JP5002382B2 - 蓄電装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、充放電が可能な複数の蓄電セルを直列に接続した蓄電装置、その蓄電装置の電力を使用する複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合した複合機等の画像形成装置、及び蓄電装置の充電制御方法に関するものである。

充放電が可能な蓄電セルとして、電気二重層コンデンサは、大容量で、充放電サイクル特性にも優れているが、耐電圧が低いので、画像形成装置の補助電源として用いる場合には、電気二重層コンデンサの複数個を直列に接続して高耐圧化を図って使用している。

複数個の電気二重層コンデンサを直列に接続する場合、電気二重層コンデンサの使用個数を極力少なくするために、耐圧規格値を超えない限界電圧まで充電して使用するが、直列に接続した電気二重層コンデンサの複数個からなるキャパシタバンクによって充放電を行うと、各電気二重層コンデンサの間で、静電容量や漏れ抵抗などの特性にバラツキがあるので、各電気二重層コンデンサの端子間電圧に差が生じ、個々の充電電圧が耐電圧以上に上昇することが起こる。これは、寿命の劣化を招来する。

そのため、このキャパシタバンクの充電制御では、個々の電気二重層コンデンサの充電電圧が耐圧を超えないように制御して充電する方法、つまり、全ての電気二重層コンデンサにおいて均等に充電できるようにして、各電気二重層コンデンサの容量を最大限に利用する方法が採用されている。

すなわち、電気二重層コンデンサ毎に、バイパス回路を配置し、基準電圧まで充電すると、充電電流をバイパスして当該電気二重層コンデンサの過充電を防止する措置を講じている。そして、充電制御回路が、フォトカプラを通して各バイパス回路の動作状態を監視して、複数の電気二重層コンデンサのいずれかのバイパス状態と、全ての電気二重層コンデンサのバイパス状態とを検出できるようにし、それぞれに応じた充電制御を行うようにする方法である。以下に、具体例を示す。

例えば、特許文献１では、各電気二重層コンデンサの両端電圧が上記した特性バラツキによって異なる問題を解決するために、１個の電気二重層コンデンサに対し２個のフォトカプラを設置し、一方のフォトカプラは、充電制御回路側の判断で各バイパス回路がバイパスする充電電流の大きさをそれぞれ制御するのに用い、他方のフォトカプラは、対応するバイパス回路が動作状態を充電制御回路に伝達するのに用いる技術が開示されている。この他方のフォトカプラのフォトトランジスタを、それぞれ充電制御回路に並列に接続して、充電制御回路が、複数の電気二重層コンデンサのいずれかのバイパス状態と、全ての電気二重層コンデンサのバイパス状態とを検出できるようになっている。

また、例えば、特許文献２では、１個の電気二重層コンデンサに対し２個のフォトカプラを設置し、双方のフォトカプラの発光ダイオードは、対応するバイパス回路が同一に発光・非発光の制御を行うが、一方のフォトカプラのフォトトランジスタは、それぞれ充電制御回路に並列に接続し、他方のフォトカプラのフォトトランジスタは互いに直列に接続してその直列回路の両端を充電制御回路に接続することで、充電制御回路が、複数の電気二重層コンデンサのいずれかのバイパス状態と、全ての電気二重層コンデンサのバイパス状態とを検出できるようにする技術が開示されている。

特許第３４９１８７６号公報 特開２００５−２５３２８９号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に開示される技術では、各電気二重層コンデンサのバイパス状態の有無を個別にフォトカプラを通して充電制御回路に伝達し、充電制御回路が、複数の電気二重層コンデンサのいずれかのバイパス状態と、全ての電気二重層コンデンサのバイパス状態とを検出する構成を採るので、使用する電気二重層コンデンサの数が増えるのに伴い、バイパス状態の有無を個別に通知するフォトカプラの数が増えるので、コストアップになるという問題がある。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、各蓄電セルのバイパス状態を充電制御回路に通知するのに用いる部品の数を大幅に低減できる構成とし、コストダウンが図れる蓄電装置、前記蓄電装置を使用する画像形成装置、及び充電制御方法を得ることを目的とする。

上述した目的を達成するために、この発明は、充放電が可能な複数の蓄電セルを直列に接続したセルバンクと、前記セルバンクを対象に充電制御を行う充電制御回路と、前記蓄電セル個々の充電電圧を検出し所定値を超える蓄電セルでは充電電流をバイパスする複数のバイパス回路とを備える蓄電装置において、前記複数のバイパス回路のいずれもがバイパス動作を行っていない場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記複数のバイパス回路のいずれかがバイパス動作を行った場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第１の検出手段と、前記複数のバイパス回路と１対１の関係で前記セルバンクの両端間に直列に接続された複数のスイッチング回路からなるスイッチング回路群であって、各スイッチング回路が、対応するバイパス回路がバイパス動作を行っていない場合はＯＦＦ動作を行い、対応するバイパス回路がバイパス動作を行った場合はそのバイパスされた充電電流に基づいてＯＮ動作を行うスイッチング回路群と、前記スイッチング回路群の前記セルバンクの高電位側との接続端の電位が、所定の電位より高電位状態にある場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記所定の電位より低電位である場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第２の検出手段と、を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、いずれかの蓄電セルがバイパス状態になったことを検出する手段と全ての蓄電セルがバイパス状態になったことを検出する手段との２つの検出手段を備えるだけであるので、充電制御回路にセルバンクの状態を通知する際に必要となる部品数は、蓄電セルの数と無関係に２つとなり、大幅に部品点数を減らすことができ、コストダウンが図れるという効果を奏する。

