JP5624590B2

JP5624590B2 - 印字装置

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Publication number: JP5624590B2
Application number: JP2012196190A
Authority: JP
Inventors: 拓哉荻島; 宇佐美　豊; 豊宇佐美
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: JP2014054052A

Description

本発明の実施形態は、家庭やオフィス等で使われる、バッテリを用いた印字装置（サーマルプリンタ）に関する。

従来、インクリボンを用いて記録媒体（ラベル用紙）上にバーコード等を印字する印字装置として、ラベルプリンタやバーコードプリンタなどのサーマルプリンタが知られている。サーマルプリンタは、複数の発熱素子をラベル用紙の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に配列したサーマルヘッドを備えている。

また上述したサーマルプリンタ等の機器では、バッテリを含む電源装置を用いている。しかしながら、サーマルプリンタは印字動作時の電流のピーク値が大きいため、バッテリを用いた電源装置では、バッテリの並列本数を多くするなどの対策が必要であった。

バッテリを含む電源装置として、例えば特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１では、複数のバッテリと、バッテリの電圧を変換して電力消費部に電源を供給する複数の電源供給部、とを備えた電子機器が開示されている。そして、電源供給部の負荷が大きくなったときは、バッテリの数を増やすようにスイッチを制御し、逆に負荷が小さくなったときは、バッテリの数を減らすようにスイッチを制御するようにしている。

しかしながら、サーマル印字のように電流のピーク値が大きな負荷に使う場合は、バッテリの並列本数が多くなるため、電源ユニット自身の体積や重量が大きくなる。また、使用できるバッテリ本数が限られてしまうと、電流のピーク値が大きな負荷に対しては使えないとう不具合があった。

また特許文献２には、バッテリとキャパシタを並列に接続し、直流電源の供給能力が所定値を超える場合にピークカットし、ピークカット分の電力をキャパシタと定電流充電装置でまかなう給電装置が開示されている。しかしながら、バッテリとキャパシタを並列に接続して使う場合、キャパシタの電圧低下を補う定電流充電装置が必要となる。

特開平８−１２９４３６号公報特開２００８−１６７５１７号公報

発明が解決しようとする課題は、バッテリを使うサーマルプリンタなどの印字装置に係り、ピーク電流の大きな負荷に電力を供給する場合でも放電時間が長く電圧が安定する印字装置を提供することにある。

実施形態に係る印字装置は、内部抵抗が予め設定した第１の抵抗値を有する充放電式の第１の電源と、内部抵抗が前記第１の抵抗値よりも大きい充放電式の第２の電源を含む電力供給部と、記録媒体にサーマルヘッドで印字する印字部を含む、前記電力供給部から供給される電力によって駆動される負荷群と、前記負荷群に流れる電流を測定する電流検出部と、前記電力供給部と前記負荷群との間に配置された複数のスイッチ素子を含むスイッチ部と、前記電流検出部が測定した電流値に応じて前記複数のスイッチ素子を制御し、負荷電流が規定値よりも大きいときは前記第１の電源から前記負荷群に電力を供給し、負荷電流が前記規定値よりも低いときは前記第２の電源から前記負荷群に電力を供給するように制御する制御部と、を備える。

一実施形態に係る電源装置を示す回路図。一実施形態に係る電源装置を使用した印字装置の一例を示す構成図。一実施形態に係る電源装置のスイッチ部の動作を示す説明図。一実施形態に係る電源装置の電流、電圧の特性を示す波形図。一実施形態に係る電源装置の動作を示すフローチャート。

以下、発明を実施するための実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付す。

（第１の実施形態）
図１は、一実施形態に係る印字装置（サーマルプリンタ）の電源装置を示す回路図である。図１の電源装置は、第１、第２の電源である充放電式のバッテリ１０，２０を使用可能である。第１の電源であるバッテリ１０は、例えばリチウムイオン電池であり、バッテリ１０はセルＣｅ１と、セルＣｅ１に直列な内部抵抗Ｒ１を有し、バッテリ１０の外部からみると電圧Ｖａで放電する。一方、第２の電源であるバッテリ２０は、セルＣｅ２と、セルＣｅ２に直列な内部抵抗Ｒ２を有し、バッテリ２０の外部からみると電圧Ｖｂで放電する。

