JP2019047578A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リレーの状態に応じて、スイッチング電源回路における安全性の確保と電力損失の抑制とを適切に行えるようにする。【解決手段】プリンターは、印刷機構部と、１次側回路から２次側回路に向かって電力を交流から直流に変換する変換回路を備えるスイッチング電源回路と、制御ＩＣ及び印刷制御回路と、ＳＯＣと、を備え、スイッチング電源回路は、１次側回路の整流回路の前段に設けられる抵抗と、抵抗と並列に接続するリレーと、リレーと並列に接続する双方向のフォトダイオードと、フォトダイオードの光を受光するフォトトランジスターとを有し、フォトダイオードは、抵抗の両端にリレーの状態に応じた所定の電位が発生した場合に発光し、ＳＯＣは、フォトトランジスターの光を受光したフォトダイオードの出力を取得した場合、制御ＩＣ又は印刷制御回路により２次側回路への電力供給を制限する。【選択図】図２

Description

本発明は、印刷装置に関する。

従来、抵抗とリレーとが並列に接続し、抵抗により突入電流を防止してリレーにより抵抗が不安全な状態になることを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、整流器の後段に抵抗、リレー、及び、フォトカプラーを備え、リレーの故障をフォトカプラーで検出することにより、リレーが故障した場合でも抵抗が不安全な状態にならないようにする技術を開示する。

特開平７−２３５２３号公報

ところで、電力を交流から直流に変換した後、１次側の電圧から２次側の電圧に変換する電源（いわゆるＤＣ−ＤＣコンバーター）が知られている。この種の電源は、例えば特許文献１のように整流器が配置されると、リレーの状態に依らず、常時、整流器に商用電源の電力が供給されてしまい電源における安全面と電力損失の面とに懸念が生じる。
そこで、本発明は、リレーの状態に応じて、電源における安全性の確保と電力損失の抑制とを適切に行えるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の印刷装置は、印刷機構部と、電力を交流から直流に変換した後、１次側の電圧から２次側の電圧に変換する変換回路を備える電源と、前記変換回路の動作を制限する制限回路と、前記電源の電力供給を制御する制御部と、を備え、前記電源は、交流から直流に変換する整流器の交流側に設けられる抵抗と、前記抵抗と並列に接続され前記制御部により制御されるリレーと、前記リレーと並列に接続する双方向の発光素子と、前記発光素子の光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子は、前記抵抗の両端に前記リレーの状態に応じた所定の電位が発生した場合に発光し、前記制御部は、前記発光素子の光を受光した前記受光素子の出力を取得した場合、前記制限回路により前記２次側への電力供給を制限する。
本発明によれば、電力を供給するリレーの状態に応じた所定の電位が発生した際の受光素子の出力を取得した場合に制限回路により２次側への電力供給を制限するため、リレーの状態に応じて、電源における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

また、本発明は、前記制限回路は、前記変換回路のスイッチング動作を停止可能に構成され、前記制御部は、前記受光素子の出力を取得した場合、前記制限回路により前記変換回路の動作を停止させ、前記２次側への電力供給を停止する。
本発明によれば、受光素子の出力を取得した場合に制御回路により変換回路の動作を停止させて２次側への電力供給を停止するため、整流器の前段に設けられる抵抗が不安定な状態となることを防止でき、リレーの状態に応じて、電源における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

また、本発明は、前記制限回路は、前記印刷機構部への電力供給を停止可能に構成され、前記制御部は、前記受光素子の出力を取得した場合、前記制限回路により前記印刷機構部の動作を停止させ、前記２次側に供給する電力を低下させる。
本発明によれば、受光素子の出力を取得した場合に制御回路により印刷機構部の動作を停止させ、２次側に供給する電力を低下させるため、整流器の前段に設けられる抵抗が不安定な状態となることを防止でき、リレーの状態に応じて、電源における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

また、本発明は、前記制御部は、前記電源の電力供給が開始してから、前記リレーを介した電力供給を開始するまでの間、前記受光素子の出力を取得しない。
本発明によれば、電源の電力供給が開始してから、リレーを介した電力供給を開始するまでの間、受光素子の出力を取得しないため、リレーの状態が正常な状態である場合に、誤って電力供給を制限してしまうことを防止できる。

プリンターの構成を示す図。 スイッチング電源回路の構成を示す図。 プリンターの動作を示すフローチャート。 プリンターの各部の状態を示すタイミングチャート。

図１は、プリンター１（印刷装置）の構成を示す図である。

図１に示すように、プリンター１は、スイッチング電源回路１０（電源）と、ロジック制御回路１１と、印刷制御回路１２（制限回路）とを備える。

スイッチング電源回路１０は、商用交流電源２にケーブル３を介して接続される。スイッチング電源回路１０は、例えば、最大１００ボルトの交流電力が入力され、整流、平滑されて約１００ボルトの直流電力に変換され、その後、降下するように電圧変換され、４２ボルトの直流電力を負荷６（図２参照）に出力する。スイッチング電源回路１０は、商用交流電源２に接続するケーブル３に対し、着脱可能に構成される。スイッチング電源回路１０の詳細な構成については、後に説明する。なお、本実施形態において負荷６とは、少なくとも、ロジック制御回路１１、印刷制御回路１２、ロジック回路１３、及び、印刷機構部１４のいずれか、または、少なくともこれらのうち複数をまとめた総称、または、少なくともこれら全てをまとめた総称のことを示す。

