(57)【要約】【課題】使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し、効率よく電力を供給できるようにする。【解決手段】少なくともコイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドにより印刷を行うサーマルプリンター４に接続されるスイッチング方式のＡＣアダプター３であって、外部から電力の入力を受ける１次側回路３Ａと、サーマルプリンター４に接続する２次側回路３Ｂと、サーマルプリンター４及びＡＣアダプター３の少なくともいずれかの使用環境温度を検出するサーミスターＳＭと、２次側回路３Ｂにおけるスイッチング動作により２次側電流を制御するトランジスターＱ１と、サーミスターＳＭが検出する温度が、低温より高い温度である場合に、トランジスターＱ１のスイッチング動作のオン期間を、低温である場合のスイッチング動作のオン期間より短くする制御ＩＣ１１１と、を備える。【選択図】図１
2017038433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともコイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドにより印刷を行う印刷装置に接続されるスイッチング方式の電源装置であって、
外部から電力の入力を受ける１次側回路と、
前記印刷装置に電力を出力する２次側回路と、
前記印刷装置及び前記電源装置の少なくともいずれかの使用環境温度を検出する温度検出部と、
前記１次側回路におけるスイッチング動作により２次側電流を制御するスイッチング部と、
前記温度検出部が検出する温度が、第１の温度より高い温度である場合に、前記スイッチング部のスイッチング動作のオン期間を、前記第１の温度以下である場合のスイッチング動作のオン期間より短くする制御部と、を備えること、
を特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電源装置は、前記２次側電流が特定の電流値になった場合に、前記２次側電流を低下させるとともに出力電圧を降下させる電圧降下特性を有し、
前記制御部は、前記温度検出部が検出する温度が、前記第１の温度より高い温度である場合に、前記電圧降下特性の前記特定の電流値を、前記第１の温度以下である場合の前記特定の電流値より低くする、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記１次側回路は、１次側電流を検出する電流検出部を備え、
前記２次側回路は、前記２次側電流を検出して前記１次側回路へフィードバック制御するフィードバック回路を備え、
前記制御部は、前記電流検出部からの検出値と、前記フィードバック回路からのフィードバック値とを比較し、比較結果に基づいて、前記スイッチング部のスイッチング動作のオン期間を制御する、
請求項１又は２に記載の電源装置
【請求項４】
前記制御部は、前記比較結果に基づき、前記スイッチング部のスイッチング動作のオン後、前記電流検出部の検出値が前記フィードバック値に至るまでの期間を前記オン期間とするように構成され、
前記電流検出部は前記温度検出部を含んで前記オン期間を変化可能とするように構成される、
請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記印刷ヘッドはサーマル方式であり、
前記電源装置は、前記１次側回路及び前記２次側回路が筐体に覆われたＡＣアダプタータイプである、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
少なくともコイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドにより印刷を行う印刷装置に接続され、１次側回路と２次側回路から構成されるスイッチング方式の電源装置の制御方法であって、
前記印刷装置及び前記電源装置の少なくともいずれかの使用環境温度を検出するステップと、
検出する温度が、第１の温度より高い温度である場合に、前記印刷装置に供給する電流を制御するスイッチング動作のオン期間を、前記第１の温度以下である場合のスイッチング動作のオン期間より短くするステップと、を備えること、
を特徴とする電源装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、及び、電源装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力を供給するＡＣアダプター等の電源装置において、周辺温度の変動に応じて、出力電圧の補正を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、ロードレギュレーション補正回路から周辺温度の変動に応じたロードレギュレーション補正信号を出力し、出力したロードレギュレーション補正信号に基づいて出力電圧を補正する電源装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３４８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、使用環境の温度によって負荷が大きく変動する印刷装置に電力を供給する場合、印刷装置が必要とする電力に対し、使用環境の温度に係らず、効率よく安全に電力を供給可能な構成とすることは難しい。
そこで、本発明は、使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し、効率よく電力を供給できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくともコイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドにより印刷を行う印刷装置に接続されるスイッチング方式の電源装置であって、外部から電力の入力を受ける１次側回路と、前記印刷装置に電力を出力する２次側回路と、前記印刷装置及び前記電源装置の少なくともいずれかの使用環境温度を検出する温度検出部と、前記１次側回路におけるスイッチング動作により２次側電流を制御するスイッチング部と、前記温度検出部が検出する温度が、第１の温度より高い温度である場合に、前記スイッチング部のスイッチング動作のオン期間を、前記第１の温度以下である場合のスイッチング動作のオン期間より短くする制御部と、を備えることを特徴とする。
