(57)【要約】【課題】ラベルプリンタなどのように、ＵＳＢ端子からの電力供給のみで駆動することが従来では不可能と考えられていた電子機器を、ＵＳＢ端子からの電力供給のみで駆動することを可能にする補助電源装置と、それを用いたラベルプリンタなどのＵＳＢ駆動電子機器を提供すること。【解決手段】補助電源装置は、コンピュータのＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子６を有する。駆動側ＵＳＢ端子６に接続される一対の電力供給ライン８の間には、電力供給ライン８に要求される駆動電流が所定値以上となる場合に放電し、所定値以下となる場合に充電される電気二重層キャパシタ１０が接続してある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータのＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子と、
前記駆動側ＵＳＢ端子に接続される一対の電力供給ラインの間に接続されて、前記電力供給ラインに要求される駆動電流が所定値以上となる場合に放電し、前記所定値以下となる場合に充電される電気二重層キャパシタと、
を有する補助電源装置。
【請求項２】
コンピュータのＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子と、
前記駆動側ＵＳＢ端子に接続される一対の電力供給ラインの間に接続されて、前記電力供給ラインに要求される駆動電流が所定値以上となる場合に放電し、前記所定値以下となる場合に充電される電気二重層キャパシタと、
一対の前記電力供給ラインに接続される電圧変換部と、
前記電圧変換部からの出力が入力し、ラベル印刷ヘッドを駆動する駆動部と、
を有するラベルプリンタ。
【請求項３】
前記電圧変換部と前記電気二重層キャパシタとの間に位置する一対の前記電力供給ラインの間には、バランス調整用抵抗が、前記電気二重層キャパシタと並列に接続してある請求項２に記載のラベルプリンタ。
【請求項４】
前記駆動部による前記ラベル印刷ヘッドの駆動量が所定値よりも大きいタイミングでは、前記駆動側ＵＳＢ端子からの電流に重畳して、前記電気二重層キャパシタから放電される電流が前記電力供給ラインに供給され、
前記ラベル印刷ヘッドの駆動量が所定値以下であるタイミングでは、前記駆動側ＵＳＢ端子からの電流が前記電気二重層キャパシタに充電される請求項２または３に記載のラベルプリンタ。
【請求項５】
前記ラベル印刷ヘッドにより印字される文字または記号の間の隙間に対応するタイミングで、前記駆動側ＵＳＢ端子からの電流が前記電気二重層キャパシタに充電される請求項２〜４のいずれかに記載のラベルプリンタ。
【請求項６】
前記電気二重層キャパシタは、定格電圧２．７５Ｖのキャパシタ単位が２つ直列に接続されて一体化されている請求項２〜５のいずれかに記載のラベルプリンタ。
【請求項７】
前記電気二重層キャパシタは、容量が２００ｍＦ以上１Ｆ以下で、出力抵抗が１００ｍΩ以下である請求項２〜６のいずれかに記載のラベルプリンタ。
【請求項８】
コンピュータのＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子と、
前記駆動側ＵＳＢ端子に接続される一対の電力供給ラインの間に接続されて、前記電力供給ラインに要求される駆動電流が所定値以上となる場合に放電し、前記所定値以下となる場合に充電される電気二重層キャパシタと、
一対の前記電力供給ラインに接続される電圧変換部と、
前記電圧変換部からの出力が入力する駆動部と、
を有するＵＳＢ駆動電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢ端子からの電流で駆動されるラベルプリンタなどのＵＳＢ駆動電子機器と、その内部に配置される補助電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータに接続される通常のプリンタは、大きな電力を必要とするために、パーソナルコンピュータとは別の独立の電源ケーブルを有している。小型のプリンタでは、電池または家庭用電源のいずれかで駆動可能なプリンタも知られている。
【０００３】
ラベルプリンタは、通常のプリンタよりも必要とされる電力が小さいが、それでも印刷に際しては、パーソナルコンピュータのＵＳＢ端子から供給される電力のみでは駆動することができない。そのため、従来のラベルプリンタは、電池または家庭用電源のいずれかで駆動されることが一般的であった。
【０００４】