ロジック制御回路１１は、入力された電力を降圧し、降圧した電力を後述するロジック回路１３に供給する。例えば、ロジック制御回路１１は、４２ボルトを３．３ボルトや、５ボルト等の４２ボルトより低い電圧に降圧し、降圧した電力をロジック回路１３に供給する。

印刷制御回路１２は、ＳＯＣ（System-on-Chip）（制御部）１３１の制御に従って、スイッチング電源回路１０から入力された電力に基づく印刷機構部１４への電力供給を制御する回路である。例えば、印刷制御回路１２は、４２ボルトの電力が入力され、入力された電力に基づいて、印刷機構部１４の各部に対する電力供給を制御する。

図１に示すように、プリンター１は、ロジック回路１３と、印刷機構部１４と、入力部１５、表示部１６とを備える。

ロジック回路１３は、ＳＯＣ１３１と、メモリー１３２と、を備える。

ＳＯＣ１３１は、プリンター１の各部を制御する集積回路である。ＳＯＣ１３１は、図示しない演算実行部としてＣＰＵ（プロセッサー）等を備える。ＳＯＣ１３１には、ＲＯＭ（不図示）が接続し、このＲＯＭはＣＰＵによって実行可能な制御プログラム、及び、制御プログラムに係るデータを不揮発的に記憶する。ＳＯＣ１３１はＲＯＭが記憶する制御プログラムを実行することによって、印刷機構部１４による印刷の動作を制御するとともに、プリンター１の各部を制御する。

メモリー１３２は、ＥＥＰＲＯＭや、フラッシュメモリー、ＳＳＤ等の半導体記憶素子、或いは、ハードディスク等の記憶媒体を備え、各種データを書き換え可能に不揮発的に記憶する。

印刷機構部１４は、搬送モーター１４１と、キャリッジ移動モーター１４２と、カッター駆動モーター１４３と、ヘッド駆動回路１４４とを備える。

搬送モーター１４１は、搬送ローラー１４１ａを回転させるモーターであり、搬送ローラー１４１ａと接続する。搬送ローラー１４１ａは、印刷媒体を搬送方向に搬送させるローラーである。ＳＯＣ１３１は、搬送モーター１４１に駆動信号を出力し、搬送モーター１４１を駆動する。搬送モーター１４１の駆動に応じて、搬送ローラー１４１ａが回転し、搬送ローラー１４１ａの回転に応じて、印刷媒体は、搬送方向に搬送される。

キャリッジ移動モーター１４２は、キャリッジ１４２ａを印刷媒体の搬送方向と交差する走査方向へ移動させるモーターであり、キャリッジ１４２ａと接続する。キャリッジ１４２ａは、印刷媒体の搬送方向と交差する走査方向に延びたキャリッジ軸（不図示）に支持され、キャリッジ軸（不図示）に沿って、走査方向に印刷ヘッド１４４ａを走査させる。ＳＯＣ１３１は、キャリッジ移動モーター１４２に駆動信号を出力し、キャリッジ移動モーター１４２を駆動する。キャリッジ移動モーター１４２の駆動に応じて、キャリッジ１４２ａに搭載された印刷ヘッド１４４ａは、走査方向へ移動する。

カッター駆動モーター１４３は、可動刃１４３ａを移動させるモーターであり、可動刃１４３ａと接続する。ＳＯＣ１３１は、カッター駆動モーター１４３に駆動信号を出力し、カッター駆動モーター１４３を駆動する。カッター駆動モーター１４３の駆動に応じて、可動刃１４３ａが移動し、印刷媒体は、切断される。

ヘッド駆動回路１４４は、印刷ヘッド１４４ａと接続する。印刷ヘッド１４４ａは、インクジェットヘッドであり、複数色（例えば、ＣＹＭＫの４色）のノズル列を備える。印刷ヘッド１４４ａは、図示しないインクカートリッジからインクの供給を受けて、各ノズル列に設けられたノズルからインクを吐出して印刷媒体の印刷面にドットを形成して文字や画像等を印刷する。ヘッド駆動回路１４４は、ＳＯＣ１３１の制御で、印刷ヘッド１４４ａのノズルに対応して設けられたアクチュエーターを駆動し、ノズルからインクを吐出させる。ノズルからのインクの吐出に応じて、印刷媒体の印刷面には、ドットが形成される。

入力部１５は、プリンター１に設けられた操作スイッチや、タッチパネル等の入力手段（不図示）を備え、ユーザーの入力手段に対する操作を検出し、ＳＯＣ１３１に出力する。ＳＯＣ１３１は、入力部１５からの入力に基づいて、入力手段に対する操作に対応する処理を実行する。

表示部１６は、複数のＬＥＤや、表示パネル等を備え、ＳＯＣ１３１の制御で、ＬＥＤを所定の態様で点灯／消灯や、表示パネルへの情報の表示等を実行する。

次に、スイッチング電源回路１０の構成について説明する。
図２は、スイッチング電源回路１０の構成を示す図である。

図２に示すように、スイッチング電源回路１０は、１次側回路２０Ａ（１次側）と、２次側回路２０Ｂ（２次側）と有する変換回路２０（ＤＣ−ＤＣコンバーター）を備える。変換回路２０は、１次側回路２０Ａに整流回路Ｓ１、及び、電解コンデンサーＣ１、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ５に並列に接続するリレーＲＹを介して商用交流電源２が接続され、２次側回路２０Ｂに負荷６が接続される。変換回路２０は、商用交流電源２から入力される交流電圧Ｖｉｎを整流、平滑化した１次側の直流電力が供給される１次側回路２０Ａから、２次側回路２０Ｂの直流電力の出力電圧Ｖｏｕｔに降下するように変換し、交流から直流を降下するように変換した電力を負荷６に供給する。

