專利名稱：設(shè)置有電源電路的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括電源電路的裝置。
背景技術(shù)：
記錄裝置將通過(guò)使用設(shè)置在記錄頭中的電熱轉(zhuǎn)換部件將電 能轉(zhuǎn)換為熱能，并且通過(guò)使用熱能將墨噴出到紙張的表面上。
日本特開(kāi)2003-145892公開(kāi)了 一種用于在維持穩(wěn)定電壓值的同 時(shí)向電熱轉(zhuǎn)換部件供電的電容器(例如，電解電容器)。用于向 記錄頭供電的電源電路包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET)),并且在必要時(shí)接通和/或關(guān)斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。電源電路包 括放電電路，以在記錄裝置不進(jìn)行記錄操作時(shí)將累積在電容器 中的電荷釋放到地。
然而，當(dāng)在啟動(dòng)記錄裝置之時(shí)和/或在記錄裝置啟動(dòng)記錄操 作之前從電源向記錄裝置供電時(shí)，出現(xiàn)具有大電流值的涌流 (inrush current)。這是因?yàn)橛捎谠陔娙萜髦欣鄯e了小量電荷， 導(dǎo)致在電容器和電源的之間存在大的電位差。然而，當(dāng)提供了 用于減小電流值的電路時(shí)，增大了電源電路的大小和成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供用于以低成本來(lái)減少出現(xiàn)具有大電流值 的涌流的記錄裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種裝置，其被配置為具有施 加至所述裝置的負(fù)載，其中所述負(fù)載每單位時(shí)間消耗預(yù)定量的 電力，所述裝置包括電源電路，其生成用于驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載的 電壓；電容器，其與用于從所述電源電路向所述負(fù)載供給電力的供給線路相連接，所述電容器用于穩(wěn)定所述負(fù)載的電位；充 電/放電電路，其將比所述預(yù)定量小的量的電力供給至所述電容 器，并從所述電容器釋放所述比所述預(yù)定量小的量的電力；充 電電路，其將比所述預(yù)定量大的量的電力供給至所述電容器； 以及開(kāi)關(guān)電路，其4吏所述充電/放電電3各和所述充電電3各各自工 作。
根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它 特征及方面將變得清楚。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的第 一 實(shí)施例的電源電路的示意圖。
圖2是根據(jù)第 一 實(shí)施例的時(shí)序圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電源電路的示意圖。
圖4是根據(jù)第二實(shí)施例的時(shí)序圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的記錄設(shè)備的透視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的記錄系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在下面 的實(shí)施例中，將記錄頭作為負(fù)載的示例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，并且將記 錄裝置作為裝置的示例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
圖l示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電源電路(電源裝置) 100。電源電^各100包括記錄頭H1，用于噴出墨滴；電容器Cl, 設(shè)置在記錄頭H1附近，以使記錄頭H1的電位穩(wěn)定；場(chǎng)效應(yīng)晶體 管(FET)Q1;電阻器R1和R2，用于向FET Ql施加驅(qū)動(dòng)電壓；以 及開(kāi)關(guān)SWl,用于基于信號(hào)Hon來(lái)接通和/或關(guān)斷FET Ql。如圖1所示，晶體管Q3和Q4的基極彼此連接，以提供電流 鏡電路(current mirror circuit)。電阻器R6連接至兩個(gè)晶體管Q3 和Q4中的一個(gè)，以確定電流鏡電路的基準(zhǔn)電流。
