(57)【要約】【課題】ＵＳＢバスパワーからの給電により印刷装置を適切に動作させる。【解決手段】通信と給電とを行なうＵＳＢポート５９ａと給電を行なうＵＳＢポート５９ｂとを備え、ＵＳＢポート５９ａからの電源ライン（第１バスパワー用電源ライン５２ａ）とＵＳＢポート５９ｂからの電源ライン（第２バスパワー用電源ライン５２ｂ）とにそれぞれ電流制御回路５４ａ，５４ｂを接続する。電流制御回路５４ａ，５４ｂは、ＵＳＢバスパワー用電源ライン５２ａ，５２ｂに接続されたＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ５５と、ＵＳＢバスパワー用電源ライン５２ａ，５２ｂを流れる電流に応じた出力電圧Ｖｏｕｔを出力する電流検出回路５６と、出力電圧Ｖｏｕｔに応じてゲート電圧をＭＯＳＦＥＴ５５に作用させる駆動回路５７とにより構成する。【選択図】図３
2013239060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢバスパワーの供給を受けて動作する印刷装置に用いられる印刷装置用の電源回路であって、
ＵＳＢケーブルの接続が可能で、該ＵＳＢケーブルから前記ＵＳＢバスパワーによる給電を受ける複数のポートと、
前記複数のポートの各々に対応して接続され、前記印刷装置を動作させる負荷に給電する複数の電源ラインと、
前記複数の電源ラインの各々に対応して接続され、対応する電源ラインの給電が前記ＵＳＢバスパワーの規格値の範囲内となるよう制御する複数の給電制御回路と
を備えることを特徴とする印刷装置用の電源回路。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置用の電源回路であって、
前記給電制御回路は、
スイッチ信号を入力する制御端子を有し、該入力されたスイッチ信号に応じて前記対応する電源ラインの通電を制御する第１の半導体スイッチと、
前記対応する電源ラインを流れる電流に応じた出力電圧を出力する電流検出回路と、
前記第１の半導体スイッチおよび前記電流検出回路の組み合わせに対応して設けられ、対応する電流検出回路の出力電圧に応じたスイッチ信号を対応する第１の半導体スイッチの制御端子に出力する駆動回路と
を備えることを特徴とする印刷装置用の電源回路。
【請求項３】
請求項２記載の印刷装置用の電源回路であって、
前記駆動回路は、
前記対応する電流検出回路の出力電圧と基準電圧との差電圧に応じた出力信号を出力する差動増幅手段と、
前記差動増幅手段の出力信号を入力する制御端子を有し、該入力した出力信号に応じたスイッチ信号を前記対応する第１の半導体スイッチの制御端子に出力する第２の半導体スイッチと、
を備えることを特徴とする印刷装置用の電源回路。
【請求項４】
請求項３記載の印刷装置用の電源回路であって、
前記第１の半導体スイッチは、前記対応する電源ラインにソース端子とドレイン端子とが接続されたＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、
前記第２の半導体スイッチは、ベース端子が前記差動増幅手段の出力端子に接続されたバイポーラトランジスターであり、
前記駆動回路は、前記対応する電源ラインに第１の抵抗と第２の抵抗と前記バイポーラトランジスターのエミッター端子およびコレクター端子とが互いに直列接続されると共に前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との間の接続点が前記ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続されてなる
ことを特徴とする印刷装置用の電源回路。
【請求項５】
請求項２ないし４いずれか１項に記載の印刷装置用の電源回路であって、
前記電流検出回路は、前記印刷装置の負荷に対して電源側に接続されたハイサイド用の電流検出回路として構成されてなる
ことを特徴とする印刷装置用の電源回路。
【請求項６】
請求項２ないし４いずれか１項に記載の印刷装置用の電源回路であって、
前記電流検出回路は、前記印刷装置の負荷に対してグランド側に接続されたローサイド用電流検出回路として構成されてなることを特徴とする
