(57)【要約】【課題】  本発明は、電力の少ない時低燃費とすることができる燃料電池システム、電子機器及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の燃料電池システムは、負極と正極の二つの電極に挟持されたイオン伝導性の固体高分子電解質膜を有し、負極に循環タンクから低濃度の液体燃料を循環供給し、正極に酸化剤ガスが供給される単セル又は当該単セルを二つ以上積層されたセルッスタックを有する燃料電池ユニットと、全体制御を行う制御部とを有している。そして、本発明の燃料電池システムは、燃料電池ユニットの温度を検出する温度検出手段を有している。そして、本発明の燃料電池システムの制御部は、予め決めた複数の設定温度のいずれかになるよう、温度検出手段によって検出された燃料電池ユニットの温度に応じて循環タンクに高濃度の液体燃料を多段的に補給して発電電力を複数の一定な値に制御する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極と正極の二つの電極に挟持されたイオン伝導性の固体高分子電解質膜を有し、負極に循環タンクから低濃度の液体燃料を循環供給し、正極に酸化剤ガスが供給される単セル又は当該単セルを二つ以上積層されたセルッスタックを有する燃料電池ユニットと、全体制御を行う制御部とを有する燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池ユニットの温度を検出する温度検出手段を設け、
前記制御部は、予め決めた複数の設定温度のいずれかになるよう、該温度検出手段によって検出された前記燃料電池ユニットの温度に応じて前記循環タンクに高濃度の液体燃料を多段的に補給して発電電力を複数の一定な値に制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記燃料電池ユニットの消費電力が大きい時は予め決めた複数の温度のうち、高い設定温度になるよう、消費電力が小さい時は低い設定温度になるよう、燃料電池ユニットの温度に応じて循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料を補給して発電電力を複数の一定な値に制御することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御部による消費電力の大小の判断は、前記燃料電池システムの負荷となる電子機器から送られる信号によって行うことを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御部による消費電力の大小の判断は、前記燃料電池システム内部を流れる電流を測定して行うことを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記燃料電池システムと負荷となる電子機器との間に設けられた蓄電器の保持電力が小さい時は予め決めた複数の温度のうち高い設定温度になるよう、または保持電力が大きい時は低い設定温度になるよう、設定温度に対して前記燃料電池ユニットの温度が低い時は循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料を補給し、温度が高い時は高濃度の液体燃料の補給を禁止して発電電力を複数の一定な値に制御することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記制御部は、低い温度設定のモードが予め定めた時間以上続いた時に自動的に前記燃料電池ユニットの発電を停止し、負荷となる電子機器への電力供給を遮断するモードを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記制御部は、低い温度設定のモードが予め定めた時間以上続いた時に自動的に前記燃料電池ユニットの発電を停止し、負荷となる電子機器への電力供給を前記蓄電器から続けるモードを有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記燃料電池ユニットの発電を停止後、予め定めた電圧以下に前記蓄電器の電圧が低下した時は自動的に前記燃料電池ユニットの発電を再開するモードを有することを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記制御部は、前記燃料電池ユニットの発電を停止し、負荷となる電子機器への電力供給を続けた結果、予め定めた電圧以下に前記蓄電器の電圧が低下した時は自動的に前記燃料電池ユニットの発電を再開するモードを有することを特徴とする請求項７記