充電控制裝置以及搭載有該充電控制裝置的圖像形成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及蓄電池的充電控制。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著人們對(duì)節(jié)約能源的關(guān)心的提高，環(huán)境發(fā)電備受注目。所謂“環(huán)境發(fā)電”是指將從太陽(yáng)光、風(fēng)力、水力、地?zé)岬茸匀荒茉础⒒蛘邫C(jī)械、工廠等人工的系統(tǒng)向周?chē)沫h(huán)境釋放出的振動(dòng)、熱、光、電磁波等能源作為電力回收再利用的技術(shù)。環(huán)境發(fā)電除了作為傳感器、移動(dòng)設(shè)備等的電源的利用之外，還期待作為將工業(yè)電力作為主電源的設(shè)備中的輔助電源的利用。例如，在日本特開(kāi)2013 - 025280中公開(kāi)的圖像形成裝置利用熱電轉(zhuǎn)換元件將來(lái)自定影部的廢熱重新利用到排氣扇的驅(qū)動(dòng)或者定影部的保溫、加熱。
[0003]作為環(huán)境發(fā)電的一般性特征，舉出發(fā)電量在每個(gè)發(fā)電元件中小到y(tǒng)W?mW程度，并且，較強(qiáng)地依賴(lài)于日照量、天氣、氣溫等環(huán)境條件而不穩(wěn)定?；谠撎卣鳎趹?yīng)用環(huán)境發(fā)電時(shí)，一般地，在針對(duì)發(fā)電裝置的電力控制中利用最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power pointtracking:MPPT)方式，并且，在向負(fù)載的電力供給中利用蓄電池。
[0004]蓄電池的充電通常持續(xù)到該蓄電池達(dá)到滿(mǎn)充電。(例如，參照日本特開(kāi)平08 —308123、日本特開(kāi)2006 — 165383。)作為控制該充電的方法，同時(shí)使用恒流充電和一 AV方式或dT/dt方式的滿(mǎn)充電的檢測(cè)，或者利用恒流恒壓充電。蓄電池所積蓄的電力在必要時(shí)從該蓄電池供給至負(fù)載。
[0005]針對(duì)蓄電池的充電控制例如以恒流恒壓方式進(jìn)行。在該方式下，由于蓄電池所積蓄的電荷量(以下，稱(chēng)為“充電量”。)較少所以在電池電壓相對(duì)于充電電壓的上限充分低的期間進(jìn)行恒流充電，充電電流量被維持在一定的目標(biāo)值。對(duì)應(yīng)隨著充電量的增大電池電壓上升而充電電壓上升，所以充電電流量被維持在目標(biāo)值。若在充電末期充電電壓達(dá)到上限，則將恒流充電切換到恒壓充電并將充電電壓保持在該上限。此時(shí)，充電電流量從恒流充電時(shí)的目標(biāo)值開(kāi)始減少。
[0006]該充電電流量的減少會(huì)產(chǎn)生如下的電力損失(以下，稱(chēng)為“充電損失”。)。從外部電源供給的電力在實(shí)質(zhì)上等于充電電壓的上限和充電電流量的目標(biāo)值的積。另一方面，蓄電池所積蓄的電力在實(shí)質(zhì)上等于電池電壓和充電電流量的實(shí)際的值的積。因此，在充電末期充電電流量從目標(biāo)值開(kāi)始減少意味著產(chǎn)生從外部電源供給的電力中作為熱損失的部分，即充電損失。
[0007]從節(jié)約能源的觀點(diǎn)考慮不管外部電源的種類(lèi)如何，都期望削減充電損失。特別是在環(huán)境發(fā)電裝置被用作外部電源的情況下，由于環(huán)境發(fā)電使每個(gè)發(fā)電元件的發(fā)電量增大并不容易，所以為了進(jìn)一步提高發(fā)電效率，必須極力除去像充電損失那樣，由發(fā)電裝置以外的要素引起的電力損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，特別是提供能夠減少由充電電流量的減少引起的充電損失的充電控制裝置。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)的充電控制裝置是利用從外部供給的電力對(duì)多個(gè)蓄電裝置進(jìn)行充電的裝置，具備:恒流電源，其利用來(lái)自外部的電力生成輸出電流，將該輸出電流的量調(diào)節(jié)為一定的目標(biāo)值；選擇部，其從多個(gè)蓄電裝置中選擇一個(gè)蓄電裝置，將恒流電源的輸出電流向該一個(gè)蓄電裝置供給；測(cè)定部，其測(cè)定從恒流電源向該一個(gè)蓄電裝置實(shí)際流動(dòng)的電流量；以及指示部，其監(jiān)視測(cè)定部的測(cè)定值，在測(cè)定值滿(mǎn)足用于視為產(chǎn)生了充電電流量的減少的條件的情況下，對(duì)選擇部指示以便將恒流電源的輸出電流的供給目的地從上述的一個(gè)蓄電裝置變更為其它蓄電裝置。