當(dāng)接通/關(guān)斷晶體管Q2時(shí)，在工作狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)之間切換 電流鏡電路。晶體管Q2連接在電阻器R6和晶體管Q3之間。電 阻器R6用于確定流至晶體管Q4的電流的值。二極管D1連接在 兩個(gè)晶體管中的另 一 個(gè)即晶體管Q4的集電極端(collector terminal)、電阻器R6與晶體管Q2之間。上述二極管D1用于進(jìn)行 限流，以使得沒(méi)有電流從晶體管Q 3流至記錄頭H1和電容器C1 。
電阻器R3和R4以及開(kāi)關(guān)SW2均用于接通/關(guān)斷晶體管Q2。 電阻器R3和R4、開(kāi)關(guān)SW2以及晶體管Q2包括在用于在工作狀態(tài) 和停止?fàn)顟B(tài)之間來(lái)回切換電流鏡電3各的切換電^各中。
發(fā)送信號(hào)PreCHG,以4妄通/關(guān)斷電流4竟電^各的工作。發(fā)送 信號(hào)Hon，以接通/關(guān)斷FET。發(fā)送信號(hào)Ht，以*接通/關(guān)斷記錄頭 Hl的驅(qū)動(dòng)。
上述電流鏡電路和FET均用于發(fā)送在電源電路中生成的電 壓VH。此外，將電流鏡電路和FET連接至記錄頭和/或電容器。 因此，電流4竟電^各和FET與用于/人電源電^各向i己錄頭供電的電 源線路并聯(lián)。
圖2是示出圖l所示電路的工作的時(shí)序圖。根據(jù)圖2，記錄裝 置的電源處于接通狀態(tài)。
首先，當(dāng)在時(shí)間tl使信號(hào)PreCHG進(jìn)入使能(enable)狀態(tài)(高 電平狀態(tài))時(shí)，開(kāi)關(guān)SW2進(jìn)入接通狀態(tài)，并且晶體管Q2由于由電 阻器R3和R4所確定的基才及電流而進(jìn)入々包和驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。確定電阻 器R3和R4的電阻值，以使得該基極電流足以使晶體管Q2轉(zhuǎn)移至 飽和范圍。
由于晶體管Q2轉(zhuǎn)移至了飽和范圍，晶體管Q3進(jìn)入激活狀態(tài)?；趶碾娫垂?yīng)的電壓V H減去晶體管Q 3的基極發(fā)射極間 (base-to-emitter)電壓Vbe所獲得的電壓和基于電阻器R6的電阻 值所確定的電流的j直，電流Io經(jīng)過(guò)。與上述電流I。相等的電流^ 從晶體管Q4流至電容器C1和記錄頭H1。因此，電容器C1的電 壓Vc逐漸增大。由于以恒定電流對(duì)電容器C1進(jìn)行充電，因而電 壓Vc的增大也為常量。
當(dāng)電壓V c在時(shí)間12達(dá)到電位V1 (比電壓V H低晶體管Q 4的 電壓Vbe的電壓)時(shí)，電流L的電流量突然減小。這是因?yàn)榫w 管Q4的發(fā)射極電位和集電極電位(在圖1中所示的點(diǎn)A處獲得的 電位)之間的差減小了 。
當(dāng)在時(shí)間t3使信號(hào)Hon進(jìn)入使能狀態(tài)(高電平狀態(tài))，以通過(guò) 使用記錄頭H1來(lái)進(jìn)行記錄操作時(shí)，F(xiàn)ET Ql進(jìn)入接通狀態(tài)(飽和 驅(qū)動(dòng)狀態(tài))。當(dāng)FET Ql進(jìn)入接通狀態(tài)時(shí)，由于電源和電容器的 電位之間的電^f立差(Vbe)而生成了電流12。由于電流12,電壓Vc 從電位V1增大至電源電壓VH。因此，電壓VH電平上的電荷能 夠累積在電容器C1中。
此外，由于電容器C1充滿了電荷(電源和電容器的電位之間 的差減小了 )，電流12的值在相當(dāng)短的時(shí)期內(nèi)變?yōu)?。
然后，當(dāng)信號(hào)H o n的狀態(tài)在時(shí)間14從使能狀態(tài)(高電平狀態(tài)) 變?yōu)槭?disable)狀態(tài)(低電平狀態(tài))時(shí)，電位Vc的值降低到電位 Vl的值。上述電位V1對(duì)應(yīng)于晶體管Q2的集電極的電位與二極 管Dl的電壓Vf之和。在這種情況下，累積在電容器C1的電荷經(jīng) 由二極管D1和電阻器R6釋放到地，從而使得電位降低到電位 VI。
然后，信號(hào)PreCHG的狀態(tài)在時(shí)間t5從使能狀態(tài)變?yōu)槭?態(tài)，并且開(kāi)關(guān)SW2關(guān)斷。因此，晶體管Q2關(guān)斷，并且晶體管Q3 和/或晶體管Q4的工作停止。因此，開(kāi)始經(jīng)由二極管D1和電阻器R6從電容器C1釋放電荷。電流13與電荷的釋放相對(duì)應(yīng)。此外， 由于電容器C1中剩下與二極管D1的電位差V f相對(duì)應(yīng)的電荷。因 此，電位Vc變?yōu)殡娢籚2。在此，通過(guò)控制單元來(lái)控制信號(hào) PreCHG和/或信號(hào)Hon的狀態(tài)。
