A is compared with FIG. 10B, the GND level of the input terminal of the CLK signal and the LD signal accompanying the start of the DC / DC converter is near the time t = T3 in FIG. 10B. It has also been observed that noise is increasing.

以上説明した実際の動作波形から推察されるように、例えば、インクジェット記録装置(以下、記録装置)のキャリッジ基板上に実装したDC/DCコンバータは、実装面積上の制約が大きく、その動作波形は極めてノイズの影響を受けやすい。   As inferred from the actual operation waveform described above, for example, a DC / DC converter mounted on a carriage substrate of an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a recording apparatus) has a large limitation on the mounting area, and the operation waveform is Extremely susceptible to noise.

即ち、DC/DCコンバータのスイッチング動作に伴って発生するスイッチングノイズが通常のデジタル信号伝送に伴って発生するノイズレベルよりも大きいために、D/Aコンバータの誤動作を引き起こし、出力電圧の設定値を変えてしまう場合がある。   That is, since the switching noise generated with the switching operation of the DC / DC converter is larger than the noise level generated with the normal digital signal transmission, the D / A converter malfunctions and the set value of the output voltage is changed. It may change.

従って、記録装置のキャリッジ基板のように実装面積の制約が厳しいプリント回路基板上に外部からの入力デジタル制御信号に従って出力電圧を可変設定するD/Aコンバータを実装する構成を採用したDC/DCコンバータには従来技術の適用が困難である。   Therefore, a DC / DC converter adopting a configuration in which a D / A converter that variably sets an output voltage according to an input digital control signal from the outside is mounted on a printed circuit board having a severe mounting area restriction such as a carriage board of a printing apparatus. It is difficult to apply the conventional technology.

一方、ノイズ除去に対する一般的な解決手段として、τ=CRの時定数をもつ積分回路を用いることが広く知られている。そのため、DC/DCコンバータのコンパレータにはノイズの影響をなくすためにヒステリシス特性を持ったコンパレータが用いられる。   On the other hand, as a general solution to noise removal, it is widely known to use an integration circuit having a time constant of τ = CR. Therefore, a comparator having a hysteresis characteristic is used as a comparator of the DC / DC converter in order to eliminate the influence of noise.

例えば、特許文献5に開示される方法は、機械式接点のチャタリングを防止するには有効な方法である。しかし、特許文献5において用いられる機械式接点のチャタリングは、1/1000秒オーダのもので、ここで問題としている時定数とは桁が異なる。その積分回路は時定数の値によって現れる機能は異なり、引用文献5にはその時定数の決定方法に関する詳細な開示はない。   For example, the method disclosed in Patent Document 5 is an effective method for preventing chattering of mechanical contacts. However, the chattering of the mechanical contact used in Patent Document 5 is on the order of 1/1000 second, and the digit is different from the time constant in question here. The function of the integration circuit varies depending on the value of the time constant, and Cited Document 5 does not have a detailed disclosure on how to determine the time constant.

本発明は上記従来例に鑑みてなされたものであり、信頼性が高く、安価で安定した電源供給が可能な小型化に適した電源装置及びその装置を用いた記録装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described conventional example, and an object of the present invention is to provide a power supply apparatus suitable for miniaturization that is highly reliable, inexpensive, and capable of stably supplying power, and a recording apparatus using the power supply apparatus. It is said.

上記目的を達成するために本発明の電源装置は、以下のような構成からなる。   In order to achieve the above object, the power supply apparatus of the present invention has the following configuration.

即ち、外部から入力されるデジタル制御信号に基づいて設定出力電圧を変化させることが可能な電源装置であって、前記デジタル制御信号を入力する時定数回路と、前記時定数回路によって歪んだデジタル制御信号を入力するD/Aコンバータと、前記D/Aコンバータから出力される電圧値を閾値として前記出力電圧値を比較するコンパレータと、前記コンパレータからの比較結果によりパルス幅変調を行なうコントローラと、前記コントローラによりパルス幅変調された制御信号によりオンオフし、入力電圧を前記設定出力電圧に変換して出力するスイッチング素子とを有し、前記時定数回路と前記D/Aコンバータと前記コンパレータと前記コントローラと前記スイッチング素子とは同一基板上に実装され、前記時定数回路の時定数は、前記デジタル制御信号の周期と前記スイッチング素子のスイッチング動作に係るスイッチングノイズの周波数とを考慮して定められることを特徴とする。   That is, a power supply device capable of changing a set output voltage based on an externally input digital control signal, the time constant circuit for inputting the digital control signal, and the digital control distorted by the time constant circuit A D / A converter for inputting a signal; a comparator for comparing the output voltage value with a voltage value output from the D / A converter as a threshold; a controller for performing pulse width modulation based on a comparison result from the comparator; A switching element that is turned on / off by a control signal pulse-width modulated by a controller, converts an input voltage to the set output voltage, and outputs the set voltage, the time constant circuit, the D / A converter, the comparator, the controller, The switching element is mounted on the same substrate, and the time constant of the time constant circuit is Characterized in that it is determined in consideration of the frequency of the switching noise of the switching operation of the period between the switching elements of the digital control signal.

なお、前記スイッチング素子はMOS−FETである。   The switching element is a MOS-FET.

また、前記デジタル制御信号はシリアル転送され、クロック信号とラッチ信号とデジタルデータ信号とを含むものである。この場合、前記時定数回路の時定数はクロック信号の周期を考慮して定められる。   The digital control signal is serially transferred and includes a clock signal, a latch signal, and a digital data signal. In this case, the time constant of the time constant circuit is determined in consideration of the cycle of the clock signal.

さらに、前記時定数回路は、デジタル制御信号の入力端子近傍に配置されることが望ましい。   Furthermore, it is desirable that the time constant circuit is disposed in the vicinity of the input terminal of the digital control signal.

さて、前記時定数(τ)の上限値は、クロック信号の1周期を正弦波の周期とした周波数(fCLK)をカットオフ周波数として、τ<1/2πfCLKを満たすと良い。一方、その下限値は、スイッチング動作に伴い発生するノイズ成分の正の最大値をAnとし、コンパレータの閾値をVTH(Logic)とし、この時のノイズ周波数をfNoiseとしたとき、τ>√{(An/VTH(Logic)2−1}/2πfNoiseを満たすと良い。 The upper limit value of the time constant (τ) may satisfy τ <1 / 2πf CLK with a frequency (f CLK ) in which one cycle of the clock signal is a sine wave cycle as a cutoff frequency. On the other hand, the lower limit value is τ> √, where An is the positive maximum value of the noise component generated by the switching operation, V TH (Logic) is the threshold value of the comparator, and f Noise is the noise frequency at this time. It is preferable to satisfy {(An / V TH (Logic) ) 2 −1} / 2πf Noise .

上記構成の電源装置はDC/DCコンバータの形態をとることが望ましい。   The power supply device having the above configuration desirably takes the form of a DC / DC converter.

また他の発明によれば、上記構成の電源装置を記録ヘッドに電力を供給するために用いた記録装置であって、前記電源装置を内蔵するとともに、前記記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジと、前記デジタル制御信号を生成する生成手段と、前記生成手段と前記キャリッジとを接続し、前記デジタル制御信号と、前記記録ヘッドに対する記録信号とを転送する信号線と内蔵するフレキシブルフラットケーブルとを有することを特徴とする記録装置を備える。   According to another aspect of the invention, there is provided a recording apparatus using the power supply apparatus having the above-described configuration for supplying power to the recording head, the carriage having the built-in power supply apparatus and reciprocatingly mounted with the recording head. And a generating means for generating the digital control signal, a signal line for connecting the generating means and the carriage, transferring the digital control signal and a recording signal for the recording head, and a built-in flexible flat cable. A recording apparatus is provided.

なお、前記記録ヘッドはインクジェット記録ヘッドであることが望ましい。   The recording head is preferably an ink jet recording head.

従って本発明によれば、安価で、簡単でかつ小型化に適した回路構成で、スイッチング動作に伴うノイズにより引き起こされるD/Aコンバータによる電圧設定エラーが発生することを防止できるという効果がある。   Therefore, according to the present invention, there is an effect that it is possible to prevent the occurrence of a voltage setting error caused by the D / A converter caused by the noise accompanying the switching operation with an inexpensive, simple and suitable circuit configuration.

これにより、安定した電力を供給し、安定した記録動作を行なう記録装置を提供することができる。
また本出願に係わる第2の発明によれば、この発明を用いたこのDC/DCコンバータ
Accordingly, it is possible to provide a recording apparatus that supplies stable power and performs a stable recording operation.
According to a second invention relating to the present application, the DC / DC converter using the invention is used.

