特許 7155951 充電制御装置、画像形成装置および充電制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-11

(45)【発行日】2022-10-19

(54)【発明の名称】充電制御装置、画像形成装置および充電制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/10 20060101AFI20221012BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20221012BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20221012BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20221012BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20221012BHJP

【ＦＩ】

H02J7/10 H

H01M10/44 Q

H01M10/48 P

H02J7/00 M

H02J7/34 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018222970

(22)【出願日】2018-11-29

(65)【公開番号】P2020089150

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(72)【発明者】

【氏名】山下 友主

(72)【発明者】

【氏名】岡田 憲和

(72)【発明者】

【氏名】細谷 隼平

(72)【発明者】

【氏名】平澤 孝明

(72)【発明者】

【氏名】山堀 俊太

【審査官】下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３２３１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０１１５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９８６９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２ － １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源からの出力電流を、直流負荷に対する負荷電流と、二次電池に対する充電電流として出力する充電制御装置であって、
前記充電電流を検出する充電電流検出部と、
前記直流電源の出力電流を検出する出力電流検出部と、
前記充電電流が変化する可変充電と前記充電電流が一定である定電流充電とを切り替える充電切替部とを有し、
前記充電切替部は、前記可変充電の実行時に前記充電電流検出部によって検出された前記充電電流が所定値以上の場合は前記定電流充電に切り替え、
前記出力電流は、前記負荷電流と前記充電電流とが合計された電流値であって、
前記可変充電は、前記負荷電流が大きく変化する場合は小さく、小さく変化する場合は大きく変化する充電制御装置。

【請求項2】

前記可変充電は、検出される前記出力電流が前記直流電源の最大供給可能電流を基準として略一定となるように、前記充電電流が変化する請求項１の充電制御装置。

【請求項3】

直流電源からの出力電流を、直流負荷に対する負荷電流と、二次電池に対する充電電流として出力する充電制御装置であって、
前記充電電流を検出する充電電流検出部と、
前記充電電流が変化する可変充電と前記充電電流が一定である定電流充電とを切り替える充電切替部とを有し、
前記充電切替部は、
前記可変充電の実行時に前記充電電流検出部によって検出された前記充電電流が所定値以上の場合は前記定電流充電に切り替え、
前記定電流充電に切り替えた後、所定時間経過時に前記二次電池が満充電となっていない場合は、前記可変充電に切り替える充電制御装置。

【請求項4】

直流電源からの出力電流を、直流負荷に対する負荷電流と、二次電池に対する充電電流として出力する充電制御装置であって、
前記充電電流を検出する充電電流検出部と、
前記充電電流が変化する可変充電と前記充電電流が一定である定電流充電とを切り替える充電切替部とを有し、
前記充電切替部は、
前記可変充電の実行時に前記充電電流検出部によって検出された前記充電電流が所定値以上の場合は前記定電流充電に切り替え、
前記二次電池が所定の充電残量に達したときに、前記可変充電から前記定電流充電へ切り替え、
前記所定の充電残量は、前記定電流充電における前記充電電流の値において満充電検出に必要な時間に基づき決定される充電制御装置。

【請求項5】

直流電源からの出力電流を、直流負荷に対する負荷電流と、二次電池に対する充電電流として出力する充電制御装置であって、
前記充電電流を検出する充電電流検出部と、
前記充電電流が変化する可変充電と前記充電電流が一定である定電流充電とを切り替える充電切替部と、
前記充電電流検出部により検出された前記充電電流を積算して前記二次電池の残量を算出する残量算出部とを有し、
前記充電切替部は、
前記可変充電の実行時に前記充電電流検出部によって検出された前記充電電流が所定値以上の場合は前記定電流充電に切り替え、
前記残量算出部の算出した前記残量が所定値以下の場合には、前記定電流充電に切り替えない充電制御装置。

【請求項6】

直流電源からの出力電流を、直流負荷に対する負荷電流と、二次電池に対する充電電流として出力する充電制御装置であって、
前記充電電流を検出する充電電流検出部と、
前記充電電流が変化する可変充電と前記充電電流が一定である定電流充電とを切り替える充電切替部と、
前記二次電池の出力電圧を検出する出力電圧検出部とを有し、
前記充電切替部は、
前記可変充電の実行時に前記充電電流検出部によって検出された前記充電電流が所定値以上の場合は前記定電流充電に切り替え、
前記二次電池の出力電圧が所定値以下の場合には前記定電流充電に切り替えない充電制御装置。

【請求項7】

前記充電制御装置は、前記直流電源の出力電流を検出する出力電流検出部を有し、
前記出力電流は、前記負荷電流と前記充電電流とが合計された電流値であって、
前記可変充電は、検出される前記出力電流が前記直流電源の最大供給可能電流を基準として略一定となるように、前記充電電流が変化する請求項３ないし６のいずれか一項の充電制御装置。

【請求項8】

請求項１ないし７いずれか一項の充電制御装置と、前記直流電源と、前記直流負荷を有する画像形成装置。

【請求項9】

直流電源からの出力電流を、直流負荷へに対する負荷電流と、二次電池に対する充電電流として出力する充電制御装置による充電制御方法であって、
前記充電電流が変化する可変充電制御時に、前記充電電流を検出する充電電流検出ステップと、
前記直流電源の出力電流を検出する出力電流検出ステップと、
前記充電電流検出ステップによって検出された前記充電電流が所定値以上の場合は前記充電電流が一定である定電流充電に切り替える充電切替ステップを含み、
前記出力電流は、前記負荷電流と前記充電電流とが合計された電流値であって、
前記可変充電制御時に変化する前記充電電流は、前記負荷電流が大きく変化する場合は小さく、小さく変化する場合は大きく変化するものである充電制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充電制御装置、画像形成装置および充電制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、二次電池が内蔵された装置において、装置の駆動と二次電池の充電を同時に行なうための充電制御技術が知られている。

【0003】

特許文献１には、負荷に流れる消費電流を検出する消費電流検出手段と、二次電池への充電を制御する充電制御手段と、充電制御手段に入力される電流を検出する充電回路入力電流検出手段と、消費電流検出手段と充電回路入力電流検出手段の各検出出力が与えられる演算手段とを備え、充電制御手段は演算手段の演算結果に基づいて二次電池への充電出力を制御し、直流電源の定格内で負荷の駆動と充電を同時に行なうようにした充電制御器が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、精度良く満充電が行える充電制御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】

