JP4111150B2

JP4111150B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4111150B2
Application number: JP2004057538A
Authority: JP
Inventors: 貴広三輪; 裕輔太田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2024-03-02
Also published as: US7417406B2; EP1517153A1; JP2005117882A; EP1517153B1; CN1333321C; CN1599123A; US20050057220A1

Description

本発明は、直列接続された複数の電池を介して駆動される電子機器に関し、特に各電池の特性を判断することにより、複数種類の電池が混在することを防止し、安全に使用することが可能な電子機器に関するものである。

従来より、電源に電池を使用する電子機器においては、収納された電池を検出する検出装置として特開平１１−２６０４２５号公報に示されているように、電池の＋極と−極とを正しく装着するために、直列接続用の収納容器に収納された複数の電池を複数ブロックに分割して、このブロック単位で合成電圧をそれぞれ検出し、これらを比較して逆接続された電池の有無の検出を行った結果、逆接続された電池が検出された場合は、電力の供給を停止し、電池の逆接続により生じる過熱、液漏れ等の不都合を回避する電池の逆接続検出装置が記載されている。
特開平１１−２６０４２５号公報（第３−４頁、第２−３図）

しかしながら、従来の電池の逆接続検出装置においては、直列接続された複数の電池の中に逆接続された電池が存在することを検出することが可能であるが、公称電圧、形式等が異なる電池（例えばマンガン電池とアルカリ電池）又は残容量が異なる電池（例えば未使用電池と使用済み電池）等の電池特性が異なる電池が混在している場合については、それを検出することができなかった。従って、電池特性の異なる電池を混在して使用した場合であっても、機器は混在していることを検出することができず、そのまま使用を継続した結果、機器が正常に動作しないばかりでなく、各電池の放電性能が異なることによって早く消耗した電池が過度の使用状態となり過放電等により液漏れを起こす原因となっていた。更に、電池の劣化を早める原因にもなっていた。
本発明は、前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、直列接続された複数の電池を介して駆動される電子機器において、収納された電池内に電池特性が異なる電池が混在されている場合にはそれを検出し機器の動作を停止させることで、電池の液漏れや機器の異常動作等を防止し、安全に使用することを可能とした電子機器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため請求項１に係る電子機器は、直列接続された複数の電池から電力を供給されて駆動される電子機器において、前記複数の電池を１セル単位で交換可能な電池収納部と、前記直列接続された電池全体の第１電圧及び直列接続された任意の接続点における電池の第２電圧を検出する検出手段と、前記電池にかかる電流負荷が小さいときに前記電池収納部に収納された複数の電池に一次電池と二次電池が混在しているか否かを前記第１電圧と前記第２電圧と各種電池の公称電圧とに基づいて判断する第１判断手段と、前記電池にかかる電流負荷が大きいときに前記電池収納部に収納された複数の電池に複数種類の電池が混在しているか否かを前記第１電圧と前記第２電圧と各種電池の内部抵抗に起因する端子電圧の違いとに基づいて判断する第２判断手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に係る電子機器は、請求項１に記載の電子機器において、前記検出手段により検出された第１電圧から電池１本あたりの第１平均電圧を取得し、前記検出手段により検出された第２電圧から電池１本あたりの第２平均電圧を取得する平均電圧取得手段と、前記第１平均電圧と第２平均電圧とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に基づき電池の特性を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項３に係る電子機器は、請求項２に記載の電子機器において、前記判断手段は、前記比較手段により、前記第１平均電圧と前記第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以内であると判断した場合には動作を継続し、第１平均電圧と第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以上であると判断した場合には、電池からの電力供給を切断することを特徴とする。

また、請求項４に係る電子機器は、請求項２又は請求項３に記載の電子機器において、ディスプレイを備え、前記判断手段は、前記第１平均電圧と前記第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以上であると判断した場合、前記ディスプレイ上に警告を表示することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、直列接続された電池全体の第１電圧と任意の接続点における電池の第２電圧とを検出する検出手段とを備え、電池にかかる電流負荷が小さいときに複数の電池に一次電池と二次電池が混在しているか否かを判断する第１判断手段と、電池にかかる電流負荷が大きいときに複数の電池に複数種類の電池が混在しているか否かを判断する第２判断手段とを備えているので、電池にかける電流負荷の大きさが異なるときにそれぞれ電圧を比較することによって、各電圧を比較することにより直列接続された電池の中に公称電圧、形式及び残容量等の電池特性の異なる電池が混在していた場合に、それを検出することが可能である。特に、電池にかかる電流負荷が小さいときに電圧に差異が現れる一次電池と二次電池の混在を検出できる。また、電池にかかる電流負荷が大きいときに電圧に差異が現れる種類の異なる電池の混在を検出することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、第１電圧の電池１本あたりの平均電圧である第１平均電圧と第２電圧の電池１本あたりの平均電圧である第２平均電圧とに基づき電池の特性を判断する判断手段を備えているので、各平均電圧を比較することにより直列接続された電池の中に公称電圧、形式及び残容量等の電池特性の異なる電池が混在していた場合に、それを検出することが可能である。

