(57)【要約】【課題】電源に用いられる部品の定格温度のマージンを極小にすることが可能な電源制御方法および電源を提供する。【解決手段】プリンタ用電源１を制御するための電源制御方法は、入力されたＡＣをスイッチングするスイッチングステップ（図３のステップＳ１、Ｓ２）と、スイッチング波形を直流に整流する整流ステップ（図３のステップＳ３）と、サーマルプリンタ２に近接するサーミスタ１５から送信されるヘッド１４の温度情報を取得する取得ステップ（図３のステップＳ５）と、過電流保護部６が温度情報に基づきサーマルプリンタ２へ供給する電力の最大電流値を可変設定し、最大電流値を超える場合には電力の供給を停止する出力制御ステップ（図３のステップＳ６〜Ｓ１０）と、を有する。【選択図】図２
2008079389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器へ電力供給する電源部を制御するための電源制御方法であって、
前記電源部へ入力された交流をスイッチングして降圧するスイッチングステップと、
降圧した前記高周波交流を直流に整流する整流ステップと、
前記電子機器から送信される動作情報を取得する取得ステップと、
前記動作情報に基づき前記電子機器へ供給する前記電力の最大値を可変設定し、前記電力が前記最大値を超えた場合には前記電力の供給を停止する出力制御ステップと、を有することを特徴とする電源制御方法。
【請求項２】
プリンタへ電力供給する電源部を制御するための電源制御方法であって、
前記電源部へ入力された交流をスイッチングして降圧するスイッチングステップと、
降圧した前記高周波交流を直流に整流する整流ステップと、
前記プリンタから送信されるヘッドの温度情報を取得する取得ステップと、
前記温度情報に基づき前記プリンタへ供給する前記電力の最大電流値を可変設定し、前記最大電流値を超えた場合には前記電力の供給を停止する出力制御ステップと、を有することを特徴とする電源制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電源制御方法において、
前記取得ステップは、前記ヘッドの近傍に位置する温度検出素子を介して前記温度検出素子の出力値を前記温度情報として取得することを特徴とする電源制御方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電源制御方法において、
前記電源部は、前記プリンタに対しての外部電源であることを特徴とする電源制御方法。
【請求項５】
プリンタへ電力供給するための電源であって、
入力された交流を降圧するトランスと、
前記交流をスイッチングするスイッチング素子と、
スイッチング波形を直流に整流化するダイオードと、
前記プリンタから送信されるヘッドの温度情報を取得し、前記温度情報に基づき前記プリンタへ供給する前記電力の最大電流値を可変設定し、前記最大電流値を超えた場合には前記電力の供給を停止する過電流保護部と、を備えていることを特徴とする電源。
【請求項６】
請求項５に記載の電源において、
前記過電流保護部は、前記ヘッドの近傍に位置する温度検出素子を介して前記温度検出素子の出力値を前記温度情報として取得することを特徴とする電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の電源を制御するための電源制御方法および電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーマルプリンタのヘッドなどのような発熱部品を有する電子機器には、ヘッドの温度がヘッドの定格以上に上昇してヘッドの熱破壊を生じることのないように、ヘッド温度を検出して温度制御する制御回路部が設けられている。また、制御回路部が誤動作した場合でも、ヘッドの温度が定格以上に上昇することのないように、さらに、印加電流遮断手段を備える構成が知られている（たとえば特許文献１）。この場合、電源部（電源）は、ヘッドなどを発熱させるためにサーマルプリンタが要求する電力を供給しており、電力供給に伴い電源部自体も発熱する。そのため、電源部は、定格温度に対しマージンを十分確保した設計がなされており、サーマルプリンタへの電力が、安定して供給されるように図られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１５８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、電源部の温度上昇に対する信頼性を確保するために、電源部に使用する部品には、定格温度のマージンを十分に確保可能なものを用いる必要があった。