これにより、コイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドのように、使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し温度が高いと電源装置のスイッチング動作のオン期間をより短くし、効率よく安全に電力を供給できる。
【０００６】
また、本発明は、前記電源装置は、前記２次側電流が特定の電流値になった場合に、前記２次側電流を低下させるとともに出力電圧を降下させる電圧降下特性を有し、前記制御部は、前記温度検出部が検出する温度が、前記第１の温度より高い温度である場合に、前記電圧降下特性の前記特定の電流値を、前記第１の温度以下である場合の前記特定の電流値より低くする構成としてもよい。
これにより、使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し温度が高いと電源装置の電圧降下特性（いわゆる「フの字特性」）をより低い電流で降下させるように保護が働き、効率よく安全に電力を供給できる。
【０００７】
また、本発明は、前記１次側回路は、１次側電流を検出する電流検出部を備え、前記２次側回路は、前記２次側電流を検出して前記１次側回路へフィードバック制御するフィードバック回路を備え、前記制御部は、前記電流検出部からの検出値と、前記フィードバック回路からのフィードバック値とを比較し、比較結果に基づいて、前記スイッチング部のスイッチング動作のオン期間を制御する、構成としてよい。
これにより、１次側の検出値と２次側のフィードバック値との比較に基づいて、使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し、２次側のフィードバックを得ながら電源装置のスイッチング動作のオン期間を制御し、効率よく安全に電力を供給できる。
【０００８】
また、本発明は、前記制御部は、前記比較結果に基づき、前記スイッチング部のスイッチング動作のオン後、前記電流検出部の検出値が前記フィードバック値に至るまでの期間を前記オン期間とするように構成され、前記電流検出部は前記温度検出部を含んで前記オン期間を変化可能とするように構成されるようにしてもよい。
これにより、スイッチング部のスイッチング動作のオン後、電流検出部の検出値がフィードバック値に至るまでの期間（時定数）をオンするようにし、さらにサーミスターなどの温度検出部により検出した使用環境の温度に基づいてフィードバックでき、使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し温度が高いと電源装置のスイッチング動作のオン期間をより短くし、効率よく安全に電力を供給できる。サーミスターは印刷装置及び電源装置のいずれかに設置されていれば使用環境温度を検出できる。
【０００９】
また、本発明は、前記印刷ヘッドはサーマル方式であり、前記電源装置は、前記１次側回路及び前記２次側回路が筐体に覆われたＡＣアダプタータイプである構成としてもよい。
これにより、サーマル方式であり使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し、効率よく安全に電力を供給できるＡＣアダプタータイプのものに適応できる。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、少なくともコイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドにより印刷を行う印刷装置に接続され、１次側回路と２次側回路から構成されるスイッチング方式の電源装置の制御方法であって、前記印刷装置及び前記電源装置の少なくともいずれかの使用環境温度を検出するステップと、検出する温度が、第１の温度より高い温度である場合に、前記印刷装置に供給する電流を制御するスイッチング動作のオン期間を、前記第１の温度以下である場合のスイッチング動作のオン期間より短くするステップと、を備えることを特徴とする。
これにより、コイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドのように、使用環境の温度により負荷が大きく変動する印刷装置に対し温度が高いと電源装置のスイッチング動作のオン期間をより短くし、効率よく安全に電力を供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る印刷システムの構成を示す図。
【図２】サーマルプリンターの概略構成を示すブロック図。
【図３】使用環境温度に対する従来の「フの字」降下特性を示す図表。
【図４】ＣＳ端子に印加される検出電圧のタイムチャート。
【図５】使用環境温度に対する「フの字」降下特性を示す図表。
【図６】第２実施形態に係る印刷システムの構成を示す図。
【図７】第３実施形態に係るサーマルプリンターの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１は、印刷システム１の構成を示す図である。図１に示す印刷システム１は、サーマルプリンター４（印刷装置）、及び、サーマルプリンター４に電力を供給するため１次側回路３Ａと２次側回路３Ｂとから構成された電源回路を筐体で覆ったスイッチング方式のＡＣアダプター３（電源装置）を備える。
【００１３】
