JP2004056909A - 電源制御方式およびその方式を使用した装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＵＳＢ等の電源供給が可能なＩ／ＦでＰＣなどと接続されるプリンタで、消費電力がＩ／Ｆで供給できる電力よりも大きい場合でも印刷を可能とする装置を提供する。
【解決手段】二次電池、二次電池の充電制御回路、二次電池から大電力消費部へのスィッチ、電源制御部により、電力消費が大きい状態の時、充電電池の電力を供給することで、目的を達成する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
内蔵した電池により動作可能な電子機器が、外部機器と接続され、接続されている端子に電力供給が可能であるシステムにおける電源制御方式に関し、外部機器から供給される電力では完全動作ができない時の電源制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型の機器では、電池を電源として駆動している。この使用されている電池の種類として、充電不可能な一次電池と充電可能な二次電池があり、機器の使用形態により、使用される電池が決定されている。最近の電池技術の発達により、携帯電話ではＬｉ＋イオンを基本技術とした二次電池が使用され、小型軽量化が進んでいる。二次電池の充電は、専用の充電器により行っている。
【０００３】
携帯電話以外で代表的な二次電池を使用する機器としてノート型のコンピュータがある。この機器は充電回路を内蔵しており、外部からのＤＣ入力により電池に充電を行っている。このノート型のＰＣと接続して使用する機器においては、電源供給端子を持つＩ／Ｆ（ＵＳＢ）からの電源を駆動電源として動作する機器（マウス、キーボード）がある。これらの機器はＩ／Ｆの規定による電力で動作をしている。
【０００４】
Ｉ／Ｆからの電源を充電し動作を行う機器の他の例として、特開平１−１８７９２０号公報に開示されているように、機器本体の動作電源はＡＣあるいは他の電源装置から入力であり、Ｉ／Ｆからの電力は、機器の電源をオン／オフ制御するための電力として使用していることがある。
【０００５】
また、電力を必要とする機能部に対してで電力を補完するために、特開２０００−３１５５６７に開示されているように、機能部を使用しない間に電力を補完するための充電部に充電を行う構成がとられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
携帯型の機器で外部からの制御により動作するプリンタなどの機器では、印刷動作の時にＩ／Ｆの規定電力で駆動することが不可能なものがあり、機器にＩ／Ｆの線とは別に電源を供給するための線を接続する必要がある。外部電源が必要な状態では、電源を供給できる場所でしか使用ができない不便さがある。
【０００７】
これを解決する手段として機器に電池を内蔵させることができる。この例では、電池の充電量がなくなってくると使用できない状態になり、充電するために専用の充電器に接続をするかもしくは、電池のみを充電することになり、使用したいときに使用できないことが発生する。
【０００８】
機器が接続されるその他の外部機器が十分な電力を持っている場合、その外部機器の電力によって機器が駆動されればよいが、Ｉ／Ｆの規定によりＩ／Ｆで供給される電力が制限されているため、機器の駆動する電力がこの規定を超えている場合は、これを実現する手段が無かった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
充電可能な電池を内蔵する装置であって、外部からの電源供給が可能な外部機器との接続機能を有し、前記外部からの電源供給を前記充電可能な電池に充電機能を有する電源制御方式において、
前記装置における電力消費が前記外部からの電源供給能力よりも大きい時に、前記充電可能な電池に充電された電力をもっとも電力を必要とする機能に供給することで、外部からの電源供給のみで処理を可能とすることを特徴とする電源制御方式を、
提供することにより、機器が接続されるその他の外部機器が十分な電力を持っている場合、その外部機器の電力によって機器が駆動されることを可能とする
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に実施形態のブロック図を示す。
【００１１】
機器１はＩ／Ｆ４を有し、Ｉ／Ｆ４は外部機器２との接続に使われ、Ｉ／Ｆ４は機器１と外部機器２の間の制御用信号３と電源ラインを有している。印刷情報や、制御情報はこのＩ／Ｆ４の制御用信号３を経由して、外部機器２と機器１の間でやり取りが行われる。電源ラインは、機器１と外部機器２の電位を確定させるＧＮＤ５と電力を供給するＶｃｃ６から構成される。
【００１２】