１次側回路２０Ａは、商用交流電源２に接続されたダイオードブリッジにより構成される整流回路Ｓ１（整流器）と、電解コンデンサーＣ１を経由した後の、トランスＴＲの１次巻線Ｌ１と、スイッチング回路２１とを有する。１次側回路２０Ａの前段（交流側）では、交流電圧Ｖｉｎが、整流回路Ｓ１、及び、電解コンデンサーＣ１によって整流、及び、平滑化される。１次側回路２０Ａは、スイッチング回路２１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制御されるスイッチング方式の回路として構成される。

スイッチング回路２１は、制御ＩＣ（Integrated Circuit）２１０（制限回路）と、トランジスターＱ１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ＩＣ２１０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ＩＣ２１０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をオンオフさせる。これにより、トランジスターＱ１は、オンオフの動作であるスイッチング動作を行う。なお、トランジスターＱ１がオンとは、トランジスターＱ１のソースとドレインとの間を導通状態にすることを示し、トランジスターＱ１がオフとは、トランジスターＱ１のソースとドレインとの間を遮断状態にすることを示す。制御ＩＣ２１０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のオンオフの期間を制御する。本実施形態では、トランジスターＱ１がスイッチング動作を実行することは、スイッチング回路２１がスイッチング動作を実行することに相当し、また、変換回路２０がスイッチング動作を実行することに相当する。

制御ＩＣ２１０は、後述するフィードバック電圧が印加されるフィードバック端子Ｔ１と、トランジスターＱ１のゲートにパルス電圧を出力する出力端子Ｔ２と、出力電流の検出結果を示す検出電圧が印加される検出端子Ｔ３と、ＳＯＣ１３１から制御信号が入力される入力端子Ｔ４とを備える。

２次側回路２０Ｂ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Ｓ２と、電解コンデンサーＣ２とを含む。１次側回路２０Ａの１次巻線Ｌ１に電圧が印加されると、２次巻線Ｌ２には、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に誘起された電圧は、整流素子Ｓ２、及び、電解コンデンサーＣ２によって、整流、及び、平滑化され、負荷６に出力される。

スイッチング電源回路１０では、スイッチング回路２１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２０Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔが変化する。

２次側回路２０Ｂ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Ｒ１と抵抗Ｒ２とは、直列に接続する。抵抗Ｒ１は、一端が出力端子ＯＵＴと接続し、他端がノードＰ１において抵抗Ｒ２の一端と接続する。抵抗Ｒ２は、一端がノードＰ１において抵抗Ｒ１と接続し、他端が出力端子ＧＮＤと接続する。

ノードＰ１には、シャントレギュレーターＳＲが接続する。シャントレギュレーターＳＲは、内部に、例えば２．５ボルトの所定の基準電圧を生成する基準電圧回路を備える。シャントレギュレーターＳＲは、例えばＩＣで構成され、２次巻線Ｌ２の両端の電圧が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより分圧されたノードＰ１における電圧（以下、「Ｐ１電圧」と表現する）と、内部の基準電圧回路が生成した基準電圧とを比較する。ここでのＰ１電圧は、出力電圧Ｖｏｕｔを抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより分圧した電圧である。シャントレギュレーターＳＲは、カソードがノードＰ２において抵抗Ｒ３の一端と接続し、アノードが出力端子ＧＮＤと接続する。

ノードＰ２には、抵抗Ｒ３の一端が接続する。抵抗Ｒ３は、シャントレギュレーターＳＲに一定の電流を供給するための抵抗であり、一端がノードＰ２においてシャントレギュレーターＳＲのカソードと接続し、他端が出力端子ＯＵＴに接続する。

一般に、シャントレギュレーターＳＲは、動作（基準電圧の生成や、比較等）の精度を担保するため、所定の電流値以上の電流値（例えば、１ｍＡ）の電流の供給を受けることが必要である。抵抗Ｒ３の抵抗値は、シャントレギュレーターＳＲの動作の精度を担保するために十分な電流値（例えば、１ｍＡ）の電流をシャントレギュレーターＳＲに供給可能な抵抗値である。

シャントレギュレーターＳＲのカソードと、出力端子ＯＵＴとの間には、フォトカプラーＰｃの発光ダイオードＤｐが接続される。

２次側回路２０Ｂ側の出力電圧Ｖｏｕｔが上昇し、Ｐ１電圧が基準電圧を上回る場合、シャントレギュレーターＳＲは、カノードからアノードの方向に電流を流す。これにより、シャントレギュレーターＳＲは、フォトカプラーＰｃを構成する発行ダイオードＤｐに電流を流す。そして、発行ダイオードＤｐに電流が流れると、発光ダイオードＤｐは、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、発光ダイオードＤｐから発光された光を受光すると、フォトトランジスターＱｐのコレクターとエミッターとの間には、フィードバック電流が流れる。フォトトランジスターＱｐにフィードバック電流が流れると、制御ＩＣ２１０のフィードバック端子Ｔ１には、フィードバック電流に基づくフィードバック電圧が印加される。制御ＩＣ２１０は、フィードバック端子Ｔ１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。

一方、出力電圧Ｖｏｕｔが降下し、Ｐ１電圧が基準電圧を下回る場合、シャントレギュレーターＳＲ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、エミッター間には、フィードバック電流が流れない。これにより、制御ＩＣ２１０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。