また、請求項３に記載の発明によれば、検出された第１平均電圧と第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以内であると判断された場合には動作を継続し、第１平均電圧と第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以上であると判断された場合には動作を中断して電源を切断するので、電池特性の異なる電池を混在した状態で使用継続した場合に発生する虞がある機器の異常動作や電池の液漏れの発生を未然に防止し、安全に使用することができる。また、電池の早期の劣化を防止することもできる。

更に、請求項４に記載の発明によれば、第１平均電圧と第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以上であると判断された場合にディスプレイ上に警告を表示するので、機器の操作者が電池特性の異なる電池が混在している場合に、電池特性の異なる電池が混在していること、及び安全のために機器の電源が切断されることを事前に知ることができる。

以下、本発明に係る電子機器をテープ作成装置１について具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るテープ作成装置の概略構成について図１及び図２に基づき説明する。図１はテープ作成装置の全体を示す斜視図、図２はテープ作成装置の背面側を示した斜視図である。
図１及び図２に示すように、テープ作成装置１は、ポリスチレン製の本体２と、この本体２の背面部（テープ作成装置１を使用する際に使用者と対向する面と反対側の面）全体を覆うように着脱可能に取り付けられる同じくポリスチレン製の背面カバー３とから構成されている。また、本体２は、更に上側装置本体４と下側装置本体５とに分かれて構成されている。上側装置本体４には、中央部表面に文字等を入力するための文字キーや印刷を実行するための印刷キー等の各種キー６が配列されたキー配列部７が設けられ、上側表面の略中央部には左右方向に横長の窓部８が穿設され、この窓部８の中にはキー６から入力された文字等を表示する液晶ディスプレイ９が配設されている。
また、本体２の液晶ディスプレイ９の左側側面部には、カッターレバー１０が設けられ、このカッターレバー１０を親指などで内側に押すことにより、上端部に形成されるテープ排出口１１から排出された感熱テープ１２（図３参照）を切断刃（図示せず）にて切断することができる。また、テープ１２は、文字が印刷される受像紙と接着層とその接着層の接着面を保護する剥離紙とが積層されている。

また、キー配列部７が設けられた下側装置本体４の左右幅寸法は、窓部８が設けられた左右幅寸法よりも少し狭く形成されると共に、下側装置本体５の両側部にはグリップ部材１３Ａ、１３Ｂが取り付けられている。グリップ部材１３Ａ、１３Ｂは弾性を有するスチレン系エラストマー樹脂材により成形され、滑り止めの役割を果たすとともに、操作者の手に持ちやすいように構成されている。また、グリップ部材１３Ａ、１３Ｂは後述するように本体２及び背面カバー３と同一面を構成するように取り付けられているので、グリップ部材１３Ａ、１３Ｂの端部に指等が引っかかる虞もない。更に、グリップ部材１３Ａ、１３Ｂの表面には、装置に対して平行に３本の突条１４が形成され、より滑り止めの効果を高めている。

また、テープ作成装置１には、液晶ディスプレイ９が設けられた端部を被覆する第１プロテクタ部材１５と、第１プロテクタ部材１５とは別体に形成され、液晶ディスプレイ９が設けられた端部の反対側にあたる端部を被覆する第２プロテクタ部材１６が取り付けられている。各プロテクタ部材１５、１６は上側装置本体４及び下側装置本体５と背面カバー３との間で２つに分割して構成され、上側装置本体４及び下側装置本体５に第１プロテクタ部材１５Ａと第２プロテクタ部材１６Ａが取り付けられ、背面カバー３に第１プロテクタ部材１５Ｂと第２プロテクタ部材１６Ｂが各々取り付けられている。
更に、各プロテクタ部材１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂは前記グリップ部材１３と同様に弾性を有するスチレン系エラストマー樹脂材により成形されているので、テープ作成装置１を落下させた際に衝撃を和らげるとともに、装置外装に傷がつくことを防止することができる。

次に、下側装置本体５の内部構造について図３により説明する。図３は背面カバーを取り外した際のテープ作成装置を背面側から示した斜視図である。
図３に示すように、下側装置本体５には、テープカセット２０の外形とほぼ同じ略四角形状で、ほぼテープカセット２０の厚さ寸法に等しい深さ寸法を裏側に膨出するように形成されるカセット収納部２１が設けられている。また、このカセット収納部２１のカッターレバー１０側の端縁部近傍には、サーマルヘッド２２が取り付けられる薄板状のサーマルヘッド取付部２３が、装置の長手方向に沿うように直角に立設されている。また、サーマルヘッド２２に対向するカセット収納部２１の側部に設けられた駆動部２４にはプラテンホルダ（図示せず）が回動可能に設けられている。