バッテリ１０には、直列に放電用のＦＥＴ１１と充電用のＦＥＴ１２が接続され、バッテリ２０には、直列に放電用のＦＥＴ１３と充電用のＦＥＴ１４が接続されている。またＦＥＴ１２とＦＥＴ１４の各ソース電極間には、切替え用のＦＥＴ１５とＦＥＴ１６が直列に接続され、ＦＥＴ１５とＦＥＴ１６の接続点（ソース電極）には切替え用のＦＥＴ１７のドレイン電極が接続されている。尚、ＦＥＴ１１〜１７のドレイン・ソース間にはダイオードが接続されている。ＦＥＴ１１〜１７はスイッチ素子であり、ＦＥＴ１１〜１７の全体でスイッチ部を構成する。

また、ＡＣアダプタ２１で生成した直流電圧が、電流検出部２２を介してダイオード１８のアノードに供給され、ダイオード１８のカソードがＦＥＴ１７のソース電極に接続されている。ＡＣアダプタ２１、電流検出部２２及びダイオード１８を含む回路は、第３の電源であり、第１の電源（バッテリ１０）と、第２の電源（バッテリ２０）と、第３の電源は、電力供給部を構成する。また電力供給部は、第１の電源（バッテリ１０）と、第２の電源（バッテリ２０）を自在に装着して使用することができる。

ＦＥＴ１６のドレイン電極とＦＥＴ１４のソース電極は、電流検出部２３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２４，２５，２６にそれぞれ接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４，２５，２６から負荷に対して電源電圧が供給される。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力電圧は、負荷３１（システム制御部）及びその他の回路部４１の電源電圧として供給される。またＤＣ／ＤＣコンバータ２５の出力電圧は、負荷３２（表示部）及びその他の回路部４２の電源電圧として供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の出力電圧は、負荷３３（印字部）及びその他の回路部４３の電源電圧として供給される。

尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、降圧・昇圧型のコンバータであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５とＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、昇圧型のコンバータであり、各ＤＣ／ＤＣ２４〜２６の内部のＩＣ回路によって出力電圧を一定に保つようにしている。尚、以下の説明では、負荷３１，３２，３３及び４１，４２，４３を総称して負荷群と呼ぶ。

また、スイッチ素子（ＦＥＴ１１〜１７）をそれぞれオン・オフ制御するために、制御部１００を設けている。制御部１００は、ＣＰＵ１０１、ＡＤＣ（アナログ・デジタルコンバータ）１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、タイマ１０５を含む。ＣＰＵ１０１のＩ／Ｏポートからは、ＦＥＴ１１〜１７のゲート電極に対して駆動信号ＶＧ１〜ＶＧ７が出力され、バッテリ１０及びバッテリ２０の充放電の切替えを行う。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３に記憶されている制御プログラムを読み、ＲＡＭ１０４をデータ領域として使用する。またＡＤＣ１０２には、バッテリ１０とバッテリ２０の検出電圧Ｖａ、Ｖｂが供給され、また電流検出部２２，２３からの検出電流Ｉａ，Ｉｂが供給される。またＣＰＵ１０１には、アラート用のＬＥＤ２７が接続されている。アラート用ＬＥＤ２７は、例えば、バッテリ１０，２０の充電残量が少ないときに点滅する。ＣＰＵ１０１には、ＣＰＵ電源が供給される。

図２は、一実施形態に係る電源装置によって駆動される機器の一例である、サーマルプリンタ等の印字装置３０を示す構成図である。図２の印字装置３０は、システム制御部３１を有し、システム制御部３１には、バスライン４０を介して、表示部３２、印字部３３、台紙搬送モータ３４、操作部３５、記憶部３６、通信部３７が接続されている。

システム制御部３１は、印字装置３０の全体の動作を制御するＣＰＵを含む。表示部３２は、例えば液晶ディスプレイである。印字部３３は、複数の発熱素子を記録媒体であるラベル用紙の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に配列したサーマルヘッドを含む。

印字部３３のサーマルヘッドは、プラテンローラに対向して配置され、用紙ロールから供給されるラベル用紙を台紙搬送モータ３４によって搬送する。ラベル用紙とインクリボンを、サーマルヘッドとプラテンローラの間に挟んで加圧し、さらに駆動モータによってプラテンローラを回転させてラベル用紙を搬送し、インクリボンにサーマルヘッドの発熱素子を接触させて、インクリボンからラベル用紙にインクを熱転写して印字する。