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described more specifically and in detail with reference to the accompanying drawings.

なお、この明細書において、「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場合のみを表すものではない。これに加えて、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表すものとする。   In this specification, “recording” (sometimes referred to as “printing”) does not represent only the case of forming significant information such as characters and graphics. In addition to this, an image, a pattern, a pattern, or the like is widely formed on a recording medium regardless of whether it is significant involuntary, or whether it is manifested so that a human can perceive it visually, or It also represents the case where the medium is processed.

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表すものとする。   “Recording medium” refers not only to paper used in general recording apparatuses but also widely to cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, and the like that can accept ink. Shall.

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。即ち、記録媒体上に付与されることによって、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。   Further, “ink” (sometimes referred to as “liquid”) should be interpreted widely as in the definition of “recording (printing)”. That is, by being applied on the recording medium, it is used for forming an image, pattern, pattern, etc., processing the recording medium, or processing the ink (for example, solidification or insolubilization of the colorant in the ink applied to the recording medium). It shall represent a liquid that can be made.

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言うものとする。   Furthermore, unless otherwise specified, the “nozzle” collectively refers to an ejection port or a liquid channel communicating with the ejection port and an element that generates energy used for ink ejection.

<インクジェット記録装置の説明(図1)>
図1は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置1の構成の概要を示す外観斜視図である。
<Description of Inkjet Recording Apparatus (FIG. 1)>
FIG. 1 is an external perspective view showing an outline of the configuration of an ink jet recording apparatus 1 which is a typical embodiment of the present invention.

図1に示すように、インクジェット記録装置(以下、記録装置という)は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なう記録ヘッド3をキャリッジ2に搭載している。キャリッジ2には、キャリッジモータM1によって発生する駆動力を伝達機構4より伝え、キャリッジ2を矢印A方向に往復移動させる。記録時には、例えば、記録紙などの記録媒体Pを給紙機構5を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド3から記録媒体Pにインクを吐出することで記録を行なう。   As shown in FIG. 1, an ink jet recording apparatus (hereinafter referred to as a recording apparatus) has a recording head 3 mounted on a carriage 2 for performing recording by discharging ink according to an ink jet system. A driving force generated by the carriage motor M1 is transmitted to the carriage 2 from the transmission mechanism 4, and the carriage 2 is reciprocated in the arrow A direction. At the time of recording, for example, a recording medium P such as recording paper is fed through the paper feeding mechanism 5 and conveyed to a recording position, and recording is performed by ejecting ink from the recording head 3 to the recording medium P at the recording position. Do.

また、記録ヘッド3の状態を良好に維持するためにキャリッジ2を回復装置10の位置まで移動させ、間欠的に記録ヘッド3の吐出回復処理を行う。   Further, in order to maintain the state of the recording head 3 satisfactorily, the carriage 2 is moved to the position of the recovery device 10 and the ejection recovery process of the recording head 3 is intermittently performed.

記録装置1のキャリッジ2には記録ヘッド3を搭載するのみならず、記録ヘッド3に供給するインクを貯留するインクカートリッジ6を装着する。インクカートリッジ6はキャリッジ2に対して着脱自在になっている。   In addition to mounting the recording head 3 on the carriage 2 of the recording apparatus 1, an ink cartridge 6 for storing ink to be supplied to the recording head 3 is mounted. The ink cartridge 6 is detachable from the carriage 2.

図1に示した記録装置1はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ2にはマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロ(Y)、ブラック(K)のインクを夫々、収容した4つのインクカートリッジを搭載している。これら4つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。   The recording apparatus 1 shown in FIG. 1 is capable of color recording. For this reason, the carriage 2 contains four inks containing magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (K) inks, respectively. An ink cartridge is installed. These four ink cartridges are detachable independently.

さて、キャリッジ2と記録ヘッド3とは、両部材の接合面が適正に接触されて所要の電気的接続を達成維持できるようになっている。記録ヘッド3は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録する。特に、この実施例の記録ヘッド3は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、記録ヘッド3には熱エネルギーを発生するために電気熱変換体を備えている。その電気熱変換体に印加される電気エネルギーが熱エネルギーへと変換され、その熱エネルギーをインクに与えることにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させる。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。   Now, the carriage 2 and the recording head 3 can achieve and maintain a required electrical connection by properly contacting the joint surfaces of both members. The recording head 3 applies energy according to a recording signal to selectively eject ink from a plurality of ejection ports for recording. In particular, the recording head 3 of this embodiment employs an ink jet system that ejects ink using thermal energy. For this reason, the recording head 3 is provided with an electrothermal transducer for generating thermal energy. The electrical energy applied to the electrothermal converter is converted to thermal energy, and the ink is ejected from the discharge port using the pressure change caused by the growth and contraction of bubbles caused by film boiling caused by applying the thermal energy to the ink. To discharge. The electrothermal transducer is provided corresponding to each of the ejection ports, and ink is ejected from the corresponding ejection port by applying a pulse voltage to the corresponding electrothermal transducer in accordance with the recording signal.

図1に示されているように、キャリッジ2はキャリッジモータM1の駆動力を伝達する伝達機構4の駆動ベルト7の一部に連結されており、ガイドシャフト13に沿って矢印A方向に摺動自在に案内支持されるようになっている。従って、キャリッジ2は、キャリッジモータM1の正転及び逆転によってガイドシャフト13に沿って往復移動する。また、キャリッジ2の移動方向(矢印A方向)に沿ってキャリッジ2の絶対位置を示すためのスケール8が備えられている。この実施例では、スケール8は透明なPETフィルムに必要なピッチで黒色のバーを印刷したものを用いており、その一方はシャーシ9に固着され、他方は板バネ(不図示)で支持されている。   As shown in FIG. 1, the carriage 2 is connected to a part of the driving belt 7 of the transmission mechanism 4 that transmits the driving force of the carriage motor M <b> 1, and slides in the direction of arrow A along the guide shaft 13. It is guided and supported freely. Accordingly, the carriage 2 reciprocates along the guide shaft 13 by forward and reverse rotation of the carriage motor M1. A scale 8 is provided for indicating the absolute position of the carriage 2 along the direction of movement of the carriage 2 (the direction of arrow A). In this embodiment, the scale 8 uses a transparent PET film on which black bars are printed at the necessary pitch, one of which is fixed to the chassis 9 and the other is supported by a leaf spring (not shown). Yes.

また、記録装置1には、記録ヘッド3の吐出口(不図示)が形成された吐出口面に対向してプラテン(不図示)が設けられている。そして、キャリッジモータM1の駆動力によって記録ヘッド3を搭載したキャリッジ2が往復移動されると同時に、記録ヘッド3に記録信号を与えてインクを吐出することによって、プラテン上に搬送された記録媒体Pの全幅にわたって記録が行われる。   Further, the recording apparatus 1 is provided with a platen (not shown) facing the discharge port surface where the discharge port (not shown) of the recording head 3 is formed. Then, the carriage 2 on which the recording head 3 is mounted is reciprocated by the driving force of the carriage motor M1, and at the same time, a recording signal is given to the recording head 3 to eject ink, thereby conveying the recording medium P conveyed onto the platen. Recording is performed over the full width.

さらに、図1において、14は記録媒体Pを搬送するために搬送モータM2によって駆動される搬送ローラ、15はバネ(不図示)により記録媒体Pを搬送ローラ14に当接するピンチローラである。また、16はピンチローラ15を回転自在に支持するピンチローラホルダ、17は搬送ローラ14の一端に固着された搬送ローラギアである。そして、搬送ローラギア17に中間ギア(不図示)を介して伝達された搬送モータM2の回転により、搬送ローラ14が駆動される。   Further, in FIG. 1, reference numeral 14 denotes a conveyance roller driven by a conveyance motor M2 to convey the recording medium P, and 15 denotes a pinch roller that abuts the recording medium P against the conveyance roller 14 by a spring (not shown). Reference numeral 16 denotes a pinch roller holder that rotatably supports the pinch roller 15, and reference numeral 17 denotes a conveyance roller gear fixed to one end of the conveyance roller 14. Then, the transport roller 14 is driven by the rotation of the transport motor M2 transmitted to the transport roller gear 17 through an intermediate gear (not shown).

