JP2006326935A - プリンタの保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動系の電源電圧と制御系の電源電圧とを必要とするプリンタにおいて、電源回路から出力される電源電圧に異常が発生した場合であっても、プリンタの誤動作や破損が生じないようにする。
【解決手段】 電源回路１２１から出力される駆動系への供給電圧Ｖ_ＰＰ１および制御系ロジック回路への供給電圧Ｖ_ＣＣ１の電圧をＣＰＵ１０２によって同時に監視する。これにより、Ｖ_ＣＣ１のみに異常が発生した場合に対応することができる。また、ＣＰＵ１０２の電源電圧Ｖ_ＤＤ（３．３Ｖ）を、Ｖ_ＣＣ１（５Ｖ）を利用してレギュレータ１１４によって生成する。これにより、Ｖ_ＣＣ１の電圧が低下した場合におけるＣＰＵ１０２の動作マージンを確保することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンタの電源電圧の異常を検出し、機器の誤動作や破損を防ぐ技術に関する。

例えば、プリンタ機器において、電源回路の出力電圧を監視し、電圧値に異常が発生した場合に電源回路からの電力供給を制限し、装置の誤動作や破損を防止する保護回路が知られている。この技術に関しては、例えば特許文献１および２に記載されている。

これらの特許文献に記載されているような保護回路は、モータの電源電圧に代表される駆動系電圧の異常を監視するものであった。

また特許文献１には、異常電圧を検出し、さらに保護回路の動作を制御するコントロール部をロジック電圧（制御系のロジック回路の電源電圧）で駆動するのではなく、常に駆動可能な補助電源によって駆動する旨が記載されている。

特開昭６１−２４８７７２号公報（第３頁左上欄、第１３〜１５行） 実開平３−４７１５１号公報

しかしながら、電源回路の異常にも色々な場合があり、駆動系電圧は正常であるのに、機器の破損や誤動作に至るようなこともあり得る。例えば、駆動系の電源電圧が正常である場合に、制御系のロジック回路の電源電圧に異常が発生すると、ロジック回路の破損や誤動作が発生し、制御系の機能が損なわれる可能性がある。

また、何らかの理由により電源回路の出力電圧が低下した場合に、その電圧低下を検出する検出回路を駆動する電源電圧も同時に低下してしまい、その機能が正常に働かなくなる場合がある。この場合、異常電圧の発生を検出すること自体が正確に行えなくなり、プリンタ機器の誤動作や破壊を防止するための機能そのものが働かなくなる。

なお、特許文献１には、保護回路の動作を制御するコントロール部を、ロジック電圧（制御系のロジック回路の電源電圧）によって駆動するのではなく、常に駆動可能な補助電源によって駆動する旨が記載されている。しかしながら、この補助電源をどのようにして用意するのかについては記載されていない。

本発明は、駆動系の電源電圧と制御系の電源電圧とを必要とするプリンタにおいて、制御系の電源電圧に異常が発生した場合であっても、プリンタの誤動作や破損が生じないようにする技術を提供することを目的とする。

また本発明は、電源回路の出力電圧が低下した場合に、電源電圧を監視し、保護動作を行う手段の機能がその影響によって損なわれない技術を提供することを目的とする。

本発明は、プリンタの保護装置であって、プリンタの駆動系回路に供給される駆動系電源電圧と、前記プリンタの制御系回路に供給される制御系電源電圧とを出力する電源回路と、前記駆動系電源電圧および前記制御系電源電圧の異常を監視する監視手段と、前記監視手段により、前記駆動系電源電圧および前記制御系電源電圧のうちの少なくとも一方の異常を検出した場合、前記電源回路からの前記駆動系電源電圧の供給を遮断する遮断回路とを備えることを特徴とする。

上記の発明によれば、モータ等の電源電圧となる駆動系電源電圧と、このモータの動作を制御するロジック回路の電源電圧であるロジック回路電源電圧とが共に監視される。これにより、（１）駆動系電源電圧のみに異常が生じた場合、（２）ロジック回路電源電圧のみに異常が生じた場合、（３）駆動系電源電圧とロジック回路電源電圧の両方に異常が生じた場合に対応することができる。

特に（２）の場合に対応できるので、駆動系電源電圧が正常で、ロジック回路電源電圧に異常が生じた場合における機器の誤動作や破損を防止することができる。また、異常電圧の発生時に、モータ等の電源電圧となる駆動系電源電圧を遮断するので、モータ等の焼損や発火といった危険を回避することができる。

