JP6662261B2

JP6662261B2 - 感熱式印刷装置

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Publication number: JP6662261B2
Application number: JP2016187766A
Authority: JP
Inventors: 佑基平松; 真和中野; 亮平村林
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: WO2018061590A1; US10734895B2; US20190222120A1; JP2018057094A

Description

本発明は、電源回路を備えた感熱式印刷装置に関する。

電池駆動が可能な電子機器において、電池の出力電圧から複数の異なる電圧を生成する電源回路が提案されている。特許文献１は、直流−直流変換器、直列電圧調整器、電圧検出器、及び、切換器を備えた電源供給回路を開示する。直流−直流変換器は、電池の出力電圧（以下、「電池電圧」という。）を昇圧し、例えば１２Ｖの電圧（以下、「第１電圧」という。）を生成する。直列電圧調整器は、電池電圧又は第１電圧を降圧し、例えば５Ｖの電圧（以下、「第２電圧」という。）を生成する。電圧検出器は、電池電圧を検出する。切換器は、直列電圧調整器に入力される電圧を、電池電圧又は第１電圧に切り換える。電圧検出器は、電池電圧が所定値よりも大きい場合、直列電圧調整器に入力される電圧が電池電圧となるように切換器を切り換える。一方、電圧検出器は、電池電圧が所定値以下の場合、直列電圧調整器に入力される電圧が第１電圧となるように切換器を切り換える。

特開平６−５４４５７号公報

上記の電源供給回路の場合、瞬時電圧低下の発生時も安定的に第２電圧を生成するため、電圧検出器の所定値を、直列電圧調整器が第２電圧を生成する為に最低限必要な入力電圧よりも高め（例えば６Ｖ）に設定する必要がある。このため、直列電圧調整器において電池電圧から第２電圧を十分生成できる場合でも、電圧検出器は、直列電圧調整器に入力される電圧が第１電圧となるように切換器を切り換える場合がある。この場合、直流−直流変換器によって昇圧された第１電圧が直列電圧調整器によって第２電圧に降圧されるので、電力ロスが大きくなるという問題点がある。

本発明の目的は、電力ロスを抑制しつつ、電池電圧から複数の異なる電圧を生成する電源回路を備えた感熱式印刷装置を提供することである。

本発明に係る感熱式印刷装置は、電源回路、サーマルヘッド、及び解除手段を備えた感熱式印刷装置であって、前記電源回路は、電池の電池電圧を、第１負荷に供給するために第１電圧に昇圧する第１変換器と、前記電池電圧又は前記第１電圧を、第２負荷に供給するために第２電圧に降圧する第２変換器と、前記第１電圧が前記第２変換器に供給されない第１状態と、前記第１電圧が前記第２変換器に供給される第２状態との何れかに切り換え可能な切換器と、前記第１負荷の瞬時変化に伴う負荷電流の変動を検出し、検出された前記変動に基づいて、前記切換器を前記第１状態から前記第２状態に切り換える制御部とを備え、前記第２変換器は、前記切換器が前記第１状態のとき、前記電池電圧を前記第２電圧に降圧し、前記切換器が前記第２状態のとき、前記第１電圧を前記第２電圧に降圧し、前記制御部は、前記電池電圧が供給されるＡＣカップリングと、前記ＡＣカップリングの出力電圧のエッジを検出するエッジ検出回路と、前記切換器を前記第１状態から前記第２状態に切り換えた後、前記第２状態で維持するラッチ回路とを備え、前記サーマルヘッドは、前記電源回路によって供給される前記第１電圧で駆動し、前記解除手段は、前記サーマルヘッドによる印刷の終了後、前記ラッチ回路を解除し、前記切換器を前記第２状態から前記第１状態に切り換えることを特徴とする。

感熱式印刷装置の電源回路は、第１変換器、第２変換器、切換器、及び制御部を備える。第１変換器は、電池の電池電圧を第１電圧に昇圧する。第２変換器は、第１電圧が供給されない場合、電池電圧を第２電圧に降圧し、第１電圧が供給される場合、第１電圧を第２電圧に降圧する。切換器は、第２変換器に第１電圧が供給さない状態（第１状態）と、第１電圧が供給される状態（第２状態）とに切り替え可能である。

