专利名称：控制向打印头及含打印头的成像设备供电的装置和方法
背景技术：
本发明总的构思涉及控制给成像设备的打印头供电的装置和方法，尤其涉及这样的方法和装置其用于在电源供应停止时防止通过连接到打印头的电源供应端的电容器放电对打印头和打印系统的损害。
背景技术：
一般来说，成像设备将用户使用应用程序编辑的文档或用户使用数字相机拍摄的图像转换为编码数据，并且以视觉可识别的格式打印编码数据到媒体上。
成像设备包括具有多个用于在媒体上成像的记录元件的打印头。当使用具有包括多个喷嘴的打印头的喷墨打印机时，图像由多个喷嘴打印，该喷嘴将墨水喷射到媒体上。为了使多个喷嘴的每个将墨水喷射到媒体上，必须将预定值的电力提供给打印头。这样，成像设备一般包括电源控制装置，用于提供恒定的电力给打印头而不考虑操作状态。
图1是说明用于控制提供给打印头140的电源的传统装置的方块图。参照图1，传统的电源控制装置包括中央处理单元(CPU)100、电源控制器110、脉冲宽度调制集成电路(PWM-IC)120、电流过载保护器130和电容器150。
CPU100产生电源信号，用于根据成像设备的操作控制提供给打印头140的电源，而电源控制器110根据产生的电源信号驱动PWM-IC120。即，在成像设备的打印任务中，CPU100产生高的电源信号，而电源控制器110接收电源信号并根据接收的电源信号驱动PWM-IC120。电源控制器110控制PWM-IC120将输入的AC电源转换为DC电源。
在打印任务中，打印头140可能因为物理动作引起的异常操作过载或被损害，或者外围电路可能被损害。这样，成像设备包括电流过载保护器130，其阻止功率超过预定的可允许的限度，从而防止打印头140或外围电路被损害。
如图1中所示，电容器150连接到打印头140的电源供应端，使得提供恒定的电力给打印头140而没有突然的波动。
最近，已经开发出具有阵列头结构的成像设备，从而高速打印高质量图像而没有打印头的往复运动。在这种情况下，打印头的长度与打印媒体的宽度相同。根据具有阵列头结构的成像设备的特性，在打印媒体上打印图像的打印头中包括很多记录元件，因此显著地增大了用于打印的功耗。
这样，因为用于稳定提供给打印头140的电源的电容器150的电容通常很高，所以当打印任务完成并且停止给打印头140的电源供应时，电容器150需要很长时间放电。结果，如果打印头140在电容器150完全放电之前从成像设备拆卸下来，则可能损害打印头140和/或相应的外围电路，或者可能产生用户安全危险。
发明内容
本发明总的构思提供一种通过快速和安全地使电容器放电来控制提供给成像设备的打印头的电源的装置和方法。
本发明总的构思的另外的方面部分将在后面的说明中提出，部分从该说明将是显然的，或者可以由本发明总的构思的实践学习。
通过提供一种控制提供给成像设备的打印头的电源的装置，实现本发明总的构思的前面和/或其它的方面，该装置包括电源供应单元，用于提供DC电源给打印头；电容器，其连接到打印头的电源供应端，以稳定提供给打印头的DC电源；放电器，用于给电容器放电；控制器，用于通过产生第一预定值的电源信号和第二预定值的放电信号，驱动电源供应单元提供电源给打印头，并且通过产生第三预定值的电源信号和第四预定值的放电信号，驱动放电器不提供电源给打印头；以及头锁扣器，用于锁住打印头，使得正在给打印头供电时不能从成像设备拆卸打印头。
头锁扣器可以对打印头解锁，使得如果打印头的电源供应端的电压等于或低于预定值，则打印头从成像设备可移走。
放电器可以由辅助电压源、系统电压源和打印头供应电压源驱动。
控制器可以包括中央处理单元(CPU)，用于分别产生电源信号和放电信号为‘高’和‘低’以提供电源给打印头，并分别产生电源信号和放电信号为‘低’和‘高’以不提供电源给打印头；以及电源控制器，用于当电源信号是‘高’并且放电信号是‘低’时，产生信号以驱动电源供应单元，并且当电源信号是‘低’并且放电信号是‘高’时，产生信号以驱动放电器。