背面カバー３を下側装置本体５の下面に取り付けた際に、背面カバー３の内側面に設けられる突起部（図示せず）が駆動部２４の係合孔２５内に進入し、プラテンホルダは、サーマルヘッド２２側に回動すると共に、テープカセット２０のテープ１２の一部がサーマルヘッド２２に押し付けられる位置まで、プラテンホルダをテープカセット２０側に回動させて固定されている。この状態において、サーマルヘッド２２を介して印字されたテープ１２が駆動モータを含むテープ搬送機構（図示せず）により搬送されテープ排出口１１より排出される。
そして、下側装置本体５のカセット収納部２１が設けられた反対側には、電池が６本並列に並べて収納される電池収納部２７がカセット収納部２１の底面部よりも裏面側に膨出するように形成されている。尚、電池収納部２７に収納された６本の電池は直列接続される。
また、上側装置本体４の内部には制御回路部が構成される制御基板（図示せず）が配設されている。

また、背面カバー３を下側装置本体５の下面に取り付ける際には、第２プロテクタ部材１６Ｂが設けられた側の端部に形成された第１差込部２８を下側装置本体４の差込溝２９に差し込んだ後、第１差込部２８の反対側に設けられた第２差込部３０を下側装置本体５に設けられた固定部（図示せず）に嵌合することによって背面カバー３は取り付けられる。背面カバー３を取り付けた状態において第２差込部３０を装置内部側に押し込むと、第２差込部３０が固定部から外れるように構成されているので、背面カバー３は下側装置本体５に対して容易に着脱可能となっている。そして、背面カバー３を取り外した状態では、テープカセット２１をカセット収納部２２から上方に取り出すことができる。また、電池収納部２７に収納された電池を順次取り出して、交換することが可能となっている。その際、第１及び第２プロテクタ部材１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂは前記したように、上側装置本体４及び下側装置本体５と背面カバー３との間で２つに分割して構成されているので、各プロテクタ部材１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂをテープ作成装置１に装着した状態で背面カバーを開閉することができる。
また、背面カバー３の下側装置本体５に収納されたテープカセット２０に対向する部分には確認窓３２が設けられ、プロテクタ部材１５Ｂは、この確認窓３２を覆うことなく背面カバー３に取り付けられている。従って、カセット収納部２１に収納したテープカセット２０の種類を背面カバー３を開けなくとも確認窓３２を通して確認できるようになっている。

また、図２に示すように、第１プロテクタ部材１５Ａは、テープ作成装置１の液晶ディスプレイ９側頭頂を覆う部分において、テープ排出口１１及び背面カバー３の第２差込部３０を覆わないように切り欠かれており、第１プロテクタ部材１５Ａが液晶ディスプレイ９側に装着した状態で、テープ１２の排出を阻害することは無い。また、背面カバー３を下側装置本体５から外すために、第２差込部３０を装置内部側へ押し込む操作を阻害することは無い。従って、第１プロテクタ部材１５Ａを装着した状態のまま、印字したテープ１２をテープ排出口１１より排出することができ、また、第２差込部３０を装置内部側へ押し込んで背面カバー３を下側装置本体５から外すことができる。
さらに、第１プロテクタ部材１５Ａを上側装置本体４及び下側装置本置５に取り付けた状態で第２差込部３０の表面が第１プロテクタ部材１５Ａの表面より低くなっている。故に、テープ作成装置１が落下した際、第１プロテクタ部材１５Ａが、第２差込部３０よりも先に落下先の床等に当接するので、第２差込部３０が押し込まれて背面カバー３が外れる虞は無い。

次に、このように構成されるテープ作成装置１の制御系について図４を参照して説明する。図４は本実施形態に係るテープ作成装置の電池特性検出機構の全体構造を示す全体図である。本実施形態に係る電池特性検出機構３６は、制御基板部３７と、直列に接続された６個の電池３８と、負荷３９への電源供給を制御する第１スイッチ４０と、抵抗４１、４２、４３、４４と、各抵抗及び制御基板部３７への電源供給を制御する第２スイッチ４５及び第３スイッチ４６と、制御基板部３７にかかる電圧を調整する定電圧回路４７から構成されている。更に、電池特性検出部３７は、液晶ディスプレイ９と、電圧を測定する第１Ａ／Ｄ入力４８及び第２Ａ／Ｄ入力４９と、電圧を比較する電圧比較回路５０と、各機器を制御するＣＰＵ５１とから構成されている。

前記第２スイッチ４５及び第３スイッチ４６は、テープ作成装置１の電源を入れるとともにオンされ、制御基板部３７へ電源を供給する。また、テープ作成装置１の電源を切断する際にオフ制御されるものである。
また、前記第１スイッチ４０は、ＣＰＵ５１に接続され、ＣＰＵ５１により前述の印刷処理に付いてオン制御され、印刷処理以外のその他の処理においてオフ制御されるものである。
前記負荷３９は、サーマルヘッド２２及び前述のテープ搬送機構に含まれる駆動モータから構成され、後述の印刷処理において第１スイッチ４０がオン状態に制御されることにより電池３８の電力が供給され、印刷処理以外においては第１スイッチ４０がオフ状態に制御されることにより電池３８の電力が供給されないものである。

