(57)【要約】【課題】  燃料電池から排出される水蒸気が本体内および外部近傍へ結露するのを防止するようにした情報機器などの装置を提供すること。【解決手段】  主電源もしくは補助電源として燃料電池を備えた装置において、  前記燃料電池は、アノード部とカソード部と電解質膜とを有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体から生成される水蒸気を液化する凝縮器と液化された生成水を蓄える貯水部を有する補器とから構成され、前記燃料電池は、吸気口および排気口以外は実質的に密閉状態になっており、かつ、少なくともその排気口は前記装置の本体部分で排気せずに直接外部に通じて排気することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主電源もしくは補助電源として燃料電池を備えた装置において、
前記燃料電池は、アノード部とカソード部と電解質膜とを有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体から生成される水蒸気を液化する凝縮器と液化された生成水を蓄える貯水部を有する補器とから構成され、前記燃料電池は、吸気口および排気口以外は実質的に密閉状態になっており、かつ、少なくともその排気口は前記装置の本体部分で排気せずに直接外部に通じて排気することを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記吸気口から外部の空気を取り入れる手段を設けたことを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項３】
請求項２の装置において、凝縮器は電子機器外部の空気によって冷却することを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の装置において、排気口の排気方向が操作面とは異なる方向に設けたことを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の装置において、排気口の排気方向を切替える手段をさらに設けたことを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の装置において、電子機器本体の動作停止後に燃料電池の空気ポンプを所定時間継続して動作させることを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、燃料電池本体と接触させてまたは燃料電池本体近傍に前記燃料電池の温度を検知する温度センサーを有することを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の装置において、燃料電池を密閉状態にしている筐体部分の底部の少なくとも一部に、排水パンを設けることを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、排水パンの下部に、さらに、排水タンクを備えたことを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、排水タンクは前記生成水を蓄えるための貯水部と兼用することを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置において、燃料電池の生成水を蓄えるための貯水部の水位を検知する水位検知手段をさらに備えたことを特徴とする燃料電池を備えた装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の燃料電池を備えた装置の運転方法において、燃料電池の生成水を蓄えるための貯水部が満水状態であるときに燃料電池を動作開始させないことを特徴とする装置の運転方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の燃料電池を備えた装置の運転方法において、前記水位検知手段による貯水部の水位を表示し、前記表示した水位が所定値以上の場合に、当該装置の終了動作を行った後に電源を停止させることを特徴とする装置の運転方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の燃料電池を備えた装置の運転方法において、前記水位検知手段による貯水部の水位を表示し、前記表示した水位が所定値以上の場合に、当該装置の電源供給を燃料電池以外の他の電源に移行後に前記燃料電池の動作を終了させることを特徴とする装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を主電源あるいは補助電源として使用することが可能な装置およびこの装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば、特許文献１の特開２００３−１５７８８１号公報には、携帯用燃料電池装置、携帯用電子機器、および携帯用燃料電池排水処理方法の発明が記載されている。この公報には、携帯用の電子機器用の燃料電池で発生した生成水をためるための蓄水部を有し、機外へ液体としての水の排出を防止している発明が知られている。
また特許文献２の特開２００３−２２３２４４号公報には、情報機器の発明が記載されており、この公報には、燃料電池を備えた情報機器において燃料電池から発生した水蒸気が情報機器本体に入らないように機外へ排出することを特徴としている発明が知られている。