印刷装置用の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢバスパワーの供給を受けて動作する印刷装置に用いられる印刷装置用の電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェースからの電力（ＵＳＢバスパワー）だけで動作するデバイスが提案されている。かかるデバイスとして、特許文献１には、ホスト機器からのＵＳＢバスパワーで動作するデジタルビデオカメラ（撮像装置）が開示されている。このデジタルビデオカメラは、主電源（ＡＣ電源またはバッテリー）からの電力を入力する端子と、ホスト機器からＵＳＢバスパワーを入力する端子と、各端子毎に供給される電力が十分であるか否かを検出する電源検出部と、主電源の電力をデジタルビデオカメラの全てのブロックに供給するための主電源用スイッチと、ＵＳＢバスパワーをデジタルビデオカメラの一部のブロックのみに供給するためのバスパワー用スイッチと、を備える。このデジタルビデオカメラでは、主電源からの電力が十分であるか否かを判定し、主電源からの電力が十分である場合にはデジタルビデオカメラとしての通常の動作の全てが可能となるように主電源用スイッチをオンとすると共にバスパワー用スイッチをオフとし、主電源からの電力が十分でない場合にはさらにＵＳＢバスパワーからの電力が十分であるか否かを判定し、ＵＳＢバスパワーからの電力が十分である場合には主電源用スイッチをオフとすると共にバスパワー用スイッチをオンとしている。これにより、消費電力が比較的高いデジタルビデオカメラでも、ＵＳＢバスパワーを用いて動作させることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７１２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＵＳＢバスパワーは規格値（例えば、ＵＳＢ２．０規格では電圧５Ｖ±５％，消費電流５００ｍＡ，消費電力２．５Ｗ）によって給電が制限されており、給電が規格値を超えると、ホスト機器は給電をシャットダウンする。印刷装置は、ＵＳＢデバイスとしては特に消費電力が高いことから、単一のＵＳＢバスパワーだけでは規格値の範囲内で適切な動作を確保することが困難である。
【０００５】
本発明の印刷装置用の電源回路は、ＵＳＢバスパワーからの給電により印刷装置を適切に動作させることを主目的とする。
【０００６】
本発明の印刷装置用の電源回路は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の印刷装置用の電源回路は、
ＵＳＢバスパワーの供給を受けて動作する印刷装置に用いられる印刷装置用の電源回路であって、
ＵＳＢケーブルの接続が可能で、該ＵＳＢケーブルから前記ＵＳＢバスパワーによる給電を受ける複数のポートと、
前記複数のポートの各々に対応して接続され、前記印刷装置を動作させる負荷に給電する複数の電源ラインと、
前記複数の電源ラインの各々に対応して接続され、対応する電源ラインの給電が前記ＵＳＢバスパワーの規格値の範囲内となるよう制御する複数の給電制御回路と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の印刷装置用の電源回路では、ＵＳＢケーブルの接続が可能でＵＳＢケーブルからＵＳＢバスパワーによる給電を受ける複数のポートと、複数のポートに対応して接続されて印刷装置を動作させる負荷に給電する複数の電源ラインとを設ける。これにより、複数のＵＳＢケーブルからのＵＳＢバスパワーを利用して印刷装置を動作させることができる。また、複数の電源ラインの各々に対応して電源ラインの給電がＵＳＢバスパワーの規格値の範囲内となるよう制御する複数の給電制御回路を設けるから、各ＵＳＢバスパワーの電圧が互いに異なる場合であっても、電圧が最も高いＵＳＢバスパワーだけから給電され続けてその規格値を超えるのを防止することができる。これらの結果、複数のＵＳＢバスパワーを効率よく使用して、ＵＳＢバスパワーからの給電により印刷装置を適切に動作させることができる。
【０００９】
こうした本発明の印刷装置用の電源回路において、前記給電制御回路は、スイッチ信号を入力する制御端子を有し、該入力されたスイッチ信号に応じて前記対応する電源ラインの通電を制御する第１の半導体スイッチと、前記対応する電源ラインを流れる電流に応じた出力電圧を出力する電流検出回路と、前記第１の半導体スイッチおよび前記電流検出回路の組み合わせに対応して設けられ、対応する電流検出回路の出力電圧に応じたスイッチ信号を対応する第１の半導体スイッチの制御端子に出力する駆動回路とを備えるものとすることもできる。この態様の本発明の印刷装置用の電源回路において、前記駆動回路は、前記対応する電流検出回路の出力電圧と基準電圧との差電圧に応じた出力信号を出力する差動増幅手段と、前記差動増幅手段の出力信号を入力する制御端子を有し、該入力した出力信号に応じたスイッチ信号を前記対応する第１の半導体スイッチの制御端子に出力する第２の半導体スイッチと、を備えるものとすることもできる。