JP2012080750A

JP2012080750A - 充電装置及びその制御方法、並びにプログラム

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Publication number: JP2012080750A
Application number: JP2010226723A
Authority: JP
Inventors: Takuma Yasukawa; 琢真安川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-10-06
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: US9018920B2; JP5641858B2; US20120086392A1; CN102447284A; CN102447284B

Abstract

【課題】２次電池がバックアップ電源としての機能を損なうことなく、負荷のかかる電流量で充電することを抑制する。
【解決手段】充電装置１００は、２次電池１、定電流回路３１，３２、ＤＲＡＭ２３、及び電源８で構成される。充電装置１００は、ＤＲＡＭ２３に予め定められた種類のデータが記憶されていないと判別されたとき、予め定められた電力供給量で２次電池１を充電し、ＤＲＡＭ２３に予め定められた種類のデータが記憶されていると判別されたとき、予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で前記２次電池を充電する。
【選択図】図２

Description

本発明は、充電装置及びその制御方法、並びにプログラムに関し、特に、２次電池に充電を行う充電装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。

リチウム電池やニッケル水素電池等の２次電池は、装置に供給される電源（主な電源供給源としては商用電源（ＡＣ電源）等）が切断した場合に、一時的なバックアップ用の電源として用いられる。例えば、装置に組み込まれたＤＲＡＭ等の揮発性メモリに格納されたファクシミリ等の画像データを、予期せぬ電源の切断の際も保持しつづけられるように、２次電池から電源を供給する場合が想定される。

このようなバックアップ用２次電池は、多くの場合、停電等の突発的な短い電源切断に備えて装備されているので、ほとんどの間、充電状態（充電量維持状態を含む）にあるといえる。ところが、満充電に達しても、なお充電し続けてしまう「過充電状態」に陥ると、２次電池は著しく劣化し、２次電池の寿命に大きく影響を及ぼす場合がある。このような場合、従来は２次電池の満充電状態を検知したら、以降は２次電池の自己放電分のみ補う電流量で充電を行うトリクル充電に切り替える事が提案されている。満充電検知の技術は既にいくつか提案されているが、第一には電圧によって検知する方法がある。

この方法は、２次電池電位が所定の電圧になったことで満充電を検知し、トリクル充電に切り替える方法である。しかし、２次電池電位は周囲の温度によりその値が大きく変化し、簡易的な温度センサがない電気回路では制御できない場合がある。これを補完する制御として充電開始からの経過時間が予め定められた時間に達した場合に、トリクル充電へ切り替える方法が提案されている。

よって、一般的な制御は、電源投入時には普通充電を一定時間行い、その後所定時間経過後、或いは満充電検知によりトリクル制御に移行するようになっている。なお、普通充電の時間は１２〜１６時間程度が一般的である。なお、満充電検知は、周囲の温度によっては正確な検知はできない場合もある。

また、電源断又は省電力時に、ファクシミリ画像データ等のバックアップ対象データがない場合には、バックアップしないことで消費電力を節約する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−１２９５１１号公報

しかしながら、上述した普通充電は満充電まで数時間かかるため、充電がほとんどされていない状態で起動した場合、起動直後に生成された重要な画像データに対するバックアップ保証時間は著しく短くなり、２次電池にバックアップ電源としての機能を損なわせることとなる。

普通充電に対し、充電時の電流量を増加させることによって充電に要する時間を短縮できる急速充電がある。しかし前述したような簡易的な回路では、温度条件が変わることで正確な満充電が検知できない場合がある。その場合は単位時間辺りの充電量が大きいため、過充電となることが多い。

本発明の目的は、２次電池がバックアップ電源としての機能を損なうことなく、負荷のかかる電流量で充電することを抑制した充電装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の充電装置は、揮発性のメモリに電源を供給する２次電池を充電する充電装置であって、前記２次電池の充電量を検知する検知部と、前記検知部により検知された充電量が予め定められた充電量か否かを判別する第１判別部と、前記検知された充電量が、予め定められた充電量ではないときは、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているか否かを判別する第２判別部と、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されていないときは、予め定められた電力供給量で前記２次電池を充電し、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているときは、前記予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で前記２次電池を充電する充電部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、２次電池がバックアップ電源としての機能を損なうことなく、負荷のかかる電流量で充電することを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る充電装置の概略構成を示す図である。図１の充電装置により実行される充電処理の手順を示すフローチャートである。図１の充電装置により実行される他の充電処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