【０００３】
近年、環境問題ならびにエネルギー問題の観点から、燃料電池を搭載した自動車、定置用燃料電池、および携帯用の燃料電池への適用を目指した燃料電池技術の開発が活発化している。
このような燃料電池の種類として、水素と、空気もしくは酸素を燃料とする固体高分子型燃料電池、あるいはリン酸電解質型燃料電池（水素を燃料として使用する燃料電池）が主流である。また、メタノールと、空気もしくは酸素を燃料とするＤＭＦＣ（Direct  Methanol Fuel Cell）と呼ばれる直接メタノール型燃料電池もあり、比較的安価で取り扱いも容易であることから、携帯機器などの小型機器の電源への利用が図られている。
【０００４】
このＤＭＦＣは、通常、高濃度のメタノールが収容される燃料タンク、あるいは、この燃料タンクのメタノールを水によって希釈する混合タンクと、この混合タンクで希釈されたメタノールを燃料電池パネルのアノード側に圧送する送液ポンプ、及び上記燃料電池パネルのカソード側に空気を送る送気ポンプなどによって構成される。
メタノールと空気とが送り込まれた燃料電池パネルでは、上記アノードとカソードとの間に電力が生じるとともに、アノード側には二酸化炭素が発生し、カソード側には水が発生することとなる。
【０００５】
アノード側で発生した二酸化炭素は、上記混合タンクに戻される。一方、カソード側で発生した水は、凝縮器で冷却・液化された後に、その一部が燃料タンクから送られてくるメタノールなどの燃料を希釈するために用いられ、余分な水は水蒸気（一部は液体の水であってもよい）として排出される。
このように、反応生成物として発生する水は、野外において使用されるような燃料電池自動車あるいは定置用燃料電池の場合には、排水用のドレインを設ければよく、ドレインから外部に水を単に排出すればそれでよかった。
【０００６】
しかしながら、人が携帯する小型の電子機器や、屋内において持ち運び可能な小型の電子機器等を含む装置の場合には、水の外部への排出は、実際に電子機器を使用する上で大きな弊害となり得る。たとえば、水の排出のために、衣服や床を汚すこともあり、また、発生した水蒸気が電子機器内部に仮に漏洩あるいは拡散すると結露したりすることによって、電子部品あるいは配線の電気的断線あるいは電子部品そのものの機能を損なってしまう惧れもある。
【０００７】
このような問題に対して、前記した特許文献１に記載の発明では、携帯用の電子機器用の燃料電池で発生した生成水をためるための蓄水部を設け、機外へ液体としての水の排出を防止している。また、特許文献２に記載の発明では、燃料電池から発生した水蒸気が情報機器本体に入らないように機外へ排出するような工夫を行っていることが教示されている。
【０００８】
これらの発明では、機外へ液体の状態で水の排出を行ったり、また、電子機器内への水蒸気としての排出を問題にしており、電子機器の機外への水蒸気としての排出は問題としておらず、どちらかといえば積極的に水を蒸発させるような構成としている。
【０００９】
また特許文献３の特開２００４−１４６３７０号公報には、直接型メタノール燃料電池すなわち、ＤＭＦＣの発明が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−１５７８８１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２３２４４号公報
【特許文献３】特開２００４−１４６３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このように機外へ排出された水蒸気は、機内と機外の環境の差（温度差）によって、近傍の床面や壁面に結露したり、排出の温度や方向によっては使用者等に不快感を与えることになってしまう。
本発明は、燃料電池から排出される水蒸気が本体内および外部近傍へ結露するのを防止するようにした情報機器などの装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述したような課題を解決するために請求項１に記載の燃料電池を備えた装置の発明は、主電源もしくは補助電源として燃料電池を備えた装置において、前記燃料電池は、アノード部とカソード部と電解質膜とを有する燃料電池本体と、前記燃料電池本体から生成される水蒸気を液化する凝縮器と液化された生成水を蓄える貯水部を有する補器とから構成され、前記燃料電池は、吸気口および排気口以外は実質的に密閉状態になっており、かつ、少なくともその排気口は前記装置の本体部分で排気せずに直接外部に通じて排気することを特徴とする。
【００１２】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の装置において、前記吸気口から外部の空気を取り入れる手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また請求項３に記載の発明は、請求項２の装置において、凝縮器は電子機器外部の空気によって冷却することを特徴とする。
【００１４】
また請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置において、排気口の排気方向が操作面とは異なる方向に設けたことを特徴とする。
【００１５】