头锁扣器可以包括螺线管锁扣器，用于使用螺线管锁住成像设备中的打印头；以及锁扣器驱动器，用于检测打印头的电源供应端的电压并驱动螺线管锁扣器，使得当检测的电压超过预定值时打印头不能从成像设备拆卸。
锁扣器驱动器可以通过控制流到螺线管的电流驱动螺线管锁扣器。
本发明总的构思的前面和/或其它的方面还通过提供一种由系统电源供电的成像设备实现，该成像设备包括打印头，用于成像；电容器，其连接到打印头的输入端以稳定向其施加的电压；以及电源供应控制单元，用于当设备由系统电源供电时，通过使电容器上电压充电和放电，给打印头通电和断电。
本发明总的构思的前面和/或其它的方面还通过提供一种成像设备实现，该成像设备包括打印头，用于成像；电源供应控制单元，用于提供电源给打印头；电容器，其连接在电源供应控制单元和打印头之间，并且根据提供给打印头的电源充电和放电；以及头锁扣器，用于感应电容器上所充电的电源电平，并且当感应的电源电平大于预定电平时，阻止打印头从设备移走。
本发明总的构思的前面和/或其它的方面还通过提供一种成像装置中可使用的电源控制装置实现，该成像装置具有打印头，在该打印头的输入端带有稳定电容器，该电源控制装置包括电源，用于提供电力给打印头的输入端；放电器，用于使稳定电容器放电；以及电源控制器，用于分别输出电源控制信号和放电控制信号到所述电源和放电器，从而在第一预定时间期间给打印头通电，并且在第二预定时间期间使稳定电容器放电，所述第一和第二预定时间由打印周期决定。
本发明总的构思的前面和/或其它的方面还通过提供一种控制提供给成像设备的打印头的电源的方法实现，该方法包括从中央处理单元(CPU)接收电源信号和放电信号；当接收的电源信号具有第一预定值以及接收的放电信号具有第二预定值时，提供电源给打印头，并且当接收的电源信号具有第三预定值以及接收的放电信号具有第四预定值时，使连接到打印头的电源供应端的电容器放电；以及正在给打印头供电时，锁住打印头，使得所述打印头不能从成像设备拆卸。
该方法还可以包括解锁打印头，使得如果打印头的电源供应端的电压等于或低于预定值，则打印头从成像设备可移走。
第一预定值可以是‘高’，第二预定值可以是‘低’，第三预定值可以是‘低’以及第四预定值可以是‘高’。所述打印头的锁住可以包括检测打印头的电源供应端的电压，并且当检测的电压超过预定值时，锁住打印头使得所述打印头不能从成像装置拆卸。
在打印头的锁住中，可以通过控制流到螺线管的电流锁住打印头，从而不从成像装置拆卸。
本发明总的构思的前面和/或其它的方面还通过提供一种控制成像设备中电源的方法实现，该成像设备具有打印头；电源，用于提供电力给打印头；稳定电容器，其安置在电源和打印头之间；放电器，用于使电容器放电；以及头锁扣器，该方法包括控制电源以提供电力给打印头，并且控制放电器不使稳定电容器放电，使得执行打印操作，并且当打印操作完成时，控制电源停止提供电力给打印头，并且控制放电器使稳定电容器放电。
从下面结合附图的实施例的说明，本发明总的构思的这些和/或其它方面将变得明显和更容易理解，在附图中图1是说明用于控制提供给打印头的电源的传统装置的方块图；图2是说明根据本发明总的构思的实施例的控制提供给打印头的电源的装置的方块图；图3说明根据本发明总的构思的实施例的图2的电源控制装置的电源控制器的电路图；图4说明根据本发明总的构思的实施例的图2的电源控制装置的放电器的电路图；图5是说明根据本发明总的构思的实施例的控制提供给打印头的电源的方法的流程图；图6A和6B说明根据本发明总的构思的实施例的图2的电源控制装置的螺线管锁扣器的配置；以及图7说明根据本发明总的构思的实施例的成像设备。
具体实施例方式
现在将详细介绍本发明总的构思的实施例，在附图中说明本发明总的构思的例子，其中相同的附图标号始终指相同的元件。下面说明实施例以便通过参照
本发明总的构思。