図７は、従来のプリンタ用電源における部品の定格温度を示す概念図である。縦軸は、プリンタ用電源である電源部の部品温度Ｐを示し、横軸は、電源部の周囲の温度である環境温度Ｑを示している。電源部の部品温度Ｐは、環境温度Ｑに伴う温度上昇Ａと、サーマルプリンタへの電力供給によって電源部自体が発熱することによる温度上昇Ｂと、により、実際にサーマルプリンタを印刷動作させたときの、環境温度Ｑにおける動作範囲は、低温Ｑ1から高温Ｑ2を結ぶ温度勾配線Ｒのように変化する。そして、環境温度Ｑの高温Ｑ2における温度上昇Ｂは、低温Ｑ1における温度上昇Ｂと比べて少なくて済む。これはサーマルプリンタのヘッドは熱により印刷するため、高温Ｑ2でのヘッド温度が低温Ｑ1より高く、印刷可能な温度までヘッドの温度を上昇させるための電源部の負荷が少なくて済むためである。
【０００５】
つまり、ヘッドが稼動してヘッドの温度が高くなっていれば、印刷可能温度へ上昇させるための電源部の負荷が、ヘッドの温度が低い場合より少なくなり、サーマルプリンタへの電力供給による電源部の温度上昇Ｂも減少する。従って、温度勾配線Ｒは、環境温度Ｑに伴う温度上昇Ａを示す温度勾配線Ｓに比べて、勾配が緩やかになっている。この温度勾配線Ｒは、実質的に電源部が到達する可能性のある温度を示すものであるが、電源部単独で独自の温度上昇に対する信頼性を確実に確保するため、さらに、電源部の部品が有するべき定格温度のマージンＣを大幅に付加させた定格温度Ｐ1が設定されている。このため、電源部の部品は、定格温度の高いものを選定しなければならず、特に、トランジスタやダイオードなどの半導体部品は、選択範囲が限られ、しかも高価なものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、電源部に用いられる部品の定格温度のマージンを極小にすることが可能な電源制御方法および電源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電源制御方法は、電子機器へ電力供給する電源部の制御であって、電源部へ入力された交流をスイッチングして降圧するスイッチングステップと、降圧した高周波交流を直流に整流する整流ステップと、電子機器から送信される動作情報を取得する取得ステップと、動作情報に基づき電子機器へ供給する電力の最大値を可変設定し、電力が最大値を超えた場合には電力の供給を停止する出力制御ステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
この電源制御方法によれば、電源部は、スイッチング電源として、単に、電子機器が要求する電力を供給するだけでなく、取得ステップにおいて電子機器の動作情報を取得している。電子機器の動作情報を取得することにより、電子機器が現在どのように動作していて、その動作のためにはどの程度の電力が少なくとも必要なのかが判断可能である。従って、取得ステップで都度取得する電子機器の動作情報に基づき、出力制御ステップでは、電子機器へ供給すべき電力の最大値を、都度更新して、可変的に制御する。そして、電子機器から設定した最大値を超える電力の供給要求があった場合、その時点での電子機器の動作には過剰な供給要求であり、例えば、何らかの異常等が発生している可能性等が考えられるため、電力の提供を停止する。つまり、電子機器のその時点での動作に必要なレベルの電力を設定することにより、設定を超えた過大な電力の供給を抑制する。これにより、電源部に過大な負荷がかかって発熱し、電源部が高温状態に陥ることを防止可能である。一方、取得ステップおよび出力制御ステップを有しない電源制御方法では、電源部が高温に耐えるように、定格温度のマージンを大幅に備えておかなくてはならない。本発明の電源制御方法では、電源部を構成する部品に、定格温度の低いものを使用することが可能であり、部品の選択範囲が広がり、コストも安く済む。
【０００９】
本発明の電源制御方法は、プリンタへ電力供給する電源部の制御であって、電源部へ入力された交流をスイッチングして降圧するスイッチングステップと、降圧した高周波交流を直流に整流する整流ステップと、プリンタから送信されるヘッドの温度情報を取得する取得ステップと、温度情報に基づきプリンタへ供給する電力の最大電流値を可変設定し、最大電流値を超えた場合には電力の供給を停止する出力制御ステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
