JP2019205233A - 充電装置、電子機器および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池を好適に充電する充電装置、電子機器および画像形成装置を提供する。【解決手段】電源２からの電流を消費電流として負荷３に供給するとともに、電源２からの電流を充電電流として二次電池４０に供給する電子機器１が備える充電装置４であって、充電装置４は、二次電池４０と、充電制御回路４１と、最大使用可能電流を検出する電流差分検出部４３と、電池電圧検出部４５と、充電電流検出部４７と、充電モード切替部４９と、を備え、充電モードは、最大使用可能電流に基づいて充電電流を制御して充電を行う電流制御モードと、電池電圧を制御して充電を行う電圧制御モードと、を有し、充電モード切替部４９は、電池電圧が閾値電圧以上となると、電流制御モードから電圧制御モードに移行し、電圧制御モードに移行した後に、負荷の消費電流が増加すると、電圧制御モードから電流制御モードに切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、充電装置、電子機器および画像形成装置に関する。

特許文献１には、電源から負荷と二次電池に電流を供給する構成において、充電時間を短くする目的で、負荷の消費する消費電流を検出し、電源の許容する最大供給可能電流と消費電流との差分値を検出することで、その差分値から電源の許容される範囲の最大充電電流でもって二次電池の充電を実行する構成が開示されている。

一般的に、リチウムイオン二次電池は、所定の電池電圧までは定電流充電とし、所定の電池電圧に達すると定電圧充電とする定電流定電圧充電方式にて充電を行うことが知られている。特許文献１に開示された手法をリチウムイオン電池に適用する場合、定電流充電領域において、負荷の消費電流が増加すると電源の出力が最大供給可能電流を超え電源が停止するおそれがある。このため、負荷の消費電流が最大のときでも電源の出力が最大供給可能電流を超えないように、小さな充電電流にて充電を行うこととなり、充電時間が長くなるという課題がある。

よって、本発明は、二次電池を好適に充電する充電装置、電子機器および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る充電装置は、電源からの電流を消費電流として負荷に供給するとともに、前記電源からの電流を充電電流として二次電池に供給する電子機器が備える充電装置であって、前記充電装置は、前記二次電池と、前記電源からの電流を入力として前記二次電池に充電電流を供給する充電制御回路と、前記電源の許容する最大供給可能電流と前記負荷の消費電流との差分値である最大使用可能電流を検出する電流差分検出部と、前記二次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出部と、前記充電制御回路から前記二次電池へ供給される充電電流を検出する充電電流検出部と、記充電制御回路の充電モードを切り替える充電モード切替部と、を備え、前記充電モードは、前記最大使用可能電流に基づいて充電電流を制御して充電を行う電流制御モードと、電池電圧を制御して充電を行う電圧制御モードと、を有し、前記充電モード切替部は、前記電池電圧が閾値電圧以上となると、前記電流制御モードから前記電圧制御モードに移行し、前記電圧制御モードに移行した後に、前記負荷の消費電流が増加すると、前記電圧制御モードから前記電流制御モードに切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、二次電池を好適に充電する充電装置、電子機器および画像形成装置を提供することができる。

第１実施形態に係る電子機器の一例の構成図である。 充電装置における充電モード切替制御のフローチャートである。 第１実施形態の動作説明図の一例である。 参考例に係る電子機器の一例の構成図である。 第１の参考例の動作説明図の一例である。 第２の参考例の動作説明図の一例である。 第２実施形態に係る電子機器の一例の構成図である。 消費電流推定部が用いるテーブルの一例である。 第３実施形態に係る電子機器の一例の構成図である。 第４実施形態に係る電子機器の一例の構成図である。

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

≪第１実施形態≫
第１実施形態に係る電子機器１の構成について図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る電子機器１の一例の構成図である。

第１実施形態に係る電子機器１は、電源２と、負荷３と、充電装置４と、を備えている。なお、電子機器１としては、レーザプリンタ等の画像形成装置に適用することができる。

充電装置４は、二次電池４０と、充電制御回路４１と、消費電流検出部４２と、電流差分検出部４３と、充電電流可変制御部４４と、電池電圧検出部４５と、電池電圧判定部４６と、充電電流検出部４７と、電流比較部４８と、充電モード切替部４９と、第１充電停止判定部５１と、第２充電停止判定部５２と、を備えている。