操作部３５は、例えばオペレータが手動でデータを入力する各種の入力キーを含む。記憶部３６は、ＲＯＭやＲＡＭを含み、ＲＯＭには、操作情報や設定情報、動作プログラム等が格納され、ＲＡＭには、各種の処理情報が格納される。通信部３７は、外部に設けられたホストコンピュータ３８等と通信を行う。

図２の印字装置は、システム制御部３１の制御下において、印字部３３を駆動してラベル用紙に印字するが、印字する際には、オペレータが操作部３５を操作し、表示部３２にメニュー画面等を表示して印字指示を行う。或いはホストコンピュータ３８から入力して印字指示を行う。

図１の電源回路の負荷３１，３２，３３は、例えば、図２のシステム制御部３１、表示部３２、印字部３３にそれぞれ対応する。また制御部１００は、電源装置の制御を行うだけでなく、システム制御部３１に接続され、システム制御部３１と連携して印字部３３等の制御を行う。

以下、図１の電源装置の動作について説明する。本実施形態の電源装置は、バッテリ１０，２０を充放電制御し、状況に応じてバッテリ１０、バッテリ２０及びＡＣアダプタ２１からの直流電力を負荷群に供給する。

先ず、制御部１００による充電機能について説明する。充電機能では、ＡＣアダプタ２１からの直流電力をバッテリ１０，２０に適合する適切な充電電圧／充電電流に変換してバッテリ１０，２０を充電する。本実施の形態では、バッテリ１０及び２０を同時に充電することはできない。どちらかのバッテリを制御部１００からの充電指令に応じて所定の充電方式、例えば定電流・定電圧充電方式で充電する。

バッテリ１０，２０は、それぞれバッテリセルから構成されるリチウムイオン電池である。バッテリ１０の端子は放電制御のためのＦＥＴ１１に接続され、バッテリ２０の端子は放電制御のためのＦＥＴ１３に接続される。また、バッテリ１０，２０の端子は、電圧値読み取りのため制御部１００に接続される。バッテリ１０は、セルＣｅ１と、セルＣｅ１に直列な内部抵抗Ｒ１を有し、電圧Ｖａで放電する。バッテリ２０は、セル電圧Ｃ２と、セルＣｅ２に直列な内部抵抗Ｒ２を有し、電圧Ｖｂで放電する。

ここで、バッテリ１０のセル電圧ＣＶ１は、バッテリ２０のセル電圧ＣＶ２よりも低い。またバッテリ１０の内部抵抗Ｒ１は、予め設定した小さい抵抗値を有し、バッテリ２０の内部抵抗Ｒ２は、内部抵抗Ｒ１よりも大きい抵抗値を有する。また、バッテリ１０の容量は、バッテリ２０の容量よりも低く、バッテリ１０のピーク電流はバッテリ２０のピーク電流よりも十分に大きい。

これらの関係を以下に示す。

バッテリ１０のセル電圧ＣＶ１＜バッテリ２０のセル電圧ＣＶ２
バッテリ１０の内部抵抗Ｒ１＜バッテリ２０の内部抵抗Ｒ２
バッテリ１０の容量＜バッテリ２０の容量
バッテリ１０のピーク電流>>バッテリ２０のピーク電流
一般に使用されるリチウムイオン電池のセル出力電圧は２〜４Ｖの範囲に納まる程度である。電流検出部２３に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ２４，２５，２６の入力側電圧は、バッテリ１０または２０の出力電圧、またはＡＣアダプタ２１から出力される電圧である。これら電圧からＤＣ／ＤＣ変換（降圧又は昇圧動作）により所定の電圧を得る。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２４からは３．３Ｖの出力電圧が得られ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５からは５Ｖの出力電圧が得られ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６からは１２Ｖの出力電圧が得られる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４，２５，２６の出力電圧は、負荷群に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２４からの出力電圧（３．３Ｖ）は、例えばシステム制御部３１に供給され、印字装置（図２）の本体を制御する。その他の負荷４１は、例えば制御部１００の電源部である。

またＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの出力電圧（５Ｖ）は、表示部３２に供給され、液晶の駆動に使用される。その他の負荷４２は、例えばＦＥＴ１１〜１７の各ゲート駆動のため回路である。さらにＤＣ／ＤＣコンバータ２６からの出力電圧１２Ｖは、印字部３３に供給され、印字のために使用される。その他の負荷４３は、例えば台紙搬送モータ３４である。