前記抵抗４１、４２は直列に接続され、且つ、６個の電池と第２スイッチ４５を介して並列に接続されている。そして、抵抗４１と抵抗４２とは抵抗値が５：１の比率になるように設定されているので、抵抗４１と抵抗４２との間で、電池３８全体（６個分）の電圧（第１電圧）を１／６に分圧した電圧が検出される。前記第１Ａ／Ｄ入力４８は、抵抗４１と抵抗４２との間に接続され、第１電圧を１／６に分圧した電圧を測定する。この測定される電圧は、６個の電池に対する電池１本あたりの平均電圧となる。

更に、抵抗４３の一端は、６個の電池を３個ずつに分割する接続点５２に第３スイッチ４６を介して接続され、抵抗４３の他端は抵抗４４の一端に接続され、抵抗４４の他端は接地されている。そして、抵抗４３と抵抗４４とは抵抗値が２：１の比率になるように設定されているので、抵抗４３と抵抗４４との間で、接続点５２により分割された設置側３個分の電池３８の電圧（第２電圧）を１／３に分圧した電圧が検出される。前記第２Ａ／Ｄ入力４９は、抵抗４３と抵抗４４との間に接続され、第２電圧を１／３に分圧した電圧を測定する。この測定される電圧は、接続点５２により分割された接地側３個分の電池に対する電池一本あたりの平均電圧となる。従って、電池特性検出機構３６は、第１電圧及び第２電圧について、各抵抗４１、４２、４３、４４により電池１本あたりの平均電圧を測定することができる。

また定電圧回路４７は、電池特性検出部３７へかかる電圧を一定に調整する。尚、本実施形態においては５Ｖとなるように調整している。
尚、本実施形態に係る電池特性検出機構３６においては第２電圧として、３本分の電池３８の電圧を検出するために接続点５２を３本目と４本目の電池の間に設定しているが、抵抗４３、４４の抵抗値の比率を変化させることで第２電圧として１〜５本分の電池の電圧を検出するために接続するために接続点を１本目と２本目の電池３８の間から５本目と６本目の電池３８の間に任意設定することができる。もちろん、設定された接続された接続点５２に応じて、抵抗４３と抵抗４４との間に第２電圧に対する電池１本あたりの平均電圧が検出されるように、抵抗４３と抵抗４４の比率を変化させることは言うまでも無い。

上記第１Ａ／Ｄ入力４８と第２Ａ／Ｄ入力４９により測定された第１電圧及び第２電圧の平均電圧は、電圧比較回路５０により比較され、ＣＰＵ５１はその比較結果に基づき電池特性の判断をし、必要に応じて第１スイッチ４０、第２スイッチ４５及び第３スイッチ４６により電源供給を制御する。

次に、前記のように構成されるテープ作成装置１の動作について図５及び図６に基づき説明する。図５はテープ作成装置１のメインシステム制御プログラムのフローチャートである。
先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１において各メモリのクリア等の初期化が行なわれる。
Ｓ２においては、前記電池特性検出機構４０に基づいて特性の異なる電池が混在されているか否かの検出を行う電池特性検出処理が行なわれる。電池特性検出処理についての詳細は後述する。
Ｓ３では、キー配列部７のいずれかのキー６からキー入力があったかどうか判断され、キー入力がない場合（Ｓ３：ＮＯ）にはＳ２に移行し、キー入力があるまで待機する一方、キー入力がある場合（Ｓ３：ＹＥＳ）にはＳ４に移行する。

Ｓ４において、入力されたキーが印刷キーかどうか判断され、印刷キーの場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には入力されたデータに基づいて印刷処理が行なわれた（Ｓ５）後Ｓ２に戻る。また、印刷しない場合（Ｓ４：ＮＯ）には、入力されたキーに対応する他の処理、例えば、文章データの入力、削除、及び編集等が行なわれた（Ｓ６）後Ｓ２に戻る。

続いて、前記Ｓ５の印刷処理について図６を参照しつつ説明する。図６は印刷制御プログラムのフローチャートである。
先ず、Ｓ１０において、印刷が開始される。具体的には、印刷のためのドットパターンを作成し、１ドットラインずつサーマルヘッド２２にてテープ１２に印刷する。そして、印刷中において電池特性検出処理を行う（Ｓ１１）。電池特性検出処理についての詳細は後述する。
Ｓ１２では、印刷が終了したかの判断が行われ、印刷が終了していない場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、印刷を続行するためにＳ１１に移行する。一方、印刷が終了した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、Ｓ１３に移行する。
尚、本実施形態においては印刷中の電池特性検出処理（Ｓ１１）は１ラインの印刷毎に行われるが、１ライン毎以外にも任意のライン数の印刷毎に行うことも可能である。