ＡＣアダプター３は、商用交流電源２にケーブルを介して接続され、例えば交流１００ボルトの商用交流電源２を入力して、整流、平滑、及び、電圧変換し、２４ボルトの直流電力をサーマルプリンター４にケーブルを介して供給する。ＡＣアダプター３は、サーマルプリンター４にコネクターを介して着脱可能に構成される。
また、ＡＣアダプター３は、短絡や過負荷等の異常が発生した場合に過電流が出力されないよう負荷を保護する過電流保護を行う。この過電流保護のため、ＡＣアダプター３の特性を、例えば、ＡＣアダプター３の出力電流（２次側電流）が特定の電流値となった場合を境にして、出力電流を低下させるとともに出力電圧が降下させる、いわゆる「フの字」降下特性（電圧降下特性または電圧垂下特性）とすることが考えられる。
【００１４】
サーマルプリンター４は、本体ケースに収容した図示せぬ感熱ロール紙を搬送して印刷を行う。
【００１５】
図２は、サーマルプリンター４の概略構成を示すブロック図である。
図２に示すように、サーマルプリンター４は、多数の発熱素子４１が直線状に配置された、ラインサーマルヘッド４２（印刷ヘッド）を備える。発熱素子４１は、通電により発熱する抵抗により構成される。ラインサーマルヘッド４２における発熱素子４１の配列方向は、感熱ロール紙の搬送方向と直交する方向である。ラインサーマルヘッド４２は固定されている。サーマルプリンター４は、ラインサーマルヘッド４２の発熱素子４１に通電し、感熱ロール紙の印刷面に熱を加えることにより、文字や画像等を印刷する。
【００１６】
サーマルプリンター４は、ラインサーマルヘッド４２の発熱素子４１に対する通電を制御する印刷ヘッド駆動部４３を備える。また、サーマルプリンター４は、感熱ロール紙を搬送する図示せぬ搬送ローラーと、搬送ローラーを駆動する搬送モーター４４とを備える。印刷ヘッド駆動部４３、及び搬送モーター４４は電源部４５に接続され、電源部４５から電力供給を受けて動作する。搬送モーター４４は、多数のコイルを有し、多数のコイルが通電されることにより搬送ローラーを駆動する。
印刷ヘッド駆動部４３及び搬送モーター４４は、印刷制御部４６に接続される。印刷制御部４６は、印刷ヘッド駆動部４３を制御して、ラインサーマルヘッド４２が備える個々の発熱素子４１に通電させる。また、印刷制御部４６は、搬送モーター４４を制御して、搬送ローラーにより感熱ロール紙を搬送させる。感熱ロール紙を搬送させながら、固定されているラインサーマルヘッド４２を駆動して感熱ロール紙に印刷を行う。
電源部４５は、ＡＣアダプター３に接続され、ＡＣアダプター３から直流電流が入力される。
【００１７】
サーマルプリンター４において、発熱素子４１の抵抗値、及び、搬送モーター４４が有するコイルとの抵抗値は、サーマルプリンター４及びＡＣアダプター３を使用する環境の使用環境温度によって変動する。これら抵抗値は、使用環境温度が高温である場合、大きい値となり、一方で、使用環境温度が低温（第１の温度）である場合、小さい値となる。すなわち、サーマルプリンター４は、使用環境温度が高温である場合、ＡＣアダプター３から必要となる電力が減少する。また、サーマルプリンター４は、使用環境温度が低温である場合、ＡＣアダプター３から必要となる電力が増加する。ここで、低温とは、所定の温度を下回る温度を示し、高温とは、所定の温度を上回る温度を示す。所定の温度は、サーマルプリンター４の抵抗及びコイルの温度特性により定められる。
【００１８】
ところで、従来のＡＣアダプター３は、使用環境温度に応じた「フの字」降下特性を示す。具体的には、従来のＡＣアダプター３は、使用環境温度が低温である場合と、使用環境温度が高温である場合とで異なる「フの字」降下特性を示す。
【００１９】
図３は、使用環境温度に対する従来の「フの字」降下特性を示す図表である。図３において、縦軸は出力電圧の電圧値を示し、横軸は出力電流の電流値を示す。また、図３において、実線で示す特性は、使用環境温度が低温である場合の低温「フの字」降下特性ＴＴ１を示し、破線で示す特性は、使用環境温度が高温である場合の高温「フの字」降下特性ＫＴ１を示す。
【００２０】
図３に示すように、低温「フの字」降下特性ＴＴ１と高温「フの字」降下特性ＫＴ１とは、出力可能な最大電流値（特定の電流値）が異なる。すなわち、ＡＣアダプター３は、使用環境温度が高温である場合、低温「フの字」降下特性ＴＴ１の最大電流値Ｉｔｍａｘより高い電流値の電流を出力可能な高温「フの字」降下特性ＫＴ１を示す。また、ＡＣアダプター３は、使用環境温度が低温である場合、高温「フの字」降下特性ＫＴ１における最大電流値Ｉｋｍａｘより低い電流値の電流を出力可能な低温「フの字」降下特性ＴＴ１を示す。
【００２１】
このように、使用環境温度に応じて、ＡＣアダプター３が示す「フの字」降下特性が異なることは、ＡＣアダプター３を構成する部品の特性が使用環境温度によって変動することに起因するものと考えられる。
特に、ＡＣアダプター３の部品において、使用環境温度によって特性が大きく変動するものとして、整流素子Ｓ３２（図１）であるダイオードが挙げられる。ダイオードは、使用環境温度によって消費電力が大きく変動する。ダイオードの消費電力は、一般的に下記式（１）に示される。
【００２２】
Ｐ＝ＶＦ×ＩＦ・・・（１）
式（１）でＰは、消費電力を示す。また、ＶＦは、順方向電圧の電圧値を示す。また、ＩＦは、順方向電流の電流値を示す。
【００２３】
式（１）において、電圧値ＶＦは、使用環境温度が高温になるにつれて、大きくなり、一方で、使用環境温度が低温になるにつれて場合、小さくなる。そのため、ダイオードの消費電力Ｐは、使用環境温度が高温になるにつれて大きくなり、使用環境温度が低温になるにつれて小さくなる。ダイオードの消費電力が大きくなると、ＡＣアダプター３からの出力電流は小さくなる。したがって、使用環境温度が高温である場合、出力電流が小さくならないように、ＡＣアダプター３は、低温「フの字」降下特性ＴＴ１の最大電流値Ｉｔｍａｘより高い電流値の電流を出力可能な高温「フの字」降下特性ＫＴ１を示す。
【００２４】