图2是说明根据本发明总的构思的实施例的控制提供给打印头280的电源的装置的方块图。电源控制装置包括CPU200、电源控制器210、包括脉冲宽度调制集成电路(PWM-IC)230和电流过载保护元件240的电源供应单元220、放电器250、锁扣器驱动器260、螺线管锁扣器270和电容器290。现在将按照图5中说明的根据本发明总的构思的实施例，结合用于控制提供给打印头280的电源的方法，说明图2中图示的电源控制装置的操作。
参照图2和5，当在操作500中输入打印开始请求时，CPU200在操作510中产生高电源信号和低放电信号，以提供电源给打印头280。在操作520中，电源控制器210接收产生的信号，并产生用于驱动PWM-IC230的信号。接收产生的信号的电源供应单元220转换AC电源为DC电源，并且提供产生的DC电源给打印头280。
PWM-IC230使用PWM方法转换AC电源为DC电源。电流过载保护元件240阻止电源的供应超过预置的可允许的限度，使得打印头280或相应的外围电路不因为电源过载而损坏。
当电源控制器210接收到高电源信号和低放电信号时，电源控制器210不驱动放电器250。即，当电源控制器210接收到高电源信号和低放电信号时，电源控制器210控制放电器250不对电容器290放电。
图3说明图2的电源控制器210的电路图。如果从CPU200输入的电源信号是‘高’并且放电信号是‘低’，则从图3中图示的电源控制器210输出的‘PWM IC开/关’信号是‘低’，由此驱动PWM-IC230，并且从图3中图示的电源控制器210输出的‘放电器开/关’信号是‘高’，由此停止放电器250的操作。即，在本实施例中，PWM-IC230和放电器250是低有效。
根据上述的操作，打印时对电容器290充电。
如果打印头280的电源供应端的电压在提供电源给打印头280时超过阈值电压Vth，则在操作530中，锁扣器驱动器260驱动螺线管锁扣器270锁住打印头280，使得打印头280不能从成像设备的主体拆卸。即，螺线管锁扣器270在成像设备的主体中锁住打印头280，使得打印头280不能由用户意外地从成像设备的主体拆卸或有目的地从成像设备拆卸。
图6A说明图2的螺线管锁扣器270的配置。锁扣器驱动器260驱动螺线管锁扣器270通过提供电流给螺线管600执行锁定操作，并且通过阻止电流提供给螺线管600使螺线管锁扣器270解锁。附图标号630和640表示打印头280的金属部分，附图标号610和620表示成像设备的主体部分，而附图标号650表示弹簧。打印头280的金属部分630和640可以部分或全部由金属制造。例如，金属部分630和640可以包含第一种材料，其上安排第二种金属材料的条带(strip)。或者金属部分630和640的其它安排可以被用在螺线管锁扣器270中。
螺线管600是通过以圆柱形状缠绕导线形成的线圈。如果电流流经线圈，则产生磁场。线圈中心周围的磁场强度H是mIl/2r2+(l/2)2，单位是MKSA(米-千克-秒-安培)，其中r表示螺线管600的半径，l表示长度，n表示每单位长度的圈数，而I表示电流。螺线管600只有当电流流过其中时(即只有当由电流产生磁场时)具有磁特性。
图6B说明图6A的螺线管锁扣器270的锁定操作。当锁扣器驱动器260提供电流给螺线管600时，螺线管锁扣器270在成像设备的主体中锁住打印头280。如图6B中图示的，如果锁扣器驱动器260提供电流给螺线管600，则打印头280的金属部分630和640附着(adhere)在螺线管600上，该螺线管600因为电流流过其中而具有磁性。然后，打印头280的金属部分630和640啮合(engage)成像设备的主体的部分610和620，因此锁住打印头280，使得打印头280不能从成像设备的主体拆卸。
如果锁扣器驱动器260停止提供电流给螺线管600，则螺线管600停止用作磁体，因此打印头280的金属部分630和640由于连接到金属部分630和640的弹簧650的弹性返回到初始位置(见图6A)，因此对打印头280解锁。当由锁扣器驱动器260提供电流时，由螺线管600产生的磁场强度H足以克服弹簧650的弹性。
