JPH0865915A

JPH0865915A - 充電システム

Info

Publication number: JPH0865915A
Application number: JP7163031A
Authority: JP
Inventors: Minoru Suzuki; 実鈴木; Kiyoshi Negishi; 清根岸; Katsumi Kawamura; 克己河村; Mikio Horie; 幹生堀江; Hiroshi Oda; 洋織田; Katsuyoshi Suzuki; 克佳鈴木
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1994-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】二次電池を内蔵するプリンタなどの機器におい
て、機器自体に二次電池のリフレッシュ・充電を制御す
る機能を持たせつつ、機器の小形化が可能な充電制御装
置および充電システムの提供を目的としている。【構成】内蔵二次電池および外部電源装置のいずれでも
動作可能な機器に内蔵された二次電池を着脱可能な外部
電源装置を用いて充電するものであって、前記外部電源
装置は、定電圧源および定電流源を備え、前記外部電源
装置の前記定電流源の出力電流を用いて前記二次電池の
充電を行なう充電制御回路を備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、二次電池を内蔵した
機器において、二次電池を充電するための充電システム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、二次電池を内蔵していて、一
般の商用電源を使用する場合にはアダプタを用い、商用
電源を使用しない場合には、内蔵の二次電池を用いて動
作する機器がある。例えば、近年のパーソナルコンピュ
ータの小形化・携帯化に伴い、上記のように二次電池を
内蔵したプリンタが種々提案されている。このようなプ
リンタにおいては、内蔵電池の充電をプリンタ本体で行
なうよう構成されているものが多い。内蔵二次電池の充
電を行なう際には、商用電源を電源として、プリンタ内
部に設けられた定電流出力回路を制御して充電を行な
う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、二次電
池の充電を行なうためには定電流出力回路を備える必要
があるため、二次電池を内蔵する上述のようなプリンタ
においては、軽量・小形化の大きな障害となっていた。

【発明の目的】上記の事情に鑑み、本発明は、二次電池
を内蔵するプリンタなどの機器において、機器自体に二
次電池の充電を制御する機能を持たせつつ、機器の小形
化が可能な充電制御装置および充電システムの提供を目
的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の充電システムは、内蔵二次電池および外部
電源装置のいずれでも動作可能な機器に内蔵された二次
電池を着脱可能な外部電源装置を用いて充電するもので
あって、前記外部電源装置は、定電圧源および定電流源
を備え、前記外部電源装置の前記定電流源の出力電流を
用いて前記二次電池の充電を行なう充電制御回路を備え
る構成とした。

【０００５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【０００６】図１は本発明の実施例としての、サーマル
ラインプリンタ１の外観を示す斜視図である。本実施例
のプリンタ１は、Ａ４サイズの幅の感熱紙を記録紙とし
て用いるもので、ほぼ直方体の形状のハウジング３を有
している。ハウジング３には、制御回路・駆動回路・駆
動モータ・サーマルラインヘッド・プラテンなどが収納
されている。

【０００７】ハウジング３には、カバー２が設けられて
いる。カバー２は、ハウジング３の上面の２箇所２Ｘ、
２Ｘで回動可能に支持されている。図１中実線でカバー
２を閉じた状態を、２点鎖線でカバー２を開いた状態を
示す。記録紙Ｐは、カバー２の支持部２Ｘ、２Ｘ間でカ
バー２とハウジング上面との間に形成された、記録紙挿
入口４からプリンタ１内部へ導入され、画像形成が行な
われる。プリンタ１の内部に導入された記録紙Ｐは、そ
の紙面に画像が形成され、カバー２と、ハウジング前面
との間に形成された記録紙排出口５から排紙される。

【０００８】カバー２には、プリンタ１の動作状態を示
す表示器（ＬＥＤ）７、８、９が設けられている。表示
器７は、電源のオン・オフ及びエラーが発生しているか
どうかを示す。表示器８は、データが受信可能であるか
どうかを示す。表示器９は、内蔵二次電池に関する情報
を表示する。