上記において、制御部は、第１負荷の負荷電流の変動に基づいて、切換器を第１状態から第２状態に切り替える。この場合、電池電圧のレベルに基づいて切換器を第１状態から第２状態に切り換える従来の方法と比べて、切換器の切り替えタイミングを、電池電圧がより低いレベルに低下するまで遅らせることができる。このため、電源回路では、電池電圧が従来と比べて低くなるまで、第２変換器が電池電圧を第２電圧に降圧する動作が継続することになる。従って、電源回路は、第２変換器が第１電圧を第２電圧に降圧するときに発生する電力ロスを抑制できる。

又、制御部は、ＡＣカップリングに電池電圧が供給されることに応じて出力される出力電圧のエッジを、エッジ検出回路によって検出する。制御部は、エッジ検出回路によって検出されたエッジに基づいて、切換器を第１状態から第２状態に切り換える。これによって、電源回路は、負荷電流の瞬時変動を検出し、切換器を第１状態から第２状態に切り換えることができる。
又、制御部は、ＡＣカップリングに電池電圧が供給された時の出力電圧からエッジが検出された場合、切換器を第１状態から第２状態に切り換えた後、第２状態で維持できる。これによって、電源回路は、第２変換器において第１電圧から第２電圧が生成される状態を維持できる。
又、感熱式印刷装置は、サーマルヘッドに流れる電流が、サーマルヘッドの駆動時に変動した場合、この変動を電源回路によって検出できる。又、感熱式印刷装置は、検出された変動に基づいて、電源回路の切換器を第１状態から第２状態に切り換えることができる。更に、感熱式印刷装置は、印刷が終了することによってサーマルヘッドに流れる電流が減少した場合、電源回路によって切換器を第２状態から第１状態に戻すことができる。この場合、第２変換器は、電池電圧から第２電圧を生成することになるので、第２変換器が第２電圧を生成するときに発生する電力ロスを抑制できる。

本発明において、前記ＡＣカップリングは、ハイパスフィルタ回路により構成されてもよい。この場合、制御部は、ハイパスフィルタに電池電圧が供給されることに応じて出力される出力電圧の高周波成分を、エッジ検出回路によって検出できる。

印刷装置１（第２カバー１２が閉じた状態）の斜視図である。印刷装置１（第２カバー１２が開いた状態）の斜視図である。電源回路３０のブロック図である。電源回路３０の動作を示すフローチャートである。スイッチ素子３４が第１状態の場合において、第２負荷４２に第２電圧Ｖ２が供給される様子を示す図である。スイッチ素子３４が第２状態の場合において、第２負荷４２に第２電圧Ｖ２が供給される様子を示す図である。ＣＰＵ４２１の処理を示すフローチャートである。

＜印刷装置１の概要＞
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示すように、印刷装置１は、印刷媒体（感熱紙）に印刷を行うことが可能な感熱式の印刷装置である。印刷装置１は、電池３１（図２参照）による駆動が可能である。例えば印刷装置１は、非図示のベルトクリップを介してベルトに装着されることによって、作業中の使用者に携帯されて使用される。図１の右下側、左上側、右上側、左下側、上側、及び下側を、それぞれ、印刷装置１の右側、左側、後側、前側、上側、及び下側と定義する。

印刷装置１は筐体１０を備える。筐体１０は、前後方向に長い直方体状である。筐体１０は、第１カバー１１及び第２カバー１２を有する。第１カバー１１は、筐体１０の前側、後側、右側、左側、下側、及び、上側のうち前後方向略中央から前側の各壁部を構成する。第２カバー１２は、筐体１０の上側のうち前後方向略中央から後側の壁部を構成する。第２カバー１２は、第１カバー１１の後側の壁部の上端部に、回転可能に支持される。

図２に示すように、筐体１０で囲まれた空間のうち第１カバー１１の上側の壁部１１Ａ（図１参照）の下側に、第１収容部１０Ａが形成される。第１収容部１０Ａには、複数の制御基板３、及び、サーマルヘッド４１１（図３参照）が収容される。制御基板３は、第１収容部１０Ａの略中央に保持される。制御基板３には、電源回路３０（図３参照）、ＣＰＵ４２１（図３参照）、通信モジュール等が実装される。サーマルヘッド４１１は、第１収容部１０Ａの後端部、言い換えれば、筐体１０で囲まれた空間の前後方向略中央に設けられた支持部１１１の後面に保持される。支持部１１１は、第１収容部１０Ａと、後述する第３収容部１０Ｃとを仕切る。