図１は、本発明の実施の形態に係る充電装置の概略構成を示す図である。

図１において、充電装置１００は、本実施の形態では、画像処理システムに使用されるＤＲＡＭをバックアップする２次電池を充電するための装置であるが、揮発性のメモリのバックアップ電源としての２次電池を充電する形態であれば、これに限らず本実施の形態を適用可能である。

充電装置１００は、２次電池１、定電流回路３１，３２、定電流回路ＳＷ７、電池電圧検知回路９、ＯＲ回路３、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、ＳＷ２２、ＤＲＡＭ２３（メモリ）、ＦＦ４（フリップフロップ回路）、ＣＰＵ５、時計ＩＣ６、１次電池２０、スリープ制御回路１８、及び電源８で構成される。

２次電池１は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の電池であり、本実施の形態において充電対象となる電池であり、揮発性のメモリであるＤＲＡＭ２３に電源を供給する。

定電流回路３１，３２はそれぞれ常夜電源１０から供給される電流を２次電池１に流し込んで充電するための回路である。定電流回路３１，３２は主にトランジスタ等で構成される。

定電流回路３１，３２には、それらを制御するための定電流回路制御信号３３，３４がそれぞれＯＲ回路３から入力される。定電流回路制御信号３３がオンの場合、定電流回路３１が２次電池１に電流を流し込む充電モードになる。定電流回路制御信号３４がオンの場合、定電流回路３２が２次電池１に電流を流し込む充電モードになる。定電流回路制御信号３３がオフの場合、定電流回路３１は２次電池１への電流を停止して自己放電モードになる。定電流回路制御信号３４がオフの場合、定電流回路３２は２次電池１への電流を停止して自己放電モードになる。

定電流回路ＳＷ７は、ＣＰＵ５からの信号２６により２次電池への電流の供給元を定電流回路３１，３２のいずれか一方に切り替えるスイッチである。定電流回路ＳＷ７がオンの時には一定の電流が２次電池１に流れるようになっている。なお、流れる電流は、定電流回路３１からの電流が定電流回路３２より大きくしている。

ＯＲ回路３は電池電圧検知回路９の検出結果とＦＦ４の出力との論理和をとる回路であり、定電流回路制御信号３３，３４を定電流回路３１，３２に出力する。このＯＲ回路３は常夜電源１０で給電される。

ＦＦ４は、ＣＰＵ５の出力信号１４によって値を設定するようになっており、また常夜電源１０がある限りその値を保持する。ＦＦ４からの出力１３はＯＲ回路３を介して定電流回路制御信号３３，３４に反映される。ＦＦ４に値をセットすると充電モードになり、値をリセットすると自己放電モードになる。

電池電圧検知回路９は、２次電池１の電圧を検知する回路である。この回路は２次電池１が過充電とみなされる電圧を検知すると、ＯＲ回路３を通じて定電流回路３１又は定電流回路３２をオフするように作用する。主にコンパレータ等で構成されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、２次電池１からＤＲＡＭ２３へ供給するためのバックアップ電源２４を生成し、そのバックアップ電源２４からの電流はＳＷ２２に供給される。

ＳＷ２２は、ＤＲＡＭ２３をバックアップする電源を、常夜電源１０とＤＣ／ＤＣコンバータ２１から出力されたバックアップ電源２４とのいずれか一方に切り替えるスイッチである。ＳＷ２２は、電源８から供給されるＡＣ電源オンの場合は常夜電源１０を選択して出力し、ＡＣ電源オフやＡＣ入力停電の場合はＤＣ／ＤＣコンバータ２１から出力されたバックアップ電源２４を選択してＤＲＡＭ２３に出力する。

ＤＲＡＭ２３は、ＳＷ２２から出力された電源２５を電源として動作する。そして、ＤＲＡＭ２３は、ＣＰＵ５のプログラム実行や、また画像データを蓄積するために使用される。ＤＲＡＭ２３に蓄積された画像データは停電になっても２次電池１の電力でしばらくの間データバックアップするようになっている。すなわち、２次電池１は、ＤＲＡＭ２３のバックアップ電源となっている。

ＣＰＵ５は充電装置１００も含め画像処理システムのすべてを制御する。ＣＰＵ５は、非常夜電源１１から給電される。また、ＣＰＵ５は、上述したように、充電モード又は自己放電モードとするための出力信号１４をＦＦ４に出力する。ＣＰＵ５は、時計ＩＣ６の設定をしたり、時計情報を読み出したりするためのインターフェース信号１５を時計ＩＣに出力する。

さらに、ＣＰＵ５は、図示していないＲＯＭやＤＲＡＭ２３とバス接続されておりプログラムによって動作し、ＤＲＡＭ２３に画像データが存在するか否かを判断する。また、ＣＰＵ５は消費電力が比較的大きいため、本実施の形態においては画像処理システムのスリープ状態でＣＰＵ５の給電を停止し少しでも省電力化している。