電源２から出力された供給電流は、一部が消費電流として負荷３に供給され、残部が充電装置４の充電制御回路４１を介して充電電流として二次電池４０に供給される。

二次電池４０は、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。

充電制御回路４１は、電源２からの電流を入力として二次電池４０に充電電流を供給する。充電制御回路４１は、後述する電流制御モードと電圧制御モードとを切り替えて実行することができるように構成されている。なお、モードの切り替えは、充電モード切替部４９によってなされる。また、第１充電停止判定部５１および第２充電停止判定部５２のうち少なくとも一方が、二次電池４０の充電を終了すると判定すると、充電制御回路４１は二次電池４０の充電を終了する。

消費電流検出部４２は、負荷３に供給される消費電流を検出する。

電流差分検出部４３は、電源２の最大供給可能電流から消費電流検出部４２で検出された消費電流を減算した差分値を検出する。この差分値を最大使用可能電流と称する。ここで、最大供給可能電流とは、電源２が供給可能な電流の最大値であり、あらかじめ設定され、例えば図示しない記憶部に記憶されている。

充電電流可変制御部４４は、後述する電流制御モードにおいて、電流差分検出部４３の差分値（最大使用可能電流）に基づいて、充電制御回路４１を制御し二次電池４０の充電電流を可変制御する。例えば、充電電流可変制御部４４は、二次電池４０の充電電流が最大使用可能電流を超えないように充電制御回路４１を制御する。また、充電電流可変制御部４４は、二次電池４０の充電電流が最大使用可能電流となるように充電制御回路４１を制御してもよい。

電池電圧検出部４５は、二次電池４０の電池電圧を検出する。

電池電圧判定部４６は、電池電圧検出部４５で検出された電池電圧が充電モード切替しきい値（閾値電圧）以上であるか否かを判定する。判定結果は、充電モード切替部４９へ送信される。ここで、充電モード切替しきい値とは、後述する電流制御モードから後述する電圧制御モードへと充電モードを切り替える際の判定に用いるための閾値電圧であり、あらかじめ設定され、例えば図示しない記憶部に記憶されている。

充電電流検出部４７は、充電制御回路４１から二次電池４０に供給される充電電流を検出する。

電流比較部４８は、電流差分検出部４３の差分値（最大使用可能電流）と充電電流検出部４７で検出された充電電流とを比較する。また、電流比較部４８は、電流差分検出部４３の差分値（最大使用可能電流）と後述する記憶したモード切替前の充電電流値とを比較する。比較結果は、充電モード切替部４９へ送信される。

充電モード切替部４９は、電池電圧判定部４６の判定結果および電流比較部４８の比較結果に基づいて充電モードを決定し、決定した充電モードで充電制御回路４１を制御する。なお、充電モードとは、電流制御モードと電圧制御モードとがある。

電流制御モードにおいて、充電制御回路４１は、二次電池４０の充電電流を制御する。具体的には、充電電流可変制御部４４が最大使用可能電流に基づいて二次電池４０の充電電流を可変制御する。これにより、負荷３の消費電流に応じて二次電池４０の充電電流を可変制御することができ、電源２の供給電流が電源２の最大供給可能電流を超えないように制御することができる。また、例えば、二次電池４０の充電電流が最大使用可能電流となるように制御してもよい。これにより、供給電流が最大供給可能電流を超えないようにするとともに、充電電流を増やして充電時間を短縮することができる。

電圧制御モードにおいて、充電制御回路４１は、二次電池４０の電池電圧を制御する。具体的には、二次電池４０の電池電圧があらかじめ設定された所定の電圧となるように電圧制御する。例えば、二次電池４０の電池電圧が充電モード切替しきい値（閾値電圧）となるように電圧制御する。

第１充電停止判定部５１は、電圧制御モードにおいて、充電電流検出部４７で検出した充電電流が充電停止電流値未満である場合、二次電池４０の充電を停止すると判定する。判定結果は、充電制御回路４１へと送信される。なお、充電停止電流値は、充電終了を判定するための閾値であり、あらかじめ設定され、例えば図示しない記憶部に記憶されている。

第２充電停止判定部５２は、電流制御モードにおいて、電池電圧検出部４５で検出した電池電圧が充電停止電圧値より大きい場合、二次電池４０の充電を停止すると判定する。判定結果は、充電制御回路４１へと送信される。なお、充電停止電圧値は、充電終了を判定するための閾値であり、あらかじめ設定され、例えば図示しない記憶部に記憶されている。