前述した通り、サーマルプリンター４は、使用環境温度が高温である場合に、ＡＣアダプター３から必要となる電力が減少し、使用環境温度が低温である場合に、必要となる電力が増加する。ここで、図３において、電流値Ｉｔを使用環境温度が高温である場合にサーマルプリンター４が必要とする出力電流の電流値とし、電流値Ｉｋを使用環境温度が低温である場合にサーマルプリンター４が必要とする出力電流の電流値とする。
【００２５】
図３に示すように、使用環境温度が高温である場合、サーマルプリンター４は、電流値Ｉｔより小さい電流値Ｉｋの出力電流を必要とする。しかしながら、ＡＣアダプター３は、使用環境温度が高温である場合、高温「フの字」降下特性ＫＴ１に従って、出力電流を出力する。そのため、ＡＣアダプター３は、サーマルプリンター４が必要とする出力電流の電流値が、電流値Ｉｔより小さいにも係らず、低温「フの字」降下特性ＴＴ１の最大電流値Ｉｔｍａｘより大きい電流値の出力が可能となる。つまり、使用環境温度が高温である場合、ＡＣアダプター３は、供給する電力が不要に大きく可能性がある。
一方で、使用環境温度が低温である場合、サーマルプリンター４は、電流値Ｉｋより大きい電流値Ｉｔの出力電流を必要とする。しかしながら、ＡＣアダプター３は、使用環境温度が低温である場合、低温「フの字」降下特性ＴＴ１に従って、出力電流を出力する。そのため、ＡＣアダプター３は、サーマルプリンター４が必要とする出力電流の電流値が、電流値Ｉｋより大きいにも係らず、高温「フの字」降下特性ＫＴ１の最大電流値Ｉｋｍａｘより小さい電流値の出力となる。つまり、使用環境温度が低温である場合、例えば通電する発熱素子４１が増大した場合のように、サーマルプリンター４の負荷が増大した場合、たちまちに、出力電流の減少とともに出力電圧が降下する可能性がある。したがって、使用環境温度が低温である場合、サーマルプリンター４は、短絡や過負荷等の異常が発生していなくても、サーマルプリンター４がエラーで停止したり、シャットダウンしたりする可能性がある。
このように、ＡＣアダプター３は、使用環境温度によって、サーマルプリンター４に対し、効率よく電力の供給ができない。
【００２６】
そこで、本実施形態のＡＣアダプター３は、以下に示す構成を具備する。
【００２７】
図１に示すＡＣアダプター３は、１次側回路３Ａに商用交流電源２（外部）が接続され、２次側回路３Ｂにサーマルプリンター４が接続される。ＡＣアダプター３は、商用交流電源２から１次側回路３Ａに入力される入力電圧Ｖｉｎを、出力電圧Ｖｏｕｔに変換し、出力電圧Ｖｏｕｔをサーマルプリンター４に出力する。
【００２８】
１次側回路３Ａは、商用交流電源２に接続される整流回路Ｓ３１と、電解コンデンサーＣ３１と、トランスＴＲの１次巻線Ｌ１と、スイッチング回路Ｋ１１とを含む。１次側回路３Ａでは、交流電圧である入力電圧Ｖｉｎが、整流回路Ｓ３１、及び、電解コンデンサーＣ３１によって整流、平滑化される。さらに、１次側回路３Ａは、スイッチング回路Ｋ１１のスイッチ動作によって、１次巻線Ｌ１に印加される電圧が制御されるスイッチング方式の回路として構成されている。
【００２９】
スイッチング回路Ｋ１１は、制御ＩＣ（Integrated Circuit）１１１（制御部）と、トランジスターＱ１（スイッチング部）とを備える。本実施形態では、トランジスターＱ１にＦＥＴを用いる。制御ＩＣ１１１は、後述するフォトカプラーＰｃの出力に応じて、トランジスターＱ１のゲートに入力する電圧を変化させる。具体的には、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１のゲートにパルス電圧を出力し、トランジスターＱ１をオンオフさせ、これによりトランジスターＱ１はスイッチング動作を行う。制御ＩＣ１１１は、フォトカプラーＰｃの出力に応じてパルス幅を制御することにより、トランジスターＱ１のオンオフ時間を制御する。制御ＩＣ１１１は、後述するフィードバック電圧が印加されるＦＢ端子と、トランジスターＱ１のゲートにパルス電圧を出力するＯＵＴ端子と、出力電流の検出結果を示す検出電圧が印加されるＣＳ端子を備える。制御ＩＣ１１１は、フィードバック電圧がＦＢ端子に印加された場合、トランジスターＱ１をオンにし、ＣＳ端子に印加された検出電圧がフィードバック電圧を上回った場合、トランジスターＱ２をオフにする。
【００３０】
２次側回路３Ｂは、トランスＴＲの２次側の巻線である２次巻線Ｌ２と、整流素子Ｓ３２と、電解コンデンサーＣ３２とを含む。１次側回路３Ａの１次巻線Ｌ１に電圧が印加されると、２次巻線Ｌ２に１次巻線Ｌ１の巻線数と２次巻線Ｌ２の巻線数との比に応じた電圧が誘起される。２次巻線Ｌ２の誘起電圧は、整流素子Ｓ３２、及び、電解コンデンサーＣ３２によって、整流、及び、平滑化され、サーマルプリンター４に出力（供給）される。
このように、スイッチング回路Ｋ１１のスイッチング動作によって、１次巻線Ｌ１に印加される電圧が変化すると、２次巻線Ｌ２に誘起される電圧が変化し、２次側回路３Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔが変化する。
【００３１】
２次側回路３Ｂは、出力端子ＯＵＴと出力端子ＧＮＤとの間に、抵抗Ｒ１、及び、抵抗Ｒ２を備える。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とは直列に接続され、抵抗Ｒ２の一端は出力端子ＯＵＴに接続され、抵抗Ｒ３の一端は、抵抗Ｒ１を介して出力端子ＧＮＤに接続される。
【００３２】
シャントレギュレーターＳＡには、内部に２．５ボルトなどの所定の基準電圧を有する基準電圧回路を備える。ノードＰには、シャントレギュレーターＳＡが接続される。シャントレギュレーターＳＡは、例えばＩＣで構成され、２次巻線Ｌ２の両端の電圧が抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とで分圧されたノードＰの電圧（以下、Ｐ電圧（出力電圧Ｖｏｕｔの分圧）と表現する。）と、内部の基準電圧回路の基準電圧とを比較する。シャントレギュレーターＳＡの出力と、出力端子ＯＵＴとの間には、電流制御抵抗を介してフォトカプラーＰｃ（フィードバック回路）の発光ダイオードＤｐが接続される。
