CN1085968C - 具有充电功能的记录装置和充电方法 - Google Patents

Abstract

在一种记录装置中，检测出记录头被盖住时打开充电功能。从而在电机和记录头被驱动时可能自动防止记录作业周期期间的充电。

Description

具有充电功能的记录装置和充电方法

本发明涉及一种能够用可充电电池驱动的记录装置。

在诸如打印机、传真装置等等的记录装置中，组成一个“点”图形的图象通过根据图象信息驱动记录头的能量发生构件而记录在一种记录页例如纸、塑料薄膜等等之上。

根据其相应的记录方法，记录装置被分为喷墨记录装置、针点式记录装置、热记录装置等等。在喷墨记录装置中，通过从记录头的排放端口排出记录液体(油墨)微滴并使排出的微滴粘到记录材料例如纸等等上面来进行记录。

使用热能排放油墨微滴的所谓墨泡喷射式喷墨记录头因为排放端口能高密度排列而具有容易获得小尺寸记录头的优点。因此，这种型式的记录头最适合用于便携式小尺寸记录装置。

虽然记录装置通常都用AC电源作为其主要电源，但在某些情况下，便携式小尺寸记录装置要使用两种电源，即AC适配器和可充电电池。

在使用电池给记录装置供电时，由于电池的输出电压会随着电池剩余能量的下降而下降，将变得难以驱动记录装置的相应部件。例如说，如果装置在记录操作期间突然停止，可能会失去所接收的记录信息。在喷墨记录装置的情形，记录头的油墨排放端口可能没有被盖帽构件关上。

因此，当使用电池给记录装置尤其是喷墨记录装置供电时，必须设置用于在电池的能量下降到低于一个预定值时给可充电电池充电的装置。

在具有可充电电池和电池充电功能的常规记录装置中，装置的工作方式采用人工在打印方式即普通的记录方式和电池充电方式之间切换。

但是，要求在打印方式和充电方式之间人工切换的结构需要进行麻烦的人工操作，其结果是造成装置的使用效率不高。

如果记录作业和充电作业并行进行，则由于不必进行人工切换操作，装置就能被高效率使用。但是，这一办法需要一个允许平行执行记录作业和充电作业的大容量电池，其结果是增加记录装置的尺寸和成本。

另外，在这种型式的记录装置中，电池的电压和充电电流一般都是在充电期间通过例如说检测充满电的状态等等进行模拟/数字转换来检测的。但是，当在记录作业期间驱动一个电机或者打印头时，信号的地电位电平会由于这些元件需要相对较高的驱动电流而波动。如果模拟/数字转换电路工作在这种状态下，其结果是转换的精确度下降，引起充电控制不稳。

为了解决这些问题，可以考虑一种办法：检测装置中的电流消耗并且仅在所检出的电流消耗数值低于一个预定数值时才自动进行充电。但是，为此目的，又必须设置用于高度精确检测装置中电流消耗的装置，其结果是增加装置的尺寸和成本。此外，由于电流感测电阻器引起电压降的关系，电池电压将提前降落到最低可用数值以下，其结果是缩短每次充电操作的电池工作时间周期。

本发明的一个目的是提供一种记录装置，具有以改善了的可操作性给电池充电的功能而不需要增加装置的尺寸和成本，并提供一种给电池充电的方法。

本发明的另一个目的是提供一种具有电池充电功能的记录装置，其中装置的工作方式可以在打印方式和充电方式方向自动切换。

本发明的一个方面涉及一种用于通过使用从外接电源或电池供应的电能驱动记录头执行记录的记录装置。记录装置包括一个用于使用从外接电源供应的电能给电池充电的充电电路，以及一个用于根据指示记录头是否处于不执行记录的缩回位置的盖帽信息控制充电电路的控制装置。

本发明的另一个方面涉及一种用于给记录装置充电的方法，记录装置通过使用从外接电源或电池供应的电能驱动记录头执行记录并包括一个用于使用从外接电源供应的电能给电池充电的充电电路。方法包括一个根据检测记录头是否被盖住的结果控制充电电路的控制步骤。

