(57)【要約】【課題】長期間安定した燃料電池の使用が可能で、電池の長寿命化を実現した燃料電池が用いられる電子機器を提供する。【解決手段】電話機本体１に電力を供給する燃料電池システム６の各所に、該燃料電池システム６各所の状態を検出する状態検出手段を配置し、これら状態検出手段のそれぞれの出力から電池状態検出部１０１ａにより燃料電池システム６の動作状態を検出するとともに、判定部１０１ｂにより電池状態検出部１０１ａより検出された燃料電池システム６の動作状態に対し取るべき行動を促す形態を判定し、この判定部１０１ｂの判定に基づいて形態の内容をキャラクターや仮想生命体などの画像として表示部４に報知する。【選択図】図１
2009016270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器本体と、
前記電子機器本体に電力を供給する燃料電池と、
前記燃料電池の各所に複数配置され、該燃料電池各所の状態を検出する状態検出手段と、
前記状態検出手段のそれぞれの出力から前記燃料電池の動作状態を検出する電池状態検出部と、
前記電池状態検出部により検出された前記燃料電池の動作状態に対し取るべき行動を促す形態を判定する判定部と、
前記判定部の判定に基づいて前記形態の内容を報知する報知手段と
を具備したことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記状態検出手段は、前記燃料電池を構成する液体燃料タンクに供給される液体燃料の存在液量を検出する液量検出部、前記燃料電池を構成する膜電極接合体の温度を検出する温度検出部、前記燃料電池を構成する燃料気化層の内圧変化を検出する圧力検出部、前記燃料電池の出力を検出する出力検出部及び前記燃料電池周囲の温度を検出する温度検出部の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記報知手段は、前記判定部での判定の内容をキャラクター又は仮想生命体の画像により表示することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
前記報知手段は、前記キャラクター又は仮想生命体の画像表示とともに、音声、擬音、振動及び光の少なくとも一つを報知することを特徴とする請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記報知手段は、音声、擬音、振動及び光の少なくとも一つを報知することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項６】
さらに前記状態検出手段の検出情報を記憶する記憶手段を有し、
前記判定部は、前記記憶手段に記憶された検出情報をパラメータとして、これらパラメータの推移から燃料電池の現状を経年変化又は電池寿命として報知する形態を判定し、
前記報知手段は、前記判定手段での判定の内容をキャラクター又は仮想生命体の画像により表示することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源として燃料電池が用いられる電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、乾電池や二次電池を電源として使用する電子機器として、デジタルカメラなど種々のものが知られている。これらの電子機器は、電池容量が少なくなると、機器動作に影響を及ぼすことがあるため、適正な時期に電池を交換したり、充電したりする必要があり、このタイミングを誤ると、機器そのものが使用できなくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、従来、電源である電池の残容量を検出し、この検出された電池の残容量が所定値以下になると、電池の交換や充電を促すため音声や表示等により報知するものが考えられている。また、例えば、特許文献１に開示されるように、検出された電池の残容量が所定値以下になると、電池の交換や充電を促す特殊のキャラクターを表示させたり、電池残量に応じて表示画面を変化させるようにしたものもある。
【０００４】
ところで、最近の携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの電子機器の小型化は目覚しいものがあり、これら電子機器の小型化とともに、電源として燃料電池を使用することが試みられている。燃料電池は、燃料と酸化剤を供給するのみで、発電することができ、燃料のみを交換すれば連続して発電できるという利点を有するため、小型化が実現できれば、小型の電子機器の電源として極めて有効である。
【０００５】
最近では、燃料電池として、直接メタノール型燃料電池（以下、ＤＭＦＣ；Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｔｈａｎｏｌ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌと称する。）が注目されている。ＤＭＦＣは、アノード極とカソード極との間に電解質膜を配置したもので、これらのアノード極とカソード極は、ともに集電体及び触媒層からなっている。アノード極には、燃料としてメタノール水溶液が供給され、触媒反応によりプロトン（陽子）が発生される。一方、カソード極（空気極）には、酸化剤としての空気が空気取り入れ口より供給される。カソード極では、上記電解質膜を通り抜けたプロトンが、供給される空気に含まれる酸素と触媒上で反応することにより発電が行なわれる。このようにＤＭＦＣは、エネルギー密度の高いメタノールを燃料に用い、メタノールから電極触媒上で直接電流を取出せ、改質も不要なことから小型化が可能であり、燃料の取り扱いも水素ガスに比べて容易なことから携帯用の電子機器の電源として有望視されている。
【特許文献１】特開２０００−２３６４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このような燃料電源を電源として用いた電子機器では、上述した単なる電池残量の指標としての機能、つまり電池の残容量を音声や表示により報知したり、キャラクタ画面を表示させる機能を適用しても、電池の交換や充電に代わって、燃料を供給することのみが使用者にできることである。