【００３３】
２次側回路３Ｂ側の出力電圧Ｖｏｕｔが上昇し、Ｐ電圧が基準電圧を上回る場合、シャントレギュレーターＳＡは、フォトカプラーＰｃに電流を流す。これにより、フォトカプラーＰｃを構成する発光ダイオードＤｐが発光する。発光ダイオードＤｐから発光された光は、発光ダイオードＤｐとともにフォトカプラーＰｃを構成するフォトトランジスターＱｐによって受光される。そして、フォトトランジスターＱｐが受光すると、フォトトランジスターＱｐのコレクター、エミッター間にフィードバック電流が流れる。制御ＩＣ１１１は、フィードバック電流によりＦＢ端子に印加されるフィードバック電圧に基づいて、１次巻線Ｌ１に印加される電圧が減少するように、トランジスターＱ１に出力するパルスを制御し、出力電圧Ｖｏｕｔを降下させる。
【００３４】
一方、出力電圧Ｖｏｕｔが降下し、Ｐ２電圧が基準電圧を下回る場合、シャントレギュレーターＳＡは、フォトカプラーＰｃに電流を流さない。このため、フォトトランジスターＱｐのコレクター、エミッター間にフィードバック電流が流れない。これにより、制御ＩＣ１１１は、１次巻線Ｌ１に印加される電圧が増加するようトランジスターＱ１を制御し、出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させる。
【００３５】
このように、シャントレギュレーターＳＡは、Ｐ２電圧が基準電圧を上回る場合に、出力電圧Ｖｏｕｔを降下させ、Ｐ２電圧が基準電圧を下回る場合に出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させる。つまり、シャントレギュレーターＳＡは、Ｐ２電圧と基準電圧とが等しくなるよう出力電圧Ｖｏｕｔを制御する（フィードバック制御）。
【００３６】
前述した通り、制御ＩＣ１１１は、ＣＳ端子を備える。ＣＳ端子には、抵抗Ｒ３（電流検出部）が接続する。抵抗Ｒ３には、出力電流に対し、１次巻線Ｌ１の巻線数と２次巻線Ｌ２の巻線数との比に応じた電流（１次側電流）が流れる。抵抗Ｒ３は、当該電流を電圧に変換し、ＣＳ端子には、当該電圧が、出力電流の検出結果を示す検出電圧（検出値）として印加される。制御ＩＣ１１１は、ＣＳ端子に印加される検出電圧と、ＦＢ端子に印加されるフィードバック電圧（フィードバック値）とを比較し、比較結果に基づいてトランジスターＱ１をオンにする期間（オン期間）を設定する。
【００３７】
制御ＩＣ１１１のＣＳ端子と、抵抗Ｒ３との間には、温度制御回路Ｋ１２が備えるトランジスターＱ２のドレインが接続する。温度制御回路Ｋ１２は、使用環境温度によってＣＳ端子に印加される検出電圧を制御する回路である。
【００３８】
温度制御回路Ｋ１２は、サーミスターＳＭ（温度検出部）、トランジスターＱ２、コンデンサーＣ１、抵抗Ｒ４、及び、抵抗Ｒ５を備える。サーミスターＳＭは、使用環境温度を検出し、検出した使用環境温度に応じた電圧を出力する。すなわち、サーミスターＳＭは、使用環境温度が高温であるほど、抵抗値が小さくなり、使用環境温度が低温であるほど、抵抗値が大きくなる。そのため、サーミスターＳＭは、使用環境温度が高温であるほど電圧値の低い電圧を出力し、使用環境温度が低温であるほど電圧値の高い電圧を出力する。サーミスターＳＭは、使用環境温度の検出するために用いられることから、ＡＣアダプター３において、トランスＴＲ等の発熱し易い部品の近傍でない位置に設置されることが好ましい。サーミスターＳＭは、使用環境温度の影響を受け易い印刷ヘッドのあるサーマルプリンター４側に設置して検出してもよい。
【００３９】
トランジスターＱ２は、ＦＥＴにより構成され、サーミスターＳＭが出力する電圧に応じてオンオフのスイッチング動作を行う。トランジスターＱ２のソースには、コンデンサーＣ１が接続する。トランジスターＱ２のゲートには、抵抗Ｒ４、及び、抵抗Ｒ５が接続する。抵抗Ｒ４、及び、抵抗Ｒ５は、所定の温度を示す電圧以上がサーミスターＳＭから出力された場合に、トランジスターＱ２がオンするよう抵抗値が設定される。具体的には、抵抗Ｒ４、及び、抵抗Ｒ５は、使用環境温度が低温を示す電圧が出力された場合、すなわち、所定の電圧以上がサーミスターＳＭから出力された場合にトランジスターＱ２がオンになるよう、抵抗値が設定される。
【００４０】
このように、温度制御回路Ｋ１２は、サーミスターＳＭが検出した使用環境温度が高温である場合、サーミスターＳＭが出力する電圧が所定の電圧を満たさないため、トランジスターＱ２をオフにする。そのため、ＣＳ端子に印加される検出電圧は、温度制御回路Ｋ１２によって制御されない。一方で、温度制御回路Ｋ１２は、サーミスターＳＭが検出した使用環境温度が低温である場合、サーミスターＳＭが出力する電圧が所定の電圧以上となり、トランジスターＱ２をオンにする。そのため、ＣＳ端子に印加される検出電圧は、温度制御回路Ｋ１２によって制御される。
【００４１】
図４は、ＣＳ端子に印加される検出電圧のタイムチャートであり、縦軸は検出電圧の電圧値を示し、横軸は時間を示す。図４（Ａ）は、トランジスターＱ２がオフの場合のＣＳ端子に印加される検出電圧を示し、図４（Ｂ）は、トランジスターＱ２がオンの場合のＣＳ端子に印加される検出電圧を示す。
【００４２】
サーミスターＳＭが検出した使用環境温度が高温であり、トランジスターＱ２がオフである場合、図４（Ａ）の時刻ｔ１において、フィードバック電圧がＦＢ端子に印加されると、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１のゲートにパルス電圧を出力する。そして、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオンにする。トランジスターＱ１がオンになると、抵抗Ｒ３には、出力電流に対し、１次巻線Ｌ１の巻線数と２次巻線Ｌ２の巻線数との比に応じた電流が流れる。抵抗Ｒ３は、流れた電流を検出電圧に変換し、検出電圧をＣＳ端子に出力する。時刻ｔ１以降、ＣＳ端子に印加される検出電圧は、上昇する。
