JPH08308101A

JPH08308101A - プリンタ用電源装置

Info

Publication number: JPH08308101A
Application number: JP7114287A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Iizuka; 俊章飯塚
Original assignee: TEC CORP
Current assignee: TEC CORP
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】待機時と印字動作時とで必要とする電流が大
きく異なるプリンタに対して対応すべき外部の電源供給
部の能力を低減させること。【構成】待機時には外部から供給され電流制限回路７
によって制限された電流をプリンタ４側に供給する一
方、蓄電池８の充電電圧が低ければこの電流制限回路７
を経て充電回路９を通して充電させる。一方、プリンタ
印字動作時にはプリンタ待機時に比べて大きな電流を必
要とし、電流制限回路７を経て供給される電流だけでは
不足するが、その電源線１１に接続された蓄電池８の放
電動作によってこの不足電流分を供給させることにより
プリンタ４に本来の印字動作を実行させる。よって、外
部から電流を供給する電源供給部１０としては、プリン
タ待機時に必要な電流値を想定して設定された一定値分
の電流を供給し得るものであればよくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタを直流電流に
より駆動させるためにプリンタユニット中に内蔵される
プリンタ用電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、ＰＯＳシステム（販売時
点情報管理システム）中でレシート用紙やジャーナル用
紙に印字するレシート／ジャーナルプリンタ等のプリン
タを考えた場合、システム中では、１つの負荷要素とな
るものであり、必要な駆動電流は、システム全体に対す
る外部の電源供給部から配分されることになる。

【０００３】この場合、例えば、サーマルプリンタとし
て構成されたレシート／ジャーナルプリンタは、サーマ
ルヘッドや用紙フィード用のステッピングモータ等の駆
動部を備えている。このようなプリンタでは、サーマル
ヘッドやステッピングモータが動作する実際の印字動作
時には大きな電流を必要とする一方、待機時には僅かな
電流しか必要としないのが通常である。そして、印字動
作中であっても、実際の印字内容（印字データの多少、
印字速度の高低、印字幅（範囲）の大小等）によって
は、必要とする電流も増減する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】よって、このような状
況下では、印字動作時に必要とする最大電流をカバーし
得る能力（容量）を持つ電源供給部が必要となる。ここ
に、電源は容量に比例してコストや外形が大きくなるの
で、容量の大きな電源供給部を必要とする従来方式で
は、外部の電源供給側に関するコストや実装スペースに
無駄を生ずる。また、実際の印字動作中の印字内容に応
じた電流の増減を考慮した場合のピーク電流を抑えるた
めに電源ラインにコンデンサを挿入する等の対策を必要
としている。さらに、プリンタとしては、印字用紙の大
きさなどで規定される小型プリンタ、大型プリンタ等が
あり、各々必要とする電流が異なるが、その違いに応じ
てプリンタ毎に電源供給側の仕様を変えることも必要と
なる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のプリンタ用電源
装置は、外部から供給される供給電流の値をプリンタ待
機時に必要とする電流値に基づき設定された一定値以下
に制限する電流制限回路と、この電流制限回路のプリン
タに対する電源線に接続されてプリンタ印字動作時の不
足電流を前記プリンタに対して放電出力する蓄電池と、
前記電流制限回路を介して外部から供給される供給電流
によりこの蓄電池を選択的に充電させる充電回路とを備
えている。

【０００６】

【作用】本発明においては、必要とする電流値が少ない
待機時には外部から供給され電流制限回路によって制限
された電流がプリンタ側に供給される一方、蓄電池の充
電電圧が低ければこの電流制限回路を経て供給される電
流によって充電回路を通して充電される。一方、プリン
タ印字動作時にはプリンタ待機時に比べて大きな電流を
必要とし、電流制限回路を経て供給される電流だけでは
不足するが、その電源線に接続された蓄電池の放電動作
によってこの不足電流分が供給されることによりプリン
タは本来の印字動作を実行する。よって、外部から電流
を供給する電源供給部としては、プリンタ待機時に必要
な電流値を想定して設定された一定値分の電流を供給し
得るものであればよく、プリンタ印字動作時であっても
プリンタ待機時であっても大差のない電流を供給すれば
よい小容量の外部電源で済む。逆にいえば、外部から電
流を供給する電源供給部としては、プリンタ以外の他の
機器に対する電源として併用される場合であっても、電
流制限回路で供給電流を制限しているので、プリンタ側
で大きな電流を消費してしまうことがなく、電流配分が
良好に行われる。