【０００７】
しかし、実際に電子機器に搭載される燃料電池の使用形態は様々で、時として、燃料電池にとって過酷な状況での使用や、トラブルを招くような使い方をされることがある。このような場合、従来では、電池の状態に応じて、機器の使い方を抑制するような行動を促すようなことは全く考えられておらず、このため、適切な状況下で使用される場合と比べ、燃料電池を長期間安定して使用するのが難しく電池寿命が短くなるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、長期間安定して燃料電池の使用が可能で、電池の長寿命化を実現した燃料電池が用いられる電子機器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】
【０００９】
請求項１記載の発明は、電子機器本体と、前記電子機器本体に電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池の各所に複数配置され、該燃料電池各所の状態を検出する状態検出手段と、前記状態検出手段のそれぞれの出力から前記燃料電池の動作状態を検出する電池状態検出部と、前記電池状態検出部により検出された前記燃料電池の動作状態に対し取るべき行動を促す形態を判定する判定部と、前記判定部の判定に基づいて前記形態の内容を報知する報知手段とを具備したことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載において、前記状態検出手段は、前記燃料電池を構成する液体燃料タンクに供給される液体燃料の存在液量を検出する液量検出部、前記燃料電池を構成する膜電極接合体の温度を検出する温度検出部、前記燃料電池を構成する燃料気化層の内圧変化を検出する圧力検出部、前記燃料電池の出力又は／及び電圧を検出する出力検出部及び前記燃料電池周囲の温度を検出する温度検出部の少なくとも一つであることを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載において、前記報知手段は、前記判定部での判定の内容をキャラクター又は仮想生命体の画像により表示することを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載において、前記報知手段は、前記キャラクター又は仮想生命体の画像表示とともに、音声、擬音、振動及び光の少なくとも一つを報知することを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１記載において、前記報知手段は、音声、擬音、振動及び光の少なくとも一つを報知することを特徴としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１記載において、さらに前記状態検出手段の検出情報を記憶する記憶手段を有し、前記判定部は、前記記憶手段に記憶された検出情報をパラメータとして、これらパラメータの推移から燃料電池の現状を経年変化又は電池寿命として報知する形態を判定し、前記報知手段は、前記判定手段での判定の内容をキャラクター又は仮想生命体の画像により表示することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、長期間安定して燃料電池の使用が可能で、電池の長寿命化を実現した燃料電池が用いられる電子機器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電子機器の概略構成を示している。なお、図１では、電子機器として携帯電話機の例を示している。
【００１８】
図において、１は電子機器本体である電話機本体で、この電話機本体１は、指定チャンネルに対応する周波数の電波の送受信を可能にしたもので、マイク(不図示)より入力される音声信号を高周波信号に変換してアンテナ２から出力し、また、アンテナ２に入力される高周波信号を音声信号に変換してスピーカ(不図示)から出力する。また、電話機本体１には、入力部３、表示部４及び記憶部５が接続されている。入力部３は、複数のプッシュスイッチを有し、これらプッシュスイッチの操作信号を電話機本体１に入力する。表示部４には、液晶表示部などが用いられ、各種の情報を表示する。記憶部５は、例えば人物や動物を擬したキャラクターや仮想生命体等の画像データ及びこれらキャラクターや仮想生命体の動きなどを制御する制御データなどが記憶されている。
【００１９】
電話機本体１は、制御手段として制御部１０１を有している。この制御部１０１は、電話機本体１全体の制御を行うもので、電池状態検出部１０１ａ、判定部１０１ｂ、及び表示制御部１０１ｃなどを有している。電池状態検出部１０１ａは、後述する燃料電池システム６の各所に配置された状態検出手段の出力から電池状態を検出する。判定部１０１ｂは、電池状態検出部１０１ａで検出された電池の状態に対して利用者が取るべき行動を促す形態を判定する。表示制御部１０１ｃは、判定部１０１ｂで判定された形態の内容に基づいて前記記憶部５からキャラクター（又は仮想生命体）等の画像データ及び制御データを読み出し表示部４に表示させる。これら電池状態検出部１０１ａ、判定部１０１ｂ、及び表示制御部１０１ｃの詳細は、後述する。
【００２０】
このような電話機本体１の不図示の電源室には、燃料電池として燃料電池システム６が設けられている。
【００２１】
図２は、燃料電池システム６の概略構成を示すもので、燃料電池本体としてのＤＭＦＣユニット７、制御ユニット８、補助電源９、液体燃料タンク１０及び出力端子１１が設けられている。
【００２２】
