JP2004014375A

JP2004014375A - バッテリー放電装置およびバッテリー放電装置を備えたプリンタ

Info

Publication number: JP2004014375A
Application number: JP2002168245A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Ozaki; 尾崎　成人; Tomohiro Mori; 森　智洋; Ichiro Uratani; 裏谷　一郎
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp; Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】機器のリフレッシュ放電を行う場合において、リフレッシュ放電による発熱量を軽減させることができるため、熱対策が不要となり、機器の小型化が実現可能となるバッテリー放電装置を提供する。
【解決手段】バッテリーを放電させるバッテリー放電装置において、バッテリー放電装置は、ペルチェ素子と、放電させるバッテリーとペルチェ素子との間に極性の切替が可能な極性切替手段とを有し、バッテリーとペルチェ素子は、極性切替手段を介して接続され、極性切替手段により、ペルチェ素子に印加される電圧の極性が継続的に切り替えられるように構成する。
【選択図】　　　図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、バッテリーを放電させるバッテリー放電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、充電が可能な電池（以下、二次電池とする）を内蔵し、一般の商用電源を使用する場合にはアダプタを用い、商用電源を使用しない場合には、内蔵されている二次電池を用いて動作する機器がある。例えば、近年のパーソナルコンピュータの小形化・携帯化に伴い、上記のように二次電池を内蔵したプリンタ装置が種々提案されている。このようなプリンタ装置においては、一般に、内蔵蓄電池（二次電池）の充電をプリンタ装置本体で行うよう構成されている。
【０００３】
また、二次電池の充電に先立って二次電池のリフレッシュ放電が実行可能な装置が知られており、広く実用に供されている。プリンタ装置本体においてリフレッシュ放電を行う場合、プリンタ装置を駆動する駆動モータなどの、比較的大きな電流を消費する負荷抵抗を利用してリフレッシュ放電を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、駆動モータなどの負荷抵抗を利用してリフレッシュ放電を行う場合、その負荷抵抗は大きな電流を消費するため、発熱量は多くなってしまう。しかしながら、発熱を抑えるために冷却装置などの熱対策を施すと、プリンタ装置が大型化してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、機器のリフレッシュ放電を行う場合において、リフレッシュ放電による発熱量を軽減させることができるため、熱対策が不要となり、機器の小型化が実現可能となるバッテリー放電装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するため、請求項１に記載のバッテリー放電装置は、バッテリーを放電させるバッテリー放電装置において、バッテリー放電装置は、ペルチェ素子と、放電させるバッテリーとペルチェ素子との間に極性の切替が可能な極性切替手段とを有し、バッテリーとペルチェ素子は、極性切替手段を介して接続され、極性切替手段により、ペルチェ素子に印加される電圧の極性が継続的に切り替えられて、バッテリーのリフレッシュ放電が行われることを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子に印加される電圧の極性が切り替わる度に、ペルチェ素子の各面が、温度が上昇する面と温度が下降する面とに切り替わる。そのため、電圧の極性が切り替わる度に各面の温度変化が相殺される。その結果、発熱量が軽減され、バッテリーの電力が消費され、リフレッシュ放電が行われる。
【０００７】
また、請求項２に記載のバッテリー放電装置は、バッテリーにより駆動される駆動手段があって、バッテリー放電装置は、バッテリーのリフレッシュ放電を制御する放電制御手段を有し、放電制御手段は、ペルチェ素子を用いたリフレッシュ放電を行わない場合は、駆動手段の負荷抵抗によりバッテリーのリフレッシュ放電を行うことを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の過度な発熱を防止することができる。
【０００８】
また、請求項３に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、バッテリーの電圧を検出する電圧検出手段を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、電圧検出手段により検出されるバッテリーの電圧が第１の所定電圧より高い場合は、リフレッシュ放電を行わないことを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、電圧の残量レベルが高い場合にリフレッシュ放電を行うことによるバッテリー放電装置の過度な発熱を未然に防ぐことができる。