上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、直流電源からの出力電流を、直流負荷に対する負荷電流と、二次電池に対する充電電流として出力する充電制御装置であって、前記充電電流を検出する充電電流検出部と、前記直流電源の出力電流を検出する出力電流検出部と、前記充電電流が変化する可変充電と前記充電電流が一定である定電流充電とを切り替える充電切替部とを有し、前記充電切替部は、前記可変充電の実行時に前記充電電流検出部によって検出された前記充電電流が所定値以上の場合は前記定電流充電に切り替え、前記出力電流は、前記負荷電流と前記充電電流とが合計された電流値であって、前記可変充電は、前記負荷電流が大きく変化する場合は小さく、小さく変化する場合は大きく変化する充電制御装置である。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、精度良く満充電が行える充電制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態の画像形成装置の概略構成図である。

【図2】第１の実施形態の電力供給構成の説明図である。

【図3】充電電流と負荷電流の説明図である。

【図4】第１の実施形態の充電制御装置の構成図である。

【図5】第１の実施形態の充電制御処理フローを説明するフローチャートである。

【図6】満充電までの充電電流、充電残量、電池電圧の変化の説明図である。

【図7】第２の実施形態の充電制御処理フローを説明するフローチャートである。

【図8】第３の実施形態の充電制御装置の構成図である。

【図9】第３の実施形態の充電制御処理フローを説明するフローチャートである。

【図10】第４の実施形態の充電制御装置の構成図である。

【図11】第４の実施形態の充電制御処理フローを説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

【0009】

図１は、画像形成装置の内部を部分的に透視した側面図である。

【0010】

画像形成装置１００は、コピー機能、ＦＡＸ機能、プリント機能、スキャナ機能、また、入力画像（スキャナ機能による読み取り原稿や、プリンタ機能あるいはＦＡＸ機能により入力された画像）を保存や配信する機能等を複合して有するいわゆるＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ／Ｐｒｉｎｔｅｒ）と称される複合機である。

【0011】

また、画像形成装置１００は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部装置とも通信可能であり、外部装置から受信した指示に応じた動作を行うこともできる。なお、本実施形態において、画像形成装置１００で処理される「画像」には画像データだけでなく、画像データが含まれていないデータ、つまりテキスト情報のみのデータも含むものとする。

【0012】

画像形成装置１００は、帯電された感光体表面が選択的に露光されることにより書き込まれた静電潜像に、トナーを付着させ、付着させたトナーを用紙等の記録媒体に転写する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置である。

【0013】

画像形成装置１００は、図１に示されるように、操作パネル１と、起動スイッチ２と、操作パネル１の操作入力等に基づいて画像形成装置１００を制御するコントローラ３と、原稿を読み取る読取部４と、読取部４の読取結果に基づき制御信号を生成するエンジン制御部５と、用紙等の記録媒体上に画像を形成する画像形成部としてのプリンタユニット６と、記録媒体を収納する給紙カセット７Ａ，７Ｂと、給紙搬送部としての搬送ユニット８を有する。

【0014】

操作部である操作パネル１は、利用者の操作に応じた各種の入力を受け付けるとともに、各種の情報（例えば受け付けた操作を示す情報、画像形成装置１００の動作状況を示す情報、画像形成装置１００の設定状態を示す情報など）を表示する。操作パネル１は、一例としてタッチパネル機能を搭載した液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｉｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）で構成されるが、これに限られるものではない。例えばタッチパネル機能が搭載された有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置で構成されてもよい。さらに、これに加えて又はこれに代えて、ハードウェアキー等の操作部やランプ等の表示部を設けることもできる。

【0015】

起動スイッチ２は、画像形成装置１００の電源がオフの状態でユーザによって押圧されると、画像形成装置１００を起動する。また画像形成装置１００が起動した状態、つまり電源がオンの状態でユーザによって押下されると、画像形成装置をオフ状態とする。このように起動スイッチ２は、ユーザが押圧することによって画像形成装置１００をオン／オフしてもよいがこれに限られず、外部装置から受信した指示に基づき画像形成装置１００をオン／オフしてもよい。

【0016】

コントローラ３は、画像形成装置１００を統括的に制御する。一例として操作パネル１が受け付けた操作や情報に応じた動作を、画像形成装置１００に実行させる。その他の例として、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の外部機器から画像形成装置１００が受け付けた指示等を画像形成装置１００に実行させる。さらにその他の例として、特定の条件を検知した場合、例えば起動スイッチ２の押下を検知した場合、さらにその他の例として、画像形成装置１００に発生した異常を検知した場合等に、あらかじめ決められた動作を画像形成装置１００に実行させる。

【0017】

コントローラ３の具体例としては、画像形成装置１００を統括的に制御する回路を搭載したコントローラボードである。この回路には、一例としてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）が搭載されており、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）に記憶されたプログラムを実行することによって、画像形成装置１００を制御する。

【0018】

読取部４は、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）４１とスキャナ部４２を有する。ＡＤＦ４１は、ＡＤＦ４１上に置かれた原稿を順次し搬送し光学的に読み取り画像データを生成する。スキャナ部４２は、透明な原稿台の上に原稿を固定し、固定された原稿を光学的に読み取り画像データを生成する。

【0019】

エンジン制御部５は、読取部４により生成された画像データに基づき、プリンタユニット６や搬送ユニット８を制御する制御信号を生成する。エンジン制御部５の具体例としては、画像データに基づき制御信号を生成するための回路基板である。

【0020】

画像形成部であるプリンタユニット６は、感光体としての感光体ドラム６１と、感光体ドラム６１の外表面を帯電させる帯電部材６２と、読取部４により読み取られた画像データに基づいて、帯電された感光体ドラム６１上を露光して、感光体上に静電潜像を書き込む書込みユニット６３と、書き込まれた潜像をトナーで現像する現像部材６４と、トナー画像を形成する記録媒体を搬送する搬送ベルト６５と、記録媒体上のトナーを記録媒体に定着させる定着部６６とを有し、記録媒体上にトナー画像を形成する。