ＤＭＦＣユニット７は、図１に示すように複数の発電セル７ａ、７ｂ、７ｃから構成されている。これら発電セル７ａ、７ｂ、７ｃは、図３に示すように膜電極接合体（ＭＥＡ）７０１を有している。この膜電極接合体（ＭＥＡ）７０１は、カソード触媒層７０２及びカソードガス拡散層７０４からなるカソード極と、アノード触媒層７０３及びアノードガス拡散層７０５からなるアノード極と、カソード触媒層７０２とアノード触媒層７０３の間に配置されるプロトン伝導性の電解質膜７０６とを備えるものである。カソード触媒層７０２及びアノード触媒層７０３に含有される触媒としては、例えば、白金族元素の単体金属（Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｐｄ等）、白金族元素を含有する合金などを挙げることができる。アノード触媒には、メタノールや一酸化炭素に対する耐性の強いＰｔ−Ｒｕ、カソード触媒には、白金を用いることが望ましいが、これに限定されるものでは無い。また、プロトン伝導性電解質膜７０６を構成するプロトン伝導性材料としては、例えば、スルホン酸基を有するフッ素系樹脂（例えば、パーフルオロスルホン酸重合体）、スルホン酸基を有するハイドロカーボン系樹脂、タングステン酸やリンタングステン酸などの無機物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
カソード触媒層７０２はカソードガス拡散層７０４上に積層され、かつアノード触媒層７０３はアノードガス拡散層７０５上に積層されている。カソードガス拡散層７０４はカソード触媒層７０２に酸化剤を均一に供給する役割を担うものであるが、カソード触媒層７０２の集電体も兼ねている。一方、アノードガス拡散層７０５はアノード触媒層７０３に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層７０３の集電体も兼ねている。カソード導電層７０７ａ及びアノード導電層７０７ｂは、それぞれ、カソードガス拡散層７０４及びアノードガス拡散層７０５と接している。カソード導電層７０７ａ及びアノード導電層７０７ｂには、例えば、金などの金属材料からなる多孔質層（例えばメッシュ）をそれぞれ使用することが出来る。
【００２４】
矩形枠状のカソードシール材７０８ａは、カソード導電層７０７ａとプロトン伝導性電解質膜７０６との間に位置すると共に、カソード触媒層７０２及びカソードガス拡散層７０４の周囲を囲んでいる。一方、矩形枠状のアノードシール材７０８ｂは、アノード導電層７０７ｂとプロトン伝導性電解質膜７０６との間に位置すると共に、アノード触媒層７０３及びアノードガス拡散層７０５の周囲を囲んでいる。カソードシール材７０８ａ及びアノードシール材７０８ｂは、膜電極接合体７０１からの燃料漏れ及び酸化剤漏れを防止するためのオーリングである。
【００２５】
膜電極接合体７０１の下方には、上述した液体燃料タンク１０が配置されている。液体燃料タンク１０内には、液体のメタノールあるいはメタノール水溶液が収容されている。液体燃料タンク１０の開口端には、燃料気化層７１０として例えば、液体燃料の気化成分のみを透過させて、液体燃料は透過できない、気液分離膜７１０ａが液体燃料タンク１０の開口部を覆うように配置されている。ここで、液体燃料の気化成分とは、液体燃料として液体のメタノールを使用した場合、気化したメタノールを意味し、液体燃料としてメタノール水溶液を使用した場合にはメタノールの気化成分と水の気化成分からなる混合ガスを意味する。また、液体燃料として濃度が５０モル％を超えるメタノール水溶液か、純メタノールを使用することが好ましい。なお、純メタノールの純度は、９５重量％以上１００重量％以下にすることが望ましい。
【００２６】
気液分離膜７１０ａとアノード導電層７０７ｂの間には、樹脂製のフレーム７１１が積層されている。フレーム７１１で囲まれた空間は、気液分離膜７１０ａを拡散してきた気化燃料を一時的に収容しておく気化燃料収容室７１２（いわゆる蒸気溜り）として機能する。この気化燃料収容室７１２及び気液分離膜７１０ａの透過メタノール量抑制効果により、一度に多量の気化燃料がアノード触媒層７０３に供給されるのを回避することができ、メタノールクロスオーバーの発生を抑えることが可能である。なお、フレーム７１１は、矩形のフレームで、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のような熱可塑性ポリエステル樹脂から形成される。
【００２７】
一方、膜電極接合体７０１の上部に積層されたカソード導電層７０７ａ上には、保湿板７１３が積層されている。保湿板７１３は、カソード触媒層７０２に生成した水がプロトン伝導性電解質膜７０６を通過してアノード触媒層７０３に移動する反応を促進するためのものである。酸化剤である空気を取り入れるための空気導入口７１４が複数個形成された表面層７１５は、保湿板７１３の上に積層されている。表面層７１５は、膜電極接合体７０１を含むスタックを加圧してその密着性を高める役割も果たしているため、例えば、ＳＵＳ３０４のような金属から形成される。保湿板７１３は、カソード触媒層７０２において生成した水の蒸散を抑止する役割をなすと共に、カソードガス拡散層７０４に酸化剤を均一に導入することによりカソード触媒層７０２への酸化剤の均一拡散を促す補助拡散層としての役割も果たしている。
【００２８】
図２に戻って、液体燃料タンク１０には、不図示の燃料供給路を介してＤＭＦＣユニット７が接続され、液体燃料タンク１０の燃料が燃料供給路を通ってＤＭＦＣユニット７に供給される。液体燃料タンク１０には、注入口１０ａが設けられている。この注入口１０ａには、燃料カートリッジ１２が着脱可能に装着され、この燃料カートリッジ１２から液体燃料タンク１０への燃料の注入が行なわれる。
【００２９】
なお、液体燃料タンク１０に収容する液体燃料は必ずしもメタノール燃料に限られるものではなく、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、もしくはその他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料電池に応じた液体燃料が収容される。
【００３０】