さらにこの態様の本発明の印刷装置用の電源回路において、前記第１の半導体スイッチは、前記対応する電源ラインにソース端子とドレイン端子とが接続されたＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、前記第２の半導体スイッチは、ベース端子が前記差動増幅手段の出力端子に接続されたバイポーラトランジスターであり、前記駆動回路は、前記対応する電源ラインに第１の抵抗と第２の抵抗と前記バイポーラトランジスターのエミッター端子およびコレクター端子とが互いに直列接続されると共に前記第１の抵抗と前記第２の抵抗との間の接続点が前記ＭＯＳＦＥＴのゲート端子に接続されてなるものとすることもできる。こうすれば、給電制御回路の回路構成を比較的簡易なものとすることができる。
【００１０】
電流検出回路を備える態様の本発明の印刷装置用の電源回路において、前記電流検出回路は、前記印刷装置の負荷に対して電源側に接続されたハイサイド用の電流検出回路として構成されてなるものとすることもできるし、前記印刷装置の負荷に対してグランド側に接続されたローサイド用電流検出回路として構成されてなるものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プリントシステムの概略構成図。
【図２】コンピューター１０およびプリンター２０の機能ブロック図。
【図３】電源回路５０の概略構成図。
【図４】２つのＵＳＢ電流と電池電流と負荷電流と電源電圧の時間変化の様子。
【図５】変形例の電源回路の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、プリントシステムの構成の概略を示す構成図であり、図２は、プリントシステムを構成するコンピューター１０Ａ，１０Ｂおよびプリンター２０の機能ブロックを示すブロック図であり、図３は、電源回路５０の構成の概略を示す構成図である。本実施形態のプリントシステムは、二つのコンピューター１０Ａ，１０ＢがそれぞれＵＳＢケーブル６０Ａ，６０Ｂを介してプリンター２０に接続されたものとして構成されている。
【００１３】
コンピューター１０Ａは、図２に示すように、中央演算処理装置としてのＣＰＵ１２や各種アプリケーションやユーザーファイル，プリンタードライバーなどが記憶されたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１３，データを一時的に記憶するＲＡＭ１４などが組み込まれたコンピューター本体１１と、入力装置としてのキーボード（およびマウス）１６と、表示装置としてのディスプレイ１９とを備える汎用のコンピューターとして構成されている。コンピューター本体１１は、ＣＰＵ１２やＨＤＤ１３，ＲＡＭ１４の他に、キーボード１６からの文字入力を行なうインターフェース１５や、ＵＳＢポート１７ａに接続されたＵＳＢケーブル６０Ａを介して周辺機器（本実施形態ではプリンター２０）との通信を行なうＵＳＢ２．０規格準拠のＵＳＢホストコントローラー１７、ディスプレイ１９の表示制御を行なう表示用コントローラー１８を備えており、これらはバスを介して電気的に接続されている。ここで、ＵＳＢホストコントローラー１７は、ＵＳＢバスパワード（ＵＳＢバスパワー）による駆動に対応している。ＵＳＢホストコントローラー１７は、供給電流を監視しており、供給電流が上限値を超えると、ＵＳＢポート１７ａをシャットダウンして給電を停止する。なお、ＵＳＢバスパワーは、ＵＳＢ２．０規格によれば給電電圧が５Ｖ（±１０％）で最大電流が５００ｍＡまでとされているが、その給電能力はホスト機器毎に異なる。
【００１４】
コンピューター１０Ｂは、コンピューター１０Ａと同様に、汎用のコンピューターとして構成されており、ＣＰＵやＨＤＤ，ＲＡＭ，キーボード，ＵＳＢコントローラーなどを備える。したがって、コンピューター１０Ｂの詳細な説明については、重複するから省略する。
【００１５】
本実施形態のプリンター２０は、印刷機構４０を内蔵するインクジェット方式のプリンターとして構成されている。印刷機構４０は、図２に示すように、左右方向（主走査方向）にループ状に架け渡されたキャリッジベルト４３により駆動されガイド４２に沿って左右に往復するキャリッジ４１と、キャリッジ４１にシアン・マゼンタ・イエロー・ブラック等の各色のインクを供給するインクカートリッジ４４と、圧電素子に電圧を印加して変形させることにより各インクカートリッジ４４から供給された各インクに圧力をかけてノズルから用紙Ｓに向けてインクを吐出する印刷ヘッド４５と、キャリッジベルト４３を駆動してキャリッジ４１を主走査方向に往復動させるキャリッジモーター４６と、キャリッジ４１の移動方向に直交する副走査方向に用紙Ｓを搬送する紙送りローラー４７と、紙送りローラー４７を駆動する紙送りモーター４８と、を備える。ここで、印刷ヘッド４５はヘッドドライバー４５ａ（図３参照）により駆動され、キャリッジモーター４６はモータドライバー４６ａ（図３参照）により駆動され、紙送りモーター４８はモータドライバー４８ａ（図３参照）により駆動される。なお、インクカートリッジ４４は、本実施形態では、印刷機構４０の下方に取り付けられており、インクカートリッジ４４がキャリッジ４１上に搭載されていない、いわゆるオフキャリッジタイプである。勿論、インクカートリッジをキャリッジ４１上に搭載するオンキャリッジタイプを採用するものとしても構わない。
