(57)【要約】【課題】  駆動源として１次電池あるいは２次電池のいずれも使用することが可能であるとともに、環境温度の変化に応じて電池容量を効率よく消費して、電池の残容量を最大限に使用することのできるラインプリンタにおける減電圧検出方法および装置を提供すること。【解決手段】  電池４の非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧とを検出し、この非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧の差から電池４の放電特性を算出して格納された１次電池および２次電池の放電特性を参照して電池４の判別を行なうとともに、この電池４の種類に応じて選択的に終止電圧の検出値を変更する。  さらに、環境温度を検出し、この環境温度から電池４の温度を算出し、電池４の温度に応じて格納された終止電圧の検出値から選択的に終止電圧の検出値を設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を駆動源とするラインプリンタにおける減電圧検出方法であって、前記電池の非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧とを検出し、この非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧の差から前記電池の放電特性を算出して格納された１次電池および２次電池の放電特性を参照して前記電池の判別を行なうとともに、この電池の種類に応じて選択的に終止電圧の検出値を変更することを特徴とするラインプリンタにおける減電圧検出方法。
【請求項２】
環境温度を検出し、この環境温度から前記電池の温度を算出し、前記電池の温度に応じて格納された終止電圧の検出値から選択的に終止電圧の検出値を設定することを特徴とする請求項１に記載のラインプリンタにおける減電圧検出方法。
【請求項３】
電池を駆動源とするラインプリンタにおける減電圧検出装置であって、電池の端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記ラインプリンタの制御を行なう制御部と、この制御部に設けられた１次電池および２次電池の放電特性と終止電圧の検出値とがそれぞれテーブルとして格納されたＲＯＭとを備え、前記制御部は、前記端子電圧検出手段により前記電池の非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧を検出し、この非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧の差から前記電池の放電特性を算出して前記ＲＯＭに格納された１次電池および２次電池の放電特性を参照して前記電池の判別を行なうとともに、この電池の種類に応じて選択的に終止電圧の検出値を変更するようにされていることを特徴とするラインプリンタにおける減電圧検出装置。
【請求項４】
環境温度を検出する温度センサを備えるとともに、前記ＲＯＭに前記電池の温度に応じた終止電圧の検出値をテーブルとして格納し、前記制御部は、前記温度センサにより検出された環境温度から前記電池の温度を算出し、前記電池の温度に応じて前記ＲＯＭに格納された終止電圧の検出値から選択的に終止電圧の検出値を設定するようにされていることを特徴とする請求項３に記載のラインプリンタにおける減電圧検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を駆動源とするラインプリンタに係り、特に、駆動源として１次電池あるいは２次電池のいずれも使用することができるとともに、環境温度に応じて電池容量を最大限に使用することのできるラインプリンタにおける減電圧検出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電池は、電池を駆動源とする電気機器に接続され、この電気機器を動作させることにより電力を放電するとともに、出力電圧が徐々に低下していき、安定して電力の供給を行なうことができなくなる電圧（終止電圧）に達すると出力電圧が急激に低下するという特性をもっている。
【０００３】
また、電池は化学反応を利用して放電しており、出力電圧には温度依存特性があるため、電池が使用される環境温度により出力電圧が変化し、環境温度が低い場合ほど出力電圧が低下してしまうという特性をもっている。
【０００４】
このため、従来から電池を駆動源とする電気機器、特に出力電力の大きい電気機器において、電池の出力電圧が終止電圧に達して出力電圧が急激に低下することによって電気機器の回路動作が不安定になることを回避するため、環境温度に応じた出力電圧を検出し、この出力電圧における電池の使用可能容量、つまり電池の残容量を補正するものがある。
【０００５】
このような、従来の電池を駆動源とする電気機器の一例としては、パーソナルコンピュータ等から送信された印字データに基づいて印字を実行するプリンタエンジン部と、このプリンタエンジン部の制御を行う制御用回路基板と、操作パネルを操作して入力されたキー操作信号や外部装置等からの印刷データ信号を入力するための入力部と、駆動源として電力を供給するためのリチウムイオン電池とから構成されたラインプリンタがある。
【０００６】
前記プリンタエンジン部は、前記リチウムイオン電池から供給される通電パルスによって駆動されて印字用紙に印字を行うラインドット型のサーマルヘッドと、このサーマルヘッドの移動や印字用紙の紙送り等を行うモータと、このモータの動作制御を行うモータ駆動回路からなるモータ部と、前記サーマルヘッドの環境温度を測定するサーミスタ等の温度センサとを有している。