【０００９】また、ハウジング３の上面には、パワース
イッチ６が設けられている。パワースイッチ６はプッシ
ュスイッチで、押されている間だけスイッチが閉じ、通
常はスイッチは開放状態となっている。本実施例のプリ
ンタ１においては、パワースイッチ６の操作方法（操作
時間・回数）に応じて、プリンタ１の電源のオン・オ
フ、内蔵二次電池のリフレッシュ放電・充電といった動
作モードの切換が行なわれるようになっている。ＣＰＵ
１０は、ポートPort８に入力される信号ＳＷにより、パ
ワースイッチ６の操作状態を検知する。すなわち、スイ
ッチ６が閉じられている間は、ポートPort８の電位が下
がることから、パワースイッチ６が押されている時間、
ダブルクリックか否かの判定が行なわれる。

【００１０】図２は、本実施例のプリンタ１の制御を説
明するブロック図である。プリンタ１の駆動を制御する
ＣＰＵ（中央処理装置）として、１６メガバイトのアド
レス空間を有する１チップＣＰＵ１０が用いられてい
る。ＣＰＵ１０は、アドレスポート AB0〜AB23 および
データポート DB0〜DB15を介して、ＥＰＲＯＭ２１、Ｄ
ＲＡＭ２２、フォントＲＯＭ２３、Ｇ／Ａ（ゲートアレ
イ）２６と接続されている。ＣＰＵ１０はアドレスポー
ト AB0〜AB23 を介してアドレスバスＡＢへアドレスを
指定するアドレスデータを送出し、また、データポート
DB0〜DB15 を介してデータをデータバスＤＢより送受
信する。

【００１１】ＥＰＲＯＭ２１にはプリンタ１の駆動を制
御するプログラムや各種初期データが書き込まれてい
る。ＤＲＡＭ２２は、ホストコンピュータ等からプリン
タ１に転送された印字データに基づいて画像出力のため
のビットマップを展開する領域、インターフェースから
のデータを蓄える領域、その他各種処理の作業領域とし
て使用されるダイナミックラムである。フォントＲＯＭ
７６には、印字データをＤＲＡＭ７４上にビットマップ
展開する際に使用する文字フォントデータが格納されて
いる。

【００１２】また、ＣＰＵ１０は、ゲートアレイ（Ｇ／
Ａ）２６を介して、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２７と
のデータのやりとりや、ＬＥＤ７、８、９の駆動などの
処理を行う。インターフェース（Ｉ／Ｆ）２７は、ホス
トコンピュータなどから転送されてくる印字データを受
信するためのプリンタインターフェース（セントロニク
ス社仕様準拠）で、８本のデータ線と３本の制御線を有
している。８本のデータ線ＰＤＡＴＡ１〜８は、ホスト
コンピュータからの印字データの転送に用いられ、３本
の制御線は、印字データをプリンタに読み込ませる信号
(/DATASTB)、プリンタがデータを受け取れないことを示
す信号(BUSY)、プリンタがデータを読みとったことを示
す信号(ACK)、の信号の転送にそれぞれ用いられる。な
お、本明細書においては、ロー・アクティブの信号およ
びロー・アクティブの信号を受けるポートは、その信号
あるいはポートを表す文字列の前に「/」を付して示す
ものとする。

【００１３】ＣＰＵ１０のアナログポート AN2 には、
二次電池電圧（または外部電源電圧）の分圧 V_Batt が
印加される。ＣＰＵ１０はポート AN2 に印加された電
圧値のＡ／Ｄ変換値に基づき二次電池電圧（外部電源電
圧）を検知している。この電圧値は、後述する充電完了
の検知の際にも参照されるが、二次電池１００と電圧検
知手段としてのＣＰＵ１０とは比較的近接した位置にあ
るため、電圧検出の際に外乱の影響を受ける可能性が低
く、正確な電圧値の検出が可能となっている。