【0021】

給紙カセット７Ａ、７Ｂは画像形成前の記録媒体を収納する。図１においては一例として二つの給紙カセットを有し、それぞれにサイズの異なる記録媒体を収納しているが、一つであっても良いし、三つ以上であってもよい。

【0022】

給紙搬送部としての搬送ユニット８は、各種ローラを有し、給紙カセット７Ａ、給紙カセット７Ｂに収納された記録媒体をプリンタユニット６に搬送する。

【0023】

ここで、コピーモードを例として画像形成装置１００での画像形成の流れを説明する。まずユーザが、操作パネル１で機能切替キー等をユーザが操作することにより、画像形成装置１００のコピー機能、プリンタ機能、及びファクシミリ機能を順次に切り替えて選択し、各機能を動作させることが可能となる。コピー機能の選択時にはコピーモードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、ファクシミリ機能選択時にはファクシミリモードとなる。

【0024】

コピーモードでは、読取部４により、コピーする各原稿の画像情報が読み取られ、画像データが生成される。

【0025】

感光体ドラム６１の外周面は、暗中にて帯電部材６２により一様に帯電された後、書込みユニット６３からの照射光（図１中に点線矢印Ａで示す。）により露光され、その結果、感光体ドラム６１の外周面上に静電潜像が形成される。現像部材６４は、この静電潜像をトナーにより可視像化する。これにより、感光体ドラム５１上にトナー画像が形成される。感光体ドラム６１上に形成されたトナー画像は、搬送ベルト６５上の記録媒体に転写される。そして定着部６６が記録媒体上のトナー画像のトナーを一例としてヒータで加熱溶融して、記録媒体にトナー画像を定着し、記録媒体を画像形成装置１００から排出する。

【0026】

なお、プリンタユニット６がモノクロの電子写真方式によって画像を形成する場合を説明したが、カラーの電子写真方式やインクジェット方式などであってもよく、画像形成方式はこれらに限られない。

【0027】

また、上述の操作パネル１は、コントローラ３によって制御されてもよいし、コントローラ３とは別に操作パネル１を制御するための制御回路を７有し、制御されてもよい。その場合、コントローラ３の制御回路と操作パネル１の制御回路は、相互に通信可能に接続され、コントローラ３は操作パネル１を含む画像形成装置１００全体を制御する。

【0028】

なお、コントローラ３と、エンジン制御部５と、プリンタユニット６と、給紙カセット７Ａ、７Ｂ、搬送ユニット８は画像形成装置１００の外装内に設けられているが図１においては内部を透視して示している。

【0029】

図２は、画像形成装置１００内の電力供給構成図である。画像形成装置１００が商用電源に接続された状態を示している。

【0030】

画像形成装置１００は、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）制御部９と、直流電源部１０を有する。直流電源部１０は、直流電源１０１と、直流電源１０２を有する。画像形成装置１００はさらに、充電制御装置１０３と、二次電池１０４を有する。

【0031】

ＡＣ制御部９は、商用電源から入力されたＡＣ電圧を定着部６６へ供給する。定着部６６は、エンジン制御部５によってＡＣ電圧が供給された定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦ等の制御は、エンジン制御部５によって行われる。

【0032】

直流電源部１０は、商用電源から入力されたＡＣ電圧を、直流電源１０１に変換する。直流電源１０１は、商用電源が入力されると画像形成装置１００の起動スイッチ２のＯＮ／ＯＦＦに関わらず生成される電源である。直流電源１０１は、充電制御装置１０３を介して直流負荷としてのコントローラ３、および二次電池１０４に接続される。

【0033】

直流電源部１０はさらに、商用電源から入力されたＡＣ電圧を、直流電源１０２に変換する。直流電源１０２は、画像形成装置１００の起動スイッチ２がＯＮされると生成される電源であり、エンジン制御部５を介して読取部４、画像形成部６、搬送ユニット８へ供給される電源系統である。

【0034】

直流電源１０１についてさらに述べる。直流電源１０１は、直流負荷としてのコントローラ３へ供給される電源系統（以下５ＶＸ電源系統と呼ぶことがある）である。直流電源１０１は、充電制御装置１０３を介してコントローラ３および二次電池１０４へ接続される。充電制御装置１０３は、直流電源１０１によるコントローラ３への電力供給と、直流電源１０１による二次電池１０４への充電を制御する。したがって、充電制御装置１０３は、コントローラ３への電力供給装置としても機能している。

【0035】

図２に示される電力供給構成による画像形成装置１００の動作について説明する。画像形成装置１００へ商用電源等の外部電源からの電力供給が通常通り行われているときは、は、直流電源１０１からの電力は、直流負荷であるコントローラ３へ供給される。ここで、コントローラ３の動作内容によって必要な電力は変わるため、コントローラ３の動作に使用されない電力である余剰電力は、二次電池１０４へ供給されて、この余剰電力によって二次電池１０４の充電が行われる。

【0036】

そして災害等によって停電、つまり通常時に供給されていた外部電源からの電力供給がとまったときは、画像形成装置１００の５ＶＸ電源系統である直流電源１０１に対して二次電池１０４から電力供給する。つまり二次電池１０４は、５ＶＸ系統である直流電源１０１の補助電源として機能する。

【0037】

ここで、直流負荷としてのコントローラ３に操作パネル１の制御やファクシミリの制御機能を持たせることにより、停電時でも、直流負荷１０５であるコントローラ３が動作し、ファクシミリデータを受信して画像形成装置１００のＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等に記憶することができる。そしてＡＣ電源を供給可能なＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）による電力供給開始時、もしくは停電からの復旧時には、記憶されたファクシミリデータを印刷出力することが可能である。

【0038】

ここで、図３を用いて、二次電池への可変電流充電について説明する。図３は、縦軸が直流電源の出力電流の検出値、横軸が時間の経過を示す。

【0039】

直流負荷に供給される負荷電流の大きさは、直流負荷、一例としてコントローラ３の動作内容によって変動する。つまり、コントローラ３が電流を多く使う動作を行うときは負荷電流が大きく、電流を少なく使う動作を行うときは、負荷電流は小さい。