本発明において、駆動系電源電圧または制御系電源電圧から、前記制御系電源電圧より低い電圧を生成する定電圧回路をさらに備え、監視手段は、前記定電圧回路により生成される電圧によって動作する構成とすることは好ましい。

この態様によれば、 駆動系電源電圧またはロジック回路電源電圧の値が低下しても、監視手段の動作を正常に行わせることができるマージンが確保される。このため、電源回路からの出力電圧の低下に伴う保護処理機能の機能不全をある程度の電圧降下の範囲で防ぐことができる。

本発明において、監視手段は、プリンタとホストコンピュータとの間の通信制御機能を備え、遮断回路により、電源回路からの駆動系電源電圧の供給が遮断された場合、前記通信制御機能によって前記ホストコンピュータに、電源回路からの駆動系電源電圧の供給が遮断されたことを示す情報を送信する構成とすることは好ましい。

この態様によれば、何らかの理由により電源回路からの出力電圧の低下が発生しても、あるレベルまではプリンタ機器を制御するホストコンピュータとの間の通信機能が損なわれない。このため、駆動系電源電圧またはロジック回路電源電圧の値が低下した場合に、ホストコンピュータを操作しての再起動処理や適当な処理の実行（例えば予定していた印刷動作のキャンセル）を行うことができる。

またさらに、遮断回路による遮断が実施された際に、この通信機能を利用してホストコンピュータにその旨を伝える信号が送信されるので、電源が遮断された状態をホストコンピュータのディスプレイ上に表示することができ、ユーザに事態を把握させることができる。

本発明によれば、駆動系の電源電圧と制御系の電源電圧とを必要とするプリンタにおいて、制御系の電源電圧に異常が発生した場合であっても、プリンタの誤動作や破損が生じないようにすることができる。また本発明によれば、電源回路の出力電圧が低下した場合に、電源電圧を監視し、保護動作を行う手段の機能がその影響によって損なわれないようにすることができる。

（第１の実施形態）
１．実施形態の構成
図１は、発明を利用したプリンタ機器の構成を示すブロック図である。図１に示すプリンタ１００は、大きく分けて、メインロジックボード１０１、プリンタ機構部分１１５および電源回路１２１を備えている。メインロジックボード１０１は、プリンタ機器全体の動作を制御する機能を備えている。プリンタ機構部分１１５は、主に印字や紙送りといった機構部分と各種のセンシング手段を備えている。

電源回路１２１は、商用電源電圧（例えばＡＣ１００Ｖや２２０Ｖ）に基づいて、メインロジックボード１０１およびプリンタ機構部分１１５に電源電力を供給するスイッチング電源回路である。この例においては、図示しない商用電源のコンセントに差し込まれたプラグ１２２を介して供給される商用電源に基づいて、駆動系電源電圧Ｖ_ＰＰ１（２４Ｖ）およびロジック回路電源電圧Ｖ_ＣＣ１（５Ｖ）が生成される。

メインロジックボード１０１は、ＣＰＵ１０２、インターフェース回路１０３、ヘッドドライバ１０４、ＰＦモータードライバ回路１０５、カッターモータードライバ回路１０６、カバーセンサ回路１０７、ＰＥセンサ回路１０８、メモリ１０９、ＰＦスイッチ１１０、ＬＥＤ１１１、遮断回路１１２、遮断回路１１３、レギュレータ１１４、異常電圧を検出する検出回路１３０および１３１を備えている。

プリンタ機構部分１１５は、プリンタヘッド１１６、ＰＦモータ１１７、カッターモータ１１８、カバーセンサ１１９およびＰＥセンサ１２０を備えている。

ＣＰＵ１０２は、インターフェース回路１０３を介して外部のホストコンピュータとの間で通信を行う機能、符号１０４〜１０６のドライバ回路を制御する機能、および電源電圧の異常を監視する機能、この異常電圧の発生時に遮断回路１１２および１１３にその旨を指示する制御信号を出力する機能、その他センシング関係の機能を備えている。

ＣＰＵ１０２は、遮断回路１１２直後の電圧Ｖ_ＰＰ２を、検出回路１３０を介して監視し、遮断回路１１３直後の電圧Ｖ_ＣＣ２を、検出回路１３１を介して監視する。そしてＣＰＵ１０２は、Ｖ_ＰＰ２とＶ_ＣＣ２の少なくとも一方の値の異常を検出した際に、遮断回路１１２への制御信号レベルＳ１を変化させ、それによって遮断回路１１２を動作させ、Ｖ_ＰＰラインを遮断する。なお、本実施形態においては、上記Ｖ_ＰＰラインの遮断と同時に、遮断回路１１３への制御信号レベルＳ２を変化させ、それによって遮断回路１１３を動作させ、Ｖ_ＣＣラインも同時に遮断する。