Ｓ１３では、テープ排出処理が行われる。ここでは、サーマルヘッド２２を介して印字されたテープ１２が搬送されテープ排出口１１より排出される。そして、カッターレバー１０を親指などで内側に押すことにより、テープ排出口１１から排出されたテープ１２を切断刃にて切断することができる。

ところで、一般的に電池電源は、起電力Ｅと内部抵抗ｒが直列接続された形の等価電圧源で表わすことができる。図７は電池を起電力と内部抵抗により模式的に表わした説明図である。
図７に示すように、電池５５は、起電力５６と内部抵抗５７とが直列接続された形で表わすことが可能である。起電力５６と内部抵抗５７は電池５５の種類によって、それぞれ決まった一定の値を有するものであり、図８において各種電池の電池１本あたりの起電力５６と内部抵抗５７の一例を示す。
その中で、アルカリ電池（一次電池）の起電力５６は１．５Ｖ、内部抵抗５７は０．４Ωである。マンガン電池（一次電池）の起電力５６は１．５Ｖ、内部抵抗５７は１.２Ωである。ニッケル水素電池（二次電池）の起電力５６は１．２Ｖ、内部抵抗５７は０．２Ωである。

従って、起電力５６と内部抵抗５７に関してそれぞれ異なる値を持つ各種電池においては、回路に流れる電流の量、即ち電池にかかる電流負荷の大小によって端子電圧に差が生じることとなる。以下に、その具体例についてアルカリ電池６０、マンガン電池６１、ニッケル水素電池６２を用いて説明する。図９（ａ）は、電流負荷が小さいときのアルカリ電池の端子電圧を示す説明図、図９（ｂ）は、電流負荷が大きいときのアルカリ電池の端子電圧を示す説明図である。図１０（ａ）は、電流負荷が小さいときのマンガン電池の端子電圧を示す説明図、図１０（ｂ）は、電流負荷が大きいときのマンガン電池の端子電圧を示す説明図である。図１１（ａ）は、電流負荷が小さいときのニッケル水素電池の端子電圧を示す説明図、図１１（ｂ）は、電流負荷が大きいときのニッケル水素電池の端子電圧を示す説明図である。

図９乃至図１１に示すように各種電池１本を負荷６３に接続した回路において、回路に流れる電流の量が小さい場合（今回の説明においては０．１Ａとする）には、各種電池の端子電圧は、アルカリ電池６０は１．４６Ｖ、マンガン電池６１は１．３８Ｖ、ニッケル水素電池６２は１．１８Ｖとなる。
従って、アルカリ電池６０とマンガン電池６１は電圧差が０．０８Ｖと微小なため、電圧を比較することでその判別は難しいが、アルカリ電池６０及びマンガン電池６１とニッケル水素電池６２とは、電圧差がそれぞれ０．２８Ｖ及び０．２０Ｖと大きいので容易にその判別をすることが可能である。

また、回路に流れる電流の量が大きい場合（今回の説明においては１．０Ａとする）には、各種電池の端子電圧は、アルカリ電池６０は１．１Ｖ、マンガン電池６１は０．３Ｖ、ニッケル水素電池６２は１．０Ｖとなる。
従って、アルカリ電池６０とニッケル水素電池６２は電圧差が０．１０Ｖと微小なためその判別は難しいが、アルカリ電池６０及びニッケル水素６２とマンガン電池６１とは、電圧差がそれぞれ０．８Ｖ及び０．７Ｖと大きいので容易にその判別をすることが可能である。

しかし、実際に複数の電池が接続された場合において、各電池を１本毎に測定して比較することは回路が大型化し、装置の携帯性を損なう結果となる。そこで、本実施形態では前記したように電池特性検出機構３６により、電池全体の電池１本あたりの平均電圧と任意の接続点における電池１本あたりの平均電圧とを比較することにより行っている。
以下に、実際に接続された電池内に電池特性が異なる電池が混在した場合において、電池全体の電圧と３本分の電池の電圧をそれぞれ測定することにより、電池の混在を検出する検出機構の例を示す。
先ず、直列に接続された６本の電池内にアルカリ電池５本とマンガン電池１本がそれぞれ混在している場合について、図１２乃至図１４を用いて説明する。図１２はアルカリ電池とマンガン電池が混在している場合を示す電池付近の回路図である。図１３はアルカリ電池とマンガン電池が混在している場合を示す回路図である。図１４はアルカリ電池とマンガン電池が混在している場合の各電圧値を示す図である。