【0040】

可変電流充電制御は、この負荷電流のレベルの変動に応じて充電電流を変化させる制御である。具体的には、コントローラ３への負荷電流が小さい場合（一例として図４中のｔ１）は、その分充電電流を大きく、負荷電流が大きい場合（一例として図４中のｔ２）は、その分充電電流を小さくする制御を行う。そうすることで、負荷電流と充電電流の合計値を所定以内に収めることができる。

【0041】

同じ直流電源からの出力を入力とする負荷電流と充電電流の場合、負荷電流と充電電流の検出値の合計値が直流電源の出力電流となる。この合計値を直流電源の最大供給可能電流以内に収まるように、充電電流を可変制御する。

【0042】

このように出力電流検出値が一定のレベルになるように充電電流を可変制御することで、そのレベルの範囲内において充電にまわせる電力を最大化して急速な充電が可能となる。なお、本実施形態では図３に示されるように、最大許容可能電流に対し少し下のレベルで一定に保つように制御する。

【0043】

以上説明したように、本実施形態において可変電流充電とは、直流電源１０１から直流負荷に供給される電力以外の余剰電力分を使用して二次電池１０４を充電する場合に、直流負荷への出力負荷に応じて充電電流を変動可能な充電である。例えば出力負荷の直流負荷としてコントローラ３の消費電流を検出し、直流電源１０１の許容する最大供給可能電流との差分値を検出し、その差分値から直流電源１０１の許容される範囲の最大充電電流を基準として二次電池１０４を充電する。つまり検出される出力電流が、直流電源の最大供給可能電流を基準として略一定となるように充電電流が制御されている。

【0044】

その結果、直流電源１０１の電力供給能力を最大限に使い、二次電池１０４の満充電までの時間を短縮できる。なお以降、可変電流充電を可変充電、可変電流充電を行う制御を、可変充電制御と呼ぶことがある。

【0045】

ここで、定電流制御における二次電池の満充電検出と、可変充電制御における二次電池の満充電検出それぞれの特徴について述べる。

【0046】

まず定電流充電制御における二次電池の満充電検出ついて述べると、充電専用の電源をもち常に大きい充電電流を確保できる場合には、一定の電流値で充電、つまり定電流充電を実施することができる。定電流充電においては、二次電池自体のバッテリー特性の変化、つまり電圧値や温度の特性変化を検出して満充電状態に到達したことを検出し、充電を停止する。

【0047】

なお、定電流充電制御における満充電検出には、充電電流値が小さいと二次電池の電圧や温度変化の特性を検出できないため、ある程度大きな充電電流が必要である。定電流充電制御による満充電検出が可能な充電電流の条件は、二次電池の種類や容量、パック構成により異なる。一例として、ニッケル水素電池の場合は、総容量に対し計算上２Ｈで充電完了できる充電電流（０．５Ｃ）以上が必要となる。

【0048】

なお、画像形成装置１００の一例として、５ＶＸ電源充電では画像形成装置１００のスリープ時に最大で０．１Ｃ程度、２４Ｖ電源充電では画像形成装置１００稼働後のスリープ移行前に、０．５～１Ｃ充電が可能である。

【0049】

一方可変充電制御は、充電電流を可変制御して充電を実施するため、充電電流変化とともに二次電池の電圧値や温度も急激に変化する。その結果、満充電の誤検出が発生してしまう場合がある。

【0050】

例えばニッケル水素電池の場合、充電末期に発生する温度上昇カーブｄＴ／ｄｔ（℃／ｍｉｎ）や、電圧ドロップ－△Ｖ（ｍＶ／セル）を検出して満充電を検出し、充電を停止するが、誤検出により満充電手前で停止してしまう場合がある。

【0051】

またリチウムイオン電池の場合では、ＣＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）ＣＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）充電つまり定電流定電圧充電では、充電末期の所定の電圧閾値でＣＣ充電から、ＣＶ充電に切り替える。その際、誤検出により早く切り替わってしまい満充電までの時間が大幅に長くなってしまう場合がある。

【0052】

上記誤検出を回避する方法として、二次電池の特性変化による判断はせずに、常時充電電流値を検出して積算することによって満充電を判断する方法がある。しかしこの方法でも、常に変動する電流を検出するため検出誤差が大きくなるということ、二次電池のセルの容量ばらつきや劣化による容量減少などが発生する結果、満充電判断のための閾値である１００％閾値の設定値が必ずしも二次電池の実際の１００％充電容量とは一致しないこと、等を原因として誤差が生じてしまう。

【0053】

その結果、設定した１００％閾値が実際の１００％充電容量より大きかった場合には過充電が発生し電池の劣化や安全性への懸念が生じる。一方設定した１００％閾値が実際の１００％容量より小さかった場合には充電が不足し二次電池の容量を最大限に活用することができない。

【0054】

このように、可変充電制御により直流電源１０１の供給能力を最大限に活用して充電時間を短縮化することができるが、一方で満充電検出に課題があった。

【0055】

図４を用いて、第１の実施形態に係る充電制御装置１０３の構成について説明する。

【0056】

まず直流負荷１０５は、直流電源１０１にする直流負荷である。一例として、画像形成装置１００のコントローラ３である。

【0057】

出力電流検出部１１３は、直流電源１０１からの出力電流を検知する。一例として、出力電流検出部１１３は、直流負荷１０５の負荷電流と、二次電池１０４の充電電流の合計値を出力電流として検出する。

【0058】

充電器１２３は、直流電源１０１からの電流を入力として充電電流を出力し、二次電池１０４への充電を行う。

【0059】

充電電流検出部１３３は、充電器１２３から出力される充電電流を検出する。

【0060】

充電切替部１４３は、充電器１２３による充電制御を切り替える。一例として充電電流が一定である定電流充電制御と、充電電流が変化する可変電流充電制御とを切り替える。

【0061】

充電電流制御部１５３は、可変電流充電制御における充電電流を制御する。一例として、直流負荷１０５への負荷電流の変動に応じて充電器１２３が出力する充電電流を変化させる。より具体的には、出力電流検出部１１３による検出結果が直流電源１０１の最大供給可能電流以下となるように、直流負荷１０５の負荷電流の変動に応じて充電電流を変化させる。