また請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置において、排気口の排気方向を切替える手段をさらに設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置において、電子機器本体の動作停止後に燃料電池の空気ポンプを所定時間継続して動作させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の装置において、燃料電池本体と接触させてまたは燃料電池本体近傍に前記燃料電池の温度を検知する温度センサーを有することを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置において、燃料電池を密閉状態にしている筐体部分の底部の少なくとも一部に、排水パンを設けることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の装置において、排水パンの下部に、さらに、排水タンクを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の装置において、排水タンクは前記生成水を蓄えるための貯水部と兼用することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置において、燃料電池の生成水を蓄えるための貯水部の水位を検知する水位検知手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の燃料電池を備えた装置の運転方法において、燃料電池の生成水を蓄えるための貯水部が満水状態であるときに燃料電池を動作開始させないことを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の燃料電池を備えた装置の運転方法において、前記水位検知手段による貯水部の水位を表示し、前記表示した水位が所定値以上の場合に、当該装置の終了動作を行った後に電源を停止させることを特徴とする。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、請求項１１に記載の燃料電池を備えた装置の運転方法において、前記水位検知手段による貯水部の水位を表示し、前記表示した水位が所定値以上の場合に、当該装置の電源供給を燃料電池以外の他の電源に移行後に前記燃料電池の動作を終了させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１においては、燃料電池で発生する生成水を液化して貯水部に貯めることで、電子機器本体側ならびに機外に排出される水蒸気量を減らすことができるので、結露による問題を解消することができる。また、排気温度の低下は使用者への不快感を軽減でき、しかも、燃料電池を覆うことで、燃料電池で発生した水蒸気を電子機器本体に拡散したり、機外の所定方向以外へ拡散することを防止できる。このため、電子機器本体での結露の問題や、機器外装や近傍での結露を防止できる。
【００２６】
請求項２においては、吸気口も直接、外気と接触するようにすることで、電子機器本体との密閉性を上げることができ、例えば停止時においても燃料電池で発生した水蒸気が電子機器本体に拡散していくことを防止できる。
【００２７】
請求項３においては、凝縮器の冷却を機外の空気によって行うことによって、冷却能力を上げることができ、機外に排出される水蒸気量を減少させることができる。
【００２８】
請求項４においては、燃料電池の排気口の排気方向を操作面とは異なる方向に設けることによって、使用者が直接、排気に触れて不快感を感じることを防止できる。
【００２９】
請求項５においては、燃料電池の排気口の排気方向を変更できるようにすることで、電子機器の設置状態などの自由度を上げることができる。
【００３０】
請求項６においては、燃料電池の発電停止時に装置内に残った水蒸気を回収することができ、停止時の水蒸気の拡散を防止できる。
【００３１】
請求項７においては、温度によって管理することで、機器停止後の冷却動作を適切な時間行うことができるので、無駄な電力消費を防止できる。
【００３２】
請求項８においては、不慮の事故による漏れや長期間の使用での累積によって、燃料電池筐体内に貯まった水等の液体が電子機器本体側や機外に漏れるのを防止できる。
【００３３】
請求項９においては、装置を傾けたりしても防水パン上の液体がこぼれなくなる。廃棄処理も簡便に行える。
【００３４】
請求項１０においては、装置の小型化が可能になる。
【００３５】
請求項１１においては、貯水部からの水の溢れを防止できるので電子機器本体や機外への液漏れを未然に防止できる。
【００３６】
請求項１２においては、貯水部が満水状での装置の誤った起動を防止できるので、貯水部からの水の溢れを防止でき、これによる電子機器本体や機外への液漏れを未然に防止できる。
【００３７】
請求項１３においては、稼動時に燃料電池の満水状態を検知した際に、適切な処理を行ってからシステムを停止させることによって、電子機器側への影響を軽減できる。
【００３８】
請求項１４においては、稼動時に燃料電池の満水状態を検知した際に、適切な処理を行ってからシステムを他の電源により継続させて動作させることによって、使用者への影響を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１は、本発明の電子機器等を含む装置に内臓される燃料電池電源部１１の構成の一実施例を示す。
