(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の電源のみから電力を受給するデバイスにおいて、
前記第１の電源から電力を受給して動作する制御回路と、
前記第２の電源から電力を受給して動作する他の部品と、
前記他の部品に異常が発生したとき、前記制御回路による制御の下で前記第２の電源から前記他の部品への電力の受給と前記第１の電源から前記制御回路への電力の受給の双方を止めるよう機能すると共に、前記第１及び第２の電源のいずれかがダウンしたとき、前記第１の電源から前記制御回路への電力の受給と前記第２の電源から前記他の部品への電力の受給の双方を止めるよう機能する保護回路と
を備えたデバイス。
【請求項２】
ＵＳＢを介してホストと接続することができ、前記ＵＳＢの電源と他の電源のみから電力を受給するデバイスにおいて、
前記ＵＳＢの電源及び前記他の電源のいずれかがダウンしたとき、前記ＵＳＢの電源からの電力の受給と前記他の電源からの電力の受給の双方を止めるように機能すると共に、前記デバイス内で異常が発生したとき、前記ＵＳＢの電源からの電力の受給と前記他の電源からの電力の受給の双方を止めるように機能する保護回路を有したデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電源から同時に電力を受給するデバイスに関する。
【０００２】
本発明はまた、複数の電源から同時に電力を受給するデバイスにおいて、デバイス内で異常が生じたときに電源からの電力を遮断する保護動作に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
例えばパソコンのようなホストとプリンタやスキャナなどのデバイスとを接続する通信インタフェースの一つとして、ＵＳＢが知られている。ＵＳＢは、ホストとデバイスとの間で通信信号を送受信するだけでなく、例えばホストからデバイスへ例えば＋５Ｖ/0.5Ａの直流定電圧電力を供給することができる。ＵＳＢを通じて提供される電力は、例えばデバイスがもつＣＰＵやメモリなどの制御回路の電源やマウスなどの小電力デバイスの電源として利用されている。
【０００４】
ある種のデバイス、例えばプリンタは、ＵＳＢからの電源では賄えない高い電圧又は大きい電力を要求するモータやヘッドなどの部品を備えており、そのため、通常、ＡＣアダプタを用いて商用電源の１００ＶＡＣ電力を例えば＋２４Ｖ数ＡのＤＣ定電圧電力に変換して取り込んでいる。この種のデバイスでも、ＡＣアダプタから全部品への電力を賄うのではなく、制御回路のようなＵＳＢ電源の電圧に合った小電力部品へは、ＵＳＢからの電源を用いることが多い。その理由は、ＡＣアダプタで全ての電力を賄おうとすると、モータ等用のＤＣ２４Ｖと制御回路用のＤＣ５Ｖの異なる電圧を生成するためのＤＣ／ＤＣコンバータなどを備える必要があり、コストアップとなるからである。
【０００５】
図１は、ホストとデバイスとのＵＳＢによる一般的な接続構成図であり、また、図２は、従来技術におけるデバイス（例えばプリンタ）内の電源ラインに接続された保護回路の一例を示す。
【０００６】
図１に示すように、ホスト１とデバイス３はＵＳＢ５によって接続されている。デバイス３は、ＵＳＢ５を通じてホスト１から例えば５ＶＤＣの電力を受給するとともに、ＡＣアダプタ７から例えば２４ＶＤＣの電力を受給する。デバイス３内には、図２に示すような保護回路が設けられている。その保護回路は、ＡＣアダプタ７からの２４Ｖの電源ライン７Ａとモータ等の駆動回路との接続がトランジスタＱ１のスイッチング動作によってＯＮ／ＯＦＦされることで、モータ等の駆動回路へ２４Ｖの電力が供給／遮断され、また、ＵＳＢ５からの例えば５Ｖの電源ライン５Ａと制御回路との接続がトランジスタＱ３のスイッチング動作によってＯＮ／ＯＦＦされることで、制御回路に５Ｖの電力が供給／遮断されるように構成されている。
【０００７】
通常、保護回路内のスイッチＳＷ１及びＳＷ２はＯＦＦ状態にある。この状態で、ＡＣアダプタ７が商用電源に接続されると、抵抗Ｒ１に電流が流れ、トランジスタＱ２がターンＯＮしてトランジスタＱ１がターンＯＮし、ＡＣアダプタ７からの２４Ｖ電力がモータなどの駆動回路に供給される。また、デバイス３がホスト１とＵＳＢ５によって接続されると、抵抗Ｒ３に電流が流れ、トランジスタＱ４がターンＯＮしてトランジスタＱ３がターンＯＮし、ＵＳＢ５から５Ｖ電力がＣＰＵやメモリなどからなる制御回路に供給される。
【０００８】