一方、このように構成された燃料電池システム６には、電池状態を検出するための各種の状態検出手段が各所に配置されている。この場合、図３に示す各発電セル７ａ、７ｂ、７ｃは、液体燃料タンク１０内部に液体燃料の存在液量を検出する液量検出部として液面計２１が設けられている。この液面計２１は、液体燃料タンク１０に供給される液体燃料の液面高さを検出し、液面高さに応じた出力を発生する。また、上述した膜電極接合体（ＭＥＡ）７０１には、温度センサ２２が設けられている。この温度センサ２２は、熱電対などからなるもので、電池内部の膜電極接合体７０１の温度を検出し、この検出温度に応じた出力を発生する。さらに、電池内部の燃料気化層７１０には、圧力センサ２３が設けられている。この圧力センサ２３は、変形センサなどからなるもので、例えば燃料気化層７１０面に貼り付けられ、電池内部の圧力上昇とともに変形する燃料気化層７１０の状態を検出し、このときの変形度合いに応じた出力を発生する。さらに、図２に示すようにＤＭＦＣユニット７には、出力計２４が設けられている。この出力計２４は、ＤＭＦＣユニット７の出力、つまり各発電セル７ａ，７ｂ，７ｃの合計した出力を検出する。さらに、燃料電池システム６の周囲には、温度センサ２５が設けられている。この温度センサ２５は、燃料電池システム６周囲（燃料電池システム６を収容した電話機内部の温度でもよい）の温度を検出し、この検出温度に応じた出力を発生する。
【００３１】
図１に戻って、制御ユニット８は、図示するような制御回路より構成されている。
【００３２】
この場合、ＤＭＦＣユニット７は、複数（図示例では３個）の発電セル７ａ，７ｂ，７ｃを直列接続することにより所定の出力を発生している。
【００３３】
ＤＭＦＣユニット７には、出力調整手段として昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ１３が接続されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、ＤＭＦＣユニット７とともに発電手段を構成するもので、不図示のスイッチング要素とエネルギー蓄積要素を有し、これらスイッチング要素とエネルギー蓄積要素によりＤＭＦＣユニット７で発電された電気エネルギーを蓄積／放出させＤＭＦＣユニット７の比較的低い電圧を十分の電圧まで昇圧して生成される電力を前記出力端子１１を介して前記電話機本体１に供給する。
【００３４】
なお、ここでは標準的な昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ１３を示したが、昇圧動作が可能なものならば、他の回路方式のものでも実施可能である。
【００３５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力端には、上述した補助電源９が接続されるとともに、電話機本体１が接続されている。補助電源９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力により充電可能としたもので、前記電話機本体１の瞬間的な負荷変動に対して電流を供給し、また、燃料枯渇状態になって前記ＤＭＦＣユニット７が発電不能に陥った場合に電話機本体１の駆動電源として用いられる。この補助電源９には、充放電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池（ＬＩＢ）)や電気二重層コンデンサ）が用いられる。
【００３６】
一方、燃料電池システム６の各所に配置された状態検出手段、つまり、液面計２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５のそれぞれの出力は、制御部１０１に送られる。
【００３７】
制御部１０１では、電池状態検出部１０１ａにより液面計２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５のそれぞれの出力から燃料電池システム６の動作状態を検出し、判定部１０１ｂにより、電池状態検出部１０１ａより検出された燃料電池システム６の動作状態に対して利用者が取るべき行動を促す形態を判定する。この場合、判定部１０１ｂは、（ａ）電池状態検出部１０１ａで、液体燃料タンク１０の液体燃料の液面高さが予め設定された下限値以下になったことを検出すると（この場合、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５の各出力は任意）、燃料残量が少なくなったとして燃料補給を促す形態を判定する。（ｂ）電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値以下で低下率がある一定値以上であることを検出すると（この場合、液面計２１と温度センサ２４の出力は適正値（検出された結果が、予め設定された上限値と下限値との間にあることを示す。）、温度センサ２２と圧力センサ２３の出力は任意）、反応に必要となる酸素の不足等が引き起こされうる閉塞環境等であると認識し、動作環境の改善を促し、もしくは一時的に発電を停止する等の必要性を促す形態を判定する。（ｃ）電池状態検出部１０１ａで、温度センサ２５の出力が予め設定された下限値以下になったことを検出すると（この場合、液面計２１の出力は適正値、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、ＤＭＦＣユニット７を、ある一定の状態に維持できなくなる予兆、或いは維持できなくなる状態にあるとして、燃料の供給や動作環境の移動等を促す形態を判定する。（ｄ）電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値を超え、温度センサ２２の出力が予め設定された上限値を超えるたことを検出すると（この場合、液面計２１と温度センサ２５の出力は適正値、圧力センサ２３の出力は任意）、電池内部が継続的に高温状態になるとして、一時的な電池使用の中断や、電池に対する負荷の軽減等の動作の改善を促す形態を判定する。