また負荷群のうち、印字部３３は発熱素子を備えており、発熱素子に電力が供給されると発熱し、その電力をパルス幅により制御する。したがって、発熱素子にパルスを印加して所定の電力が供給されると、発熱素子が所定の温度に加熱されて印字可能になり、このパルス期間にピーク電流が流れる。このため、印字動作に必要とする電流は大きくなり、バッテリから大きなピーク電流を供給する必要がある。例えば印字部３３に電力を供給する場合と、印字部３３に電力を供給しないときの電流と比較すると、電流比は１０：１程度になる。

次にスイッチ部（ＦＥＴ１１〜１７）について説明する。スイッチ部は、バッテリ１０の放電制御スイッチとして機能するＦＥＴ１１と、バッテリ１０の充電制御スイッチとして機能するＦＥＴ１２を有する。またバッテリ２０の放電制御スイッチとして機能するＦＥＴ１３と、バッテリ２０の充電制御スイッチとして機能するＦＥＴ１４を有する。さらに、バッテリ１０，２０の開閉を切り替えるＦＥＴ１５とＦＥＴ１６と、ＡＣアダプタ２１から生成した直流電力を、直接負荷に供給するためのスイッチとして機能するＦＥＴ１７とで構成する。

また、電流検出部２３は、ＦＥＴ１６及びＦＥＴ１４の接続点から負荷に対して電力を供給する際に、負荷に流れる電流を測定する。例えば、電流検出抵抗の両端電圧を差動増幅して検出電流Ｉｂを得、この検出電流Ｉｂを制御部１００のＡＤＣ１０２に入力して電流値を読み取る。また、ＡＣアダプタ２１からの電流を電流検出部２２で測定して検出電流Ｉａを得て、この検出電流ＩａをＡＤＣ１０２に入力して入力電流値を読み取る。

またバッテリ１０，２０の電圧を測定するため、各バッテリ１０、２０の端子が制御部１００に接続される。検出電圧Ｖａは、バッテリ１０の端子間電圧であり、検出電圧Ｖｂは、バッテリ２０の端子間電圧である。制御部１００のＡＤＣ１０２には、検出電圧Ｖａ，Ｖｂが入力され各バッテリ１０，２０の電圧値を読み取る。

ＡＣアダプタ２１がＡＣプラグに接続された状態では、ＡＣアダプタ２１から所定の直流電圧、例えば６Ｖを出力する。負荷群への直流電力供給源としては、ＡＣアダプタ２１のほかに、バッテリ１０及びバッテリ２０も直流電力供給源となる。

バッテリ１０は、例えばセル電圧２．４Ｖ、内部抵抗０．１Ω、容量０．５Ａｈ、ピーク電流１０Ａである。一方、バッテリ２０は、例えばセル電圧３．６Ｖ、内部抵抗０．２Ω、容量５Ａｈ、ピーク電流１Ａである。

以下、図３を参照して、制御部１００によるＦＥＴ群（１１〜１７）の制御モードについて説明する。

（１）バッテリ１０から放電させる場合：制御部１００はＦＥＴ１１、ＦＥＴ１５、ＦＥＴ１６を駆動（ＯＮ）させ、その他のＦＥＴを停止（ＯＦＦ）するように制御する。バッテリ１０は、ＦＥＴ１１→ＦＥＴ１２のダイオード→ＦＥＴ１５→ＦＥＴ１６を介して負荷側に放電する。

（２）バッテリ２０から放電させる場合：制御部１００はＦＥＴ１３をＯＮさせ、その他のＦＥＴをＯＦＦするように制御する。バッテリ２０は、ＦＥＴ１３→ＦＲＴ１４のダイオードを介して負荷側に放電する。

（３）ＡＣアダプタ２１を使って電力供給する場合：制御部１００はＦＥＴ１６、ＦＥＴ１７をＯＮさせ、その他のＦＥＴをＯＦＦするように制御する。ＡＣアダプタ２１からは、ＦＥＴ１７とＦＥＴ１６を介して負荷群に電力が供給される。

（４）バッテリ１０を急速充電しながらバッテリ２０から放電する場合：制御部１００は、ＦＥＴ１２、ＦＥＴ１３、ＦＥＴ１５、ＦＥＴ１７をＯＮさせ、その他のＦＥＴをＯＦＦするように制御する。バッテリ１０は、ＦＥＴ１７→ＦＥＴ１５→ＦＥＴ１２→ＦＥＴ１１のダイオードを介して充電される。またバッテリ２０は、ＦＥＴ１３→ＦＲＴ１４のダイオードを介して負荷側に放電する。つまり、通常負荷に対しては内部抵抗の大きなバッテリ２０で放電して動作を継続するとともに、内部抵抗の小さなバッテリ１０を急速充電することができる。