筐体１０で囲まれた空間のうち、第１カバー１１の右側の壁部１１Ｂの前端部に設けられた貫通穴１１２の左側に、第２収容部１０Ｂが形成される。第２収容部１０Ｂには、電池３１が着脱可能に装着される。電池３１は２次電池である。以下、電池３１の出力電圧を「電池電圧」といい、Ｖｂと表記する。例えば電池電圧Ｖｂは、電池３１が十分充電された状態で４．０Ｖである。電池電圧Ｖｂは、放電することに応じて低下する。例えば電池電圧Ｖｂは、放電により２．７Ｖまで低下する。又、電池３１は内部抵抗を有している（図３参照）ので、電池３１から供給される電流が増大することに応じ、電池電圧Ｖｂは低下する。

筐体１０で囲まれた空間のうち、第１収容部１０Ａの後側、言い換えれば、第１収容部１０Ａ内の支持部１１１の後側に、第３収容部１０Ｃが形成される。第３収容部１０Ｃには、印刷媒体が巻回されたロール５が収容される。第３収容部１０Ｃは、第１カバー１１に設けられた開口部１１３によって上側が開口する。第２カバー１２は、回転に応じて開口部１１３を開閉可能である。第２カバー１２のうち、第１カバー１１に支持された側と反対側に、プラテン２１が回転可能に支持される。

図１に示すように、第２カバー１２が開口部１１３を閉じた状態（以下、「閉塞状態」という。）で、第１カバー１１の壁部１１Ａの後端部と第２カバー１２の前端部との間に、排出口２０が形成される。閉塞状態において、サーマルヘッド４１１（図３参照）とプラテン２１（図２参照）とは、排出口２０の下側で前後方向に対向する。プラテン２１は、ロール５（図２参照）から繰り出された印刷媒体がサーマルヘッド４１１との間に配置された場合、サーマルヘッド４１１に向けて印刷媒体を前側に押し付ける。又、プラテン２１は、サーマルヘッド４１１に向けて印刷媒体を押し付けた状態で回転することによって、排出口２０に向けて印刷媒体を搬送する。サーマルヘッド４１１による印刷が行われた印刷媒体は、排出口２０を介して外部に排出される。

＜電源回路３０＞
図３を参照し、電源回路３０について説明する。電源回路３０は、昇圧レギュレータ３２、降圧レギュレータ３３、スイッチ素子３４、制御部３５、及び、論理和（ＯＲ）回路３６を有する。

昇圧レギュレータ３２は、電池３１の電池電圧Ｖｂを第１電圧に昇圧する。以下、第１電圧をＶ１と表記する。第１電圧Ｖ１は、例えば７．５Ｖである。第１電圧Ｖ１は、電池電圧Ｖｂよりも大きい。第１電圧Ｖ１は、第１負荷４１を駆動するために第１負荷４１に供給される。第１負荷４１には、第１電圧Ｖ１で駆動可能なデバイスが含まれる。本実施形態では、第１負荷４１には、サーマルヘッド４１１が少なくとも含まれる。サーマルヘッド４１１は、昇圧レギュレータ３２から供給される第１電圧Ｖ１によって駆動される。昇圧レギュレータ３２の入力端子３２Ａは、電池３１に接続する。昇圧レギュレータ３２の出力端子３２Ｂは、第１負荷４１に接続する。

降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂ又は第１電圧Ｖ１を、第２電圧に降圧する。以下、第２電圧をＶ２と表記する。第２電圧Ｖ２は、例えば３．３Ｖである。第２電圧Ｖ２は、十分充電された状態の電池電圧Ｖｂ（例えば４．０Ｖ）よりも小さいが、放電により低下した電池電圧Ｖｂ（例えば２．７Ｖ）よりも大きくなる場合がある。第２電圧Ｖ２は、第２負荷４２を駆動するために第２負荷４２に供給される。第２負荷４２には、第２電圧Ｖ２で駆動可能なデバイスが含まれる。本実施形態では、第２負荷４２には、ＣＰＵ４２１が少なくとも含まれる。降圧レギュレータ３３の入力端子３３Ａは、論理和回路３６の出力端子３６Ｃに接続する。降圧レギュレータ３３の出力端子３３Ｂは、第２負荷４２に接続する。

降圧レギュレータ３３は、入力端子３３Ａの電圧が第２電圧Ｖ２よりも小さい場合、第２電圧Ｖ２を生成することはできない。このため、降圧レギュレータ３３によって第２電圧Ｖ２を第２負荷４２に安定的に供給するためには、降圧レギュレータ３３の入力端子３３Ａの電圧を第２電圧Ｖ２以上の状態とする必要がある。