根据本文所述的本发明结构，能在电机和记录头被驱动时中断充电，从而改善装置的可操作性。

本发明的上述以及其他目的、优点和特性，通过下面结合附图详细叙述优选实施例，将变得更加一目了然。

图1是一个方框图，说明根据本发明一个优选实施例的喷墨记录装置的控制系统结构；

图2是一个方框图，说明图1所示记录装置的电源部件；以及

图3是一个流程图，说明图1所示记录装置的充电程序。

现在将参照附图详细叙述根据本发明优选实施例的一种喷墨记录装置。

图1是一个方框图，说明这个实施例的喷墨记录装置控制系统的结构。

在图1中，可编程序外围接口(下文缩写为PPI)1执行并行接收主计算机发送的指令信号(命令)和记录信息信号，并将所接收的信号传送到MPU(微处理单元)2。PPI1还控制面板6并执行对滑动架原位传感器7的输入作业。

MPU2控制记录装置内的相应部件。RAM(随机存取存储器)3用作存储所接收的信号的接收缓冲存储器和存储记录数据的打印缓冲存储器。字模生成ROM(只读存储器)4输出要记录的组成字符等等的图象。控制ROM5存储要被MPU2执行的作业。这些部件均通过地址总线17和数据总线18控制。

滑动架电机8移动滑动架。记录页进给电机10沿一个垂直于滑动架运动方向的方向运送记录材料。盖帽电机13驱动一个盖帽构件(未示出盖帽)使之盖住记录头12(稍后叙述)的油墨排放端口，从而将油墨排放端口与外面的空气隔开。驱动器15驱动滑动架电机8。驱动器16驱动记录页进给电机10。驱动器14驱动盖帽电机13。电机8、10和13均由MPU2控制，始终监视着电机8、10和13的状态。例如说，MPU2通过控制盖帽电机13的工作来监视盖帽的打开还是关闭。

面板6包括有键盘开关、显示灯等等。

原位置传感器7设置在滑动架的原位置邻近，目的是检测滑动架(记录头12即安装在其上)到达原位置。记录页传感器9检测记录材料例如记录纸等等是否存在亦即记录材料是否被供应到记录部位。

记录头12是一种墨泡喷射式喷墨记录头，它包括有排墨端口(未示出)、用于排墨的加热器(未示出)等等。驱动器11根据存储在RAM3的打印缓冲存储器中的记录数据驱动用于记录头12排墨的加热器。

电源部件24用电能供应上述相应部件，并且最好包括一个AC适配器和一个可充电电池作为驱动这些部件的电源。

在上述结构中，MPU2通过PPI1连接到主装置例如计算机等等，并根据主装置发送的命令和记录信息信号、存储在控制ROM5中的程序作业步骤以及存储在RAM3中的记录数据控制记录操作。

下面，将参照图2所示的方框图详细叙述电源部件24。在图2中，AC适配器19和可充电电池20充当驱动喷墨记录装置的电源。电源转换开关21选择上述两种电源之一，并且最好包括一个DC插孔。当AC适配器19的DC插头插入DC插孔21时，触点21a被打开，使得电能由AC适配器19供应。当AC适配器19的DC插头不插入时，触点21a闭合，使得电池20的负电极连接到地电位GND并从电池20供应电能。

输入电压检测电路23检测供电电源的输出电压并将一个输出信号发送到MPU2的A/D输入端口。在本实施例中，一种简单的输入电压检测电路23由一个电阻分压器组成，它被用来生成一个表示被检测电压的信号输给MPU2。但是，任何其他适当的方法，例如使用A/D转换器的方法或者使用比较器的方法也都是可以考虑的。已经在A/D端口接收到来自输入电压检测电路23的输出信号的MPU2能够通过辨识输入电压来判断所供电能是来自AC适配器19还是来自充电电池20。这个判断系根据来自AC适配器19的电压稍稍高于来自电池20的电压这一事实进行。