このように、シャントレギュレーターＳＲは、Ｐ１電圧が基準電圧を上回る場合に、出力電圧Ｖｏｕｔを降下させ、Ｐ１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ＳＲは、Ｐ１電圧と基準電圧とが等しくなるよう出力電圧Ｖｏｕｔを制御することで、出力電圧Ｖｏｕｔが一定の電圧となるよう制御する定電圧制御を実行する。

前述した通り、制御ＩＣ２１０は、検出端子Ｔ３を備える。検出端子Ｔ３には、抵抗Ｒ４が接続する。抵抗Ｒ４には、負荷６への出力電流に対し、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Ｒ４は、当該電流を電圧に変換し、検出端子Ｔ３には、当該電圧が、出力電流の検出結果を示す検出電圧として印加される。制御ＩＣ２１０は、検出端子Ｔ３に印加される検出電圧と、フィードバック端子Ｔ１に印加される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をオンにする期間を設定する。

図２に示すように、スイッチング電源回路１０は、変換回路２０の整流回路Ｓ１の前段に、突入電流防止用の抵抗Ｒ５が接続される。なお、整流回路Ｓ１の前段とは、整流回路Ｓ１より先に商用交流電源２から電力が供給される箇所を示す。

また、図２に示すように、スイッチング電源回路１０は、抵抗Ｒ５に並列に接続するリレーＲＹを備える。リレーＲＹは、鉄心及びコイルから構成される電磁石ＤＫと、操作子ＳＳと、端子Ｔ５と、端子Ｔ６とを備える。電磁石ＤＫは、トランジスターＱ３を介してＳＯＣ１３１に接続する。本実施形態の電磁石ＤＫは、トランジスターＱ３のベースにＳＯＣ１３１が「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を印加すると励磁され、トランジスターＱ３のベースに「Ｌｏｗ」レベルの電圧を印加すると励磁されない。電磁石ＤＫが励磁されると、操作子ＳＳの状態が端子Ｔ５と端子Ｔ６との間を接続する状態になり、リレーＲＹは、商用交流電源２から供給される電力を変換回路２０に供給する。一方で、電磁石ＤＫが励磁されない場合、操作子ＳＳの状態が端子Ｔ５と端子Ｔ６との間を接続しない状態になり、リレーＲＹは、商用交流電源２から供給される電力を変換回路２０に供給しない。この場合、商用交流電源２から供給される電力は、抵抗Ｒ５を介して変換回路２０に供給される。

以下の説明において、操作子ＳＳの状態が端子Ｔ５と端子Ｔ６とを接続する状態であるリレーＲＹの状態をクローズ状態と表現し、操作子ＳＳの状態が端子Ｔ５と端子Ｔ６とを接続しない状態であるリレーＲＹの状態をオープン状態と表現する。

リレーＲＹは、経年劣化等によりオープン（開放）故障が発生する場合がある。オープン故障とは、電磁石ＤＫが励磁できなくなり、リレーＲＹの状態が、常時、オープン（開放）状態となる故障である。このオープン故障が発生すると、常時、抵抗Ｒ５に商用交流電源２から電力が供給されてしまい、抵抗Ｒ５は、不安全な状態になり、最終的に燃損する可能性がある。また、抵抗Ｒ５において、電力を損失してしまう。

そこで、スイッチング電源回路１０は、リレーＲＹの状態を検出するために、状態検出回路２２を備える。状態検出回路２２は、フォトダイオードＤ１とフォトダイオードＤ２とが双方向に接続する双方向のフォトダイオードＨＤ（双方向の発光素子）と、双方向のフォトダイオードＨＤが発光した光を受光するフォトトランジスターＱ２（受光素子）とを備える。

双方向のフォトダイオードＨＤは、抵抗Ｒ５とリレーＲＹとに対して並列に接続する。リレーＲＹの状態がクローズ（短絡）状態である場合、電力がリレーＲＹを介して変換回路２０に供給されるため、抵抗Ｒ５の両端には、所定の電位が発生しない。この場合、双方向のフォトダイオードＨＤは、発光しない。一方で、リレーＲＹの状態がオープン状態である場合、電力が抵抗Ｒ５を介して変換回路２０に供給されるため、抵抗Ｒ５の両端には、所定の電位が発生する。この所定の電位は、抵抗Ｒ５の抵抗値と、抵抗Ｒ５に流れる電流値とに基づいて決定される。抵抗Ｒ５の両端に電位が発生すると、双方向のフォトダイオードＨＤは、発光する。なお、双方向のフォトダイオードＨＤは、フォトダイオードＤ１とフォトダイオードＤ２とが双方向に接続されているため、抵抗Ｒ５の両端に発生する電位が交流でもいずれかに電流が流れるため、点滅することなく発光する。

フォトトランジスターＱ２は、コレクターが接地され、エミッターがＳＯＣ１３１に接続する。フォトトランジスターＱ２は、双方向のフォトダイオードＨＤから照射された光を受光し、受光した光量に対応する電流（以下、「受光電流」と表現する）を出力する。受光電流が抵抗Ｒ６流れることにより、ノードＰ３には、受光電流に対応した電圧が生じる。ノードＰ３に生じた受光電流に対応した電圧は、ＳＯＣ１３１に入力される。なお、ノードＰ３に生じた受光電流に対応する電圧は、フォトトランジスターＱ２の出力に相当する。