【０００７】
前記制御用回路基板は、前記入力部からの信号に従ってプリンタ全体の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、このＣＰＵが実行するプログラムやパラメータ等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、印字データや制御用定数等を一時的に格納しておくＲＡＭ（Random Access Memory）と、前記リチウムイオン電池の出力電圧を測定する電圧測定回路と、印字部としての前記サーマルヘッドの制御を行う印字制御回路と、前記サーマルヘッドや前記リチウムイオン電池付近の温度を測定する環境温度測定回路と、パーソナルコンピュータ等との間でデータの送受信を行うＩ／Ｏポートと、駆動源としての前記リチウムイオン電池をＡＣアダプタ等を用いて充電する電池充電回路とを備えている。なお、前記電池充電回路は、前記リチウムイオン電池が完全に充電されたことを検出するための充電状況報知手段を備えている。
【０００８】
前記リチウムイオン電池は、ＤＣ・ＤＣコンバータを介して前記サーマルヘッドに４．２〜８．５Ｖの電圧を印加することができるものであり、このリチウムイオン電池は、初期容量（充電直後の電池容量）が約１３５０ｍＡｈであり、その電池容量は前記電池充電回路に接続されたＡＣアダプタ等によって充電されるようになっている。
【０００９】
このような構成からなるラインプリンタにおいて、各動作の際に前記リチウムイオン電池の残容量が算出されるようになっている。
【００１０】
まず、ＡＣアダプタ等が電池充電回路に接続され、リチウムイオン電池が完全に充電される。そして、この充電状況報知手段からの検知信号によりリチウムイオン電池が完全に充電されたことを確認してから印字処理は開始される。なお、このときのリチウムイオン電池の残容量値は１３５０ｍＡｈとなり、これを初期の電池容量として設定される。
【００１１】
次に、外部のパーソナルコンピュータ等から送信された印字データを受信し、印字要求がなされたと判定するまで待機する。そして、印字要求がなされたと判定されるとこの印字要求に基づいて印字処理が行われる。
【００１２】
そして、印字データに基づいて１ラインの印字処理を行う際にサーマルヘッド印加される電流値を算出するなお、印字するドット数はラインごとに異なるので、リチウムイオン電池の出力電圧が同じでも流れる電流は１ラインの印字処理ごとに異なるため、１ラインの印字処理が行われるたびに印加される電流値が算出される。
【００１３】
次に、リチウム電池の出力電圧等をもとに印字に最適となる通電パルス幅を算出し、さらに、サーマルヘッドに印加される電流値と通電パルス幅とから、１ラインを印字するときに消費される電流消費量を算出する。
【００１４】
その後、１ラインの印字処理に伴う電流消費量と印字前の電池容量とから、印字後のリチウムイオン電池の残容量を算出する。
【００１５】
次に、環境温度測定回路によって測定されたプリンタの環境温度に基づき、サーマルヘッドおよびリチウムイオン電池の端子電圧を検出して電流容量値を補正し、さらに、算出された電池残容量から印字後に電池容量が残るか否かを判定し、電池容量が残る場合は１ドットラインの印字処理が続行され、電池容量が残らないと判定した場合は印字処理を終了する。
【００１６】
以上説明した構成から、従来の電池を駆動源とする電気機器の一例としてのラインプリンタにおいては、１ドットラインを印字する際の電流消費量を予め算出して、電池容量が印字処理を行うのに充分残っているか判定するようにしているので、１ラインの印字途中に電池が切れて印字処理が中断または中止されるという不具合を解消することができる。また、実際に消費される電流消費量をもとに電池残容量を算出するようにしているので、電池の放電特性に関係なく電池容量を管理でき、電池の充電時期を正確に知ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
【特許文献１】特開２００３−８０７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、前述したような従来の電池を駆動源とするラインプリンタは、使用する電池を２次電池の一つであるリチウムイオン電池として、このリチウムイオン電池が完全に充電された電池容量１３５０ｍＡｈを前提としており、例えばアルカリ電池といった１次電池をを使用した場合などに対応することができないという問題があった。
【００１９】
そこで、本発明は、駆動源として１次電池あるいは２次電池のいずれも使用することが可能であるとともに、環境温度の変化に応じて電池容量を効率よく消費して、電池の残容量を最大限に使用することのできるラインプリンタにおける減電圧検出方法および装置を提供することを目的とするものである。  
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前述した目的を達成するため本発明に係るラインプリンタにおける減電圧検出方法の特徴は、電池を駆動源とするラインプリンタにおける減電圧検出方法であって、前記電池の非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧とを検出し、この非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧の差から前記電池の放電特性を算出して格納された１次電池および２次電池の放電特性を参照して前記電池の判別を行なうとともに、この電池の種類に応じて選択的に終止電圧の検出値を変更する点にある。