またさらに、20は記録ヘッド3によって画像が形成された記録媒体Pを記録装置外ヘ排出するための排出ローラであり、搬送モータM2の回転が伝達されることで駆動されるようになっている。なお、排出ローラ20は記録媒体Pをバネ(不図示)により圧接する拍車ローラ(不図示)により当接する。22は拍車ローラを回転自在に支持する拍車ホルダである。   Further, reference numeral 20 denotes a discharge roller for discharging the recording medium P on which an image is formed by the recording head 3 to the outside of the recording apparatus, and is driven by transmitting the rotation of the transport motor M2. . The discharge roller 20 abuts on a spur roller (not shown) that presses the recording medium P by a spring (not shown). Reference numeral 22 denotes a spur holder that rotatably supports the spur roller.

またさらに、記録装置1には、記録ヘッド3を搭載するキャリッジ2の記録動作のための往復運動の範囲外(記録領域外)の所望位置(例えば、ホームポジションに対応する位置)に、記録ヘッド3の吐出不良を回復するための回復装置10が配設されている。   Furthermore, the recording apparatus 1 includes a recording head at a desired position (for example, a position corresponding to the home position) outside the range of reciprocal motion for recording operation of the carriage 2 on which the recording head 3 is mounted (outside the recording area). A recovery device 10 for recovering the ejection failure 3 is provided.

回復装置10は、記録ヘッド3の吐出口面をキャッピングするキャッピング機構11と記録ヘッド3の吐出口面をクリーニングするワイピング機構12を備えている。そして、キャッピング機構11による吐出口面のキャッピングに連動して回復装置内の吸引手段(吸引ポンプ等)により吐出口からインクを強制的に排出させ、記録ヘッド3のインク流路内の粘度の増したインクや気泡等を除去するなどの吐出回復処理を行う。   The recovery device 10 includes a capping mechanism 11 for capping the ejection port surface of the recording head 3 and a wiping mechanism 12 for cleaning the ejection port surface of the recording head 3. In conjunction with capping of the ejection port surface by the capping mechanism 11, ink is forcibly discharged from the ejection port by a suction means (suction pump or the like) in the recovery device, and the viscosity in the ink flow path of the recording head 3 is increased. The ejection recovery process such as removing the ink and bubbles is performed.

また、非記録動作時等には、記録ヘッド3の吐出口面をキャッピング機構11によるキャッピングすることによって、記録ヘッド3を保護するとともにインクの蒸発や乾燥を防止することができる。一方、ワイピング機構12はキャッピング機構11の近傍に配され、記録ヘッド3の吐出口面に付着したインク液滴を拭き取るようになっている。   Further, when the recording head 3 is not in operation or the like, the ejection port surface of the recording head 3 is capped by the capping mechanism 11 to protect the recording head 3 and to prevent ink evaporation and drying. On the other hand, the wiping mechanism 12 is disposed in the vicinity of the capping mechanism 11 and wipes ink droplets adhering to the ejection port surface of the recording head 3.

これらキャッピング機構11及びワイピング機構12により、記録ヘッド3のインク吐出状態を正常に保つことが可能となっている。   The capping mechanism 11 and the wiping mechanism 12 can keep the ink ejection state of the recording head 3 normal.

<インクジェット記録装置の制御構成(図2)>
図2は図1に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。
<Control Configuration of Inkjet Recording Apparatus (FIG. 2)>
FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the recording apparatus shown in FIG.

図2に示すように、コントローラ600は、MPU601、特殊用途集積回路(ASIC)603、インタフェース611、モータドライバ640などで構成される。ここで、MPU601には記録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するROM(不図示)が接続され、このプログラムをRAM(不図示)上に読み出して実行する。また、そのRAMは画像データの展開領域などとしても用いられる。ASIC603は、所定の画像処理を実行するとともに、キャリッジモータM1の制御、搬送モータM2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。   As shown in FIG. 2, the controller 600 includes an MPU 601, a special purpose integrated circuit (ASIC) 603, an interface 611, a motor driver 640, and the like. Here, a ROM (not shown) for storing a program corresponding to the recording control sequence, a required table, and other fixed data is connected to the MPU 601, and this program is read out on the RAM (not shown) and executed. The RAM is also used as a development area for image data. The ASIC 603 executes predetermined image processing and generates control signals for controlling the carriage motor M1, the conveying motor M2, and the recording head 3.

また、図2において、ホスト装置と総称される画像データの供給源となるコンピュータ(或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど)からはインタフェース(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。   In FIG. 2, a computer (or a reader for image reading, a digital camera, or the like) that is a generic source of image data collectively called a host device receives image data, commands, and the like via an interface (I / F) 611. Send and receive status signals.

さらに、630は装置状態を検出するためのセンサ群であり、フォトカプラなどのホームポジションhを検出するための位置センサや記録装置の適宜の箇所に設けられ環境温度を検出するために用いられる温度センサ等から構成される。   Further, reference numeral 630 denotes a sensor group for detecting the apparatus state, and is a temperature sensor provided at an appropriate position of the position sensor for detecting the home position h such as a photocoupler or a recording apparatus and used for detecting the environmental temperature. Consists of sensors and the like.

さらに、キャリッジ2を矢印A方向に往復走査させるためのキャリッジモータM1と記録媒体Pを搬送するための搬送モータM2はモータドライバ640により駆動される。またさらに、キャリッジ2に実装されるキャリッジプリント基板644は、記録ヘッド3を記録装置と電気的に接続して、記録装置から電力供給を行い画像信号と制御信号とを転送する。   Furthermore, a carriage motor M1 for reciprocating the carriage 2 in the direction of arrow A and a conveyance motor M2 for conveying the recording medium P are driven by a motor driver 640. Furthermore, the carriage printed board 644 mounted on the carriage 2 electrically connects the recording head 3 to the recording apparatus, supplies power from the recording apparatus, and transfers image signals and control signals.

なお、記録装置を動作させる全ての電力は電源ユニット650から供給される。   Note that all power for operating the recording apparatus is supplied from the power supply unit 650.

またさらに、図中、太線で記載されたところは、複数の信号線でやり取りされる線である。   Furthermore, in the figure, the portions indicated by bold lines are lines exchanged by a plurality of signal lines.

さて、キャリッジプリント基板644はDC/DCコンバータ31と、記録ヘッド3の記録位置情報を検出するリニアエンコーダなどのセンサ部32とを実装している。   The carriage printed board 644 is mounted with a DC / DC converter 31 and a sensor unit 32 such as a linear encoder that detects recording position information of the recording head 3.

記録装置1とキャリッジ2とはフレキシブルフラットケーブル(以下、FFC)20で接続されている。電気的には、FFC20はキャリッジプリント基板644とコントローラ600とを接続するものであり、配線の集合体である。   The recording apparatus 1 and the carriage 2 are connected by a flexible flat cable (hereinafter referred to as FFC) 20. Electrically, the FFC 20 connects the carriage printed board 644 and the controller 600, and is an assembly of wiring.

20−1はFFC20の配線の一部でコントローラ600から送出される、DC/DCコンバータ31の出力電圧設定デジタルデータ(CLK信号、LD信号、DI信号)を伝送する複数の配線を表している。また、20−2は、複数の配線20−1以外のDC/DCコンバータ31のオン/オフ制御信号や出力電圧のモニタ信号やステイタス信号などの信号線群である。   Reference numeral 20-1 denotes a part of the wiring of the FFC 20, and represents a plurality of wirings that transmit the output voltage setting digital data (CLK signal, LD signal, DI signal) of the DC / DC converter 31 sent from the controller 600. Reference numeral 20-2 denotes a signal line group such as an on / off control signal of the DC / DC converter 31 other than the plurality of wirings 20-1, an output voltage monitor signal, and a status signal.

<DC/DCコンバータの構成(図3)>
図3はDC/DCコンバータ31の詳細な構成を示すブロック図である。
<Configuration of DC / DC converter (FIG. 3)>
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the DC / DC converter 31.

図3において、100はMOSFET、101はDC/DCコンバータ31の電源制御を行うICである。電源制御IC101にはPWMコントローラ102とエラーアンプ(コンパレータ)103を含んでいる。   In FIG. 3, reference numeral 100 denotes a MOSFET, and reference numeral 101 denotes an IC that performs power supply control of the DC / DC converter 31. The power supply control IC 101 includes a PWM controller 102 and an error amplifier (comparator) 103.

また、104は外部からの電圧設定デジタルデータ信号からDC/DCコンバータ31の基準電圧を生成するD/Aコンバータである。   Reference numeral 104 denotes a D / A converter that generates a reference voltage for the DC / DC converter 31 from an external voltage setting digital data signal.

