JP6659315B2

JP6659315B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6659315B2
Application number: JP2015223957A
Authority: JP
Inventors: 興治松田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2035-11-16
Also published as: JP2017093244A; US10243391B2; EP3168955B1; US20190173308A1; US10916961B2; US20170141602A1; EP3168955A1

Description

本発明の実施形態は、電子機器に関する。

近年、バッテリーを内蔵した電子機器に、端子接続不要で行う充電（非接触充電）が実施されている。送電機器には、一つの受電機器の専用でなく、様々な電子機器を受電側として許容する汎用であるものがある。このような送電機器には、充電時の過熱による損傷や事故を防ぐために、温度を監視し、必要に応じて送電を停止するものがある。

受電側である電子機器は、送電機器から受け取った電力によってバッテリーに充電するが、受電電力を充電用に変換する能力（変換能力）には限界がある。変換能力を超える過剰な電力が送電機器から送電されてきた場合、余剰分の電力は熱になってしまう。電子機器が発熱を続けると、使用者にやけどを負わせる原因になることもある。また、電子機器の熱が送電機器に伝わって、送電機器が送電停止状態となることがある。

電子機器の充電は、当該電子機器を使用しない時間帯（例えば夜間）に行われるため、電子機器の周りが無人であるなど、電子機器に注意を払う人がいないことが多い。こういった運用の場合に、過熱により送電機器からの送電が停止されると、予定時間内に充電が完了しないという不都合が発生する。

本発明が解決しようとする課題は、電子機器の発熱があっても充電を完了することができる電子機器を提供することである。

実施形態の電子機器は、受電部と、測温部と、充電制御部と、を備える。受電部は、送電機器から送電される電力を非接触で受電し、当該電力でバッテリーを充電する。測温部は、温度に応じて出力を変化させる。充電制御部は、前記測温部の出力から、充電中の温度の初期値からの上昇幅が上限値を超えたと検知された場合、前記受電部による前記バッテリーの充電を一時停止させ、最新の温度と前記初期値との差が前記上限値より低い所定値を下回ると、前記受電部による前記バッテリーの充電を再開する。また、充電制御部は、前記測温部の出力から、充電中の温度の所定期間の上昇幅が許容値を超えると検知された場合、前記送電機器に対する自装置の位置変更を促す通知を行う。

図１は、実施形態におけるポータブルプリンタおよび充電台の外観を示す斜視図である。図２は、ポータブルプリンタおよび充電台の構成を示すブロック図である。図３は、制御部が備えるモジュールを示すブロック図である。図４−１は、充電制御処理の流れを示すフローチャートである。図４−２は、充電制御処理の流れを示すフローチャートである。

（第１実施形態）
本実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、ポータブルプリンタ１および充電台２の外観を示す斜視図である。図２は、ポータブルプリンタ１および充電台２の構成を示すブロック図である。

ポータブルプリンタ（以下、単にプリンタと呼称する）１は、携帯容易な小型のプリンタである。プリンタ１は電子機器の一例であり、充電台２は送電機器の一例である。充電台２は、プリンタ１に電力を送電する。プリンタ１は、充電台２が送電した電力を受電し、該電力によりバッテリー１２８を充電する。

充電台２は、図１に示すように、本体２１と、該本体２１に給電するための電源コード２２とを備えている。本体２１内には、図２に示すように、送電デバイス２３を備えている。送電デバイス２３は、プリンタ１へ送電する。充電台２からプリンタ１への送受電は、接触端子を介さずに行われる。つまり、プリンタ１は、いわゆる非接触充電を行う。当該充電台２からプリンタ１への非接触給電には、公知の技術（例えば電磁誘導方式や磁界共鳴方式などがある）を用いる。