【００１４】リセットＩＣ２４は、検知された電源電圧
がある値以下になると、リセット信号（/RESET）をＣＰ
Ｕ１０のポート/RESETに出力する。ＣＰＵ１０は、リセ
ット信号を受けると、動作を停止する。従って、電源電
圧が所定の電圧値以下になると、印字動作は停止するこ
とになる。

【００１５】カバー２には用紙センサ２５が設けられて
おり、用紙センサの出力信号が、ＣＰＵ１０のポートPT
OPに入力される。用紙センサ２５は、カバー２を閉じた
状態で用紙搬送路に臨むように配置されており、用紙搬
送路の記録紙の有無を検知する。カバー２を開いた状態
では、用紙センサ２５は常に用紙を検出しないようにな
っている。従って、このセンサ２５の出力信号をモニタ
することにより、記録紙がセットされてプリント動作が
可能な状態かどうかを知ることができる。

【００１６】Ｘｔａｌ１５は、基準クロックの発生回路
である。Ｘｔａｌ１５が発生した基準クロックに基づい
て、ＥＥＰＲＯＭ２１からプログラムが読み出され、そ
のプログラムおよび受信データに基づいて、ＤＲＡＭ２
２に印字データがビット展開される。ＤＲＡＭ２２上の
データはゲートアレイ２６に転送され、さらに転送クロ
ックＣＬＫに同期して、２分割された印字データＤＡＴ
Ａ１およびＤＡＴＡ２としてサーマルヘッド４０に転送
される。

【００１７】なお、サーマルヘッド４０の発熱抵抗体
（図示せず）の発熱エネルギーは、ＣＰＵ１０の Port1
〜Port4 から送出されるストローブ信号（詳しくは後
述）により制御される。言い換えれば、印字データＤＡ
ＴＡ１およびＤＡＴＡ２により駆動されるべき発熱抵抗
体が特定され、印字データ転送後に印加されるストロー
ブ信号によって当該発熱抵抗体が画像形成に必要なエネ
ルギーを発生するよう駆動される。

【００１８】サーマルヘッド４０の温度検出のためにサ
ーミスタ４１が設けられている。サーミスタ４１の出力
電圧はＣＰＵ１０のアナログ入力ポート AN1 に印加さ
れる。ＣＰＵ１０は、印加された値（アナログ値）のＡ
／Ｄ変換値に基づいて、サーマルヘッド４０の温度を検
知している。

【００１９】また、ＣＰＵ１０はポート A・/A・B・/B
からモータ駆動回路４３０へ、モータ１３４の駆動を制
御するための駆動制御信号を送出している。モータ駆動
については後に詳述する。

【００２０】ポート PON1 は、スイッチ素子としてのＦ
ＥＴ５１をオン・オフするための信号を送出する。ポー
ト PON2 は、スイッチ素子としてのＦＥＴ５２をオン・
オフするための信号を送出する。なお、外部電源（ＡＣ
アダプタ）が接続されている時にはスイッチ素子として
のトランジスタ５３がオンとなり、ポートPort７に入力
される信号/ADPT.INが”Ｌ”となる。ＣＰＵ１０は、/A
DPT.INのレベルに基づいて、外部電源が接続されている
時にはＦＥＴ５２をオフする。ただし、後述するよう
に、外部電源が接続されていても、リフレッシュが行わ
れる場合には、ＦＥＴ５１がオフ、ＦＥＴ５２がオンと
なる。パワースイッチ６がオンされ、ＦＥＴ５１または
ＦＥＴ５２がオンされて、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０に
外部電源または二次電池から電圧が供給される。ＤＣ−
ＤＣコンバータ５０は、ＣＰＵ１０、ＥＰＲＯＭ２１、
ＤＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３等の駆動電源Ｖｃｃ（５ボル
ト）を出力する。なお、前述のように、パワースイッチ
６は、プッシュスイッチで、通常状態ではスイッチは開
放状態であり、押されている間だけオンになる構成とな
っている。