[0010]上述的條件可以是與恒流電源的調(diào)節(jié)動(dòng)作無(wú)關(guān)，測(cè)定部的測(cè)定值與目標(biāo)值之間的差增大到了閾值的條件，也可以是與恒流電源的調(diào)節(jié)動(dòng)作無(wú)關(guān)，測(cè)定部的測(cè)定值的減少率上升到了閾值的條件，也可以是與恒流電源的調(diào)節(jié)動(dòng)作無(wú)關(guān)，測(cè)定部的測(cè)定值減少到了閾值的條件。在該情況下，指示部也可以根據(jù)來(lái)自外部的電力來(lái)變更閾值。
[0011]指示部也可以針對(duì)多個(gè)蓄電裝置的每一個(gè)，存儲(chǔ)有產(chǎn)生充電電流量的減少時(shí)的充電量亦即極限充電量，通過(guò)對(duì)測(cè)定部的測(cè)定值進(jìn)行累計(jì)來(lái)監(jiān)視多個(gè)蓄電裝置的每一個(gè)的充電量，將多個(gè)蓄電裝置中充電量比極限充電量小的蓄電裝置決定為應(yīng)該對(duì)選擇部指示的其它蓄電裝置。
[0012]指示部也可以針對(duì)多個(gè)蓄電裝置的每一個(gè)，與恒流電源能夠設(shè)定的輸出電流量的目標(biāo)值的每一個(gè)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系地存儲(chǔ)有產(chǎn)生充電電流量的減少時(shí)的充電量亦即極限充電量，在預(yù)測(cè)來(lái)自外部的電力的變化的情況下，指示部預(yù)測(cè)該變化的時(shí)刻的多個(gè)蓄電裝置的每一個(gè)的充電量，將預(yù)測(cè)出的充電量比與在該變化的時(shí)刻以后恒流電源設(shè)定的輸出電流量的目標(biāo)值建立有對(duì)應(yīng)關(guān)系的極限充電量小的蓄電裝置推斷為應(yīng)該對(duì)選擇部指示的其它蓄電裝置的候補(bǔ)。
[0013]來(lái)自外部的電力是環(huán)境發(fā)電裝置根據(jù)設(shè)置目的地的系統(tǒng)的環(huán)境條件生成的電力，指示部也可以根據(jù)該系統(tǒng)的環(huán)境條件的變化來(lái)預(yù)測(cè)來(lái)自外部的電力的變化。并且，指示部也可以從該系統(tǒng)獲取動(dòng)作模式的變更預(yù)定，根據(jù)該變更預(yù)定來(lái)預(yù)測(cè)該系統(tǒng)的環(huán)境條件的變化。另外，指示部也可以在預(yù)測(cè)出來(lái)自外部的電力的變化連續(xù)多次的情況下，以在該變化的各時(shí)刻滿(mǎn)足下面的條件的方式推斷應(yīng)該對(duì)選擇部指示的其它蓄電裝置。該條件是在變化的任意時(shí)刻，作為其它蓄電裝置而被選擇的蓄電裝置的充電量的預(yù)測(cè)值都比與從該時(shí)刻到下一次變化的時(shí)刻之間的恒流電源的輸出電流量的目標(biāo)值建立有對(duì)應(yīng)關(guān)系的極限充電量小。
[0014]本發(fā)明的其它觀點(diǎn)的圖像形成裝置具備:輸送部，其輸送片材；成像部，其在通過(guò)上述輸送部輸送的片材上形成調(diào)色劑像；定影部，其使通過(guò)上述成像部形成的調(diào)色劑像熱定影；發(fā)電部，其包含將熱、光、電波、或者振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電力的元件，該發(fā)電部利用來(lái)自定影部的廢熱、從外部照射的光、在周?chē)目臻g傳播的電波、或者輸送部的振動(dòng)來(lái)發(fā)電；多個(gè)蓄電部，它們用于積蓄從該發(fā)電部輸出的電力；以及充電控制部，其利用從該發(fā)電部輸出的電力對(duì)多個(gè)蓄電部進(jìn)行充電。充電控制部具有:恒流電源，其利用從發(fā)電部輸出的電力生成輸出電流，將該輸出電流的量調(diào)節(jié)為目標(biāo)值；選擇部，其從多個(gè)蓄電部中選擇一個(gè)蓄電部，將恒流電源的輸出電流向該一個(gè)蓄電部供給；測(cè)定部，其測(cè)定從恒流電源向該一個(gè)蓄電部實(shí)際流動(dòng)的電流量；以及指示部，其監(jiān)視該測(cè)定部的測(cè)定值，在測(cè)定值滿(mǎn)足用于視為產(chǎn)生了充電電流量的減少的條件的情況下，對(duì)選擇部指示以便將恒流電源的輸出電流的供給目的地從上述的一個(gè)蓄電部變更為其它蓄電部。