さらに、105はインダクタ、106は整流ダイオード、107は平滑用の電解コンデンサ、108と109は各々DC/DCコンバータ31の出力電圧値を検出する分圧抵抗である。   Furthermore, 105 is an inductor, 106 is a rectifier diode, 107 is a smoothing electrolytic capacitor, and 108 and 109 are voltage dividing resistors for detecting the output voltage value of the DC / DC converter 31, respectively.

DC/DCコンバータ31が実装されるプリント配線基板がキャリッジプリント基板644のように面積的な制約が大きい場合、電源系配線(特にGND配線)には細心の注意を払う必要がある。このため、この実施例ではD/Aコンバータ104のGNDとD/Aコンバータ104に電力を供給するレギュレータ112のGNDをDC/DCコンバータ31の電解コンデンサ107のマイナス(−)端子の可能な限り近傍から分岐して取るように配線する。さらに、D/Aコンバータ104のデジタル信号入力のLGNDはD/Aコンバータ104のGND端子から取るように接続する。   When the printed wiring board on which the DC / DC converter 31 is mounted has a large area restriction like the carriage printed board 644, it is necessary to pay close attention to the power supply wiring (particularly the GND wiring). Therefore, in this embodiment, the GND of the D / A converter 104 and the GND of the regulator 112 that supplies power to the D / A converter 104 are as close as possible to the negative (−) terminal of the electrolytic capacitor 107 of the DC / DC converter 31. Wire so that it branches off from. Further, the digital signal input LGND of the D / A converter 104 is connected to the GND terminal of the D / A converter 104.

なお、110は抵抗、コンデンサ、及びコンパレータから構成される積分時定数回路であり、この部分の動作は、図4を参照して後で説明する。   Reference numeral 110 denotes an integration time constant circuit including a resistor, a capacitor, and a comparator. The operation of this part will be described later with reference to FIG.

111はD/Aコンバータ104用のデカップリングコンデンサ、113はDC/DCコンバータ31の入力側の電解コンデンサである。   Reference numeral 111 denotes a decoupling capacitor for the D / A converter 104, and 113 denotes an electrolytic capacitor on the input side of the DC / DC converter 31.

実際の回路には、D/Aコンバータ104の出力とエラーアンプ103の入力+端子との間には、エラーアンプ103の入力電流の影響を無くすための抵抗やノイズ除去コンデンサが備えられる。加えて、エラーアンプ103の位相補償用の抵抗やコンデンサも構成要素として備えられるが、図面が煩雑になるのと、これらの構成要素は本発明に直接は関係しないため図からは省略する。また、DC/DCコンバータ31の電源制御IC101とレギュレータ112用のデカップリングコンデンサも同様に省略している。実際の回路では、このコンデンサがこれら2つのICの可能な限り近傍の電源端子とGND端子間に接続されている。   In an actual circuit, a resistor and a noise removing capacitor are provided between the output of the D / A converter 104 and the input + terminal of the error amplifier 103 to eliminate the influence of the input current of the error amplifier 103. In addition, a resistor and a capacitor for phase compensation of the error amplifier 103 are also provided as constituent elements. However, since the drawing is complicated, these constituent elements are not directly related to the present invention and are omitted from the drawing. Similarly, the power supply control IC 101 of the DC / DC converter 31 and the decoupling capacitor for the regulator 112 are also omitted. In an actual circuit, this capacitor is connected between the power supply terminal and the GND terminal as close as possible to these two ICs.

この実施例のDC/DCコンバータ31はバック型コンバータと呼ばれ、MOSFET100をスイッチングすることにより、入力電圧(Vi)より低い出力電圧(Vo)を供給することができる。   The DC / DC converter 31 of this embodiment is called a buck converter and can supply an output voltage (Vo) lower than the input voltage (Vi) by switching the MOSFET 100.

次に、以上の構成において、外部からの電圧設定デジタル信号に従ってDC/DCコンバータ31の出力電圧設定が変化する動作を簡単に説明する。   Next, the operation of changing the output voltage setting of the DC / DC converter 31 in accordance with the external voltage setting digital signal in the above configuration will be briefly described.

(1)まず、MOSFET100がオンをすると、インダクタ105に電流が流れて、平滑用電解コンデンサ107を充電する。   (1) First, when the MOSFET 100 is turned on, a current flows through the inductor 105 to charge the smoothing electrolytic capacitor 107.

(2)出力電圧(Vo)が上昇し、抵抗108と109により検出される分圧出力の電圧値も上昇する。   (2) The output voltage (Vo) increases, and the voltage value of the divided output detected by the resistors 108 and 109 also increases.

(3)この電圧をエラーアンプ(コンパレータ)103が予めD/Aコンバータ104で設定した電圧と比較する。その比較結果、分圧がその設定電圧より大きくなった場合には、PWMコントローラ102にMOSFET100をオフする信号を送出し、MOSFET102はオフする。   (3) This voltage is compared with a voltage set in advance by the D / A converter 104 by the error amplifier (comparator) 103. As a result of the comparison, when the divided voltage becomes larger than the set voltage, a signal for turning off the MOSFET 100 is sent to the PWM controller 102, and the MOSFET 102 is turned off.

(4)このとき、インダクタ105は、今まで流れていた電流を維持するように、誘導起電力を発生させ、整流ダイオード106のカソード側がGND電位より下がる。   (4) At this time, the inductor 105 generates an induced electromotive force so as to maintain the current that has been flowing so far, and the cathode side of the rectifier diode 106 falls below the GND potential.

(5)すると整流ダイオード106がオンをして、インダクタ105は、オン時間に蓄積したエネルギーを放出しながら、負荷(不図示)に電流を放出する。   (5) Then, the rectifier diode 106 is turned on, and the inductor 105 releases a current to a load (not shown) while releasing the energy accumulated during the ON time.

(6)このとき、平滑用電解コンデンサ107も負荷にエネルギーを供給するため、平滑用電解コンデンサ107の端子電圧(即ち、出力電圧(Vo))は下がる。この状態は、抵抗108と109により検出された分圧出力の電圧値が予めD/Aコンバータ104に設定した電圧と比較して小さくなるまで続く。   (6) At this time, since the smoothing electrolytic capacitor 107 also supplies energy to the load, the terminal voltage of the smoothing electrolytic capacitor 107 (that is, the output voltage (Vo)) decreases. This state continues until the voltage value of the divided output detected by the resistors 108 and 109 becomes smaller than the voltage set in the D / A converter 104 in advance.

(7)抵抗108と109により検出された分圧出力の電圧値が小さくなると、エラーアンプ103からPWMコントローラ102にMOSFET100をオンする信号を送出し、MOSFET102は再びオンする。   (7) When the voltage value of the divided output detected by the resistors 108 and 109 decreases, a signal for turning on the MOSFET 100 is sent from the error amplifier 103 to the PWM controller 102, and the MOSFET 102 is turned on again.

以上、(1)〜(7)の動作を繰り返すことにより、PWMコントローラ100は出力電圧(Vo)をD/Aコンバータ104で設定された電圧で維持できるように、エラーアンプ103からのオンオフ信号の時間を制御する。これにより、出力電圧(Vo)を安定化させる。なお、このような制御はPWM制御と呼ばれている。   As described above, by repeating the operations (1) to (7), the PWM controller 100 can maintain the output voltage (Vo) at the voltage set by the D / A converter 104 so that the ON / OFF signal from the error amplifier 103 can be maintained. Control the time. Thereby, the output voltage (Vo) is stabilized. Such control is called PWM control.

今度は、一度出力電圧が安定化した状態で、コントローラ600からD/Aコンバータ104へ出力電圧設定デジタルデータ(CLK、LD、DI信号)が送出されてくる。   This time, output voltage setting digital data (CLK, LD, DI signal) is sent from the controller 600 to the D / A converter 104 with the output voltage once stabilized.

このデータにより、エラーアンプ103の入力(+)端子に与えている基準電圧が変化する。   With this data, the reference voltage applied to the input (+) terminal of the error amplifier 103 changes.

すると、このときに抵抗108と109により検出された分圧の出力電圧(Vo)と比較して、基準電圧が高い場合はMOSFET100をオフにし、低い場合はMOSFET100をオンにするようにPWMコントローラ102がパルス幅を制御する。そして、既に説明したように前述の(1)〜(7)の動作を繰り返す。これによって、出力電圧が新たに設定された出力電圧設定値になり出力電圧(Vo)は安定化する。   Then, compared to the divided output voltage (Vo) detected by the resistors 108 and 109 at this time, the PWM controller 102 turns off the MOSFET 100 when the reference voltage is high and turns on the MOSFET 100 when the reference voltage is low. Controls the pulse width. Then, as described above, the operations (1) to (7) are repeated. As a result, the output voltage becomes the newly set output voltage set value, and the output voltage (Vo) is stabilized.