【００１０】
また、請求項４に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、電圧検出手段により検出されるバッテリーの電圧が第１の所定電圧より高い場合は、リフレッシュ放電を行わないことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、電圧検出手段により検出されるバッテリーの電圧が第２の所定電圧より低い場合は、リフレッシュ放電を行わないことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載のバッテリー放電装置は、極性切替手段は、ペルチェ素子の所定の面の温度を検知する温度検知手段を有し、温度検知手段により検知される温度が所定の範囲内に保たれるように極性を継続的に切り替えることを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の各面の温度変化を所定の範囲内に保つことができる。そのため、発熱量が軽減され、バッテリーの電力が消費され、リフレッシュ放電が行われる。
【００１３】
また、請求項７に記載のバッテリー放電装置は、バッテリーにより駆動される駆動手段があって、放電制御手段は、温度検知手段により検知される温度が所定の範囲外の場合は、駆動手段の負荷抵抗によりバッテリーのリフレッシュ放電を行うことを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の過度な発熱を防止することができる。
【００１４】
また、請求項８に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、駆動手段によりバッテリーのリフレッシュ放電を行っている時に、温度検知手段により検知される温度が所定の範囲内の中央近傍の温度になると、ペルチェ素子によるバッテリーのリフレッシュ放電に切り替えることを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の温度が適度な温度に下がると、再びペルチェ素子によりリフレッシュ放電を行うため、発熱量が軽減され、バッテリーの電力が消費され、リフレッシュ放電が行われる。
【００１５】
また、請求項９に記載のバッテリー放電装置は、極性切替手段は、ペルチェ素子の両面の温度を検知する温度検知手段を有し、温度検知手段により検知される温度が第１の所定温度以下に保たれるように極性を継続的に切り替えることを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の各面の温度上昇を所定の温度以下に抑えることができる。そのため、発熱量が軽減され、バッテリーの電力が消費され、リフレッシュ放電が行われる。
【００１６】
また、請求項１０に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、極性切替手段の極性を切り替える期間が所定の時間より短い場合は、駆動手段の負荷抵抗によりバッテリーのリフレッシュ放電を行うことを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の過度な発熱を防止することができる。
【００１７】
また、請求項１１に記載のバッテリー放電装置は、極性切替手段は、ペルチェ素子の両面の温度を検知する温度検知手段を有し、所定時間毎に極性を切り替えることを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、極性を切り替えるための回路が簡略化できる。
【００１８】
また、請求項１２に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、温度検知手段により検知される温度が第１の所定温度より高い場合は、駆動手段の負荷抵抗によりバッテリーのリフレッシュ放電を行うことを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の過度な発熱を防止することができる。
【００１９】
また、請求項１３に記載のバッテリー放電装置は、放電制御手段は、駆動手段によりバッテリーのリフレッシュ放電を行っている時に、温度検知手段により検知される温度が第２の所定温度以下になると、ペルチェ素子によるバッテリーのリフレッシュ放電に切り替えることを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、ペルチェ素子の温度が適度な温度に下がると、再びペルチェ素子によりリフレッシュ放電を行うため、発熱量が軽減され、バッテリーの電力が消費され、リフレッシュ放電が行われる。
【００２０】
また、請求項１４に記載のバッテリー放電装置は、サーマルプリンタヘッドを備えたサーマルラインプリンタに設けられることを特徴とする。このようにバッテリー放電装置を構成することにより、小型のサーマルラインプリンタを提供することができる。
【００２１】