プリンタ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とされる。

また、プリンタ１は、図２に示すように、筐体１０内に、メイン基板１０１およびオプション基板１０２を備えている。

メイン基板１０１には、ＣＰＵ１１１、ＦＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、表示制御回路１２１、モータ制御回路１２２、ヘッド制御回路１２３、Ｉ／Ｏポート１２４、通信Ｉ／Ｆ１２５、電源制御部１２６およびＤＣジャック１２７が、設けられている。バッテリー１２８は、電源制御部１２６に接続される。

オプション基板１０２には、受電デバイス１３１、Ａ／Ｄコンバータ１３２およびサーミスタ１３３が、設けられている。

ＦＲＯＭ（Flash ROM（Read Only Memory））１１２は、ＣＰＵ１１１が実行する各種プログラムを記憶する。ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３は、可変データを書き換え自在に記憶してワークエリアとして使用される。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１は、ＦＲＯＭ１１２が記憶するプログラムをＲＡＭ１１３に展開して実行することにより、各種モジュールとして機能して、プリンタ１を構成する各部を統括的に制御する。

表示制御回路１２１は、ＣＰＵ１１１の制御に従って、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１４１を制御する。ＬＣＤ１４１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部の一例である。

モータ制御回路１２２は、ステッピングモータ１４２を制御する。ヘッド制御回路１２３は、サーマルヘッド１４３を制御する。ステッピングモータ１４２は、プラテンローラ（不図示）を回転させる。サーマルヘッド１４３およ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１４３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１４３は、複数個の発熱体（不図示）を備え、発熱体で加熱することにより用紙に印字する。

サーマルヘッド１４３は、本体部１１に設けられていて、プラテンローラは、蓋部１２に設けられている。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１４３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１４３に接する。

Ｉ／Ｏポート１２４は、キー１５１から出力をＣＰＵ１１１に入力し、ＣＰＵ１１１からの制御信号をＬＥＤ１５２に伝達する。キー１５１およびＬＥＤ１５２は、本体部１１の外面に設けられている。キー１５１は、プリンタ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。ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１５２は、プリンタ１の使用者に対して、プリンタ１のステータスなどの各種情報を報知する報知部の一例である。

また、Ｉ／Ｏポート１２４は、例えば用紙検知センサ１６１、ヘッド開閉センサ１６２およびヘッド温度センサ１６３などの各種検知部からの出力を、ＣＰＵ１１１に伝達する。用紙検知センサ１６１は、サーマルヘッド１４３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１６２は、サーマルヘッド１４３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１６３は、サーマルヘッド１４３の温度を検知する。

通信Ｉ／Ｆ１２５は、ＮＦＣ（Near Field Communication）対応装置と、近距離無線通信を行う通知部である。本実施形態のプリンタ１は、通信Ｉ／Ｆ１２５を介して、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）装置やスマートフォン、ＰＣ（Personal Computer）などの外部装置（不図示）と通信する。通信Ｉ／Ｆ１２５は、プリンタ１のステータスを外部装置に連絡し、また、プリンタ１で印字する印字データを外部装置から受信する。

電源制御部１２６は、メイン基板１０１の各部が使う電力の取得元を、状況により選択し、切り替える。電力の取得元としては、ＡＣアダプタ１０３からＤＣジャック１２７を介して受ける電力と、バッテリー１２８とがある。プリンタ１は、電源制御部１２６を経由して給電される電力により稼働する。

バッテリー１２８は、受電デバイス１３１から受ける電力により充電される。バッテリー（充電池、蓄電池、二次電池）１２８は、充電により電気を蓄えることが可能な電池であって、例えば、リチウムイオン電池などである。

オプション基板１０２は、メイン基板１０１から給電を受けない。受電デバイス１３１は、受電部の一例であって、例えば、コイル（またはアンテナ）や、整流器などを含む。受電デバイス１３１は、充電台２の送電デバイス２３から送電される電力を非接触で受電し、当該電力でバッテリー１２８を充電する。