<積分時定数回路(図4〜図6)>
図4は、DC/DCコンバータに組み込まれる積分時定数回路110の一部を表した回路図である。図4では、図3に示した抵抗RとコンデンサCとコンパレータ201とから構成されている積分時定数回路110の1つを抜き出している。
<Integration time constant circuit (FIGS. 4 to 6)>
FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of the integration time constant circuit 110 incorporated in the DC / DC converter. In FIG. 4, one of the integration time constant circuits 110 including the resistor R, the capacitor C, and the comparator 201 shown in FIG. 3 is extracted.

この部分は、抵抗RとコンデンサCの積で与えられる時定数τを持つ積分回路として動作する。   This portion operates as an integration circuit having a time constant τ given by the product of the resistor R and the capacitor C.

図5は積分回路の動作を示す信号波形図である。   FIG. 5 is a signal waveform diagram showing the operation of the integrating circuit.

図5に示すように、積分回路は入力された信号パルスの立上がりと立下りを鈍らせるように動作する。これにより、高周波信号の帯域制限をするローパスフィルタの役割を果たす。コンパレータ201は、電源電圧VDDの半分を閾値として、ヒステリシスを持たないことが特徴である。   As shown in FIG. 5, the integration circuit operates so as to blunt the rising and falling edges of the input signal pulse. This serves as a low-pass filter that limits the band of the high-frequency signal. The comparator 201 is characterized by having no hysteresis with half of the power supply voltage VDD as a threshold value.

このように構成するのは、入力されるパルスのデューティ比を崩さないためであり、クロック信号パルスなどのデューティ比を崩すと、デジタル回路としての動作タイミングに不都合を生じるからである。   This is because the duty ratio of the input pulse is not lost, and if the duty ratio of the clock signal pulse or the like is lost, the operation timing of the digital circuit is inconvenient.

なお、積分回路を特許文献5に開示した「チャタリング防止回路」のように使用する場合は、積分回路で帯域制限した入力パルスから本来の長いパルスの状態を取り出すのが目的であるため、エッジタイミング情報は不要である。   When the integration circuit is used as in the “chattering prevention circuit” disclosed in Patent Document 5, the purpose is to extract the state of the original long pulse from the input pulse band-limited by the integration circuit. Information is not required.

従って幅の短いパルスは、ヒステリシスの範囲内に振幅制限するように時定数を決定し、次段に繋がるバッファ回路の入力はヒステリシスコンパレータを用いるのである。   Therefore, the time constant is determined so that the amplitude of the short pulse is limited within the hysteresis range, and the hysteresis comparator is used as the input of the buffer circuit connected to the next stage.

この実施例では、ヒステリシスコンパレータを用いるとパルスデューティ比が崩れ、エッジタイミング情報が失われてしまうので使用しない。   In this embodiment, if a hysteresis comparator is used, the pulse duty ratio is lost and the edge timing information is lost.

さて従来技術で説明した図8〜図10から理解できるように、D/Aコンバータのロジックレベルが本来ローレベルでなければならないタイミングでGNDレベルにノイズが載ると、D/Aコンバータのロジックのハイレベルを検知する閾値電圧を超えてしまう。これが誤動作の原因となる。このため、D/Aコンバータに入力される出力電圧設定デジタルデータ(CLK信号、LD信号、DI信号)が異なったタイミングでロジックし、所定の電圧設定データではないアナログ値が出力されてしまう。   As can be understood from FIGS. 8 to 10 described in the prior art, if noise is placed on the GND level at the timing when the logic level of the D / A converter must be originally low, the logic level of the D / A converter is increased. The threshold voltage for detecting the level is exceeded. This causes a malfunction. For this reason, output voltage setting digital data (CLK signal, LD signal, DI signal) input to the D / A converter logic at different timings, and an analog value that is not predetermined voltage setting data is output.

このような問題を解決するために、この実施例では、図4に示すようなCRの時定数をもつ積分回路をCLK信号、LD信号、DI信号の各入力端子に挿入する。   In order to solve such a problem, in this embodiment, an integration circuit having a CR time constant as shown in FIG. 4 is inserted into each input terminal of the CLK signal, LD signal, and DI signal.

次に、誤動作を防止するために必要十分な時定数の値をどのように決定するかについて説明する。   Next, how to determine a value of a time constant necessary and sufficient to prevent malfunction will be described.

従来は実測波形で決めた値にマージンを取ることにより、その時定数を決定していた。しかしながら、ノイズに対する耐性を強化するために単に時定数を大きな値とすると、DC/DCコンバータの正しい動作に必要な信号波形が鈍ってしまう。これはD/Aコンバータに必要なロジックのタイミングを維持できなくなることにつながり、誤動作や動作不良の原因となる。   Conventionally, the time constant is determined by taking a margin in the value determined by the actually measured waveform. However, if the time constant is simply set to a large value in order to enhance resistance to noise, the signal waveform necessary for the correct operation of the DC / DC converter will be dull. This leads to failure to maintain the logic timing necessary for the D / A converter, and causes malfunctions and malfunctions.

また時定数の下限を決定することは更に難しい。従来は、実験で使用したサンプルのDC/DCコンバータを評価した結果に基づいた値でノイズマージンを決めていた。このため、いくつかのサンプルを評価して、統計的な処理によりその値を決めなくてはならず、これには必ずサンプリング数に基づく危険率が含まれることになる。   It is more difficult to determine the lower limit of the time constant. Conventionally, the noise margin is determined by a value based on the evaluation result of the sample DC / DC converter used in the experiment. For this reason, some samples must be evaluated and their values determined by statistical processing, which always includes a risk factor based on the number of samples.

このような問題点を踏まえて、この実施例では、時定数の上限と下限値とを求める。これにより、その範囲内での時定数を設定すれば、確実にDC/DCコンバータの誤動作の少なくすることが可能となる。   In consideration of such problems, in this embodiment, an upper limit and a lower limit value of the time constant are obtained. Thus, if a time constant within the range is set, it is possible to reliably reduce malfunctions of the DC / DC converter.

以下にその時定数の上限値と下限値決定手順を示す。   The procedure for determining the upper and lower limits of the time constant is shown below.

(1) 時定数τの上限値(τMAX)の決定
上限値を決定するには、パルスをどこまで鈍らせることが可能かを考慮する。
(1) Determination of upper limit value (τ MAX ) of time constant τ To determine the upper limit value, consider how far the pulse can be dulled.

図5(b)は時定数を上限値とした時の波形を示している。上限値とはノイズマージンを出来るだけ確保しつつ、パルス波形を鈍らせても、元のパルスの波高値振幅が維持できる値である。これは、D/Aコンバータ104のクロックパルス信号の1周期(バースト状の場合は、連続部)を正弦波の周期とした周波数をfCLKと定義して、fCLKが、ちょうどカットオフ周波数となる時定数を上限とすることにより求められる。図5(b)では、細い実線の正弦波形がfCLKに相当する。 FIG. 5B shows a waveform when the time constant is the upper limit value. The upper limit value is a value that can maintain the peak value amplitude of the original pulse even if the pulse waveform is blunted while ensuring a noise margin as much as possible. This is defined by defining f CLK as a frequency in which one cycle of the clock pulse signal of the D / A converter 104 (continuous part in the case of a burst) is a sine wave, and f CLK is just the cut-off frequency. It is calculated | required by making the time constant into an upper limit. In FIG. 5B, a thin solid sine waveform corresponds to f CLK .

即ち、次式を満たす条件とする。   That is, a condition satisfying the following expression is satisfied.

τMAX=1/2πfCLK
このCRの時定数値で鈍らせたパルスが図5(b)の太い線で表したものであり、元のパルスの波高値振幅がほぼ維持ができていることが分かる。
τ MAX = 1 / 2πf CLK
The pulse dulled with the time constant value of CR is represented by the thick line in FIG. 5B, and it can be seen that the peak value amplitude of the original pulse is substantially maintained.

この後、コンパレータ201において、ロジック信号のハイレベルの閾値を、パルスの波高値の1/2の値に設定すれば、元のクロック信号のパルス波形が持つ情報のうち、デューティ関係は再生することが可能となる。その結果、時間Tdだけ遅延しただけの波形を得ることが可能となる。   Thereafter, in the comparator 201, if the high level threshold value of the logic signal is set to a value that is ½ of the peak value of the pulse, the duty relationship is reproduced in the information of the pulse waveform of the original clock signal. Is possible. As a result, it is possible to obtain a waveform that is delayed by the time Td.