図示しない記憶部は、電流差分検出部４３が用いる最大供給可能電流、電池電圧判定部４６が用いる充電モード切替しきい値（閾値電圧）、第１充電停止判定部５１が用いる充電停止電流値、第２充電停止判定部５２が用いる充電停止電圧値等の各種値が記憶される。また、後述するように、電圧制御モードから電流制御モードに切り替える際、モード切替前の充電電流値を記憶することができる。また、図示しないパラメータ設定部により、記憶部に記憶されている最大供給可能電流、充電モード切替しきい値、充電停止電流値、充電停止電圧値等の値を変更可能に構成されていてもよい。

次に、充電装置４における充電モードの切替制御について、図２を用いて説明する。図２は、充電装置４における充電モード切替制御のフローチャートである。

ステップＳ１０１において、充電モード切替部４９は、電池電圧判定部４６の判定結果から、電池電圧が充電モード切替しきい値以上か否かを判定する。電池電圧が充電モード切替しきい値以上の場合（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、充電装置４の処理はステップＳ１０３に進む。電池電圧が充電モード切替しきい値以上でない場合（Ｓ１０１・Ｎｏ）、充電装置４の処理はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、充電モード切替部４９は、充電モードを電流制御モードと決定する。充電モード切替部４９は、電流制御モードで充電制御回路４１を制御する。そして、充電装置４の処理はステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０３において、充電モード切替部４９は、充電モードを電圧制御モードと決定する。充電モード切替部４９は、電圧制御モードで充電制御回路４１を制御する。

ステップＳ１０４において、充電モード切替部４９は、電流比較部４８の比較結果から、最大使用可能電流が充電電流より大きいか否かを判定する。最大使用可能電流が充電電流より大きい場合（Ｓ１０４・Ｙｅｓ）、充電装置４の処理はステップＳ１０５に進む。最大使用可能電流が充電電流より大きくない場合（Ｓ１０４・Ｎｏ）、充電装置４の処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０５において、第１充電停止判定部５１は、充電電流が充電停止電流値未満であるか否かを判定する。充電電流が充電停止電流値未満である場合（Ｓ１０５・Ｙｅｓ）、充電装置４の処理はステップＳ１１０に進む。充電電流が充電停止電流値未満でない場合（Ｓ１０５・Ｎｏ）、充電装置４の処理はステップＳ１０３に戻る。

ステップＳ１０６において、充電電流検出部４７で検出された充電電流値をモード切替前の充電電流値として図示しない記憶部に記憶する。

ステップＳ１０７において、充電モード切替部４９は、充電モードを電流制御モードと決定する。換言すれば、充電モードを電圧制御モードから電流制御モードに切り替える。充電モード切替部４９は、電流制御モードで充電制御回路４１を制御する。

ステップＳ１０８において、充電モード切替部４９は、電流比較部４８の比較結果から、最大使用可能電流がステップＳ１０６で記憶したモード切替前の充電電流値より大きいか否かを判定する。最大使用可能電流がモード切替前の充電電流値より大きい場合（Ｓ１０８・Ｙｅｓ）、充電装置４の処理はステップＳ１０３に進む。これにより、充電モードを電流制御モードから電圧制御モードに切り替える。最大使用可能電流がモード切替前の充電電流値より大きくない場合（Ｓ１０８・Ｎｏ）、充電装置４の処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において、第２充電停止判定部５２は、電池電圧が充電停止電圧値より大きいか否かを判定する。電池電圧が充電停止電圧値より大きい場合（Ｓ１０９・Ｙｅｓ）、充電装置４の処理はステップＳ１１０に進む。電池電圧が充電停止電圧値より大きくない場合（Ｓ１０９・Ｎｏ）、充電装置４の処理はステップＳ１０７に戻る。

ステップＳ１１０において、充電制御回路４１は、二次電池４０の充電を停止する。

次に、第１実施形態に係る電子機器１の動作の一例について図３を用いて説明する。図３は、第１実施形態の動作説明図の一例である。また、図３（後述する図５及び図６も同様）において、（ａ）の横軸は時間を示し、左側の第１縦軸は充電電流を示し、右側の第２縦軸は電池電圧を示す２軸グラフである。また、充電電流を実線で示し、電池電圧を一点鎖線で示す。（ｂ）の横軸は時間を示し、縦軸は負荷３の消費電流を示す。（ｃ）の横軸は時間を示し、縦軸は電源２の供給電流を示す。