スイッチ素子３４は、一方側の端子３４Ａと他方側の端子３４Ｂとの間が導通しない状態（以下、「第１状態」という。）と、端子３４Ａ、３４Ｂ間が導通した状態（以下、「第２状態」という。）とを、制御端子３４Ｃに入力される信号に応じて切り換える。具体的には、スイッチ素子３４は、制御端子３４Ｃにディセーブル信号（例えばＬｏｗ信号）が入力された場合に第１状態となり、端子３４Ａ、３４Ｂ間を導通しない状態とする。スイッチ素子３４は、制御端子３４Ｃにイネーブル信号（例えばＨｉ信号）が入力された場合に第２状態となり、端子３４Ａ、３４Ｂ間を導通した状態とする。

スイッチ素子３４の端子３４Ａは、昇圧レギュレータ３２の出力端子３２Ｂに接続する。スイッチ素子３４の端子３４Ｂは、論理和回路３６の一方側の入力端子３６Ａに接続する。スイッチ素子３４の制御端子３４Ｃは、制御部３５の出力端子３５Ｂに接続する。スイッチ素子３４が第１状態の場合、第１電圧Ｖ１は、論理和回路３６を介して降圧レギュレータ３３に供給されない。スイッチ素子３４が第２状態の場合、第１電圧Ｖ１は、論理和回路３６を介して降圧レギュレータ３３に供給される。

論理和回路３６は、一方側の入力端子３６Ａ又は他方側の入力端子３６Ｂの電圧を、出力端子３６Ｃから出力する。論理和回路３６の入力端子３６Ａは、スイッチ素子３４の端子３４Ｂに接続する。論理和回路３６の入力端子３６Ｂは、電池３１に接続する。例えば、スイッチ素子３４が第１状態の場合、論理和回路３６の入力端子３６Ａは０Ｖとなり、論理和回路３６の入力端子３６Ｂは電池電圧Ｖｂとなる。この場合、論理和回路３６は、入力端子３６Ｂの電池電圧Ｖｂを出力端子３６Ｃから出力する。一方、スイッチ素子３４が第２状態の場合、論理和回路３６の入力端子３６Ａは第１電圧Ｖ１となり、論理和回路３６の入力端子３６Ｂは電池電圧Ｖｂとなる。この場合、論理和回路３６は、入力端子３６Ａの第１電圧Ｖ１を出力端子３６Ｃから出力する。このように、論理和回路３６は、入力端子３６Ａ、３６Ｂのそれぞれの電圧のうち大きい方の電圧を、出力端子３６Ｃから出力する。

制御部３５は、入力端子３５Ａの電圧の状態に応じて、出力端子３５Ｂに信号を出力する。制御部３５の入力端子３５Ａは、電池３１に接続する。制御部３５の出力端子３５Ｂは、スイッチ素子３４の制御端子３４Ｃに接続する。制御部３５の制御端子３５Ｃは、第２負荷４２に含まれるＣＰＵ４２１に接続する。

制御部３５は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）回路３５１、エッジ検出回路３５２、及び、ラッチ回路３５３を少なくとも備える。ＨＰＦ回路３５１は、入力端子３５Ａの電池電圧Ｖｂの経時変化を示す信号のうち、所定のカットオフ周波数よりも高い周波数成分を通過させ、カットオフ周波数よりも低い周波数成分を遮断する。ＨＰＦ回路３５１は、抵抗とコンデンサによって構成される周知のアナログフィルタ回路である。ＨＰＦ回路３５１は、ＡＣカップリングにより、入力端子３５Ａと、後述のエッジ検出回路３５２とを連結する。エッジ検出回路３５２は、ＨＰＦ回路３５１の出力電圧のエッジを検出する。エッジ検出回路３５２は、リレー、抵抗、コンデンサ、ダイオード等によって構成される周知のエッジ検出回路である。

制御部３５は、エッジ検出回路３５２によって検出されたエッジの電圧（以下、単に「エッジの電圧」という。）が所定閾値（以下、Ｔｈと表記する。）以上の場合、出力端子３５Ｂにイネーブル信号を出力する。制御部３５は、エッジ検出回路３５２によって検出されたエッジの電圧が所定閾値Ｔｈよりも小さい場合、出力端子３５Ｂにディセーブル信号を出力する。ラッチ回路３５３は、出力端子３５Ｂからイネーブル信号が出力された場合、ラッチする。ラッチ回路３５３は、出力端子３５Ｂからイネーブル信号が出力された状態を維持する。ラッチ回路３５３は、制御端子３５Ｃに入力される解除信号に応じて、ラッチを解除することが可能である。