時計ＩＣ６は、乾電池やリチウム電池等の１次電池２０から給電される。ＡＣ電源をＯＦＦしても時計ＩＣは１次電池２０が切れるまでは常に動作するようになっている。時計ＩＣ６は、ＣＰＵ５が時計ＩＣ６に予め設定したアラーム時刻になると割り込み出力１６をスリープ制御回路１８に出力する。

スリープ制御回路１８は、電源８のスリープ切り替えを行う回路であり、常夜電源１０から給電される。スリープ制御回路１８は、電源８がスリープ状態の時に割り込み出力１６が出力されると、制御信号１７によって電源８をスリープ状態から起こすように作用する。

電源８は、ＡＣ入力から充電回路を含む画像処理システムで使用するＤＣ電源を生成する。電源８が生成するＤＣ電源は常夜電源１０と非常夜電源１１に分けられる。常夜電源１０はＡＣ入力が供給される限り常に出力される。非常夜電源１１は画像処理システムがスリープ状態において出力が停止される。

図２は、図１の充電装置１００により実行される充電処理の手順を示すフローチャートである。

図２の充電処理は、図１の充電装置１００のＣＰＵ５によって実行される。

図２おいて、電池電圧検知回路９によって検知された電圧から、２次電池１の充電量を検知し（ステップＳ１０１）（検知部）、２次電池１が満充電か否か判別し（ステップＳ１０２）（第１判別部）、満充電のときは（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、直ちに本処理を終了する。なお、本実施の形態では満充電となる充電量を予め定められた充電量としているが、例えば満充電となる充電量の９０％等でもよく、必ずしも満充電となる充電量に限定されるわけではない。これは後述する図３のステップＳ２０２でも同様である。

ステップＳ１０２の判別の結果、満充電ではないときは（ステップＳ１０２でＮＯ）、ＤＲＡＭ２３に後述する予め定められた種類のデータがあるか否か判別し（ステップＳ１０３）（第２判別部）、データがあるときは（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、急速充電を行い（ステップＳ１０４）（充電部）、ステップＳ１０１に進み、データがないとき（ステップＳ１０３でＮＯ）、普通充電を行い（ステップＳ１０５）（充電部）、ステップＳ１０１に進む。

上述した予め定められた種類のデータは、本実施の形態では画像処理システムを対象としていることから、ＤＲＡＭ２３にバックアップ対象となる画像データである。予め定められた種類のデータとして、例えば、ＦＡＸの親展受信やメモリ受信といった、印刷されていない状態の受信ジョブや、印刷前のＰＤＬプリントジョブで用いられる画像データが挙げられる。また、タイマー設定されたＦＡＸ、ＳＭＢ、Ｅ−ｍａｉｌ、Ｉ−ＦＡＸ等の送信ジョブで用いられる画像データであることも考えられる。すなわち、予め定められた種類のデータは、記録媒体に印刷する可能性のあるデータ、又は、他の装置に送信する可能性のあるデータである。

また、上述した急速充電は、定電流回路ＳＷ７により電流回路を通常よりも数倍電流が大きい定電流回路３１に切り替えることで行われる。一方、普通充電は、定電流回路ＳＷ７により電流回路を通常の定電流回路３２に切り替えることで行われる。なお、定電流回路３１が供給する電力供給量の例として、１Ａが挙げられ、定電流回路３２が供給する電力供給量の例として、２００ｍＡが挙げられる。

図２の処理によれば、ＤＲＡＭ２３に予め定められた種類のデータが記憶されていないときは（ステップＳ１０３でＮＯ）、予め定められた電力供給量で２次電池１を充電し（ステップＳ１０５）（普通充電）、ＤＲＡＭ２３に予め定められた種類のデータが記憶されているときは（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で２次電池を充電する（ステップＳ１０４）（急速充電）ので、バックアップ電源としての２次電池としての機能を損なうことなく、２次電池１に負荷のかかる電流量での充電を抑制することができる。

また、限定的な急速充電により過充電の頻度を抑制するので、上述したように、コンパレータ等で構成されている電池電圧検知回路９のような比較的安価な回路構成で２次電池充電制御を実現できる。