【0062】

満充電検出部１６３は、二次電池１０４の満充電を検出する。

【0063】

図４で示される充電制御装置１０３は、通常時は直流電源１０１から直流負荷１０５へ電力を供給しながら、余剰電力を使用して充電器１２３を介し二次電池１０４を充電する。二次電池１０４は、停電等で直流電源１０１が停止した場合には、補助電源として直流負荷１０５へと電力供給可能である。

【0064】

図５は、第１の実施形態にかかる充電制御処理フローを示すフローチャート例である。

【0065】

まず本フローは、充電制御装置１０３が、可変充電制御を開始した状態からスタートするフローである（Ｓ１０１）。充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ１０２）。そして充電切替部１４３は、検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ１０３）。

【0066】

ステップＳ１０３の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、充電切替部１４３は、可変充電制御を終了し（Ｓ１０４）、定電流充電制御を開始する（Ｓ１０５）。充電電流が所定値の場合は、満充電をより精度良く検出できる。そこで可変充電制御中の変化する充電電流が所定値を超えた場合は、定電流制御に切り替えるため、満充電をより精度良く検出して、二次電池１０４の充電容量に対して過不足なく充電できる。したがってこの場合の充電電流の所定値は、二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。所定値は二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0067】

ステップＳ１０５で定電流制御が開始された後は、満充電検出部１６３が、二次電池１０４の満充電が検出されたかどうかを判断する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６の判断の結果満充電が検出された場合、充電制御装置１０３は充電を終了し（Ｓ１０７）、本フローは終了する。

【0068】

ステップＳ１０３に戻り、ステップＳ１０３の判断の結果、充電電流が所定値より少なかった場合（ＮＯの場合）、満充電検出部１６３は、充電開始から所定時間経過したかを判断する（Ｓ１０８）。

【0069】

この所定時間について説明する。ステップＳ１０８の判断を行う時点は、定電流制御に移行していない、つまり可変充電制御を行っている状態のため、精度の良い満充電の判断が行えない。そこで充電開始からカウントして、確実に満充電となる経過時間で満充電となったかを判断する。つまりタイマーによって、満充電によるフロー終了の判断を行う。したがってこの所定時間は、一例として充電制御装置１０３において最も少ない充電電流によって、充電０％の状態から充電完了するまでの時間を設定すればよい。この所定時間は、二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0070】

ステップＳ１０８の判断の結果、所定時間経過している場合（ＹＥＳの場合）、充電制御装置１０３は、充電を終了し（Ｓ１０７）、本フローは終了する。

【0071】

一方ステップＳ１０８の判断の結果、所定時間経過していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ１０２に戻って可変充電制御を継続する。

【0072】

ステップＳ１０６に戻り、ステップＳ１０６の判断の結果、満充電が検出されなかった場合（ＮＯの場合）、充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ１０９）。そして充電切替部１４３は、ステップＳ１０９で検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ１１０）。この場合の所定値は、ステップＳ１０３と同様に一例として、本充電制御装置１０３において二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。

【0073】

ステップＳ１１０の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１０６に移行する。一方ステップＳ１１０の判断の結果、充電電流が所定値より小さい場合（ＮＯの場合）、充電切替部１４３は、定電流充電制御を終了して（Ｓ１１１）、ステップＳ１０１に戻り可変充電制御を開始する。

【0074】

このように、充電切替部１４３を有し、充電電流検出値が所定値以上の場合に可変充電制御から定電流充電制御へ切り替える。その結果、バッテリー特性(温度、電圧)を適切にとらえることができる状態である定電流充電制御が行われている状態へと切り替わり、二次電池１０４の充電を精度良く検知できる。したがって、過充電や充電不足なく二次電池１０４を満充電にすることが可能となる。

【0075】

なお、定電流充電制御中に、直流負荷１０５の動作内容が変わって負荷電流が増大し、その結果充電電流が所定値以下になる場合もある。そのため、定電流制御中にも所定値以上であることをチェックし、所定値を下回った場合には定電流充電制御を終了し、可変充電制御に切り替えるなどしてもよい。

【0076】

図６は、満充電までの充電電流、充電残量、電池電圧の変化の説明図である。

【0077】

上から二次電池１０４の充電電流、電池残量、電池電圧を縦軸に、横軸に時間を示すグラフである。電池残量については左の縦軸が積算充電残量、右の縦軸が実充電残量を示している。太線のグラフは本実施形態の例を示し、点線は比較例を示す。なお、グラフで太線と比点線が重なっている部分については、太線の方を示している。

【0078】

充電電流のグラフに示される「０．５Ｃ」は、定電流充電制御において二次電池１０４の満充電を検出可能な充電電流の例である。また電池残量のグラフに示される「設定１００％閾値」は、可変充電制御で二次電池１０４の満充電を検出する代わりに満充電を判断する閾値を示す。また「電池１００％容量」は、二次電池１０４の実際の電池１００％の充電容量を示す。

【0079】

まず図６に比較例として示された点線について説明する。本比較例は、可変充電制御のみで充電を行う場合である。

【0080】

横軸の時間０から、可変充電制御が開始されると、点線で示されるように充電電流と電池電圧は共に、短い時間間隔で急激な変化が発生している。時間の経過とともに積算充電残量が増えていき、あらかじめ設定した設定１００％閾値に到達した時点（時間Ｔ３）で、充電を停止している。

【0081】

可変充電制御では満充電を精度良く検出できないため、このように積算していった充電残量が１００％閾値に到達するまで可変充電制御しつづける。したがって例えば実際の電池１００％容量より１００％閾値が大きいところに設定されていると、図６中にＲで示される領域分、過充電が発生する。また、そもそも変動し続ける電流値を検出して積算するため残量の精度も悪い。また図６は設定１００％閾値が実充電容量よりも大きい場合であるが、過充電を防止するために設定１００％閾値を低く設定すると、二次電池１０４が実際に蓄電できる容量よりも少なくしか充電できない。

【0082】

このように比較例の場合は、二次電池１０４の実際の充電容量に対する過充電や、実際の充電容量に対して少ない容量しか充電できない問題がある。

【0083】

次に図６中に太線で示された本実施形態について説明する。比較例と同様、横軸の時間ゼロから可変充電制御が開始されると、充電電流と電池電圧は共に、短い時間間隔で急激な変化が発生している。