なお、制御部３５の出力端子３５Ｂからディセーブル信号が出力された場合、スイッチ素子３４は第１状態となる。一方、出力端子３５Ｂからイネーブル信号が出力された場合、スイッチ素子３４は第２状態となる。このため例えば、エッジ検出回路３５２において検出されたエッジの電圧が所定閾値Ｔｈよりも小さい場合、スイッチ素子３４は第１状態となる。エッジ検出回路３５２において検出されたエッジの電圧が所定閾値Ｔｈ以上の場合、スイッチ素子３４は第１状態から第２状態に切り換わる。この場合、ラッチ回路３５３がラッチすることによって、スイッチ素子３４は第２状態で維持される。又、この状態でＣＰＵ４２１から制御端子３５Ｃに解除信号が出力された場合、ラッチ回路３５３のラッチは解除される。これによって、スイッチ素子３４は第１状態から第２状態に戻る。

＜電源回路３０の動作＞
印刷装置１に電池３１が装着された場合、電源回路３０の昇圧レギュレータ３２は、電池電圧Ｖｂを昇圧して第１電圧Ｖ１を生成する。生成された第１電圧Ｖ１は、第１負荷４１に供給される。これによって、第１負荷４１に含まれるサーマルヘッド４１１等のデバイスが駆動可能な状態となる。又、制御部３５は、出力端子３５Ｂからディセーブル信号を出力する。スイッチ素子３４は、制御端子３４Ｃにディセーブル信号が入力されることに応じて第１状態となる。スイッチ素子３４の端子３４Ａ、３４Ｂ間は導通しない状態となり、論理和回路３６の入力端子３６Ａは０Ｖとなる。一方、論理和回路３６の入力端子３６Ｂは、電池３１が装着されることに応じて電池電圧Ｖｂとなる。この場合、論理和回路３６は、入力端子３６Ｂの電池電圧Ｖｂを出力端子３６Ｃから出力する。降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂを降圧して第２電圧Ｖ２を生成する。生成された第２電圧Ｖ２は、第２負荷４２に供給される。これによって、第２負荷４２に含まれるＣＰＵ４２１等のデバイスが駆動可能な状態となる。

上記の状態で、印刷処理が開始される場合の電源回路３０の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。印刷処理時、サーマルヘッド４１１が加熱するタイミングで負荷は増加する。このため、第１負荷４１の負荷電流は瞬時的に増加する。第１負荷４１の負荷電流が、サーマルヘッド４１１の加熱により瞬時的に増加した場合、電池電圧Ｖｂは瞬時的に低下（瞬低）する。

電源回路３０の制御部３５の入力端子３５Ａには、電池電圧Ｖｂの瞬低を示す急峻な立下り信号が入力される。電池電圧Ｖｂの瞬低を示す立下り信号は、ＨＰＦ回路３５１のカットオフ周波数よりも高い周波数成分を有する。このためＨＰＦ回路３５１は、電池電圧Ｖｂの瞬低を示す立下り信号を通過させる。エッジ検出回路３５２は、ＨＰＦ回路３５１の出力電圧に基づき、電池電圧Ｖｂの瞬低を示す立下り信号のエッジを検出する（Ｓ１１）。

制御部３５は、エッジ検出回路３５２によって検出されたエッジの電圧が、所定閾値Ｔｈ以上か否かを判定する（Ｓ１３）。エッジの電圧が所定閾値Ｔｈより小さい場合、電池電圧Ｖｂは常に第２電圧Ｖ２よりも大きくなる可能性が高い。この場合、降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２を安定的に生成できる。このため制御部３５は、エッジの電圧が所定閾値Ｔｈより小さい場合（Ｓ１３：ＮＯ）、降圧レギュレータ３３において電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２が生成されるように、出力端子３５Ｂからディセーブル信号を出力する（Ｓ１９）。

スイッチ素子３４は、制御端子３４Ｃにディセーブル信号が入力されたことに応じ、第１状態となる（Ｓ１９）。スイッチ素子３４の端子３４Ａ、３４Ｂは導通しない状態になる。図５に示すように、論理和回路３６は、入力端子３６Ｂの電池電圧Ｖｂを出力端子３６Ｃから出力する。降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂを降圧して第２電圧Ｖ２を生成する。制御部３５は、エッジ検出回路３５２によって検出されたエッジの電圧を継続して監視する。これによって、エッジの電圧が所定閾値Ｔｈよりも小さい間、降圧レギュレータ３３が電池電圧Ｖｂを降圧して第２電圧Ｖ２を生成する状態が維持される。