【０００７】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。本実施例のプリンタ用電源装置は、例えば、サーマ
ルプリンタ用電源装置１に適用したものである。このサ
ーマルプリンタ用電源装置１は、サーマルヘッド２や用
紙フィード用のステッピングモータ３等を備えてなるサ
ーマルプリンタ４や、このサーマルプリンタ４を駆動さ
せる駆動回路５と一体化されてプリンタユニット６を構
成している。

【０００８】ここに、前記サーマルヘッド用電源装置１
は、電流制限回路７と蓄電池８と充電回路９とにより構
成されている。前記電流制限回路７はプリンタユニット
６に対して外部に位置する電源供給部１０と前記サーマ
ルヘッド２との間を結ぶ電源線１１上に介在させたもの
で、電源供給部１０から供給される供給電流の値を予め
設定された一定値以下に制限する限流機能を持つ。ま
た、前記蓄電池８は前記電流制限回路７の出力側に対し
て前記充電回路９を介して分岐接続されているととも
に、サーマルプリンタ４に対する電源線１１（充電回路
９よりも下流側位置）に対して逆流防止用のダイオード
１２を介して接続されている。前記充電回路９は前記蓄
電池８に対する充電動作を制御するもので、単純には、
充電電流制限用の抵抗により構成される。

【０００９】また、前記駆動回路５は、例えば、図２に
示すように、電源線１１に接続されて、サーマルヘッド
２に対して印字動作用のストローブ信号ＳＴＢを出力し
たり、ステッピングモータ３の４相のフィールドコイル
φＡ〜φＤに順次電流を流すためのトランジスタＱ_A 〜
Ｑ_D をドライブ信号Ａ〜Ｄによってオン・オフ制御する
ＩＣ構成のＣＰＵ１３を備えている。ここに、このＣＰ
Ｕ１３と電源線１１との間には蓄電池８の電源容量を電
源線１１の電圧に換算して監視する電圧監視回路１４が
介在されている。この電圧監視回路１４はＩＣ構成のコ
ンパレータ１５を主体として形成されており、参照入力
には電源線１１に接続された分圧抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ の接続
中点が接続され、基準入力には電源Ｖcc＝５Ｖに接続さ
れた分圧抵抗Ｒ₃ ，Ｒ₄ の接続中点が接続されている。
即ち、電源線１１の電圧をＶ_Mとしたとき、コンパレー
タ１５の参照入力にはＶ_M・Ｒ₁／（Ｒ₁＋Ｒ₂）なる分圧
電圧が与えられ、基準入力には５・Ｒ₃ ／（Ｒ₃＋Ｒ₄）
なる基準電圧が与えられ、（参照入力電圧）＜（基準入
力電圧）となった場合にコンパレータ１５の出力がＬレ
ベルとなるように設定されている。

【００１０】このような構成において、今、具体的事例
として、電流制限回路７による制限電流が１〔Ａ〕、蓄
電池８の容量が２〔Ａｈ〕、サーマルプリンタ４や駆動
回路５のプリンタ待機時の消費電流が０．５〔Ａ〕、プ
リンタ印字動作時の消費電流が最大で４〔Ａ〕の場合を
想定して動作を説明する。なお、蓄電池８は満充電状態
であるとする。

【００１１】まず、プリンタ待機時にあっては、サーマ
ルプリンタ４や駆動回路５に必要な消費電流を供給する
ため、電源線１１上の出力部分ａには０．５〔Ａ〕の電
流が流れる。一方、蓄電池８は満充電状態にあるため、
充電回路９は蓄電池８に対する充電動作を制限するた
め、分岐線上の部分ｂには電流が流れない。よって、こ
の場合、外部の電源供給部１０からプリンタユニット６
に対しては０．５〔Ａ〕だけの電流が供給されることに
なる。

【００１２】一方、サーマルヘッド２にストローブ信号
ＳＴＢが与えられて実際に印字動作が実行されるプリン
タ印字動作時には、サーマルプリンタ４側に対して最大
で４〔Ａ〕の電流を供給する必要がある。この時、電源
供給部１０側から供給される電流は電流制限回路７によ
って１〔Ａ〕以下に制限されているため、電源供給部１
０からの電流供給では３〔Ａ〕の電流が不足する。この
ような不足電流を補うため、蓄電池８からはダイオード
１２を介して接続されている電源線１１上に３〔Ａ〕分
の電流が放電動作によって供給される。これにより、サ
ーマルプリンタ４側では電源線１１の出力部分ａに４
〔Ａ〕の電流供給を受けて正常に印字動作を実行する。
ここに、このような電流供給状態で１０分間印字動作を
行うと、蓄電池８の容量としては３〔Ａ〕×１／６
〔ｈ〕＝０．５〔Ａｈ〕分を消費する。