デバイス３内で何らかの異常が検出されると、制御回路が、スイッチＳＷ１とＳＷ２をターンＯＮさせる。それにより、トランジスタＱ２とＱ４がターンＯＦＦして、トランジスタＱ１とＱ３をターンＯＦＦさせるので、モータ等駆動回路への電力と制御回路への電力とが共に遮断される。この電力遮断により、デバイスやホストの関係回路の保護が図られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の保護回路において、異常を検出してスイッチＳＷ１、ＳＷ２をターンＯＮするという保護動作は、制御回路の制御の下で行われる。そのため、もし、ＡＣアダプタ７はアクティブであってモータ等の駆動回路へは正常に電力が供給されているが、（例えばデバイス３がホスト１に接続されてない、ホスト１がダウンしているなどのために）ＵＳＢ５の電源はダウンしていて制御回路に電力が供給されていないときには、モータ等の駆動回路に異常が発生したとすると、制御回路が働かないために保護動作を行うことができない。
【００１０】
同様の問題は、上述したようなＵＳＢとＡＣアダプタを電源とするデバイスだけに限らず、複数の電源からそれぞれ異なる部品に電力を受給するように構成されたデバイスにおいて共通に存在する。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電源から同時に電力を受給するデバイスにおいて、一部の電源がダウンしていて、他の電源はアクティブであるというときに、デバイス内で異常が発生しないようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に従う、第１及び第２の電源から電力を受給するデバイスは、第１の電源はダウンしているが第２の電源はアクティブであるとき、アクティブである第２の電源からの電力の受給を止めるように機能する保護回路を有している。
【００１３】
このデバイスによれば、第１の電源がダウンしている場合、第２の電源がアクティブであっても、そのアクティブである第２の電源からの電力の受給が停止され、結果として、デバイスには第１の電源からも第２の電源からも電力が供給されないので、デバイス内で異常が発生することはない。よって、第１の電源がダウンすると異常発生時の保護動作が正常に行えなかったとしても、異常それ自体が発生する可能性が無いから、問題ない。第１と第２の電源が共にアクティブであるときのみ、両電源からデバイスに正常に電力が供給される、その場合には、異常発生時の保護動作は確実に行える。
【００１４】
好適な実施形態は、第１及び第２の電源の少なくとも一つがダウンすると、第１の電源からの電力受給も第２の電源からの電力受給も共に止まるように構成されている。
【００１５】
好適な実施形態は、また、デバイス内で異常が発生すると、第１の電源からの電力受給も第２の電源からの電力受給も共に止まるように構成されている。
【００１６】
本発明の第２の観点に従うデバイスは、第１の電源から電力を受給して動作する制御回路と、第２の電源から電力を受給して動作する他の部品と、前記他の部品に異常が発生したとき、前記制御回路による制御の下で第２の電源から前記他の部品への電力の受給を止めるよう機能すると共に、第１の電源はダウンしているが第２の電源はアクティブであるときには、第２の電源から前記他の部品への電力の受給を止めるよう機能する保護回路とを備える。
【００１７】
このデバイスでは、第１の電源がダウンしているときには、制御回路が作動しないために、他の部品で異常が発生しても保護動作を行うことができないのであるが、そのときには、第２の電源がアクティブであっても、その第２の電源から他の部品への電力受給を止めるので、他の部品で異常が発生する可能性がなく、よって、問題が無い。
【００１８】
好適な実施形態は、第１及び第２の電源の少なくとも一つがダウンすると、第１の電源から制御回路への電力の受給も第２の電源から他の部品への電力受給も共に止まるように構成されている。
【００１９】
本発明の第３の観点に従うデバイスは、ＵＳＢを介してホストと接続することができ、そのＵＳＢの電源から電力を受給するとともに、他の電源からも電力を受給するデバイスであって、ＵＳＢの電源はダウンしているが他の電源はアクティブであるとき、アクティブである他の電源からの電力の受給を止めるように機能する保護回路を有している。
【００２０】