図１２に示すように、５本のアルカリ電池６０及び１本のマンガン電池６１が直列に接続された場合において、アルカリ電池６０及びマンガン電池６１を含めた６本の電池全体の電圧と、接続点５２によって分割された低電位側の３本分の電池電圧をそれぞれ測定する。
その際、アルカリ電池６０のみで構成された３本分の電池（点６４、６５間）の起電力の合計は４．５Ｖとなり、内部抵抗の合計は１．２Ωである。一方、マンガン電池６０が含まれた３本分の電池（点６５、６６間）の起電力の合計は４．５Ｖとなり、内部抵抗の合計は２．０Ωである。よって上記電源を等価電圧電源で表わすと、図１３に示すように起電力６７、６８と、内部抵抗６９、７０とにより表わすことができる。
従って、図１４に示すようにアルカリ電池６０及びマンガン電池６１を含めた６本の電池全体の電圧（点６４、６６間の電圧）Ｖａは、回路に流れる電流Ｉａが小さい場合（０．１Ａ）には８．６８Ｖとなる。また、接続点５２によって分割されたマンガン電池６１を含む低電位側の３本分の電池電圧（点６５、６６間の電圧）Ｖｂは４．３Ｖとなる。そして、回路に流れる電流Ｉａが大きい場合（１．０Ａ）には、それぞれＶａは５．８Ｖ、Ｖｂは２．５Ｖとなる。

ここで、各電圧Ｖａ及びＶｂの電池１本あたりの平均電圧Ｖ１及びＶ２を計算すると、回路に流れる電流Ｉａが小さい場合（０．１Ａ）にはＶ１は１．４５Ｖ、Ｖ２は１．４３Ｖとなる。更に、回路に流れる電流Ｉａが大きい場合（１．０Ａ）にはＶ１は０．９７Ｖ、Ｖ２は０．８３Ｖとなる。
そして、更に平均電圧Ｖ１及びＶ２の電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜を求めると、回路に流れる電流Ｉａが小さい場合（０．１Ａ）には｜Ｖ１−Ｖ２｜は０．０２Ｖとなり、回路に流れる電流Ｉａが大きい場合（１．０Ａ）には０．１４Ｖとなる。

次に、直列に接続された６本の電池の中にアルカリ電池５本とニッケル水素電池１本がそれぞれ混在している場合について図１５乃至図１７を用いて説明する。図１５はアルカリ電池とニッケル水素電池が混在している場合を示す電池付近の回路図である。図１６はアルカリ電池とニッケル水素電池が混在している場合を示す回路図である。図１７はアルカリ電池とニッケル水素電池が混在している場合の各電圧値を示す図である。

図１５に示すように、５本のアルカリ電池６０及び１本のニッケル水素電池６２が直列に接続された場合における、アルカリ電池６０及びニッケル水素電池６２を含めた６本の電池全体の電圧と、接続点５２によって分割された低電位側の３本分の電池電圧をそれぞれ測定する。
その際、アルカリ電池６０のみで構成された３本分の電池（点６４、６５間）の起電力の合計は４．５Ｖとなり、内部抵抗の合計は１．２Ωである。一方、ニッケル水素電池６２が含まれた３本分の電池（点６５、６６間）の起電力の合計は４．２Ｖとなり、内部抵抗の合計は１．０Ωである。よって上記電源を等価電圧電源で表わすと、図１６に示すように起電力７１、７２と、内部抵抗７３、７４とにより表わすことができる。
従って、図１７に示すようにアルカリ電池６０及びニッケル水素電池６２を含めた６本の電池全体の電圧（点６４、６６間の電圧）Ｖｃは、回路に流れる電流Ｉｂが小さい場合（０．１Ａ）には８．４８Ｖとなる。また、接続点５２によって分割されたニッケル水素電池６２を含む低電位側の３本分の電池電圧（点６５、６６間の電圧）Ｖｄは４．１Ｖとなる。そして、回路に流れる電流Ｉｂが大きい場合（１．０Ａ）には、それぞれＶｃは６．５Ｖ、Ｖｄは３．２Ｖとなる。

ここで、各電圧Ｖｃ及びＶｄの電池１本あたりの平均電圧Ｖ１及びＶ２を計算すると、回路に流れる電流Ｉｂが小さい場合（０．１Ａ）にはＶ１は１．４１Ｖ、Ｖ２は１．３７Ｖとなる。更に、回路に流れる電流Ｉｂが大きい場合（１．０Ａ）にはＶ１は１．０８Ｖ、Ｖ２は１．０７Ｖとなる。
そして、更に平均電圧Ｖ１及びＶ２の電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜を求めると、回路に流れる電流Ｉｂが小さい場合（０．１Ａ）には｜Ｖ１−Ｖ２｜は０．０４Ｖとなり、回路に流れる電流Ｉｂが大きい場合（１．０Ａ）には０．０１Ｖとなる。
尚、ここで使用している第１Ａ／Ｄ入力４８及び第２Ａ／Ｄ入力４９の電圧読取分解能は約０．０１Ｖである。