上記の装置に内蔵される燃料電池１１としては、メタノールを液体燃料としたＤＭＦＣが用いられている。液体燃料としての高濃度のメタノールが収容された燃料タンク１２９が配設されている。この燃料タンクには濃度調整部１２８が接続され、この濃度調整部には上記燃料タンクのメタノールが送液ポンプ１２３−３によって供給されるようになっている。
【００４０】
上記濃度調整部１２８に供給されたメタノールは、燃料電池スタックから還流する溶媒としての水によって所定の濃度に希釈される。上記濃度調整部１２８には送液ポンプ１２３−２が接続されている。この送液ポンプ１２３−２は上記濃度調整部１２８で希釈されたメタノールを、給液管を通じて燃料電池のスタック部分のアノード側１１０に供給する。なお、初期状態においては、上記濃度調整部１２８にはあらかじめ希釈されたメタノールが収容されていている。
【００４１】
また、燃料電池スタックのカソード側１１１には空気ポンプ１２４により、送気管を介して空気が供給される。燃料電池スタックに供給されたメタノールと空気とは、上記アノード１１０とカソード１１１との間に設けられた電解質膜１１２の部分で反応し、アノード１１０とカソード１１１との間に電力が生じる。この際、アノード側１１０には二酸化炭素、カソード側１１１には水が生成する。アノード側１１０に生じた二酸化炭素は燃料電池スタックから排液管を通じて濃度調整部１２８に導入され、カソード側に生じた水は水蒸気として排気管を通じて凝縮器１２１に導入される。この凝縮器１２１で冷却されて液体となった水は、貯水部１２２に貯められる。ここに蓄えられた水は必要に応じて送液ポンプ１２３−１によって濃度調整部１２８に供給され、所定濃度に希釈される。
【００４２】
調整部には、気体だけを通す気液分離膜を備えた排気口が設けられ、この排気口から、アノード１１０で生成された二酸化炭素が排気される。また、貯水部１２２にも同様の排気口を備え、前記空気ポンプ１２４によってカソード１１１に供給された空気および凝縮気１２１によって液化し切れなかった水蒸気が排気される構成になっている。なお前記気体と液体とを分離するための気液分離膜を例示したが、本発明では、気体を通すのであればよいのであって、気液分離膜以外の分離手段であっても使用できる。要するに、気体と液体とを分離できるものであれば使用可能である。
【００４３】
このように、本発明では、凝縮器１２１によって冷却して液化することにより、液体として生成水を蓄えることが可能になっている。図２は本実施例の燃料電池システムで発生する生成水の冷却温度による、水の量と、水蒸気として発散する量との関係を示したものである。
【００４４】
凝縮器１２１などの冷却手段を使用しない場合でも、配管内での移動時に冷却されるので全てが水蒸気として排出されるわけではない。例えば温度が５０℃において、１時間に２５g程度の水蒸気を機内へ拡散しないような工夫を行って機外に排出させた場合、機外の環境温度によって冷却されるため、例えば３０℃まで冷却されれば、図２に示すように、約１５ｇの水蒸気が液化することになり、この量の水が、近傍の壁面や床面に水が貯まることになる。また、たとえば５０℃の温度の水蒸気が機外に排気された場合には、この排気された水分等が使用者等に接触し、これによって、使用者等は不快感が与えられることにもなってしまう。
【００４５】
本発明の装置のように、凝縮器によって、例えば３０℃にまで冷却すると、機外に排出される水蒸気量は、たとえば空気に含まれる気体としての水分は１０ｇ程度にまで軽減することができ、この温度は機外の環境温度との差が小さいので、周囲に結露等による不快感を生じる惧れが、極端に少なくなる。特に、使用者の体の一部に排気された空気が触れたとしても、不快感を極力軽減することができる。
【００４６】
本発明は、貯水部１２２に、凝縮器１２１によって液化された水が貯まり、必要に応じてここから、燃料濃度調整部１２８に水が供給されるようになっており、燃料の濃度調整部１２８への水の供給のためだけに設けられる貯水タンクを省略している。また、濃度調整部１２８で希釈することで、高濃度の燃料の使用が可能になり、燃料タンク１２９の容量も併せて小さくすることができる。
【００４７】
図３は、電子機器の本体内に燃料電池１１を内蔵した例を示す実施例である。燃料電池１１を構成するスタック（燃料電池本体であり、アノード１１０、カソード１１１および電解質膜１１２の組（セル構成）が、面状に構成されるかまたは前記の組が多層化されて構成されるか、さらに、多層化された上で、面状に構成されるかのいずれか１つあるいはこの中から選択される少なくとも１つを本明細書では、スタックと言う。これらは、装置内の空間的な自由度、使用する電量に応じて、適宜、その厚さ、および面積的な大きさを変えることができる。）および補器類は吸気口と排気口以外の部分はカバーで覆い、できるだけ密閉状態になるようにしている。排気口は、直接機外に排出するようにしている。このような構成にすることによって、電子機器本体に燃料電池で発生した水蒸気が混入して、電子機器内に結露して電子機器に影響を与えることがない。空気ポンプ１２４の取り入れ口近傍に吸気口が、燃料電池１１からの排気のある濃度調整部１２８や排気口や貯水部の排気口の近傍に排気口を設置してあり、燃料電池１１で発生した二酸化炭素や水蒸気などが燃料電池１１の筐体内にも滞留することなく機外に排出されるようにしている。燃料電池１１の筐体の排気口には排気用のファン１２５−１〜１２５−３が取り付けてあり、このファンによって換気を行っている。