また、請求項１５に記載のサーマルラインプリンタは、請求項１〜請求項１４のいずれかに記載のバッテリー放電装置を備えるサーマルラインプリンタにおいて、サーマルラインプリンタは、駆動手段を有し、ペルチェ素子と駆動手段は、所定の距離をおいて配設されることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１６に記載のサーマルラインプリンタは、所定の距離は、ペルチェ素子と駆動手段とが互いの発熱による温度上昇の影響を受けない距離であることを特徴とする。このようにサーマルラインプリンタを構成することにより、ペルチェ素子と駆動手段の過度な発熱を防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態のサーマルラインプリンタ１の外観を示す斜視図である。本実施形態のサーマルラインプリンタ１は、Ａ４サイズの幅の感熱紙を記録紙として用いるもので、ほぼ直方体の形状のハウジング３を有する。ハウジング３には、制御回路、駆動回路、駆動モータ、サーマルプリンタヘッド、プラテンなどが収納されている。
【００２４】
ハウジング３には、カバー２が設けられている。カバー２は、ハウジング３の上面の２箇所２Ｘ、２Ｘで回動可能に支持されている。図１中実線でカバー２を閉じた状態を、２点鎖線でカバー２を開いた状態を示す。記録紙Ｐは、カバー２の支持部２Ｘ、２Ｘ間でカバー２とハウジング上面との間に形成された、記録紙挿入口４からサーマルラインプリンタ１内部へ導入され、画像形成が行なわれる。サーマルラインプリンタ１の内部に導入された記録紙Ｐは、その紙面に画像が形成され、カバー２と、ハウジング前面との間に形成された記録紙排出口５から排紙される。
【００２５】
カバー２には、サーマルラインプリンタ１の動作状態を示す表示器（ＬＥＤ）７、８、９が設けられている。表示器７は、電源のオン、オフ及びエラーが発生しているかどうかを示す。表示器８は、データが受信可能であるかどうかを示す。表示器９は、内蔵二次電池に関する情報を表示する。
【００２６】
また、ハウジング３の上面には、パワースイッチ６が設けられている。パワースイッチ６はプッシュスイッチで、押されている間だけスイッチが閉じ、通常時スイッチは開放状態となっている。本実施形態のサーマルラインプリンタ１においては、パワースイッチ６の操作方法（操作時間、回数）に応じて、サーマルラインプリンタ１の電源のオン、オフ、内蔵二次電池のリフレッシュ放電、充電といった動作モードの切換が行なわれるようになっている。ＣＰＵ１０は、ポートＰｏｒｔ８に入力される信号ＳＷにより、パワースイッチ６の操作状態を検知する。すなわち、スイッチ６が閉じられている間は、ポートＰｏｒｔ８の電位が下がることから、パワースイッチ６が押されている時間の検知、ダブルクリックか否かの判定が行なわれる。
【００２７】
図２は、本実施形態のサーマルラインプリンタ１の制御を説明するブロック図である。サーマルラインプリンタ１の駆動を制御するＣＰＵ（中央処理装置）として、１６メガバイトのアドレス空間を有する１チップＣＰＵ１０が用いられている。ＣＰＵ１０は、アドレスポートＡＢ０〜ＡＢ２３およびデータポートＤＢ０〜ＤＢ１５を介して、ＥＰＲＯＭ２１、ＤＲＡＭ２２、フォントＲＯＭ２３、Ｇ／Ａ（ゲートアレイ）２６と接続されている。ＣＰＵ１０はアドレスポートＡＢ０〜ＡＢ２３を介してアドレスバスＡＢへアドレスを指定するアドレスデータを送出し、また、データポートＤＢ０〜ＤＢ１５を介してデータをデータバスＤＢより送受信する。
【００２８】
ＥＰＲＯＭ２１にはサーマルラインプリンタ１の駆動を制御するプログラムや各種初期データが書き込まれている。ＤＲＡＭ２２は、ホストコンピュータ等からサーマルラインプリンタ１に転送された印字データに基づいて画像出力のためのビットマップを展開する領域、インターフェイスからのデータを蓄える領域、その他各種処理の作業領域として使用されるダイナミックラムである。フォントＲＯＭ２３には、印字データをＤＲＡＭ２２上にビットマップ展開する際に使用する文字フォントデータが格納されている。
【００２９】
また、ＣＰＵ１０は、ゲートアレイ（Ｇ／Ａ）２６を介して、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２７とのデータのやりとりや、ＬＥＤ７、８、９の駆動などの処理を行う。インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２７は、ホストコンピュータなどから転送されてくる印字データを受信するためのプリンタインターフェース（セントロニクス社仕様準拠）で、８本のデータ線と３本の制御線を有している。
【００３０】
８本のデータ線ＰＤＡＴＡ１〜８は、ホストコンピュータからの印字データの転送に用いられ、３本の制御線は印字データをプリンタに読み込ませる信号（／ＤＡＴＡＳＴＢ）、プリンタがデータを受け取れないことを示す信号（ＢＵＳＹ）、プリンタがデータを読みとったことを示す信号（ＡＣＫ）の信号の転送にそれぞれ用いられる。なお本明細書においては、ロー、アクティブの信号およびロー、アクティブの信号を受けるポートは、その信号あるいはポートを表す文字列の前に「／」を付して示すものとする。
【００３１】