このデバイスによれば、ＵＳＢの電源がダウンしている場合、他の電源がアクティブであっても、そのアクティブである他の電源からの電力の受給が停止され、結果として、デバイスにはＵＳＢ電源からも他の電源からも電力が供給されないので、デバイス内で異常が発生することはない。よって、ＵＳＢ電源がダウンすると異常発生時の保護動作が正常に行えなかったとしても、異常それ自体が発生する可能性が無いから、問題ない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明における保護回路の実施の形態を詳細に説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態におけるデバイス内の保護回路を示す。
【００２２】
図３に示した保護回路は、図１に示したように、ホスト１からＵＳＢ５を通じて電力を受給する共にＡＣアダプタ７からも電力を受給するデバイス（例えばプリンタ）３に適用される。
【００２３】
図３に示すように、ＡＣアダプタ７からの例えば２４ＶＤＣ電力を伝える電源ライン７Ａに、バイポーラ型のスイッチング・トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ接合を介して、モータ等の駆動回路が接続されている。また、ＵＳＢ５からの例えば５ＶＤＣ電力を伝える電源ライン５Ａに、バイポーラト型のスイッチング・トランジスタＱ３のエミッタ−コレクタ接合を介して、ＣＰＵやメモリなどをもつ制御回路が接続されている。また、スイッチング・トランジスタＱ１及びスイッチング・トランジスタＱ３のベース電流を駆動するベースドライブ回路が、抵抗Ｒ１〜Ｒ６、ダイオードＤ１、Ｄ２、ドライブ・トランジスタＱ２、Ｑ４及び保護スイッチＳＷ１から構成されている。
【００２４】
そのベースドライブ回路の構成は次のとおりである。すなわち、スイッチング・トランジスタＱ１のベースとスイッチング・トランジスタＱ３のベースとが、それぞれ、電流制限抵抗Ｒ３、Ｒ４とダイオードＤ１、Ｄ２を直列に通して、共通の回路点に接続されている。その共通の回路点は、ドライブ・トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ接合及びドライブ・トランジスタＱ４のエミッタ−コレクタ接合を直列に通じて、グランドライン９Ａに接続されている。ドライブ・トランジスタＱ２のベースは、２４Ｖ電源ライン７Ａとグランドライン９Ａとの間に直列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ５の分圧点と接続されている。また、ドライブ・トランジスタＱ４のベースは、５Ｖ電源ライン５ＡとトランジスタＱ２、Ｑ４の相互接続との間に直列接続された分圧抵抗Ｒ２、Ｒ６の分圧点と接続されている。さらに、普段はＯＦＦ状態である保護スイッチＳＷ１が、ドライブ・トランジスタＱ４のベースとグランドライン９Ａとの間に上述した分圧抵抗Ｒ４と並列に接続されている。保護スイッチＳＷ１は普段はＯＦＦ状態であるが、デバイス３内（例えばモータ等の駆動回路内、又は制御回路内など）で異常が発生したときに、制御回路によってＯＮ状態にされる。
【００２５】
このような構成の保護回路において、普段は、保護スイッチＳＷ１はＯＦＦ状態になっている。その普段の状態では、ＡＣアダプタ７がアクティブである（つまり、２４Ｖ電源ライン７Ａに正常な電圧２４Ｖが加えられている）とともに、ＵＳＢ５の電源もアクティブである（つまり、５Ｖ電源ライン５Ａに正常な電圧５Ｖが加えられている）ときにのみ、ドライブ・トランジスタＱ２とＱ４が共にＯＮ状態であり、よって、スイッチング・トランジスタＱ１とＱ３がＯＮ状態であるから、ＡＣアダプタ７からの電力がモータ等の駆動回路へ提供され、ＵＳＢ５からの電力が制御回路に供給される。
【００２６】
一方、その普段の状態において、ＡＣアダプタ７がダウンしている（つまり、２４Ｖ電源ライン７Ａに正常な電圧が加えられていない）ときには、ＵＳＢ５の電源がアクティブであっても、トランジスタＱ２がＯＦＦ状態であるため、スイッチング・トランジスタＱ１とＱ３は共にＯＦＦ状態であり、よって、モータ等駆動回路に対しても制御回路に対しても電力が供給されない。また、ＵＳＢ５の電源がダウンしている（つまり、５Ｖ電源ライン５Ａに正常な電圧が加えられていない）ときには、ＡＣアダプタ７がアクティブであっても、トランジスタＱ４がＯＦＦ状態であるため、スイッチング・トランジスタＱ１とＱ３は共にＯＦＦ状態であり、やはり、モータ等駆動回路に対しても制御回路に対しても電力が供給されない。
【００２７】