【００４８】
燃料電池の筐体内は動作時には機内温度が高くなっており、水蒸気が内側に結露することはないが、停止時に冷却された際に内壁に結露することになるのでこのような配置にして内部にも水蒸気が滞留しないような工夫をしている。
【００４９】
ファン１２５−１〜１２５−３の位置は吸気口側でも良いし、特許文献２の特開２００３−２２３２４４号公報に記載されているように、電子機器本体側に設置されているファンを利用することも可能である。本発明の請求項２では吸気口も直接外部に貫通する構成とし、これによって、電子機器側に吸気口を設けた場合、換気動作を停止した状態で燃料電池側の水蒸気を含んだ空気が拡散して電子機器内に流入することを実質的に防止している。この様に直接外気を取り込むことで、電子機器内で発生した生成物が燃料電池１１内に流入することを防止できるという効果もある。
【００５０】
例えば、電子写真方式の画像形成装置などでは、帯電器でのオゾンやトナー粒子などが機内に存在するため、これらをそれぞれフィルターなどによる除去を行っている。しかしながら、これらを完全に除去することは不可能であり、これらの物質がカソード側に空気ポンプによって流入した際の副作用が懸念される。
【００５１】
また、本実施例では、凝縮器１２１を装置壁面に設け、ここに冷却用フィン（放熱フィン）１２６と接触させる構造とし、冷却用フィン１２６を、たとえば機外に出して機外の外気で冷却させて凝縮器１２１を冷却する構成を採用することとしている。燃料電池１１は、その発電過程で発生する反応熱によって温度が上昇しており、この反応熱の影響で機内温度がかなり高い状態になっている。また、電子機器など１０００では、その内部にＣＰＵなどの熱発生源を有することが多く、このような状態で機内の空気で冷却しても機内温度以下に冷却することは極めて困難であり、このため燃料電池本体のカソード側１１１の排出部では、生成等した水蒸気を十分に液化することができず、排気される空気に多量の水蒸気が含んだものとなってしまう。
【００５２】
そこで本発明の請求項３では、機外の空気によって冷却を行っている。機外の機内に対して低温の空気で冷却することで凝縮器１２１の能力を向上させることができる。ここでは、放熱部であるフィン１２６と熱交換部を一体で形成し、放熱部であるフィンのみを機外に出す実施例を示したが、ヒートパイプ等の熱輸送手段により凝縮器１２１と機外の放熱部を接続するなどの手段も考えられる。
ここで凝縮器自体１２１を機外に出すことも可能であるが配管が機外に出すことになり、漏れ等の不慮の事故に対する対処が困難であり好ましくない。
【００５３】
もうひとつの実施例として図４に示すように燃料電池１１の吸気口に凝縮器１２１を配置し、ここにファン１２５−２で直接機外の空気をあてて強制空冷するように構成することもできる。この実施例では、凝縮器１２１で熱交換し、暖められた空気をポンプによってカソード側１１１に送る構成をとっており、燃料電池１１のスタック部分を高温に維持することができる効果がある。
【００５４】
以上の様に、外気によって冷却される凝縮器１２１を使用して燃料電池１１のカソード側１１１で発生する水蒸気をできる限り液化して装置内１０００の貯水部１２２に貯めることで、機外に排出される水蒸気量を減らすことができるので、機器１０００周辺での結露などの問題を防ぐことができる。
【００５５】
図５は本発明の請求項４に示すような実施例であり、ＭＦＰ（Multi Function Printer）等の画像形成装置の電源（たとえば補助電源）として、燃料電池１１を使用した例を示している。このようなＭＦＰなどでは、上面に原稿をセットする台や、ADFなどがあり、前面には操作パネルや紙の補給部などがあり、側面に排紙トレーがある。主に操作する使用者は、操作パネルのある前面に立って操作することになるが、原稿をセットする場合や排紙トレーからコピーを取り出す際などには上面や側面が操作面となる。
【００５６】
そこで、本実施例では、背面側に燃料電池１１の排気口を設けている。このように操作面と異なる面に排気口を設けることで、高温の空気が排出された場合にも電子機器の使用者等に、直接的な不快感を与えることを防止できる。
【００５７】
図６は請求項５に記載した発明の例を示す実施例であり、図５と同様にMFPの電源の補助電源として燃料電池１１を使用した例を示している。この例では、図５と同様に操作面とは異なる背面側および右側面に排気口が設けられている。例えば背面側の排気口の直近に壁面があり、背面側の排気口を閉鎖し、障害物のない右側面の排気口を開放して使用している。この切替えは装置１０００の設置状況によって切替えられるようになっている。
【００５８】
また、この実施例の様に排気口を複数個設けなくとも図７に示すように、排気口に方向可変のルーバを設けて、その向きを変えることで排気方向を変えるようにしても良い。
この様に、排気方向を切替え可能としたことで、障害物によって排気口が塞がれて排気が行えなくなることを防止でき、装置の排気口の直近に壁などの障害物がある場合などでも、排気された水蒸気を含んだ空気による壁面の汚れ（結露やそれに伴う結露水に汚れが付着することによる汚染など）を防止することができる。