Ｖｃｃ６は機器１内の主電源制御部７とスィッチ９を経由して充電制御部８に入力される。主電源制御部７では、基本機能部１０を駆動するのに必要な電源を生成する。基本機能部１０では電池１１の容量や機器１の動作状態を管理し、充電制御部８・スィッチ９・大電力消費部１２に制御信号を供給し電力制御を行う。
図２のフローチャートとあわせて、上記各ブロックの動作をさらに詳細に説明する。
【００１３】
機器１と外部機器２がＩ／Ｆ４により接続され、Ｉ／Ｆ４上の電源供給ラインであるＶｃｃ６が能動状態になると、機器１の主電源制御部７に電力が供給され、機器１の動作が開始される。外部機器２はＶｃｃ６を能動状態にすると、Ｉ／Ｆ４に接続されている機器が存在をしているか確認を行う。この確認が行われている時に、動作を開始した機器１の基本機能部１０では、外部機器２に対して接続されていることを通知し、かつ外部機器２のＩ／Ｆ４を経由した供給可能電力量を確認する。外部機器２の供給可能電力量が機器１の動作を保証する電力を供給可能であれば、外部機器２に対して、最大電力量の供給を要求する。
【００１４】
これと同時に、電池１１の充電容量を確認し、充電容量が機器１の動作分に足りない場合は、スィッチ９をオンにしＶｃｃ６を充電制御部８に入力し、充電制御部８で電池１１用の充電電圧・制御を行って、電池１１に充電する。電池の充電容量が一杯である時は、スィッチ９をオフの状態にし、電池１１への充電を行わない。基本機能部１０は、電池１１の容量を管理しており、充電容量が機器１の処理を行うのに十分であるか判断し、十分であれば外部機器２に対して準備が完了していることを通知する。
【００１５】
通知を受けた外部機器２は、機器１を動作させる処理を要求された時に、機器１に対して要求された処理を実行するための要求を発行する。処理要求を受けた機器１は、基本機能部１０で、処理を実行するために必要な電池１１の充電容量を含めた電源制御を開始する。
【００１６】
処理実行に関して、大電力消費部１２が処理開始以前に大電力消費部１２内に充電する機構をもち、事前に要求された処理開始以前に充電を必要とする場合は、大電力消費部１２での処理開始に先立ち、スィッチ９をオフし、電池１１と大電力消費部１２の間に挿入されているスィッチ１３をオンにし、大電力消費部１２の駆動を行う。
【００１７】
大電力消費部１２内の充電機構（電圧安定化コンデンサ）が、大電力消費部１２での処理直前でも時間的に十分な場合は、基本機能部１０は、大電力消費部１２で処理を行う段階までの処理を行い、大電力消費部１２の処理を必要とした段階で、スィッチ９をオフしスィッチ１３をオンし、大電力消費部１２で使用される電源回路を起動した後、大電力消費部１２で必要とされる処理を実行する。基本機能部１０は、大電力消費部１２を起動する前に全ての処理を終了する必要は無く、要求された処理を実行していく過程で大電力消費部１２が必要になった段階で、上記電源制御を行うことも可能で、この場合は基本機能部１０の処理が実行されながら、大電力消費部１２での処理も実行される。
【００１８】
基本機能部１０を駆動する主電源制御部７への入力は、外部機器２と接続されるＩ／Ｆ４のＶｃｃ６が入力されており、外部機器２からの動作要求により動作をしている間は、基本機能部１０に対して十分な電力が供給されている。
【００１９】
スィッチ９をオフにし、充電制御部８への入力を遮断することにより、Ｉ／Ｆ４のＶｃｃ６からの電力は、基本機能部１０だけで使用することになる。必要に応じて充電制御部８には、スィッチ９をオフにするのみではなく、充電制御回路の動作を停止する信号が供給される。
【００２０】
外部機器２から指示を受けた処理を基本機能部１０での処理が終了した段階で、連続処理の指示がきている場合は、スィッチ１３はオンの状態のままで引き続き処理を継続する。
【００２１】
外部機器２から指示を受けた処理を、基本機能部１０での処理が終了した段階で、外部機器２から連続して処理実行の指示がこない場合は、基本機能部１０は大電力消費部１２での処理が終了するのを確認し、処理が終了した段階でスィッチ１３をオフにし、大電力消費部１２の電源回路への電力入力を切断する。
【００２２】
大電力消費部１２での処理が終了し、スィッチ１３をオフにした後、基本機能部１０は、電池１１の電圧レベルを読み取り、充電の必要がある場合は、スィッチ９をオンにし、充電制御部８を動作させ、電池１１への充電を開始する。
【００２３】
外部機器２から機器１の電源をオフにする要求がきた場合は、機器１の電力消費状態を最小にし、機器１に電源表示用のＬＥＤなどがある場合は、ＬＥＤを消灯し電源オフの状態を使用者に明示する処理を行う。この時の、充電制御は、Ｉ／Ｆ４の状態により、低電流による充電かもしくは未充電状態にする。
【００２４】