サーミスタ１３３は、受電デバイス１３１から給電を受け、温度に応じて出力を変化させる。サーミスタ１３３は、自装置の温度を測定する測温部の一例である。サーミスタ１３３は、発熱を検知しやすくするため、受電デバイス１３１やバッテリー１２８の近傍に設けられる。

Ａ／Ｄコンバータ１３２は、サーミスタ１３３の出力（アナログ値）を、デジタル値に変換する。サーミスタ１３３の出力は、Ａ／Ｄコンバータ１３２、受電デバイス１３１、バッテリー１２８、電源制御部１２６、と経路をたどって、ＣＰＵ１１１へと伝達される。

図３は制御部１１０が備えるモジュールを示すブロック図である。ＣＰＵ１１１、ＦＲＯＭ１１２およびＲＡＭ１１３は、制御部１１０を構成する。制御部１１０は、充電制御部１１０１を備えている。充電制御部１１０１は、ＣＰＵ１１１がＦＲＯＭ１１２に記憶されたプログラムを実行することによって生成されるモジュールである。

充電制御部１１０１として機能するときの制御部１１０は、図４−１および図４−２のフローチャートに流れを示す処理を行う。当該処理は、充電制御処理である。

この充電制御処理には、初期値α［℃］、最新値β［℃］、前回値γ［℃］の３種類の変数を用いる。いずれの変数も、温度の測定値（測温値）としてサーミスタ１３３の出力から算出した値を記憶する。初期値αは、充電開始当初の測温値を記憶する。最新値βは、充電処理中の測温値を記憶する。前回値γは、最新値βを更新する直前の値を記憶する、退避（保存）用の変数である。最新値βは、充電制御処理中に随時更新され、該最新値βの更新に先立ち、更新前の最新値βの値によって前回値γが更新される。

充電制御処理において、まず、制御部１１０は、充電を一定時間行う（ステップＳ１）。つまり、制御部１１０は、受電デバイス１３１を稼動させる。受電デバイス１３１は、送電デバイス２３から送電される電力を受電し、バッテリー１２８の充電およびサーミスタ１３３への給電を行う。

上述の「一定時間」とは、サーミスタ１３３が適切な出力をＣＰＵ１１１に伝達するのに必要十分な程度の時間である。制御部１１０は、充電開始から一定時間経過後、サーミスタ１３３の出力から、測温値を算出して、初期値αに記憶させる（ステップＳ２）。この時点での最新値βとすべき値は初期値αの値であるので、制御部１１０は、ステップＳ２に続いて、初期値αによって最新値βを更新（上書き）する。

次に、制御部１１０は、初期値αが、基準として設定した温度（第１閾値：例えば６０℃）以下であるか判断する（ステップＳ３）。初期値αが第１閾値以下であれば、処理を継続する。ここで、第１閾値は、充電を行うには温度が高過ぎるとして充電続行を見合わせるのが相応しい温度である。

次に、制御部１１０は、最新温度の測定（ステップＳ５）に先立ち、前回の測定値を保存する（ステップＳ４）。つまり、最新値βに記憶されている値によって、前回値γを更新する。

続いて、制御部１１０は、サーミスタ１３３の出力から、測温値を算出して、最新値βを更新する（ステップＳ５）。

この後、制御部１１０は、充電が完了したかモニタし（ステップＳ６）、充電が完了したら（ステップＳ６のＹｅｓ）、充電を終了する。

ステップＳ６において、制御部１１０は、充電が完了するまでの間（ステップＳ６のＮｏ）、所定のタイミングで充電が完了したかモニタを繰り返す。モニタ時、充電が完了していない場合（ステップＳ６のＮｏ）、制御部１１０は、ステップＳ１１へ処理を進める。

ステップＳ１１において、制御部１１０は、最新値β［℃］が６０℃（第１閾値）以下であるか判断する。最新値βが６０℃以下の場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、制御部１１０はさらに、最新値β測温時点での初期値αからの温度上昇の幅（上昇幅）が３０℃以内であるか判断する（ステップＳ１２）。ここで、上記３０℃は、初期値αからの温度上昇を許容する範囲の閾値（第２閾値）の一例である。

