JP2020010493A - 充電装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】充電時の環境条件によらずに、二次電池の劣化状態を判定することが可能な充電装置を提供する。【解決手段】二次電池の充電を行う充電手段と、前記二次電池の電池電圧を取得する第１取得手段と、前記二次電池の充電に係る環境条件を取得する第２取得手段と、前記第１取得手段が取得した電池電圧に基づいて、当該電池電圧の単位時間当たりの変化量を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した前記変化量と、前記第２取得手段が取得した前記環境条件に対応する前記二次電池の劣化状態の判定に係る指標値とに基づき、前記二次電池の劣化状態を判定する判定手段と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、充電装置及びプログラムに関する。

従来、携帯型の電子機器等では、充放電を繰り返し行うことが可能なリチウムイオン電池等の二次電池が電源として一般的に用いられている。

ところで、二次電池は、充電サイクルの累積や満充電状態での長期保存等の理由により、充電に係る特性（性能）が劣化することが知られている。具体的には、二次電池は、劣化が進むほど充放電可能な容量が減少するため、満充電状態に達するまでの時間が短くなる傾向にある。劣化が進んだ二次電池では、未劣化状態の二次電池と比較し電池の減りが早く、電子機器の駆動に必要な電力を供給できない可能性がある。

また、上記した二次電池の特性は、二次電池周辺の温度等、充電に係る環境条件によって変化することが知られている。従来、二次電池の充電時の充電開始から充電終了までの時間と充電中の周辺温度とに基づき、二次電池の寿命（劣化状態）を判定する技術が提案されている。

しかしながら、上記の従来技術では、二次電池の充電時間と充電時の温度とから劣化状態を判定することが可能であるが、係る判定方法においては更なる改善の余地がある。

本発明が解決しようとする課題は、充電時の環境条件によらずに、二次電池の劣化状態を判定することが可能な充電装置及びプログラムを提供することである。

実施形態の充電装置は、充電手段と、第１取得手段と、第２取得手段と、算出手段と、判定手段とを備える。充電手段は、二次電池の充電を行う。第１取得手段は、前記二次電池の電池電圧を取得する。第２取得手段は、前記二次電池の充電に係る環境条件を取得する。算出手段は、前記第１取得手段が取得した電池電圧に基づいて、当該電池電圧の単位時間当たりの変化量を算出する。判定手段は、前記算出手段が算出した前記変化量と、前記第２取得手段が取得した前記環境条件に対応する前記二次電池の劣化状態の判定に係る指標値とに基づき、前記二次電池の劣化状態を判定する。

図１は、実施形態に係るプリンタ装置の外観構成の一例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るプリンタ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る電源制御部のハードウェア構成の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係る二次電池の電池電圧と充電時間との関係の一例を示す図である。 図５は、実施形態に係る電源制御装置の機能構成の一例を示す図である。 図６は、実施形態に係る二次電池の電池電圧の変化量の一例を示す図である。 図７は、実施形態に係る二次電池の電池電圧の変化量の温度変化例を示す図である。 図８は、実施形態の電源制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施形態に係る充電装置及びプログラムについて説明する。以下の実施形態では、携帯可能な小型のプリンタ装置への適用例について説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係るプリンタ装置１の外観構成の一例を示す斜視図である。図２は、プリンタ装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。

プリンタ装置１は、携帯容易な小型のプリンタである。プリンタ装置１は、図１に示すように、本体部１１と蓋部１２とで構成される筐体１０を備えている。本体部１１は、一部が開口とされた箱型の容器である。蓋部１２は、一端部を本体部１１に回動自在に取り付けられ、回動に従って本体部１１の開口を開閉する。蓋部１２が本体部１１の開口を閉じた状態での蓋部１２の回動端と本体部１１との間が、発行口１０ａとなる。

また、プリンタ装置１は、筐体１０内に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、表示制御部１０４、モータ制御部１０５、ヘッド制御部１０６、Ｉ／Ｏポート１０７、通信部１０８、電源制御部１０９及び電源コネクタ１１０を備える。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２が記憶するプログラムをＲＡＭ１０３に展開して実行することにより、プリンタ装置１を構成する各部を統括的に制御する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行する各種プログラムやプログラムの処理で用いる各種データを記憶する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される。

表示制御部１０４は、ＣＰＵ１０１の制御の下、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１１１を制御する。ＬＣＤ１１１は、本体部１１の外面に表示面を向けて設けられ、文字や画像を表示する表示デバイスの一例である。