因此，控制信號(hào)PreCHG,從而可以對(duì)電容器Cl進(jìn)行預(yù)充 電處理和放電處理。電阻器R6具有兩個(gè)角色(功能)，包括對(duì)所 生成的用以使電容器Cl充電的電流進(jìn)行限制的功能以及對(duì)所 生成的用以從電容器C1釋放電荷的電流進(jìn)行限制的功能。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電源電路(電源裝置)100的 圖。通過(guò)相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示用于執(zhí)行與由圖l中所示的組件 所執(zhí)行的操作相同的操作的組件。此外，省略了對(duì)與圖l所示的 相同的那些組件或電路部分的說(shuō)明。將說(shuō)明與圖l所示的不同的 那些組件。
晶體管Q5和Q6的發(fā)射極彼此連接，從而提供推挽j (push-pull)電路。開(kāi)關(guān)SW2接通/關(guān)斷推挽電路。電阻器R7將經(jīng) 過(guò)推挽電路的電流耗散(dissipate)至地。電阻器R6用于確定晶體 管Q5的基極電流。電阻器R5用于確定晶體管Q5和Q6中的每個(gè) 的發(fā)射極電流。
推挽電路和FET均用于發(fā)送在電源電路中生成的電壓VH。 此外，推挽電路和FET連接至記錄頭和/或電容器。因此，推挽 電路和F E T晶體管與用于從電源電路向記錄頭供電的電源線路 并聯(lián)。
圖4是示出圖3所示的電源電路100的工作的圖。首先，當(dāng)在 時(shí)間tl使信號(hào)PreCHG進(jìn)入使能狀態(tài)(高電平狀態(tài))時(shí)，接通開(kāi)關(guān) SW2以向電阻器R6和R7施加電壓VH?；趯⒕w管Q5的基才及 發(fā)射極間電壓Vbe加到晶體管Q5的發(fā)射極電位上所獲得的電 位，來(lái)生成基極電流?；谏鲜龌鶚O電流，晶體管Q5的發(fā)射極
8電流經(jīng)由電阻器R5流至電容器C1。將該電流稱作電流L。電容 器Cl由于電流Ii而充電，并且電容器C1的端電壓逐漸增大。通 過(guò)電壓V c來(lái)表示逐漸增大的端電壓的狀態(tài)。根據(jù)基于電阻器R 5 的電阻值和電容器C1的電容而確定的時(shí)間常量，電壓Vc的電位 沿著類似拋物線的曲線增大。電壓Vc在時(shí)間t2到達(dá)比電位VH低 晶體管Q5的基極發(fā)射極間電壓Vbe的電壓電平。
在時(shí)間t3，使信號(hào)Hon進(jìn)入使能狀態(tài)(高電平狀態(tài))。因此， 開(kāi)關(guān)SW1進(jìn)入接通狀態(tài)，接通晶體管Ql,并且電流12流至電容 器C1。因此，電位Vc增大到電位VH。盡管在接通晶體管Q1的 瞬間流過(guò)了電流12,隨著電位Vc到達(dá)電位VH時(shí)，電流收么夂為零。
在時(shí)間t4 ，使信號(hào)Hon在時(shí)間t4進(jìn)入失效狀態(tài)(低電平狀態(tài))。 由于晶體管Ql進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，電位Vc降低至比電位VH低晶體 管Q5的基極發(fā)射極間電壓Vbe的電壓電平。
當(dāng)信號(hào)PreCHG的狀態(tài)在時(shí)間t5從使能狀態(tài)變?yōu)槭顟B(tài) 時(shí)，晶體管Q5進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，而晶體管Q6進(jìn)入接通狀態(tài)。
因此，晶體管Q6的基極電位變得比晶體管Q6的發(fā)射極電位 相對(duì)低，并且在晶體管Q6的基極發(fā)射極間電壓Vbe超出預(yù)定電 位差之后生成基才及電流。通過(guò)電阻器R6和R7確定上述基才及電流 的值。此時(shí)流過(guò)的發(fā)射極電流的值是比基極電流的值大幾倍的 Hfe。上述發(fā)射極電流流至集電極。此時(shí)，經(jīng)由電阻器R5釋放 了累積在電容器C1中的電荷。
因此，控制信號(hào)PreCHG，以使得能夠?qū)﹄娙萜鰿l進(jìn)行預(yù) 充電處理和放電處理。生成由箭頭I3表示的電流，以釋放累積 在電容器C1中的電荷。如上所述，電阻器R5用作對(duì)所生成的用 以進(jìn)行放電的電流進(jìn)行限制的電阻器。
上述推挽電路可以包括用于禁止直通電流流至晶體管Q5 和Q6的電路。因此，在上迷兩個(gè)實(shí)施例，記錄裝置各自包括兩個(gè)具有不 同電源屬性的電源電路。首先，通過(guò)第一電源電路(第一充電電 路)供應(yīng)第一量的電力，并且通過(guò)第二充電電路(第二充電電路) 供應(yīng)第二量的電力。上述電量均是單位時(shí)間供應(yīng)的電力的量。