前述した通り、双方向のフォトトダイオードＨＤは、リレーＲＹの状態がクローズ状態である場合には発光せず、リレーＲＹの状態がオープン状態である場合に発光する。したがって、リレーＲＹの状態がクローズ状態である場合、フォトトランジスターＱ２が受光電流を出力しないため、ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得しない。一方で、リレーＲＹの状態がオープン状態である場合、フォトトランジスターＱ２が受光電流を出力するため、ＳＯＣ１３１は、ノードＰ３に生じる電圧、すなわち、フォトトランジスターＱ２の出力を取得する。

ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得すると、リレーＲＹにオープン故障が発生したと判別して、制御ＩＣ２１０、又は、印刷制御回路１２により２次側回路２０Ｂへの電力供給の制限する制限処理を実行する。以下に制限処理について、複数例示して説明する。なお、後に明らかなになる通り、本実施形態において電力供給の制限とは、電力供給を低下させること、及び、電力供給を遮断することを含む。

＜制御ＩＣ２１０による制限処理＞
ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得すると、スイッチング動作の停止を指示する制御信号を制御ＩＣ２１０の入力端子Ｔ４に出力する。制御ＩＣ２１０は、入力端子Ｔ４に当該制御信号が入力されると、出力端子Ｔ２から出力する電圧を「Ｌｏｗ」レベルにしてトランジスターＱ１をオフにし、スイッチング動作を停止する。これにより、２次側回路２０Ｂへの電力供給は、遮断される。２次側回路２０Ｂへの電力供給の遮断に伴って負荷６への電力供給が遮断されるため、ＳＯＣ１３１を含む負荷６の動作は、停止する。また、スイッチング動作を停止させて２次側回路２０Ｂへの電力供給が遮断されるため、１次側回路２０Ｂには、電力が供給されない。そのため、抵抗Ｒ５は、電力が供給されずリレーＲＹがオープン故障になっても不安全な状態になることがなく、整流回路Ｓ１は、常時電力が供給されることがない。さらに、１次側回路２０Ｂに電力が供給されないため、スイッチング電源回路１０は、リレーＲＹがオープン故障していても、抵抗Ｒ５、及び、整流回路Ｓ１において電力損失が発生することがない。

以上から、ＳＯＣ１３１は、制御ＩＣ２１０による制限処理を実行することで、リレーＲＹの状態に応じて、スイッチング電源回路１０における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

＜印刷制御回路１２による制限処理＞
ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得すると、印刷制御回路１２により印刷機構部１４への電力供給を停止する。印刷機構部１４への電力供給を停止すると、負荷６において必要となる電力が低減するため、２次側回路２０Ｂへ供給する電力は、低下する。これに相まって、スイッチング電源回路１０は、抵抗Ｒ５に流れる電流を低下させることができ、リレーＲＹの状態がオープン故障でも、抵抗Ｒ５が不安全な状態になることを抑制でき、また、整流回路Ｓ１に供給される電力を低下できる。また、２次側回路２０Ｂに供給する電力を低下させるため、スイッチング電源回路１０は、リレーＲＹがオープン故障していても、抵抗Ｒ５、及び、整流回路Ｓ１における電力損失を抑制できる。

以上から、ＳＯＣ１３１は、印刷制御回路１２により制限処理を実行することで、リレーＲＹの状態に応じて、スイッチング電源回路１０における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

なお、上述した制限処理は、ＳＯＣ１３１が制御ＩＣ２１０、又は、印刷制御回路１２により実行する構成を説明した。しかしながら、ＳＯＣ１３１は、負荷６の各部の動作を停止させることで２次側回路２０Ｂへの電力供給を制限してもよい。例えば、ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得した場合、自らにリセットを掛けて自らの動作を停止させることで、負荷６の各部の動作を停止させる。これにより、２次側回路２０Ｂへ電力が供給されなくなり、これに相まって、１次側回路２０Ａにも電力が供給されない。したがって、ＳＯＣ１３１は、このような制限処理でも、上述した制限処理と同様の効果を奏する。

次に、プリンター１の動作について説明する。
図３は、プリンター１の動作を示すフローチャートである。

図３に示すように、ユーザーによりスイッチの操作や商用交流電源２に対するケーブルの差し込み等によって、プリンター１への電源投入が指示されると（ステップＳ１）、スイッチング電源回路１０は、負荷６への電力供給を開始する（ステップＳＡ１）。ステップＳＡ１の時点では、リレーＲＹがオープン状態であるため、スイッチング電源回路１０は、抵抗Ｒ５を介して負荷６に電力を供給する。そのため、スイッチング電源回路１０は、電力供給を開始する際に、変換回路２０、及び、負荷６に突入電流が流れることを防止できる。

スイッチング電源回路１０が負荷６への電力供給を開始すると、ＳＯＣ１３１に電力が供給され、ＳＯＣ１３１は、起動する（ステップＳＡ２）。

次いで、ＳＯＣ１３１は、メモリー１３２に記憶された情報に基づいて、前回の起動時にリレーＲＹがオープン故障になったか否かを判別する（ステップＳＡ３）。例えば、メモリー１３２にリレーＲＹがオープン故障になったことを示す情報が記憶されている場合、ＳＯＣ１３１は、前回の起動時にリレーＲＹがオープン故障になったと判別する（ステップＳＡ３：ＹＥＳ）。