モータ制御部１０５は、ステッピングモータ１１２を制御する。ヘッド制御部１０６は、サーマルヘッド１１３を制御する。ステッピングモータ１１２は、プラテンローラ（不図示）を回転させる。サーマルヘッド１１３及びプラテンローラは、用紙に印字を行う印字部を構成する。プラテンローラは、サーマルヘッド１１３との間に、印字対象の用紙を挟み、回転することによって用紙を搬送する。サーマルヘッド１１３は、複数個の発熱体を備え、発熱体で加熱することにより用紙に印字する。

ここで、サーマルヘッド１１３は、本体部１１に設けられ、プラテンローラは、蓋部１２に設けられる。蓋部１２が本体部１１の開口を開放する位置にあるとき、プラテンローラはサーマルヘッド１１３から離れて位置する。蓋部１２が本体部１１の開口を閉じる位置にあるとき、プラテンローラはサーマルヘッド１１３に接する。

Ｉ／Ｏポート１０７は、キー１１４から出力をＣＰＵ１０１に入力し、ＣＰＵ１０１からの制御信号をＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１５に伝達する。キー１１４及びＬＥＤ１１５は、本体部１１の外面に設けられている。キー１１４は、プリンタ装置１の使用者からの操作入力を受け付ける操作部の一例である。キー１１４は、電源のオン／オフを指示するための電源ボタン、プリント処理の中断を指示するための中断ボタン、用紙の搬送（紙送り）を指示するための紙送りボタン等を有する。例えば、電源ボタンが操作されると、ＣＰＵ１０１は、電源のオン又はオフを指示する指示信号を電源制御部１０９に出力する。

ＬＥＤ１１５は、プリンタ装置１の使用者に対して、プリンタ装置１のステータスや二次電池１２０のステータス等の各種情報を発光（発光色、発光パターン等）により報知する。

また、Ｉ／Ｏポート１０７は、例えば用紙検知センサ１１６、ヘッド開閉センサ１１７、ヘッド温度センサ１１８、筐体内温度センサ１１９等の各種検知部からの出力を、ＣＰＵ１０１に伝達する。用紙検知センサ１１６は、サーマルヘッド１１３とプラテンローラとの間の用紙を検知する。ヘッド開閉センサ１１７は、サーマルヘッド１１３とプラテンローラとが接していること、つまり本体部１１の開口を蓋部１２が閉じていることを検知する。ヘッド温度センサ１１８は、サーマルヘッド１１３の温度を検知する。筐体内温度センサ１１９は、例えばステッピングモータ１１２や二次電池１２０の近傍に設けられ、筐体１０内の温度を検知する。

通信部１０８は、外部装置と通信を行う有線又は無線の通信インタフェースである。本実施形態のプリンタ装置１は、通信部１０８を介して、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）装置やスマートフォン、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置と通信する。通信部１０８は、プリンタ装置１で印字する印字データを外部装置から受信する。また、通信部１０８は、プリンタ装置１のステータス等を外部装置に送信する。

電源制御部１０９は、充電装置の一例である。電源制御部１０９は、二次電池収容口に装着された二次電池１２０や、電源コネクタ１１０に接続された外部電源ＯＰからの電力を、各構成要素に適した電力に変換して供給する。ここで、二次電池１２０は、充放電を繰り返し行うことが可能なリチウムイオン電池等の二次電池である。二次電池１２０は、二次電池収容口に対し着脱可能に装着される。また、電源コネクタ１１０には、電源ケーブル等を介して外部電源ＯＰが接続されるものとする。外部電源ＯＰの電源種別は特に問わず、例えば商用電源であってもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）給電等であってもよい。

図３は、電源制御部１０９のハードウェア構成の一例を示す図である。図３に示すように、電源制御部１０９は、制御回路２１と、充電回路２２と、スイッチ２３と、電源検出回路２４と、電圧検出回路２５とを備える。

制御回路２１は、ＣＰＵ２１ａ、ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃ等のコンピュータ構成を有する。制御回路２１は、電源制御部１０９の各部と接続されるとともに、図示しない信号線等を介してＣＰＵ１０１に接続される。

制御回路２１のＣＰＵ２１ａは、プロセッサの一例である。ＣＰＵ２１ａは、ＲＯＭ２１ｂに格納されたプログラムをＲＡＭ２１ｃに展開して実行することで、電源制御部１０９の全体を制御する。ＲＯＭ２１ｂは、ＣＰＵ２１ａが実行するためのプログラムやそのプログラムの処理で用いられる各種データ等を記憶する。ＲＡＭ２１ｃは、ＣＰＵ２１ａのワークスペースとして機能する。