参照图2和5，当在操作540结束打印时，CPU200在操作550中产生低电源信号和高放电信号。在操作560中，电源控制器210接收产生的信号，并产生用于停止驱动PWM-IC230的信号。接收驱动停止信号的电源供应单元220停止给打印头280的电源供应。在操作570中，电源控制器210接收产生的信号并产生用于驱动放电器250的信号。接收该驱动信号的放电器250将电容器290中所充电的电荷放电。
参照图3，如果从CPU200输入的电源信号是‘低’以及充电信号是‘高’，则从图3中图示的电源控制器210输出的‘PWM IC开/关’信号是‘高’，由此停止驱动PWM-IC230，并且从图3中图示的电源控制器210输出的‘放电器开/关’信号是‘低’，由此驱动放电器250。
图4是说明图2的放电器250的电路图。如图4中图示的，由辅助电压源VB、系统电压源VCC和提供给打印头的电源VPH驱动放电器250。如果从电源控制器210输入的‘放电器开/关’信号是‘低’，则晶体管Q1导通，由此通过电阻R1、R2和R3对由辅助电压源VB、系统电压源VCC和提供给打印头的电源VPH提供的电压分压。因此，放电晶体管Q2导通，由此通过电阻R8将电容器290中所充电的电荷放电。
如上所述，不仅在结束打印后正常停止对打印头280的电源供应时，而且在系统电压源VCC被异常阻断时，图4中图示的放电器250可以对电容器290放电。例如，当成像设备的插头突然从电源插座拔出时，或者如果系统电源因为某种其它原因突然发生故障，则系统电压源VCC可能被异常阻断。在图4中图示的放电器250中，如果关闭系统电压源VCC，则‘放电器开/关’信号自然地为‘低’，并且虽然系统电压源VCC关闭，但是晶体管Q1由辅助电压源VB导通。结果，由辅助电压源VB提供的电压和提供给打印头的电源VPH由电阻R1和R3分压，由此导通放电晶体管Q2，并且通过电阻R8将电容器290中所充电的电荷放电。
辅助电压源VB可以是与系统电压源VCC独立的电池或超级电容器(super cap，功率电容器)。
当电容器290中所充电的电荷由放电器250放电时，提供给打印头280的电压降低。参照图2和5，在操作580中，锁扣器驱动器260感应打印头280的电源供应端的电压，并确定是否提供给打印头280的电压等于或低于阈值电压Vth。
如果提供给打印头280的电压等于或低于阈值电压Vth，则锁扣器驱动器260停止驱动螺线管锁扣器270，使得螺线管锁扣器270在操作590中对打印头280解锁。如果螺线管锁扣器270对打印头280解锁，则用户可以自由地从成像设备的主体拆卸(即，移走)打印头280。
图7说明根据本发明总的构思的实施例的成像设备700。成像设备700可以包括在前面的各实施例中所说明和描述的某些组件。成像设备700包括电源供应控制单元701、电容器290(类似于图2)、放电器250(类似于图2)、打印头238(类似于图2)以及头锁扣器765。电源供应控制单元701可以执行的功能类似于图2中图示的电源供应单元220、电源控制器210和CPU200的功能，同时头锁扣器765执行的功能类似于也在图2中图示的锁扣器驱动器260和螺线管锁扣器270的功能。
电源供应控制单元701控制(1)提供给打印头238的电源以及(2)放电器250的操作。电源供应控制单元701可以在电源供应模式和放电模式之间操作。当打印工作正在由成像设备700执行时，电源供应控制单元701可以操作在电源供应模式以提供电源给打印头238。另一方面，当打印操作完成时并且/或者当切断给成像设备700的系统电源时，电源供应控制单元701可以工作在放电模式以对电容器290放电。根据电源供应控制单元701的操作，即使成像设备700的系统电源保持导通，也可以使打印头238通电和断电。即，当成像设备700的系统电源导通时，打印头238可以具有一个以上电源状态。