（ｅ）電池状態検出部１０１ａで、温度センサ２５の出力が予め設定された上限値以上になったことを検出すると（この場合、液面計２１の出力は適正値、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、燃料電池システム６周囲の温度が電池動作環境として過度な高温下の状態にあるとして動作環境の改善を促す形態を判定する。（ｆ）電池状態検出部１０１ａで、液面計２１の出力が適正値だが過度に、ないし継続的に大きく振動することを検出すると（この場合、温度センサ、２５、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、通常の使用において一般的でない状態にあるとして、動作環境の変更を促す形態を判定する。つまり、例えば、携帯電話機全体を激しく揺らす等、発電及び発電システムの劣化を促すような動作環境におかれた際に、その動作等の停止を促す形態を判定する。（ｇ）電池状態検出部１０１ａで、液面計２１の出力が予め設定された上限値以上になったことを検出すると（この場合、温度センサ２５、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、過度な燃料の供給状態にあるとして、さらなる燃料供給を防ぐために、燃料の供給を防止する形態を判定する。（ｈ）電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値以下で低下率がある一定値未満になったことを検出すると（この場合、液面計２１と温度センサ２４の出力は適正値、温度センサ２２と圧力センサ２３の出力は任意）、ＤＭＦＣユニット７の出力低下が継続的で、この理由が燃料残量低下以外の理由によるものとして、使用の一時的停止を促すとともに、燃料室の水を減らすことを促す形態を判定する。つまり、液体燃料タンク１０内ないし電池内において、水の量が過度になり、機能を阻害する可能性が判断されると、使用の一時的停止を促し、乾燥を促す形態を判定する。（ｉ）電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値を超え、温度センサ２２の出力が予め設定された上限値以下、圧力センサ２３の出力が予め設定された上限値を超えたことを検出すると（この場合、液面計２１、温度センサ２５の出力は適正値）、電池内部において過度の圧力上昇が生じ、燃料気化層７１０に、ある一定以上の変形が生じたものとして利用者に動作状況の変更を促す形態を判定する。つまり、例えば、燃料の過供給や、動作環境の高温化により、電池内部の圧力が上昇し、燃料気化層７１０が膨らみすぎることを防止するために、利用者に使用状況の変更を促す形態を判定する。
【００３８】
また、表示制御部１０１ｃは、判定部１０１ｂで、それぞれ判定された形態の内容に基づいて記憶部５から、対応するキャラクター（又は仮想生命体）等の画像データ及び制御データを読み出し表示部４に表示させる。これらの具体的な表示例については、後述する。
【００３９】
次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。
【００４０】
いま、燃料電池システム６において、液体燃料タンク１０よりＤＭＦＣユニット７に燃料が供給されて発電状態にあると、ＤＭＦＣユニット７の出力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３により昇圧され、電話機本体１に電力が供給される。また、補助電源９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３の出力により充電される。これにより、電話機本体１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３から供給される電力を電源として通話やメールが使用可能な状態に設定される。
【００４１】
この状態で、燃料電池システム６の各所に配置された状態検出手段、つまり液面計２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５のそれぞれの出力が制御部１０１に送られ、電池の状態が常に監視される。
【００４２】
この場合、液面計２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５のそれぞれの出力が正常で、燃料電池システム６が適正環境にあると判定されると、例えば、図４（ａ）に示すように、動物を模擬した、ご機嫌な表情のキャラクターを表示部４に表示させる。また、植物を模擬した仮想生命体であれば、例えば図６（ａ）に示すように四つ葉のクローバの、はつらつした様子を表示部４に表示させる。
【００４３】
一方、電池状態検出部１０１ａで、液体燃料タンク１０の液体燃料の液面高さが予め設定された下限値以下になったことを検出すると（この場合、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５の各出力は任意）、判定部１０１ｂは、燃料残量が少なくなったとして燃料補給を促す形態を判定する（上述の判定（ａ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、判定部１０１ｂで判定された形態の内容に基づいて記憶部５からキャラクター（又は仮想生命体）等の画像データ及び制御データを読み出し表示部４に表示させる。例えば、図４（ｂ）に示すように、動物を模擬したキャラクターが空腹をうったえエサを求める画像を表示部４に表示させることにより燃料の供給を促したり、図５（ａ）に示すように動物を模擬したキャラクターが、食事の夢を見るなどの画像を表示部４に表示させて燃料の供給を促す。また、植物を模擬した仮想生命体であれば、例えば、図６（ｂ）に示すように三つ葉のクローバにより急を要しないが望ましくない状況を表示部４に表示させる。その他、植物を模擬した仮想生命体が萎れる・垂れる・枯れかける等して、水やりを促す形で燃料の供給を使用者に求める画像を表示部４に表示させるようにしてもよい。
【００４４】