【００１３】その後、再び、プリンタ待機時に戻ると、
電源線１１の出力部分ａにてサーマルブリンタ４や駆動
回路５に対して０．５Ａの電流が供給される一方、電源
供給部１０から供給されて電流制限回路７で制限された
１〔Ａ〕の電流の内、出力部分ａに流れる０．５〔Ａ〕
分を除いた０．５〔Ａ〕分が分岐線上の部分ｂ側へ流れ
る。これにより、充電回路９を介して蓄電池８に充電電
流が流れて蓄電池８の充電動作が行われる。この場合の
充電効率を５０％とすると、２０分間充電動作を行うこ
とにより、蓄電池８は満充電状態に復帰する。

【００１４】よって、本実施例によれば、プリンタユニ
ット６が電流制限回路７及び蓄電池８によるサーマルプ
リンタ用電源装置１を備えているので、必要とする消費
電流が０．５〔Ａ〕程度から４〔Ａ〕程度までの幅で大
きく異なるプリンタ待機時とプリンタ印字動作時とを考
慮しても、プリンタ印字動作時の不足電流分は蓄電池８
の放電電流によって補われるので、外部の電源供給部１
０としては電流制限回路７によって制限される１〔Ａ〕
以下の電流を供給すればよく、電源供給部１０から供給
される電流値が時系列的に見て平均化されたものとな
る。よって、電源供給部１０なる電源は小容量のもので
よく、そのコストや実装スペースを低減させることがで
きる。逆にいえば、外部の電源供給部１０としては、Ｐ
ＯＳシステムにおいて、サーマルプリンタ４以外の他の
機器（負荷要素）に対する電源として併用される場合で
あっても、電流制限回路７で供給電流を制限しているの
で、サーマルプリンタ４側で大きな電流を消費してしま
うことがなく、ＰＯＳシステム全体における電流配分を
良好に行える。特に、本実施例によれば、外部の電源供
給部１０から供給される電流については電流制限回路７
によって制限を加える一方、不足分は自己のプリンタユ
ニット６内に内蔵させた蓄電池８によって補うので、プ
リンタが小型プリンタであっても大型プリンタであって
も電源供給部１０側の仕様を変えることなく、適用でき
ることになり、汎用性を持たせることもできる。

【００１５】ところで、プリンタ待機時の時間がプリン
タ印字動作時の時間に対して２倍以上であれば、前述し
たような充電効率が５０％なる条件下では、蓄電池８が
充電不足になることはない。しかし、プリンタ待機時の
時間がプリンタ印字動作時の時間に対して２倍未満の場
合には、蓄電池８の容量が低下してその充電電圧が一定
値よりも低下してしまうことがある。例えば、蓄電池８
の充電電圧の変化を時系列的に示す図３において、時点
ｔ₁ は充電電圧が一定値以下に低下した時点を表してい
る。このような状況のまま、プリンタ印字動作を通常通
り継続させると、印字動作に必要な電流が確保できなく
なるため、本実施例では、駆動回路５中のＣＰＵ１３に
よって図４の割込み処理のフローチャートに示すような
印字速度を低下させる制御が実行される。

【００１６】即ち、電源監視回路１４中のコンパレータ
１５は電源線１１の出力部分ａにおける電圧Ｖ_Mを利用
して常に蓄電池８の充電電圧を監視しており、時点ｔ₁
のような状況になると、Ｖ_M・Ｒ₁／（Ｒ₁＋Ｒ₂）なる分
圧電圧のほうが５・Ｒ₃ ／（Ｒ₃＋Ｒ₄）なる基準電圧よ
りも低くなるので、電圧低下を示すＬレベルの信号がコ
ンパレータ１５からＣＰＵ１３に出力される。そこで、
図４に示す割込み処理でＣＰＵ１３がコンパレータ１３
のＬレベルへの変化を知ると（ステップＳ１のＹ）、サ
ーマルプリンタ４側に対して印字動作を停止させ、又
は、その動作が遅くなるように動作制御を行う（Ｓ
２）。動作を遅くする方法については後述する。何れに
しても、この動作制御によって、電源線１１の出力部分
ａにてサーマルプリンタ４側に供給される電流が１
〔Ａ〕以下となるようにする。このような状況下では、
分岐線上の部分ｂ側に分流する電流もあり、充電回路９
を介して蓄電池８に充電電流が流れる。これにより、図
３中の時点ｔ₂ に示すように蓄電池８の電圧が復帰す
る。このような電圧復帰も電圧監視回路１４によって監
視されている。ここに、コンパレータ１５の出力がＨレ
ベルに変化して電圧が復帰したことをＣＰＵ１３が知る
と（Ｓ３のＹ）、現実には、蓄電池８の容量がまだ少な
い可能性が多分にあるため、容量回復時間の計数を所定
値分行い（Ｓ４，Ｓ５）、この間、ステップＳ２の動作
制御を継続する。このような処理を経ることにより、図
３中の時点ｔ₃ に示すように蓄電池８の容量は完全に回
復する（満充電状態）。このような段階で、ＣＰＵ１３
はサーマルプリンタ４側を通常印字用の制御に戻す。