一方、エッジの電圧が所定閾値Ｔｈ以上の場合、電池電圧Ｖｂが第２電圧Ｖ２よりも小さくなる可能性が高い。この場合、降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２を安定的に生成できなくなる。このため制御部３５は、図４に示すように、エッジの電圧が所定閾値Ｔｈ以上の場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、降圧レギュレータ３３において第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２が生成されるように、出力端子３５Ｂからイネーブル信号を出力する（Ｓ１５）。

スイッチ素子３４は、制御端子３４Ｃにイネーブル信号が入力されたことに応じ、第２状態となる（Ｓ１５）。スイッチ素子３４の端子３４Ａ、３４Ｂは導通した状態になる。図６に示すように、論理和回路３６の入力端子３６Ａは第１電圧Ｖ１となる。論理和回路３６は、入力端子３６Ａの第１電圧Ｖ１を出力端子３６Ｃから出力する。降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２を生成する状態から、第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２を生成する状態に切り換わる。

図４に示すように、制御部３５の出力端子３５Ｂからイネーブル信号が出力された後、ラッチ回路３５３はラッチする（Ｓ１７）。出力端子３５Ｂからイネーブル信号が出力された状態は維持される。スイッチ素子３４は第２状態で維持される。降圧レギュレータ３３は、第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２を生成する状態で維持される。

印刷処理が終了した場合におけるＣＰＵ４２１の処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。ＣＰＵ４２１は、印刷処理の開始後、印刷処理が終了したか否かを判定する（Ｓ２１）。ＣＰＵ４２１は、印刷処理が終了していないと判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理をＳ２１に戻す。即ち、ＣＰＵ４２１は、印刷処理の終了を継続して監視する。ＣＰＵ４２１は、印刷処理が終了したと判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、処理をＳ２３に進める。この場合、サーマルヘッド４１１の加熱も停止されるので、第１負荷４１の負荷電流は減少し、電池電圧Ｖｂは上昇する可能性が高い。このため、ＣＰＵ４２１は、降圧レギュレータ３３において電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２が生成されるように、制御部３５のラッチ回路３５３の制御端子３５Ｃに解除信号を出力する（Ｓ２３）。ＣＰＵ４２１は処理を終了する。

ラッチ回路３５３は、制御端子３５Ｃに入力される解除信号に応じて、ラッチを解除する。ラッチ回路３５３のラッチが解除されたことに応じ、出力端子３５Ｂから出力する信号は、イネーブル信号からディセーブル信号に切り換わる。スイッチ素子３４は、制御端子３４Ｃにディセーブル信号が入力されることに応じ、第２状態から第１状態に切り換わる。スイッチ素子３４の端子３４Ａ、３４Ｂ間は導通しない状態となり、論理和回路３６の入力端子３６Ａは０Ｖとなる。この場合、論理和回路３６は、入力端子３６Ｂの電池電圧Ｖｂを出力端子３６Ｃから出力する。降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂを降圧して第２電圧Ｖ２を生成する（図５参照）。

＜本実施形態の主たる作用、効果＞
以上説明したように、電源回路３０において、昇圧レギュレータ３２は、電池３１の電池電圧Ｖｂを第１電圧Ｖ１に昇圧する。降圧レギュレータ３３は、第１電圧Ｖ１が供給されない場合、電池電圧Ｖｂを第２電圧Ｖ２に降圧し、第１電圧Ｖ１が供給される場合、第１電圧Ｖ１を第２電圧Ｖ２に降圧する。スイッチ素子３４は、降圧レギュレータ３３に第１電圧Ｖ１が供給さない状態（第１状態）と、第１電圧Ｖ１が供給される状態（第２状態）とに切り替え可能である。制御部３５は、第１負荷４１の負荷電流の変動に応じた電池電圧Ｖｂの変動に基づいて、スイッチ素子３４を第１状態から第２状態に切り替える（Ｓ１５）。

これに対し、従来の方法では、電圧検出器が検出した電池電圧が所定値以下になった場合、直列電圧調整器（降圧レギュレータ３３に相当）に入力される電圧を、電池電圧（電池電圧Ｖｂに相当）から第１電圧（第１電圧Ｖ１に相当）となるように切換器（スイッチ素子３４に相当）を切り換える。しかしこの方法では、負荷電流の変動による電圧降下分を考慮して、前記所定値をマージンを含めた高めの値に設定する必要がある。