【0084】

この可変充電制御中に、充電電流が所定の値以上であれば定電流制御へと移行する。満充電検出に必要な所定値が０．５Ｃであったとすると、図６においては、充電電流は０．５Ｃを超えている。したがって、Ｔ１で可変充電制御から定電流充電制御へと切替が行われる。充電スピードが速い可変充電制御から、定電流充電制御への変更が行われたことにより、図６の太線グラフの傾きがはＴ１を境にゆるやかになっている。なおこのＴ１は、図５で説明したフローチャートを例とすると、ステップＳ１０３でＹＥＳと判断されたタイミングに相当する。

【0085】

そして、定電流充電制御が開始されたＴ１以降は、充電電流は一定となっている。定電流充電制御においては、電池電圧も急激な変化は発生しないため、充電の程度を示すバッテリー特性変化を適切に把握することができる。したがってＴ３において発生した、実際の電池１００％容量に達したことを示す電池電圧の変化（－△Ｖ）を確実にとらえて、充電を停止することが可能となる。なお、図６のＴ３は、図５で説明したフローチャートを例とすると、ステップＳ１０６でＹＥＳと判断されたタイミングに相当する。

【0086】

以上説明したように、直流負荷１０５への負荷電流が小さい場合など、満充電検出が可能なレベル（０．５Ｃ以上）の比較的大電流での充電が可能な場合に、可変充電をやめ定電流充電を実行する。定電流充電では二次電池１０４のバッテリー特性（温度、電圧）を適切にとらえることができるので、二次電池１０４の実際の１００％容量により近い満充電検出が可能となる。

【0087】

図７は、第２の実施形態の充電制御処理フローを説明するフローチャートである。本第２の実施形態は、第１の実施形態と図１～図４については共通の構成であるため説明を省略する。

【0088】

まず本フローは、充電制御装置１０３が、可変充電制御を開始した状態からスタートするフローである（Ｓ２０１）。充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ２０２）。そして充電切替部１４３は、検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ２０３）。

【0089】

ステップＳ２０３の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、充電切替部１４３は、可変充電制御を終了し（Ｓ２０４）、定電流充電制御を開始する（Ｓ２０５）。充電電流が所定値の場合は、満充電をより精度良く検出できる。そこで可変充電制御中の変化する充電電流が所定値を超えた場合は、定電流制御に切り替えるため、満充電をより精度良く検出して、二次電池１０４の充電容量に対して過不足なく充電できる。したがってこの場合の充電電流の所定値は、二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。所定値は二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0090】

ステップＳ２０５で定電流制御が開始された後は、満充電検出部１６３が、二次電池１０４の満充電が検出されたかどうかを判断する（Ｓ２０６）。ステップＳ１０６の判断の結果満充電が検出された場合、充電制御装置１０３は充電を終了し（Ｓ２０７）、本フローは終了する。

【0091】

ステップＳ２０３に戻り、ステップＳ２０３の判断の結果、充電電流が所定値より少なかった場合（ＮＯの場合）、満充電検出部１６３は、充電開始から所定時間経過したかを判断する（Ｓ２０８）。

【0092】

この所定時間について説明する。ステップＳ２０８の判断を行う時点は、定電流制御に移行していない、つまり可変充電制御を行っている状態のため、精度の良い満充電の判断が行えない。そこで充電開始からカウントして、確実に満充電となる経過時間で満充電となったかを判断する。つまりタイマーによって、満充電によるフロー終了の判断を行う。したがってこの所定時間は、一例として充電制御装置１０３において最も少ない充電電流によって、充電０％の状態から充電完了するまでの時間を設定すればよい。この所定時間は、二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0093】

ステップＳ２０８の判断の結果、所定時間経過している場合（ＹＥＳの場合）、充電制御装置１０３は、充電を終了し（Ｓ２０７）、本フローは終了する。

【0094】

一方ステップＳ２０８の判断の結果、所定時間経過していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２０２に戻って可変充電制御を継続する。

【0095】

ステップＳ２０６に戻り、ステップＳ２０６の判断の結果、満充電が検出されなかった場合（ＮＯの場合）、

【0096】

充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ２１０）。そして充電切替部１４３は、ステップＳ２１０で検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ２１１）。この場合の所定値は、ステップＳ２０３と同様に一例として、本充電制御装置１０３において二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。

【0097】

ステップＳ２１１の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２０６に移行する。一方ステップＳ２１１の判断の結果、充電電流が所定値より小さい場合（ＮＯの場合）、充電切替部１４３は、定電流充電制御を終了して（Ｓ２１２）、ステップＳ１０１に戻り可変充電制御を開始する。

【0098】

なお、定電流充電制御中に、直流負荷１０５の動作内容が変わって負荷電流が増大した結果、充電電流が所定値以下になる場合もある。そのため、定電流制御中にも所定値以上であることをチェックし、所定値を下回った場合には定電流充電制御を終了し、可変充電制御に切り替えるなどしてもよい。

【0099】

以上説明したように図７に示すフローチャートでは、ステップＳ２１０で充電電流を検出する前に、ステップＳ２０９として、定電流充電の開始から所定時間経過しているかを判断している。

【0100】

すなわち、充電スピードは可変充電が定電流充電よりも速いため、可変充電制御から定電流充電制御への早い段階で切り替えられると、定電流充電制御の時間が長くなり、満充電までに長い時間かかってしまう可能性がある。そこで本実施形態では、定電流充電制御に切り替えてから所定時間経過しても満充電検出しない場合は、充電スピードの速い可変充電制御に切り替えている。

【0101】

したがって本第２の実施形態は第１の実施形態の効果に加え、より充電時間を短くすることができる。

【0102】

なお、充電スピードは可変充電が定電流充電よりも速いため、満充電までの時間を短くするためには、定電流充電制御を行う時間は満充電を検出するための最小限にし、できる限り長く時間可変充電制御することが望ましい。定電流充電制御への切替タイミングは、定電流充電の充電電流値と二次電池の満充電検出に必要な時間によって決定することができる。