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池システムを有することを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の燃料電池システムを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池システム、電子機器及び画像形成装置に関し、詳細には燃料電池ユニットの温度に応じた発電電力を複数の一定な値に制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電源部、特に特許文献１に提案されているような、燃料電池を使用した電源部を有する電子機器において、一般的に運転中と待機状態で消費する電力が違う。特にインクジェットプリンタは連続プリント中と待機状態では消費する電力は数倍もちがう。一方、燃料電池は発電電力によって燃料の消費量が変化するが、電力が数倍違う場合でも燃料消費量は数１０％の違いにしかならない。
【特許文献１】特開２００５−３２６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料電池は化学反応を利用して発電するため、温度が高いほうが、化学反応が活発になるため、発電する電力が多くなる。
【０００４】
そこで、本発明は、必要とする電力に応じて発電中のセルスタックの温度を可変制御することで、電力の少ない時は低燃費とすることができる燃料電池システム、電子機器及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の燃料電池システムは、負極と正極の二つの電極に挟持されたイオン伝導性の固体高分子電解質膜を有し、負極に循環タンクから低濃度の液体燃料を循環供給し、正極に酸化剤ガスが供給される単セル又は当該単セルを二つ以上積層されたセルッスタックを有する燃料電池ユニットと、全体制御を行う制御部とを有している。そして、本発明の燃料電池システムは、燃料電池ユニットの温度を検出する温度検出手段を有している。そして、本発明の燃料電池システムの制御部は、予め決めた複数の設定温度のいずれかになるよう、温度検出手段によって検出された燃料電池ユニットの温度に応じて循環タンクに高濃度の液体燃料を多段的に補給して発電電力を複数の一定な値に制御することに特徴がある。よって、負荷となる電子機器が必要とする発電電力を賄うことができ、かつなるべく低い温度で燃料電池を運転することで燃料消費量を少なくできるだけでなく、高額なメタノール濃度センサが不要になるのでそのためのスペース分、燃料電池システムを小型化できる。
【０００６】
また、制御部は、燃料電池ユニットの消費電力が大きい時は予め決めた複数の温度のうち、高い設定温度になるよう、消費電力が小さい時は低い設定温度になるよう、燃料電池ユニットの温度に応じて循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料を補給して発電電力を複数の一定な値に制御する。よって、セルスタックの温度を予め決めておいた複数の設定温度のいずれかになるように制御でき、より一層燃料消費量を抑えることができる。
【０００７】
更に、制御部による消費電力の大小の判断は、燃料電池システムの負荷となる電子機器から送られる信号によって行うことが好ましい。
【０００８】
また、制御部による消費電力の大小の判断は、燃料電池システム内部を流れる電流を測定して行うことが好ましい。
【０００９】
更に、制御部は、燃料電池システムと負荷となる電子機器との間に設けられた蓄電器の保持電力が小さい時は予め決めた複数の温度のうち高い設定温度になるよう、または保持電力が大きい時は低い設定温度になるよう、設定温度に対して燃料電池ユニットの温度が低い時は循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料を補給し、温度が高い時は高濃度の液体燃料の補給を禁止して発電電力を複数の一定な値に制御する。よって、低燃費化を図れる。
【００１０】
また、制御部は、低い温度設定のモードが予め定めた時間以上続いた時に自動的に燃料電池ユニットの発電を停止し、負荷となる電子機器への電力供給を遮断するモードを有する。
【００１１】
更に、制御部は、低い温度設定のモードが予め定めた時間以上続いた時に自動的に燃料電池ユニットの発電を停止し、負荷となる電子機器への電力供給を蓄電器から続けるモードを有する。
【００１２】
また、制御部は、燃料電池ユニットの発電を停止後、予め定めた電圧以下に蓄電器の電圧が低下した時は自動的に燃料電池ユニットの発電を再開するモードを有する。
【００１３】