インターフェース回路１０３は、ＣＰＵ１０２からの通信信号を所定の信号規格（例えばＵＳＢ規格）に変換し、それを外部のホストコンピュータに送りだす機能、およびホストコンピュータからの通信信号（例えばＵＳＢ規格の通信信号）をＣＰＵ１０２が扱える信号形態に変換する機能を有する。なお、ホストコンピュータというのは、プリンタ１００に印刷を指示するコンピュータ端末のことをいう。ユーザは、ホストコンピュータを操作することで、プリンタ１００に印刷動作を行わせる。

ヘッドドライバ回路１０４は、プリンタヘッド１１６を駆動する。プリンタヘッド１１６は、サーマルヘッド等の印刷用紙に印字を行う機構である。ＰＦモータードライバ回路１０５は、印刷用紙の紙送り（ペーパーフィード）を行うためのＰＦモータ１１７を駆動する。カッターモータードライバ回路１０６は、印字が行われた印刷用紙を切断するカッターを動かすカッターモータ１１８を駆動する。

これらドライバ回路１０４〜１０６は、５Ｖ電源で動作する制御処理用のロジック回路と２４Ｖ電源をオンオフする駆動回路とを備えている。例えば、プリンタヘッド１１６としてサーマルヘッドが利用される場合、ヘッドドライバ回路１０４は、サーマルヘッドの発熱を制御するための５Ｖで動作するロジック回路と、サーマルヘッドの駆動電圧である２４Ｖをオンオフする駆動回路とを備えている。また例えば、ＰＦモータードライバ回路１０５は、ＰＦモータ１１７の動きを制御するための５Ｖで動作するロジック回路とＰＦモータ１１７の駆動電圧である２４Ｖをオンオフする駆動回路とを備えている。

カバーセンサ回路１０７は、プリンタ１００の図示しない外装カバーの開および閉の状態を検出するカバーセンサ１１９の周辺回路である。ＰＥセンサ回路１０８は、印刷用紙の紙送りの状態を監視するＰＥセンサ１２０の周辺回路である。

メモリ１０９は、ＣＰＵ１０２の動作に必要なデータやプログラムを格納するデータ記憶手段である。ＰＦスイッチ１１０は、印刷用紙の紙送りを手動で行う場合に利用されるスイッチである。ＬＥＤ１１１は、プリンタ１００の動作状態を表示するランプである。

通常時において、遮断回路１１２は、電源回路１２１から供給される２４Ｖ電源ライン（Ｖ_ＰＰライン）を導通させ、さらに遮断回路１１３は、電源回路１２１から供給される５Ｖ電源ライン（Ｖ_ＣＣライン）を導通させる。そして、これら電源ラインの何れか一方に異常が検出された場合、ＣＰＵ１０２からの制御信号Ｓ１に基づいてＶ_ＰＰラインの遮断処理も行われ、さらに制御信号Ｓ２に基づいてＶ_ＣＣラインの遮断が行われる。

レギュレータ（Ｒｅｇ）１１４は、Ｖ_ＣＣ１（５Ｖ）を利用して、制御系ロジック電源電圧Ｖ_ＤＤ（３．３Ｖ）を生成する三端子レギュレータである。このＶ_ＤＤ（３．３Ｖ）は、ＣＰＵ１０２に供給され、その電源電圧となる。

図２は、遮断回路および検出回路の概要を示す回路図である。遮断回路１１２は、ＣＰＵ１０２から出力される制御信号Ｓ１のレベルがＨｉｇｈ（例えば３．３Ｖ）である場合に、Ｑ２がＯＮ、Ｑ１がＯＮとなり、Ｖ_ＰＰ１（２４Ｖ）の値がＱ１のＯＮ抵抗分だけ電圧降下したＶ_ＰＰ２を出力する。一方、ＣＰＵ１０２から出力される制御信号Ｓ１のレベルがＬｏｗである場合に、Ｑ２がＯＦＦ、Ｑ１がＯＦＦとなり、遮断回路１１２は、Ｖ_ＰＰ１（２４Ｖ）の電圧を遮断する。つまり、Ｖ_ＰＰラインが遮断回路１１２によって遮断される。

また遮断回路１１３は、遮断回路１１２と同様に、ＣＰＵ１０２から出力される制御信号Ｓ２のレベルがＨｉｇｈである場合に、Ｑ４がＯＮ、Ｑ３がＯＮとなり、Ｖ_ＣＣのラインを導通させる。逆にＳ２のレベルがＬｏｗである場合に、Ｑ４およびＱ３がＯＦＦとなり、遮断回路１１３によるＶ_ＣＣラインの遮断が行われる。