【００４３】
時刻ｔ２において、ＣＳ端子に印加される検出電圧の電圧値は、電圧値Ｖ１に到達する。ここで、電圧値Ｖ１は、ＦＢ端子に印加されるフィードバック電圧を上回る電圧値とする。制御ＩＣ１１１は、ＣＳ端子に印加された検出電圧の電圧値が電圧値Ｖ１に到達すると、検出電圧が、ＦＢ端子に印加されたフィードバック電圧を上回る電圧であるとして、トランジスターＱ１にパルス電圧の出力を止め、トランジスターＱ１をオフにする。トランジスターＱ１がオフになると、抵抗Ｒ３には電流が流れなくなり、ＣＳ端子には、検出電圧が印加されない。
【００４４】
時刻ｔ４において、再度、フィードバック電圧がＦＢ端子に印加されると、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオンにする。トランジスターＱ１がオンになると、時刻ｔ４以降、ＣＳ端子には、検出電圧が印加される。そして、時刻ｔ５において、検出電圧の電圧値が電圧値Ｖ１に到達すると、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオフにする。トランジスターＱ１がオフになると、ＣＳ端子には、検出電圧が印加されない。
【００４５】
サーミスターＳＭが検出した使用環境温度が低温であり、トランジスターＱ２がオンである場合、図４（Ｂ）の時刻ｔ１において、フィードバック電圧がＦＢ端子に印加されると、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオンにする。トランジスターＱ１がオンになると、抵抗Ｒ３には、出力電流に対し、１次巻線Ｌ１の巻線数と２次巻線Ｌ２の巻線数の比に応じた電流が流れ、時刻ｔ１以降、ＣＳ端子に検出電圧が印加される。
【００４６】
時刻ｔ１以降、ＣＳ端子には、コンデンサーＣ１によって電圧値の増大が抑制された検出電圧が印加される。そのため、図４に示すように、サーミスターＳＭが検出する使用環境温度が高温の場合と比較して、検出電圧が電圧値Ｖ１に到達する（至る）までの期間が延びる。すなわち、温度制御回路Ｋ１２は、トランジスターＱ２のオンにより、ＣＳ端子に印加される検出電圧の時定数を、検出電圧の電圧値が電圧値Ｖ１に到達するまでの期間が延びるように設定する。検出電圧の電圧値が電圧値Ｖ１に到達するまでの期間が延びると、ＦＢ端子に印加されるフィードバック電圧を上回るまでの期間が延びる。それにともない、制御ＩＣ１１１がトランジスターＱ１をオンにする期間が延びる。
【００４７】
時刻ｔ３において、ＣＳ端子に印加される検出電圧の電圧値は、電圧値Ｖ１に到達する。制御ＩＣ１１１は、ＣＳ端子に印加された検出電圧が電圧値Ｖ１に到達すると、ＦＢ端子に印加されたフィードバック電圧を上回る電圧であるとして、トランジスターＱ１にパルス電圧の出力を止め、トランジスターＱ１をオフにする。トランジスターＱ１がオフになると、抵抗Ｒ３には電流が流れなくなり、ＣＳ端子には、検出電圧が印加されない。
【００４８】
時刻ｔ４において、再度、フィードバック電圧がＦＢ端子に印加されると、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオンにする。トランジスターＱ１がオンになると、時刻ｔ４以降、ＣＳ端子には、検出電圧が印加される。そして、時刻ｔ６において、検出電圧の電圧値がＶ１に到達すると、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオフにする。トランジスターＱ１がオフになると、ＣＳ端子には、検出電圧が印加されない。
【００４９】
このように、温度制御回路Ｋ１２によって検出電圧を制御することにより、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオンにする期間を使用環境温度によって変えることができる。
具体的には、制御ＩＣ１１１は、使用環境温度が高温である場合、使用環境温度が低温である場合と比較して、トランジスターＱ１のオンの期間が短くなるよう制御する。また、一方で、制御ＩＣ１１１は、使用環境温度が低い場合に、使用環境温度が高い場合と比較して、トランジスターＱ１のオンの期間が長くなるように制御する。そのため、使用環境温度が高温である場合の「フの字」降下特性と、使用環境温度が低温である場合の「フの字」降下特性とは、図３に示した「フの字」降下特性と異なる特性となる。
【００５０】
図５は、検出電圧を温度制御回路Ｋ１２によって制御した場合の「フの字」降下特性を示す図表である。図５において、縦軸は出力電圧の電圧値を示し、横軸は出力電流の電流値を示す。また、図５において、実線で示す特性は、使用環境温度が低温である場合の低温「フの字」降下特性ＴＴ２を示し、破線で示す特性は、使用環境温度が高温である場合の高温「フの字」降下特性ＫＴ２を示す。
【００５１】
図５に示すように、ＡＣアダプター３は、使用環境温度が高温である場合、低温「フの字」降下特性ＴＴ２における最大電流値Ｉｔｍａｘより小さい電流値の電流を出力可能な高温「フの字」降下特性ＫＴ２を示す。また、ＡＣアダプター３は、使用環境温度が低温である場合、高温「フの字」降下特性ＫＴ２における最大電流値Ｉｋｍａｘより高い電流値の電流を出力可能な低温「フの字」降下特性ＴＴ２を示す。
図５に示す高温「フの字」降下特性ＫＴ２及び低温「フの字」降下特性ＴＴ２について、図３に示す高温「フの字」降下特性ＫＴ１と低温「フの字」降下特性ＴＴ１と比較すると、それぞれ出力可能な最大電流値が異なる。すなわち、従来の高温「フの字」降下特性ＫＴ１における最大電流値Ｉｋｍａｘは、低温「フの字」降下特性ＴＴ１の最大電流値Ｉｔｍａｘより大きい値であった。しかしながら、検出電圧を温度制御回路Ｋ１２により制御した高温「フの字」降下特性ＫＴ２の最大電流値Ｉｋｍａｘは、低温「フの字」降下特性ＴＴ２の最大電流値Ｉｔｍａｘより小さい値である。
【００５２】