更に、制御部は、燃料電池ユニットの発電を停止し、負荷となる電子機器への電力供給を続けた結果、予め定めた電圧以下に蓄電器の電圧が低下した時は自動的に燃料電池ユニットの発電を再開するモードを有する。
【００１４】
また、別の発明としての電子機器は、上記燃料電池システムを有することに特徴がある。よって、低燃費で安価の電子機器を実現できる。
【００１５】
更に、別の発明としての画像形成装置は、上記燃料電池システムを有することに特徴がある。よって、低燃費で安価の画像形成装置を実現できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の燃料電池システムによれば、必要とする電力に応じて発電中のセルスタックの温度を可変制御することで、電力の少ない時は低燃費とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。本発明の燃料電池システムでは、空気とメタノールを燃料とする直接メタノール型燃料電池ＤＭＦＣ（Direct Methanol Fuel Cell）で説明するが、エタノールやプロパノール等の液体を燃料とした燃料電池であってもよい。同図に示す本実施の形態の燃料電池システム１００は、高濃度のメタノールが収容される燃料タンク１０１と、燃料ポンプ１０２と、循環タンク１０３と、燃料供給路１０４と、循環タンク１０３で希釈されたメタノールをセルスタック１０５のアノード１０６側に圧送する循環ポンプ１０７と、セルスタック１０５の電解質膜１０８及びカソード１０９と、ブロワ１１０と、排出路１１１と、凝縮器１１２と、凝縮器１１２に風を送り込むファン１１３と、水タンク１１４と、水ポンプ１１５と、セルスタック１０５の温度を検出する温度センサ１１６とを含む燃料電池ユニットと、全体制御を行う燃料電池制御部１１７とを含んで構成されている。なお、本実施の形態ではセルスタック１０５が単セルとしているが、単セルでは出力電圧が１ｖにも満たないので、実際は複数のセルを直列に接続したセルスタックとして使用している。
【００１８】
そして、セルスタック１０５は、メタノールを電気化学的酸化する触媒（メタノール酸化電極触媒）を有するアノード（燃料極）１０６と酸素を選択的に電気化学的還元する触媒（酸素還元電極触媒）を有するカソード（空気極）１０９との間に電解質膜１０８を挟み込んで構成されている。また、燃料タンク１０１にはメタノールが収容され、この燃料タンク１０１内のメタノールは燃料タンク１０１に接続した燃料ポンプ１０２によって循環タンク１０３に送出される。循環タンク１０３では、燃料タンク１０１から燃料ポンプ１０２によって送出されたメタノールとセルスタック１０５から回収された水とを混合する。そして、この循環タンク１０３内のメタノール水溶液をセルスタック１０５のアノード１０６に供給するために、循環タンク１０３とアノード１０６とを接続した燃料供給路１０４には循環ポンプ１０７が配置されている。
【００１９】
このような構成を有する本実施の形態の燃料電池システム１００において、燃料であるメタノールと空気とが送り込まれたセルスタック１０５では、アノード１０６とカソード１０９との間に電力が生じるとともに、アノード１０６側には二酸化炭素が発生し、カソード１０９側には水が発生する。アノード１０６側で発生した二酸化炭素とカソード１０９側で発生した水とは循環タンク１０３に戻される。また、循環タンク１０３に戻された、カソード１０９側で発生した水は、燃料電池内部温度が高いため、一部は水蒸気になっているが、凝集器１１２を通過する際、凝縮器１１２においてファン１１３で送風されて冷やされて大半が水と空気に分離されて水タンク１１４に戻される。一方、凝集器１１２で水にならなかった一部の水蒸気は、二酸化炭素とともに循環タンク１０３から排出され、水タンク１１４を経由して排水される。このように、循環ポンプ１０７によってセルスタック１０５のアノード１０６に対してメタノール水溶液が供給され、またブロワ１１０によってカソード１０９に対して空気が供給されることでセルスタック１０５において発電が行われる。
【００２０】
そして、混合タンク１０３内のメタノール水溶液の量が少なくなると、水ポンプ１１５が間欠動作して、水を水タンク１１４から混合タンク１０３に供給する。また、発電によりメタノールが消費され濃度が薄くなるので、通常は、混合タンク１０３内、あるいはメタノール水溶液の循環経路の途中にメタノール濃度センサを設け、メタノール濃度を測定し、濃度が低下していれば燃料ポンプ１０２を間欠動作して、高濃度のメタノールを混合タンク１０３内に供給して常にメタノール水溶液の濃度を一定になるよう制御する。これに対して、本発明では、供給する電子機器が動作状態により消費する電力が大きく変化することに注目し、電子機器が必要とする発電電力を賄うことができる。また、なるべく低い温度で燃料電池を運転することで燃料消費量を少なくできるだけでなく、高額なメタノール濃度センサが不要になるのでそのためのスペース分、燃料電池システムを小型化できる。