【００２１】なお、一旦信号 PON1 および PON2 によっ
てＦＥＴ５１・ＦＥＴ５２が共にオフされると、ＤＣ−
ＤＣコンバータ５０に電源が供給されなくなり、ＣＰＵ
１０に駆動電圧Ｖｃｃが供給されなくなる。従って、Ｆ
ＥＴ５１・５２がオフされた場合には、パワースイッチ
６を再度操作して、再起動することになる。

【００２２】本プリンタ１は駆動電源として、ニッケル
−カドミウム電池１００を内蔵しており、これから約 1
4.4 ボルトの電圧を得ている。また、本実施例のプリン
タ１には電源コネクタ７０が設けられており、ＡＣアダ
プタ８０が接続可能となっている。ＡＣアダプタ８０
は、プリンタ１の駆動電圧を供給するための定電圧回路
８２に加えて、定電流回路８１を有している。定電圧回
路８２は、コネクタ７０、ＦＥＴ５１を介して、ＤＣ−
ＤＣコンバータに接続される。定電流回路８１は、コネ
クタ７０を介して、充電制御回路６０に接続される。

【００２３】本実施例のプリンタ１は、プリンタ１側の
制御によって、ＡＣアダプタ８０内部の定電流回路８１
により出力される電流を用いて内蔵二次電池の充電を行
なっている。充電時にのみ必要となる定電流回路８１を
プリンタ１本体ではなく、ＡＣアダプタ８０側に設けた
ことにより、プリンタ１の軽量化・コンパクト化に寄与
している。

【００２４】本実施例のプリンタ１は、内蔵二次電池
（ニッケル−カドミウム電池）１００のリフレッシュ・
充電機能を有する。内蔵二次電池１００のリフレッシュ
・充電制御は、充電制御回路６０により行なわれる。Ｃ
ＰＵ１０のPort5より/CHARGE信号が充電制御回路６０に
出力されると、充電制御回路６０は、定電流回路８１か
らの電流により、二次電池１００の充電を開始する。ニ
ッケル−カドミウム電池は、充電進行中は充電に伴って
電池電圧が上昇し、充電の末期で若干電池電圧が低下し
た後に平行電圧に達するという特性がある。この充電末
期の電圧の低下を検出することにより、充電の完了を知
ることができる。

【００２５】リフレッシュが行なわれる場合には、ＣＰ
Ｕ１０のPort6から/REFRESH信号が出力されて定電流回
路８１からの電流は二次電池１００には印加されなくな
る。さらに、ＡＣアダプタ８０が接続されているにもか
かわらず、ＦＥＴ５１がオフＦＥＴ５２がオン状態とさ
れ、充電制御回路６０による二次電池１００のリフレッ
シュが開始される。

【００２６】本実施例のプリンタのサーマルヘッド４０
は２５６０ドット（２５６０個）の発熱抵抗体が横一列
に並んだラインサーマルヘッドである。１番目から１２
８０番目のドットのデータ（オン・オフを示すデータ）
はＤＡＴＡ１として、１２８１番目から２５６０番目の
ドットデータはＤＡＴＡ２として、ＣＰＵ７０からサー
マルヘッド４０へと送られる。なお、前述のように、サ
ーマルヘッド４０に送られるドットデータはシリアルデ
ータとして、転送クロックＣＬＫに同期して送られる。

【００２７】感熱紙への印字は、２５６０個の発熱抵抗
体を４ブロックに分割し、２ブロックずつタイミングを
ずらして駆動している（２分割駆動）。発熱抵抗体の４
つのブロックは、ストローブ信号/STB1〜/STB4を"Ｌ"に
することにより、印字データ（ドットデータ）に従って
通電され発熱する。なお、このブロック化は一時に大量
の電流が流れて二次電池を消耗させることを防ぐために
行われるものである。したがって、二次電池が十分に充
電されている時、あるいは、外部電源が接続されている
場合など電源の消耗が問題にならない場合には、４つの
ブロック全てを同時に駆動することも可能である。