（５）バッテリ１０及びバッテリ２０を普通充電しながらＡＣアダプタ２１の出力を負荷に供給する場合：制御部１００は、２つのバッテリ１０及び２０を同時に充電することはできず、ある期間にはバッテリ１０を充電し、別の期間にはバッテリ２０に充電する。バッテリ１０を充電する場合、ＦＥＴ１７、ＦＥＴ１５、ＦＥＴ１２をＯＮするように制御し、ＦＥＴ１１のダイオードを介して充電する。また、バッテリ２０を充電する場合、ＦＥＴ１７、ＦＥＴ１６、ＦＥＴ１４をＯＮするように制御し、ＦＥＴ１３のダイオードを介して充電する。いずれの場合もＦＥＴ１６とＦＥＴ１７はＯＮしてＡＣアダプタ２１の出力を負荷に供給する。

図３のようにＦＥＴ群（１１〜１７）のＯＮ．ＯＦＦを制御することによってバッテリ１０，２０の充放電を適切に切り替え、負荷群のピーク電流に合わせてバッテリ１０，２０を適切に使うことができる。

図４は、バッテリ１０，２０使用時の電流、電圧の特性を示す波形図である。図４（ａ）は、バッテリ１０，２０が負荷に対して電力を供給する際の、電流検出部２３の検出電流Ｉｂの波形を示す。ここでは印字を行う際に、ＡＣアダプタ２１からの電力供給はしない。

図４（ｂ）は、バッテリ２０が負荷に供給する電流波形であり、図４（ｃ）はバッテリ２０の出力電圧Ｖｂを示す。図４（ｄ）はバッテリ１０が負荷に供給する電流波形であり、図４（ｅ）はバッテリ１０の出力電圧Ｖａを示す。

図１の電源装置の動作状態として、「スタート」→「通常負荷」→「印字開始」→「通常負荷＋印字」→「印字終了」→「通常負荷（戻）」がある。ここではバッテリ１０及びバッテリ２０への充電残量は問題ないものとする。

先ずスタート状態で、バッテリ２０から負荷群に電力供給を開始する。スタート後、内部抵抗の大きなバッテリ２０から放電される。スタートから印字開始して、電流検出部２３の測定電流が図４（ａ）の上側放電電流未満にある状態では、負荷群への電力供給をバッテリ２０が担う。このとき、バッテリ２０が出力する電圧はＶｂであり、ここでは平均電圧３．６Ｖが観測される。尚、上側放電電流値は、予め設定した規定値であり、内部抵抗の大きなバッテリ２０から内部抵抗の小さなバッテリ１０への切り替えのためのしきい値である。

バッテリ２０の動作中に、サーマルプリンタに印字コマンドが与えられると、電流検出部２３で測定する電流値が上昇する。そして、制御部１００において上側放電電流を超える電流値が検出される。また、バッテリ２０が出力する電圧Ｖｂが内部抵抗により低下する。

電流検出部２３の測定値が上側放電電流値を超えたことを制御部１００が検出したとき、制御部１００は内部抵抗の大きなバッテリ２０から内部抵抗の小さなバッテリ１０に切り替えるようにＦＥＴ群（１１〜１７）を制御する。即ち、図３において、ＦＥＴ１３のみをＯＮした（２）の状態から、ＦＥＴ１１、ＦＥＴ１５、ＦＥＴ１６をＯＮする（１）の状態にスイッチ状態を切り替える。

スイッチ状態が切り替わった印字状態では、電力供給源はバッテリ１０のみとなる。つまりバッテリ１０は、印字により検出電流Ｉｂが上側放電電流値以上である場合に使われる電源となる。このとき、バッテリ１０が出力する電圧はＶａであり、ここでは平均電圧２．４Ｖの検出電圧Ｖａが制御部１００により観測される。

印字中に電流検出部２３が測定する電流Ｉｂは、図４（ａ）に示すように大きなピーク電流が流れる。ピーク電流は、バッテリ２０が動作している通常負荷電流に比べ、流れる電流が１０倍程度まで高まる。但し、バッテリ１０が動作するのは、印字に伴う極めて限定された時間のみである。