【００２１】
すなわち、本発明の燃料電池システムでは、予め決めた複数の設定温度のいずれかになるよう高濃度の液体燃料の補給を制御する。例えば１分毎にセルスタックの温度を温度センサ１１６によって検出し、設定温度より燃料電池ユニットの温度が低い時は循環供給される低濃度の液体燃料に燃料ポンプＰ１を１秒間駆動して高濃度の液体燃料を間欠補給し、もし温度が高い時は高濃度の液体燃料の補給を行わない。これを１分毎に繰り返すことで、セルスタックの温度を予め決めておいた複数の設定温度のいずれかになるように制御する。一例として、この設定温度を６６℃と５６℃の２段階に切り替える場合について、インクジェットプリンタと燃料電池を組み合わせた場合について数字で説明する。なお、数字で説明したほうが解り易いためであり、この数字に限定するものではない。また、設定温度も２段階に限定するものではなく、接続される電子機器の消費電力の大小の切り替わる数に対応して増加するものである。
【００２２】
ここで、抵抗を負荷とした場合のセルスタック温度と燃料電池の出力電力特性は例えば図２のようである。また、設定温度を変えた場合の１時間当たりの燃料消費量はセルスタック温度６６℃で運転したときを１００とすると５６℃で運転すると６０になる。更に、インクジェットプリンタにおいて、連続プリント中は２４Ｗの電力を消費するが待機中は４Ｗの電力しか消費しない。また、燃料電池システムはポンプやブロワ、あるいはＤＣ−ＤＣコンバータ等の補機で５Ｗの電力を消費する。
【００２３】
インクジェットプリンタが連続プリント中は補機の分も合わせると２９Ｗとなるので、図２からセルスタック温度は６６℃以上でなければ必要な電力を発電できないことになる。この時の１時間当たりの燃料消費量１００以上になる。セルスタック温度を６６℃のまま、インクジェットプリンタが待機中になると消費電力は補機の分も合わせて９Ｗと大幅に減少するが１時間当たりの燃料消費量８４と電力変化の割にはあまり変わらなかった。セルスタック温度を５６℃まで低下させても、図２に示すようにセルスタックは１７Ｗの電力を発電するのでインクジェットプリンタが待機中の消費電力が９Ｗなので電力は余裕がある。この時の１時間当たりの燃料消費量６０だった。これは温度を下げなかった時が８４だったので２８％の燃料を節約したことになる。
【００２４】
このように、本発明の燃料電池システムでは、アルコール濃度センサを設置しなくても、セルスタックの温度が予め決めた複数の設定温度のいずれかになるよう高濃度の液体燃料の補給を制御することで必要な電力を安定して取り出すことができるだけでなく、低燃料消費が実現できる。
【００２５】
以下、本発明の燃料電池システムの実施例について説明する。
（実施例１）
図１において、セルスタック１０５の温度は、取り付けられた温度センサ１１６で測定され、その信号は燃料電池制御部１１７に送られる。燃料電池制御部１１７は複数の温度が予め設定されており、その中の１つの設定温度とセルスタック１０５の検出温度とを比較しその差が０に近づくように上述したように高濃度の液体燃料の補給を制御する。また、温度センサ１１６で測定する温度はセルスタック１０５の表面とは限らず、図３のようにセルとセルの間やセルスタック内部、あるいはセルスタック１０５に供給される燃料、燃料を送るパイプ表面又はパイプの肉厚内部などセルスタック内部の温度変化と相関関係を部分の温度ならどこでも可能である。
【００２６】
（実施例２）
図４は本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の一例を示すブロック図である。なお、同図において図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。また、各タンクやラジエター等は省かれている。燃料電池システム１００は電子機器の制御回路３００と接続される。また、両者の間には、蓄電装置２０１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２とが設けられる。蓄電装置２０１は、その出力電流が燃料電池のセルスタック１０５の各電極に並列接続され、かつＤＣ−ＤＣコンバータ２０２に供給されるよう、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２と並列に設置される。ただし、燃料電池のセルスタック１０５からの出力電流が蓄電装置２０１の方向に流れて充電される時もある。ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２は入力された電圧を、例えば外部機器が電子機器である場合は電子機器が必要とする電圧に変換する。また、外部機器が電子機器であって、その制御回路３００に大電流が必要となった場合には、蓄電装置２０１から必要分の電流が供給される。このように蓄電装置２０１がＤＣ−ＤＣコンバータ２０２と並列に接続されていることで、燃料電池は外部機器側の大きな消費電力変動の影響をあまり受けない。従って、燃料電池の出力電圧はほぼ一定に維持される。