また、電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値で低下率がある一定値以上であることを検出すると（この場合、液面計２１と温度センサ２４の出力は適正値、温度センサ２２と圧力センサ２３の出力は任意）、判定部１０１ｂは、反応に必要となる酸素の不足等が引き起こされうる閉塞環境等であると認識し、動作環境の改善を促し、もしくは一時的に発電を停止する等の必要性を促す形態を判定する（上述の判定（ｂ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、不適切な使用状況、一例として、酸素の供給が極度に妨げられる環境におかれたことに対し、酸素が十分な状況に取り出されるのを促す画像を表示部４に表示させる。より具体的な例としては、鞄などの奥底で、電池反応に必要な酸素濃度が十分に確保されない環境におかれたことにより、動物を模擬したキャラクターであれば、窒息気味な表現にして酸素を求めることにより、動作環境の改善を促す。また、植物を模擬した仮想生命体であれば、例えば、図６（ｃ）に示すように羽ばたいている二つ葉のクローバを警告内容とともに表示部４に表示させる。その他、植物を模擬した仮想生命体が干からびる・枯れかける等して、呼吸不足を訴え、ある程度の酸素濃度が確保される場所へと使用環境の移動を使用者に求める等の表示例が挙げられる。また、他の例として、二酸化炭素濃度が高い場所への移動や、空気の入れ替えの極端に少ない環境での使用下において、使用環境の改善を求めるような場合も、上述と同様の内容の画像を表示部４に表示させる。
【００４５】
また、電池状態検出部１０１ａで、温度センサ２５の出力が予め設定された下限値以下になったことを検出すると（この場合、液面計２１の出力は適正値、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、判定部１０１ｂは、燃料の供給や動作環境の移動等を促す形態を判定する（上述の判定（ｃ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、温度の低下が原因であるとして、例えば、図４（ｃ）に示すように、動物を模擬したキャラクターが寒がる・震えるなどの画像を表示部４に表示させたり、図５（ｂ）に示すように動物を模擬したキャラクターが寒い中、暖を取りたがる様子の画像を表示部４に表示させ、燃料の供給や動作環境のより高温下への移動を促す。また、植物を模擬した仮想生命体であれば、凍結等、使用環境の改善等を求める画像を表示部４に表示するようにしてもよい。
【００４６】
また、電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値を超え、温度センサ２２の出力が予め設定された上限値を超えるたことを検出すると（この場合、液面計２１と温度センサ２５の出力は適正値、圧力センサ２３の出力は任意）、電池内部が継続的に高温状態になるとして、判定部１０１ｂは、一時的な電池使用の中断や、電池に対する負荷の軽減等の動作の改善を促す形態を判定する（上述の判定（ｄ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、例えば、発電等により高温になりすぎるのが原因であるとして、動物を模擬したキャラクターが風邪を引く・熱を出す・アイスを欲しがる等の画像により、過度の動作の一時的停止等を促し、植物を模擬した仮想生命体であれば、焦げて色が変わる等、動作の一時的低減ないし停止を促す画像を表示部４に表示させる。
【００４７】
また、電池状態検出部１０１ａで、温度センサ２５の出力が予め設定された上限値以上になったことを検出すると（この場合、液面計２１の出力は適正値、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、判定部１０１ｂは、動作環境の改善を促す形態を判定する（上述の判定（ｅ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、動作環境が高温すぎることに原因があるとして、例えば、図４（ｄ）に示すように動物を模擬したキャラクターであれば、キャラクターが熱過ぎる湯に入って熱がっているなどの画像を表示させることにより動作状態の改善や中断を促す。勿論、動物を模擬したキャラクターが炎天下で暑がる・日焼けする・冷蔵庫に入りたがる等の画像であってもよく、また、植物を模擬した仮想生命体であれば、干からびて枯れる等により動作状態の変更・改善・中断等を促す画像を表示部４に表示させるようにしてもよい。
【００４８】
また、電池状態検出部１０１ａで、液面計２１の出力が適正値だが過度に、ないし継続的に大きく振動することを検出すると（この場合、温度センサ、２５、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、通常の使用において一般的でない状態にあるとして、判定部１０１ｂは、動作環境の変更を促したりする形態を判定する。つまり、携帯電話機全体を激しく揺らす等、発電及び発電システムの劣化を促すような動作環境におかれたとき等に、その動作等の停止を促す形態を判定する（上述の判定（ｆ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、激しい振動に対し、動物を模擬したキャラクターであれば、怖がる・怒る・悲鳴を上げる等の画像により、不適切な動作環境の停止を促す。また、植物を模擬した仮想生命体であれば、例えば、図６（ｄ）に示すように一つ葉のクローバが首を振るなどして使用動作の停止を求める画像を表示部４に表示させる。
【００４９】
また、電池状態検出部１０１ａで、液面計２１の出力が予め設定された上限値以上になったことを検出すると（この場合、温度センサ２５、出力計２４、温度センサ２２、圧力センサ２３の出力は任意）、過度な燃料の供給状態にあるとして、判定部１０１ｂは、過度な燃料の供給を防ぐために、燃料の供給を防止する形態を判定する（上述の判定（ｇ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、燃料が十分にある状態で、さらに使用者が燃料供給を行おうとするのに対し、動物を模擬したキャラクターであれば、満腹をうったえる・吐き出す等の画像により過度な燃料の供給の防止を促し、植物を模擬した仮想生命体であれば、水遣りに対して傘をさす等、燃料過供給の停止を求める画像を表示部４に表示させる。