そこで、図3に示すように、D/Aコンバータ104の出力電圧設定デジタルデータ(CLK信号、LD信号、DI信号)の全てを同様の時定数で鈍らせれば、遅延時間Td分は相殺することが出来る。DC/DCコンバータ31の電圧設定タイミングに対しては、この遅延時間(Td)は十分に小さいので影響がない。   Therefore, as shown in FIG. 3, if all of the output voltage setting digital data (CLK signal, LD signal, DI signal) of the D / A converter 104 is dulled with the same time constant, the delay time Td is canceled out. I can do it. The delay time (Td) is sufficiently small with respect to the voltage setting timing of the DC / DC converter 31 and is not affected.

(2) 時定数τの下限値(τMIN)の決定
下限値の決定に当たってはノイズ成分を何処まで小さくすればロジックの誤動作を無くせるかを考える必要がある。
(2) Determination of the lower limit value (τ MIN ) of the time constant τ When determining the lower limit value, it is necessary to consider how much the noise component can be reduced to eliminate the malfunction of the logic.

一般論で考えると、ノイズ成分の周波数が特定できないため、この数値を決めるのは困難である。従って、従来はケースバイケースで対応していた。即ち、上述の述べたように、幾つかのサンプルを選別し、実際に実験値を求め、その値の範囲を統計的な処理で決定していた。DC/DCコンバータを量産した場合、異なったロットの部品が入って当初統計的な処理で考えていたよりもノイズ分布がずれるなどにより問題を引き起こすことがあった。   In general terms, it is difficult to determine this value because the frequency of the noise component cannot be specified. Therefore, conventionally, it was handled on a case-by-case basis. That is, as described above, several samples are selected, experimental values are actually obtained, and the range of the values is determined by statistical processing. When a DC / DC converter is mass-produced, there are cases where parts of different lots enter and cause problems due to a noise distribution deviating from that initially considered in statistical processing.

そこで、この実施例では問題点をもう一度分析した。   Therefore, the problem was analyzed once more in this example.

図10を参照して説明したように、DC/DCコンバータの誤動作の原因は、出力電圧設定デジタルデータに載ったノイズ成分により本来ローレベルでなければならない区間でロジック信号をハイレベルにしてしまうことである。   As described with reference to FIG. 10, the cause of the malfunction of the DC / DC converter is that the logic signal is set to the high level in the section that should originally be the low level due to the noise component included in the output voltage setting digital data. It is.

問題の分析に当たり注目したのは、図8に示したように、DC/DCコンバータの動作に伴って発生するスイッチングノイズである。このノイズ波形はオシロスコープの測定から求められる。ここで、ノイズ波形の最初に現れる一番振幅の大きい周波数成分の1周期分に注目する。   As shown in FIG. 8, attention is paid to the switching noise generated in association with the operation of the DC / DC converter when analyzing the problem. This noise waveform is obtained from oscilloscope measurements. Here, attention is paid to one period of the frequency component having the largest amplitude appearing at the beginning of the noise waveform.

図8では400nsの周期を持つ正弦波の成分が観測できる。   In FIG. 8, a sinusoidal component having a period of 400 ns can be observed.

実際には、正弦波の歪が見られるが、この成分はフーリエ級数展開すれば(即ち、スペクトラムアナライザで観測すれば)、必ず基本波の整数倍の高調波成分として現れその振幅は基本波より小さくなる。従って、このノイズ波形の最初に現れる一番振幅の大きい周波数成分を正弦波と見立てた周波数を、fNoiseと定義する。 In practice, distortion of a sine wave can be seen, but if this component is expanded by a Fourier series (that is, observed with a spectrum analyzer), it always appears as a harmonic component that is an integral multiple of the fundamental wave, and its amplitude is higher than the fundamental wave. Get smaller. Accordingly, a frequency in which the frequency component having the largest amplitude appearing at the beginning of the noise waveform is regarded as a sine wave is defined as f Noise .

図8に示した例では、fNoise=1/400〔ns〕=2.5〔MHz〕である。 In the example shown in FIG. 8, fNoise = 1/400 [ns] = 2.5 [MHz].

次に最悪状態(誤動作が発生)におけるノイズ成分のGNDを基準とした正の最大値をAnと定義する。そして、図10(b)から誤動作が発生した時の数値を見ると、An=2.5〔V〕であった。   Next, the positive maximum value based on the GND of the noise component in the worst state (occurrence of malfunction) is defined as An. Then, looking at the numerical value when the malfunction occurred from FIG. 10B, it was An = 2.5 [V].

さて、コンパレータ201の論理閾値をVTH(Logic)と定義する。 Now, the logic threshold value of the comparator 201 is defined as V TH (Logic) .

この実施例では、ロジック信号を3.3Vとしているので、閾値はその半分の1.65Vとなる。すると、誤動作が発生しない条件は、式(1)で与えられる。   In this embodiment, since the logic signal is 3.3V, the threshold value is half that of 1.65V. Then, the condition under which no malfunction occurs is given by equation (1).

TH(Logic) > An ……(1)
ところが、実際は、VTH(Logic)<Anであるにも係らず誤動作を引き起こしていることがある。
V TH (Logic) > An (1)
Actually, however, a malfunction may be caused in spite of V TH (Logic) <An.

そこで、減衰率(Kd:Kd≦1)を考える。   Therefore, an attenuation rate (Kd: Kd ≦ 1) is considered.

すると誤動作が発生しない条件は、式(2)のようになる。   Then, the condition under which no malfunction occurs is as shown in Equation (2).

TH(Logic) > Kd×An ……(2)
即ち、Kd<VTH(Logic)/Anとなれば良いことが分かる。
V TH (Logic) > Kd x An (2)
That is, it can be seen that Kd <V TH (Logic) / An.

このとき、Kd(MAX)は、Kd(MAX)=VTH(Logic)/Anで与えられる。 At this time, Kd (MAX) is given by Kd (MAX) = VTH (Logic) / An.

減衰率(Kd)は、積分フィルタの場合、インピーダンスの分圧で与えられるので、式(3)のように表される。   In the case of an integral filter, the attenuation factor (Kd) is given by the partial pressure of the impedance, and is expressed as in equation (3).

Kd(MAX)=VTH(Logic)/An
=(1/ωC)/√{R2+(1/ωC)2}……(3)
ここで、ω=2π×fNoise、R×C=τとして、τについて整理すると求めるべき時定数の下限値(τMIN)は、式(4)のようになる。
Kd (MAX) = V TH (Logic) / An
= (1 / ωC) / √ {R 2 + (1 / ωC) 2 } (3)
Here, when ω = 2π × f Noise and R × C = τ, the lower limit value (τ MIN ) of the time constant to be obtained by arranging τ is as shown in Equation (4).

τMIN=√{(An/VTH(Logic)2−1}/2πfNoise …… (4)
以上説明したようにこの実施例では、DC/DCコンバータのスイッチング動作に起因するノイズ成分がD/Aコンバータの誤動作の原因であると判断し、DC/DCコンバータが実装されるキャリッジプリント基板内で用いる積分回路の時定数を決定している。即ち、その積分回路の時定数の最小値は、そのノイズ成分が最大レベルで、なおかつ周波数的には一番低い低周波成分であることとを利用して決定する。一方、その最大値は、デジタル伝送としてパルスを何処まで帯域制限できるかについて考察して、ノイズマージンを広く取れる数値を明らかにして決定している。
τ MIN = √ {(An / V TH (Logic) ) 2 −1} / 2πf Noise (4)
As described above, in this embodiment, it is determined that the noise component resulting from the switching operation of the DC / DC converter is the cause of the malfunction of the D / A converter, and within the carriage printed board on which the DC / DC converter is mounted. The time constant of the integration circuit to be used is determined. That is, the minimum value of the time constant of the integration circuit is determined by utilizing the fact that the noise component is the maximum level and the lowest low frequency component in terms of frequency. On the other hand, the maximum value is determined by considering how far the pulse band can be limited as digital transmission, and clarifying a numerical value that can provide a wide noise margin.

この数式に基づいて条件を以下のように定めて電気回路シミュレータを用いてシミュレーションを行った結果、求めた時定数が下限値の時のパルス応答は図5(a)に示すようになり、上限値の時のパルス応答は図5(b)に示すようになる。   As a result of performing a simulation using an electric circuit simulator with the conditions defined as follows based on this formula, the pulse response when the obtained time constant is the lower limit value is as shown in FIG. The pulse response at the time of value is as shown in FIG.