一方、本実施形態において、電源回路３０は、第１負荷４１の負荷電流の変動に応じた電池電圧Ｖｂの変動を、ＨＰＦ回路３５１、及び、エッジ検出回路３５２によって検出する。制御部３５は、エッジ検出回路３５２によって検出されたエッジの電圧が所定閾値Ｔｈ以上の場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、スイッチ素子３４を第１状態から第２状態に切り換える（Ｓ１５）。ここで例えば、第１負荷４１の負荷電流が瞬低した場合、電池電圧Ｖｂの経字変化を示す信号は高周波成分を含む。このため制御部３５は、負荷電流の瞬低をＨＰＦ回路３５１及びエッジ検出回路３５２によって確実に検出し、エッジの電圧を所定閾値Ｔｈと比較することによって、スイッチ素子３４を第１状態から第２状態に切り換えるタイミングを判断できる。

この場合、スイッチ素子３４の切り替えタイミングを、電池電圧Ｖｂがより低いレベルに低下するまで遅らせることができる。つまり、電源回路３０では、電池電圧Ｖｂが従来と比べて低くなるまで、降圧レギュレータ３３が電池電圧Ｖｂを第２電圧Ｖ２に降圧する動作が継続することになる。

なお、降圧レギュレータ３３が第２電圧を生成するときの電力ロスは、降圧レギュレータ３３の入力端子３３Ａと出力端子３３Ｂとの間の電圧差が大きい程大きくなる。このため電力ロスは、降圧レギュレータ３３が第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２を生成する場合の方が、電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２を生成する場合よりも大きくなる。従って、電源回路３０は、降圧レギュレータ３３が電池電圧Ｖｂを第２電圧Ｖ２に降圧する動作をより長く継続させることによって、降圧レギュレータ３３が第１電圧Ｖ１を第２電圧Ｖ２に降圧するときに発生する電力ロスを抑制できる。

制御部３５は、ＨＰＦ回路３５１に電池電圧Ｖｂが供給されることに応じて出力される出力電圧のエッジを、エッジ検出回路３５２によって検出する（Ｓ１１）。このため電源回路３０は、負荷電流の瞬低に応じた電池電圧Ｖｂの変動の高周波成分を、ＨＰＦ回路３５１及びエッジ検出回路３５２によって適切に検出し、スイッチ素子３４を第１状態から第２状態に切り換えることができる。

印刷処理が開始された場合、第１負荷４１のサーマルヘッド４１１は繰り返し加熱することになるので、第１負荷４１の負荷電流は継続して増加し、電池電圧Ｖｂは低下する。これに対し、制御部３５のラッチ回路３５３は、制御部３５の出力端子３５Ｂからイネーブル信号が出力された場合にラッチする（Ｓ１７）。このため、出力端子３５Ｂからイネーブル信号が出力された状態は、ラッチ回路３５３によって維持される。従って、スイッチ素子３４は、第１状態から第２状態に切り換わった後、第２状態を維持する。これによって、降圧レギュレータ３３において第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２が生成される状態は維持される。従って、電源回路３０は、印刷処理の開始によってサーマルヘッド４１１が加熱され、負荷電流が増加することによって電池電圧Ｖｂが継続して低下する場合でも、降圧レギュレータ３３によって第２電圧Ｖ２を第２負荷４２に安定的に供給できる。

印刷処理が終了した場合、サーマルヘッド４１１の加熱も停止されるので、第１負荷４１の負荷電流は減少し、電池電圧Ｖｂは上昇する可能性が高い。このためＣＰＵ４２１は、印刷処理が終了した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部３５の制御端子３５Ｃに解除信号を出力する（Ｓ２３）。これによって、ラッチ回路３５３のラッチは解除され、出力端子３５Ｂから出力される信号は、イネーブル信号からディセーブル信号に切り替わる。この場合、スイッチ素子３４は第２状態から第１状態に切り換わるので、降圧レギュレータ３３は、電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２を生成する。従って、電源回路３０は、印刷の終了によって電池電圧Ｖｂが上昇した場合、降圧レギュレータ３３において電池電圧Ｖｂから第２電圧Ｖ２が生成される状態とすることによって、降圧レギュレータ３３が第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２を生成するときに発生する電力ロスを抑制できる。

＜変形例＞
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。上記実施形態において、電源回路３０は、スイッチ素子３４及び論理和回路３６の代わりに、スイッチ素子３４と論理和回路３６とを一体化したスイッチ回路を有してもよい。この場合、スイッチ回路は、制御部３５から出力されるディセーブル信号が入力された場合、電池３１と降圧レギュレータ３３の入力端子３３Ａとを導通状態とし、昇圧レギュレータ３２の出力端子３２Ｂと降圧レギュレータ３３の入力端子３３Ａとを非導通状態としてもよい。一方、スイッチ回路は、制御部３５から出力されるイネーブル信号が入力された場合、昇圧レギュレータ３２の出力端子３２Ｂと降圧レギュレータ３３の入力端子３３Ａとを導通状態とし、電池３１と降圧レギュレータ３３の入力端子３３Ａとを非導通状態としてもよい。