主電源制御部７には、電池１１の出力も入力されており、Ｉ／Ｆ４のＶｃｃ６がオフされた場合に、電池１１に基本機能部１０の基本動作を行うのに十分な電力がある場合、主電源制御部７から基本機能部１０に電力を供給し、基本機能部１０は基本動作を行う。ここでいう基本動作とは、機器１内の各機能部に関して、電力消費を最小にする処理、メモリーの内容を保存する処理、機器１として電源を落とす処理などを含む。
【００２５】
外部機器２のＩ／Ｆ４への電力可能供給量が充電する電力を満たさない場合は、電池１１の充電容量を確認し、動作可能な充電量であれば、外部機器２に動作可能であることを通知し、処理の要求を待つ。充電量が必要量に満たない場合は、外部機器２に対し処理が不可能であることを通知し、使用者に他の機器に接続するか専用の充電器に接続するかにより充電を行うことを通知する。
【００２６】
（実施例）
図３に第１の実施例の構成図を示す。本構成は、プリンタに対応する。図１における大電力消費部３１２は印刷用のヘッド駆動回路、およびモータの駆動回路である。Ｉ／Ｆ３４はＵＳＢである。外部機器３２はパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。電池は二次リチウムイオン電池である。
【００２７】
ヘッド駆動回路は、記録するデータにより記録ヘッドより噴射されるインク量を制御する回路であり、インクの噴射を行う形式として、ヘッドに抵抗体を有し、抵抗体の発熱によりインクを噴射し制御する方式を有するヘッド駆動回路が代表的である。他の方式としては、ピエゾ素子によりインクを噴射するインクジェット方式の駆動回路を使用することもある。
【００２８】
また、上記インクジェット方式のみではなく、抵抗体で発生する熱量によりインクの状態を変化させて記録紙上に印刷情報を記録する方式のプリンタ（熱昇華転写型、熱溶融転写型）であってもよい。
【００２９】
ＵＳＢで規定されている電源ラインにおける電力の供給可能能力は、接続される装置により決定され、最大でも５００ｍＡである。このＩ／Ｆに接続されるプリンタの印刷時消費電力が５Ｗであるとすると、ＵＳＢの電源ラインの電圧が５Ｖであるとしても、最大供給可能電力が２．５Ｗしかなく、Ｉ／Ｆの電力でプリンタを駆動するにも、電力不足になる。この電力不足を補うために、二次リチウムイオン電池を用いる。プリンタが印刷動作を行っていない間にＩ／Ｆからの電力を二次リチウムイオン電池に蓄え、印刷時にこの電池の充電電力を使うことで、印刷時の電力不足を補うことが可能となり、印刷動作が可能となる。
【００３０】
また、従来のバッテリのみで動作するプリンタと異なる点は、電池の容量は印刷動作時の電力をすべて補う必要が無いため、同じ５Ｗを必要とする電池で動作するプリンタと比較して、容量の小さい電池を使用することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
装置の電池を小容量化可能とすることにより、コストダウンおよび装置の小型化が提供でき、あわせてＩ／Ｆからの供給電力が小さい装置と接続しても使用することが可能で、より小型な携帯型のシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブロック図
【図２】フローチャート
【図３】第１の実施例の構成図
【符号の説明】
１　　　　本発明の機器
２　　　　外部機器
３　　　　機器１−外部機器２間の制御信号
４　　　　機器１−外部機器２間のＩ／Ｆ
５　　　　機器１−外部機器２間のＧＮＤ
６　　　　機器１−外部機器２間のＶｃｃ
７　　　　主電源制御部
８　　　　充電制御部
９　　　　Ｖｃｃ―充電制御間のスィッチ
１０　　基本機能部
１１　　電池
１２　　大電力消費部
１３　　電池―大電力消費部間のスィッチ

Claims (3)

1. 充電可能な電池を内蔵する装置であって、外部からの電源供給が可能な外部機器との接続機能を有し、前記外部からの電源供給を前記充電可能な電池に充電機能を有する電源制御方式において、
   前記装置における電力消費が前記外部からの電源供給能力よりも大きい時に、前記充電可能な電池に充電された電力をもっとも電力を必要とする機能に供給することで、外部からの電源供給のみで処理を可能とすることを特徴とする電源制御方式。
2. 充電可能が電池を内蔵する装置であって、外部からの電源供給が可能な外部機器との接続機能を有し、前記外部からの電源供給を充電可能な電池に充電機能を有する装置において、
   前記装置における電力消費が前記外部からの電源供給能力よりも大きい時に、前記充電可能な電池に充電された電力をもっとも電力を必要とする機能に供給することで、外部からの電源供給のみで処理を可能とすることを特徴とする電源制御方式を有する装置。
3. 請求項２に記載の装置において、装置がインクを紙面に噴射することにより記録を行うインクジェット方式のプリンタである。

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