ステップＳ１２において、βとαとの差が３０℃以下の場合（ステップＳ１２のＹｅｓ）、制御部１１０はさらに、最新値β測定時点での前回値γからの温度上昇の幅が２℃以下であるか判断する（ステップＳ１３）。ここで、上記２℃は、前回値γからの温度上昇を許容する範囲の閾値（第３閾値）の一例である。

ステップＳ１３において、βとγとの差が２℃以下の場合（ステップＳ１３のＹｅｓ）、制御部１１０は、処理をステップＳ４へ戻す。

ステップＳ１３において、最新値β測定時点での前回値γからの温度上昇の幅が２℃（第３閾値）よりも大きい場合（ステップＳ１３のＮｏ）、急激な温度上昇が懸念されるため、制御部１１０は、ユーザに注意を促す通知を行う（ステップＳ１４）。ステップＳ１４では、制御部１１０は、具体的には、急激な温度上昇が懸念される状態にある旨を、ＬＣＤ１４１に表示させるとともに、通信Ｉ／Ｆ１２５を介して所定の外部装置へ連絡する。また、表示メッセージが、例えば、充電効率がよくないことを知らせる内容や、受電機器であるプリンタ１の充電台２に対する位置の変更を促す内容などであってもよい。

ステップＳ１１において最新値βが６０℃を超えた場合（ステップＳ１１のＮｏ）、またはステップＳ１２において最新値β測温時点での初期値αからの温度上昇の幅が３０℃を超えた場合（ステップＳ１２のＮｏ）、制御部１１０は、ステップＳ２１へ処理を進める。ステップＳ２１において、制御部１１０は、充電を一時停止させる。具体的には、受電デバイス１３１に、稼働停止を指示する。受電デバイス１３１の停止に伴い、発熱が停止するので、温度は徐々に低下してゆく。

次に、制御部１１０は、充電停止中であることを示すメッセージを表示する（ステップＳ２２）。該メッセージ表示は、ＬＣＤ１４１および通信Ｉ／Ｆにより通信可能な外部装置の両方またはいずれかにより行う。また、ＬＥＤ１５２によって当該充電停止中のステータスを表示させもよい。

制御部１１０は、充電停止から所定時間待機するごとに（ステップＳ２３）、一定時間充電を行って（ステップＳ２４）サーミスタ１３３の出力を得て、最新値βを算出する（ステップＳ２５）。

次のステップＳ２６において、制御部１１０は、温度が十分に低下したか判断する（ステップＳ２６）。この判断は、最新値βが、二つの条件を満たすかによって行う。一つ目の条件は、最新値βが第１閾値以下であることである。二つ目の条件は、最新値βと初期値αとの差が第４閾値以下であることである。ここで、上記第４閾値は、例えば、第２閾値（３０℃）より低い２５℃である。二つの条件が満たされれば（ステップＳ２６のＹｅｓ）、制御部１１０は、温度が十分下がったとし、充電を再開する（ステップＳ２７）。

充電再開に至ると、制御部１１０は、ステップＳ２２において行った停止中メッセージ表示を充電中メッセージ表示に切り替え（ステップＳ２８）、処理をステップＳ４へ戻す。

ステップＳ２６の判断時に、温度が十分に低下していなかった場合（ステップＳ２６のＮｏ）、制御部１１０は、処理をステップＳ２３に戻し、さらに待機する。

ステップＳ３において、初期値αが第１閾値（６０℃）よりも高かった場合（ステップＳ３のＮｏ）、制御部１１０は、充電を停止する（ステップＳ３１）。続いて、制御部１１０は、ステップＳ２２同様、停止中メッセージを表示する（ステップＳ３２）。そして、制御部１１０は、所定時間待機（ステップＳ３３）の後、処理をステップＳ１へ戻す。