【００２１】
また、環境温度を検出し、この環境温度から前記電池の温度を算出し、前記電池の温度に応じて格納された終止電圧の検出値から選択的に終止電圧の検出値を設定する点にある。
【００２２】
また、本発明に係るラインプリンタにおける減電圧検出装置の特徴は、電池を駆動源とするラインプリンタにおける減電圧検出装置であって、電池の端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記ラインプリンタの制御を行なう制御部と、この制御部に設けられた１次電池および２次電池の放電特性と終止電圧の検出値とがそれぞれテーブルとして格納されたＲＯＭとを備え、前記制御部は、前記端子電圧検出手段により前記電池の非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧を検出し、この非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧の差から前記電池の放電特性を算出して前記ＲＯＭに格納された１次電池および２次電池の放電特性を参照して前記電池の判別を行なうとともに、この電池の種類に応じて選択的に終止電圧の検出値を変更するようにされている点にある。
【００２３】
また、環境温度を検出する温度センサを備えるとともに、前記ＲＯＭに前記電池の温度に応じた終止電圧の検出値をテーブルとして格納し、前記制御部は、前記温度センサにより検出された環境温度から前記電池の温度を算出し、前記電池の温度に応じて前記ＲＯＭに格納された終止電圧の検出値から選択的に終止電圧の検出値を設定するようにされている点にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のラインプリンタにおける減電圧検出方法によれば、ラインプリンタに接続された電池の放電特性を算出することができ、その放電特性から電池が１次電池であるか２次電池であるかを判別することができる。
【００２５】
そして、判別された電池の種類に応じて終止電圧の検出値を選択的に変更することにより、１次電池あるいは２次電池の双方をラインプリンタに使用することができる。
【００２６】
さらに、電池の温度変化による出力電圧の変化に応じて終止電圧の検出値を選択的に設定することにより、電池の温度変化に応じて電池容量を最大限に使用することができる。
【００２７】
また、本発明のラインプリンタにおける減電圧検出装置によれば、非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧とを検出し、その差からラインプリンタに接続された電池の放電特性を算出することができ、その放電特性からＲＯＭに格納された１次電池と２次電池の放電特性を参照することによりラインプリンタに接続された電池が１次電池であるか２次電池であるかを判別することができる。
【００２８】
そして、判別された電池の種類に応じてＲＯＭにテーブルとして格納された終止電圧の検出値を選択的に変更することにより、１次電池あるいは２次電池の双方をラインプリンタに使用することができる。
【００２９】
さらに、環境温度から電池の温度を算出し、電池の温度変化による出力電圧の変化に応じて終止電圧の検出値を選択的に設定することにより、電池の温度変化に応じて電池容量を最大限に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を用いて本発明のラインプリンタにおける減電圧検出方法および装置の実施形態について説明する。
【００３１】
図１は本実施形態のラインプリンタの構成を示すブロック図である。
【００３２】
本実施形態のラインプリンタ１は、図１に示すように、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データに基づいて印刷の制御を行なう制御部２と、この制御部２からの制御信号により印刷を実行する印刷部３とから構成されており、前記ラインプリンタ１には、前記制御部２および前記印刷部３に電力を供給する電源として４本の電池４が直列に接続されて収納されるようになっている。
【００３３】
前記制御部２は、前記ラインプリンタ１全体の制御を行なうＣＰＵ５と、このＣＰＵ５が実行するプログラムやパラメータ等を格納するＲＯＭ６と、パーソナルコンピュータ等から出力された印刷データを一時的に格納しておくＲＡＭ７と、直列に接続された４本の電池４の総出力電圧を検出する端子電圧検出手段８と、環境温度を検出するサーミスタ等の温度センサ９とを有している。なお、本実施形態において前記端子電圧検出手段８としてはＡ／Ｄ変換器を使用する。
【００３４】
前記ＲＯＭ６には、例えばアルカリ電池といった１次電池および例えばニッケル水素電池といった２次電池の放電特性と、温度変化に応じた終止電圧の検出値とがそれぞれテーブルとして格納されている。なお、終止電圧の検出値は、各環境温度に応じて前記ラインプリンタ１の駆動が保証される範囲で決定される。
【００３５】
前記電池４がアルカリ電池である場合、アルカリ電池の公称電圧が１．５Ｖで、内部抵抗が０．３Ω（概算値）であり、本実施形態においては前記電池４は４本直列に接続されて使用されるため、非動作時の電池両端電圧は６．０Ｖで、内部抵抗が１．２Ωとなるので、負荷電流と端子電流との関係は