この電源制御方法によれば、電源部は、スイッチング電源として、単に、プリンタが要求する電力を供給するだけでなく、取得ステップにおいてプリンタのヘッドの温度情報を取得している。ヘッドの温度情報を取得することにより、プリンタが現在どのような動作状態にあって、その動作のためにはどの程度の電力が少なくとも必要なのかが判断可能である。従って、取得ステップで都度取得するヘッドの温度情報に基づき、出力制御ステップでは、プリンタへ供給すべき電力の最大値を、都度更新して、可変的に制御する。そして、プリンタから設定した最大値を超える電力の供給要求があった場合、その時点でのプリンタの動作には過剰な供給要求であり、例えば、何らかの異常等が発生している可能性等があるため、電力の提供を停止する。つまり、プリンタのその時点での動作に必要なレベルの電力を設定することにより、設定を超えた過大な電力供給を抑制する。これにより、電源部に過大な負荷がかかって発熱し、電源部が高温状態に陥ることを防止可能である。一方、取得ステップおよび出力制御ステップを有しない電源制御方法では、電源部が高温になった場合でも、機能維持できるように定格温度のマージンを大幅に備えておかなくてはならない。本発明の電源制御方法では、電源部を構成する部品に、定格温度の低いものを使用することが可能である。
【００１１】
この場合、取得ステップは、ヘッドの近傍に位置するサーミスタ等の温度検出素子を介して温度検出素子の出力値を温度情報として取得することが好ましい。
【００１２】
この方法によれば、ヘッドの温度情報は、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ等を温度検出素子としてヘッドに取り付けて測定し、この場合、サーミスタの出力値を、ヘッドの温度情報として取得する。サーミスタの出力値をそのままヘッドの温度情報とする方法により、サーミスタの出力値をさらに変換するなどの手間をかけることなく、プリンタへ供給する電力の最大電流値を、都度、迅速に設定可能である。
【００１３】
また、電源部は、プリンタに対しての外部電源であることが好ましい。
【００１４】
この方法によれば、電源部は、外部電源であって、一方的にプリンタへ電力供給する電源ではなく、プリンタのヘッドの温度に対応して、供給する電力を設定または停止することが可能な電源である。また、電源部は、特定のプリンタ専用ではなく、同種のプリンタの電源部として転用使用が可能である。
【００１５】
本発明の電源は、プリンタへ電力供給するためのものであって、入力された交流を降圧するトランスと、交流をスイッチングするスイッチング素子と、スイッチング波形を直流に整流化するダイオードと、プリンタから送信されるヘッドの温度情報を取得し、温度情報に基づきプリンタへ供給する電力の最大電流値を可変設定し、最大電流値を超えた場合には電力の供給を停止する過電流保護部と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
この電源によれば、スイッチング電源として、単に、プリンタが要求する電力を供給するだけでなく、過電流保護部がプリンタのヘッドの温度情報を取得している。ヘッドの温度情報を取得することにより、プリンタが現在どのような動作状態にあって、その動作のためにはどの程度の電力が少なくとも必要なのかが判断可能である。従って、過電流保護部は、都度取得するヘッドの温度情報に基づき、プリンタへ供給すべき電力の最大値を、都度更新して、可変的に設定する。この場合、電力は、電流値に置き換えて管理される。そして、プリンタから設定した最大値を超える電力の供給要求があった場合、その時点でのプリンタの動作には過剰な供給要求であり、例えば、何らかの異常等が発生している可能性等があるため、電力の提供を停止する。つまり、過電流保護部が機能することにより、プリンタのその時点での動作に必要なレベルの電力を設定し、且つ、設定した電力より過大な電力供給を抑制可能である。これにより、プリンタ用の電源に過大な負荷がかかって発熱し、プリンタ用の電源が高温状態に陥ることを防止可能である。一方、過電流保護部を有しないプリンタ用の電源では、発熱により高温になった場合でも、機能維持できるように定格温度のマージンを大幅に備えておかなくてはならない。本発明の電源では、プリンタ用の電源を構成する部品に、定格温度の低いものを使用することが可能である。