なお、（ａ）において、負荷を備えず電源が二次電池にのみ電流を供給する構成であって、定電流定電圧充電方式にて充電を行う二次電池の充電電流の一例を破線で示す。即ち、電池電圧が閾値電圧（充電モード切替しきい値）未満の間は、充電電流を一定として充電を行う。また、電池電圧が閾値電圧（充電モード切替しきい値）以上となると、電池電圧を一定として充電を行い、充電電流の推移電流値は徐々に小さくなる。

第１実施形態に係る電子機器１は、電池電圧が充電モードしきい値未満（Ｓ１０１・Ｎｏ）のときは、充電モードを電流制御モードとして充電を実施する（Ｓ１０２）。電流制御モード時は、負荷３の消費電流（図３（ｂ）参照）に応じて、充電電流（図３（ａ）参照）を可変して充電を実施することにより、電源２の供給電流が最大供給可能電流を超えないように制御される。

時刻ｔ１において、電池電圧が充電モードしきい値以上となると（Ｓ１０１・Ｙｅｓ）、充電モードを電流制御モードから電圧制御モードへと切り替えて充電を実施する（Ｓ１０３）。電圧制御モード時は、定電圧充電の推移電流値にて充電を実施する。

時刻ｔ２において、負荷３の消費電流が増加して最大使用可能電流が減少し、最大使用可能電流が充電電流以下となると（Ｓ１０４・Ｎｏ）、充電モードを電圧制御モードから電流制御モードへと切り替える（Ｓ１０７）。この際、時刻ｔ２におけるモード切替前の充電電流値が図示しない記憶部に記憶される（Ｓ１０６）。電流制御モードと切り替えることにより、電源２の供給電流が最大供給可能電流を超えないように制御される。

時刻ｔ３において、負荷３の消費電流が減少して最大使用可能電流が増加し、最大使用可能電流がモード切替前の充電電流値より大きくなると（Ｓ１０８Ｙｅｓ）、充電モードを電流制御モードから電圧制御モードへと戻して充電を実施する（Ｓ１０３）。

ここで、参考例に係る電子機器１Ｘについて説明する。図４は、参考例に係る電子機器１Ｘの一例の構成図である。参考例に係る電子機器１Ｘは、電源２と、負荷３と、充電装置４Ｘと、を備えている。

参考例の充電装置４Ｘは、二次電池４０と、充電制御回路４１と、消費電流検出部４２と、電流差分検出部４３と、充電電流可変制御部４４と、電池電圧検出部４５と、電池電圧判定部４６と、充電電流検出部４７と、充電モード切替部４９Ｘと、第１充電停止判定部５１と、を備えている。

即ち、参考例の充電装置４Ｘは第１実施形態の充電装置４と比較して、電流比較部４８および第２充電停止判定部５２を具備せず、充電モード切替部４９に代えて充電モード切替部４９Ｘを備えている。充電モード切替部４９Ｘは、電池電圧判定部４６の判定結果に基づいて、充電モードを変更する。即ち、電池電圧が充電モード切替しきい値未満の場合、電流制御モードとし、電池電圧が充電モード切替しきい値以上となると、電圧制御モードに切り替える。

次に、参考例に係る電子機器１Ｘの動作の一例について図５および図６を用いて説明する。図５は、第１の参考例の動作説明図の一例である。第１の参考例では、充電電圧が充電モードしきい値以上となると、定電圧充電の推移電流値にて充電を実施する。

第１の参考例に係る電子機器１Ｘは、電池電圧が充電モード切替しきい値未満のときは、充電モードを電流制御モードとして充電を実施する。電流制御モード時は、負荷３の消費電流に応じて、充電電流を可変して充電を実施することにより、電源２の供給電流が最大供給可能電流を超えないように制御される。

時刻ｔ１において、電池電圧が充電モード切替しきい値以上となると、充電モードを電流制御モードから電圧制御モードへと切り替えて充電を実施する。電圧制御モード時は、定電圧充電の推移電流値にて充電を実施する。

時刻ｔ２において、負荷３の消費電流が増加すると電源２の供給電流も増加する。このため、供給電流が最大供給可能電流を超え、電源２は停止してしまう。

図６は、第２の参考例の動作説明図の一例である。第２の参考例では、充電電圧が充電モードしきい値以上となると、負荷３の消費電流が最大のときでも電源２の最大供給可能電流を超えない小さい充電電流にて充電を実施する。