なお、電池に電気二重層キャパシタ（以下、ＥＤＬＣまたは単にキャパシタとも言う）を並列に接続し、サーマル印刷ヘッドへの周期的電源供給装置が知られている（特許文献１）。しかしながら、ＵＳＢ端子からの電力供給のみで、ラベルプリンタが駆動できるとは考えられていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、ラベルプリンタなどのように、ＵＳＢ端子からの電力供給のみで駆動することが従来では不可能と考えられていた電子機器を、ＵＳＢ端子からの電力供給のみで駆動することを可能にする補助電源装置と、それを用いたラベルプリンタなどのＵＳＢ駆動電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る補助電源装置は、
コンピュータのＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子と、
前記駆動側ＵＳＢ端子に接続される一対の電力供給ラインの間に接続されて、前記電力供給ラインに要求される駆動電流が所定値以上となる場合に放電し、前記所定値以下となる場合に充電される電気二重層キャパシタと、を有する。
【０００８】
パーソナルコンピュータに接続されるラベルプリンタなどの小型の電子機器は、パーソナルコンピュータからの電気信号を受けるためにＵＳＢ端子を有している。そのＵＳＢ端子が有している複数の端子には、パーソナルコンピュータからの電力を受けるための端子がある。そのパーソナルコンピュータからの電力を受けるための端子に接続される電力供給ラインに、電気二重層キャパシタを接続するのみで、本発明に係る補助電源装置を実現することができる。
【０００９】
しかも本発明に係る補助電源装置を組み込むのみで、ＵＳＢ端子からの電力供給のみで駆動することが従来では不可能と考えられていた電子機器を、ＵＳＢ端子からの電力供給のみで駆動することを可能にする。
【００１０】
電気二重層キャパシタは、単位体積当たりの蓄電および放電性能が良好であると共に、平板状の形で供給されることもでき、大きな設置スペースを必要としないため、ラベルプリンタなどの小型の電子機器の内部に簡単に設置することができる。
【００１１】
本発明に係るラベルプリンタは、
コンピュータのＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子と、
前記駆動側ＵＳＢ端子に接続される一対の電力供給ラインの間に接続されて、前記電力供給ラインに要求される駆動電流が所定値以上となる場合に放電し、前記所定値以下となる場合に充電される電気二重層キャパシタと、
一対の前記電力供給ラインに接続される電圧変換部と、
前記電圧変換部からの出力が入力し、ラベル印刷ヘッドを駆動する駆動部と、を有する。
【００１２】
電気二重層キャパシタと駆動部との間に電圧変換部を介在させることで、ＵＳＢ端子および電気二重層キャパシタから供給される電圧を、駆動部を駆動するために好適な電圧に変換することができると共に、駆動電圧を一定電位に調節することができる。
【００１３】
好ましくは、前記電圧変換部と前記電気二重層キャパシタとの間に位置する一対の前記電力供給ラインの間には、バランス調整用抵抗が、前記電気二重層キャパシタと並列に接続してある。バランス調整用抵抗を具備させることで、電気二重層キャパシタから供給される電圧を一定にすることができる。
【００１４】
好ましくは、前記駆動部による前記ラベル印刷ヘッドの駆動量が所定値よりも大きいタイミングでは、前記駆動側ＵＳＢ端子からの電流に重畳して、前記電気二重層キャパシタから放電される電流が前記電力供給ラインに供給され、
前記ラベル印刷ヘッドの駆動量が所定値以下であるタイミングでは、前記駆動側ＵＳＢ端子からの電流が前記電気二重層キャパシタに充電される。
【００１５】
好ましくは、前記ラベル印刷ヘッドにより印字される文字または記号の間の隙間に対応するタイミングで、前記駆動側ＵＳＢ端子からの電流が前記電気二重層キャパシタに充電される。
【００１６】
好ましくは、前記電気二重層キャパシタは、定格電圧２．７５Ｖのキャパシタ単位が２つ直列に接続されて一体化されている。
【００１７】
好ましくは、前記電気二重層キャパシタは、容量が２００ｍＦ以上１Ｆ以下で、出力抵抗が１００ｍΩ以下である。
【００１８】
本発明に係るＵＳＢ駆動電子機器は、
コンピュータのＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子と、