【0103】

例として、充電電流０．５Ｃ（二次電池１０４が充電率０％の状態から計算上２Ｈで満充電できる電流値）において、定電流制御による満充電検出に必要な時間が１０分であった場合、１０ｍｉｎ/１２０ｍｉｎ×１００％＝約８．３３％、１００－８．３３＝９１．６７％より、充電残量約９１％に達した時点を切替タイミングとすることで定電流充電制御の時間を最小限にできる。

【0104】

次に第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態と図１～図３については共通の構成のため、説明を省略する。

【0105】

図８は、第３の実施形態の充電制御装置構成の説明図である。

【0106】

本第３の実施形態では、図４で説明した構成に加え、残量算出部１７３を有している。残量算出部１７３は、充電電流検出部１３３により検出された充電電流を積算して二次電池１０４の残量を算出する。

【0107】

図９は第３の実施形態の充電制御処理フローを説明するフローチャートである。

【0108】

まず本フローは、充電制御装置１０３が、可変充電制御を開始した状態からスタートするフローである（Ｓ３０１）。充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ３０２）。そして充電切替部１４３は、検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ３０３）。

【0109】

ステップＳ３０３の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、充電切替部１４３は、残量算出部１７３によって算出された二次電池の残量に基づき、二次電池１０４の充電残量が所定値以上かを判断する（Ｓ３０４）。

【0110】

ステップＳ３０４の判断の結果、充電残量が所定値より小さい場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ３０２に戻る。

【0111】

一方ステップＳ３０４の判断の結果、二次電池１０４の充電残量が所定値以上の場合（ＹＥＳの場合）は、充電切替部１４３は、可変充電制御を終了し（Ｓ３０５）、定電流充電制御を開始する（Ｓ３０６）。充電電流が所定値の場合は、満充電をより精度良く検出できる。そこで可変充電制御中の変化する充電電流が所定値を超えた場合は、定電流制御に切り替えるため、満充電をより精度良く検出して、二次電池１０４の充電容量に対して過不足なく充電できる。したがってこの場合の充電電流の所定値は、二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。所定値は二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0112】

ステップＳ３０６で定電流制御が開始された後は、満充電検出部１６３が、二次電池１０４の満充電が検出されたかどうかを判断する（Ｓ３０７）。ステップＳ３０７の判断の結果満充電が検出された場合、充電制御装置１０３は充電を終了し（Ｓ３０８）、本フローは終了する。

【0113】

ステップＳ３０３に戻り、ステップＳ３０３の判断の結果、充電電流が所定値より少なかった場合（ＮＯの場合）、満充電検出部１６３は、充電開始から所定時間経過したかを判断する（Ｓ３０９）。

【0114】

この所定時間について説明する。ステップＳ３０９の判断を行う時点は、定電流制御に移行していない、つまり可変充電制御を行っている状態のため、精度の良い満充電の判断が行えない。そこで充電開始からカウントして、確実に満充電となる経過時間で満充電となったかを判断する。つまりタイマーによって、満充電によるフロー終了の判断を行う。したがってこの所定時間は、一例として充電制御装置１０３において最も少ない充電電流によって、充電０％の状態から充電完了するまでの時間を設定すればよい。この所定時間は、二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0115】

ステップＳ３０９の判断の結果、所定時間経過している場合（ＹＥＳの場合）、充電制御装置１０３は、充電を終了し（Ｓ３０８）、本フローは終了する。

【0116】

一方ステップＳ３０９の判断の結果、所定時間経過していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ３０２に戻って可変充電制御を継続する。

【0117】

ステップＳ３０７に戻り、ステップＳ３０７の判断の結果、満充電が検出されなかった場合（ＮＯの場合）、充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ３１０）。そして充電切替部１４３は、ステップＳ３１０で検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ３１１）。この場合の所定値は、ステップＳ３０３と同様に一例として、本充電制御装置１０３において二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。

【0118】

ステップＳ３１１の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ３０７に移行する。一方ステップＳ３１１の判断の結果、充電電流が所定値より小さい場合（ＮＯの場合）、充電切替部１４３は、定電流充電制御を終了して（Ｓ３１２）、ステップＳ３０１に戻り可変充電制御を開始する。

【0119】

このように、充電切替部１４３をもち充電電流検出値が所定値以上の場合に可変充電制御から定電流充電制御へ切り替える。その結果、バッテリー特性(温度、電圧)を適切にとらえることができる状態である定電流充電制御が行われている状態へと切り替わり、二次電池１０４の充電を精度良く検知できる。したがって、過充電や充電不足なく二次電池１０４を満充電にすることが可能となる。

【0120】

なお、定電流充電制御中に、直流負荷１０５の動作内容が変わって負荷電流が増大し、その結果充電電流が所定値以下になる場合もある。そのため、定電流制御中にも所定値以上であることをチェックし、所定値を下回った場合には定電流充電制御を終了し、可変充電制御に切り替えるなどしてもよい。

【0121】

本第３の実施形態では、可変充電制御を終了する前に、ステップＳ３０４において、残量算出部１７３によって算出された二次電池の残量に基づき、二次電池の残量が所定値以上かを判断する（ステップＳ３０４）。

【0122】

このように、本実施形態では、充電電流検出結果を積算して二次電池の現在残量を計算する残量算出部１７３によって、可変充電制御中であっても二次電池１０４の充電残量を把握できる。そして、充電残量が所定値以下の場合は可変充電制御を継続し、満充電近くである所定値以上となった場合に可変充電制御から定電流充電制御に切り替えることで、充電スピードを最大化することができる。

【0123】

つまり充電スピードは可変充電の方が定電流充電よりも速いため、二次電池１０４の充電残量が少ない充電初期は可変充電制御を実施することで急速に充電を行い、二次電池１０４の充電残量が多くなった充電末期は、定電流充電制御に切り替えて満充電検出することにより精度良く１００％容量で充電完了できる。

【0124】

次に第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第１の実施形態と図１～図３については共通の構成のため、説明を省略する。

【0125】

図１０は、第４の実施形態の充電制御装置構成の説明図である。

【0126】

本第４の実施形態では、図４で説明した構成に加え、出力電圧検出部１８３を有している。出力電圧検出部１８３は、二次電池１０４の出力電圧を検出する。なお二次電池１０４の出力電圧が所定値以下であれば、二次電池１０４の残量が少ないことを示す。