【００２８】本実施例のプリンタ１は、印刷モードに加
えて、内蔵二次電池リフレッシュモード、内蔵二次電池
充電モードの３つのモードで動作可能となっている。そ
して、これら３つのモードの切り換えと電源のオン・オ
フを、パワースイッチ６の操作方法の違いによって行な
うよう制御されている。

【００２９】図３は、パワースイッチ６の操作による動
作モードの移行を説明する遷移図である。停止状態を基
準にモード遷移について説明する。なお、以下の説明に
おいて、停止状態をモード０（Ｍ０と略す）、印字モー
ドをＭ１、リフレッシュモードをＭ２、充電モードをＭ
３とする。また、パワースイッチ６が押したままになっ
ている時間が５００ms（ミリ秒）以下の場合をクリッ
ク、１sec （秒）以上押したままになっている場合を長
押しとする。パワースイッチ６の操作状態（時間・回
数）は、前述のように、ＣＰＵ１０のポートPort８に入
力される信号ＳＷによって検知される。

【００３０】停止状態（Ｍ０）において、パワースイッ
チ６が１回クリックされると、電源がオンされ、印刷モ
ード（Ｍ１）に移行する。印刷モード（Ｍ１）におい
て、ホストコンピュータなどからの印字データの受信が
無い状態が所定時間以上続くと、自動的に停止状態（Ｍ
０）に戻り電源がオフされる。また、印刷モード（Ｍ
１）において、パワースイッチ６が２回連続でクリック
（ダブルクリック）された場合にも、停止状態（Ｍ０）
に移行する。停止状態（Ｍ０）において、パワースイッ
チ６が長押しされると、内蔵二次電池のリフレッシュモ
ード（Ｍ２）に移行する。このまま、操作が行なわれな
ければ、リフレッシュ完了後自動的に充電モード（Ｍ
３）へ移行し、充電が完了すると、自動的に停止状態
（Ｍ０）に戻る。リフレッシュモードをスキップする場
合には、リフレッシュモード（Ｍ２）においてさらにパ
ワースイッチ６を長押しして充電モード（Ｍ３）へ移行
することができる。

【００３１】なお、モードが印刷モード（Ｍ１）・リフ
レッシュモード（Ｍ２）・充電モード（Ｍ３）のいずれ
のモードであっても、パワースイッチ６をダブルクリッ
クすることにより、停止状態（Ｍ０）に戻ることができ
る。

【００３２】図４は、本実施例の充電システムの主要部
である、ＡＣアダプタ８０と充電制御回路６０およびＣ
ＰＵ１０との接続を説明する概略回路図である。なお、
図４では、ＦＥＴ５１、５２を模式的にスイッチ５１
Ｓ、５２Ｓとして表示している。

【００３３】充電制御回路６０はスイッチ素子６０Ｓと
そのオン・オフを制御するマイクロプロセッサμＰを有
している。マイクロプロセッサμＰは、ＣＰＵ１０から
の /CHARGE信号・/REFRESH信号に基づいてスイッチ素子
６０Ｓの切換を行なう。

【００３４】充電が行なわれる時には、スイッチ５１Ｓ
はオンとなっており、ＡＣアダプタ８０の定電圧回路８
２から供給される電圧値が、ＣＰＵ１０にてモニタされ
ると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０に印加される（図
２参照）。また、スイッチ５２Ｓはオフされ、二次電池
１００とプリンタ本体の各回路との接続も遮断される。
この時、スイッチ６０Ｓはオンされて、ＡＣアダプタ８
０の定電流回路８１と二次電池１００とが接続される。
従って、充電中は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０から各回
路に供給される駆動電圧ＶｃｃはＡＣアダプタ８０から
供給される電圧により生成されると共に、ＡＣアダプタ
８０から供給される定電流により充電が行われる。

【００３５】リフレッシュが行なわれる時には、スイッ
チ５１Ｓがオフ、スイッチ５２Ｓがオンされて、二次電
池１００のみが電源として使用されるようにする。この
時、マイクロプロセッサμＰは、スイッチ６０Ｓをオフ
として、二次電池１００と定電流源８１の接続を遮断す
る。なお、リフレッシュが完了すると、充電モードに移
行し、上述のようにスイッチ５１Ｓがオン、５２Ｓはオ
フされ、さらにスイッチ６０Ｓがオンされて、充電が開
始される。