シミュレーション条件
クロック周波数: fCLK =1MHz
ノイズ周波数: fNoise=2.5MHz
ロジック閾値レベル: VTH(Logic)=1.65V
ノイズの正の最大振幅: An=2.5V
なお、図5における時間軸の目盛りは、200nsである。
Simulation conditions Clock frequency: f CLK = 1MHz
Noise frequency: f Noise = 2.5MHz
Logic threshold level: V TH (Logic) = 1.65V
Maximum positive amplitude of noise: An = 2.5V
Note that the time axis scale in FIG. 5 is 200 ns.

図6はシミュレーション結果を示す信号波形図である。   FIG. 6 is a signal waveform diagram showing a simulation result.

図6において、太線で表された振幅の小さい正弦波は、積分回路通過後のノイズ成分相当波形である。また、このシミュレーションでは、抵抗R=362.5Ω、コンデンサC=200pF、下限の時定数τMIN=72.5〔ns〕としている。 In FIG. 6, a sine wave having a small amplitude represented by a thick line is a noise component equivalent waveform after passing through the integrating circuit. In this simulation, the resistance R = 362.5Ω, the capacitor C = 200 pF, and the lower limit time constant τ MIN = 72.5 [ns].

このシミュレーション結果から、実際のDC/DCコンバータにおいては、この値より大きな時定数τが採用される。また、シミュレーション条件であるノイズ周波数2.5MHzより実際に発生するノイズ成分は、高い周波数で、かつ振幅の小さいすべてとなるので、ロジック信号のハイレベルの閾値以下にノイズレベルを確実に押さえることが可能となる。   From this simulation result, a time constant τ larger than this value is adopted in an actual DC / DC converter. In addition, since the noise components that actually occur from the noise frequency of 2.5 MHz, which is the simulation condition, are all high in frequency and small in amplitude, the noise level can be reliably suppressed below the high level threshold of the logic signal. It becomes possible.

また、D/AコンバータのCLK信号、LD信号、DI信号の入力端子の全てに、同じ時定数を持つ積分回路を用いたのは、コンパレータで波形整形した際に、3つの入力信号のタイミング変化をそろえるという意図があるからである。なお、3つの信号のタイミング変化が厳しくない場合は、この値をそろえなくとも良い。   Also, the integration circuit with the same time constant is used for all the input terminals of the CLK signal, LD signal, and DI signal of the D / A converter because the timing changes of the three input signals when the waveform is shaped by the comparator This is because there is an intention to arrange them. If the timing changes of the three signals are not severe, it is not necessary to align these values.

なお、以上の実施例では、説明を分かりやすくするために前段の回路の出力インピーダンスはゼロ、次段の回路の入力インピーダンスは無限大として説明したが、実際の回路に適用する場合は、その影響を考慮した抵抗値とコンデンサの容量値とする必要がある。   In the above embodiment, the output impedance of the previous circuit is zero and the input impedance of the next circuit is infinite for the sake of clarity, but the effect is applied when applied to an actual circuit. It is necessary to set the resistance value and the capacitance value of the capacitor in consideration of

また、以上の実施例ではCR積分回路を用いて説明したが、式(5)で表すように、時定数τが等しいインダクタと抵抗で置換することも可能である。   Further, although the CR integration circuit has been described in the above embodiment, it is possible to replace with an inductor and a resistor having the same time constant τ as represented by the equation (5).

τ=CR=L/R …… (5)
以上説明したように、従来技術ではどのノイズ成分が誤動作の原因になっているか特定ができなかったため、積分回路の設計値を実験によって決めなければならず、実験時に現れなかったノイズ成分に対しては、誤動作を引き起こす可能性が否定できなかった。
τ = CR = L / R (5)
As explained above, since it was not possible to identify which noise component caused the malfunction in the conventional technology, the design value of the integration circuit had to be determined by experiment, and for the noise component that did not appear during the experiment Could not deny the possibility of causing malfunction.

しかしながら、以上説明した実施例ではD/Aコンバータの誤動作の原因がDC/DCコンバータの動作に起因するノイズ成分であることを特定し、そのノイズ成分を考慮して積分回路の時定数の最低値を決定した。一方、その最大値は、デジタル伝送としてパルスを何処まで帯域制限できるかについて考察し、ノイズマージンを広く取れる数値を明らかにして決定した。このようにして決定した最大値と最低値に基づいて積分回路の時定数を定めることによりDC/DCコンバータがノイズに対しても安定的な動作を実現できる。   However, in the embodiment described above, it is specified that the cause of the malfunction of the D / A converter is a noise component resulting from the operation of the DC / DC converter, and the minimum value of the time constant of the integrating circuit is taken into account that noise component. It was determined. On the other hand, the maximum value was determined by considering how far the pulse can be band-limited as digital transmission, and clarifying a numerical value that can provide a wide noise margin. By determining the time constant of the integration circuit based on the maximum value and the minimum value determined in this way, the DC / DC converter can realize a stable operation against noise.

また、DC/DCコンバータのスイッチングノイズの周波数成分が明らかになったので、D/Aコンバータの動作クロックをぎりぎりまで上げた場合の時定数マージンとノイズ除去のマージンも明らかにすることが出来る。   Further, since the frequency component of the switching noise of the DC / DC converter has been clarified, the time constant margin and the noise removal margin when the operation clock of the D / A converter is raised to the limit can be clarified.

ここで、再び図2に戻って、以上説明したDC/DCコンバータを用いた記録装置の動作について説明する。   Here, returning to FIG. 2 again, the operation of the recording apparatus using the above-described DC / DC converter will be described.

あるタイミングでコントローラ600から記録ヘッド3へ供給する電圧を変更するために、DC/DCコンバータ31に実装されているD/Aコンバータ104へFFC20の配線20−1を介して出力電圧設定デジタルデータが送出される場合を考える。   In order to change the voltage supplied from the controller 600 to the recording head 3 at a certain timing, the output voltage setting digital data is sent to the D / A converter 104 mounted on the DC / DC converter 31 via the wiring 20-1 of the FFC 20. Consider the case of sending.

この場合、DC/DCコンバータ31は、このデジタルデータに基づいて、上述のように出力電圧設定の変更を行う。これにより、記録ヘッド3は、新しく設定された電圧で記録動作を行うのである。   In this case, the DC / DC converter 31 changes the output voltage setting as described above based on the digital data. As a result, the recording head 3 performs the recording operation with the newly set voltage.

シリアルタイプの記録装置は記録のために記録媒体の上を図1に示すように矢印A方向にキャリッジ2を何度も往復させながら記録媒体を搬送する。FFC20は記録装置の機種にもよるが、通常50〜80cm程度の長さがあり、DC/DCコンバータ31の電圧設定信号送出線20−1は、長く引き伸ばされている。加えて、インクの色に対応した各色成分の画像信号も記録ヘッド3に伝送しなくてはならずFFC20の配線を通すことの出来る信号線数も制限がある。従って、自ずとFFC20の配線の太さも制限され、配線インピーダンスは高くなりノイズの影響を受けやすくなる。   As shown in FIG. 1, the serial type recording apparatus conveys the recording medium while reciprocating the carriage 2 repeatedly in the direction of arrow A on the recording medium. The FFC 20 usually has a length of about 50 to 80 cm depending on the type of the recording apparatus, and the voltage setting signal transmission line 20-1 of the DC / DC converter 31 is elongated. In addition, the image signal of each color component corresponding to the ink color must be transmitted to the recording head 3, and the number of signal lines that can be passed through the wiring of the FFC 20 is limited. Accordingly, the thickness of the wiring of the FFC 20 is naturally limited, and the wiring impedance becomes high and is easily affected by noise.

しかしながら、この実施例では上述のようなDC/DCコンバータ31を用いているため、ノイズに強く出力電圧設定に誤動作がない。従って、安定した電力を記録ヘッド3に供給できるため、安定した記録が可能となる。   However, since the DC / DC converter 31 as described above is used in this embodiment, it is strong against noise and does not malfunction in setting the output voltage. Accordingly, since stable power can be supplied to the recording head 3, stable recording is possible.

また、この実施例によれば、記録装置が記録動作中に記録ヘッドの電圧の設定を変更した場合にも以下の理由で安定した記録動作が実現できる。   Further, according to this embodiment, even when the recording apparatus changes the setting of the voltage of the recording head during the recording operation, a stable recording operation can be realized for the following reason.