前記駆動側ＵＳＢ端子に接続される一対の電力供給ラインの間に接続されて、前記電力供給ラインに要求される駆動電流が所定値以上となる場合に放電し、前記所定値以下となる場合に充電される電気二重層キャパシタと、
一対の前記電力供給ラインに接続される電圧変換部と、
前記電圧変換部からの出力が入力する駆動部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る補助電源装置を含むＵＳＢ駆動電子機器としてのラベルプリンタの概略ブロック図である。
【図２】図２は図１に示すラベルプリンタのさらに詳細な概略ブロック図である。
【図３】図３は図２に示す電気二重層キャパシタの概略斜視図である。
【図４】図４は図２に示すラベルプリンタにより印字結果と電流供給ラインでの電流変化との関係を示すタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る補助電源装置を含むＵＳＢ駆動電子機器としてのラベルプリンタ２は、パーソナルコンピュータ４のＵＳＢ端子に接続可能な駆動側ＵＳＢ端子６を有する。図２に示すように、ＵＳＢ端子６は、一対の電力供給ライン８に接続される電力用端子６ａ，６ｂと、複数の信号伝達用端子６ｃとを含んでいる。
【００２１】
複数の信号伝達用端子６ｃは、駆動部３０に接続してある。駆動部３０は、ラベルプリンタのラベル印刷ヘッド（図示省略）を制御する駆動制御部であり、コンピュータ４からの駆動信号に基づき、駆動部３０は、印刷ヘッドを制御して、細長いラベル状の用紙に所望の印字を行うようになっている。印刷ヘッドとしては、特に限定されないが、たとえばサーマルヘッドなどが例示される。
【００２２】
ＵＳＢ端子６に接続される一対の電力供給ライン８の間には、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）１０が接続してある。本実施形態では、ＥＤＬＣ１０は、第１キャパシタ１０ａと第２キャパシタ１０ｂとから成る。これらのキャパシタ１０ａ，１０ｂは、それぞれ定格電圧２．７５ＶのＥＤＬＣであり、これらが２つ直列に接続されて一体化されている。また、ＥＤＬＣ１０は、容量が２００ｍＦ以上１Ｆ以下で、出力抵抗が１００ｍΩ以下（さらに好ましくは５０ｍΩ以下）であることが好ましい。
【００２３】
ＵＳＢ端子６からの給電に対する補助電力源としてのＥＤＬＣ１０から給電する電力が大きいすぎる場合、つまり大きな蓄電容量が必要な場合、ＥＤＬＣ１０の電力消費後の再充電に時間がかかる。そのため、機器は正常に動作しなくなるおそれがある。また、ＥＤＬＣ１０の容量が小さすぎても十分な補助電力がＥＤＬＣ１０から供給できなくなる。また、出力抵抗値が大きすぎると大電流を流した時に、出力電圧降下が大きくなり、機器が正常に動作しなくなるおそれがある。このため、本実施形態では、ＥＤＬＣ１０の仕様は、２００ｍＦ以上１Ｆ以下で出力抵抗は１００ｍΩ以下、さらに好ましくは５０ｍΩ以下である。
【００２４】
ＥＤＬＣ１０を構成する２つのキャパシタ１０ａ，１０ｂは、図３に示すように、単一のケーシング１２内に収容してあり、直列に接続してあっても良い。ケーシング１２の内部には、各端子電極１４，１６，１８に接続される内部電極や、電解質溶液が染み込んであるセパレータ層などが密封してあり、図２に示すような回路構成のＥＤＬＣ１０を構成している。なお、図３に示すケーシング１２は、柔軟性を有する材料で構成することが可能であり、厚みを薄くすることも可能である。
【００２５】
図２に示す一対の電力供給ライン８には、ＥＤＬＣ１０に対して並列に、バランス調整用抵抗１１が接続してある。バランス調整用抵抗１１は、ＥＤＬＣ１０のキャパシタ１０ａ，１０ｂの数に対応した数で具備され、本実施形態では、第１抵抗１１ａと第２抵抗１１ｂとから成る。バランス調整用抵抗１１を具備させることで、キャパシタ１０ａとキャパシタ１０ｂの充電電圧バランスをとり、キャパシタ１０ａとキャパシタ１０ｂの耐電圧を超える事が無いように制御する事ができる。
【００２６】
電圧変換部２０は、一対の電力供給ライン８に接続されて、駆動部３０に供給される電圧を、駆動部３０に必要とされる電圧に変換すると共に、駆動部３０に出力される電圧を安定化させる。すなわち、ＥＤＬＣ１０と駆動部３０との間に電圧変換部２０を介在させることで、ＵＳＢ端子６およびＥＤＬＣ１０から供給される電圧を、駆動部３０を駆動するために好適な電圧に変換することができると共に、駆動電圧を一定電位に調節することができる。電圧変換部２０は、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ、チャージポンプなどで構成される。本実施形態では、電圧変換部２０により変換される変換後の電圧は、好ましくは５〜２０Ｖである。