検出回路１３０は、Ｖ_ＰＰ２の電圧を、ツェナーダイオードを介した抵抗分圧回路によって分圧し、その分圧した値をＣＰＵ１０２のアナログ入力ポートに出力する機能を有する。なお、ツェナーダイオードは、ＣＰＵに過大な電圧が加わらないようにする保護素子として機能する。

検出回路１３１は、Ｖ_ＣＣ２の電圧を、抵抗分圧回路によって分圧し、その分圧した値をＣＰＵ１０２のアナログ入力ポートに出力する機能を有する。

２．実施形態の動作
以下、図１および図２に示す構成の動作の一例を説明する。図３は、動作の一例を説明するフローチャートである。プリンタ１００の図示しない主電源がＯＮにされると、電源回路１２１が動作し、駆動系電源電圧Ｖ_ＰＰ１（２４Ｖ）とロジック回路電源電圧Ｖ_ＣＣ１（５Ｖ）が生成され、図３の処理フローがスタート（ステップＳ３０１）する。

図３の処理フローがスタートすると、まず初期化処理が行われ（ステップＳ３０２）、次にＶ_ＣＣ２の値は正常か、が判断される（ステップＳ３０３）。Ｖ_ＣＣ２の値が正常であれば、ステップＳ３０４に進み、Ｖ_ＣＣ２の値が正常でなければ、ステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０４においては、Ｖ_ＰＰ２の値は正常か、が判断され、Ｖ_ＰＰ２の値が正常であれば、ステップＳ３０５に進み、プリンタ１００全体の動作状態が継続され、処理フローは、ステップＳ３０３の前段階に戻る。他方において、Ｖ_ＰＰ２の値が正常でなければ、ステップＳ３０６に進む。

この例においては、規定電圧から±５％以内の値を正常、それより大きくずれた場合を異常と判断する。もちろん、この判断条件は任意に設定可能である。

ステップＳ３０３またはステップＳ３０４の判断がＮＯである場合、Ｓ１およびＳ２のレベルがＬｏｗレベルとなり、遮断回路１１２および１１３が遮断状態となる。こうして、Ｖ_ＣＣ２出力オフ、Ｖ_ＰＰ２出力オフの状態（ステップＳ３０６）が得られる。

ステップＳ３０６が実行された場合、エラー状態となる（ステップＳ３０８）。ステップＳ３０６が実行されることで、ヘッドドライバ回路１０４、ＰＦモータードライバ回路１０５、およびカッターモータードライバ回路１０６へのＶ_ＰＰ２およびＶ_ＣＣ２の供給が停止される。これにより、モータやその駆動デバイスの破損、ロジック回路の破損や誤動作が防止される。

またこの際、電源回路１２１の出力電圧に異常が発生し、それに対応してシステムがエラー状態に陥っている旨の信号（例えばエラーステータス情報）が、ＣＰＵ１０２からホストコンピュータに出力される。この信号に基づき、ホストコンピュータは、所定のエラー表示をそのディスプレイに表示する。

このような動作を行うことができるのは、Ｖ_ＣＣ１が３．３Ｖ未満に低下していなければ、Ｖ_ＤＤ＝３．３Ｖを確保することができ、ＣＰＵ１０２が正常に動作するからである。こうして、電源回路１２１の出力電圧に異常が発生した場合に、プリンタ１００の状態をホストコンピュータに知らせることができ、それをユーザが認識することができる。

ステップＳ３０８のエラー状態に陥った場合、ユーザは、システム全体を手動で再起動させ、機能を回復させる。なお、電源回路１２１に障害がある場合等は、それを取り除き、その後に再起動を行う必要がある。

本実施形態においては、Ｖ_ＰＰラインに加えてＶ_ＣＣラインの電圧も監視し、何れかのラインに異常電圧が生じた場合に、Ｖ_ＣＣラインとＶ_ＰＰラインの両方を遮断する。特に異常電圧の発生時に、駆動系電源電圧Ｖ_ＰＰのラインを遮断することで、モータやヘッドの焼損や発火等の危険の回避、無駄な印字の防止、カッターモータ１１８の異常動作による危険の回避、といった優位性を得ることができる。また、Ｖ_ＰＰラインは正常であるが、Ｖ_ＣＣラインに異常電圧が発生した場合における不都合（デバイスの損傷や異常動作）の発生を回避することができる。