【００３６】図５は、ＣＰＵ１０側の充電制御処理を示
すフローチャートである。スイッチ６の操作により、充
電モードが選択されると（Ｙ：Ｓ１）、ＣＰＵ１０は、
カバー２に設けられたＬＥＤ９を点灯して充電モードで
あることを表示し、同時に充電制御回路６０へ充電開始
を意味する/CHARGE 信号を送る（Ｓ３）。充電が終了す
ると（Ｙ：Ｓ５）、電源をオフして、処理を終了する。
充電に関するモードでないモードが選択されている場合
には、選択されたモードに応じた制御が行われる（Ｓ
７）。図６は、充電制御回路６０側の処理を示すフロー
チャートである。充電開始の信号を受け取ると（Ｙ：Ｓ
１１）、定電流回路８１と二次電池１００とを接続し
（Ｓ１３）、同時に電圧検出オフタイマおよび充電タイ
ムアウトタイマをスタートする。

【００３７】電圧検出オフタイマは、充電開始直後は二
次電池電圧をモニタする必要が無いことから、検出動作
を充電開始初期においてスキップするため（Ｓ１５）に
用いられている。一方充電タイムアウトタイマは、所定
時間充電動作を行なっても充電の終了が検知できなかっ
た場合に充電動作を終了するために用いられる（Ｓ１
９）。充電の終了は、前述のように、二次電池の電圧が
充電末期に一旦低下することを利用して充電の終了を検
出するものである（Ｓ１７）。充電処理中の電圧低下に
より充電の終了が検出されると（Ｙ：Ｓ１７）、あるい
は、充電タイムアウトタイマがタイムアップすると
（Ｙ：Ｓ１９）、充電処理は終了する。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の充電システムに
よれば、内蔵二次電池及び、ＡＣアダプタを介した交流
電源を電源として用いることのできる機器を充電する
際、機器本体側の制御に基づいて、ＡＣアダプタに内蔵
されている定電流回路を用いて充電を行なう構成となっ
ているため、機器本体を小形・軽量化することが可能と
なった。また、充電制御が本体のスイッチによって行な
えるため、操作性がよい。更に、充電制御部と電池が近
い位置にあるため、電圧検出に外乱が入らず、確実に充
電完了が検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるサーマルラインヘッドプ
リンタの外観を示す斜視図である。

【図２】サーマルラインヘッドプリンタの制御を説明す
るためのブロック図である。

【図３】パワースイッチの操作とモードの移行を示す遷
移図である。

【図４】本発明の実施例の充電システムの概略回路図で
ある。

【図５】本発明の実施例の充電システムを説明するフロ
ーチャートである。

【図６】本発明の実施例の充電システムを説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１プリンタ２カバー３ハウジング１０ＣＰＵ２６ゲートアレイ４０サーマルヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堀江幹生東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者織田洋東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内 (72)発明者鈴木克佳東京都板橋区前野町２丁目36番９号旭光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内蔵二次電池および外部電源装置のいずれ
でも動作可能な機器に内蔵された二次電池を着脱可能な
外部電源装置を用いて充電するものであって、前記外部電源装置は、定電圧源および定電流源を備え、前記外部電源装置の前記定電流源の出力電流を用いて前
記二次電池の充電を行なう充電制御回路を備えた事を特
徴とする、充電システム。
【請求項２】前記充電制御回路が前記機器に設けられて
いることを特徴とする、請求項１の充電制御回路。
【請求項３】前記定電圧源は、所定の交流電源を前記機
器の駆動に必要な所定の直流電圧に変換して出力するこ
とを特徴とする、請求項１または２の充電システム。
【請求項４】前記充電制御回路は充電の終了を検知する
検知手段を有することを特徴とする、請求項１から３の
いずれかに記載の、充電システム。