【００２７】
本実施形態では、駆動部３０によるラベル印刷ヘッドの駆動量が所定値よりも大きいタイミングでは、ＵＳＢ端子６の電力用端子６ａ，６ｂからの電流に重畳して、ＥＤＬＣ１０から放電される電流が電力供給ライン８に供給される。また、ラベル印刷ヘッドの駆動量が所定値以下であるタイミングでは、ＵＳＢ端子６の電力用端子６ａ，６ｂからの電流がＥＤＬＣ１０に充電される。
【００２８】
たとえば図４に示すように、ラベル印刷ヘッドにより印字される文字または記号の間の隙間に対応するタイミング（たとえば５ミリ秒〜１０秒）では、図２に示すＵＳＢ端子の電力用端子６ａ，６ｂからの電流がＥＤＬＣ１０に充電される。また、図４に示すように、Ａ〜Ｇなどの文字を印刷するタイミングで、駆動電流が所定値Ｐ０よりも大きくなるタイミング（たとえば５ミリ秒〜１０秒）では、図２に示すＵＳＢ端子６の電力用端子６ａ，６ｂからの電流に重畳して、ＥＤＬＣ１０から放電される電流が電力供給ライン８に供給される。
【００２９】
さらに、印刷が終了したラベルをモータ動作によるカッティングを行う場合にも、ＵＳＢ端子６からの給電電力では賄いきれないパルス状のピーク電力が必要になるが、その電力は、ＵＳＢ端子６からの給電電力に重畳してＥＤＬＣ１０から供給する。カッティングの終了後には、ＵＳＢ端子６からＥＤＬＣ１０への充電が成される。なお、本実施形態では、ＥＤＬＣ１０のフル充電までの時間は、最大で、１０秒以下である。
【００３０】
パーソナルコンピュータ４に接続されるラベルプリンタ２などの小型の電子機器は、パーソナルコンピュータ４からの電気信号を受けるためにＵＳＢ端子６を有している。そのＵＳＢ端子６が有している複数の端子には、パーソナルコンピュータからの電力を受けるための端子６ａ，６ｂがある。そのパーソナルコンピュータ４からの電力を受けるための端子６ａ，６ｂに接続される電力供給ライン８に、ＥＤＬＣ１０を接続するのみで、本実施形態に係るラベルプリンタ２のための補助電源装置を実現することができる。
【００３１】
しかも本実施形態に係る補助電源装置を組み込むのみで、ＵＳＢ端子６からの電力供給のみで駆動することが従来では不可能と考えられていたラベルプリンタ２を、ＵＳＢ端子６からの電力供給のみで駆動することを可能にする。
【００３２】
ＥＤＬＣ１０は、単位体積当たりの蓄電および放電性能が良好であると共に、平板状の形で供給されることもでき、大きな設置スペースを必要としないため、ラベルプリンタ２などの小型の電子機器の内部に簡単に設置することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００３４】
たとえば、上述した実施形態では、ＵＳＢ端子６とＥＤＬＣ１０とで、補助電源装置を構成するが、補助電源装置は、バランス調整用抵抗１１または電圧変換部２０を含んでも良い。また、ラベルプリンタ２で印刷または印字される対象は、文字、記号のみで無く、その他の画像であっても良いが、特に、文字や記号、あるいは長手方向に断続的な画像を印字または印刷する場合に適している。
【００３５】
また、本発明の補助電源装置は、ラベルプリンタのみで無く、その他のＵＳＢ駆動電子機器に適用しても良い。特に、本発明の補助電源装置は、従来ではＵＳＢ端子電源のみでは駆動ができないと考えられていたＵＳＢ対応の電子機器に好ましく適用することができる。たとえばピークで１０〜２０Ｗのパルス電力を使用する電子機器を対象として好ましく適用することができる。なお、ＵＳＢ端子６のみからの給電電力は２．５〜１５Ｗである。
【符号の説明】
【００３６】
２…  ラベルプリンタ
４…  パーソナルコンピュータ
６…  ＵＳＢ端子
６ａ，６ｂ…  電力用端子
６ｃ…  信号伝達用端子
８…  電力供給ライン
９…  信号伝達用ライン
１０…  電気二重層キャパシタ
１０ａ…  第１キャパシタ
１０ｂ…  第２キャパシタ
１１…  バランス調整用抵抗
１１ａ…  第１抵抗
１１ｂ…  第２抵抗
１２…  ケーシング
１４〜１６…  端子電極
２０…  電圧変換部
３０…  駆動部
【図１】
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【図２】
2017070145.tif 000004
【図３】
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【図４】
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