制御回路２１は、充電回路２２における二次電池１２０に対する充電を制御する。また、制御回路２１は、ＣＰＵ１０１の制御の下、スイッチ２３の開閉を制御する。

充電回路２２は、制御回路２１の制御の下、電源コネクタ１１０を介して外部電源ＯＰから供給される電力を用いて二次電池１２０を充電する。具体的には、充電回路２２は、制御回路２１から充電開始信号を受信すると、外部電源ＯＰからの電力を二次電池１２０に供給することで二次電池１２０の充電を開始する。また、充電回路２２は、制御回路２１から充電停止信号を受信すると、二次電池１２０に対する電力供給を停止する。

スイッチ２３は、制御回路２１の制御の下、開閉動作を行うことで、外部電源ＯＰ又は二次電池１２０から負荷部に対する電力の供給又は遮断を実行する。具体的には、制御回路２１は、ＣＰＵ１０１から電源オンを指示する指示信号を受け付けると、スイッチ２３をオンとすることで、負荷部に対する電力供給を開始する。また、制御回路２１は、ＣＰＵ１０１から電源オフを指示する指示信号を受け付けると、スイッチ２３をオフとすることで、負荷部に対する電力供給を停止する。なお、負荷部は、図２に示したプリンタ装置１が備える各部うち、電源制御部１０９、電源コネクタ１１０及び二次電池１２０を除いた各部を意味する。

電源検出回路２４は、電源コネクタ１１０を介して接続される外部電源ＯＰからの電力供給の有無を検出する。具体的には、電源検出回路２４は、外部電源ＯＰから供給される電流値を検出（計測）し、検出した電流値を制御回路２１に出力する。また、電源検出回路２４は、二次電池１２０の着脱状態等を検出し、検出した結果を電源検出信号として制御回路２１に出力する。

電圧検出回路２５は、二次電池１２０の電池電圧を検出（計測）する。具体的には、電圧検出回路２５は、二次電池１２０の出力電圧を電池電圧として制御回路２１に出力する。

なお、電源制御部１０９では、外部電源ＯＰ又は二次電池１２０からの電力は、スイッチ２３を経由して負荷部であるプリンタ装置１の各部に供給されるとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ等で制御電圧に変換されて電源制御部１０９の各部に供給される。

ところで、プリンタ装置１の内部電源である二次電池１２０は、充電サイクルの累積や満充電状態での長期保存等の理由により、充電に係る特性（性能）が劣化することが知られている。具体的には、二次電池１２０は、劣化が進むほど充放電可能な容量が減少し、満充電状態に達するまでの時間が短くなる傾向にある。

図４は、二次電池１２０の電池電圧と充電時間との関係の一例を示す図である。グラフＬ１は、未劣化状態の二次電池１２０の電池電圧と充電時間との関係（充電特性）を示しており、グラフＬ２は、劣化が進んだ状態の二次電池１２０の電池電圧と充電時間との関係（充電特性）を示している。また、充電終止電圧Ｖｅｎｄは、二次電池１２０の充電を終了する電圧値である。充電終止電圧Ｖｅｎｄは、未劣化状態の二次電池１２０が満充電状態に達する際の電池電圧であり、予め設定されているものとする。

図４に示すように、二次電池１２０の電池電圧は、時間経過に伴い上昇し、満充電状態である充電終止電圧Ｖｅｎｄに達すると充電が停止される。このとき、電池電圧の上昇率は、充電開始時の残容量によらず、充電開始時の電池電圧から、図４に示した充電特性（グラフＬ１、グラフＬ２）に沿って上昇していく。

また、二次電池１２０は、充電サイクルの累積等に伴い劣化が進むにつれて、充電可能な容量が減少する傾向にある。そのため、二次電池１２０は、劣化が進むにつれて、充電終止電圧Ｖｅｎｄに到達するまでの時間は短くなる。例えば、グラフＬ１では、充電終止電圧Ｖｅｎｄに達するまでＴ１を要するのに対し、グラフＬ２では、Ｔ１より短いＴ２で充電終止電圧Ｖｅｎｄに達する。

さらに、二次電池１２０の充電特性は、二次電池１２０周辺の周辺温度や、二次電池１２０に供給する電流値（充電電流）等の環境条件の影響により、グラフＬ１やグラフＬ２の形状が変化することが分かっている。例えば、二次電池１２０が充電終止電圧Ｖｅｎｄに達するまでの時間は、周辺温度が低くなるほど長くなる傾向にある。

このように、劣化の進んだ二次電池１２０では、容量が減少した状態にあるため、充電終止電圧Ｖｅｎｄまで充電を行ったとしても、未劣化状態の二次電池１２０と比較し電池の減りが早く、プリンタ装置１の駆動に必要な電力を供給できない可能性がある。