【００１７】ところで、ステップＳ２中に示した動作が
遅くなるような動作制御を実施する場合には、ＣＰＵ１
３からステッピングモータ３に与える各相用のドライブ
信号Ａ〜Ｄのパルス幅を通常時よりも広げてプリンタ速
度を低下させるとともに、これに併せて、サーマルヘッ
ド２に対する通電パルスを規定するストローブ信号ＳＴ
Ｂの周期を広げるようにすればよい。この時、サーマル
ヘッド２に対する通電幅は一定であるので、必要とする
消費電流は下がる傾向にある。図５は通常時のドライブ
信号Ａ〜Ｄ及びストローブ信号ＳＴＢのパルス波形を示
し、図６は低速駆動時のドライブ信号Ａ〜Ｄ及びストロ
ーブ信号ＳＴＢのパルス波形を示す。これらの図によれ
ば、低速時のドライブ信号Ａ〜Ｄのパルス幅が通常時よ
りも広がり、かつ、低速時のストローブ信号ＳＴＢのパ
ルス幅（周期）Ｔ₂ が通常時のパルス幅Ｔ₁ よりも広が
っているのが分かる。

【００１８】なお、本実施例では、サーマルプリンタ４
への適用例として説明したが、プリンタとしてはサーマ
ルプリンタに限らず、ドットインパクトプリンタ、イン
クジェットプリンタ等のプリンタであってもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、外部から供給される供
給電流の値をプリンタ待機時に必要とする電流値に基づ
き設定された一定値以下に制限する電流制限回路と、こ
の電流制限回路のプリンタに対する電源線に接続されて
プリンタ印字動作時の不足電流を前記プリンタに対して
放電出力する蓄電池と、前記電流制限回路を介して外部
から供給される供給電流によりこの蓄電池を選択的に充
電させる充電回路とを備えたので、待機時と印字動作時
とで必要とする電流が大きく異なるプリンタに対して、
印字動作時の不足電流を蓄電池からの放電電流によって
補えるため、外部から電流を供給する電源供給部として
は、プリンタ待機時に必要な電流値を想定して設定され
た一定値分の電流を供給し得るものであればよく、よっ
て、プリンタ印字動作時であってもプリンタ待機時であ
っても大差のない電流を供給すればよいコスト的、実装
スペース的に有利な小容量の外部電源で済ませることが
でき、逆にいえば、外部から電流を供給する電源供給部
としては、プリンタ以外の他の機器に対する電源として
併用される場合であっても、電流制限回路で供給電流を
制限しているので、プリンタ側で大きな電流を消費して
しまうことがなく、電流配分を良好に行うことができ、
さらには、外部から供給される電流については電流制限
回路によって制限を加える一方、不足分は内蔵の蓄電池
によって補うので、プリンタが小型プリンタであっても
大型プリンタであっても外部の電源供給部側の仕様を変
えることなく、適用でき、汎用性を持たせることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】その駆動回路を中心として示す一部のブロック
図である。

【図３】蓄電池の充電電圧の時間的な変化の様子を示す
波形図である。

【図４】駆動回路における動作制御を示すフローチャー
トである。

【図５】通常時の動作を示すタイムチャートである。

【図６】低速時の動作を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

４プリンタ７電流制限回路８蓄電池９充電回路１１電源線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部から供給される供給電流の値をプリ
ンタ待機時に必要とする電流値に基づき設定された一定
値以下に制限する電流制限回路と、この電流制限回路の
プリンタに対する電源線に接続されてプリンタ印字動作
時の不足電流を前記プリンタに対して放電出力する蓄電
池と、前記電流制限回路を介して外部から供給される供
給電流によりこの蓄電池を選択的に充電させる充電回路
とを備えたことを特徴とするプリンタ用電源装置。