另外，头锁扣器765在成像设备700中锁住打印头238，直到电容器290上剩余的电压减小到预定电平。当电容器290上保持太高电压时，这阻止移走打印头238，由此保护用户不受电击，并阻止对电路的损害。
如上所述，在根据本发明总的构思的实施例的控制提供给成像设备的打印头的电源的装置和方法中，通过根据由CPU产生的电源信号和放电信号的组合，控制提供电源给打印头的设备的操作、以及用于对电容器中所充电的电荷放电的设备的操作，当停止给打印头的电源供应时，电容器可以安全和快速地放电。另外，通过锁住打印头直到电容器充分放电，使得打印头不能从成像设备拆卸，可以阻止打印头和/或打印系统因为电容器中剩余的电荷而被损害，并且可以预防用户安全危险的出现。
尽管已经显示和说明了本发明总的构思的几个实施例，但本领域的技术人员将理解在这些实施例中可以进行改变而不背离本发明总的构思的原理和精神，本发明总的构思的范围在权利要求和它们的等价物中定义。
有关申请的交叉引用本申请要求2005年12月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0121246的权益，其公开通过引用全部在此合并。
权利要求
1.一种控制提供给成像设备的打印头的电源的装置，该装置包含电源供应单元，用于提供DC电源给打印头；电容器，其连接到打印头的电源供应端，用于稳定提供给打印头的DC电源；放电器，用于使电容器放电；控制器，用于通过产生第一预定值的电源信号和第二预定值的放电信号驱动电源供应单元，以提供电源给打印头，并通过产生第三预定值的电源信号和第四预定值的放电信号驱动放电器，以不提供电源给打印头；以及头锁扣器，用于锁住打印头，使得正在给打印头供电时打印头不能从成像设备拆卸。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述头锁扣器对打印头解锁，使得如果打印头的电源供应端的电压等于或低于预定值，则打印头从成像设备可移走。
3.根据权利要求1所述的装置，其中放电器由辅助电压源和系统电压源驱动。
4.根据权利要求1所述的装置，其中放电器由辅助电压源和提供给打印头的电源驱动。
5.根据权利要求1所述的装置，其中控制器包含中央处理单元CPU，用于分别产生电源信号和放电信号为‘高’和‘低’，从而提供电源给打印头，并分别产生电源信号和放电信号为‘低’和‘高’，以不提供电源给打印头；以及电源控制器，用于当电源信号是‘高’并且放电信号是‘低’时，产生信号以驱动电源供应单元，并且当电源信号是‘低’并且放电信号是‘高’时，产生信号以驱动放电器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述头锁扣器包含螺线管锁扣器，用于使用螺线管锁住成像设备中的打印头；以及锁扣器驱动器，用于检测打印头的电源供应端的电压并驱动螺线管锁扣器，使得当检测的电压超过预定值时打印头不能从成像设备拆卸。
7.根据权利要求6所述的装置，其中锁扣器驱动器通过控制流到螺线管的电流驱动螺线管锁扣器。
8.一种由系统电源供电的成像设备，该设备包含打印头，用于成像；电容器，其连接到打印头的输入端以稳定给其施加的电压；以及电源供应控制单元，用于当设备由系统电源供电时，通过使电容器上电压充电和放电，使打印头通电和断电。
9.根据权利要求8所述的成像设备，还包含放电器，用于根据来自电源供应控制单元的控制信号使电容器放电。
10.根据权利要求8所述的成像设备，还包含头锁扣器，用于当电容器上的电压大于预定电平时，阻止打印头从设备移走。
11.根据权利要求8所述的成像设备，其中在打印操作完成之后以及当从设备切断系统电源时，电源供应控制单元使打印头断电。
12.一种成像设备，包含打印头，用于成像；电源供应控制单元，用于提供电源给打印头；电容器，其连接在电源供应控制单元和打印头之间，并且根据提供给打印头的电源充电和放电；以及头锁扣器，用于感应在电容器上所充电的电源电平，并且当感应的电源电平大于预定电平时，阻止打印头从所述设备移走。