このように、本実施形態によれば、初期温度や充電中温度、さらに温度上昇具合を監視し、異常があれば、充電を一時停止する。さらに、本実施形態によれば、充電停止中の温度低下をモニタして、状態がよくなると自動的に充電を再開する。これにより、発熱により充電が異常終了したままになることがなく、適切に充電を完了させることができる。

また、ポータブルプリンタ１は、バッテリー１２８で稼働させるので、印字等のプリンタとしての主たる動作以外でバッテリー１２８の電力が消費されるのは、好ましくない。本実施形態によれば、受電デバイス１３１へバッテリー１２８から給電するルートを設けない構成としたので、サーミスタ１３３の稼働にバッテリー１２８が保持する電力を消費しない。よって、サーミスタ１３３によってバッテリー１２８の持ちを損なう不都合がない。

さらに、本実施形態では、サーミスタ１３３により測温するのは充電中に限られることに着眼し、受電デバイス１３１からの給電でサーミスタ１３３を稼働させるように構成した。これにより、受電デバイス１３１へバッテリー１２８から給電しなくとも不都合を生じさせず、サーミスタ１３３を稼働させることができる。

なお、本実施形態では、第１閾値を例えば６０℃とし、第２閾値を例えば３０℃とし、第３閾値を例えば２℃とし、第４閾値を例えば２５℃としているが、実施にあたってこれらの温度が適切な値に変更されて構わないことは言うまでもない。

また、本実施形態では、温度判断に伴う処理として、充電停止と、ユーザに注意を促す通知を行うことと、を例示している。そして、温度判断として、初期温度α、最新温度β、βのαからの上昇具合、および前回温度γからのβの上昇具合を観測している。実施にあたっては、温度判断と、温度判断に伴う処理との組み合わせは、本実施形態のものと同一でなくてもよく、いずれの組み合わせであっても構わない。つまり、例えば、最新温度βが第１閾値を超えたことを条件として、ユーザに注意を促す通知を行うようにしてもよい。

本実施形態のプリンタ１で実行されるプログラムは、ＦＲＯＭ１１２等に予め組み込まれて提供される。

本実施形態のプリンタ１で実行されるプログラムは、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、本実施形態のプリンタ１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良い。また、本実施形態のプリンタ１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または配布するように構成しても良い。

本実施形態のプリンタ１で実行されるプログラムは、上述した各部（例えば充電制御部１１０１）を含むモジュール構成となっている。ＣＰＵ１１１（プロセッサ）は、上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上記各部を主記憶装置上にロードする。これにより、各種モジュール（例えば充電制御部１１０１）が、主記憶装置上に生成される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら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。

１…プリンタ（ポータブルプリンタ、電子機器）
１１０１…充電制御部
１２８…バッテリー
１３１…受電デバイス（受電部）
１３３…サーミスタ（測温部）
２…充電台（送電機器）

特開２００８−１７５６２号公報

Claims

送電機器から送電される電力を非接触で受電し、当該電力でバッテリーを充電する受電部と、
温度に応じて出力を変化させる測温部と、
前記測温部の出力から、充電中の温度の初期値からの上昇幅が上限値を超えたと検知された場合、前記受電部による前記バッテリーの充電を一時停止させ、最新の温度と前記初期値との差が前記上限値より低い所定値を下回ると、前記受電部による前記バッテリーの充電を再開する充電制御部と、
を備え、
前記充電制御部は、前記測温部の出力から、充電中の温度の所定期間の上昇幅が許容値を超えると検知された場合、前記送電機器に対する自装置の位置変更を促す通知を行う
電子機器。
前記測温部は、前記受電部が受電した電力により稼働する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記充電制御部は、前記測温部の出力に基づいて、前記充電に関してユーザに注意を促す通知を行う
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
外部装置と通信する通信部をさらに有し、
前記充電制御部は、前記通知を前記外部装置へ行う
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器。