【００１６】
また、本実施形態のプリンター２０は、その制御系としては、図２に示すように、プリンター全体の制御を司るメインコントローラー３０と、メモリーカードスロット３７に挿入されたメモリーカードＭＣに対してデータの書き込みと読み出しとを制御するメモリーカードコントローラー３８と、印刷機構４０の制御を司るプリンターＡＳＩＣ４９と、ホスト機器としてのコンピューター１０Ａと通信するためのＵＳＢデバイスコントローラー５９と、プリンター２０のパワーデバイス（印刷ヘッド４５やキャリッジモーター４６，紙送りモーター４８など）とロジックデバイス（メインコントローラー３０やメモリーカードコントローラー３８，プリンターＡＳＩＣ４９，ＵＳＢデバイスコントローラー５９など）に対して動作に必要な電力を供給する電源回路５０と、を備える。なお、本実施形態では、メインコントローラー３０とメモリーカードコントローラー３８とプリンターＡＳＩＣ４９とＵＳＢデバイスコントローラー５９は、１チップ上に集積されたシステムオンチップ（以下、ＳＯＣという）２１として構成されている（図３参照）。
【００１７】
メインコントローラー３０は、ＣＰＵ３１を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、各種処理プログラムや各種データ、各種テーブルなどを記憶するＲＯＭ３２と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ３３と、書き換え可能で電源を切ってもデータは保持されるフラッシュメモリー３４と、電源ボタン３６からの操作信号を入力するインターフェース３５（Ｉ／Ｆ）とを備える。このメインコントローラー３０は、メモリーカードスロット３７に挿入されているメモリーカードＭＣから画像ファイルをメモリーカードコントローラー３８を介して入力し、印刷機構４０の駆動状態を検出する各種センサー（例えば、キャリッジ４１のポジションを検出するキャリッジポジションセンサーや紙送りモーター４８の回転角を検出する回転角センサーなど）からの検出信号をプリンターＡＳＩＣ４９を介して入力し、コンピューター１０からの受信データをＵＳＢデバイスコントローラー５９を介して入力している。また、メインコントローラー３０は、コンピューター１０側へ送信する送信データをＵＳＢデバイスコントローラー５９に出力し、印刷機構４０の駆動指令をプリンターＡＳＩＣ４８に出力している。
【００１８】
ＵＳＢデバイスコントローラー５９は、本実施形態では、ＵＳＢ２．０規格準拠のＵＳＢコントローラーとして構成されており、ＵＳＢケーブル６０を介して通信データのやり取りを行なう。ＵＳＢケーブル６０は、ＶＢＵＳラインおよびグランド（ＧＮＤ）ラインからなる電源系ラインと、Ｄ＋ラインおよびＤ−ラインからなる信号系ラインとを有しており、一端にはコンピューター１０側のＵＳＢポート１７ａに接続される標準Ａプラグが設けられ、他端にはプリンター２０側のＵＳＢポート５９ａに接続される標準Ｂプラグが設けられている。
【００１９】
また、本実施形態のプリンター２０は、ＵＳＢポート５９ａの他に、給電用のＵＳＢポート５９ｂを備える。ＵＳＢポート５９ｂは、ＵＳＢケーブル６０Ｂの標準Ｂプラグが接続され、電源系ライン（ＶＢＵＳラインおよびグランド）を電源回路５０に電気的に接続する。
【００２０】
電源回路５０は、ＵＳＢバスパワーや電池電力、家庭用の交流電力（ＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖなど）を直流電力（ＤＣ２０Ｖなど）にＡＣ−ＤＣ変換するＡＣアダプタ７０からの電力をプリンター２０のパワーデバイスやロジックデバイスに供給可能な回路として構成されている。