【００１７】
この場合、過電流保護部は、ヘッドの近傍に位置するサーミスタ等の温度検出素子を介して温度検出素子の出力値を温度情報として取得することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、ヘッドの温度情報は、温度によって抵抗値が変化するサーミスタをヘッドに取り付けて測定し、この場合、過電流保護部が、サーミスタの出力値をヘッドの温度情報として取得する。サーミスタの出力値をそのままヘッドの温度情報とすることにより、サーミスタの出力値をさらに変換するなどの手間をかけることなく、プリンタに供給する電力の最大電流値を、都度、迅速に設定可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。実施形態では、サーマルプリンタへ電力を供給する電源部であるプリンタ用電源（電源）を例にして説明する。また、このプリンタ用電源は、サーマルプリンタの外部からサーマルプリンタへ電力を供給する、いわゆるＡＣ（Alternating  Current、交流）アダプタのような外部電源である。
（実施形態）
【００２０】
最初に、プリンタ用電源とサーマルプリンタの構成について説明する。図１は、本発明のプリンタ用電源およびサーマルプリンタを示すブロック図である。プリンタ用電源１は、ＡＣ入力３をＤＣ（Direct  Current、直流）に変換してサーマルプリンタ２へ供給する変換部５と、変換部５に属し変換部５に入力されたＡＣの変換効率を上げるために高周波ＡＣ（高周波交流）にするスイッチング素子４と、サーマルプリンタ２へ供給する電力の設定およびスイッチング素子４を制御して設定以上の電力の供給停止をするための回路である過電流保護部（Over  current  Protector，ＯＣＰ）６と、を有するスイッチング電源である。
【００２１】
また、サーマルプリンタ２は、プリンタ用電源１からＤＣを受給する入力部１０と、サーマルプリンタ２を制御する制御部１１と、印刷に供される感熱タイプの用紙が所定位置に供給されていることを検出する用紙検出部１２と、用紙を搬送する用紙搬送部１３と、用紙に熱を付与して発色させることにより用紙へ印刷を行うサーマル方式のヘッド１４と、を有している。ここでヘッド１４には、図５を参照して後述するようなパルス通電により、電力が供給される。さらに、サーミスタ（温度検出素子）１５が、ヘッド１４の近傍に設けられ、用紙に熱を付与するために発熱したヘッド１４の温度を測定する。サーミスタ１５によるヘッド１４の温度情報は、プリンタ用電源１の過電流保護部６へ伝達される。
【００２２】
このように、サーミスタ１５および過電流保護部６は、フィードバック部１６として機能し、過電流保護部６は、サーミスタ１５からフィードバックされたヘッド１４の温度情報に基づいて、プリンタ用電源１が供給する最大の電力値を都度変化させて設定（可変設定）する。同時に、設定した最大の電力値より大きな電力の供給要求が、サーマルプリンタ２からあった場合は、サーマルプリンタ２への電力供給を停止する。電力供給の停止は、過電流保護部６がスイッチング素子４を制御して、高周波トランスへのＡＣ供給を停止することにより行われる。ヘッド１４の温度情報をプリンタ用電源１へフィードバックする理由は、サーマルプリンタ２において、プリンタ用電源１から供給された電力のおよそ７０％がヘッド１４の発熱のために消費されるためである。
【００２３】
つまり、ヘッド１４の温度が低い場合、用紙を発色させる温度までヘッド１４の温度を上昇させるには、多くの電力を供給する必要があり、一方、ヘッド１４の温度が高くなっている印刷中などの場合、ヘッド１４の温度を上昇させるには、少ない電力の供給で済む。従って、サーマルプリンタ２へ供給すべき電力、即ちサーマルプリンタ２が消費する電力は、ヘッド１４の温度に対してリニアに対応させて決めることが可能である。ヘッド１４のそれぞれの温度状態において、用紙を発色させる温度までヘッド１４の温度を上昇させるために必要な電力値を設定すれば、設定した電力値がその時点でのサーマルプリンタ２へ供給しても良い最大のものである。過電流保護部６は、それぞれの場合において、プリンタ用電源１からサーマルプリンタ２へ出力される電力を検出しており、出力される電力が設定した最大の電力値以内であれば、プリンタ用電源１は電力の供給を続け、最大の電力値以上であれば、プリンタ用電源１は電力の供給を停止する。