【００２７】
また、電子機器の制御回路３００は、ＣＰＵ３０１、不揮発性メモリ３０２、データ受信部３０３、ＲＡＭ／ＤＭＡコントローラ３０４、ＲＡＭ３０５、ＲＯＭ３０６、タイミング制御部３０７、インク流量検出部３０８、ヘッドコントローラ３０９、ヘッドドライバ３１０、記録ヘッド３１１、キャリッジモータドライバ３１２、キャリッジモータ３１３、ラインフィードドライバ３１４及びラインフィードモータ３１５を含んで構成されている。そして、ＣＰＵ３０１は、このインクジェットプリンタの動作制御及びデータ処理を実行するためのものである。ＲＯＭ３０６はＣＰＵ３０１の制御プログラムやフォント処理のための各種データを格納するものである。ＲＡＭ３０５は受信した画像データを含め各種データを一時格納するものである。データ受信部３０３はホストコンピュータ等の外部機器から送られてくる画像データを取り込むためのものである。更に、ＲＡＭ／ＤＭＡコントローラ３０４はデータ受信部３０３で受信した画像データをＲＡＭ３０５へＤＭＡ転送したり、ＣＰＵ３０１からＲＡＭ３０５へのアクセスを制御するものである。また、不揮発性メモリ３０２はプリンタ固有のパラメータを格納するものであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が挙げられる。ヘッドドライバ３１０は記録ヘッド３１１を駆動するものである。ヘッドコントローラ３０９はＣＰＵ３０１からの制御によりヘッドドライバ３１０への画像データの転送とヒートパルス信号を発生するものである。また、キャリッジモータドライバ３１２とキャリッジモータ３１３及びタイミング制御部３０７は、ＣＰＵ３０１から供給される制御信号とエンコーダ等による記録タイミングパルスによって記録ヘッド３１１の移動を行う制御系である。この記録ヘッド３１１が移動する方向は主走査方向と呼ばれる。ラインフィードモータドライバ１１３とラインフィードモータ３１５は、ＣＰＵ３０１から供給される制御信号によって記録用紙２０９等の記録媒体の搬送を行う制御系である。この記録媒体が搬送される方向は副走査方向と呼ばれる。更に、インク流量検出部３０８は、記録ヘッド３１１に送られた記録信号から、所定時間内において記録のために吐出されたインク滴（ドット）の数をカウントし、インクタンクから記録ヘッド３１１に供給されるインクの流量を検出する制御回路である。例えば外部機器の電子機器がインクジェットプリンタの場合は現在連続プリント中か待機中かの２つのモードの違いで消費電力は大きく違う。更に、完全に電源ＯＦＦの状態の３モードであっても良いし、電子機器がプリンタ以外場合は更にモードが増えても構わない。
【００２８】
この消費電力の大小を判断して消費電力が１番大きい時は予め決めた複数の設定温度のうち、１番高い設定温度になるよう、消費電力が２番目に大きい時は予め決めた複数の設定温度のうち、２番目に高い設定温度になるよう、消費電力が３番目に大きい時は予め決めた複数の設定温度のうち、３番目に高い設定温度になるよう、循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料の補給を制御することで、発電電力を複数の一定な値に制御する。
【００２９】
（実施例３）
図５は本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の他の一例を示すブロック図である。なお同図において図４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。各タンクやラジエター等は省かれている。同図に示す実施例では、外部機器の制御回路３００のＣＰＵ３０１から消費電力の大／小を知らせる消費電力大／小信号が燃料電池制御部１１７のマイコンに送られる。この消費電力大／小信号は例えばインクジェットプリンタの場合は現在連続プリント中か待機中かの２つのモードを表す信号である。更に、完全に電源ＯＦＦの状態の３モードであっても良いし、電子機器がプリンタ以外場合は更にモードが増えても構わない。そして、消費電力大／小信号が外部機器の消費電力が１番大きい時は予め決めた複数の設定温度のうち、１番高い設定温度になるよう、消費電力が２番目に大きい時は予め決めた複数の設定温度のうち、２番目に高い設定温度になるよう、消費電力が３番目に大きい時は予め決めた複数の設定温度のうち、３番目に高い設定温度になるよう、循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料の補給を制御することで、発電電力を複数の一定な値に制御する。