使用環境温度が高温である場合、制御ＩＣ１１１は、使用環境温度が低温である場合と比較して、トランジスターＱ１をオンにする期間を短くする。これにより、制御ＩＣ１１１は、１次巻線Ｌ１に印加される電圧を降下させ、高温「フの字」降下特性ＫＴ２の最大電流値Ｉｋｍａｘを最大電流値Ｉｔｍａｘより小さくする。また、一方で、使用環境温度が低温である場合、制御ＩＣ１１１は、使用環境温度が高温である場合と比較して、トランジスターＱ１をオンにする期間を長くする。これにより、制御ＩＣ１１１は、１次巻線Ｌ１に印加される電圧を上昇させ、低温「フの字」降下特性ＴＴ２の最大電流値Ｉｔｍａｘを最大電流値Ｉｋｍａｘより大きくする。
【００５３】
前述した通り、サーマルプリンター４は、使用環境温度が高温である場合、ＡＣアダプター３から必要とする電力が小さくなり、使用環境温度が低温である場合、ＡＣアダプター３から必要とする電力が大きくなる。したがって、使用環境温度が高温である場合、高温「フの字」降下特性ＫＴ２は、最大電流値Ｉｋｍａｘが最大電流値Ｉｔｍａｘより小さいため、ＡＣアダプター３は、供給する電力が不要に大きくなることがない。
また、使用環境温度が低温である場合、低温「フの字」降下特性ＴＴ２は、最大電流値Ｉｔｍａｘが最大電流値Ｉｋｍａｘより大きくなる。そのため、サーマルプリンター４の負荷が増大し、サーマルプリンター４が必要とする電力が増大した場合であっても、たちまち、出力電流の減少とともに出力電圧が降下することがない。すなわち、使用環境温度が低温で場合、サーマルプリンター４は、短絡や過負荷等の異常が発生していなくても、サーマルプリンター４がエラーで停止したり、シャットダウンしたりすることを抑制できる。
【００５４】
このように、使用環境温度よって、トランジスターＱ１をオンにする期間を変化させることにより、ＡＣアダプター３は、サーマルプリンター４に対し効率よく電力の供給が行える。特に、使用環境温度が高温の場合、ＡＣアダプター３の部品は故障等の不安全な状態になりやすい。したがって、使用環境温度が高温時に、ＡＣアダプター３の出力可能な最大電流値が小さくなる電圧降下特性を示すことは、使用環境温度が高温である場合のＡＣアダプター３の安全性が向上する。
【００５５】
以上、説明したように、ＡＣアダプター３（電源装置）は、少なくともコイル及び抵抗のいずれかを含んで構成される印刷ヘッドにより印刷を行うサーマルプリンター４（印刷装置）に接続される。ＡＣアダプター３は、電力の入力を受ける１次側回路３Ａと、サーマルプリンター４に接続する２次側回路３Ｂと、サーマルプリンター４及びＡＣアダプター３の使用環境温度を検出するサーミスターＳＭ（温度検出部）と、２次側回路３Ｂから供給する２次側電流をスイッチング動作により制御するトランジスターＱ１（スイッチング部）と、サーミスターＳＭが検出する温度が、低温（第１の温度）より高い温度である場合に、トランジスターＱ１のスイッチング動作のオンにする期間（オン期間）を、低温である場合のスイッチング動作のオンにする期間より短くする制御ＩＣ１１１（制御部）と、を備える。
これにより、使用環境温度に応じて、トランジスターＱ１のスイッチング動作のオンにする期間を制御するため、使用環境温度により負荷が大きく変動するサーマルプリンター４に対し、効率よく電力を供給できる。
【００５６】
また、ＡＣアダプター３は、「フの字」降下特性を有し、制御ＩＣ１１１は、サーミスターＳＭが検出する温度が、低温より高い温度である場合に、「フの字」降下特性の特定の電流値を、低温である場合の特定の電流値より低くする。
これにより、使用環境温度によって「フの字」降下特性の最大電流値を変化させるため、電源装置が「フの字」降下特性に従って電力を供給する場合であっても、使用環境温度により負荷が大きく変動するサーマルプリンター４に対し、効率よく電力を供給できる。特に、使用環境温度が高温である場合、従来の電流値より低い電流値において過電流保護が働くため、安全に電力を供給できる。
【００５７】
また、１次側回路３Ａは、出力電流を検出する抵抗Ｒ３（電流検出部）を備える。２次側回路３Ｂは、出力電圧をフィードバック制御するフォトカプラーＰｃ（フィードバック回路）を備える。制御ＩＣ１１１は、抵抗Ｒ３からの検出電圧と、フォトカプラーＰｃからのフィードバック電圧とを比較し、比較結果に基づいて、トランジスターＱ１のスイッチング動作のオンにする期間を制御する。
前述した通り、ＡＣアダプター３は、検出電圧とフィードバック電圧との比較によりトランジスターＱ１をオンにする期間を設定する。そのため、検出電圧とフィードバック電圧との比較に基づいて、使用環境の温度により負荷が大きく変動するサーマルプリンター４に対し、効率よく電力を供給できる。
【００５８】
また、制御ＩＣ１１１は、検出電圧の電圧値とフィードバック電圧の電圧値との比較結果に基づいて、トランジスターＱ１のスイッチング動作のオンの後、検出値がフィードバック値に至るまでの期間を、スイッチング動作をオンにする期間とする。抵抗Ｒ３からの検出電圧は、サーミスターＳＭによる制御を含み、オンの期間を変化可能に構成される。特に、制御ＩＣ１１１は、サーミスターＳＭが出力する電圧に基づいて、トランジスターＱ１のスイッチング動作の期間が、低温である場合のスイッチング動作の期間より短くなるよう検出電圧の時定数を設定する。
これにより、検出電圧の時定数をサーミスターＳＭが出力する電圧によって制御するため、サーミスターＳＭが検出した温度に基づいて、使用環境の温度により負荷が大きく変動するサーマルプリンター４に対し、効率よく電力を供給できる。
【００５９】
また、ＡＣアダプター３は、１次側回路３Ａ及び２次側回路３Ｂを筐体が覆い構成される。これにより、使用環境温度によって効率よく電力をサーマルプリンター４に供給する１次側回路及び２次側回路３Ｂを、ＡＣアダプター３に適応できる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態に係る印刷システム１Ａに係る構成を示す図である。以下の説明において、第１実施形態に係る印刷システム１の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