【００５０】
また、電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値以下で低下率がある一定値未満になったことを検出すると（この場合、液面計２１と温度センサ２４の出力は適正値、温度センサ２２と圧力センサ２３の出力は任意）、ＤＭＦＣユニット７の出力低下が継続的で、この理由が燃料残量低下以外の理由によるものとして、判定部１０１ｂは、使用の一時的停止を促すとともに、燃料室の水を減らすことを促す形態を判定する。つまり、液体燃料タンク１０内ないし電池内において、水の量が過度になり、機能を阻害する可能性を有する状態に到達すると判断される状況が検出されるとき、その前に、使用の一時的停止を促し、乾燥を促す形態を判定する（上述の判定（ｈ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、還流水の戻りが著しくなったり、タンク内における水の濃度が高くなりすぎることに対し、動物を模擬したキャラクターであれば、溺れる・雨に打たれる等の画像を表示させたり、例えば、図５（ｃ）に示すように動物を模擬したキャラクターが水中で休みたがるなどの画像を表示部４に表示させ、使用の一時的停止や乾燥環境への使用場所移動を使用者に促す。また、植物を模擬した仮想生命体であれば、大雨による洪水に耐える等により、還流水の乾燥や、使用の停止による生成水の一時的発生停止を目的として、使用者に使用状況の一時的変更を促し乾燥を促進するような画像を表示部４に表示させる。
【００５１】
また、電池状態検出部１０１ａで、出力計２４の出力が予め設定された下限値を超え、温度センサ２２の出力が予め設定された上限値以下、圧力センサ２３の出力が予め設定された上限値を超えたことを検出すると（この場合、液面計２１、温度センサ２５の出力は適正値）、電池内部において過度の圧力上昇が生じ、燃料気化層７１０に、ある一定以上の変形が生じたものとして、判定部１０１ｂは、その変形度合いにより使用者に動作状況の変更を促す形態を判定する。つまり、例えば、燃料の過供給や、動作環境の高温化により、電池内部の圧力が上昇し、燃料気化層７１０が膨らみすぎることを防止するために、使用者に動作状況の変更を促す形態を判定する（上述の判定（ｉ））。これにより、表示制御部１０１ｃは、動物を模擬したキャラクターであれば、病気にかかっておたふく風邪になる等の画像、植物を模擬した仮想生命体であれば、温室の温度の上昇しすぎで温度調節を求める等、使用者に一時的な動作の停止や内部の低温化を促進する等の動作を促す画像を表示部４に表示させる。
【００５２】
なお、このような判定（ａ）〜（ｉ）に応じた表示部４の画像表示に対して何らの改善も見られない場合は、強制的に燃料電池の運転を終了するなどの次の動作を実行するようにしてもよい。
【００５３】
したがって、このようにすれば、電源として燃料電池が用いられる携帯電話機において、燃料電池システム６の各所に電池状態を検出するための各種の状態検出手段、実施の形態では、液体燃料タンク１０の液体燃料の液面高さを検出する液面計２１、電池内部の膜電極接合体７０１の温度を検出する温度センサ２２、電池内部の圧力上昇とともに変形する燃料気化層７１０の状態を検出する圧力センサ２３、ＤＭＦＣユニット７の出力として各発電セル７ａ，７ｂ，７ｃの出力電圧を検出する出力計２４及び燃料電池システム６周囲の温度を検出する温度センサ２５等が設けられ、これら状態検出手段の出力により燃料電池システム６の現在の動作状態を検出し、これら検出された動作状態に対して利用者が取るべき行動を促す形態を判定し、この判定の内容をキャラクター又は仮想生命体等の画像を用いて表示部４に表示させることで利用者に対して燃料電池の適切な使用状況を促すようにした。これにより、利用者は表示部４に表示されるキャラクター又は仮想生命体等の表示画面から電池状態を知り、このときの表示内容に従って電子機器の使い方を抑制することにより、仮に燃料電池システム６にとって過酷な状況での使用や、トラブルを招くような使い方をされることがあっても、この状態を速やかに解消することができ、燃料電池システム６を長期間安定して使用することが可能で、電池の長寿命化を実現できる。
【００５４】
また、電池状態に対して利用者が取るべき行動を促す内容をキャラクター又は仮想生命体等の画像を用いて表示することで、利用者を表示内容に対して興味を持って注目させることができるので、利用者の速やかな行動を期待することができる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、燃料電池の各所に配置された各種の状態検出手段より検出された燃料電池システム６の状態に基づいて利用者が取るべき行動を促す形態の内容をキャラクターや仮想生命体等の画像を用いて表示させるようにしたが、この第２の実施の形態では、各種の状態検出手段より検出された出力を記憶し、記憶内容に基づいて電池状態の現状をキャラクターや仮想生命体等の画像を用いて表示させるようにしている。
【００５６】
この場合、図１に示す記憶部５は、さらに燃料電池システム６の各所に配置された状態検出手段である液面計２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５のそれぞれの検出情報を記憶する機能を有している。また、制御部１０１は、判定部１０１ｂにより記憶部５に記憶された各検出情報をパラメータとして、これらパラメータの推移から電池状態の現状、例えば電池の経年変化や寿命を判定し、この判定内容に基づいて記憶部５からキャラクターデータ及び制御データを読み出しキャラクターや仮想生命体等の画像を表示部４に表示させる。
【００５７】
その他は、第１の実施の形態と同様である。
【００５８】