以上より、仮に許容電圧差ΔＶとして０．０３Ｖの値を設定し、平均電圧Ｖ１及びＶ２の電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜がその値を越えた際に、その混在を検出するとすれば、電流値が低い場合、即ち電池に係る電流負荷が小さい時には、アルカリ電池６０とニッケル水素電池６２が混在している場合において求めた平均電圧Ｖ１及びＶ２の電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜が０．０４Ｖとなり、値が許容電圧差ΔＶの値を超えるので、その混在の検出が可能となる。
また、電流値が大きい場合、即ち電池に係る電流負荷が大きい時には、アルカリ電池６０とマンガン電池６２が混在している場合において求めた平均電圧Ｖ１及びＶ２の電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜が０．１４Ｖとなり、値が許容電圧差ΔＶの値を超えるので、その混在の検出が可能となる。

従って、印刷処理前の電池特性検出処理（Ｓ２）においては、電池の電圧を比較することにより、電流値が低い場合における電圧特性の異なる電池、即ち、電池にかかる電流負荷が小さい時に、電圧が異なる電池の混在を検出することが可能であるので、例えば、ニッケル水素電池とアルカリ電池の混在を検出することができる。
また、印刷中において、特に文字サイズの大きい文字を印刷する場合には電池４１に通常より多くの電流が流れ、電池３８にかかる電流負荷が高くなる。従って、印刷中の電池特性検出処理（Ｓ１１）においては、電池の電圧を比較することにより、電流値が高い場合における電圧特性の異なる電池、即ち、電池にかかる電流負荷が大きい時に電圧が異なる電池の混在を検出することが可能であるので、例えば、アルカリ電池とマンガン電池の混在を検出することができる。
更に、使用時間の異なる電池が混在されている場合（例えば、未使用の電池の中に使用済みの電池が混在されていた場合等）においても、電流負荷が大きい場合には使用時間が長い電池は短い電池に比べて端子電圧が下がるため、電圧を比較することによって使用時間の異なる電池の混在を検出することが可能である。

続いて、前記Ｓ２及びＳ１１の電池特性検出処理について図１８を参照しつつ説明する。図１８は電池特性検出処理プログラムのフローチャートである。
先ず、Ｓ２０において第１Ａ／Ｄ入力４８は、直列接続された電池３８全体の第１電圧を抵抗４１、４２によって分圧した電池１本あたりの平均電圧Ｖ１を検出する。同様に、第２Ａ／Ｄ入力４９は、直列接続された任意の接続点より設置側電池の第２電圧を抵抗４３、４４によって分圧した電池１本あたりの平均電圧Ｖ２を検出する。その後、Ｓ２１に移行する。
Ｓ２１では電圧比較回路５０にて第１電圧の平均電圧Ｖ１と第２電圧の平均電圧Ｖ２との電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜を、予め定められた許容電圧差ΔＶと比較する。その結果、電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜が許容電圧差ΔＶ以内である場合には、電圧比較信号「０」をＣＰＵ５１に対して発信し、許容電圧差ΔＶ以上である場合には、電圧比較信号「１」をＣＰＵ５１に対して発信する（Ｓ２２）。また通常、許容電圧差ΔＶは０．０３Ｖであり、この値はＣＰＵ５１に接続されている不揮発性メモリに記憶されている。

そして、ＣＰＵ５１にて電圧比較信号が読込まれ（Ｓ２３）、電圧比較信号に基づいて電池特性が判断される（Ｓ２４）。そして、電圧比較回路５０から出力された電圧比較信号が「０」である場合には、電池特性の異なる電池は混在していないと判断され（Ｓ２４：ＹＥＳ）、動作は継続される（Ｓ２５）。一方、電圧比較回路５０から出力された電圧比較信号が「１」である場合には、電池特性の異なる電池が混在していると判断され（Ｓ２４：ＮＯ）、第１スイッチ４０をオフ制御することで負荷３９への電源供給を止め、現在の動作を中断する（Ｓ２６）。更に、その後、液晶ディスプレイ９に警告メッセージを１０秒間表示される（Ｓ２７）。実際に液晶ディスプレイ９に表示させる警告メッセージとしては例えば、「電池確認」、「ＣｈｅｃｋＢａｔｔｅｒｉｅｓ」、「電池異常」、「電池混在」、「電池交換」といったものがある。尚、表示の詳細な意味の説明においては、テープ作成装置１の取扱説明書に掲載される。
そして、警告メッセージを表示した後に、第２スイッチ４５及び第３スイッチ４６をオフ制御することによりテープ作成装置１の電源が完全に切断される（Ｓ２８）。従って、操作者は電源が切断される前に電池特性の異なる電池が混在していること、及び安全のため電源を切断することを、液晶ディスプレイ９を通して事前に知ることができる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。本実施形態では電池特性検出処理をキー入力前と印刷中に行っているが、印刷終了後や駆動モータの起動時等に行うことも可能である。