記録動作中には、記録装置のASIC603やMPU601で実行される画像処理動作やコントロール600で行われる数々の制御信号のやり取りに伴って発生するデジタルノイズが増加する。しかしながら、これらのノイズは、DC/DCコンバータのスイッチング動作に伴うノイズ成分よりそのレベルが小さく、かつ周波数も高い成分となるため、上述した時定数をもつ積分時定数回路110により十分押さえられる。   During the recording operation, digital noise generated by the image processing operation executed by the ASIC 603 and the MPU 601 of the recording apparatus and the exchange of various control signals performed by the control 600 increases. However, these noises are components whose levels are lower and higher in frequency than noise components associated with the switching operation of the DC / DC converter, and are sufficiently suppressed by the integration time constant circuit 110 having the above-described time constant.

さらには、既に述べたように記録装置の記録動作のためには記録媒体上をキャリッジが何度も往復しながら記録媒体を搬送する構造となっているため、その構造上、FFCケーブルがノイズの放射アンテナとして作用する。しかしながら、以上説明した実施例のD/Aコンバータの制御信号の高調波成分が、時定数回路110で押さえられているので、FFC20の配線をアンテナとして放射しているノイズ成分を小さくすることができる。従って記録装置として、EMCのノイズ規格に適合しやすくなるという利点もある。   Furthermore, as described above, for the recording operation of the recording apparatus, the carriage transports the recording medium while reciprocating many times on the recording medium. Acts as a radiating antenna. However, since the harmonic component of the control signal of the D / A converter of the embodiment described above is suppressed by the time constant circuit 110, the noise component radiated by using the wiring of the FFC 20 as an antenna can be reduced. . Therefore, the recording apparatus has an advantage that it easily conforms to EMC noise standards.

本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置1の構成の概要を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing an outline of a configuration of an inkjet recording apparatus 1 that is a typical embodiment of the present invention. 図1に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a control configuration of the recording apparatus illustrated in FIG. 1. DC/DCコンバータ31の詳細な構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a detailed configuration of a DC / DC converter 31. FIG. DC/DCコンバータに組み込まれる積分時定数回路110の一部を表した回路図である。It is a circuit diagram showing a part of integration time constant circuit 110 incorporated in a DC / DC converter. 積分回路の動作を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows operation | movement of an integration circuit. シミュレーション結果を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows a simulation result. 従来のDC/DCコンバータの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the conventional DC / DC converter. 従来のD/Aコンバータの入力端子のオシロスコープによる電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the voltage waveform by the oscilloscope of the input terminal of the conventional D / A converter. DC/DCコンバータがD/Aコンバータからの電圧設定信号のやり取りを行っている時の波形を示した図である。It is the figure which showed the waveform when the DC / DC converter is exchanging the voltage setting signal from a D / A converter. 電圧設定タイミング時のD/Aコンバータの出力値とDC/DCコンバータの出力値(Vo)との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the output value of a D / A converter at the time of voltage setting, and the output value (Vo) of a DC / DC converter.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェット記録装置
3 記録ヘッド
20 フレキシブルフラットケーブル(FFC)
31 DC/DCコンバータ
100 MOSFET
101 電源制御IC
102 PWMコントローラ
103 エラーアンプ(コンパレータ)
104 D/Aコンバータ
105 インダクタ
106 整流ダイオード
107 平滑用電解コンデンサ
108、109 分圧抵抗
110 時定数回路
111 デカップリングコンデンサ
112 レギュレータ
201 コンパレータ
644 キャリッジプリント基板
650 電源ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet recording device 3 Recording head 20 Flexible flat cable (FFC)
31 DC / DC converter 100 MOSFET
101 Power control IC
102 PWM controller 103 Error amplifier (comparator)
104 D / A converter 105 Inductor 106 Rectifier diode 107 Smoothing electrolytic capacitor 108, 109 Voltage dividing resistor 110 Time constant circuit 111 Decoupling capacitor 112 Regulator 201 Comparator 644 Carriage printed circuit board 650 Power supply unit

Claims (8)

外部から入力されるデジタル制御信号に基づいて設定出力電圧を変化させることが可能な電源装置であって、
前記デジタル制御信号を入力する時定数回路と、
前記時定数回路によって歪んだデジタル制御信号を入力するD/Aコンバータと、
前記D/Aコンバータから出力される電圧値を閾値として前記出力電圧値を比較するコンパレータと、
前記コンパレータからの比較結果によりパルス幅変調を行なうコントローラと、
前記コントローラによりパルス幅変調された制御信号によりオンオフし、入力電圧を前記設定出力電圧に変換して出力するスイッチング素子とを有し、
前記時定数回路と前記D/Aコンバータと前記コンパレータと前記コントローラと前記スイッチング素子とは同一基板上に実装され、
前記時定数回路の時定数は、前記デジタル制御信号の周期と前記スイッチング素子のスイッチング動作に係るスイッチングノイズの周波数とを考慮して定められることを特徴とする電源装置。
A power supply device capable of changing a set output voltage based on a digital control signal input from the outside,
A time constant circuit for inputting the digital control signal;
A D / A converter for inputting a digital control signal distorted by the time constant circuit;
A comparator that compares the output voltage value with a voltage value output from the D / A converter as a threshold;
A controller that performs pulse width modulation according to a comparison result from the comparator;
A switching element that is turned on / off by a control signal pulse-width modulated by the controller, converts the input voltage into the set output voltage, and outputs the switching voltage;
The time constant circuit, the D / A converter, the comparator, the controller, and the switching element are mounted on the same substrate,
The time constant of the time constant circuit is determined in consideration of a cycle of the digital control signal and a frequency of switching noise related to a switching operation of the switching element.
前記スイッチング素子はMOS−FETであることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the switching element is a MOS-FET. 前記デジタル制御信号はシリアル転送され、クロック信号とラッチ信号とデジタルデータ信号とを含み、
前記時定数回路の時定数は前記クロック信号の周期を考慮して定められることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源装置。
The digital control signal is serially transferred and includes a clock signal, a latch signal, and a digital data signal,
3. The power supply device according to claim 1, wherein the time constant of the time constant circuit is determined in consideration of a cycle of the clock signal.
前記時定数回路は、前記デジタル制御信号の入力端子近傍に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電源装置。   4. The power supply device according to claim 1, wherein the time constant circuit is disposed in the vicinity of an input terminal of the digital control signal. 5. 前記時定数(τ)の上限値は、
前記クロック信号の1周期を正弦波の周期とした周波数(fCLK)をカットオフ周波数として、
τ<1/2πfCLK
を満たし、
前記時定数(τ)の下限値は、
前記スイッチング動作に伴い発生するノイズ成分の正の最大値をAnとし、前記コンパレータの閾値をVTH(Logic)とし、この時のノイズ周波数をfNoiseとしたとき
τ>√{(An/VTH(Logic)2−1}/2πfNoise
を満たすことを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
The upper limit of the time constant (τ) is
A frequency (f CLK ) in which one cycle of the clock signal is a sine wave cycle is defined as a cutoff frequency.
τ <1 / 2πf CLK
The filling,
The lower limit of the time constant (τ) is
Τ> √ {(An / V TH ) , where An is the positive maximum value of the noise component generated by the switching operation, V TH (Logic) is the threshold value of the comparator, and f Noise is the noise frequency at this time. (Logic) ) 2 -1} / 2πf Noise
The power supply device according to claim 2, wherein:
前記電源装置はDC/DCコンバータであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電源装置。   6. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is a DC / DC converter. 請求項1乃至6のいずれかに記載の電源装置を記録ヘッドに電力を供給するために用いた記録装置であって、
前記電源装置を内蔵するとともに、前記記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジと、
前記デジタル制御信号を生成する生成手段と、
前記生成手段と前記キャリッジとを接続し、前記デジタル制御信号と、前記記録ヘッドに対する記録信号とを転送する信号線と内蔵するフレキシブルフラットケーブルとを有することを特徴とする記録装置。
A recording apparatus using the power supply device according to claim 1 to supply power to a recording head,
A carriage that incorporates the power supply device and reciprocates with the recording head mounted thereon;
Generating means for generating the digital control signal;
A recording apparatus comprising: a signal line for connecting the generation unit and the carriage, and transferring the digital control signal and a recording signal for the recording head; and a built-in flexible flat cable.
前記記録ヘッドはインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項7に記載の記録装置。
The recording apparatus according to claim 7, wherein the recording head is an ink jet recording head.
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