そこで、本実施形態の電源制御部１０９は、二次電池１２０の充電時における電池電圧の変化量に基づき、二次電池１２０の劣化状態を判定する。具体的には、電源制御部１０９は、二次電池１２０の充電中に計測された一連する電池電圧から、当該電池電圧の単位時間あたりの変化量を算出する。そして、電源制御部１０９は、算出した電池電圧の変化量と、環境条件に応じた指標値とに基づき二次電池１２０の劣化状態を判定する。以下、電源制御部１０９が備える二次電池１２０の劣化状態の判定に係る機能構成について説明する。

図５は、電源制御部１０９の機能構成の一例を示す図である。図５に示すように、電源制御部１０９は、機能構成として、電圧取得部２１１と、環境条件取得部２１２と、充電制御部２１３と、算出部２１４と、判定部２１５と、報知部２１６とを備える。これら機能構成の一部又は全部は、制御回路２１のＣＰＵ２１ａとＲＯＭ２１ｂに記憶されたプログラムとの協働により実現されるソフトウェア構成であってもよい。また、これら機能構成の一部又は全部は、制御回路２１のＣＰＵ２１ａや専用回路等によって実現されるハードウェア構成であってもよい。

電圧取得部２１１は、第１取得手段の一例である。電圧取得部２１１は、電圧検出回路２５によって検出された二次電池１２０の出力電圧値を電池電圧として取得する。具体的には、電圧取得部２１１は、二次電池１２０の電池電圧を一定時間（例えば１秒）毎に取得し、取得した出力電圧をＲＡＭ２１ｃに順次記憶（記録）する。

環境条件取得部２１２は、第２取得手段の一例である。環境条件取得部２１２は、二次電池１２０の充電に係る環境条件を取得する。環境条件は、後述する二次電池１２０の充電特性の変化要因となる所定の要素の定量値を意味する。具体的には、環境条件取得部２１２は、環境条件として、筐体内温度センサ１１９で測定された温度を、Ｉ／Ｏポート１０７等を介して取得する。また、環境条件取得部２１２は、環境条件として、電源検出回路２４から入力される外部電源ＯＰの電流値を取得する。ここで、環境条件取得部２１２が、筐体内温度センサ１１９から取得する温度は、二次電池１２０周辺の温度（以下、周辺温度）に対応する。また、環境条件取得部２１２が取得する外部電源ＯＰの電流値は、二次電池１２０の充電時に当該二次電池１２０に供給する電流値（以下、充電電流）に対応する。

充電制御部２１３は、充電手段の一例である。充電制御部２１３は、充電回路２２における二次電池１２０に対する充電を制御する。具体的には、充電制御部２１３は、電圧検出回路２５を介して、外部電源ＯＰが接続されたことを検出すると、充電開始を指示する充電開始信号を充電回路２２に出力する。また、充電制御部２１３は、二次電池１２０の充電中に電圧取得部２１１が取得した電池電圧が充電終止電圧Ｖｅｎｄに達すると、充電停止を指示する充電停止信号を充電回路２２に出力する。なお、充電制御部２１３は、電圧取得部２１１が取得した電池電圧が、所定の充電開始電圧（但し、充電開始電圧＜充電停止電圧）未満となった場合に、充電回路２２に対して充電開始信号を出力する構成としてもよい。

算出部２１４は、算出手段の一例である。算出部２１４は、電圧取得部２１１によって取得された二次電池１２０の電池電圧の経時変化に基づき、当該電池電圧の変化量を算出する。具体的には、算出部２１４は、二次電池１２０の充電が開始されてから充電終止電圧Ｖｅｎｄ（満充電状態）に達するまでの期間（充電期間）において、電池電圧の単位時間当たりの変化量を算出する。ここで、変化量の算出に係る単位時間は、例えば１分や１０分、３０分等、任意に設定することが可能である。

また、算出部２１４は、充電期間の全期間に亘って変化量を算出し続ける構成としてもよいし、一部の期間について変化量を算出する構成としてもよい。後者の場合、変化量の算出対象となる期間は、任意に設定することが可能であるとするが、劣化に伴う充電特性の変化が顕著に表れる期間を算出対象に含めることが好ましい。

例えば、未劣化状態の二次電池１２０と、劣化の進んだ二次電池１２０とについて、充電時の電池電圧の変化量を算出すると、その算出結果は図６に示すものとなる。

図６は、二次電池１２０の電池電圧の変化量の一例を示す図である。グラフＬ１ａは、未劣化状態の二次電池１２０の電池電圧の変化量を示しており、グラフＬ２ａは、劣化の進んだ二次電池１２０の電池電圧の変化量を示している。なお、グラフＬ１ａ及びグラフＬ２ａは、充電開始から充電終止電圧Ｖｅｎｄ（満充電状態）に達するまでの充電期間に亘り、電池電圧の単位時間（Δｔ）当たりの変化量を連続的に記録した結果を示している。