第２の参考例に係る電子機器１Ｘは、電池電圧が充電モードしきい値未満のときは、充電モードを電流制御モードとして充電を実施する。電流制御モード時は、負荷３の消費電流に応じて、充電電流を可変して充電を実施することにより、電源２の供給電流が最大供給可能電流を超えないように制御される。

時刻ｔ１において、電池電圧が充電モードしきい値以上となると、充電モードを電流制御モードから電圧制御モードへと切り替えて充電を実施する。電圧制御モード時は、負荷３の消費電流が最大のときでも電源２の最大供給可能電流を超えない小さい充電電流にて充電を実施する。

時刻ｔ２から時刻ｔ３において、負荷３の消費電流が増加しても充電電流は十分に小さいため、電源２の供給電流が最大供給可能電流を超えることなく、電源２は停止することなく動作する。

以上、第１実施形態に係る充電装置４を備える電子機器１によれば、電池電圧が充電モード切替しきい値以上となると、充電モードを電圧制御モードに切り替えることができるので、充電時の過電圧を防止することができる。

第１の参考例では、電圧制御モードの際、負荷３の消費電流が増大すると、電源２が停止するおそれがある。これに対し、第１実施形態に係る充電装置４によれば、電圧制御モードの際、負荷３の消費電流が増大すると、充電モードを電圧制御モードから電流制御モードに切り替えることができる。これにより、電源２の出力が最大供給可能電流を超えることを防止し、電源２が停止することを防止することができる。

また、第２の参考例では、電源２の停止を防止することができるものの、充電量が少ないため、充電時間が長くなるという課題がある。これに対し、第１実施形態に係る充電装置４によれば、図３（ａ）の時刻ｔ１から時刻ｔ２に示すように、推移電流値にて充電を実施することができるので、図６に示す第２の参考例の場合と比較して、充電量を多くすることができ、充電時間を短縮することができる。また、時刻ｔ３に示すように、負荷３の消費電流が減少すると、電流制御モードから電圧制御モードに切り替えて、推移電流値にて充電を実施することができるので、図６に示す第２の参考例の場合と比較して、充電量を多くすることができ、充電時間を短縮することができる。

なお、最大供給可能電流は図示しない記憶部に記憶されているとして説明したが、これに限られるものではなく、図示しないパラメータ設定部を備え、最大供給可能電流を任意の値に設定できるように構成されていてもよい。このような構成により、電源２を交換した際、電源２の最大供給可能電流をパラメータ設定部で設定することができるので、電源２の能力に応じた充電制御を行うことができる。

また、電圧制御モードにおいて充電停止を判定する第１充電停止判定部５１に加えて、電流制御モードにおいて充電停止を判定する第２充電停止判定部５２を備えることにより、電圧制御モードから電流制御モードに切り替わっている際の過充電を防止することができる。

≪第２実施形態≫
第２実施形態に係る充電装置４Ａを備える電子機器１Ａの構成について図７を用いて説明する。図７は、第２実施形態に係る電子機器１Ａの一例の構成図である。

第２実施形態に係る電子機器１Ａは、電源２と、負荷３と、充電装置４Ａと、を備えている。なお、電子機器１Ａとしては、レーザプリンタ等の画像形成装置に適用することができる。

充電装置４Ａは、二次電池４０と、充電制御回路４１と、電流差分検出部４３Ａと、充電電流可変制御部４４と、電池電圧検出部４５と、電池電圧判定部４６と、充電電流検出部４７と、電流比較部４８と、充電モード切替部４９と、第１充電停止判定部５１と、第２充電停止判定部５２と、を備えている。

即ち、第２実施形態の充電装置４Ａは第１実施形態の充電装置４と比較して、消費電流検出部４２を具備せず、電流差分検出部４３に代えて電流差分検出部４３Ａを備えている。また、電子機器１Ａは、動作状態取得部６１と、消費電流推定部６２とを備えている。

動作状態取得部６１は、負荷３の動作状態を取得する。消費電流推定部６２は、動作状態取得部６１が取得した負荷３の動作状態に基づいて、負荷３の消費電流を推定する。ここで、図８に消費電流推定部６２が用いるテーブルの一例を示す。テーブルには、負荷３の動作状態と、その動作状態における消費電流の推定値とが、対応付けされている。消費電流推定部６２は、テーブルに基づいて、負荷３の動作状態から負荷３の消費電流を推定することができる。