【００２４】
次に、プリンタ用電源１についてさらに詳しく説明する。図２は、プリンタ用電源の詳細な構成を示す回路ブロック図である。プリンタ用電源１は、一次側である１００ボルトのＡＣ入力３を変換部５で受容し、変換部５は、入力されたＡＣを２４ボルトに降圧して二次側へ伝達する高周波トランス（トランス）２０と、ＡＣを高周波にするため電気的にＯＮとＯＦＦとを繰り返すスイッチング動作を行うスイッチング素子４と、降圧したＡＣを直流に変換するダイオード２１と、変換した直流の電圧を平均化してＤＣ出力２４とするための平滑回路であるコイル２２およびコンデンサ２３と、ＤＣ出力２４の電圧を一定に保つためにスイッチング素子４を制御するスイッチング制御部２５と、を有する。
【００２５】
プリンタ用電源１のようなスイッチング電源では、ＤＣ出力２４の電圧が、スイッチング素子４のＯＮおよびＯＦＦの時間の割合と、一次側のＡＣ入力３の電圧とによって決まる。そのため、ＤＣ出力２４の電圧を一定に保つために、二次側の電圧に応じて、スイッチング制御部２５がスイッチング素子４のＯＮおよびＯＦＦの時間の割合を制御している。これにより、プリンタ用電源１は、サーマルプリンタ２へ一定の電圧を安定して供給することが可能である。なお、スイッチング素子４は、この場合、トランジスタを用いてスイッチング動作を行っている。
【００２６】
そして、プリンタ用電源１は、既述したように、過電流保護部６を有していることに特徴がある。過電流保護部６を有することにより、プリンタ用電源１は、単にサーマルプリンタ２の要求に応じて電力を供給する電源部ではなく、サーマルプリンタ２が必要とする電力を、サーマルプリンタ２の稼動状況に応じて、都度適切な値に設定し、サーマルプリンタ２からの必要以上の電力の供給要求があれば、電力供給を停止することが可能な電源である。
【００２７】
そのために、過電流保護部６は、サーミスタ１５からヘッド１４の温度情報を取得する。サーミスタ１５は、温度の変化によって抵抗値が変化する半導体であって、プリンタ用電源１では、抵抗値の変化によるサーミスタ１５の電圧の変動を、ヘッド１４の温度情報として過電流保護部６が取得する。過電流保護部６は、ヘッド１４の温度と連動するサーミスタ１５の電圧に対応させて、サーマルプリンタ２が必要とする電力を、都度設定する。そして、ＤＣ出力２４が、設定した電力値以内であることを常時監視し、ＤＣ出力２４が、設定した電力値以上であれば、サーマルプリンタ２への電力供給を停止する。なお、一定の電圧を出力するプリンタ用電源１において、この電力値は、プリンタ用電源１のＤＣ出力２４における電流値を代替値にして、過電流保護部６によって設定される。これにより、過電流保護部６は、ＤＣ出力２４から出力される電流値を検出して、検出結果に基づき電力供給の停止を判断する。過電流保護部６の機能の更なる詳細は、図４を参照して後述する。
【００２８】
次に、以上説明したプリンタ用電源１の変換機能を作用順にまとめて説明する。図３は、プリンタ用電源が機能する手順を示すフローチャート図である。プリンタ用電源１は、サーマルプリンタ２へ接続されると、ステップＳ１において、高周波トランス２０によりＡＣ１００ボルトを２４ボルトへ降圧する。降圧後、ステップＳ２へ進む。
【００２９】
ステップＳ２において、ＡＣをスイッチング素子４により高周波化する。スイッチング素子４は、ＩＣの発信機能によって制御されたトランジスタのスイッチング機能を利用して、ＡＣの高周波化を実行する他励方式のものである。ＡＣの高周波化による効果として、周波数の安定、高周波トランス２０の小型化、発熱による損失の低減、電圧変動の抑制などが挙げられる。スイッチング素子４は、ＤＣ出力２４の電圧を監視し、電圧を一定に保持するためにスイッチング機能を制御するスイッチング制御部２５によって制御されている。ステップＳ１およびＳ２は、スイッチングステップに該当する。次に、ステップＳ３へ進む。
【００３０】
ステップＳ３において、ダイオード２１の整流機能によりＡＣをＤＣ化する。ステップＳ３は、整流ステップに該当する。整流化後、ステップＳ４へ進む。
【００３１】
ステップＳ４において、コイル２２およびコンデンサ２３の平滑回路により、ＤＣ出力２４の出力電圧を平均化する。このようなステップを経ることにより、ＡＣ入力３の発熱等による変換損失を抑制し、最大９６％の高効率で変換が可能である。電圧を平均化した後、ステップＳ５へ進む。
【００３２】