また、この形態においては、Ｖ_ＣＣ１の値の低下に対するＣＰＵ１０２の動作マージンが確保されているので、Ｖ_ＣＣ１が低下した際におけるＶ_ＣＣ１およびＶ_ＰＰ１に対する異常検出機能およびＶ_ＣＣ１およびＶ_ＰＰ１に対する遮断機能をある程度の範囲において適切に得ることができる。

またこの形態においては、ステップＳ３０８のエラー状態において、ＣＰＵ１０２が動作可能であるので、ホストコンピュータを操作しての再起動処理や適当な処理の実行（例えば予定していた印刷動作のキャンセル）等を行うことができる。このため、ホストコンピュータに表示された警告表示を認識したユーザが、印刷されていない（つまり今後印刷予定である）印刷データの保存や消去、あるいは他の印刷機器への切り換え、といった操作を行えるような操作メニューを用意することができる。

（第２の実施形態）
図１および図２に示す構成において、検出回路１３０を遮断回路１１２の前段に、検出回路１３１を遮断回路１１３の前段に配置することもできる。この場合、Ｖ_ＰＰ１とＶ_ＣＣ１が正常電圧になった段階で、エラー状態から正常動作状態に移行する処理を自動的に行うことができる。

なお、この実施形態を実現するには、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３０８の処理の後に、ステップＳ３０３の処理を実行する処理手順を設定し、さらにステップＳ３０５の前に、「Ｖ_ＣＣ２出力オフおよびＶ_ＰＰ２出力オフである場合に、Ｖ_ＣＣ２出力オンおよびＶ_ＰＰ２出力オンとする」処理ステップを加えればよい。また、検出回路を遮断回路１１２および１１３の前後に配置することもできる。

（第３の実施形態）
レギュレータ１１４による制御系ロジック電源電圧Ｖ_ＤＤ（３．３Ｖ）の生成を、Ｖ_ＰＰ１（２４Ｖ）を利用して行ってもよい。この場合、異常時におけるＶ_ＰＰ１の電圧低下に対するＣＰＵ１０２の動作マージンを大きくすることができる。しかしながら、レギュレータ１１４における電圧降下が大きくなり、消費電力および発熱の点において、図１に示す構成に比較して不利となる。

本発明は、比較的高電圧を必要とするモータ等の駆動系回路と、比較的低電圧で動作する制御系ロジック回路とを備えたプリンタに利用することができる。

実施形態のプリンタ機器の概要を示すブロック図である。 遮断回路と電圧の検出回路の概要を示す回路図である。 実施形態の動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００…プリンタ、１０１…メインロジックボード、１０２…ＣＰＵ、１０３…インターフェース回路、１０４…ヘッドドライバ回路、１０５…ＰＦモータードライバ回路、１０６…カッターモータードライバ回路、１０７…カバーセンサ回路、１０８…ＰＥセンサ回路、１０９…メモリ、１１０…ＰＦスイッチ、１１１…ＬＥＤ、１１２…遮断回路、１１３…遮断回路、１１４…レギュレータ、１１５…プリンタ機構部分、１１６…プリンタヘッド、１１７…ＰＦモータ、１１８…カッターモータ、１１９…カバーセンサ、１２０…ＰＥセンサ、１２１…電源、１２２…電源プラグ、１３０…検出回路、１３１…検出回路。

Claims (3)

1. プリンタの駆動系回路に供給される駆動系電源電圧と、前記プリンタの制御系回路に供給される制御系電源電圧とを出力する電源回路と、
   前記駆動系電源電圧および前記制御系電源電圧の異常を監視する監視手段と、
   前記監視手段により、前記駆動系電源電圧および前記制御系電源電圧のうちの少なくとも一方の異常を検出した場合、前記電源回路からの前記駆動系電源電圧の供給を遮断する遮断回路と
   を備えることを特徴とするプリンタの保護装置。
2. 前記駆動系電源電圧または前記制御系電源電圧から、前記制御系電源電圧より低い電圧を生成する定電圧回路をさらに備え、
   前記監視手段は、前記定電圧回路により生成される電圧によって動作することを特徴とする請求項１に記載のプリンタの保護装置。
3. 前記監視手段は、前記プリンタとホストコンピュータとの間の通信制御機能を備え、
   前記遮断回路により、前記電源回路からの前記駆動系電源電圧の供給が遮断された場合、前記通信制御機能によって前記ホストコンピュータに、前記電源回路からの前記駆動系電源電圧の供給が遮断されたことを示す情報を送信することを特徴とする請求項１または２に記載のプリンタの保護装置。
   
   

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