二次電池１２０は、劣化が進むにつれて容量が減少するため、充電終止電圧Ｖｅｎｄに到達するまでの時間が短くなる。そのため、電池電圧の変化量は、図６に示すように、劣化の進んだ二次電池１２０（グラフＬ２ａ）の方が、未劣化状態の二次電池１２０（グラフＬ１ａ）よりも全体的に大きくなる。

ここで、グラフＬ１ａとグラフＬ２ａとを比較すると、グラフＬ２ａの後半部分の変化量は、グラフＬ１ａの各時点での変化量を上回っている。つまり、劣化の進んだ二次電池１２０の電池電圧の変化量は、充電期間の後半部分、特に満充電状態の近傍において、未劣化状態の二次電池１２０の電池電圧の変化量とは異なる動きを示す。

そこで、変化量を算出する期間に、二次電池１２０が満充電状態に達する時間又は当該時間の近傍時間を含めることで、未劣化状態の二次電池１２０と劣化の進んだ二次電池１２０とを識別可能な変化量を算出することができる。なお、変化量を算出する期間の始点（基点）や期間長は特に問わず、任意に設定することが可能である。例えば、満充電状態に達した充電終止電圧Ｖｅｎｄから単位時間前の時点を始点とし、当該始点から充電終止電圧Ｖｅｎｄに達するまでの変化量、つまり単位時間当たりの変化量を算出してもよい。また、満充電状態に達した充電終止電圧Ｖｅｎｄから所定時間前（例えば３０分前）の時点を始点とし、この始点から充電終止電圧Ｖｅｎｄに達するまでの期間について、単位時間当たりの変化量を順次算出してもよい。

なお、算出部２１４は、環境条件取得部２１２が取得した環境条件に応じて、算出対象とする期間や単位時間等の変化量の算出に係る設定値を切り替える構成としてもよい。この場合、変化量の算出に係る設定値は、例えば環境条件毎に予め保持されていてもよい。また、変化量の算出に係る設定値は、環境条件を入力することで、当該環境条件に応じた設定値を導出可能な関係式等に基づき導出される構成としてもよい。算出部２１４は、環境条件取得部２１２が取得した環境条件に応じて、使用する設定値を切り替える。係る設定値は、環境条件毎に適切な値が設定されているものとする。

判定部２１５は、判定手段の一例である。判定部２１５は、算出部２１４が算出した電池電圧の変化量と、二次電池１２０の劣化状態の判定に係る指標値とに基づき、二次電池１２０の劣化状態を判定する。具体的には、判定部２１５は、算出部２１４が算出した変化量と、二次電池１２０の劣化状態の判定に係る変化量の閾値とを比較し、電池電圧の変化量が閾値を超えた場合に、二次電池１２０が劣化していると判定する。ここで、閾値には、未劣化状態の二次電池１２０と、劣化状態の二次電池１２０とを識別可能な値が設定される。

例えば、電池電圧の変化量が図６で表される場合、グラフＬ１ａのピーク値とグラフＬ２ａのピーク値との間の変化量の範囲に、閾値ＴＨａを設定することが好ましい。このように設定した閾値ＴＨａを用いることで、算出部２１４が算出した変化量に基づき、未劣化状態の二次電池１２０と劣化の進んだ二次電池１２０とを識別することができる。なお、変化量の算出期間は、電池電圧の変化量が閾値ＴＨａを超える期間を含むものとする。

また、図６に示した電池電圧の変化量は、二次電池１２０の充電特性に依存するため、充電特性と同様に二次電池１２０周辺の温度や充電電流等の環境の影響を受ける。例えば、電池電圧の変化量は、図７に示すように、二次電池１２０の周辺温度の変化に伴い変化する。

図７は、二次電池１２０の電池電圧の変化量の温度変化例を示す図である。ここで、グラフＬ２ｂは、劣化の進んだ二次電池１２０の、常温（例えば２０℃等）時における電池電圧の変化量を示している。また、グラフＬ２ｃは、劣化の進んだ二次電池１２０の、低温（例えば５℃等）時における電池電圧の変化量を示している。なお、グラフＬ２ｂ及びグラフＬ２ｃは、充電開始から充電終止電圧Ｖｅｎｄ（満充電状態）に達するまでの充電期間に亘り、電池電圧の単位時間（Δｔ）当たりの変化量を連続的に記録した結果を示している。