【００５９】
電子機器の停止時において、燃料電池本体１１は高温になっており、多くの水蒸気を含んだ状態になっている。この状態で燃料電池の補器類の動作を停止させた場合、この内部にある水蒸気が燃料電池本体１１の筐体内で結露してしまう可能性が高い。そこで、本発明の請求項７に記載の発明では、電子機器本体停止後も所定時間、燃料電池の空気ポンプ１２４の動作を継続させている。この際燃料は供給していないので発電は行なわれないが、この空気ポンプ１２４により送風された空気の流入により、カソード１１１への配管内に存在している水蒸気を除去することができることになる。この際に、凝縮器１２１も機能させておくことによって液化させるようにして燃料電池本体１１の筐体内の水蒸気濃度を低下させて結露を有効に防止することもできる。
【００６０】
さらに燃料電池部の排気ファン１２５−２を使用して行っている場合にはこれも前記した空気ポンプ１２４による掃気（および／または送気）と独立して、またはこれと同時に行い、燃料電池筐体１内を換気することで温度を低下させている。このように燃料電池部の筐体１内部の水蒸気を極力減らし、さらに内部の温度を低下させることで、停止時に装置内に結露することを本発明では、極力防止することができる。
【００６１】
この場合に、燃料電池１１の発電動作は停止しているので空気ポンプ１２４の駆動は他の電源からの供給が必要になる。燃料電池１を補助電源として使用している場合には、主電源から供給を受けたり、燃料電池１が主電源である場合には、燃料電池１の起動時の補助電源となる２次電池からの供給を受けることが可能となる。また、稼動時にキャパシタ等に充電しておいて、停止後はそこに蓄えられた電力を利用することも可能である。
【００６２】
このような後処理は、所定時間行うこともできるが、請求項７に示すように、燃料電池のスタック部などに接触させるかこのスタック部に接触させずにその近傍に温度センサー（赤外線センサーも含む）を設けておき、その出力結果が所定温度に到達するまで、前記した後処理を実施することもできる。
この後処理動作のフローを図８に示す。すなわち、動作停止命令が入力されると（ステップＳ０）、装置本体の動作停止処理が実行されると共に（ステップＳ５）、あるいはステップＳ５と独立して、燃料電池に対して燃料供給停止処理が行われ（ステップＳ１）、上記した温度センサーにより、燃料電池部の温度が検知される処理が実行され（ステップＳ２）、検知された温度値が所定温度以下か否かが判定され（ステップＳ３）、上記判定処理の結果、所定温度より高ければ（ステップＳ３においてＮｏの場合）前記ステップＳ２に戻り、所定温度以下であれば（ステップＳ３においてＹｅｓの場合）排気動作を停止させる（ステップＳ４）。
【００６３】
また、上記した燃料電池筐体１１内の温度を検知する手段として、たとえば接触させるようなセンサーとして、バイメタルを用いて所定温度になるまで動作（燃料電池本体の冷却動作）させることも可能である。
このように所定温度に達したら燃料電池の動作を終了させることで、より確実に水蒸気または水の除去が可能になる。
【００６４】
燃料電池では、燃料のエタノール等のアルコールや生成した生成水などの液体が送られたり排出されたりするように配管されて機能している。これらの配管には接続部があり、接続部では熱的なストレスによる経時的な劣化により、微細な亀裂が生じ、内部の液体が漏れる惧れがある。また、燃料電池で発生した生成水が、水蒸気として少しずつ燃料電池部の筐体内に漏れ、結露して水がたまる惧れがある。長期にわたって、このような液体が燃料電池の筐体１内に貯まっていると、金属部分に錆びを発生させたり、電気的不良を発生させたり、微細な隙間から外部に漏れたりする可能性もある。
【００６５】
そこで本発明の請求項８では燃料電池の筐体１部分の底部を防水性の樹脂のトレイとして、防水パン１２７を有する構成としている。このようにすることで、何らかの不慮の状況で筐体１内部に液体が漏れたり、結露して貯まったりしても電子機器本体側や機外に水分が漏れることを防止できるので、電子機器の損傷や外部の汚れを防止できる（図９）。
【００６６】
さらに請求項９では、この防水パン１２７の下部に排水タンク１２６を設け、ここに防水パン１２７に貯まった液体を流すためのドレインを設けている。このようにすることによって、電子機器を移動させるなどの際に傾けたりした場合にも漏れ出ることを防止できる（図９）。
また、貯まった液を廃棄する際にもタンク１２６（または図１０に示す例では１２２）をはずして捨てるなど操作性が向上する。
【００６７】
請求項１０では、この排水タンク１２６と、燃料電池の生成水を液化したものを蓄える貯水部１２２とを兼用した例を示す実施例であり、本実施例に示すように、装置内のスペースを有効に活用することができる（図１０）。
【００６８】
本発明の装置１０００では、カソード１１１で発生した水蒸気を極力液化し、残りの水分を水蒸気として機内あるいは機外に排出しないようにしている。本発明では、貯水タンク１２２の大きさを十分大きくすればその分長く使用できるが、装置の大型化を招くので限界があり、本実施例では燃料タンク１２９と同程度の容量とすることができる。
貯水タンク１２２内に貯まった水はアノード側１１０で使用されるメタノールの希釈に利用されるが、発生量の方が多く、増加し、満水状態で放置しておけば溢れてしまう可能性も存在する。
【００６９】