ステップＳ５において、サーマルプリンタ２のサーミスタ１５からヘッド１４の温度情報を、プリンタ用電源１の過電流保護部６が取得する。サーミスタ１５は、ヘッド１４にできるだけ密着するように設けられていて、ヘッド１４の温度変化を過電流保護部６へ伝達する。温度の伝達は、温度変化に追随して変化するサーミスタ１５の電圧値を用いて行われ、過電流保護部６は、ヘッド１４の温度情報としてサーミスタ１５の電圧値を取得する。ステップＳ５は、取得ステップに該当する。温度情報の取得後、ステップＳ６へ進む。
【００３３】
ステップＳ６において、ヘッド１４の温度情報に基づき、過電流保護部６がサーマルプリンタ２へ供給する最大電流値を設定する。既述したように、用紙へ印刷可能な温度にまでヘッド１４の温度を上昇させるために必要な電力値は、その時点でのヘッド１４の温度によって異なる。過電流保護部６は、それぞれの場合におけるヘッド１４の温度上昇に必要な電力値を設定し、設定した電力値をＤＣ出力２４の電流値に置き換えて設定する。電流値の設定後、ステップＳ７へ進む。
【００３４】
ステップＳ７において、ＤＣ出力２４の電流値が、過電流保護部６の設定した電流値以下であるか否かを判断する。判断は、過電流保護部６が行う。設定した電流値以上であれば、ステップＳ８へ進み、一方、設定した電流値以下であれば、ステップＳ９へ進む。
【００３５】
ＤＣ出力２４の電流値が設定した電流値以上であれば、ステップＳ８において、スイッチング素子４の機能の停止を指示する。停止の指示は、過電流保護部６がスイッチング素子４に対して行う。サーマルプリンタ２から、過電流保護部６の設定した以上の電力の供給要求がなされる場合、ヘッド１４への過負荷などサーマルプリンタ２に異常等が発生している可能性があり、電力供給を停止する指示をすることが望ましい。停止指示後、ステップＳ１０へ進む。
【００３６】
ステップＳ１０において、ＤＣ出力２４が停止される。つまり、スイッチング素子４の機能が停止し、ＡＣ入力３が遮断される。
【００３７】
一方、ＤＣ出力２４の電流値が設定した電流値以下であれば、ステップＳ９において、サーマルプリンタ２へＤＣ出力２４が出力され、サーマルプリンタ２が稼動開始または稼動継続する。ステップＳ７〜Ｓ１０は、出力制御ステップに該当する。
【００３８】
このようなステップに従いプリンタ用電源１が機能することによって、サーマルプリンタ２の稼動状況に応じて必要な電力を設定し管理することができ、必要以上の電力が供給されることを防止可能である。これに対し、従来の電源部（プリンタ用電源）は、図７に示すように、サーマルプリンタ２の稼動状態がフィードバックされず、サーマルプリンタ２の稼動状況に関係なく電力を供給している。そのため、ヘッド１４の温度が正常であっても、サーマルプリンタ２に必要以上の電力が供給されて、電源部の温度が異常に高くなる場合などをも想定しなければならない。実際のサーマルプリンタ２の稼動において、電源部がマージンＣとして設定している範囲の高温状態に陥ることは、非常に稀であるが、外部電源としての従来の電源部は、こうした事態にも対応可能な設定を求められていた。故に、ダイオード２１やスイッチング素子４を構成するＩＣおよびトランジスタなどは、熱破壊しないように十分な定格温度のマージンを加味したものが選定されていた。
【００３９】
サーミスタ１５および過電流保護部６のフィードバック部１６を有する電源部であるプリンタ用電源１では、プリンタ用電源１の温度が異常に高くなるような電力供給を排除しつつ、サーマルプリンタ２を稼動させることが可能なため、定格温度のマージンをほとんど加味しない部品選定が可能である。従って、特にダイオードやトランジスタなどの半導体部品の選定にあたって、定格温度の低いものまで選択肢に入れることが可能となる。
【００４０】
次に、過電流保護部６がサーマルプリンタ２へ供給可とする最大の電流値である過電流保護部（ＯＣＰ）の動作電流について説明する。図４は、過電流保護部（ＯＣＰ）の動作電流とサーミスタ電圧との関係を示すグラフ図である。サーミスタ１５は、温度によってサーミスタ１５自身の抵抗値が変化する半導体であり、図４に示すように、ヘッド温度Ｈが高い場合、サーミスタ１５の抵抗値が小さくなりサーミスタ電圧Ｖは低い電圧Ｖ1である。この場合、ヘッド１４の温度が高いため、用紙へ印刷可能な温度にまでヘッド１４の温度を上昇させるためにＤＣ出力２４が供給する電力の電流Ｉ1は、ヘッド１４の温度が低い場合に比べて少なくて済む。また、ヘッド温度Ｈが低い場合、サーミスタ１５の抵抗値が大きくなりサーミスタ電圧Ｖは高い電圧Ｖ2である。この場合、ヘッド１４の温度が低いため、用紙へ印刷可能な温度にまでヘッド１４の温度を上昇させるためのＤＣ出力２４の電流Ｉ2は、電流Ｉ1に比べより多く必要である。