図７に示すように、電池電圧の変化量は、温度変化に伴い変化する。具体的には、電池電圧の変化量は、温度の低下に伴い全体的に低下する傾向にある。そのため、例えば、常温時のグラフＬ２ｂに基づき設定した閾値ＴＨｂを、低温時のグラフＬ２ｃに対して適用すると、グラフＬ２ｃは何れの時点においても閾値ＴＨｂを超えることはない。つまり、常温用の閾値ＴＨｂでは、低温状態にある二次電池１２０の劣化状態を判定することができない。

そこで、判定部２１５は、環境条件取得部２１２が環境条件として取得した周辺温度に基づき、当該周辺温度に対応する閾値を用いて、二次電池１２０の劣化状態を判定する。例えば、環境条件取得部２１２が取得した周辺温度が低温域の場合、判定部２１５は、低温時の変化量の特性に基づき予め設定された閾値ＴＨｃを用いて、二次電池１２０の劣化状態を判定する。

劣化判定に用いる閾値は、例えば周辺温度毎に予め保持されている構成としてもよい。また、劣化判定に用いる閾値は、基準となる温度（基準温度）の閾値に対し、基準温度からの温度変化量に応じた補正値を加算又は減算することで導出する構成としてもよい。また、劣化判定に用いる閾値は、周辺温度を入力することで、当該周辺温度に対応した閾値を導出可能な関係式等を用いて導出する構成としてもよい。

なお、図７では、温度変化に伴う閾値の切り替えについて説明したが、他の変化要因についても同様に閾値の切り替えを行うものとする。例えば、電池電圧の変化量は、充電電流の増減に比例して、増加又は減少する傾向にある。そのため、判定部２１５は、周辺温度と同様に、環境条件取得部２１２が取得した充電電流に基づき、当該充電電流に応じた閾値を用いて、二次電池１２０の劣化状態を判定する。

また、本実施形態のように、環境条件取得部２１２が複数の変化要因（周辺温度、充電電流）を環境条件として取得する場合、判定部２１５は、複数の変化要因を加味した閾値を用いて劣化判定を行ってもよい。この場合、例えば、判定部２１５は、一の変化要因について導出（補正）した閾値に、次の変化要因に応じた補正値を加算又は減算することで、複数の変化要因を加味した閾値を導出することができる。また、例えば、複数の変化要因の各値をパラメータとし、パラメータの組合せ毎に対応する閾値を設定したテーブルデータや、パラメータの組合せから対応する閾値を導出可能な関係式等を用意しておく構成としてもよい。この場合、判定部２１５は、複数の変化要因に対応する閾値を、テーブルデータや関係式から一度に導出することができる。

図５に戻り、報知部２１６は、判定部２１５の判定結果を報知する。具体的には、報知部２１６は、判定部２１５により電池電圧の変化量が閾値を超えたと判定された場合に、二次電池１２０が劣化している旨を報知する。ここで、報知の方法は特に問わず、種々の方法を用いることが可能である。例えば、報知部２１６は、ＬＥＤ１１５を発光させることで、二次電池１２０が劣化していることを報知してもよい。また、例えば、報知部２１６は、ＣＰＵ１０１や表示制御部１０４と協働することで、ＬＣＤ１１１に対し二次電池１２０が劣化していることを報知するメッセージ等を表示させてもよい。また、報知部２１６は、通信部１０８を介して、二次電池１２０が劣化していることを報知するコマンドやメッセージ等を外部装置に送信してもよい。

次に、図８を参照して、電源制御部１０９（制御回路２１）の動作例について説明する。図８は、電源制御部１０９が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

まず、電源コネクタ１１０を介して外部電源ＯＰがプリンタ装置１に接続されると、充電制御部２１３は、充電回路２２に充電開始信号を出力することで、二次電池１２０の充電を開始させる（ステップＳ１１）。充電が開始されると、環境条件取得部２１２は、環境条件を取得し、ＲＡＭ２１ｃに保持する（ステップＳ１２）。

電圧取得部２１１は、二次電池１２０の充電が行われている間、二次電池１２０の電池電圧を所定の時間間隔（例えば１秒）毎に取得し、取得した電池電圧をＲＡＭ２１ｃに順次記憶する（ステップＳ１３）。

充電制御部２１３は、二次電池１２０の電池電圧が充電終止電圧Ｖｅｎｄに達したか否かを判定し、充電終止電圧Ｖｅｎｄに達していない場合には（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１３に処理を戻す。二次電池１２０の電池電圧が充電終止電圧Ｖｅｎｄに達すると（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、充電制御部２１３は、充電回路２２に充電終止信号を出力することで、二次電池１２０の充電を終了させる（ステップＳ１５）。