电源电路22在MPU2的输出端口O₁时控制之下将电源的DC输出转换成适合于驱动喷墨记录装置各相应部件的电压。逻辑电压V_CC1还供应给MPU2并且甚至在电源关断方式下供应。逻辑电压V_CC2和记录头电压V_H分别供应给除MPU2以外的诸逻辑部件例如RAM3等等和记录头12，并且只在电源打开方式(即记录或等待记录的状态)下供应。电机电压V_PP供应到电机8、10和13(示于图1)。

充电电路25在MPU2的输出端口O₂的控制之下给可充电电池20充电。当AC适配器19的DC插头拔出时，充电电路25则由于触点21a闭合而被短路。

现在将叙述在具有上述结构的喷墨记录装置中通过软件在打印方式和给充电电池20充电的充电方式之间自动切换工作方式的控制过程。

图3是一个流程图，说明通过本实施例记录装置的MPU2的充电过程。在图3中，记录装置起动时，在步骤S101判断是否存在来自主装置的记录命令。如果判断结果是否定的，则过程进到步骤S102，判断记录头是不是被盖住。这一判断通过检查盖帽标志(这一标志由MPU2打开或关掉，因为如上所述MPU2控制着盖帽电机13)执行。如果在步骤S102的判断结果是否定的，即在盖帽打开对，则过程进到步骤S103。如果在步骤S102的判断结果是肯定的，即在盖帽被关上时，则过程进到步骤S104。在步骤S104，根据来自输入电压检测电路23的输出信号判断AC适配器是不是正在提供电能。如果在步骤S104的判断结果是肯定的，过程进到步骤S105，通过根据输入电压检测电路23的输出信号判断电池是不是要被充电(例如通过检查是不是达到充满电的状态)。如果在步骤S105的判断结果是肯定的，过程便进到步骤S106，通过控制充电电路25自动开始充电和充电显示，即方式被切换到充电方式或者充电方式还在继续。如果在步骤S105或者在步骤S104的判断结果是否定的，则过程进到步骤S107，中断或停止充电和充电显示，并且过程回到步骤S101。

在步骤S103，判断在请求记录作业之后，时间是否已超过一个预定数值而结束，即是否出现“时间已过”。如果在步骤S103的判断结果是否定的，过程回到步骤S101。如果在步骤S103的判断结果是肯定的，过程进到步骤S108，MPU2执行关上盖帽的作业。然后，在步骤S109，设置一个盖帽标志。上述在出现“时间已过”时关上盖帽的过程称为自动盖帽作业，它经就是众所周知的为避免在不执行记录操作时防止记录头堵塞的作业。

如果在步骤S101的判断结果是肯定的，过程进到步骤S110，根据盖帽标志判断记录头是否被盖住。如果在步骤S110的判断结果是否定的，即如果盖帽是打开的话，过程进到步骤S115。如果在步骤S110的判断结果是肯定的，过程进到步骤S111，判断是否正在进行充电。如果在步骤S111的判断结果是肯定的，过程进到步骤S112，停止充电和充电显示。如果在步骤S111的判断结果是否定的，过程进到步骤S113，执行盖帽打开作业。在步骤S114清除盖帽标志之后，过程进到步骤S115，根据来自主装置的记录命令执行记录作业。一旦完成记录作业，过程便回到步骤S101。如果在等待来自主装置的下一个记录命令时发生“时间已过”，则盖帽关上，并且在必要时恢复上面结合步骤S102-S109所述那样的充电作业。

总结上述作业过程，在步骤S101和S110-S115因执行打印方式而不进行充电作业。在步骤S101、S102、S103、S108和S109，当打印方式被判断为中断或结束时，执行盖帽关闭作业。在步骤S101、S102以及S104-S107，执行充电方式的切换。

如上所述，借助仅在盖帽关闭时才进行充电，就可能在记录作业中防止在电机和记录头被驱动时进行充电，从而以较少浪费充电时间的方式进行自动充电。此外，由于只在电机和记录头不被驱动时才发生充电，因而控制不受电机和记录头的驱动电流所产生的噪声影响，对充满电状态的检测精确度被改善了。