この電源回路５０は、図３に示すように、パワーデバイスとしてヘッドドライバー４５ａやモータードライバー４６ａ，４８ａに電力を供給する駆動系電力ライン５１と、ＵＳＢポート５９ａからのＵＳＢバスパワーを駆動系電力ライン５１に供給する第１バスパワー用電源ライン５２ａと、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流を制御する第１電流制御回路５４ａと、ＵＳＢポート５９ｂからのＵＳＢバスパワーを駆動系電力ライン５１に供給する第２バスパワー用電源ライン５２ｂと、第２バスパワー用電源ライン５２ｂを流れる電流を制御する第２電流制御回路５４ｂと、電池Ｂ１が接続されて電池電力をダイオードＤ２を介して駆動系電力ライン５１に供給する電池用電源ライン５３と、駆動系電力ライン５１の直流電力を電圧変換（降圧）してロジックデバイスとしてのＳＯＣ２１に供給するＤＣ／ＤＣコンバーター５８とを備える。なお、電源回路５０は、本実施形態では、ＡＣアダプター７０からの電力を駆動系電力ライン５１に供給する図示しないＡＣ電源用電源ラインも備えている。
【００２１】
第１電流制御回路５４ａは、第１バスパワー用電源ライン５２ａにドレイン端子とソース端子とが接続されたＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ５５と、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流を検出する電流検出回路５６と、電流検出回路５６により検出された電流に基づいてＭＯＳＦＥＴ５５を駆動制御する駆動回路５７とを備える。なお、第１バスパワー用電源ライン５２ａには、順方向がＵＳＢバスパワーの給電方向とは逆方向となるようにＭＯＳＦＥＴ５５と並列にダイオードＤ１が接続されている。
【００２２】
電流検出回路５６は、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流を検出するハイサイド電流検出回路として構成されており、図３に示すように、第１バスパワー用電源ライン５２ａに接続された電流検出用の抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の一端側に接続された入力用の抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ１の他端側に接続された入力用の抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ２に接続された入力用の抵抗Ｒ４と、グランドに接続された出力用の抵抗Ｒ５と、コレクター端子が抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ４との接続点に接続されると共にエミッター端子が抵抗Ｒ５に接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスターＴ１と、入力端子（＋）が抵抗Ｒ４に接続され入力端子（−）が抵抗Ｒ３に接続され出力端子がバイポーラトランジスターＴ１のベース端子に接続されたオペアンプＡ１と、オペアンプＡ１の出力端子と入力端子（−）とに接続された負帰還用のコンデンサーＣ１とを備える。ここで、抵抗Ｒ１の抵抗値は例えば０．１Ωに設定され、抵抗Ｒ２の抵抗値は例えば５００Ωに設定され、抵抗Ｒ３の抵抗値は例えば１ｋΩに設定され、抵抗Ｒ４の抵抗値は例えば１ｋΩに設定され、抵抗Ｒ５の抵抗値は例えば２０ｋΩに設定されている。また、コンデンサーＣ１の静電容量は例えば０．１μＦに設定されている。この電流検出回路５６では、オペアンプＡ１の二つの入力端子の入力電流が等しくなるよう調整すると、抵抗Ｒ１に電流Ｉ１が流れているときには、抵抗Ｒ２に次式（１）に示す電流Ｉ２が流れ、バイポーラトランジスターＴ１のエミッター端子に電流Ｉ２と出力用の抵抗Ｒ５との積に相当する電圧が出力電圧Ｖｏｕｔとして出力される。したがって、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流Ｉ１は、出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて次式（２）により得ることができる。
【００２３】
I2=I1×R1/R2          (1)
I1=R2/R1×Vout/R5    (2)
【００２４】