このようにすれば、燃料電池システム６の各所に配置された各種の状態検出手段、つまり液面計２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５のそれぞれの検出情報は、順次記憶部５に記憶される。この記憶部５の記憶内容は、例えば、一定期間ごとに読み出され、制御部１０１に送られる。制御部１０１は、判定部１０１ｂにより記憶部５に記憶された各検出情報をパラメータとして、これらパラメータの推移から電池状態の現状、例えば電池の経年変化や寿命を報知する形態を判定する。これにより、表示制御部１０１ｃは、判定部１０１ｂで判定された形態の内容に基づいて記憶部５からキャラクターや仮想生命体等の画像データ及び制御データなどを読み出し表示部４に表示させる。この場合、具体例として、動物を模擬したキャラクターであれば、年をとる等の画像により、電池の経年変化、寿命等の目安を使用者に知らせ、植物を模擬した仮想生命体であれば、花を咲かせる・種を結ぶ等して、使用者に電池累積時間による経時変化を知らせるなどの表示が挙げられる。
【００５９】
したがって、このようにすれば、利用者は、表示部４に表示されるキャラクターや仮想生命体等の画面から電池の経年変化や寿命等を目安として知ることができるので、このときの表示に応じて燃料電池システム６にとって過酷な状況での使用や、トラブルを招くような使い方を積極的に避けることにより、燃料電池システム６をさらに長期間安定して使用することが可能で、電池のさらなる長寿命化を実現できる。
【００６０】
また、このときの表示内容に従って電池全体の交換などを行うことにより、燃料電池システム６を常に安定した状態で使用することができるので、電池トラブルによる機器が使用不能になるなどの事態を未然に回避することができる。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した各実施の形態では、報知手段として表示部４においてキャラクターや仮想生命体の画像を表示するようにしたが、これら画像の表示とともに、例えば音声、擬音及び光などを併用するようにしてもよい。この場合、音声や擬音として、異なる音を判定部１０１ｂでの判定内容に対応させて複数種類用意すれば、電池状態の詳細を音のみで伝えることができる。また、バイブレータ等の振動を併用してもよい。このような振動を用いれば、機器が鞄やポケットなどの中に入っている場合にも使用者に確実に電池の状態を伝えることができる。勿論、これら音声、擬音、振動及び光は、単独で用いることもできる。さらに判定部１０１ｂの判定内容をキャラクターや仮想生命体の画像と一緒に文字や記号を用いて表示部４に表示するようにしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、燃料電池システム６の各所に配置された状態検出手段として液面計２１、温度センサ２２、圧力センサ２３、出力計２４及び温度センサ２５を述べたが、これらは一例であって、これら以外の状態検出手段を燃料電池システム６の各所に配置するようにもできる。要は、燃料電池システム６の各所に配置された状態検出手段の出力に基づいて燃料電池の現在の状態を検出し、これら検出された電池状態に対して利用者が取るべき形態を判定し、この判定の内容をキャラクターや仮想生命体等の画像、音声、振動、光などを用いて報知できるものであれば良い。
【００６３】
また、上述した実施の形態では、個々の状態検出手段の出力により燃料電池システム６の動作状態を検出したが、複数の状態検出手段の出力の組合せにより燃料電池システム６の現在の状態を判定し、キャラクター又は仮想生命体等の画像や音声、振動、光を用いて報知するようにしてもよい。
【００６４】
さらに、上述した各実施の形態では、電子機器として携帯電話機の場合について述べたが、携帯用オーディオ機器などの他の小型電子機器への適用も可能である。この場合、上述した実施の形態では、表示部を有する電子機器（携帯電話機）に燃料電池システムが組み込まれるものを述べているが、表示部が電子機器と独立して設けられるようなものや、電子機器と独立して燃料電池システムが設けられるものについても上述の本発明を適用することが可能である。
【００６５】
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。また、例えば、上記した説明では、主にＤＭＦＣユニット７の構成としてパッシブ型の燃料電池を例に挙げて説明したが、アクティブ型の燃料電池、などさらには燃料供給など一部にポンプ等を用いたセミパッシブ型の燃料電池に対しても本発明を適用することができ、パッシブ型の燃料電池を用いた場合と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる電子機器の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられる燃料電池システムの概略構成を示す図。
【図３】第１の実施の形態に用いられる燃料電池の概略構成を示す図。
【図４】第１の実施の形態の表示部での表示例を示す図。
【図５】第１の実施の形態の表示部での他の表示例を示す図。
【図６】第１の実施の形態の表示部での他の表示例を示す図。
【符号の説明】
【００６７】
１…電話機本体、１０１…制御部
１０１ａ…電池状態検出部
１０１ｂ…判定部
２…アンテナ、３…入力部、４…表示部
５…記憶部、６…燃料電池システム、
７…ＤＭＦＣユニット７ａ、７ｂ、７ｃ…発電セル
８…制御ユニット、９…補助電源
１０…液体燃料タンク、１０ａ…注入口
１１…出力端子、１２…燃料カートリッジ、
１３…ＤＣ／ＤＣコンバータ、２１…液面計
２２…温度センサ、２３…圧力センサ
２４…出力計、２５…温度センサ
【図１】
2009016270.tif 000003
【図２】
2009016270.tif 000004
【図３】
2009016270.tif 000005
【図４】
2009016270.tif 000006
【図５】
2009016270.tif 000007
【図６】
2009016270.tif 000008