【0127】

図１０は第４の実施形態の充電制御処理フローを説明するフローチャートである。

【0128】

まず本フローは、充電制御装置１０３が、可変充電制御を開始した状態からスタートするフローである（Ｓ４０１）。充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ４０２）。そして充電切替部１４３は、検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ４０３）。

【0129】

ステップＳ４０３の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、充電切替部１４３は、出力電圧検出部１８３によって算出された二次電池の出力電圧に基づき、二次電池１０４の出力電圧が所定値以下かを判断する（Ｓ４０４）。

【0130】

ステップＳ４０４の判断の結果、出力電圧が所定値以下の場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ４０２に戻る。

【0131】

一方ステップＳ４０４の判断の結果、二次電池１０４の充電残量が所定値以上の場合（ＹＥＳの場合）は、充電切替部１４３は、可変充電制御を終了し（Ｓ４０５）、定電流充電制御を開始する（Ｓ４０６）。充電電流が所定値の場合は、満充電をより精度良く検出できる。そこで可変充電制御中の変化する充電電流が所定値を超えた場合は、定電流制御に切り替えるため、満充電をより精度良く検出して、二次電池１０４の充電容量に対して過不足なく充電できる。したがってこの場合の充電電流の所定値は、二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。所定値は二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0132】

ステップＳ４０６で定電流制御が開始された後は、満充電検出部１６３が、二次電池１０４の満充電が検出されたかどうかを判断する（Ｓ４０７）。ステップＳ３０７の判断の結果満充電が検出された場合、充電制御装置１０３は充電を終了し（Ｓ４０８）、本フローは終了する。

【0133】

ステップＳ４０３に戻り、ステップＳ４０３の判断の結果、充電電流が所定値より少なかった場合（ＮＯの場合）、満充電検出部１６３は、充電開始から所定時間経過したかを判断する（Ｓ４０９）。

【0134】

この所定時間について説明する。ステップＳ４０９の判断を行う時点は、定電流制御に移行していない、つまり可変充電制御を行っている状態のため、精度の良い満充電の判断が行えない。そこで充電開始からカウントして、確実に満充電となる経過時間で満充電となったかを判断する。つまりタイマーによって、満充電によるフロー終了の判断を行う。したがってこの所定時間は、一例として充電制御装置１０３において最も少ない充電電流によって、充電０％の状態から充電完了するまでの時間を設定すればよい。この所定時間は、二次電池１０４に応じてあらかじめ定められた値を用いてもよいし、別途充電制御装置１０３と二次電池１０４により実験を行った結果に基づき決定してもよい。

【0135】

ステップＳ４０９の判断の結果、所定時間経過している場合（ＹＥＳの場合）、充電制御装置１０３は、充電を終了し（Ｓ４０８）、本フローは終了する。

【0136】

一方ステップＳ４０９の判断の結果、所定時間経過していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ４０２に戻って可変充電制御を継続する。

【0137】

ステップＳ４０７に戻り、ステップＳ４０７の判断の結果、満充電が検出されなかった場合（ＮＯの場合）、充電電流検出部１３３は、充電電流を検出する（Ｓ４１０）。そして充電切替部１４３は、ステップＳ４１０で検出された充電電流が所定値以上であるかを判断する（Ｓ４１１）。この場合の所定値は、ステップＳ３０３と同様に一例として、本充電制御装置１０３において二次電池１０４の満充電が精度良く検出できる所定値を設定すればよい。

【0138】

ステップＳ４１１の判断の結果、充電電流が所定値以上であった場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ４０７に移行する。一方ステップＳ３１１の判断の結果、充電電流が所定値より小さい場合（ＮＯの場合）、充電切替部１４３は、定電流充電制御を終了して（Ｓ４１２）、ステップＳ４０１に戻り可変充電制御を開始する。

【0139】

このように、充電切替部１４３を有し、充電電流検出値が所定値以上の場合に可変充電制御から定電流充電制御へ切り替える。その結果、バッテリー特性(温度、電圧)を適切にとらえることができる状態である定電流充電制御が行われている状態へと切り替わり、二次電池１０４の充電を精度良く検知できる。したがって、過充電や充電不足なく二次電池１０４を満充電にすることが可能となる。

【0140】

なお、定電流充電制御中に、直流負荷１０５の動作内容が変わって負荷電流が増大し、その結果充電電流が所定値以下になる場合もある。そのため、定電流制御中にも所定値以上であることをチェックし、所定値を下回った場合には定電流充電制御を終了し、可変充電制御に切り替えるなどしてもよい。

【0141】

本第４の実施形態では、可変充電制御を終了する前に、ステップＳ４０４において、出力電圧検出部１８３によって検出された二次電池の出力電圧に基づき、二次電池の出力電圧が所定値以下かを判断する。

【0142】

このように、本実施形態では、二次電池の出力電圧検出部１８３を有し、二次電池１０４の出力電圧値から充電残量を判断し、出力電圧が所定値以下の場合は可変充電制御を継続し、所定値より大きい場合に可変充電制御から定電流充電制御に切り替えることで充電スピードを最大化することができる。

【0143】

つまり充電スピードは可変充電の方が定電流充電よりも速いため、二次電池１０４の充電残量が少ない充電初期は可変充電制御を実施することで急速に充電を行い、二次電池１０４の充電残量が多くなった充電末期は、定電流充電制御に切り替えて満充電検出することにより精度良く１００％容量で充電完了できる。また第３の実施形態の効果に加え、充電残量算出のための計算不要となり構成を簡素化することができる。

【0144】

以上、実施形態に係る画像形成装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

【符号の説明】

【0145】

１００ 画像形成装置
１０１ 直流電流
１０３ 充電制御装置
１０４ 二次電池
１０５ 直流負荷
１１３ 出力電流検出部
１２３ 充電器
１３３ 充電電流検出部
１４３ 充電切替部
１５３ 充電電流制御部
１６３ 満充電検出部
１７３ 残量算出部
１８３ 出力電圧検出部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0146】

【文献】特開２０００－３２４７１４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】