駆動回路５７は、ＭＯＳＦＥＴ５５を駆動するための駆動回路として構成されており、図３に示すように、抵抗Ｒ５とバイポーラトランジスターＴ１のエミッター端子との接続点に接続された入力用の抵抗Ｒ６と、エミッター端子がグランドに接続されたバイポーラトランジスターＴ２と、入力端子（＋）に定電圧源Ｖｒｅｆが接続され入力端子（−）に抵抗Ｒ６が接続され出力端子がバイポーラトランジスターＴ２のベース端子に接続されたオペアンプＡ２と、オペアンプＡ２の出力端子と入力端子（−）とに接続された負帰還用のコンデンサーＣ２と、バイポーラトランジスターＴ２のコレクター端子に接続された抵抗Ｒ７と、抵抗Ｒ７と第１バスパワー用電源ライン５２ａとに接続された抵抗Ｒ８とを備える。抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との接続点には、ＭＯＳＦＥＴ５５のゲート端子が接続されている。ここで、抵抗Ｒ６の抵抗値は例えば１ｋΩに設定され、抵抗Ｒ７の抵抗値は１ｋΩに設定され、抵抗Ｒ８の抵抗値は２０ｋΩに設定されている。また、コンデンサーＣ２の静電容量は例えば０．１μＦに設定されている。さらに、定電圧源Ｖｒｅｆは例えば２．０Ｖに設定されている。この駆動回路５７では、オペアンプＡ２の入力端子（＋）に作用する定電圧源（基準電圧）Ｖｒｅｆに対して入力端子（−）に作用する出力電圧Ｖｏｕｔの差電圧に応じてバイポーラトランジスターＴ２を駆動することにより抵抗Ｒ７，Ｒ８を流れる電流を制御する。ＭＯＳＦＥＴ５５は、抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との接続点がゲート端子に接続されているから、バイポーラトランジスターＴ２がオフのときにはＵＳＢバスパワーの供給電圧がゲート電圧として作用して第１バスパワー用電源ライン５２ａに電流を流し、バイポーラトランジスターＴ２がオンされると、抵抗Ｒ７，Ｒ８を流れる電流に応じてゲート電圧が低下し、これにより第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流を制限する。本実施例では、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流がＵＳＢ２．０規格の最大電流である５００ｍＡ（０．５Ａ）以下となるよう制限するものとした。
【００２５】
第２電流制御回路５４ｂは、第１電流回路回路５４ａと同一の回路により構成されており、ＭＯＳＦＥＴ５５と、電流検出回路５６と、駆動回路５７とを備える。したがって、第２電流制御回路５４ｂについての説明は、重複するから省略する。
【００２６】
次に、こうして構成された本実施形態のプリンター２０の動作、特に、ＵＳＢバスパワーを用いてプリンター２０を動作させる際の電源回路５０の動作について説明する。図４は、ＵＳＢ１電流とＵＳＢ２電流と電池電流と負荷電流と電源電圧の時間変化の様子を示す説明図である。ここで、ＵＳＢ１電流は、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流を示し、ＵＳＢ２電流は、第２バスパワー用電源ライン５２ｂを流れる電流を示し、電池電流は、電池用電源ライン５３を流れる電流を示す。また、負荷電流は、駆動系電力ライン５１を流れる電流を示し、電源電圧は、駆動系電力ライン５１に作用する電圧を示す。いま、プリンター２０（駆動系電力ライン５１）に対して、コンピューター１０ＡからのＵＳＢバスパワー（５．２５Ｖ）と、コンピューター１０ＢからのＵＳＢバスパワー（４．７５Ｖ）と、電池Ｂ１からの電池電力（４．５Ｖ）の３つの電源が接続されている場合を考える。この場合、プリンター２０のパワーデバイス（負荷）の駆動が開始されると、まず、３つの電源のうち電圧が最も高い電源であるＵＳＢバスパワー（５．２５Ｖ）のみから給電がなされる。このとき、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流は第１電流制御回路５４ａによって制御されるから、ＵＳＢバスパワー（５．２５Ｖ）が上限値（０．５Ａ）を超えて給電されることはない。ＵＳＢバスパワー（５．２５Ｖ）からの給電が上限値に達すると（時刻ｔ１）、３つの電源のうち次に電圧が高い電源であるＵＳＢバスパワー（４．７５Ｖ）の給電が開始される。このときも、第２バスパワー用電源ライン５２ｂを流れる電流は第２電流制御回路５４ｂによって制御されるから、ＵＳＢバスパワー（４．７５Ｖ）が上限値（０．５Ａ）を超えて給電されることはない。ＵＳＢバスパワー（４．７５Ｖ）からの給電が上限値に達すると（時刻ｔ２）、最も電圧が低い電源である電池電力（４．５Ｖ）の給電が開始される。なお、パワーデバイスの駆動を停止するときには、電池電力（４．５Ｖ），ＵＳＢバスパワー（４．７５Ｖ），ＵＳＢバスパワー（５．２５Ｖ）の順、即ち電圧が低い順に給電が停止される（時刻ｔ４，ｔ５，ｔ６）。
【００２７】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のＵＳＢポート５９ａ，５９ｂが本発明の「ポート」に相当し、第１バスパワー用電源ライン５２ａと第２バスパワー用電源ライン５２ｂとが「電源ライン」に相当し、第１電流制御回路５４ａおよび第２電流制御回路５４ｂが「給電制御回路」に相当する。また、ＭＯＳＦＥＴ５５が「第１の半導体スイッチ」に相当し、電流検出回路５６が「電流検出回路」に相当し、駆動回路５７が「駆動回路」に相当する。さらに、オペアンプＡ２が「差動増幅器」に相当し、バイポーラトランジスターＴ２が「第２の半導体スイッチ」に相当する。