ＨＰＦ回路３５１は、抵抗とコンデンサによって構成されるアナログフィルタ回路に限定されず、オペアンプを用いたフィルタ回路でもよいし、デジタルフィルタ回路でもよい。電源回路３０は、ＨＰＦ回路３５１の代わりに、ＡＣカップリングとして機能するコンデンサのみが、入力端子３５Ａとエッジ検出回路３５２との間に直列に挿入されていてもよい。エッジ検出回路３５２は、リレー、コンデンサ、ダイオードによって構成される場合に限定されない。例えば、エッジ検出回路３５２は、ＨＰＦ回路３５１の出力電圧をサンプリングしてデジタル変換し、得られるデジタルデータを解析することによって、エッジを検出してもよい。制御部３５は、ラッチ回路の機能をＣＰＵによって実現してもよい。例えば、ＣＰＵは、制御部３５の出力端子３５Ｂから出力する信号を、エッジ検出回路３５２から出力される信号に応じて、イネーブル信号又はディセーブル信号に切り換えてもよい。

電源回路３０は、感熱式の印刷装置１に組み込まれる場合に限定されず、他の印刷方式で駆動する印刷装置に組み込まれて使用されてもよい。この場合、印刷装置１はサーマルヘッド４１１を有していなくてもよい。又、電源回路３０は、印刷装置１に適用される場合に限定されず、他の様々な電子機器に組み込まれて使用されてもよい。

ＣＰＵ４２１は、印刷処理が終了したと判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部３５のラッチ回路３５３の制御端子３５Ｃに解除信号を出力せず、ラッチ回路３５３のラッチを解除しなくてもよい。即ち、電源回路３０のスイッチ素子３４は、第１状態から第２状態に切り換えられた場合（Ｓ１５）、電池３１が交換されるまで第２状態を維持してもよい。

＜その他＞
昇圧レギュレータ３２は、本発明の「第１変換器」の一例である。降圧レギュレータ３３は、本発明の「第２変換器」の一例である。スイッチ素子３４は、本発明の「切換器」の一例である。Ｓ２３の処理を行うＣＰＵ４２１は、本発明の「解除手段」の一例である。

１：印刷装置
３０：電源回路
３１：電池
３２：昇圧レギュレータ
３３：降圧レギュレータ
３４：スイッチ素子
３５：制御部
４１：第１負荷
４２：第２負荷
３５１：ＨＰＦ回路
３５２：エッジ検出回路
３５３：ラッチ回路
４１１：サーマルヘッド
４２１：ＣＰＵ

Claims

電源回路、サーマルヘッド、及び解除手段を備えた感熱式印刷装置であって、
前記電源回路は、
電池の電池電圧を、第１負荷に供給するために第１電圧に昇圧する第１変換器と、
前記電池電圧又は前記第１電圧を、第２負荷に供給するために第２電圧に降圧する第２変換器と、
前記第１電圧が前記第２変換器に供給されない第１状態と、前記第１電圧が前記第２変換器に供給される第２状態との何れかに切り換え可能な切換器と、
前記第１負荷の瞬時変化に伴う負荷電流の変動を検出し、検出された前記変動に基づいて、前記切換器を前記第１状態から前記第２状態に切り換える制御部と
を備え、
前記第２変換器は、
前記切換器が前記第１状態のとき、前記電池電圧を前記第２電圧に降圧し、前記切換器が前記第２状態のとき、前記第１電圧を前記第２電圧に降圧し、
前記制御部は、
前記電池電圧が供給されるＡＣカップリングと、
前記ＡＣカップリングの出力電圧のエッジを検出するエッジ検出回路と、
前記切換器を前記第１状態から前記第２状態に切り換えた後、前記第２状態で維持するラッチ回路と
を備え、
前記サーマルヘッドは、
前記電源回路によって供給される前記第１電圧で駆動し、
前記解除手段は、
前記サーマルヘッドによる印刷の終了後、前記ラッチ回路を解除し、前記切換器を前記第２状態から前記第１状態に切り換えることを特徴とする感熱式印刷装置。
前記ＡＣカップリングは、ハイパスフィルタ回路により構成されたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式印刷装置。