ＣＰＵ１０のアナログポートＡＮ２には、二次電池電圧（または外部電源電圧）の分圧Ｖ＿Ｂａｔｔが印加される。ＣＰＵ１０はポートＡＮ２に印加された電圧値のＡ／Ｄ変換値に基づき二次電池電圧（または外部電源電圧）を検知している。この電圧値は、後述する充電完了の検知の際にも参照されるが、二次電池１００と電圧検知手段としてのＣＰＵ１０とは比較的近接した位置にあるため、電圧検出の際に外乱の影響を受ける可能性が低く、正確な電圧値の検出が可能となっている。
【００３２】
リセットＩＣ２４は、検知された電源電圧がある値以下になると、リセット信号（／ＲＥＳＥＴ）をＣＰＵ１０のポート／ＲＥＳＥＴに出力する。ＣＰＵ１０は、リセット信号を受けると動作を停止する。従って、電源電圧が所定の電圧値以下になると印字動作は停止することになる。
【００３３】
カバー２には用紙センサ２５が設けられており、用紙センサの出力信号がＣＰＵ１０のポートＰＴＯＰに入力される。用紙センサ２５は、カバー２を閉じた状態で用紙搬送路に臨むように配置されており、用紙搬送路の記録紙の有無を検知する。カバー２を開いた状態では、用紙センサ２５は常に用紙を検出しないようになっている。従って、このセンサ２５の出力信号をモニタすることにより、記録紙がセットされてプリント動作が可能な状態かどうかを知ることができる。
【００３４】
Ｘｔａｌ１５は、基準クロックの発生回路である。Ｘｔａｌ１５が発生した基準クロックに基づいて、ＣＰＵ１０はＥＰＲＯＭ２１からプログラムを読み出し、このプログラムと受信データに基づいて、ＤＲＡＭ２２に印字データがビット展開される。ＤＲＡＭ２２上のデータはゲートアレイ２６に転送され、さらに転送クロックＣＬＫに同期して、２分割された印字データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２としてサーマルヘッド４０に転送される。
【００３５】
なお、サーマルヘッド４０の発熱抵抗体（図示せず）の発熱エネルギーは、ＣＰＵ１０のＰｏｒｔ１〜Ｐｏｒｔ４から送出されるストローブ信号により制御される。言い換えれば、印字データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２により駆動されるべき発熱抵抗体が特定され、印字データ転送後に印加されるストローブ信号によって当該発熱抵抗体が画像形成に必要なエネルギーを発生するよう駆動される。
【００３６】
サーマルヘッド４０の温度検出のためにサーミスタ４１が設けられている。サーミスタ４１の出力電圧はＣＰＵ１０のアナログ入力ポートＡＮ１に印加される。ＣＰＵ１０は、印加された値（アナログ値）のＡ／Ｄ変換値に基づいて、サーマルヘッド４０の温度を検知している。
【００３７】
ＣＰＵ１０はポートＡ、／Ａ、Ｂ、／Ｂからモータ駆動装置３１へステッピングモータ３２の駆動を制御するための駆動制御信号を送出している。ステッピングモータ３２は、定電流駆動する１−２相励磁のステッピングモータである。
【００３８】
また、ＣＰＵ１０はポートＰｏｒｔ９からペルチェ素子９０への電圧の印加を制御するための制御信号を送信している。ペルチェ素子９０は、スイッチング機構９１を介してポートＰｏｒｔ９と接続される。
【００３９】
図９は、サーマルラインプリンタ１の内部構成を示す図である。図９に示すようにステッピングモータ３２とペルチェ素子９０は、ハウジング３の各端部近傍に離れるように配設されている。このため、ステッピングモータ３２とペルチェ素子９０は、互いの発熱による温度上昇の影響を受けにくくなっている。
【００４０】
また、スイッチング機構９１はスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２から構成される。ポートＰｏｒｔ９からの制御信号により、スイッチＳＷ１がＰ１１にスイッチングする時は、スイッチＳＷ２はＰ２１にスイッチングする。スイッチＳＷ１がＰ１２にスイッチングする時は、スイッチＳＷ２はＰ２２にスイッチングする。そのため、ペルチェ素子９０に印加される電圧の方向は、ＣＰＵ１０からの制御信号により切り替えることが可能である。
【００４１】
ポートＰＯＮ１は、スイッチ素子としてのＦＥＴ５２をオン、オフするための信号を送出する。ポートＰＯＮ２は、スイッチ素子としてのＦＥＴ５１をオン、オフするための信号を送出する。なお、外部電源（ＡＣアダプタ）が接続されている時にはスイッチ素子としてのトランジスタ５３がオンとなり、ポートＰｏｒｔ７に入力される信号／ＡＤＰＴ．ＩＮが“Ｌ”となる。ＣＰＵ１０は、／ＡＤＰＴ．ＩＮのレベルに基づいて、外部電源が接続されているか否かを検知する。
【００４２】
パワースイッチ６がオンされると、ＦＥＴ５１またはＦＥＴ５２がオンされ、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０に外部電源または二次電池から電圧が供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ５０は、ＣＰＵ１０、ＥＰＲＯＭ２１、ＤＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３等の駆動電源Ｖｃｃ（５ボルト）を出力する。なお、前述のようにパワースイッチ６はプッシュスイッチで、通常時スイッチはオフ状態であり、押されている間だけオンになる構成となっている。