【００２８】
以上説明した本実施形態のプリンター２０によれば、通信と給電とを行なうＵＳＢポート５９ａと給電を行なうＵＳＢポート５９ｂとを備え、ＵＳＢポート５９ａからの電源ライン（第１バスパワー用電源ライン５２ａ）とＵＳＢポート５９ｂからの電源ライン（第２バスパワー用電源ライン５２ｂ）とにそれぞれ電流制御回路５４ａ，５４ｂを接続するから、複数のＵＳＢ電源の供給電圧がそれぞれ異なる場合であっても、一部のＵＳＢ電源だけから給電され続けて規格値を超えるのを防止することができ、複数のＵＳＢ電源から同時にＵＳＢバスパワーの供給を受けてプリンター２０のパワーデバイスを駆動することができる。この結果、ＵＳＢバスパワーからの給電によりプリンター２０を適切に動作させることができる。また、電流制御回路５４ａ，５５ｂは、ＵＳＢバスパワー用電源ライン５２ａ，５２ｂに接続されたＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ５５と、ＵＳＢバスパワー用電源ライン５２ａ，５２ｂを流れる電流に応じた出力電圧Ｖｏｕｔを得る電流検出回路５６と、出力電圧Ｖｏｕｔに応じた電圧をＭＯＳＦＥＴ５５のゲート端子に作用させる駆動回路５７とにより構成するから、より簡易な回路構成とすることができる。
【００２９】
本実施形態では、電流検出回路５６をハイサイド電流検出回路として構成するものとしたが、ローサイド電流検出回路として構成するものとしてもよい。この場合の変形例の電流制御回路１５４ａを図５に示す。なお、図５では、第１バスパワー用電源ライン５２ａに対する回路のみを図示したが、第２バスパワー用電源ライン５２ｂに対しても同一の回路構成を採用することができる。変形例の電流制御回路１５４ａは、実施例の電流制御回路５４ａと同様に、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１５５と、電流検出回路１５６と、駆動回路１５７とを備える。
【００３０】
電流検出回路１５６は、第１バスパワー用電源ライン５２ａを流れる電流を検出するローサイド電流検出回路として構成されており、図５に示すように、パワーデバイス（負荷）に対してグランド側のグランドライン１５９に接続された電流検出用の抵抗Ｒ１１と、抵抗Ｒ１１の一端側に接続された入力用の抵抗Ｒ１２と、抵抗Ｒ１１の他端側に接続された入力用の抵抗Ｒ１３と、抵抗Ｒ１２に接続された入力用の抵抗Ｒ１４と、第１バスパワー用電源ライン５２ａに接続された出力用の抵抗Ｒ１５と、コレクター端子が抵抗Ｒ１５に接続されると共にエミッター端子が抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１４との接続点に接続されたｎｐｎ型のバイポーラトランジスターＴ１１と、入力端子（＋）が抵抗Ｒ１４に接続され入力端子（−）が抵抗Ｒ１３に接続され出力端子がバイポーラトランジスターＴ１１のベース端子に接続されたオペアンプＡ１１と、オペアンプＡ１１の出力端子と入力端子（−）とに接続された負帰還用のコンデンサーＣ１１とを備える。ここで、抵抗Ｒ１１の抵抗値は例えば０．１Ωに設定され、抵抗Ｒ１２の抵抗値は例えば５００Ωに設定され、抵抗Ｒ１３の抵抗値は例えば１ｋΩに設定され、抵抗Ｒ１４の抵抗値は例えば１ｋΩに設定され、抵抗Ｒ１５の抵抗値は例えば２０ｋΩに設定されている。また、コンデンサーＣ１１の静電容量は例えば０．１μＦに設定されている。
【００３１】
駆動回路１５７は、図５に示すように、第１バスパワー用電源ライン１５２ａに接続された入力用の抵抗Ｒ１６と、グランドライン１５９と抵抗Ｒ１６とに接続された定電流源Ｉｒｅｆと、エミッター端子がグランドライン１５９に接続されたバイポーラトランジスターＴ１２と、入力端子（＋）が抵抗Ｒ１５とバイポーラトランジスターＴ１１のコレクター端子との接続点に接続され入力端子（−）が抵抗Ｒ１６と定電流源Ｉｒｅｆとの接続点に接続され出力端子がバイポーラトランジスターＴ１２のベース端子に接続されたオペアンプＡ１２と、オペアンプＡ１２の出力端子と入力端子（−）とに接続された負帰還用のコンデンサーＣ１２と、バイポーラトランジスターＴ１２のコレクター端子に接続された抵抗Ｒ１７と、抵抗Ｒ１７と第１バスパワー用電源ライン５２ａとに接続された抵抗Ｒ１８とを備える。抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８との接続点には、ＭＯＳＦＥＴ１５５のゲート端子が接続されている。ここで、抵抗Ｒ１６の抵抗値は例えば４０ｋΩに設定され、抵抗Ｒ１７の抵抗値は１ｋΩに設定され、抵抗Ｒ１８の抵抗値は２０ｋΩに設定されている。また、コンデンサーＣ１２の静電容量は例えば０．１μＦに設定されている。さらに、定電流源Ｉｒｅｆは例えば５０μＡに設定されている。