【００３０】
（実施例４）
図６は本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の他の一例を示すブロック図である。なお同図において図４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。各タンクやラジエター等は省かれている。同図に示す実施例では、消費電力大／小信号が燃料電池システム１００の内部からの信号によって行われる。例えば図６に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２の入力電流を電流センサ２０３により測定することで消費電力の大／小を判断する。これは、ＤＣ−ＤＣコンバータ２０２の入力電流を測定に限定するものではなく消費電力の大／小が判断できれば良いので燃料電池の出力電流やＤＣ−ＤＣコンバータ２０２の出力電流を測定しても良い。外部からの信号を必要としないので電力を供給する線の結線だけで済むようになるだけでなく、外部からのどんな信号が来た時に何Ｗ発電するかを事前に取り決めておく必要が無いので、燃料電池システム１００の出力電圧と外部機器の入力電圧が一致し、燃料電池システム１００の出力電力よりも外部機器の消費電力が少なければ各種外部機器を接続することができる。
【００３１】
（実施例５）
図７は本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の他の一例を示すブロック図である。なお同図において図４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。各タンクやラジエター等は省かれている。同図に示す実施例では、上記の実施例４で述べたように消費電力の大／小が判断できれば良いので、蓄電器２０１の電圧をモニタし、電圧が１番低い時は予め決めた複数の設定温度のうち、１番高い設定温度になるよう、消費電力が２番目に低い時は予め決めた複数の設定温度のうち、２番目に高い設定温度になるよう、消費電力が３番目に低い時は予め決めた複数の設定温度のうち、３番目に高い設定温度になるよう、循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料の補給を制御することで、発電電力を複数の一定な値に制御する。
【００３２】
（実施例６）
図８は本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の他の一例を示すブロック図である。なお同図において図４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。各タンクやラジエター等は省かれている。燃料電池システム１００は供給する電力が少ない時は低い温度設定で運転することで燃料消費を少なくできるが、供給する電力が０の場合でも図１の循環ポンプ１０７やブロワ１１０やＤＣ−ＤＣコンバータ２０２へ電力を供給し続けるため、燃料消費は避けられない。そこで、低い温度設定のモードが予め定めた時間以上続いた時、あるいは外部機器からの発電停止信号を受け取った時は自動的に循環ポンプ１０７やブロワ１１０を停止して燃料電池システム１００の発電を停止し、外部機器へのスイッチ４０１をＯＦＦにし、電力供給を遮断するモードを有することで更に低燃費とすることができる。なお、本実施例のようなモードを選択するか、しないかは接続される外部機器が電源を落とされても良いか、悪いか、あるいはユーザの選択で、例えば図示しない隠しスイッチによる指定、あるいは図示しないオペレーションパネルからの指定が行えるようにすることで対応できる。
【００３３】
（実施例７）