このように、普段の状態においては、ＡＣアダプタ７がアクティブであることと、ＵＳＢ５の電源がアクティブであることのアンド条件が成立しているときのみ、モータ等の駆動回路と制御回路の双方に電源からの電力が供給される。しかし、このアンド条件が成立していないときには、モータ等の駆動回路にも制御回路にも電力が供給されない。
【００２８】
上記アンド条件が成立しているときには、制御回路は作動しているから、もしデバイス３内（例えばモータ等の駆動回路内、又は制御回路内など）で異常が発生すれば、制御回路は、その異常を検出して保護スイッチＳＷ１をターンＯＮするという保護のための制御を行う。しかし、上記アンド条件が成立していないときには、制御回路は作動していないから、そのような保護動作は行えないが、そもそも、モータ等の駆動回路にも制御回路にも電力が供給されていないのであるから、それらの回路で異常が発生することがない。
【００２９】
このように、ＡＣアダプタ７とＵＳＢ５の両方の電源がアクティブでない限り、モータ等の駆動回路へも制御回路へも電力が供給されず、よって、デバイス３内で異常は発生しない。異常が発生する可能性があるのは、上記両方の電源がアクティブであるときのみであり、そのときは制御回路が必ず動作していて、異常が発生すれば、上述したように保護スイッチＳＷ１をターンＯＮする。すると、ドライブ・トランジスタＱ２がターンＯＦＦするから、スイッチング・トランジスタＱ１とＱ３は共にターンＯＦＦし、ＡＣアダプタ７からモータ等駆動回路への電力供給もＵＳＢ５から制御回路への電力供給も全て停止される。こうして、確実に保護動作がなされる。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施の形態におけるデバイス内の保護回路を示す。
【００３１】
図４に示した保護回路では、図３に示した電源からの電力を供給／遮断するためのバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ３が、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｆ１、Ｆ３に置き換えられており、その他の回路構成は図３と実質的に変わらない。
【００３２】
図３に示したようなバイポーラトランジスタＱ１、Ｑ３は、比較的大きなベース電流を必要とする。しかし、ＵＳＢ５の電源は電流容量が小さく、特に省電力モードに入ると電流はなおさら小さく制限される。そのように小さく制限された電流量の範囲内でバイポーラトランジスタのベース電流を十分確保できるドライブ回路を設計することは難しい。これに対し、図４に示すように電界効果ドランジスタＦ１、Ｆ３を用いれば、そのゲート電流は極めて小さいから、そのドライブ回路は、ＵＳＢ電源の小さい電流容量の条件下でも容易に設計できる。
【００３３】
以上述べた実施形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で、種々の異なる態様で実施することが可能である。
【００３４】
例えば、保護回路の上述した構成は一例であり、他の様々な回路構成が採用できる。
【００３５】
また、上述した実施形態は、ＵＳＢとＡＣアダプタの双方がアクティブでない限り、モータ等駆動回路と制御回路の双方へ電力を供給しないが、必ずしもそうである必要は無い。例えば、ＵＳＢの電源はアクティブであるが、ＡＣアダプタはダウンしているときには、制御回路のみに電力が供給されてもよい。
【００３６】
また、ＡＣアダプタやＵＳＢ電源とは別の種類の電源を採用するデバイスにも本発明は適用できる。また、デバイスが使用する電源の数も２つのみに制限されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホストとデバイスとのＵＳＢによる一般的な接続図。
【図２】従来技術におけるデバイス内の保護回路の回路図。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるデバイス内の保護回路の回路図。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるデバイス内の保護回路の回路図。
【符号の説明】
１  ホスト装置
３  デバイス
５  ＵＳＢ
７  ＡＣアダプタ
Ｒ１〜Ｒ８  抵抗
Ｑ１〜Ｑ４  バイポーラトランジスタ
Ｆ１、Ｆ３  ＦＥＴ
ＳＷ１、ＳＷ２  スイッチ
Ｄ１、Ｄ２  ダイオード
【図１】
0003991603.tif 000002
【図２】
0003991603.tif 000003
【図３】
0003991603.tif 000004
【図４】
0003991603.tif 000005