【００４３】
なお、一旦信号ＰＯＮ１およびＰＯＮ２によってＦＥＴ５１、ＦＥＴ５２が共にオフされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０に電源が供給されなくなり、ＣＰＵ１０に駆動電圧Ｖｃｃが供給されなくなる。従って、ＦＥＴ５１、５２がオフされた場合には、パワースイッチ６を再度操作して、再起動することになる。
【００４４】
サーマルラインプリンタ１は駆動電源として、ニッケル−カドミウム蓄電池１００を内蔵しており、これから約１４．４Ｖの電圧を得ている。また、本実施形態のプリンタ１には電源コネクタ７０が設けられており、ＡＣアダプタ８０が接続可能となっている。ＡＣアダプタ８０は、サーマルラインプリンタ１の駆動電圧を供給するための定電圧回路８２に加えて、定電流回路８１を有している。定電圧回路８２は、コネクタ７０、ＦＥＴ５１を介して、ＤＣ−ＤＣコンバータに接続される。定電流回路８１は、コネクタ７０を介して、充電制御回路６０に接続される。
【００４５】
本実施形態のサーマルラインプリンタ１は、サーマルラインプリンタ１側の制御によって、ＡＣアダプタ８０内部の定電流回路８１により出力される電流を用いて内蔵二次電池の充電を行っている。充電時にのみ必要となる定電流回路８１をサーマルラインプリンタ１本体ではなく、ＡＣアダプタ８０側に設けたことにより、サーマルラインプリンタ１の軽量化、コンパクト化に寄与している。
【００４６】
本実施形態のサーマルラインプリンタ１は、内蔵二次電池（ニッケル−カドミウム電池）１００のリフレッシュ放電、充電機能を有する。内蔵二次電池１００のリフレッシュ放電、充電制御は、充電制御回路６０により行なわれる。ＣＰＵ１０のＰｏｒｔ５より／ＣＨＡＲＧＥ信号が充電制御回路６０に出力されると、充電制御回路６０は、定電流回路８１からの電流により、二次電池１００の充電を開始する。ニッケル−カドミウム電池は、充電進行中は充電に伴って電池電圧が上昇し、充電の末期で若干電池電圧が低下した後に平行電圧に達するという特性がある。この充電末期の電圧の低下を検出することにより、充電の完了を知ることができる。
【００４７】
リフレッシュ放電が行なわれる場合には、ＣＰＵ１０のＰｏｒｔ６から／ＲＥＦＲＥＳＨ信号が出力されて定電流回路８１からの電流は二次電池１００には印加されなくなる。さらに、ＡＣアダプタ８０が接続されているにもかかわらず、ＦＥＴ５１がオフ、ＦＥＴ５２がオン状態とされ、充電制御回路６０による二次電池１００のリフレッシュ放電が開始される。
【００４８】
本実施形態のサーマルラインプリンタ１は、印刷モードに加えて、内蔵二次電池リフレッシュモード、内蔵二次電池充電モードの３つのモードで動作可能となっている。そして、これら３つのモードの切り換えと電源のオン、オフを、パワースイッチ６の操作方法の違いによって行うよう制御されている。
【００４９】
図３は、パワースイッチ６の操作による動作モードの移行を説明する遷移図である。停止状態を基準にモード遷移について説明する。なお、以下の説明において、停止状態をモード０（Ｍ０と略す）、印字モードをＭ１、リフレッシュモードをＭ２、充電モードをＭ３とする。また、パワースイッチ６が押したままになっている時間が５００ｍｓ（ミリ秒）以下の場合をクリック、１ｓｅｃ（秒）以上押したままになっている場合を長押しとする。パワースイッチ６の操作状態（時間、回数）は、前述のように、ＣＰＵ１０のポートＰｏｒｔ８に入力される信号ＳＷによって検知される。
【００５０】
停止状態（Ｍ０）において、パワースイッチ６が１回クリックされると、電源がオンされ、印刷モード（Ｍ１）に移行する。印刷モード（Ｍ１）において、ホストコンピュータなどからの印字データの受信が無い状態が所定時間以上続くと、自動的に停止状態（Ｍ０）に戻り電源がオフされる。また、印刷モード（Ｍ１）において、パワースイッチ６が２回連続でクリック（ダブルクリック）された場合にも、停止状態（Ｍ０）に移行する。停止状態（Ｍ０）において、パワースイッチ６が長押しされると、内蔵二次電池のリフレッシュモード（Ｍ２）に移行する。このまま、操作が行なわれなければ、リフレッシュ放電完了後自動的に充電モード（Ｍ３）へ移行し、充電が完了すると、自動的に停止状態（Ｍ０）に戻る。リフレッシュモードをスキップする場合には、リフレッシュモード（Ｍ２）においてさらにパワースイッチ６を長押しして充電モード（Ｍ３）へ移行することができる。
【００５１】
なお、モードが印刷モード（Ｍ１）、リフレッシュモード（Ｍ２）、充電モード（Ｍ３）のいずれのモードであっても、パワースイッチ６をダブルクリックすることにより、停止状態（Ｍ０）に戻ることができる。
【００５２】
図４は、本実施形態の充電システムの主要部であるＡＣアダプタ８０と、充電制御回路６０およびＣＰＵ１０との接続を説明する概略回路図である。なお、図４では、ＦＥＴ５１、５２を模式的にスイッチ５１Ｓ、５２Ｓとして表示している。
【００５３】
充電制御回路６０はスイッチ素子６０Ｓとそのオン、オフを制御するマイクロプロセッサμＰを有している。マイクロプロセッサμＰは、ＣＰＵ１０からの／ＣＨＡＲＧＥ信号、／ＲＥＦＲＥＳＨ信号に基づいてスイッチ素子６０Ｓの切換を行う。