なお、動作状態取得部６１および消費電流推定部６２は、負荷３の図示しない制御部が備える構成であってもよく、負荷３および充電装置４Ａとは別体に校正されていてもよく、充電装置４Ａが備える構成であってもよく、限定されるものではない。

電流差分検出部４３Ａは、電源２の最大供給可能電流から消費電流推定部６２で推定された消費電流を減算した差分値を検出し、この差分値を最大使用可能電流とする。

以上、第２実施形態に係る充電装置４Ａを備える電子機器１Ａによれば、第１実施形態と同様に、電源２が停止することを防止するとともに、二次電池４０の充電時間を短縮することができる。

また、第２実施形態に係る電子機器１Ａによれば、第１実施形態に係る電子機器１と比較して、消費電流検出部４２を具備しなくても負荷３の動作状態に基づいて充電電流を推定することができるので、コストを削減することができる。

≪第３実施形態≫
第３実施形態に係る充電装置４Ｂを備える電子機器１Ｂの構成について図９を用いて説明する。図９は、第３実施形態に係る電子機器１Ｂの一例の構成図である。

第２実施形態に係る電子機器１Ｂは、電源２と、負荷３と、充電装置４Ｂと、を備えている。なお、電子機器１Ｂとしては、レーザプリンタ等の画像形成装置に適用することができる。

充電装置４Ｂは、二次電池４０と、充電制御回路４１と、消費電流検出部４２と、電流差分検出部４３と、充電電流可変制御部４４と、電池電圧検出部４５と、電池電圧判定部４６と、充電電流検出部４７と、電流比較部４８と、充電モード切替部４９と、第１充電停止判定部５１と、第２充電停止判定部５２と、故障判断部７１と、を備えている。

即ち、第３実施形態の充電装置４Ｂは第１実施形態の充電装置４と比較して、故障判断部７１を備えている。

故障判断部７１は、電圧制御モードにおける充電電流検出部４７で検出した充電電流および電池電圧検出部４５で検出した電池電圧に基づいて、充電装置４Ｂの故障判断を行う。故障判断部７１は、電圧制御モードにおける正常時の電流推移情報を有しており、現在の充電電流および電池電圧から電圧制御モードにおける電流推移を正常時の電流推移情報と比較し、そのずれの大小によって故障判断をする。

以上、第３実施形態に係る充電装置４Ｂを備える電子機器１Ｂによれば、第１実施形態と同様に、電源２が停止することを防止するとともに、二次電池４０の充電時間を短縮することができる。

また、第３実施形態に係る電子機器１Ｂによれば、故障判断部７１を備えることにより、充電装置４Ｂの故障判断を行うことができる。なお、故障判断の判断結果は電子機器１Ｂの図示しない表示部等に表示するようにしてもよい。また、故障判断部７１が充電装置４Ｂが故障していると判定した場合、二次電池４０の充電を停止するように構成してもよい。

≪第４実施形態≫
第４実施形態に係る充電装置４Ｃを備える電子機器１Ｃの構成について図１０を用いて説明する。図１０は、第４実施形態に係る電子機器１Ｃの一例の構成図である。

第４実施形態に係る電子機器１Ｃは、電源２と、負荷３と、充電装置４Ｃと、を備えている。なお、電子機器１Ｃとしては、レーザプリンタ等の画像形成装置に適用することができる。

充電装置４Ｃは、二次電池４０と、充電制御回路４１と、消費電流検出部４２と、電流差分検出部４３と、充電電流可変制御部４４と、電池電圧検出部４５と、電池電圧判定部４６と、充電電流検出部４７と、電流比較部４８と、充電モード切替部４９と、第１充電停止判定部５１と、第２充電停止判定部５２と、劣化状態判定部８１と、充電モード切替しきい値決定部８２と、を備えている。

即ち、第４実施形態の充電装置４Ｃは第１実施形態の充電装置４と比較して、劣化状態判定部８１および充電モード切替しきい値決定部８２を備えている。

劣化状態判定部８１は、二次電池４０の劣化状態を判定する。なお、二次電池４０の劣化状態を判定方法としては、例えば二次電池４０の総稼働時間、総充放電量等を用いてもよく、これらに限定されるものではない。

充電モード切替しきい値決定部８２は、劣化状態判定部８１が判定した二次電池４０の劣化状態に基づいて、充電モード切替しきい値を決定する。

以上、第４実施形態に係る充電装置４Ｃを備える電子機器１Ｃによれば、第１実施形態と同様に、電源２が停止することを防止するとともに、二次電池４０の充電時間を短縮することができる。