【００３２】
本実施形態では、ＵＳＢバスパワー用電源ライン５２ａ，５２ｂを流れる電流を制御するためのスイッチとしてＭＯＳＦＥＴ５５を用いるものとしたが、ＭＯＳＦＥＴ５５に代えてバイポーラトランジスターを用いるなどＵＳＢバスパワー用電源ラインの電流を制御可能なものであれば如何なるスイッチを用いるものとしてもよい。また、電流検出回路５６や駆動回路５７についても、ＵＳＢバスパワー用電源ラインを流れる電流を検出し、検出された電流に応じてＵＳＢバスパワー用電源ラインを流れる電流が制限されるようスイッチを駆動制御するものであれば、如何なる回路構成をも採用し得る。
【００３３】
本実施形態では、２つのＵＳＢポート５９ａ，５９ｂを備えるものとしたが、これに限られず、３つ以上のＵＳＢポートを備えるものとしてもよい。この場合、各ＵＳＢポートに対応するＵＳＢバスパワー用電源ラインのそれぞれに対して電流制御回路を接続するものとすればよい。また、本実施形態では、ＵＳＢポート５９ａを通信および給電用として構成し、ＵＳＢポート５９ｂを給電用として構成するものとしたが、ＵＳＢポート５９ｂについても通信および給電用として構成するものとしてもよい。
【００３４】
本実施形態では、ＵＳＢバスパワーの他に、ＡＣ電源や電池電源からの給電によっても動作するよう構成するものとしたが、これらの一部または全部を省略するものとしてもよい。
【００３５】
本実施形態では、本発明をコンピューター１０Ａ，１０ＢからＵＳＢバスパワーの供給を受けて動作するものに適用して説明したが、ＵＳＢバスパワーの供給元をコンピューター１０Ａ，１０Ｂとするものに限られず、ＵＳＢバスパワーを供給可能な如何なるホスト機器としてもよい。
【００３６】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３７】
１０Ａ，１０Ｂ  コンピューター、１１  コンピューター本体、１２  ＣＰＵ、１３  ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、１４  ＲＡＭ、１５  インターフェース（Ｉ／Ｆ）、１６  キーボード、１７  ＵＳＢホストコントローラー、１７ａ  ＵＳＢポート、１８  表示用コントローラー、１９  ディスプレイ、２０  プリンター、２１  システムオンチップ（ＳＯＣ）、３０  メインコントローラー、３１  ＣＰＵ、３２  ＲＯＭ、３３  ＲＡＭ、３４  フラッシュメモリー、３５  インターフェース（Ｉ／Ｆ）、３６  電源ボタン、３７  メモリーカードスロット、３８  メモリーカードコントローラー、４０  印刷機構、４１  キャリッジ、４２  ガイド、４３  キャリッジベルト、４４  インクカートリッジ、４５  印刷ヘッド、４５ａ  ヘッドドライバー、４６  キャリッジモーター、４６ａ  モータードライバー、４７  紙送りローラー、４８  紙送りモーター、４８ａ  モータードライバー、４９  プリンターＡＳＩＣ、５０  電源回路、５１  駆動系電力ライン、５２ａ  第１ＵＳＢバスパワー用電源ライン、５２ｂ  第２ＵＳＢバスパワー用電源ライン、５３  電池用電源ライン、５４ａ  第１電流制御回路、５４ｂ  第２電流制御回路、５５，１５５  ＭＯＳＦＥＴ、５６，１５６  電流検出回路、５７，１５７  駆動回路、５８  ＤＣ／ＤＣコンバーター、５９  ＵＳＢデバイスコントローラー、５９ａ，５９ｂ  ＵＳＢポート、６０Ａ，６０Ｂ  ＵＳＢケーブル、７０  ＡＣアダプター、１５９  グランドライン、Ａ１，Ａ２，Ａ１１，Ａ１２  オペアンプ、Ｂ１  電池、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１  コンデンサー、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ１１，Ｔ１２  バイポーラトランジスター、Ｒ１〜Ｒ８，Ｒ１１〜Ｒ１８  抵抗。
【図１】
2013239060.tif 000003
【図２】
2013239060.tif 000004
【図３】
2013239060.tif 000005
【図４】
2013239060.tif 000006
【図５】
2013239060.tif 000007