【００４１】
ヘッド１４の温度に対応してサーマルプリンタ２が必要とする電流Ｉ1、Ｉ2が、その時点で過電流保護部（ＯＣＰ）６が設定するＯＣＰの動作電流Ｉである。このＯＣＰの動作電流Ｉは、サーマルプリンタ２がより大きな電流を要求した場合、過電流保護部６によってＤＣ出力２４を停止する目安となる閾値（最大電流値）である。また、サーマルプリンタ２の消費電流とヘッド１４の温度の代替であるサーミスタ１５の電圧とは、リニアな関係にあり、サーマルプリンタ２の稼動状況の変化に追随してＯＣＰの動作電流Ｉを容易に設定可能である。
【００４２】
次に、サーマルプリンタ２において、ヘッド１４に印加される電力について説明する。図５（ａ）は、ヘッド温度と通電時間との関係を示すグラフ図、（ｂ）は、ヘッドへ印加するパルス通電を示すタイミング図である。サーマルプリンタ２の制御部１１の制御によってヘッド１４へ印加する電力は、図５（ａ）に示すように、サーミスタ電圧ＶがＶ1であり、ＯＣＰの動作電流ＩがＩ1であるヘッド温度Ｈが高い温度Ｈ1の場合、図５（ｂ）の上図に示すような周期Ｔのパルス通電において、一周期内の時間ｔ1だけヘッド１４へ通電する供給方法である。また、図５（ａ）に示すように、サーミスタ電圧ＶがＶ2であり、ＯＣＰの動作電流ＩがＩ2であるヘッド温度Ｈが低い温度Ｈ2の場合、図５（ｂ）下図に示すような周期Ｔのパルス通電において、一周期内の時間ｔ2だけヘッド１４へ通電する供給方法である。
【００４３】
従って、図５（ａ）に示す通電時間ｔ1’は、（周期Ｔの所定回数×時間ｔ1）によって求められる。同様に、通電時間ｔ2’は、（周期Ｔの所定回数×時間ｔ2）によって求められる。これら通電時間ｔ1’，ｔ2’が実際にヘッド１４に通電される時間であり、この通電によって、例えば印刷を形成する１ドットがヘッド１４により用紙に記される。つまり、ヘッド温度Ｈが高い温度Ｈ1の場合の通電時間ｔ1’は、ヘッド温度Ｈが低い温度Ｈ2の場合の通電時間ｔ2’より短くなる。これは、ヘッド温度Ｈが高い温度Ｈ1の場合の方が、ヘッド温度Ｈが低い温度Ｈ2の場合より、用紙へのドットの印刷が可能な温度にまでヘッド１４の温度を上昇させるための消費電力が少なくて良いことを示している。
【００４４】
そして、ヘッド１４へ実際に供給される電流Ｉ1’および電流Ｉ2’は、ヘッド温度Ｈが高い温度Ｈ1の場合の電流Ｉ1’がＩ1’＝Ｉ1×ｔ1／Ｔであり、ヘッド温度Ｈが低い温度Ｈ2の場合の電流Ｉ2’がＩ2’＝Ｉ2×ｔ2／Ｔである。つまり、ヘッド温度Ｈが高い温度Ｈ1である場合の方が、ヘッド１４の消費する電流が少なく、サーマルプリンタ２へ供給する電力が少なくて良いことを示している。
【００４５】
以上、説明したサーミスタ１５および過電流保護部６のフィードバック部１６を有するプリンタ用電源１は、ヘッド１４の温度情報に基づき、ＯＣＰの動作電流Ｉを可変設定して必要以上の電力供給を行わないため、プリンタ用電源１の過大な自己発熱を抑制可能である。従って、図７に示すマージンＣを、極小にすることが可能になる。
【００４６】
また、図６は、本発明の電源制御方法によるプリンタ用電源の部品の定格温度を示す概念図であり、図７へ、さらに、部品の定格温度Ｐ2を加えた図である。プリンタ用電源１において、サーマルプリンタ２へ電力供給することによる発熱で、最も温度が上昇するのは、サーマルプリンタ２が動作保証されている環境温度Ｑの高温Ｑ２において、これから印刷を開始するヘッド１４へ電力を供給する場合である。この場合、環境温度Ｑによる温度上昇Ａと、用紙へ印刷が可能な温度にまでヘッド１４の温度を上昇させるための電力供給による温度上昇Ｂと、の合計の温度まで、プリンタ用電源１の温度が上昇する可能性がある。
【００４７】
プリンタ用電源１では、このようなサーマルプリンタ２の稼動状況における必要電力を演算して設定してあるため、必要電力以上の異常な供給要求等があれば電力供給を停止する。よって、温度上昇Ａと温度上昇Ｂとの合計の温度以上に、プリンタ用電源１の温度が上昇することは、ほとんどない。従って、プリンタ用電源１の定格温度は、この合計の温度に抗して耐え得る設定であれば良いが、サーミスタ１５などの温度測定誤差等を考慮したマージンＣを加えて、図６に示すような定格温度Ｐ2を設定している。