続いて、算出部２１４は、ＲＡＭ２１ｃに記憶された電池電圧、つまり充電が開始されてから充電終止電圧Ｖｅｎｄに達するまでの充電期間に取得された一連の電池電圧に基づき、電池電圧の単位時間あたりの変化量を算出する（ステップＳ１６）。

判定部２１５は、ステップＳ１２で取得された環境条件に基づき、当該環境条件に対応する閾値を導出する（ステップＳ１７）。次いで、判定部２１５は、ステップＳ１６で算出された変化量と、ステップＳ１７で導出した閾値とを比較し、変化量が閾値を上回るか否かを判定する（ステップＳ１８）。なお、変化量が複数算出された場合には、判定部２１５は、算出された変化量の各々と閾値とを比較し、閾値を超える変化量が存在するか否かを判定する。

ここで、変化量が閾値を上回ると判定された場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、報知部２１６は、二次電池１２０が劣化している旨を報知し（ステップＳ１９）、本処理を終了する。一方、変化量が閾値以下と判定された場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、報知部２１６は報知を行わずに本処理を終了する。

以上のように、電源制御部１０９は、充電時における二次電池１２０の電池電圧の単位時間当たりの変化量と、当該充電時の環境条件に対応する指標値（閾値）とに基づき、二次電池１２０の劣化状態を判定する。これにより、電源制御部１０９は、充電時の環境条件によらずに、二次電池１２０の劣化状態を判定することができる。

また、電源制御部１０９は、ＬＥＤ１１５やＬＣＤ１１１等を介して、二次電池１２０の劣化状態の判定結果を報知する。これにより、電源制御部１０９は、二次電池１２０の劣化状態をプリンタ装置１の使用者に報知することができるため、二次電池１２０の交換等を促すことができる。

なお、図８の処理では、充電の開始時に環境条件を取得する構成としたが、これに限らず、充電の終了時やステップＳ１７の直前に環境条件を取得する構成としてもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態では、プリンタ装置１が充電装置である電源制御部１０９を備える構成を説明したが、プリンタ装置１以外の他の電子機器が電源制御部１０９を備えてもよい。また、電子機器（充電装置）は、負荷部を具備しない充電専用の装置であってもよい。

また、上記実施形態では、電源制御部１０９の制御回路２１が、劣化二次電池の検出を行う構成を説明したが、プリンタ装置１のＣＰＵ１０１が、制御回路２１と同様の機能（機能構成）を備えてもよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、電源制御部１０９（充電装置）の制御部として機能し、電源制御部１０９で計測された電池電圧に基づき、二次電池１２０の劣化状態を判定する。

また、上記実施形態では、二次電池１２０の充電が終了した後に、電池電圧の変化量を算出し劣化状態を判定する構成としたが（図８参照）、これらの処理を充電の最中に行う構成としてもよい。この構成とする場合、算出部２１４は、二次電池１２０の充電中に取得される電池電圧に基づき、当該電池電圧の単位時間当たりの変化量をリアルタイムで算出する。また、判定部２１５は、算出部２１４が変化量を算出する毎に、当該変化量が閾値を上回るか否かを判定する。そして、報知部２１６は、変化量が閾値を上回った場合に報知を行う。

これにより、プリンタ装置１（電源制御部１０９）は、二次電池１２０の充電終了を待たずに、二次電池１２０を充電する過程で劣化状態を判定・報知することができる。なお、制御回路２１は、二次電池１２０の充電中に劣化状態が判定された場合に、充電終止信号を充電回路２２に出力することで、充電を停止させる構成としてもよい。係る構成により、不要な充電を減少させることができるため、利便性の向上を図ることができる。

また、上記実施形態では、二次電池１２０の種類は特に問わないものとしたが、二次電池１２０の種類に応じて、変化量の算出に係る期間や単位時間、劣化状態の判定に係る指標値（閾値）等を切り替える構成としてもよい。ここで「種類」とは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の種類の他、電池を構成するセル数の違いや製造メーカの違い等をも含む概念である。この場合、電源検出回路２４は、二次電池１２０が装着されると当該二次電池１２０の種類を検出（判別）し、電源検出信号として制御回路２１に出力する。なお、二次電池１２０の種類の判別方法は特に問わないものとする。例えば、電源検出回路２４は、二次電池１２０から得られる電力値や各種の情報等に基づいて、二次電池１２０の種類を判別してもよい。