ＳＯＣ１３１は、前回の起動時にリレーＲＹがオープン故障になっていないと判別した場合（ステップＳＡ３：ＮＯ）、起動してから所定期間が経過したか否かを判別する（ステップＳＡ４）。例えば、プリンター１が、電力遮断時に必要な動作を実行するための電荷を蓄えるコンデンサーを備えている場合、ここでいう所定期間とは、スイッチング電源回路１０が負荷６に電力供給を開始してから、当該コンデンサーが十分に電荷を蓄えるまでの期間である。この所定期間は、事前のテストやシミュレーション等によって定められる。

ＳＯＣ１３１は、起動してから所定期間経過したと判別した場合（ステップＳＡ４：ＹＥＳ）、トランジスターＱ３のベースに「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を印加して、リレーＲＹの状態をクローズ状態にする（ステップＳＡ５）。これにより、スイッチング電源回路１０は、リレーＲＹを介して負荷６に電力を供給する。

次いで、ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹの状態をクローズ状態にすると、状態検出回路２２のフォトトランジスターＱ２の出力の取得を開始する（ステップＳＡ６）。つまり、ステップＳＡ１からステップＳＡ５まで、換言すれば、スイッチング電源回路１０が電力供給を開始してからリレーＲＹを介した電力供給を開始するまで、ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得しない。このことの効果については、後述する。

次いで、ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力に基づいて、リレーＲＹにオープン故障が発生したか否かを判別する（ステップＳＡ７）。ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得しない場合、リレーＲＹにオープン故障が発生していないと判別し（ステップＳＡ７：ＮＯ）、フォトトランジスターＱ２の出力を取得した場合、リレーＲＹにオープン故障が発生したと判別する（ステップＳＡ７：ＹＥＳ）。

ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹにオープン故障が発生していないと判別した場合（ステップＳＡ７：ＮＯ）、処理をステップＳＡ７に戻して、リレーＲＹに対してオープン故障の発生の有無を監視する。

一方で、ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹにオープン故障が発生したと判別した場合（ステップＳＡ７：ＹＥＳ）、上述した制限処理を実行する（ステップＳＡ８）。これにより、ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹにオープン故障が発生した場合でも、抵抗Ｒ５が不安全な状態になることなく、また、抵抗Ｒ５における電力損失を低減できる。したがって、ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹの状態に応じて、スイッチング電源回路１０における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

ステップＳＡ３の説明に戻り、ＳＯＣ１３１は、前回の起動時にリレーＲＹがオープン故障になったと判別した場合（ステップＳＡ３：ＹＥＳ）、表示部１３によりリレーＲＹがオープン故障であることを報知する（ステップＳＡ９）。これにより、ユーザーは、リレーＲＹがオープン故障であることを認識できる。

次いで、ＳＯＣ１３１は、上述した制限処理を実行する（ステップＳＡ９）。これにより、ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹにオープン故障が発生した後、スイッチング電源回路１０が電力供給を再開した場合でも、抵抗Ｒ５が不安全な状態になることなく、また、抵抗Ｒ５における電力損失を抑制できる。

次に、プリンター１の各部の状態について説明する。
図４は、プリンター１の各部の状態を示すタイミングチャートである。

図４において、タイミングチャートＡは、スイッチング電源回路１０の電力供給の状態を示す。また、タイミングチャートＢは、抵抗Ｒ５における通電状態を示す。タイミングチャートＣは、双方向のフォトダイオードＨＤの発光状態を示す。タイミングチャートＤは、ＳＯＣ１３１の起動の状態を示す。また、タイミングチャートＥは、リレーＲＹの状態を示す。また、タイミングチャートＦは、リレーＲＹにおける通電状態を示す。また、タイミングチャートＧは、ＳＯＣ１３１のフォトトランジスターＱ２の出力の取得に対する停止又は開始の状態を示す。

ユーザーによりスイッチの操作や商用交流電源２に対するケーブル３の差し込み等によって、プリンター１への電源投入が指示されると、図４のタイミングチャートＡに示すように、タイミングｔ１において、スイッチング電源回路１０は、負荷６への電力供給を開始する。

スイッチング電源回路１０が負荷６への電力供給を開始すると、タイミングｔ１において、スイッチング電源回路１０は、抵抗Ｒ５を介した電力供給を開始する。つまり、タイミングチャートＢに示すように、タイミングｔ１において、抵抗Ｒ５は、電力が通過していない非通電状態から、電力が通過している通電状態となる。

また、タイミングチャートＣに示すように、抵抗Ｒ５を介して電力が供給されると、双方向のフォトダイオードＨＤは、タイミングｔ１から発光する。なお、ＳＯＣ３１は、タイミングｔ１の時点では、フォトトランジスターＱ２の出力を取得しない。

タイミングｔ１から期間が経過し、タイミングｔ２においてＳＯＣ１３１に電力が供給されると、タイミングチャートＤに示すように、タイミングｔ２において、ＳＯＣ１３１は、起動する。

タイミングｔ２から期間が経過し、タイミングｔ３において上述した所定期間が経過すると、ＳＯＣ１３１がトランジスターＱ２のベースに「Ｈｉｇｈ」レベルの電圧を印加し、タイミングチャートＥに示すように、タイミングｔ３において、リレーＲＹは、オープン状態からクローズ状態に移行する。

リレーＲＹがオープン状態からクローズ状態に移行すると、タイミングチャートＦに示すように、スイッチング電源回路１０は、リレーＲＹを介した電力供給を開始する。つまり、タイミングチャートＦに示すように、タイミングｔ３において、リレーＲＹは、非通電状態から通電状態になる。このリレーＲＹを介した電力供給の開始に伴い、タイミングチャートＢに示すように、スイッチング電源回路１０は、抵抗Ｒ５を介した電力供給を停止する。つまり、抵抗Ｒ５は、タイミングｔ３において通電状態から非通電状態に移行する。