【００４８】
この場合、プリンタ用電源１の構成部品は、定格温度Ｐ2を満たす耐熱性を有することが要求される。定格温度Ｐ2は、従来の設定である定格温度Ｐ1に比べ低い温度であり、プリンタ用電源１の構成部品として、定格温度Ｐ1と定格温度Ｐ2との差の分だけ、低い定格温度の部品を採用することが可能である。
【００４９】
以上、電源制御方法およびプリンタ用電源についての実施形態の効果をまとめて記載する。
【００５０】
（１）本発明のプリンタ用電源１では、過電流保護部（ＯＣＰ）６の動作電流Ｉをサーマルプリンタ２の稼動状況に合わせて可変設定しており、ＯＣＰの動作電流Ｉ以上の電力の供給は行わない。従って、プリンタ用電源１が発熱によって異常に高温になることがなく、必要以上に定格温度のマージンを具備する必要がない。これにより、プリンタ用電源１を構成する部品は、定格温度の低いものを使用することが可能になり、特に、熱に弱い傾向のある半導体部品等の選択肢を広げられる。
【００５１】
（２）本発明の電源制御方法は、印刷パターン、ヘッド制御、センサの伝達遅延などを考慮した複雑なフィードバックが不要であり、サーミスタ１５および過電流保護部６のフィードバック部１６によるシンプルな構成によって、確実な電源制御が可能である。
【００５２】
（３）プリンタ用電源１は、サーミスタ１５の出力する電圧Ｖをそのままヘッド１４の温度情報の代替としており、サーミスタ１５の出力をさらに変換するなどの手間を省くことが可能である。また、サーマルプリンタ２の稼動に伴う消費電流とサーミスタ１５の電圧とは、リニアな関係にあり、サーマルプリンタ２の稼動状況の変化に追随してＯＣＰの動作電流Ｉを容易に、且つ、迅速に設定可能である。
【００５３】
（４）プリンタ用電源１は、入力されたＡＣを高周波化することにより、高周波トランス２０を小型化でき、また、発熱による損失が少ないため高効率の変換が可能である。
【００５４】
また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。
【００５５】
（変形例１）部品の定格温度Ｐ2は、サーミスタ１５などの誤差分をマージンＣとして加える設定でなくても良い。マージンＣを省いても、高温環境などに設置される場合などを除き、一般のオフィスなどでの実使用上の問題は、ほとんど生じない。
【００５６】
（変形例２）ヘッド１４の温度情報の取得は、サーミスタ１５によるものに限定せず、他の温度センサなどであっても良い。過電流保護部６での処理が異なるが、ヘッド１４の温度に対応してＯＣＰの動作電流Ｉを設定可能である。
【００５７】
（変形例３）プリンタ用電源１が電力供給する対象は、サーマルプリンタ２に限定されず、ヘッド部が発熱するタイプであればインパクトプリンタなどにも適用可能である。
【００５８】
（変形例４）プリンタ用電源１は、外部電源であることに限定せず、サーマルプリンタ２などに内蔵された電源であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明のプリンタ用電源およびサーマルプリンタを示すブロック図。
【図２】プリンタ用電源の詳細な構成を示す回路ブロック図。
【図３】プリンタ用電源が機能する手順を示すフローチャート図。
【図４】過電流保護部（ＯＣＰ）の動作電流とサーミスタ電圧との関係を示すグラフ図。
【図５】（ａ）ヘッド温度と通電時間との関係を示すグラフ図、（ｂ）ヘッドへ印加するパルス通電を示すタイミング図。
【図６】本発明の電源制御方法によるプリンタ用電源の部品の定格温度を示す概念図。
【図７】従来のプリンタ用電源における部品の定格温度を示す概念図。
【符号の説明】
【００６０】
１…電源または電源部としてのプリンタ用電源、２…サーマルプリンタ、３…ＡＣ入力、４…スイッチング素子、５…変換部、６…過電流保護部、１１…制御部、１４…ヘッド、１５…温度検出素子としてのサーミスタ、１６…フィードバック部、２０…高周波トランス、２１…ダイオード、２２…コイル、２３…コンデンサ、２５…スイッチング制御部、Ｉ…ＯＣＰの動作電流、Ｖ…サーミスタ電圧、Ｈ…ヘッド温度、ｔ…ヘッドへの通電時間、Ｐ…プリンタ用電源の部品温度、Ｑ…環境温度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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