虽然在图3所示流程图的步骤S101中是等待主装置的记录命令，但记录命令可以由自测试记录命令取而代之。当然，流程图对于步骤S101中的记录命令被一种必须临时打开盖帽的作业请求(例如清洁记录头的命令、更换油墨盒的命令、使装置初始化的命令、关断装置电源的命令等等)取代并且步骤S111的过程被一种相应于有关命令的过程取代的情形也是有效的。也就是说，即使不对每一次上述电机或记录头的驱动请求执行充电跳越控制，还是能够通过判断盖帽是否关上来确保实现充电跳越控制。因此，软件的负荷不大。此外，由于根据盖帽是否关上来判断记录头是否在缩回位置处，不需要设置专用的传感器，因而不增加成本。

虽然在上述实施例中，记录头是否在缩回位置处是根据盖帽是否关上来判断的，但也可通过设置缩回位置传感器直接判断记录头是不是在缩回位置处。在这一情形，原位传感器7(示于图1)就可以例如说用作这样的传感器。当然，本发明可以通过使用缩回位置传感器应用于除喷墨记录装置以外的其他记录装置上。

如上所述，根据本发明，由于设置了根据表示记录头是否在缩回位置的缩回信息控制充电功能的装置，就可能禁止在驱动电机或记录头时充电。从而能够自动执行记录作业和充电作业之间的切换而不需要增加装置的尺寸和成本。

本发明特别适合于用在使用电热变换器、激光束等等产生的热能改变油墨状态喷射或排放出油墨的喷墨记录头和记录装置中。这是因为借助这些设备有可能获得高密度象素和高分辨率的记录。

这种设备的典型结构和工作原理最好是美国专利No.4,723,129和No.4,740,796中披露的那种。该原理和结构可以应用于所谓的按需型记录系统和连续型记录系统。但是，特别适合于按需型，因为该原理是至少一个驱动信号加到位于液体(油墨)存放薄片或液体通路的电热变换器上，驱动信号足以提供一个超出核心沸点的快速温升，电热变换器借助它提供热能造成记录头加热部分的薄膜沸腾，从而在液体(油墨)中形成对应于每一个驱动信号的墨泡。通过墨泡的产生、发育和收缩，液体(油墨)通过一个喷射口喷出产生至少一个微滴。驱动信号最好用脉冲形式，因为随后能够瞬时完成墨泡的发育和收缩，从而液体(油墨)可以借助快速响应喷射。脉冲形式的驱动信号最好如像美国专利No.4,463,359和No.4,345,262中所披露的那样。此外，加热表面的温度增长速率最好如像美国专利No.4,313,124中所披露的那样。

记录头的结构可以如像美国专利No.4,558,333和No.，4,459,600中所示，其中加热部分放置在一个弯曲部位，并且喷射出口、液体通路以及电热变换器组合体的结构如像上述专利所披露的一样。此外，本发明可应用日本公开专利申请No.123670/1984中所披露的结构，其中一个公用槽被用作多个电热变换器的喷射出口；并且可应用日本公开专利申请No.138461/1984中所披露的结构，其中形成一个相当于喷射部分的用于吸收热能压力波的开口。这是因为本发明确实能以高效率进行记录操作，而不用考虑记录头的型式。

此外，本发明可应用于记录头安装在主组件上的串联型记录头，应用于电连接到主装置并在安装于主组件内时能接收油墨的可拆换片式记录头或者应用于具有一个整体油墨容器的盒式记录头。

最好设置恢复装置和/或用于预备性操作的辅助装置，因为这些装置可以进一步稳定本发明的效能。这类装置的例子包括用于记录头的盖帽装置、用于记录头的清洁装置、加正压或负压的装置，以及预热装置(可以是电热变换器，辅助加热元件或是它们的组合件)。而且，用于产生预喷射(不是用于记录操作)的装置能够稳定记录操作。

记录头安装的变例可以包括一个对应于单一彩色油墨的单记录头，或者对应于具有不同记录彩色或密度的多种油墨材料的多个记录头。本发明也可有效地应用于至少具有主要用黑色的单色方式、用不同彩色油墨材料的多色方式、使用各彩色混合的全彩色方式之一的装置，这些装置可以是整体构成的记录设备或者是多个记录头的组合体。