図９は本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の他の一例を示すブロック図である。なお同図において図４と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。各タンクやラジエター等は省かれている。上記の実施例６のように低い温度設定のモードが予め定めた時間以上続いた時、あるいは外部機器からの発電停止信号を受け取った時は外部機器への電力供給が断たれてしまうので、外部機器を再度動かす場合に準備に時間を要する。そこで、自動的に循環ポンプ１０７やブロワ１１０を停止して燃料電池システム１００の発電を停止して、ポンプ類での電力消費は０にする。また、図９のスイッチ２０４をＯＦＦして燃料電池の出力端子は開放することで外部機器へ電力供給は燃料電池を無関係にし、蓄電器から続けるモードを有することで低燃費と外部機器を再度動かす場合でも準備時間を不要とすることができる。このモードを選択するか、しないかは接続される外部機器が電源を落とされても良いか、悪いか、あるいはユーザの選択で例えば隠しスイッチによる指定、あるいはオペレーションパネルからの指定が行えるようにすることで対応できる。
【００３４】
（実施例８）
図９のスイッチ２０４をＯＦＦして外部機器へ電力供給はなくなるが、蓄電器２０１には自己放電があるため長い時間が経過すれば徐々にではあるが蓄電器２０１の電圧は時間とともに低下し、放置すれば燃料電池を再度起動するのに必要なエネルギーも無くなってしまうので、本実施例では、燃料電池システム１００の発電を停止後も蓄電器２０１の電圧をモニタし続け、予め定めた電圧以下に蓄電器の電圧が低下した時は自動的に燃料電池システム１００の発電を再開して蓄電器を充電することでバッテリ上がりにより燃料電池を起動ができない状態に陥ることを防止できる。このモードを選択するか、しないかはユーザの選択で例えば隠しスイッチによる指定、あるいはオペレーションパネルからの指定が行えるようにすることで対応できる。
【００３５】
（実施例９）
図９のスイッチ２０４をＯＦＦして燃料電池の出力端子は開放することで外部機器へ電力供給は燃料電池を無関係にし、蓄電器２０１から続けた場合は蓄電器２０１の電圧は電力の消費とともに低下し、放置すれば燃料電池を再度起動するのに必要なエネルギーも無くなってしまうので、燃料電池システム１００の発電を停止後も蓄電器２０１の電圧をモニタし続け、予め定めた電圧以下に蓄電器の電圧が低下した時は自動的に燃料電池システム１００の発電を再開して蓄電器を充電することでバッテリ上がりにより燃料電池を起動ができない状態に陥ることを防止できる。このモードを選択するか、しないかはユーザの選択で例えば隠しスイッチによる指定、あるいはオペレーションパネルからの指定が行えるようにすることで対応できる。
【００３６】
次に、本発明の燃料電池システムを備える電子機器の一例を説明する。
図１０は本発明の燃料電池システムを電源とするインクジェットプリンタの概観斜視図である。同図に示すインクジェットプリンタ５００は、燃料電池システムと、その燃料電池システムから電力の供給をうけて動作するプリンタ部で構成されている。
【００３７】
次に、図１１はプリンタ部の内部構成を示す斜視図である。同図に示すプリンタ部は、ラインフィードモータ５０１と、押さえ部材５０２と、ワイヤ５０３と、ＨＰ（ポジション）センサ５０４と、記録ヘッドカートリッジ５０５と、キャリッジ５０６と、ケーブル５０７と、キャリッジモータ５０８と、記録用紙５０９と、プラテンローラ５１０と、シャフト５１１、記録ヘッド５１２とを含んで構成されている。そして、記録ヘッドカートリッジ５０５は、記録ヘッド５１２とインク供給源たるインクタンクとを一体としたものである。この記録ヘッドカートリッジ５０５は、押さえ部材５０２によりキャリッジ５０６の上に固定されており、これらはシャフト５１１に沿って長手方向に往復運動可能となっている。
【００３８】
また、記録ヘッド５１２より吐出されたインク滴は、記録ヘッド５１２と微小間隔をおいて、プラテンローラ５１０に記録面を規制された記録用紙５０９に到達し、画像を形成する。記録ヘッド５１２にはケーブル５０７及びこれに結合する端子を介して適宜のデータ供給源より画像データに応じた記録タイミングパルスが供給される。
【００３９】
更に、記録ヘッドカートリッジ５０５は、用いるインク色等に応じて、１ないし複数個（図示例では２個）を設けることができる。キャリッジモータ５０８はキャリッジ５０６をシャフト５１１に沿って走査させるためのものである。ワイヤ５０３はモータ５０８の駆動力をキャリッジ５０６に伝達するためのものである。また、ラインフィードモータ５０１はプラテンローラ５１０に結合して記録用紙５０９を搬送させるためのものである。ＨＰセンサ５０４はキャリッジ５０６の位置を検出するものである。
【００４０】
次に、本実施の形態のインクジェットプリンタの記録制御を実行するための基本的な記録制御ついて図３を用いて説明する。