そこで本発明では、適宜余分な水を廃棄する貯水タンク１２２の満水状態を検知する手段を設けることが好ましい。水の発生量は、燃料電池の動作状態や凝縮器での冷却能力が一定であれば計算することが可能であるが、これらの量は、電子機器等を含む装置の運転状態や、装置を使用する場所の環境温度の変動によって影響を受けることになる。
【００７０】
そこで、本発明の請求項１１では、貯水部１２２の水位を検知するための手段を設けて廃棄すべきことを自動的に知らせる手段を設けている。図１１は、このような自動検知および自動報知手段を備えた例を示す１実施例であり、この例に示すように、たとえば、貯水タンク１２２内の水面にフロート１２２１を設置し、この位置を光学センサー１２２２で検知したり、あるいは、フロート１２２１内に磁石を埋め込んで置き、タンク外部に設置したセンサー１２２３、１２２４・・・等で、フロートの動きを検知するなどの水位検知手段の例を示す。
【００７１】
この例のようにセンサー部１２２３〜１２２４を２個（複数：２以上の任意の数）設けておけば、２段階（任意の数の段階）で水位レベルを検知することも可能である。
液面の検知は、ここに示したフロート１２２１を利用した例に限らず、２本の電極により電極間の抵抗変化を検知する実施例、あるいはタンク１２２の重量を検知（測定）する検知例など、様々な手段を備えた実施例の構成が可能である。
このように検知して満水状態になった際には、電子機器等を含む装置１０００の使用者等に警告する報知手段である表示装置を備え、水分等が溢れることを未然に防止することができる。
【００７２】
たとえば満水状態を検知した状態で燃料電池を作動させ続けると水分が溢れる可能性が増加することになる。このため、本発明の請求項１２では、満水状態を検知すると、燃料電池１１の動作の開始を阻止するようにして、燃料電池１１の電源発生動作をできないような構成を採用している。
【００７３】
図１２は、そのシーケンスの例であり、使用者が満水の水を廃棄して満水の検知を解除しない限り、新たに燃料電池１を動作させられないようになっている。ここでは、燃料電池１の作動後に電子機器も動作開始するシーケンスとしているが、燃料電池１が補助電源として使われている装置においては、電子機器の動作は他の主電源によって開始させることも可能である。このようにすることで、満水状態から新たに燃料電池を作動させて、貯水部の水を溢れさせてしまうことを防止できる。
【００７４】
すなわち図１２のフローチャートに示すように、燃料電池の動作の開始の命令がなされると（ステップＳ１０）、貯水部１２２の水位が検知され（ステップＳ１１）、この検知による水位の値が所定量以下か否かの判定がされる（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において、水位の値が所定量より大きければ（ステップＳ１２においてＮｏの場合）、警告を表示する（ステップＳ１３）。一方、水位の値が前記した所定量以下である場合には（ステップＳ１２において、Ｙｅｓの場合）、燃料電池１を始動させ、次いで、電子機器等を含む装置機器の始動を開始する（ステップＳ１５）。
【００７５】
燃料電池１の動作中に満水状態になった場合には、溢れを防止するために直ちに動作を停止させてしまうと電子機器本体の動作を中断させることになり問題である。例えば、電子機器がＰＣ（パーソナルコンピュータ）である場合、作業中のデータの消滅や、メモリー上の必要なデータの保存ができない状態で停止させてしまうという問題がある。またＭＦＰなどでは、出力中のデータや設定が失われてしまったり、装置内に紙がある状態で停止させると、再起動時に詰まってしまったりといった問題がある。そこで、燃料電池の停止前に適切な処理を行ったあとで燃料電池１を停止させる必要がある。
【００７６】
燃料電池１の停止処理を行うにあたって、燃料電池１を補助電源として使用しているか、主電源として使用しているかで異なってくる。主電源として使用している場合には、燃料電池１の動作停止により、電子機器本体の動作を維持することができないので、この様な装置においては、請求項１３では図１３のフローチャートに示すように、所定量以上の貯水部の水位の検知後に、その状態を使用者に知らせるように警告を表示し、停止処理を行うことを通知する。その上で必要な停止処理を行い、それらが終了した状態で燃料電池を停止させる。この場合、満水状態の検知を貯水部の容量に対して若干の余裕を持たせて設定し、必要な処理を行っても溢れないようにしておく必要がある。すなわち、図１３に示すように、まずステップＳ２１において、貯水部の水位を検知し、この検知により貯水部の水位が所定量以上であるか否かを判断し（ステップＳ２２）、ステップＳ２２において所定量未満である場合（ステップＳ２２でＮｏの場合）には、ステップＳ２１に戻り、所定量以上の場合（ステップＳ２２でＹｅｓの場合）には、警告を表示し（ステップＳ２３）、電子機器などを含む装置の終了処理を行った後に（ステップＳ２４）、燃料電池の停止を行う（ステップＳ２５）。
【００７７】