再者，虽然在前面的叙述是使用液体油墨，但一种在低于室温时为固体而在室温时为液体的油墨材料也可以使用、由于油墨在这种型式的记录装置中最好保持在30℃至70℃的温度范围内，以便使油墨的粘度稳定，提供稳定的喷射，因此，油墨可以在加上本发明的记录信号时，它为该温度范围内的液体。使用一种型式的油墨，通过使油墨从固态到液态的状态变化消耗热能、有利于防止因热能引起的温度上升。另一种型式的油墨材料是在不用时立即固化以防止油墨的蒸发。在两种情形下，油墨均响应加上产生热能的记录信号而被液化，并且液化了的油墨可以被喷射。另一种油墨材料可以在它到达记录材料的时刻开始固化。

本发明也可以应用这样一种随着被加上热能而液化的油墨材料。这样一种油墨材料可以像在日本公开专利申请No.5,6847/1979和No.71260/1985中所披露的那样以液体或固体材料的形式保存在形成于多孔性薄片内的通孔或凹坑中。薄片面对电热变换器。上述诸技术中最有效的一种是薄膜沸腾系统。

喷墨记录装置可以用作信息处理装置例如计算机之类的输出终端。用作和图象阅读器等等组合在一起的复制装置、或者用作具有信息发送和接收功能的传真机。

在附图中用方框表示的各个部件都是在记录装置和充电方法技术中众所周知的，其特别的结构和操作对于实现本发明的操作或最佳方式则不是关键的东西。

尽管参照本文披露的结构叙述了本发明，但本发明并不受限于本文陈述的细节，并且本申请的意图是涵盖包括在改进目的或下述 书范围之内的所有这类修改和变化。

Claims (12)

1.一种用于通过使用从外接电源或电池供应的电能驱动记录头来进行记录的记录装置，所述记录装置包括：

一个用于使用从外接电源供应的电能给电池充电的充电电路；以及

用于根据表示记录头是否处于不执行记录的缩回位置的盖帽信息控制所述充电电路的控制装置。

2.根据权利要求1的记录装置，其中记录头借助从排放端口排出的油墨进行记录。

3.根据权利要求2的记录装置，其中用于盖住记录头排放端口的盖帽设在缩回位置。

4.根据权利要求3的记录装置，其中盖帽信息表示记录头是否被盖帽盖住。

5.根据权利要求4的记录装置，其中所述控制装置使所述充电电路在盖帽信息指明记录头被盖住时进行充电。

6.根据权利要求4的记录装置，其中所述控制装置在盖帽信息指明记录头没有被盖住时停止所述充电电路的充电。

7.一种用于给记录装置充电的方法，记录装置通过使用从外接电源或电池供应的电能驱动记录头进行记录，并包括一个用于使用从外接电源供应的电能给电池充电的充电电路，所述方法包括：

一个根据检测记录头是否被盖住的结果控制充电电路的控制步骤。

8.根据权利要求7的方法，其中记录头用从排放端口排放的油墨进行记录，用于盖住记录头排放端口的盖帽设在一个缩回位置，并且其中检测记录头是否处在缩回位置的步骤包括检测记录头是否被盖帽盖住的步骤。

9.根据权利要求8的方法，其中所述控制步骤使充电电路在记录头被盖住时进行充电。

10.根据权利要求8的方法，其中所述控制步骤在记录头没有被盖住时停止充电电路充电。时停止充电电路充电。

11.一种记录装置，包括：

一个记录头；

一个电源电路，能够在外部电能提供到所述电源时向记录装置供应电能，并能在来自电池的电能提供到所述电源时向记录装置供应电能；

一个充电电路，仅在记录头被盖住时才用外部电能给电池充电，并在记录头没有被盖住时禁止电池的充电。

12.根据权利要求11的记录装置，其中所述充电电路在电池被充满电时也禁止电池的充电。

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