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，在上述的充電控制裝置將恒流電源的輸出電流向一個(gè)蓄電裝置供給的期間，監(jiān)視從該恒流電源向該一個(gè)蓄電裝置實(shí)際流動(dòng)的電流量，在視為產(chǎn)生了充電電流量的減少的情況下將恒流電源的輸出電流的供給目的地變更為其它蓄電裝置。這樣，該充電控制裝置能夠減少由充電電流量的減少引起的充電損失。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的圖像形成裝置的構(gòu)造的示意性的主視圖。
[0017]圖2(a)是熱電轉(zhuǎn)換元件所包含的I對(duì)半導(dǎo)體元件附近的示意性的剖視圖。(b)、(C)分別是表示熱電轉(zhuǎn)換元件的電流一電壓特性曲線(xiàn)、電力一電壓特性曲線(xiàn)的圖。
[0018]圖3(a)、(b)是分別表示光發(fā)電部所包含的太陽(yáng)電池的電流一電壓特性曲線(xiàn)、電力一電壓特性曲線(xiàn)的圖。
[0019]圖4(a)是表示振動(dòng)發(fā)電部的構(gòu)造的示意圖。(b)、(c)分別是該振動(dòng)發(fā)電部所包含的振動(dòng)發(fā)電元件的電流一電壓特性曲線(xiàn)、電力一電壓特性曲線(xiàn)的圖。
[0020]圖5是圖1所示的圖像形成裝置的功能框圖。
[0021]圖6是圖1所示的圖像形成裝置的狀態(tài)迀移圖。
[0022]圖7是圖6所示的輸出部的功能框圖。
[0023]圖8是表示圖7所示的蓄電部的充電特性的圖。
[0024]圖9是表示用于視為“產(chǎn)生了充電電流量的減少”的條件的示意圖。(a)表示監(jiān)視對(duì)象量是充電電流量的目標(biāo)值與測(cè)定值之間的差的情況，(b)表示監(jiān)視對(duì)象量是充電電流量的測(cè)定值的減少率的情況，(C)表示監(jiān)視對(duì)象量是充電電流量的測(cè)定值本身的情況。
[0025]圖10(a)是對(duì)圖7所示的各個(gè)蓄電部分別表示充電電流量的目標(biāo)值與極限充電量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表。(b)是表示那些蓄電部的某一時(shí)刻的充電量的表。(C)是表示由圖7所示的充電控制部進(jìn)行的蓄電部的選擇動(dòng)作的示意圖。
[0026]圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式的充電控制的流程圖。
[0027]圖12(a)是表示圖1所示的圖像形成裝置的動(dòng)作模式與發(fā)電部的電力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表。(b)是表示在某個(gè)任務(wù)中對(duì)每個(gè)預(yù)定的動(dòng)作模式預(yù)測(cè)的發(fā)電量和充電電流量的目標(biāo)值的表。(C)是表示從圖7所示的蓄電部中，在(b)所示的各動(dòng)作模式下選擇充電對(duì)象的式樣(pattern)與預(yù)測(cè)的充電量之間的關(guān)系的表。
[0028]圖13是對(duì)應(yīng)本發(fā)明的實(shí)施方式的在某個(gè)任務(wù)中預(yù)定的動(dòng)作模式的變更來(lái)規(guī)劃充電對(duì)象蓄電部的切換的處理的流程圖。
[0029]圖14是對(duì)蓄電池的各個(gè)種類(lèi)表示功率密度與能量密度之間的關(guān)系的圖(Ragone曲線(xiàn))。
[0030]圖15(a)、(b)分別是利用環(huán)境發(fā)電的冰箱、汽車(chē)的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0032][圖像形成裝置的構(gòu)造的概要]
[0033]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的圖像形成裝置的構(gòu)造的示意性的主視圖。在圖1中以正好透過(guò)殼體的前面能夠看見(jiàn)的方式描繪有該圖像形成裝置100的內(nèi)部的要素。