更に、制御回路２１は、電源検出回路２４で検出された二次電池１２０の種類に応じて、変化量の算出に係る期間や単位時間、劣化判定に係る閾値等の設定値を切り替える。係る設定値は、例えば、二次電池１２０の種類毎に用意されており、二次電池の種類に適した値が予め設定されているものとする。また、各環境条件に対応する指標値は、二次電池１２０の種類毎に用意されているものとする。そして、制御回路２１は、切り替え後の設定値に基づき、上述した劣化状態の判定に係る処理を実行する。

これにより、プリンタ装置１（電源制御部１０９）は、様々な種類の二次電池１２０を取り扱うことができるため、利便性の向上を図ることができる。なお、制御回路２１は、二次電池１２０の種類に応じて、充電方法を切り替えるよう充電回路２２を制御する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、判定部２１５は、電池電圧の変化量と閾値とを比較することで、二次電池１２０が劣化しているか否かを判定したが、劣化状態の判定方法はこれに限らないものとする。例えば、複数の閾値を指標値として段階的に設定し、電池電圧の変化量と比較することで、二次電池１２０の劣化の程度を判定する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、電源制御部１０９が制御回路２１とは別に電圧検出回路２５を備える形態について説明したが、これ以外にも、例えば、制御回路２１が電圧検出回路２５と同様の機能を有する回路とすることも可能である。

また、上記実施形態では、電源制御部１０９は、プリンタ装置１に設けられた筐体内温度センサ１１９を用いて二次電池１２０の周辺温度を取得する構成としたが、電源制御部１０９自体が温度センサを具備する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、二次電池１２０の充電に係る環境条件として、周辺温度及び充電電流を取得する構成を説明したが、他の環境条件（例えば、湿度、気圧、外部電源ＯＰからの印加電圧等）を取得可能な構成としてもよい。なお、この構成を採用する場合、環境条件取得部２１２は、プリンタ装置１又は電源制御部１０９に設けられた他の環境条件を検出可能なセンサ部等から環境条件を取得する。そして、判定部２１５は、環境条件取得部２１２によって取得された環境条件に基づき、二次電池１２０の劣化判定に係る指標値を導出する。

また、上記実施形態のプリンタ装置１（電源制御部１０９）で実行されるプログラムは、プリンタ装置１（電源制御部１０９）が備える記憶媒体（ＲＯＭ等）に予め組み込んで提供するものとするが、これに限らず、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、記憶媒体は、コンピュータ或いは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。

また、上記実施形態のプリンタ装置１（電源制御部１０９）で実行されるプログラムをインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上記実施形態のプリンタ装置１（電源制御部１０９）で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。

１ プリンタ装置
１０９ 電源制御部
１１９ 筐体内温度センサ
１２０ 二次電池
２１ 制御回路
２２ 充電回路
２３ スイッチ
２４ 電源検出回路
２５ 電圧検出回路
２１１ 電圧取得部
２１２ 環境条件取得部
２１３ 充電制御部
２１４ 算出部
２１５ 判定部
２１６ 報知部

特開２００４−１９３００３号公報

Claims (6)

1. 二次電池の充電を行う充電手段と、
   前記二次電池の電池電圧を取得する第１取得手段と、
   前記二次電池の充電に係る環境条件を取得する第２取得手段と、
   前記第１取得手段が取得した電池電圧に基づいて、当該電池電圧の単位時間当たりの変化量を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した前記変化量と、前記第２取得手段が取得した前記環境条件に対応する前記二次電池の劣化状態の判定に係る指標値とに基づき、前記二次電池の劣化状態を判定する判定手段と、
   を備える充電装置。
2. 前記第２取得手段は、前記二次電池周辺の温度を前記環境条件として取得する請求項１に記載の充電装置。
3. 前記第２取得手段は、前記二次電池の充電時に供給する電流値を前記環境条件として取得する請求項１又は２に記載の充電装置。
4. 前記算出手段は、前記二次電池の充電が開始されてから当該充電が停止されるまでの充電期間のうち、一部の期間について前記変化量を算出する請求項１に記載の充電装置。
5. 前記算出手段は、前記二次電池の充電が開始されてから当該充電が停止されるまでの充電期間に亘って、前記変化量を算出する請求項１に記載の充電装置。
6. 充電装置のコンピュータを、
   二次電池の充電を行う充電手段と、
   前記二次電池の電池電圧を取得する第１取得手段と、
   前記二次電池の充電に係る環境条件を取得する第２取得手段と、
   前記第１取得手段が取得した電池電圧に基づいて、当該電池電圧の単位時間当たりの変化量を算出する算出手段と、
   前記算出手段が算出した前記変化量と、前記第２取得手段が取得した前記環境条件に対応する前記二次電池の劣化状態の判定に係る指標値とに基づき、前記二次電池の劣化状態を判定する判定手段と、
   して機能させるためのプログラム。

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