抵抗Ｒ５が通電状態から非通電状態に移行すると、抵抗Ｒ５の両端に電位が発生しないため、タイミングチャートＣに示すように、タイミングｔ３において、双方向のフォトダイオードＨＤは、消光する。

また、リレーＲＹがオープン状態からクローズ状態に移行すると、ＳＯＣ１３１は、タイミングチャートＧに示すように、フォトトランジスターＱ２の出力の取得を開始する。図４に示すように、ＳＯＣ１３１は、スイッチング電源回路１０が負荷６に対して電力供給を開始してからリレーＲＹがクローズ状態になるまでの期間、フォトトランジスターＱ２の出力の取得を停止する（出力を取得しない）。この期間は、抵抗Ｒ５を介して電力が供給されるため、抵抗Ｒ５の両端に所定の電位が発生する。つまり、双方向のフォトダイオードＨＤは、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの期間、発光する。ここで、ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得する構成であると、リレーＲＹにオープン故障が発生していないにも関わらず、制限処理を実行してしまう。これでは、プリンター１が少なくとも印刷動作を開始できない。そこで、ＳＯＣ１３１は、この期間、フォトトランジスターＱ２の出力を取得しない構成とすることで、リレーＲＹにオープン故障が発生していない正常な状態である場合に、誤って制限処理を実行することを防止できる。また、スイッチング電源回路１０は、誤って負荷６に対して電力供給を制限してしまうことを防止できる。

タイミングｔ４において、リレーＲＹにオープン故障が発生したとする。リレーＲＹにオープン故障が発生すると、タイミングチャートＥに示すように、タイミングｔ４において、リレーＲＹは、クローズ状態からオープン状態に移行する。

リレーＲＹのオープン状態への移行に伴い、タイミングチャートＦに示すように、タイミングｔ４において、リレーＲＹは、通電状態から非通電状態に移行する。そして、リレーＲＹの非通電状態の移行に伴い、タイミングチャートＢに示すように、タイミングｔ４において、抵抗Ｒ５は、非通電状態から通電状態に移行する。つまり、スイッチング電源回路１０は、リレーＲＹのオープン故障の発生に伴い、リレーＲＹを介した電力供給を停止し、抵抗Ｒ５を介した電力供給を開始する。

抵抗Ｒの通電状態への移行に伴い、タイミングチャートＣに示すように、タイミングｔ４において、双方向のフォトダイオードＨＤは、発光する。

タイミングｔ４では、ＳＯＣ１３１がフォトトランジスターＱ２の出力を取得可能であるため、ＳＯＣ１３１は、双方向のフォトダイオードＨＤが発光すると、フォトトランジスターＱ２の出力を取得する。

ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得すると、制限処理を実行する。制限処理が例えば制御ＩＣ２１０により電力供給を遮断する制限処理である場合、タイミングチャートＡに示すように、タイミングｔ５において、スイッチング電源回路１０は、負荷６への電力供給を停止する。

スイッチング電源回路１０の負荷６への電力供給の停止に伴い、タイミングチャートＢに示すように、抵抗Ｒ５は、タイミングｔ５において通電状態から非通電状態に移行する。これにより、上述した効果と同様の効果を奏する。

抵抗Ｒ５が非通電状態に移行すると、抵抗Ｒ５の両端には、電位が発生しなくなる。これにより、タイミングチャートＣに示すように、双方向のフォトダイオードＨＤは、タイミングｔ５において消光する。

タイミングｔ５から期間が経過し、タイミングｔ６に至ると、ＳＯＣ１３１は、スイッチング電源回路１０から電力が供給されないため、タイミングチャートＣに示すように起動を停止する。

以上説明したように、プリンター１（印刷装置）は、印刷機構部１４と、交流を整流、平滑化した後、１次側回路２０Ａ（１次側）から２次側回路２０Ｂ（２次側）に向かって直流電力を降下させるように変換する変換回路２０を備えるスイッチング電源回路１０（電源）と、変換回路２０の動作を制限する制御ＩＣ２１０（制限回路）及び印刷制御回路１２（制限回路）と、スイッチング電源回路１０の電力供給を制御するＳＯＣ１３１（制御部）と、を備える（スイッチング電源回路１０は、整流回路Ｓ１（整流器）の交流側（前段）に設けられる抵抗Ｒ５と、抵抗Ｒ５と並列に接続するリレーＲＹと、リレーＲＹと並列に接続する双方向のフォトダイオードＨＤ（双方向の発光素子）と、双方向のフォトダイオードＨＤの光を受光するフォトトランジスターＱ２（受光素子）とを有する。双方向のフォトダイオードＨＤは、抵抗Ｒ５の両端にリレーＲＹの状態に応じた所定の電位が発生した場合に発光する。ＳＯＣ１３１は、双方向のフォトダイオードＨＤの光を受光したフォトトランジスターＱ２の出力を取得した場合、制御ＩＣ２１０（制限回路）又は印刷制御回路１２により２次側回路２０Ｂへの電力供給を制限する。

この構成によれば、リレーＲＹの状態に応じた所定の電位が発生した際のフォトトランジスターＱ２の出力を取得した場合に制御ＩＣ２１０又は印刷制御回路１２により２次側回路２０Ｂへの電力供給を制限するため、リレーＲＹの状態に応じて、スイッチング電源回路１０における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