図４（ｅ）は、バッテリ１０の出力電圧を示す。バッテリ１０の動作に伴い通常負荷時よりも大きな電流が流れるが、図４（ｃ）のバッテリ２０の電圧降下に比べると、バッテリ電圧Ｖａの電圧降下は小さい。これは、バッテリ１０の内部抵抗が０．１Ωと小さいため、ピーク電流が流れるような印字状態でも、内部抵抗の影響がバッテリ２０に比べて相対的に小さいからである。

バッテリ１０への電源供給の寸前に、バッテリ２０の電圧降下は相当大きくなっているが、バッテリ１０では内部抵抗が小さく、電圧変動が小さい。したがって、バッテリ２０の急峻な電圧降下を捉えてバッテリ切替えのトリガとすることができ電流検出回路２３の構成を簡素化できる。また、バッテリ２０からバッテリ１０への切替え時、バッテリ１０の電圧は２．４Ｖと元々低いことから、切替え時の電圧の揺れを小さく抑えることができる。

印字が終了すると、電流検出部２３で検出される電流は急速に減少する。ここで、下側放電電流よりも電流値が小さくなったことを検出すると、制御部１００は再びバッテリ２０を使うようにＦＥＴ群（１１〜１７）を制御する。下側放電電流値は、予め設定した規定値であり、内部抵抗の小さなバッテリ１０から内部抵抗の大きなバッテリ２０への切り替えのためのしきい値である。

尚、制御部１００のＲＯＭ１０３には、電源装置の制御プログラムが記憶されている。そして制御プログラムによって呼び出されるデータはデータ領域であるＲＡＭ１０４に記憶される。また内部抵抗の大きなバッテリ２０の電流閾値として上側放電電流値があるが、上側放電電流値はバッテリ２０からバッテリ１０へと駆動バッテリを切り替える時の閾値として設定し、その初期値がＲＯＭ１０３に記憶されるとともに実際にはＲＡＭ１０４も使われる。

バッテリ２０の内部抵抗の大きさの変化（バッテリ使用状況）に応じ、上側放電電流値を可変にすることもできる。内部抵抗の大きさと上側放電電流値との関係は使うバッテリに応じて異なる。同様に下側放電電流値についても可変にして使うことができる。

例えば、電圧Ｖｂと、電圧Ｖｂのときの上側放電電流値との関係を記憶しておき、電圧Ｖｂは一定なのに上側放電電流値よりも小さい電流でバッテリの切り替わりが生じるようなら、その時のバッテリ１０の内部抵抗を測定して内部抵抗と上側放電電流値との関係を補正する。これらの値を可変にすることによって、状況に応じてバッテリを使うことができ、バッテリ１０とバッテリ２０の１回の充電に対する使用時間を合わせる、といった使い方も可能になる。

上記した実施形態の電源装置によれば、内部抵抗が異なるバッテリを２つ用いて、各バッテリを切り替えて放電するという簡単な構成により、大きなピーク電流が流れる負荷に対処することができる。内部抵抗が小さいバッテリは、ピーク電流を流すのに適した電源であり、バッテリ性能に見合う使い方ができる。

したがって、大きなピーク電流に対応させるために、バッテリの本数を増やす必要がない。またバッテリなので、大きなピーク電流が流れても負荷群への電圧を維持でき、キャパシタのように、放電させるときに外部回路からの電力供給を行う必要はない。またキャパシタに比べてエネルギー容量の大きなバッテリを使うので放電時間を長くでき電圧が安定する。また内部抵抗の小さなバッテリ１０は、ピーク電流供給を重視しており、容量は小さくてもよい。容量を小さくできるのでバッテリ１０の体積も小さくでき、バッテリが占める体積を小さくすることができる。またピーク電流が流れても内部抵抗での電力消費による電圧降下が小さいためバッテリ１０の発熱が小さい。

図５は、実施形態の電源装置の動作を示すフローチャートである。尚、図５のフローチャートにおいて、第１のバッテリとは内部抵抗の小さいバッテリ１０に相当し、第２のバッテリとは内部抵抗の大きいバッテリ２０に相当する。