また、第４実施形態に係る電子機器１Ｃによれば、二次電池４０の劣化による電圧値の低下を加味して、充電モード切替しきい値を補正することができる。

以上、充電装置および電子機器の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 電子機器
２ 電源
３ 負荷
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 充電装置
４０ 二次電池
４１ 充電制御回路
４２ 消費電流検出部
４３，４３Ａ 電流差分検出部
４４ 充電電流可変制御部
４５ 電池電圧検出部
４６，４６Ｃ 電池電圧判定部
４７ 充電電流検出部
４８ 電流比較部
４９ 充電モード切替部
５１ 第１充電停止判定部
５２ 第２充電停止判定部
６１ 動作状態取得部
６２ 消費電流推定部
７１ 故障判断部
８１ 劣化状態判定部
８２ 充電モード切替しきい値決定部

特許第４１２６３２９号公報

Claims (12)

1. 電源からの電流を消費電流として負荷に供給するとともに、前記電源からの電流を充電電流として二次電池に供給する電子機器が備える充電装置であって、
   前記充電装置は、
   前記二次電池と、
   前記電源からの電流を入力として前記二次電池に充電電流を供給する充電制御回路と、
   前記電源の許容する最大供給可能電流と前記負荷の消費電流との差分値である最大使用可能電流を検出する電流差分検出部と、
   前記二次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出部と、
   前記充電制御回路から前記二次電池へ供給される充電電流を検出する充電電流検出部と、
   前記充電制御回路の充電モードを切り替える充電モード切替部と、を備え、
   前記充電モードは、前記最大使用可能電流に基づいて充電電流を制御して充電を行う電流制御モードと、電池電圧を制御して充電を行う電圧制御モードと、を有し、
   前記充電モード切替部は、
   前記電池電圧が閾値電圧以上となると、前記電流制御モードから前記電圧制御モードに移行し、
   前記電圧制御モードに移行した後に、前記負荷の消費電流が増加すると、前記電圧制御モードから前記電流制御モードに切り替える
   ことを特徴とする充電装置。
2. 前記充電モード切替部は、
   前記電圧制御モードに移行した後に、前記最大使用可能電流が前記充電電流よりも小さくなると、前記電圧制御モードから前記電流制御モードに切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記電圧制御モードから前記電流制御モードに切り替える場合におけるモード切替前の充電電流値を記憶する記憶部を備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
4. 前記充電モード切替部は、
   前記電圧制御モードに移行し、前記電圧制御モードから前記電流制御モードに切り替えた後に、前記最大使用可能電流が前記モード切替前の充電電流値よりも大きくなると、前記電流制御モードから前記電圧制御モードに切り替える
   ことを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
5. 前記負荷の消費電流を検出する消費電流検出部を備え、
   前記電流差分検出部は、前記電源の許容する最大供給可能電流と前記消費電流検出部で検出した消費電流との差分値である前記最大使用可能電流を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の充電装置。
6. 前記電流差分検出部は、前記電源の許容する最大供給可能電流と前記負荷の動作状態から推定した消費電流との差分値である前記最大使用可能電流を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の充電装置。
7. 前記電流差分検出部が用いる前記最大供給可能電流を設定する設定部を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の充電装置。
8. 前記電圧制御モードにおいて、前記充電電流検出部で検出した充電電流が充電停止電流値未満である場合、前記二次電池の充電を停止すると判定する第１充電停止判定部と、
   前記電流制御モードにおいて、前記電池電圧検出部で検出した電池電圧が充電停止電圧値より大きい場合、前記二次電池の充電を停止すると判定する第２充電停止判定部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の充電装置。
9. 前記電圧制御モードにおける前記充電電流検出部で検出した充電電流および前記電池電圧検出部で検出した電池電圧に基づいて、前記充電装置の故障判断を行う故障判断部を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の充電装置。
10. 前記二次電池の劣化状態を判定する劣化状態判定部と、
    前記劣化状態判定部が判定した前記二次電池の劣化状態に基づいて、充電モード切替しきい値を決定する充電モード切替しきい値決定部と、を備える
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の充電装置。
11. 電源と、負荷と、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の充電装置と、を備える
    ことを特徴とする電子機器。
12. 電源と、負荷と、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の充電装置と、を備える
    ことを特徴とする画像形成装置。

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