【００５４】
充電が行なわれる時には、スイッチ５１Ｓがオンされ、ＡＣアダプタ８０の定電圧回路８２から制御回路に電源が供給される。また、スイッチ５２Ｓがオフされ、二次電池１００とプリンタ本体の各回路との接続は遮断される。一方、マイクロプロセッサμＰは、スイッチ６０Ｓをオンして、ＡＣアダプタ８０の定電流回路８１と二次電池１００とを接続し、充電を行う。
【００５５】
リフレッシュ放電が行なわれる時には、スイッチ５１Ｓがオフ、スイッチ５２Ｓがオンされて、二次電池１００のみが電源として使用されるようにする。リフレッシュ放電中は、たとえＡＣアダプタ８０が接続されていても、ＡＣアダプタ８０の定電圧回路８２からの電圧は使用されない。もしも定電圧回路がプリンタの各回路に接続されていると、二次電池電圧が１４．４Ｖより低くなると、プリンタには電源回路８２から電圧が供給され、二次電池の放電が行われなくなる。リフレッシュ放電時には、二次電池電圧が０ボルト近くまで下がるため、上記のような不都合が起きないよう、リフレッシュ放電時には、スイッチ５１Ｓをオフしている。この時、マイクロプロセッサμＰは、スイッチ６０Ｓをオフとして、二次電池１００と定電流源８１の接続を遮断する。なお、リフレッシュ放電が完了すると、上述のように、スイッチ５１Ｓがオン、５２Ｓはオフされ、スイッチ６０Ｓがオンされて、充電が開始される。なお、リフレッシュ放電時には、マイクロプロセッサμＰは、二次電池の電圧を検知し、リフレッシュの進行状況をモニタする。
【００５６】
図５は、リフレッシュ放電、充電制御処理を示すフローチャートである。リフレッシュ放電モードが選択されている場合、ＣＰＵ１０は、カバー２に設けられたＬＥＤ９を点灯してリフレッシュ、充電モードであることを表示し（Ｓ１）、同時に充電制御回路６０へリフレッシュ放電開始を意味する／ＲＥＦＲＥＳＨ信号を送信する。また、リフレッシュ放電モードが選択されていない場合、サーマルラインプリンタ１は、通常の動作モードとなっている（Ｓ３）。なお、リフレッシュ放電動作中に再度スイッチ６が長押しされた場合、あるいはリフレッシュ放電モードに移行後直ちに充電モードが選択された場合には、リフレッシュ処理はスキップされて、充電処理へ移行する（Ｓ５）。また、二次電池１００の残量が電圧ＶＡより多い場合も、リフレッシュ処理はスキップされて、充電処理へ移行する（Ｓ６）。
【００５７】
本実施形態のサーマルラインプリンタ１においては、リフレッシュ処理は、主としてペルチェ素子９０、そして予備的処置としてステッピングモータ３２に電圧を印加することにより行う。ニッケル−カドミウム電池は、一定の電流値で放電を行うと常に１００％近い放電率が得られる。このため、一定の放電電流を確保する目的で、制御回路系の動作を固定する（ＣＰＵ１０のポートの入出力を一定にする、メモリのアクセスを一定にする）と共に、ペルチェ素子９０に電圧を印加している。
【００５８】
放電中は、所定のタイミングで二次電池１００の電圧値を検出し、電圧値が終止電圧に到達するとリフレッシュ処理を終了する（Ｓ９）。尚、放電中にリフレッシュ処理をスキップして充電処理に移行する操作（パワースイッチの長押し）が行われると、制御はＳ５からＳ１１へと進む。リフレッシュ放電が終了すると、図４に示す各スイッチの切換を行って（Ｓ１１）、充電を開始する（Ｓ１３）。充電は、充電末期の電圧低下を充電制御回路６０で検出すると充電完了と判断して（Ｓ１５）、充電を終了して電源をオフする。
【００５９】
図６は、本発明の実施形態のサーマルラインプリンタ１のバッテリー放電装置を示す図である。熱電冷却素子であるペルチェ素子９０は、表面９０ａと、裏面９０ｂと、リード線９０ｃ、９０ｄとを有し、リード線９０ｃ、９０ｄにより、スイッチング機構９１と接続されている。また、ペルチェ素子９０の表面９０ａ上には表面９０ａの温度が測定可能な温度センサ９２と、裏面９０ｂ上には裏面９０ｂの温度が測定可能な温度センサ９３が備えられる。
【００６０】
図７は、図５のＳ７に示されるリフレッシュ放電を示す処理である。ＣＰＵ１０から充電制御回路６０へ／ＲＥＦＲＥＳＨ信号が送信されると、リフレッシュ放電が開始される。ペルチェ素子９０は、スイッチング機構９１により、リード線９０ｃが電源のプラス側、リード線９０ｄが電源のマイナス側と接続され、図６中の矢印方向Ａの方向で電圧が印加される。そして、ペルチェ素子９０に印加される電圧の方向が切り替わる期間をカウントするタイマーがスタートする（Ｓ１０１）。温度センサ９２、９３は、表面９０ａの温度Ｔａ、裏面９０ｂの温度Ｔｂを検出する（Ｓ１０３）。温度ＴａまたはＴｂの少なくとも１つが温度ａより高くなると（Ｓ１０５）、タイマーのカウントが所定時間Ｔより短いかどうかを判定する（Ｓ１０７）。温度ＴａとＴｂの両方が温度ａ以下の場合は（Ｓ１０５）、電圧の印加方向を切り替えないままリフレッシュ処理を続け、Ｓ１０３の処理に戻る。（温度ａは、本発明の実施形態のサーマルラインプリンタ１において、性能が保証できる上限温度未満の温度である。）
【００６１】