図５の動作Ａ１において、先ず放電可能状態の第２のバッテリがあるかどうか判断する。内部抵抗が大きな第２のバッテリ２０が放電可能な状態にあれば、動作Ａ２においてバッテリ２０から負荷に電力を供給するようにＦＥＴ（１１〜１７）を制御する。この時、アラート用ＬＥＤ２７が点滅状態であれば消灯する。

一方、動作Ａ１の判断がＮＯのときは、動作Ａ３に進み、ＡＣアダプタ２１から負荷群にＡＣ電力を供給する。このとき制御部１００は、印字動作を不可に設定し、アラート用のＬＥＤ２７を点滅にする。また動作Ａ４で第２のバッテリ２０を充電する。

次いで、動作Ａ５では、内部抵抗の小さな第１のバッテリ１０が印字可能な充電量であるかどうか判断する。第１のバッテリ１０が印字可能な充電量にあれば、動作Ａ６において制御部１００は、印字可能に設定する。またアラート用ＬＥＤ２７が点滅状態にある場合これを消灯する。

一方、第１のバッテリ１０が印字可能な充電量でない場合、動作Ａ７にてアラート用ＬＥＤ２７を点滅させ、動作Ａ８で第１のバッテリ１０を急速充電する。即ち、第２のバッテリ２０からの電力を負荷群に供給してアラート用ＬＥＤ２７を点滅させ、第１のバッテリ１０を急速充電する。また動作Ａ９で充電中であることを表示して動作Ａ５に戻る。第１のバッテリ１０はピーク電流１０Ａ、容量０．５Ａｈとすると、１０Ａで充電すれば３分程度で満充電にすることができる。

第２のバッテリ２０が放電可能で、且つ第１のバッテリ１０が印字可能な充電量であれば、動作Ａ１０にて第２バッテリ２０で放電するようにし。動作Ａ１１にて上側放電電流値を超える電流が検出されるまでは第２のバッテリ２０から放電する。

動作Ａ１１にて上側放電電流値を超える電流が検出された場合は、動作Ａ１２において第１のバッテリ１０からの放電に切り替える。この状態で負荷群の印字部３３に電力が供給される。次いで動作Ａ１３にて、下側放電電流値よりも低い電流が検出された場合、動作Ａ１４にて再び第２バッテリ２０からの放電に切り替え、動作Ａ１に戻る。

尚、実施形態では、規定値である上側放電電流値と下側放電電流値とを異なるものとして設定しているが、同じ値に設定することも可能である。

以上説明した実施形態によれば、バッテリを使う電源装置において、ピーク電流の大きな負荷に電力供給する場合でも、供給電圧・放電時間を長くして使い勝手を向上することができる。

尚、本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…第１のバッテリ
２０…第２のバッテリ
１１〜１７…スイッチ素子（ＦＥＴ）
１８…ダイオード
２１…ＡＣアダプタ
２２，２３…電流検出部
２４，２５，２６…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３１，３２，３３，４１，４２，４３…負荷群
２７…アラート用ＬＥＤ
３０…印字装置
３３…印字部
１００…制御部

Claims

内部抵抗が予め設定した第１の抵抗値を有する充放電式の第１の電源と、内部抵抗が前記第１の抵抗値よりも大きい充放電式の第２の電源を含む電力供給部と、
記録媒体にサーマルヘッドで印字する印字部を含む、前記電力供給部から供給される電力によって駆動される負荷群と、
前記負荷群に流れる電流を測定する電流検出部と、
前記電力供給部と前記負荷群との間に配置された複数のスイッチ素子を含むスイッチ部と、
前記電流検出部が測定した電流値に応じて前記複数のスイッチ素子を制御し、負荷電流が規定値よりも大きいときは前記第１の電源から前記負荷群に電力を供給し、負荷電流が前記規定値よりも低いときは前記第２の電源から前記負荷群に電力を供給するように制御する制御部と、
を備える印字装置。
前記第２の電源からの放電出力電圧は、前記第１の電源の放電出力電圧よりも高い請求項１記載の印字装置。
前記制御部は、前記負荷群のうち、動作時の電流がピーク特性をもつ前記印字部を駆動するときに、前記第１の電源から前記負荷群に電力を供給するように前記スイッチ部を制御する請求項１記載の印字装置。
前記電力供給部は、交流電源アダプタを含む第３の電源を備え、
前記制御部は、前記第３の電源によって前記第１の電源を充電し、前記第２の電源からの放電電圧を前記負荷群に供給するように前記スイッチ部を制御するモードを有する請求項１記載の印字装置。