在此，上述電量之間的大小關(guān)系表示為第一電量<第二 電量。此外，當(dāng)將由記錄頭為進(jìn)行記錄操作而消耗的最大電量 確定為第三電量時(shí)，電量大小關(guān)系表示為第一電量<第三電 量<第二電量。
此外，第一電源電路具有放電功能。也就是說(shuō)，第一電源 電路同時(shí)具有充電功能和放電功能。
然后，將說(shuō)明用于上述實(shí)施例的噴墨記錄設(shè)備。圖5是噴墨 記錄設(shè)備(在下文中稱為記錄設(shè)備)l的透視圖。記錄設(shè)備l包括 安裝在滑架2上的記錄頭3,其中記錄頭3用于噴墨以及按照噴墨 方案記錄數(shù)據(jù)。上述記錄頭3與圖l和2中所示的記錄頭H1相對(duì) 應(yīng)。傳送機(jī)構(gòu)4將通過(guò)滑架電動(dòng)機(jī)M1生成的驅(qū)動(dòng)能量輸送到滑 架2,以使滑架2沿著由箭頭A表示的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在記錄期 間，滑架2經(jīng)由例如供給機(jī)構(gòu)5給送包括記錄紙薄片的記錄介質(zhì) P,將記錄介質(zhì)P輸送到記錄位置，并且通過(guò)從記錄頭3噴墨至 位于記錄位置的記錄介質(zhì)P上來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。輸送輥7用于輸 送記錄介質(zhì)P并且由^r送電動(dòng)才幾M2進(jìn)4亍驅(qū)動(dòng)。
不僅記錄頭3安裝在記錄設(shè)備1的滑架2上，而且用于保存供 給到記錄頭3的墨的墨盒6也安裝在記錄設(shè)備1的滑架2上。墨盒6 可移動(dòng)地安裝在滑架2上。
能夠進(jìn)行彩色記錄的圖5所示的記錄設(shè)備1設(shè)置了四個(gè)安裝 在滑架2上的墨盒，其中，品紅色(M)墨、青色(C)墨、黃色(Y) 墨和黑色(K)墨容納在獨(dú)立的四個(gè)墨盒中。上述四個(gè)墨盒各自以 可拆卸地方式安裝在滑架2上。在此，使滑架2和記錄頭3的接合面適當(dāng)?shù)?波此4妾觸，以實(shí) 現(xiàn)并維持合適的電連接。當(dāng)基于記錄信號(hào)進(jìn)行供電時(shí)，記錄頭3 選擇性地從多個(gè)噴出口噴出墨以記錄數(shù)據(jù)。尤其是，上述實(shí)施 例的記錄頭3使用以使記錄頭3通過(guò)使用熱能噴出墨的方式的噴 墨方案。因此，記錄頭3設(shè)置有用于生成熱能的電熱轉(zhuǎn)換部件。
圖6是噴墨記錄系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)的示意圖，其中，噴墨記錄 系統(tǒng)包括電源電路(PS) 100，其與圖l和/或圖3中所示的電源 電路相同；以及控制單元110,用于控制噴墨記錄系統(tǒng)的操作。 控制單元110包括中央處理單元(CPU) 111、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM) 112和只讀存儲(chǔ)器(ROM) ll3。噴墨記錄系統(tǒng)還包括主枳^ 設(shè)備(HOST，個(gè)人計(jì)算機(jī)等)300、接口單元(I/F) 140和電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)器(DRV) 120及130。
噴墨記錄系統(tǒng)還包括交流(AC)/直流(DC)轉(zhuǎn)換電^各(電源電
AC/DC轉(zhuǎn)換電3各(AC/DC) 200生成例如20V的VH電壓和/或例如 5V的邏輯電壓。將在AC/DC轉(zhuǎn)換電路200中生成的VH電壓發(fā)送 到如上所述設(shè)置有兩個(gè)具有不同電源屬性的電源單元(充電電 路)的電源電路IOO。此外，將在AC/DC轉(zhuǎn)換電路200中生成的邏 輯電壓發(fā)送到控制單元110?？刂茊卧?10改變用于電源電路(PS) 100的信號(hào)PreCHG和信號(hào)Hon各自的狀態(tài)。此外，控制單元110 在記錄期間將信號(hào)Ht輸出至記錄頭Hl。例如，記錄頭H1和電源 電路100布置在滑架2上。電源電路100和AC/DC轉(zhuǎn)換電路200經(jīng) 由撓性線纜(flexible cable)彼此連接。類似的，電源電路IOO和控 制單元110經(jīng)由撓性線纜彼此連接。