[0034]參照?qǐng)D1，圖像形成裝置100例如是彩色激光打印機(jī)，具備輸送部10、成像部20、定影部30、多個(gè)發(fā)電部401、402、50、610、620、操作部70、動(dòng)作控制部80、電力控制部90、以及輸出部95。輸送部10將片材SHT —張一張地輸送至成像部20。成像部20在從輸送部10送出的片材SH2上形成調(diào)色劑像。定影部30使該調(diào)色劑像熱定影。多個(gè)發(fā)電部401、…、620利用周?chē)臒?、光、或者振?dòng)發(fā)電。操作部70通過(guò)用戶(hù)的操作或者與外部的電子設(shè)備的通信接受打印的請(qǐng)求(以下，稱(chēng)為任務(wù)。)并傳送至動(dòng)作控制部60。動(dòng)作控制部80、電力控制部90、以及輸出部95是安裝在I個(gè)基板上的電子電路。動(dòng)作控制部80基于來(lái)自操作部70的信息來(lái)控制圖像形成裝置100內(nèi)的其它的要素。電力控制部90對(duì)從發(fā)電部401、…、620輸出的電力進(jìn)行控制。輸出部95積蓄或者輸出該電力。該輸出電力例如，被操作部70、動(dòng)作控制部80、或者電力控制部90用作待機(jī)電力或者停電時(shí)的輔助電力。
[0035][輸送部]
[0036]參照?qǐng)D1，輸送部10具備收容托盤(pán)11、導(dǎo)出輥12、搬運(yùn)輥13、以及定時(shí)輥14。收容托盤(pán)11被內(nèi)置在圖像形成裝置100的下部，能夠收容多張片材SHT。片材SHT的材質(zhì)例如是紙或者樹(shù)脂。導(dǎo)出輥12將那些片材SHT中的位于最上的片材SHl朝向搬運(yùn)輥13導(dǎo)出。該片材SHl進(jìn)一步被該搬運(yùn)輥13向定時(shí)輥14搬運(yùn)。定時(shí)輥14在該搬運(yùn)的開(kāi)始時(shí)刻一般停止，根據(jù)來(lái)自動(dòng)作控制部80的驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。由此，從搬運(yùn)輥13送出的片材SH2在該驅(qū)動(dòng)信號(hào)所表示的定時(shí)從定時(shí)輥14送出至成像部20。
[0037][成像部]
[0038]參照?qǐng)D1，成像部20具備4個(gè)成像單元21￥、2現(xiàn)、21(:、211(，4根一次轉(zhuǎn)印輥22￥、22M、22C、22K，中間轉(zhuǎn)印帶23，以及二次轉(zhuǎn)印輥24。成像單元21Y、…、21K沿著水平方向以規(guī)定的間隔配置。一次轉(zhuǎn)印輥22Y、…、22K分別以在垂直方向與成像單元21Y、…、21K的一個(gè)對(duì)置的方式配置。中間轉(zhuǎn)印帶23架設(shè)于2根輥23L、23R，與它們的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)。中間轉(zhuǎn)印帶23中的向水平方向延伸的部分通過(guò)成像單元21Y、…、21K與一次轉(zhuǎn)印輥22Y、…、22K之間。若中間轉(zhuǎn)印帶23旋轉(zhuǎn)，則其表面的各部依次與一次轉(zhuǎn)印輥22Y、…、22K接觸。二次轉(zhuǎn)印輥24與架設(shè)有中間轉(zhuǎn)印帶23的2根輥的一方23R平行地設(shè)置，在與該輥23R之間夾持有中間轉(zhuǎn)印帶23。從定時(shí)輥14送出的片材SH2通過(guò)中間轉(zhuǎn)印帶23與二次轉(zhuǎn)印輥24的接觸部，即輥隙。
[0039]4個(gè)成像單元21￥、2現(xiàn)、21(:、211(基于圖像數(shù)據(jù)依次形成黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)、以及黑色(K)各種顏色的調(diào)色劑像。所有的成像單元都是相同的結(jié)構(gòu)，分別具備感光體鼓25、帶電器26、曝光部27、顯影器28、清潔器29、以及消電燈(在圖1中未表示。)。感光體鼓25的外周被帶電器26等圍起。帶電器26使感光體鼓25的外周面中的對(duì)置的部分均勻帶電。曝光部27包含發(fā)光元件和透鏡。發(fā)光元件例如是激光二極管。曝光部27利用它們對(duì)感光體鼓25的外周面上的帶電部分進(jìn)行曝光。此時(shí)，光實(shí)際照射的區(qū)域被除電。該區(qū)域的形狀由來(lái)自控制部50的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)決定。這樣，該區(qū)域作為靜電潛像留在外周面上。顯影器28將對(duì)其成像單元21Y、…、21K分配的顏色的調(diào)色劑加到該靜電潛像上，來(lái)顯影。清潔器29從感光體鼓25的外周面中的與中間