以上詳細に説明した通り本実施形態に係るテープ作成装置１では、直列接続された複数の電池３８全体の第１電圧の電池１本あたりの平均電圧Ｖ１と接続点５２における電池３８の第２電圧の電池１本あたりの平均電圧Ｖ２とを検出し（Ｓ２０）、平均電圧Ｖ１と平均電圧Ｖ２との電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜と許容電圧差ΔＶとを比較することにより（Ｓ２１）、特性の異なる電池３８が混在すると判断された場合（Ｓ２４：ＮＯ）には、動作を中断する（Ｓ２６）とともに電源を切断する（Ｓ２８）ので、電池収納部２７に収納された電池３８に特性の異なる電池が混在された状態で使用を継続することによって生じる虞のあるテープ作成装置１の動作異常、及び電池３８の液漏れを防止し、安全に使用することが可能である。また、電源を切断する前に液晶ディスプレイ９上に警告メッセージを表示するので、操作者は電池収納部２７に収納された電池３８に特性の異なる電池が混在されていること、及び安全のために装置の電源が切断されることを事前に知ることができる。
また、電池特性の判断（Ｓ２４）を、電池３８にかかる電流負荷が小さいときと大きいときにそれぞれ行うことにより、公称電圧、電池の形式（例えばマンガン電池とアルカリ電池）、残容量等の様々な特性が異なる電池が混在されているか否かの検出を行うことが可能である。

本実施形態に係るテープ作成装置の概略外観斜視図である。本実施形態に係るテープ作成装置の背面側からの概略外観斜視図である。本実施形態に係るテープ作成装置の下側装置本体内部の斜視図である。本実施形態に係る電池特性検出機構を示す全体図である。本実施形態に係るテープ作成装置のメインシステム制御プログラムのフローチャートである。本実施形態に係るテープ作成装置の印刷制御プログラムのフローチャートである。電池を起電力と内部抵抗により模式的に表わした説明図である。各種電池の起電力と内部抵抗の一例を示した図である。（ａ）は、電流負荷が小さいときのアルカリ電池の端子電圧を示す説明図である。（ｂ）は、電流負荷が大きいときのアルカリ電池の端子電圧を示す説明図である。（ａ）は、電流負荷が小さいときのマンガン電池の端子電圧を示す説明図である。（ｂ）は、電流負荷が大きいときのマンガン電池の端子電圧を示す説明図である。（ａ）は、電流負荷が小さいときのニッケル水素電池の端子電圧を示す説明図である。（ｂ）は、電流負荷が大きいときのニッケル水素電池の端子電圧を示す説明図である。アルカリ電池とマンガン電池が混在している場合を示す電池付近の回路図である。アルカリ電池とマンガン電池が混在している場合を示す回路図である。アルカリ電池とマンガン電池が混在している場合の各電圧値を示す図である。アルカリ電池とニッケル水素電池が混在している場合を示す電池付近の回路図である。アルカリ電池とニッケル水素電池が混在している場合を示す回路図である。アルカリ電池とニッケル水素電池が混在している場合の各電圧値を示す図である。本実施形態に係るテープ作成装置における電池特性検出処理プログラムのフローチャートである。

符号の説明

１テープ作成装置
９液晶ディスプレイ
３６電池特性検出機構
３８電池
４８第１Ａ／Ｄ入力
４９第２Ａ／Ｄ入力
５０電圧比較回路
５１ＣＰＵ
５２接続点
６０アルカリ電池
６１マンガン電池
６２ニッケル水素電池

Claims

直列接続された複数の電池から電力を供給されて駆動される電子機器において、
前記複数の電池を１セル単位で交換可能な電池収納部と、
前記直列接続された電池全体の第１電圧及び直列接続された任意の接続点における電池の第２電圧を検出する検出手段と、
前記電池にかかる電流負荷が小さいときに前記電池収納部に収納された複数の電池に一次電池と二次電池が混在しているか否かを前記第１電圧と前記第２電圧と各種電池の公称電圧とに基づいて判断する第１判断手段と、
前記電池にかかる電流負荷が大きいときに前記電池収納部に収納された複数の電池に複数種類の電池が混在しているか否かを前記第１電圧と前記第２電圧と各種電池の内部抵抗に起因する端子電圧の違いとに基づいて判断する第２判断手段と、を備えたことを特徴とする電子機器。
前記検出手段により検出された第１電圧から電池１本あたりの第１平均電圧を取得し、前記検出手段により検出された第２電圧から電池１本あたりの第２平均電圧を取得する平均電圧取得手段と、
前記第１平均電圧と第２平均電圧とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に基づき電池の特性を判断する判断手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記比較手段により、前記判断手段が前記第１平均電圧と前記第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以内であると判断した場合には動作を継続し、第１平均電圧と第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以上であると判断した場合には、電池からの電力供給を切断することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
ディスプレイを備え、
前記判断手段は、前記第１平均電圧と前記第２平均電圧との電圧差が許容電圧差以上であると判断した場合、前記ディスプレイ上に警告を表示することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電子機器。