一方、燃料電池１を補助電源として使用している場合には、燃料電池１の停止した状態でも他の主電源によって電子機器の動作を行うことが可能である。そこで、請求項１４では、図１４に示すように、満水状態の検知後、警告を表示し、ここで他の電源によって電子機器の動作を維持するための処理を行ってから、電源を移行し、移行後燃料電池を停止させる。他の電源への移行の前処理としては、例えば、燃料電池以外の補助電源、２次電池などを備えている機器であれば、そこから電源を供給できるような処理をすることや、電子機器の消費電力を燃料電池１なしで動作できるレベルに変更できるのであれば、低消費電力のモードに移行させることが考えられる。例えば、電子写真方式の画像形成装置などで消費電力の多い定着時の電力を補助している場合、定着時の電力を抑えるために定着の速度を落とすことなどが考えられる。電子機器においては一般に処理速度を落とすと消費電力を低下させることができるので、低消費電力モードとして処理速度を落とす手段を設けることが可能である。
【００７８】
すなわち、図１４に示すように、まずステップＳ３１において、貯水部の水位を検知し、この検知により貯水部の水位が所定量以上であるか否かを判断し（ステップＳ３２）、ステップＳ３２において所定量未満である場合（ステップＳ３２でＮｏの場合）には、ステップＳ３１に戻り、所定量以上の場合（ステップＳ３２でＹｅｓの場合）には、警告を表示し（ステップＳ３３）、燃料電池以外の他の電源への移行処理（切替え処理）を行い（ステップＳ３４）、電子機器などを含む装置の終了処理を行った後に（ステップＳ３５）、燃料電池の停止を行う（ステップＳ３６）。
【００７９】
また、上記した所定量を複数の閾値にし、たとえば、第１閾値〜第３閾値までの３つの閾値を設け、第１閾値では、燃料電池を有する電子機器を含む装置を使用するユーザに、燃料電池の発電により発生した水が、所定値に達したのであることの注意を喚起し、たとえば第２閾値に達した場合には、貯水部の残スペースが少なく、所定時間後に発電が停止するまでに行なった仕事を保存するように注意を喚起し、そして、第３閾値に達した場合には、装置本体の動作を終了させて、燃料電池の燃料の供給を止めて冷却するようにすることもできる。なおこの例は、単なる例であり、閾値を複数（２つの閾値、あるいは４以上の閾値など）設けて、ユーザ等の装置を動作させたい者等に、報知するようにすることが適宜可能である。このような任意の回数の閾値を設けて制御することも、本発明の装置の発明には含まれる。また本発明では、装置という場合に、好ましくは、コンピュータ機能を有する装置であるので、ＣＰＵなどの演算処理部と、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのアプリケーション保持部と、ＨＤＤなどの記憶部とを有していることが好ましい。
【００８０】
このように、本発明によれば、その応用範囲は、広範囲であるため、産業上の利用性は、極めて広い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の燃料電池を備えた装置の一実施例の構成例を示す図である。
【図２】１気圧下における温度と最大湿度との関係を示す図である。
【図３】本発明の燃料電池を備えた装置の一実施例の構成例を示す図である。
【図４】本発明の燃料電池を備えた装置の一実施例の構成例を示す図である。
【図５】装置として例えば画像形成装置（たとえばＭＰＦ）の場合の排気口の例を示す図である。
【図６】装置として例えば画像形成装置（たとえばＭＰＦ）の場合の排気口の他の例を示す図である。
【図７】図５のＡ部の他の例を示す拡大図である。
【図８】後処理工程の流れの例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の燃料電池を備えた装置の他の一実施例の構成例を示す図である（防水パンを貯水部の下部の少なくとも一部に設けている例を示す。さらに、本実施例では、防水パンの下にドレインを介して排水タンクと連結した例を示している。）。
【図１０】本発明の燃料電池を備えた装置の他の一実施例の構成例を示す図である（排水タンクと貯水部とを兼用した例を示している。）。
【図１１】貯水部の構成例を示す図であり、光学式センサーで水位を検知する例を示す。
【図１２】貯水部水位を検知して報知する処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図１３】装置として、コンピュータ、ＰＤＡなどの電子機器における電子機器本体の終了後の処理工程の流れの例を示すフローチャートである。
【図１４】装置として、コンピュータ、ＰＤＡなどの電子機器における電子機器本体の終了後の処理工程の流れの他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８２】
１    燃料電池
１１    燃料電池本体
１１０    アノード
１１１    カソード
１１２    電解質膜
１２１    凝縮器
１２２    貯水部
１２３−１〜１２３−３    ポンプ
１２４    空気ポンプ
１２５−１〜１２５−３    ファン
１２６    排水タンク
１２７    防水パン
１２８    濃度調整部
１２９    高濃度燃料タンク（燃料タンク）
１２０１    ドレイン（防水パン−排水タンク間ドレイン）
１２２１    フロート
１２２２    光学式センサー
１２２３    センサーＡ（第１のセンサー）
１２２４    センサーＢ（第２のセンサー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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