図１と図６との比較によって明らかな通り、第２実施形態に係る印刷システム１は、ＡＣアダプター３の１次側回路３Ａにおいて、抵抗Ｒ６と並列に接続するサーミスターＳＭが、抵抗Ｒ３と直列に接続する。すなわち、第２実施形態に係る印刷システム１ＡのＡＣアダプター３は、サーミスターＳＭによって出力した電圧によってトランジスターＱ２のオンオフを行わない。
【００６２】
詳述すると、ＦＢ端子にフィードバック電圧が印加されると、制御ＩＣ１１１は、トランジスターＱ１をオンにする。トランジスターＱ１がオンになると、サーミスターＳＭ、抵抗Ｒ６、及び、抵抗Ｒ３に電流が流れる。サーミスターＳＭは、使用環境温度に応じて抵抗値を変えるため、使用環境温度に応じた検出電圧がＣＳ端子に入力される。すなわち、検出電圧の電圧値が、電圧値Ｖ１に上昇するまでの期間は、使用環境温度に応じてリニアに変化する。なお、ＣＳ端子と、抵抗Ｒ３との間にコンデンサーＣ１が接続するため、検出電圧の増加が抑制されつつ、検出電圧は、ＣＳ端子に印加される。
【００６３】
このように、サーミスターＳＭが使用環境温度によって抵抗値を変えるため、検出電圧がフィードバック電圧を上回るまでの期間が、第１実施形態の印刷システム１と比較し、使用環境温度に応じてリニアに変化する。そのため、第２実施形態に係る印刷システム１ＡのＡＣアダプター３は、使用環境温度に応じてトランジスターＱ１のオンの期間をリニアに変化させることができ、効率よく電力をサーマルプリンター４に出力できる。
【００６４】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。
図７は、本発明を適用した第３実施形態に係るサーマルプリンター４Ａの構成を示す図である。
サーマルプリンター４Ａは、上記第１実施形態で説明したサーマルプリンター４と同様に、発熱素子４１を有するラインサーマルヘッド４２、印刷ヘッド駆動部４３、搬送モーター４４、電源部４５及び印刷制御部４６を備えるプリンターである。
【００６５】
サーマルプリンター４Ａは、第１実施形態で説明したＡＣアダプター３に相当する電源回路３０を内蔵する。電源回路３０は、ＡＣアダプター３と同様に、１次側回路３Ａ及び２次側回路３Ｂを備え、２次側回路３Ｂで生成する直流電流を、電源部４５に出力する。２次側回路３Ｂから電源部４５に出力する出力電圧及び供給電流は、上記第１実施形態で説明した出力電圧及び負荷電流と同様に変化する。
サーマルプリンター４Ａは、商用交流電源２に直接接続され、サーマルプリンター４Ａの内部では、電源回路３０の１次側回路３Ａが、商用交流電源２に接続される。
【００６６】
第３実施形態のサーマルプリンター４Ａは、サーマルプリンター４（図１）に外部接続されるＡＣアダプター３（図１）を、サーマルプリンター４に内蔵した構成である。この構成においても、上記第１実施形態と同様に、使用環境温度に応じて、トランジスターＱ１のスイッチング動作の期間を制御するため、サーマルプリンター４は、使用環境温度に係らず、効率のよい電力の供給を受けることができる。
なお、第３実施形態のサーマルプリンター４は、第１実施形態で説明したＡＣアダプター３に相当する電源回路３０を内蔵する場合を例示したが、第２実施形態で説明したＡＣアダプター３に相当する電源回路３０を内蔵してもよい。
【００６７】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では電源装置をＡＣアダプター３として例示したが、これに限られず、「フの字」降下特性の最大電流値を変化させるタイプの電源装置であれば、他の態様の電源装置でもよい。また、例えば複数のプリンターに接続され電力を供給する装置であってもよい。また、サーマルプリンター４、４Ａは、図示せぬホストコンピューターに接続され、このホストコンピューターから入力されるデータに基づき、画像や文字を印刷してもよい。この場合、ホストコンピューターの構成や、サーマルプリンター４、４Ａとホストコンピューターとの接続に関する構成は任意である。
【００６８】
また、例えば、第１実施形態及び第２実施形態において、ＡＣアダプター３が電力を供給する負荷をサーマルプリンター４として例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、サーマルプリンター４は、印刷時に固定されているライン型のヘッドを備えるインクジェットプリンター等の他のプリンターでもよい。また、サーマルプリンター４は、少なくとも抵抗及びコイルのいずれかを含んで構成される印刷ヘッドを備えるプリンターでもよい。コイルを含む印刷ヘッドとしては、例えば、シリアルドットインパクトヘッドが挙げられる。また、負荷はプリンターに限られず、その他の機能を有する電子機器或いは電機であってもよく、ＡＣアダプター３から電力を供給される装置であれば本発明を適用できる。さらに、図１、図６、及び、図７に示した回路構成は一例であって、図に示した回路素子を同数または異なる数のＩＣで置き換える等の構成変更が可能であり、本発明の範囲において任意に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６９】
３…ＡＣアダプター（電源装置）、３Ａ…１次側回路、３Ｂ…２次側回路、４、４Ａ…サーマルプリンター（印刷装置）、ＫＴ１、ＫＴ２…高温「フの字」降下特性（電圧降下特性）、ＴＴ１、ＴＴ２…低温「フの字」降下特性（電圧降下特性）、Ｑ１…トランジスター（スイッチング部）、Ｐｃ…フォトカプラー（フィードバック回路）、Ｒ３…抵抗（電流検出部）、ＳＭ…サーミスター（温度検出部）。
【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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