13.根据权利要求12所述的成像设备，其中所述头锁扣器包含锁扣器驱动器，用于感应在电容器上所充电的电源电平，并且当感应的电源电平大于预定电平时输出电流；以及螺线管锁扣器，其包含螺线管，以从锁扣器驱动器接收电流并且产生磁场，从而施加磁力到打印头的金属部分，由此在设备中锁住打印头。
14.根据权利要求13所述的成像设备，其中所述头锁扣器还包含弹簧，其安排在打印头的金属部分之间，并且在与磁力相反的方向使金属部分偏离，使得一旦不再施加磁力，打印头的金属部分就恢复到原始位置。
15.一种成像设备中可使用的电源控制装置，该成像设备具有打印头，在该打印头的输入端带有稳定电容器，该电源控制装置包含电源，用于提供电力给打印头的输入端；放电器，用于使稳定电容器放电；以及电源控制器，用于分别输出电源控制信号和放电控制信号到所述电源和放电器，从而在第一预定时间期间在打印头上通电以及在第二预定时间期间使稳定电容器放电，所述第一和第二预定时间由打印周期决定。
16.一种控制提供给成像设备的打印头的电源的方法，该方法包含从中央处理单元CPU接收电源信号和放电信号；当接收的电源信号具有第一预定值以及接收的放电信号具有第二预定值时，提供电源给打印头，并且当接收的电源信号具有第三预定值以及接收的放电信号具有第四预定值时，使连接到打印头的电源供应端的电容放电；以及正在给打印头供电时，锁住打印头，使得所述打印头不能从成像设备拆卸。
17.根据权利要求16所述的方法，还包含解锁打印头，使得如果打印头的电源供应端的电压等于或低于预定值，则打印头从成像设备可移走。
18.根据权利要求16所述的方法，其中第一预定值是‘高’，第二预定值是‘低’，第三预定值是‘低’，而第四预定值是‘高’。
19.根据权利要求16所述的方法，其中锁住打印头包含检测打印头的电源供应端的电压；以及当检测的电压超过预定值时，锁住打印头，使得所述打印头不能从成像设备拆卸。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述锁住打印头包含通过控制流到螺线管的电流，锁住所述打印头以便不从成像设备拆卸。
21.一种控制成像设备中的电源的方法，该成像设备包含打印头；电源，用于提供电力给打印头；稳定电容器，其安排在所述电源和打印头之间；放电器，用于使电容器放电；以及头锁扣器，该方法包含控制电源以提供电力给打印头，并且控制放电器不使稳定电容器放电，使得执行打印操作；以及当打印操作完成时，控制电源以停止提供电源给所述打印头，并且控制所述放电器使稳定电容器放电。
22.根据权利要求21所述的方法，还包含控制头锁扣器以感应稳定电容器中的电源电平，并且当感应的电源电平大于预定电平时，阻止打印头从所述成像设备移走。
全文摘要
一种控制提供给包括在成像设备中的打印头的电源的装置和方法。该装置包括提供DC电源给打印头的电源供应单元；连到打印头的电源供应端以稳定提供给打印头的DC电源的电容器；使电容器放电的放电器；控制器，通过产生第一预定值的电源信号和第二预定值的放电信号，驱动电源供应单元以提供电源给打印头，以及通过产生第三预定值的电源信号和第四预定值的放电信号，驱动放电器以不提供电源给打印头；以及头锁扣器，用于锁住打印头，使得正在给打印头供电时打印头不能从成像设备拆卸。因此，通过根据由CPU产生的电源信号和放电信号的组合控制提供电源给打印头的设备的操作以及使电容器放电的设备的操作，并且锁住打印头直到电容器充分放电，使得打印头不能从成像设备拆卸，当停止给打印头的电源供应时，电容器可以安全和快速地放电，由此阻止打印头和/或打印系统因为电容器中剩余的电荷而被损害。
文档编号B41J29/60GK1978202SQ200610163129
公开日2007年6月13日 申请日期2006年11月30日 优先权日2005年12月10日
发明者韩春九 申请人:三星电子株式会社