また、制御ＩＣ２１０は、変換回路２０のスイッチング動作を停止可能に構成される。ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得した場合、制御ＩＣ２１０により変換回路２０の動作を停止させ、２次側回路２０Ｂへの電力供給を停止する。

この構成によれば、フォトトランジスターＱ２の出力を取得した場合に制御ＩＣ２１０により変換回路２０の動作を停止させて２次側回路２０Ｂへの電力供給を停止するため、整流回路Ｓ１の前段に設けられる抵抗Ｒ５が不安定な状態となることを防止できる。そのため、ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹにオープン故障が発生した場合でも、スイッチング電源回路１０における安全性を確保と電力損失の抑制とをより確実に行うことができる。

また、印刷制御回路１２は、印刷機構部１４への電力供給を停止可能に構成される。ＳＯＣ１３１は、フォトトランジスターＱ２の出力を取得した場合、印刷制御回路１２により印刷機構部１４の動作を停止させ、２次側回路２０Ｂに供給する電力を低下させる。

印刷機構部１４への電力供給を停止すると、負荷６において必要となる電力が低減するため、２次側回路２０Ｂへ供給する電力は、低下する。これに相まって、スイッチング電源回路１０は、抵抗Ｒ５に流れる電力を低下させることができ、リレーＲＹの状態がオープン故障でも、抵抗Ｒ５が不安全な状態になることを抑制できる。そのため、ＳＯＣ１３１は、リレーＲＹにオープン故障が発生した場合でも、スイッチング電源回路１０における安全性を確保と電力損失の抑制とを適切に行うことができる。

また、ＳＯＣ１３１は、スイッチング電源回路１０の電力供給が開始してから、リレーＲＹを介した電力供給を開始するまでの間、フォトトランジスターＱ２の出力を取得しない。

この構成によれば、スイッチング電源回路１０の電力供給が開始してから、リレーＲＹを介した電力供給を開始するまでの間、フォトトランジスターＱ２の出力を取得しないため、スイッチング電源回路１０が、リレーＲＹの状態が正常な状態である場合に、誤って電力供給を制限してしまうことを防止できる。

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、上述した実施形態において、図２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。変換回路２０は複数でもよく、印刷機構部１４が１００ボルト以上必要な場合、一の変換回路２０は、１次側回路２０Ａから２次側回路２０Ｂに向かって直流電力を上昇させるように変換するようにしてもよい。

また、図１に示した各機能部は構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に限定されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上述した各実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアとしてもよく、或いは、ハードウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよい。その他、プリンター１の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

１…プリンター（印刷装置）、２…商用交流電源、３…ケーブル、６…負荷、１０…スイッチング電源回路（電源）、１２…印刷制御回路（制限回路）、１４…印刷機構部、２０…変換回路、２０Ａ…１次側回路（１次側）、２０Ｂ…２次側回路（２次側）、２１…スイッチング回路、２２…状態検出回路、１３１…ＳＯＣ（制御部）、２１０…制御ＩＣ（制限回路）、Ｃ１…電解コンデンサー、Ｃ２…電解コンデンサー、ＤＫ…電磁石、Ｄ１…フォトダイオード、Ｄ２…フォトダイオード、ＧＮＤ…出力端子、ＨＤ…双方向のフォトトランジスター（双方向の発光素子）、Ｌ１…１次巻線、Ｌ２…２次巻線、ＯＵＴ…出力端子、Ｐｃ…フォトカプラー、Ｐ１〜Ｐ３…ノード、Ｑ１…トランジスター、Ｑ２…フォトトランジスター（受光素子）、Ｑ３…トランジスター、Ｑｐ…フォトトランジスター、Ｒ１〜Ｒ６…抵抗、ＲＹ…リレー、Ｓ１…整流回路（整流器）、Ｓ２…整流素子、ＳＲ…シャントレギュレーター、ＳＳ…操作子、Ｔ１…フィードバック端子、Ｔ２…出力端子、Ｔ３…検出端子、Ｔ４…入力端子、Ｔ５…端子、Ｔ６…端子、ＴＲ…トランス。

Claims (4)

1. 印刷機構部と、
   電力を交流から直流に変換した後、１次側の電圧から２次側の電圧に変換する変換回路を備える電源と、
   前記変換回路の動作を制限する制限回路と、
   前記電源の電力供給を制御する制御部と、を備え、
   前記電源は、交流から直流に変換する整流器の交流側に設けられる抵抗と、前記抵抗と並列に接続され前記制御部により制御されるリレーと、前記リレーと並列に接続する双方向の発光素子と、前記発光素子の光を受光する受光素子とを備え、
   前記発光素子は、前記抵抗の両端に前記リレーの状態に応じた所定の電位が発生した場合に発光し、
   前記制御部は、前記発光素子の光を受光した前記受光素子の出力を取得した場合、前記制限回路により前記２次側への電力供給を制限する、
   印刷装置。
2. 前記制限回路は、前記変換回路のスイッチング動作を停止可能に構成され、
   前記制御部は、前記受光素子の出力を取得した場合、前記制限回路により前記変換回路の動作を停止させ、前記２次側への電力供給を停止する、
   請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記制限回路は、前記印刷機構部への電力供給を停止可能に構成され、
   前記制御部は、前記受光素子の出力を取得した場合、前記制限回路により前記印刷機構部の動作を停止させ、前記２次側に供給する電力を低下させる、
   請求項１に記載の印刷装置。
4. 前記制御部は、
   前記電源の電力供給が開始してから、前記リレーを介した電力供給を開始するまでの間、前記受光素子の出力を取得しない、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷装置。

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