Ｓ１０７において、タイマーのカウントが所定時間Ｔ以上と判定された時は、スイッチング機構９１により、ペルチェ素子９０に印加される電圧の方向が矢印方向Ａと逆方向に切り替えられる（Ｓ１０９）。そして、Ｓ１０１に戻り、再びタイマーがスタートし、前回の処理とは逆方向の電圧がペルチェ素子９０に印加された状態で、前回と同様の処理を行う。
【００６２】
Ｓ１０７において、タイマーのカウントが所定時間より短いと判定された時は、ペルチェ素子９０の少なくとも１つの面が温度ａに近い温度に収束しているため、ペルチェ素子９０でのリフレッシュ処理を一時的に終了させる。そして、ステッピングモータ３２の負荷抵抗を用いたリフレッシュ処理に切り替える（Ｓ１１１）。そして、温度ＴａとＴｂの両方が、ペルチェ素子９０が再びリフレッシュ処理を開始する放電開始温度Ｔｓより低くなるまで、ステッピングモータ３２によるリフレッシュ処理を続ける（Ｓ１１３）。温度Ｔａ、Ｔｂが、放電開始温度Ｔｓより低くなると、Ｓ１０１に戻り、ペルチェ素子９０を用いたリフレッシュ処理を行う。Ｓ１０１〜Ｓ１１３が繰り返され、終止電圧が検出されると、リフレッシュ放電処理は終了する。
【００６３】
図８は、ペルチェ素子９０の温度Ｔａ、温度Ｔｂとリフレッシュ放電の時間との関係を示すグラフである。縦軸はペルチェ素子９０の各面の温度Ｔを表し、横軸はリフレッシュ放電の時間ｔを表す。実線は表面９０ａの温度Ｔａの温度変化を示し、一点鎖線は裏面９０ｂの温度Ｔｂの温度変化を表す。上述のようにペルチェ素子９０に印加される電圧を制御した時、印加される電圧の方向が切り替わる度に、ペルチェ素子９０の各面が、温度が上昇する面と温度が下降する面に交互に切り替わる。そのため、ペルチェ素子９０の各面の温度Ｔは、図８に示されるような温度変化をする。電圧の方向が切り替わる度に各面の温度変化が相殺されて、各面の温度が、サーマルラインプリンタ１の性能が保証できる温度の範囲内に保たれる。（温度ｂは、本発明の実施形態のサーマルラインプリンタ１において、性能が保証できる下限温度より高い温度である。）ただし、二次電池１００の残量が比較的多い場合に、ペルチェ素子９０の熱損失による発熱や、サーマルラインプリンタ１の温度条件などにより、各面の温度Ｔは、温度ａ以上になる可能性がある。その場合は、上述したようにステッピングモータ３２によるリフレッシュ処理に切り替えることによって、ペルチェ素子９０の発熱を抑制する。
【００６４】
以上が本発明の実施形態である。本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく他にも様々な実施形態に変形が可能である。
【００６５】
上記実施形態では、ペルチェ素子９０の両面の上限温度を検知して、ペルチェ素子９０に印加する電圧を制御しているが、他の実施形態においては、両面の上限温度または下限温度を検知して、印加する電圧を制御することができる。この実施形態の場合、下限温度についても検知し、印加する電圧を制御しているため、結露などの低温時に発生する問題を回避することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、印加される電圧の方向が切り替わる期間をカウントし、このカウントされたタイムを判定し、ペルチェ素子９０に印加する電圧を制御しているが、他の実施形態においては、印加する電圧の方向を所定時間毎に切り替えることができる。この実施形態の場合、上述した期間をカウントする必要がないため、回路が簡略化できる。
【００６７】
また、上記実施形態では、ペルチェ素子９０への印加電圧の制御およびモータ励磁との切り替えは、印加される電圧の方向が切り替わる期間をカウントし、このカウントされたタイムを判定することで行われているが、他の実施形態においては、２つの温度センサの温度差によって制御しても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明のバッテリー放電装置は、ペルチェ素子に印加される電圧の極性を継続的に切り替える構成にすることにより、ペルチェ素子の各面が、極性が切り替わる度に、温度が上昇する面と温度が下降する面とに切り替わり、各面の温度変化が相殺され、発熱量が軽減され、バッテリーの電力が消費され、リフレッシュ放電が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタの制御を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタのパワースイッチの操作とモードの移行を示す遷移図である。
【図４】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタの充電システムの概略回路図である。
【図５】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタのリフレッシュ、充電制御を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタのバッテリー放電装置を示す図である。
【図７】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタのリフレッシュ放電を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタに使用されるペルチェ素子表面温度と放電時間の関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態のサーマルラインプリンタ内部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１　サーマルラインプリンタ