まず、データ受信部３０３によってホストコンピュータより入力された画像データは、ＲＡＭ／ＤＭＡコントローラ３０４を介してＲＡＭ３０５に一時格納される。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０６に格納された制御プログラムを実行して受信コマンド、画像データ、文字コードの解析を行う。その後、入力された画像データは、ＣＰＵ３０１により記録データに変換され、順次、ＲＡＭ３０５に格納される。受信コマンドには記録制御情報が含まれ、この記録制御情報に応じた記録パス数により記録が行われる。次に、１ライン分の記録データの展開が終了するか、もしくは、受信コマンドの一つである記録命令をホストコンピュータから入力された時点で、キャリッジモータドライバ３１２によりキャリッジモータ３１３が駆動される。そして、タイミング制御部３０７から出力される記録タイミングパルスに同期して、ＲＡＭ３０５に格納されている記録データがＲＡＭ／ＤＭＡコントローラ３０４及びヘッドコントローラ３０９を介してヘッドドライバ３１０に転送される。そして、ヘッドコントローラ３０９からヒートパルス信号がヘッドドライバ３１０に送られて記録ヘッド３１１からインク滴が吐出される。
【００４１】
そして、１ライン分の記録が終了するとラインフィードモータ３１５が駆動されて改行が行われ、１連の手順が終了する。このような手順が図１１の記録用紙５０９の１ページに渡って繰り返して行われることにより、１ページ分の記録動作が完了する。以上のような制御により、発生し得る吐出量を越えない限りは、少ない走査回数の記録モードで記録を行うこととなり、実質的な記録速度が速くなるという効果がある。
【００４２】
なお、電子機器としてインクジェットプリンタを用いて説明したが、電子機器は、電子写真方式の画像形成装置やその他の電子機器であっても良い。また、連続プリント動作が行われている間は、ＣＰＵ３０１は消費電力大／小信号を燃料電池制御部１１７へ送りつづける。燃料電池システム１００は、消費電力の大小を判断し、消費電力が大きい時は予め決めた複数の温度のうち、高い設定温度になるよう、消費電力が小さい時は、低い設定温度になるよう、燃料電池システム１００の温度に応じて循環供給される低濃度の液体燃料に高濃度の液体燃料を補給することで、高価なアルコール濃度センサを設置しなくても、安定な出力電力供給と低燃料消費が低コストで可能となった。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】抵抗を負荷とした場合のセルスタック温度と燃料電池の出力電力特性を示す特性図である。
【図３】温度センサの設置箇所を示す図である。
【図４】本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の燃料電池システムと電子機器の電気的な結合構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の燃料電池システムを電源とするインクジェットプリンタの概観斜視図である。
【図１１】プリンタ部の内部構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００；燃料電池システム、１０１；燃料タンク、
１０２；燃料ポンプ、１０３；循環タンク、１０４；燃料供給路、
１０５；セルスタック、１０６；アノード、１０７；循環ポンプ、
１０８；電解質膜、１０９；カソード、１１０；ブロワ、
１１１；排出路１１１、１１２；凝縮器、１１３；ファン、
１１４；水タンク、１１５；水ポンプ、１１６；燃料電池制御部、
１１７；温度センサ、２０１；蓄電装置、
２０２；ＤＣ−ＤＣコンバータ、２０３；電流センサ、
２０４，４０１；スイッチ、３００；制御回路、３０１；ＣＰＵ、
３０２；不揮発性メモリ、３０３；データ受信部、
３０４；ＲＡＭ／ＤＭＡコントローラ、３０５；ＲＡＭ、
３０６；ＲＯＭ、３０７；タイミング制御部、
３０８；インク流量検出部、３０９；ヘッドコントローラ、
３１０；ヘッドドライバ、３１１；記録ヘッド、
３１２；キャリッジモータドライバ、３１３；キャリッジモータ、
３１４；ラインフィードドライバ、
３１５，５０１；ラインフィードモータ、５０２；押さえ部材、
５０３；ワイヤ、５０４；ＨＰセンサ、
５０５；記録ヘッドカートリッジ、５０６；キャリッジ、
５０７；ケーブル、５０８；キャリッジモータ、５０９；記録用紙、
５１０；プラテンローラ、５１１；シャフト、５１２；記録ヘッド。
【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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