根據(jù)上述實(shí)施例，例如，負(fù)載是記錄頭，而裝置是記錄裝 置和/或設(shè)備。然而，可以在不限于上述實(shí)施例的情況下實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明。例如，由電源電路供電的負(fù)載可以包括例如電動(dòng)才幾、力口熱器以及如CPU等集成電路。
根據(jù)上述實(shí)施例，用于控制電源電路100的控制單元4皮配置
為控制記錄裝置的操作。然而，控制單元可以用作專門設(shè)計(jì)為
僅控制電源電3各100的控制電路。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，在電源電路100中，可將電容器 Cl和其它電路部分分為兩個(gè)部分，以使電容器C1和記錄頭H1 均布置在滑架2上。
根據(jù)本發(fā)明的又一 實(shí)施例，可將DC電壓經(jīng)由所謂的AC適 配器發(fā)送到記錄裝置。在這種情況下，提供DC/DC轉(zhuǎn)換器以替 換AC/DC轉(zhuǎn)換電路200。
盡管參考示例性實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本 發(fā)明不局限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍
符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其被配置為具有施加至所述裝置的負(fù)載，其中所述負(fù)載每單位時(shí)間消耗預(yù)定量的電力，所述裝置包括電源電路，其生成用于驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載的電壓；電容器，其與用于從所述電源電路向所述負(fù)載供給電力的供給線路相連接，所述電容器用于穩(wěn)定所述負(fù)載的電位；充電/放電電路，其將比所述預(yù)定量小的量的電力供給至所述電容器，并從所述電容器釋放所述比所述預(yù)定量小的量的電力；充電電路，其將比所述預(yù)定量大的量的電力供給至所述電容器；以及開(kāi)關(guān)電路，其使所述充電/放電電路和所述充電電路各自工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述負(fù)載是 記錄頭，以及所述裝置是記錄裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于， 所述充電/力丈電電^各包括多個(gè)晶體管； 電阻型器件；以及 二極管，其中，所述多個(gè)晶體管中的兩個(gè)晶體管的基極彼此連接， 所述兩個(gè)晶體管的發(fā)射極與所述供給線路連接，而所述電阻型 器件連接在所述兩個(gè)晶體管中的一個(gè)晶體管和地之間，以及其中，所述二極管連接在所述兩個(gè)晶體管中的另一個(gè)晶體管的集電極和所述電阻型器件之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述充電電 路包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，還包括用于控制所述開(kāi)關(guān)電路的控制電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述裝置開(kāi)始工作時(shí)，所述控制電路操作所述開(kāi)關(guān)電路以執(zhí)行所述充電/》文電電^各的充電#:作，以及#:作所述開(kāi)關(guān)電3各 以才丸行所述充電電^各的充電才乘作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述充電/》丈電電i 各包括推-統(tǒng)電^各，在所述推4免電3各中，兩 個(gè)晶體管的發(fā)射極彼此連接。
全文摘要
本發(fā)明以低成本提供了一種用于抑制涌流的出現(xiàn)的設(shè)置有電源電路的裝置，該裝置包括電源電路，其生成用于驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載的電壓；電容器，其與用于從所述電源電路向所述負(fù)載供給電力的供給線路相連接，所述電容器用于穩(wěn)定所述負(fù)載的電位；充電/放電電路，其將比所述預(yù)定量小的量的電力供給至所述電容器，并從所述電容器釋放所述比所述預(yù)定量小的量的電力；充電電路，其將比所述預(yù)定量大的量的電力供給至所述電容器；以及開(kāi)關(guān)電路，其使所述充電/放電電路和所述充電電路各自工作。
文檔編號(hào)H02J15/00GK101615816SQ20091014222
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者渡邊昌彥 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社