１０　ＣＰＵ
９０　ペルチェ素子
９１　スイッチング機構

Claims

バッテリーを放電させるバッテリー放電装置において、
前記バッテリー放電装置は、ペルチェ素子と、
放電させるバッテリーと前記ペルチェ素子との間に極性の切替が可能な極性切替手段と、を有し、
前記バッテリーと前記ペルチェ素子は、前記極性切替手段を介して接続され、前記極性切替手段により、前記ペルチェ素子に印加される電圧の極性が継続的に切り替えられて、前記バッテリーのリフレッシュ放電が行われること、を特徴とするバッテリー放電装置。
前記バッテリーにより駆動される駆動手段があって、
前記バッテリー放電装置は、前記バッテリーのリフレッシュ放電を制御する放電制御手段を有し、
前記放電制御手段は、前記ペルチェ素子を用いたリフレッシュ放電を行わない場合は、前記駆動手段の負荷抵抗により前記バッテリーのリフレッシュ放電を行うこと、を特徴とする請求項１に記載のバッテリー放電装置。
前記放電制御手段は、前記バッテリーの電圧を検出する電圧検出手段を有すること、を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
前記放電制御手段は、前記電圧検出手段により検出される前記バッテリーの電圧が第１の所定電圧より高い場合は、リフレッシュ放電を行わないこと、を特徴とする請求項３に記載のバッテリー放電装置。
前記放電制御手段は、前記電圧検出手段により検出される前記バッテリーの電圧が第２の所定電圧より低い場合は、リフレッシュ放電を行わないこと、を特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
前記極性切替手段は、前記ペルチェ素子の所定の面の温度を検知する温度検知手段を有し、
前記温度検知手段により検知される温度が所定の範囲内に保たれるように極性を継続的に切り替えること、を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
前記バッテリーにより駆動される駆動手段があって、
前記放電制御手段は、前記温度検知手段により検知される温度が前記所定の範囲外の場合は、前記駆動手段の負荷抵抗により前記バッテリーのリフレッシュ放電を行うこと、を特徴とする請求項６に記載のバッテリー放電装置。
前記放電制御手段は、前記駆動手段により前記バッテリーのリフレッシュ放電を行っている時に、前記温度検知手段により検知される温度が前記所定の範囲内の中央近傍の温度になると、前記ペルチェ素子による前記バッテリーのリフレッシュ放電に切り替えること、を特徴とする請求項７に記載のバッテリー放電装置。
前記極性切替手段は、前記ペルチェ素子の両面の温度を検知する温度検知手段を有し、
前記温度検知手段により検知される温度が第１の所定温度以下に保たれるように極性を継続的に切り替えること、を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
前記放電制御手段は、前記極性切替手段の極性を切り替える期間が所定の時間より短い場合は、前記駆動手段の負荷抵抗により前記バッテリーのリフレッシュ放電を行うこと、を特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
前記極性切替手段は、前記ペルチェ素子の両面の温度を検知する温度検知手段を有し、
所定時間毎に極性を切り替えること、を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
前記放電制御手段は、前記温度検知手段により検知される温度が第１の所定温度より高い場合は、前記駆動手段の負荷抵抗により前記バッテリーのリフレッシュ放電を行うこと、を特徴とする請求項９または請求項１１のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
前記放電制御手段は、前記駆動手段により前記バッテリーのリフレッシュ放電を行っている時に、前記温度検知手段により検知される温度が第２の所定温度以下になると、前記ペルチェ素子による前記バッテリーのリフレッシュ放電に切り替えること、を特徴とする請求項１２に記載のバッテリー放電装置。
前記バッテリー放電装置は、サーマルプリンタヘッドを備えたサーマルラインプリンタに設けられること、を特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれかに記載のバッテリー放電装置。
請求項１〜請求項１４のいずれかに記載のバッテリー放電装置を備えるサーマルラインプリンタにおいて、
前記サーマルラインプリンタは、駆動手段を有し、
前記ペルチェ素子と前記駆動手段は、所定の距離をおいて配設されること、を特徴とするサーマルラインプリンタ。
前記所定の距離は、前記ペルチェ素子と前記駆動手段とが互いの発熱による温度上昇の影響を受けない距離であること、を特徴とする請求項１５に記載のサーマルラインプリンタ。