図３は、図１の充電装置１００により実行される、他の充電処理の手順を示すフローチャートである。

本充電処理では、ＤＲＡＭ２３のバックアップ保証時間の仕様を満足する充電量になるまでの設定時間が予め定められている。

また、図３の充電処理は、図１の充電装置１００のＣＰＵ５によって実行される。

図３おいて、ＣＰＵ５は、電池電圧検知回路９によって検知された電圧から、２次電池１の充電量を検知し（ステップＳ２０１）（検知部）、２次電池１が満充電か否か判別し（ステップＳ２０２）（第１判別部）、満充電のときは（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、直ちに本処理を終了する。

一方、ステップＳ２０２の判別の結果、満充電ではないときは（ステップＳ２０２でＮＯ）、ＤＲＡＭ２３に上述したデータがあるか否か判別し（ステップＳ２０３）（第２判別部）、データがないときは（ステップＳ２０３でＮＯ）、直ちに本処理を終了する。

ステップＳ２０３での判別の結果、データがあるときは（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、上述した設定時間が経過したか否か判別し（ステップＳ２０４）（第３判別部）、設定時間が経過したとき（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、上述した普通充電を行い（ステップＳ２０５）（充電部）、本処理を終了する。

ステップＳ２０４の判別の結果、設定時間が経過していないときは（ステップＳ２０４でＮＯ）、上述した急速充電を行い（ステップＳ２０６）（充電部）、ステップＳ２０３以降の処理を実行して、本処理を終了する。

図３の処理によれば、ＤＲＡＭ２３に予め定められた種類のデータが記憶され（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、かつ予め定められた時間が経過したときは（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、予め定められた電力供給量で２次電池１を充電し（ステップＳ２０５）（普通充電）、ＤＲＡＭ２３に予め定められた種類のデータが記憶され、かつ予め定められた時間が経過していないときは（ステップＳ２０４でＮＯ）、予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で２次電池１を充電する（ステップＳ２０６）（急速充電）ので、バックアップ電源としての２次電池としての機能を損なうことなく、２次電池１に負荷のかかる電流量での充電を抑制することができる。

また、図３の処理によれば、急速充電による充電時間が予め設定されているため、コンパレータ等で構成されている電池電圧検知回路９のような比較的安価な回路構成で、過充電することなく、製品で定義された最低バックアップ時間を保証することができる。

（他の実施の形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

３１，３２定電流回路
５ＣＰＵ
７定電流回路ＳＷ
８ＡＣ電源
９電池電圧検知回路
２１ＤＣ／ＤＣコンバータ
２３ＤＲＡＭ

Claims

揮発性のメモリに電源を供給する２次電池を充電する充電装置であって、
前記２次電池の充電量を検知する検知部と、
前記検知部により検知された充電量が予め定められた充電量か否かを判別する第１判別部と、
前記検知された充電量が、予め定められた充電量ではないときは、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているか否かを判別する第２判別部と、
前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されていないときは、予め定められた電力供給量で前記２次電池を充電し、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているときは、前記予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で前記２次電池を充電する充電部と
を備えたことを特徴とする充電装置。
前記メモリに記憶されているデータの保証時間を満足する充電量になるまでの予め定められた時間が経過したか否かを判別する第３判別部をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
前記充電部は、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶され、かつ前記予め定められた時間が経過したとき、前記予め定められた電力供給量で前記２次電池を充電し、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶され、かつ前記予め定められた時間が経過していないとき、前記予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で前記２次電池を充電することを特徴とする請求項２記載の充電装置。
前記予め定められた種類のデータは、記録媒体に印刷する可能性のあるデータ、又は、他の装置に送信する可能性のあるデータであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の充電装置。
揮発性のメモリに電源を供給する２次電池を充電する充電装置の制御方法であって、
前記２次電池の充電量を検知する検知ステップと、
前記検知ステップにより検知された充電量が予め定められた充電量か否かを判別する第１判別ステップと、
前記検知された充電量が、予め定められた充電量ではないときは、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているか否かを判別する第２判別ステップと、
前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されていないときは、予め定められた電力供給量で前記２次電池を充電し、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているときは、前記予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で前記２次電池を充電する充電ステップと
を備えたことを特徴とする制御方法。
揮発性のメモリに電源を供給する２次電池を充電する充電装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記制御方法は、
前記２次電池の充電量を検知する検知ステップと、
前記検知ステップにより検知された充電量が予め定められた充電量か否かを判別する第１判別ステップと、
前記検知された充電量が、予め定められた充電量ではないときは、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているか否かを判別する第２判別ステップと、
前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されていないときは、予め定められた電力供給量で前記２次電池を充電し、前記メモリに予め定められた種類のデータが記憶されているときは、前記予め定められた電力供給量よりも大きい電力供給量で前記２次電池を充電する充電ステップと
を備えたことを特徴とするプログラム。