端子電圧（Ｖ）＝６．０（Ｖ）−（負荷電流（Ａ）×１．２（Ω））
となる。そして、本実施形態において、前記電池４にアルカリ電池を使用した場合の環境温度に応じた終止電圧の検出値は、前記電池４の温度が、０℃以上５℃未満のときに４．５Ｖ、５℃以上１５℃未満のときに４．３Ｖ、１５℃以上２５℃未満のときに４．２Ｖ、２５℃以上３５℃未満のときに４．１Ｖ、３５℃以上４５℃未満のときに４．０Ｖとなっている。なお、前記電池４の温度が０℃未満の場合は前記電池４の放電特性が著しく低下し、４５℃以上の場合は前記電池４の劣化が激しくなるため、前記電池４の出力電圧に関係なく前記ラインプリンタ１の動作が停止されるようになっている。
【００３６】
また、前記電池４がニッケル水素電池である場合、ニッケル水素電池の公称電圧が１．２Ｖで、内部抵抗が０．０３Ω（概算値）であり、本実施形態においては前記電池４は４本直列に接続されて使用されるため、非動作時の電池両端電圧は４．８Ｖで、内部抵抗が０．１２Ωとなるので、負荷電流と端子電流との関係は
端子電圧（Ｖ）＝４．８（Ｖ）−（負荷電流（Ａ）×０．１２（Ω））
となる。そして、本実施形態において、前記電池４にニッケル水素電池を使用した場合の環境温度に応じた終止電圧の検出値は、前記電池４の温度が、０℃以上５℃未満のときに４．４Ｖ、５℃以上１５℃未満のときに４．３５Ｖ、１５℃以上２５℃未満のときに４．３Ｖ、２５℃以上３５℃未満のときに４．２５Ｖ、３５℃以上４５℃未満のときに４．２Ｖとなっている。なお、アルカリ電池である場合と同様に、前記電池４の温度が０℃未満の場合は前記電池４の放電特性が著しく低下し、４５℃以上の場合は前記電池４の劣化が激しくなるため、前記電池４の出力電圧に関係なく前記ラインプリンタ１の動作が停止されるようになっている。
【００３７】
前記印刷部３は、ラインドット型のサーマルヘッド１０と、前記制御部２のＣＰＵ５の制御信号により前記サーマルヘッド１０の発熱や印刷用紙（図示せず）の搬送を行なうためのモータ１１と、前記サーマルヘッド１０の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ１２とを有している。
【００３８】
つぎに、このような構成からなるラインプリンタ１における本実施形態のラインプリンタにおける減電圧検出装置により減電圧検出方法について説明する。
【００３９】
まず、ラインプリンタ１に電源として４本の電池４を直列に接続し、端子電圧検出手段８により直列に接続された４本の電池４の非動作時の端子電圧が検出されＲＡＭ７に格納される。
【００４０】
つぎに、直列に接続された４本の電池４の動作時の端子電圧を検出し、検出された値がＲＡＭ７に格納される。なお、本実施形態において動作時とは、ラインプリンタ１において最大負荷の発生しないイニシャライズ動作、もしくは給紙動作における印刷部３のモータ１１駆動時の負荷とする。
【００４１】
そして、ＣＰＵ５において、ＲＡＭ７に格納された非動作時の端子電圧と動作時の端子電圧の差から直列に接続された４本の電池４の放電特性（減電圧値）を検出し、ＲＯＭ６に格納された１次電池および２次電池の放電特性を参照して４本の電池４の判別が行なわれ、終止電圧の検出値が決定される。このとき、ラインプリンタ１の動作を保証する環境温度を０℃以上とした場合の終止電圧の検出値は、電池４が１次電池であるときには４．５Ｖに設定され、電池４が２次電池であるときには４．４Ｖに設定される。
【００４２】
つぎに、温度センサ９により環境温度が検出されＲＡＭ７に格納される。そして、各電池４の温度は、前記温度センサ９により検出される環境温度よりも５℃程度高いので、ＣＰＵ５においてＲＡＭ７に格納された環境温度を補正計算することにより各電池４の温度が算出され、この各電池４の温度からＲＯＭ６に格納された温度変化に応じた終止電圧の検出値が選択的に設定される。
【００４３】
このような構成から、本実施形態のラインプリンタにおける減電圧検出方法によれば、ラインプリンタ１に接続され収納された電池４が１次電池であるか２次電池であるかを放電特性から判別することができるとともに、温度変化に応じて電池４の終止電圧の検出値を選択的に設定していくことにより、ラインプリンタ１の駆動源として１次電池あるいは２次電池のいずれも使用することが可能となるとともに、電池４の温度変化による放電特性の変化に応じて電池４の使用可能容量を最大限に使用することができる。そして、電池４の使用可能量を最大限使用することができるので、ラインプリンタ１に使用される電池の廃棄量を減少させ、コストを削減することができる。
【００４４】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態においては、環境温度を検出する温度センサ９と、サーマルヘッド１０の温度を検出する温度センサ１２とを設けているが、１つの温度センサにより環境温度およびサーマルヘッド１０の温度を検出することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態のラインプリンタの構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４６】
１  ラインプリンタ
２  制御部
３  印刷部
４  電池
５  ＣＰＵ
６  ＲＯＭ
７  ＲＡＭ
８  端子電圧検出手段
９  温度センサ
１０  サーマルヘッド
１１  モータ
１２  温度センサ
【図１】
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