また、充電制御回路は、定電流充電と間欠充電の制御においては、セルバンクの個々の蓄電セルの状態を判断する必要がなく、単に、セルバンク側から通知される２つの信号に従って充電制御を実施すればよいので、制御態様の簡素化が図れる。この点からも、同様にコストダウンが図れるという効果を奏する。

以下に図面を参照して、この発明にかかる蓄電装置、画像形成装置、及び充電制御方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による蓄電装置の構成を示すブロック図である。図１では、充放電可能な蓄電セルとして、電気二重層コンデンサ（以降、「キャパシタセル」と記す）を用いた蓄電装置の構成例が示されている。

図１において、キャパシタバンク９は、例えば、１８個のキャパシタセルＣ１〜Ｃ１８を直列に接続した構成であり、１８個のキャパシタセルＣ１〜Ｃ１８の直列回路においてキャパシタセルＣ１側が正極端で、キャパシタセルＣ１８側が負極端となっている。

充電制御回路７は、交流電源ＡＣから直流電力を変換生成し、その正極端と負極端との間に所定の直流電圧を出力する。

キャパシタバンク９の正極端は、充電制御回路７の正極端に直接接続され、キャパシタバンク９の負極端は、接地（ＧＮＤ）に接続されるとともに、充電電流検出回路６を介して充電制御回路７の負極端に接続されている。つまり、充電電流検出回路６は、帰還する充電電流１３を検出して充電制御回路７に与えるようになっている。また、充電制御回路７の正極端と負極端との間に、キャパシタバンク電圧検出回路５が接続されている。キャパシタバンク電圧検出回路５は、検出したキャパシタバンク９の電圧（充電電圧）１２を充電制御回路７に与えるようになっている。

さて、キャパシタバンク９の１８個のキャパシタセルＣ１〜Ｃ１８には、それぞれバイパス回路１が設けられている。各バイパス回路１は、単セル満充電検出回路１ａと、スイッチング回路１ｂと抵抗器Ｒ６の直列回路との並列回路で構成され、その並列回路の両端が対応する１つのキャパシタセルの両端に接続されている。スイッチング回路１ｂは、単セル満充電検出回路１ａの検出信号の値に応じてＯＮ動作とＯＦＦ動作の一方の動作を行う。

具体的には、スイッチング回路１ｂは、単セル満充電検出回路１ａが単セル満充電電圧（例えば２．５Ｖ）を検出するまでは、ＯＦＦ動作を行い、単セル満充電検出回路１ａが単セル満充電電圧を検出すると、ＯＮ動作を行うようになっている。これによって、スイッチング回路１ｂと抵抗器Ｒ６の直列回路が対応するキャパシタセルの両端間を短絡し、キャパシタセルＣ１で言えば、キャパシタセルＣ１への充電電流のうち、抵抗器Ｒ６の抵抗値で定める充電電流がスイッチング回路１ｂと抵抗器Ｒ６の直列回路によるバイパス路Ａを流れる。すると、スイッチング回路１ｂと抵抗器Ｒ６との接続端にバイパス路Ａを流れるバイパス電流に応じた電圧が現れる。つまり、スイッチング回路１ｂと抵抗器Ｒ６との接続端における電圧の発生有無が、当該バイパス回路のバイパス動作有無を示す指標となっている。

キャパシタバンク９の正極端側に一端が接続される抵抗器Ｒ１１の他端には、フォトカプラ４の発光ダイオード４ａのアノードが接続され、発光ダイオード４ａのカソードと接地（ＧＮＤ）との間にスイッチング回路３が設けられている。このスイッチング回路３の制御端には、１８個のダイオードＤ２１〜Ｄ３８の各カソードが並列に接続され、この１８個のダイオードＤ２１〜Ｄ３８の各アノードは、１８個のバイパス回路１それぞれにおけるスイッチング回路１ｂと抵抗器Ｒ６との接続端に１対１の関係で接続されている。

一方、フォトカプラ４のフォトトランジスタ４ｂは、コレクタ電極が抵抗器Ｒ１２を介して別の固定電源に接続され、エミッタ電極が接地（ＧＮＤ）に接続されている。フォトカプラ４のフォトトランジスタ４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１２との接続端から充電制御回路７に対して、単セル満充電信号１０が出力される。

つまり、フォトカプラ４は第１のフォトカプラに対応し、スイッチング回路３は第１のスイッチング回路に対応し、それらの全体が第１の検出手段を構成している。

このフォトカプラ４とスイッチング回路３の構成では、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス動作をしていない場合は、スイッチング回路３はＯＦＦ動作を行うようになっているので、発光ダイオード４ａは電流が流れず発光動作を行わない。したがって、フォトカプラ４のフォトトランジスタ４ｂはＯＮ動作せず、そのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１２との接続端は、別の固定電源による高電位になる。

一方、１８個のバイパス回路１のいずれか１つでもバイパス動作を行うと、スイッチング回路３はＯＮ動作を行うことになるので、発光ダイオード４ａは電流が流れて発光動作を行い、フォトカプラ４のフォトトランジスタ４ｂがＯＮ動作を行う。これによって、フォトトランジスタ４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１２との接続端は、接地電位の低電位になる。

要するに、フォトカプラ４のフォトトランジスタ４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１２との接続端の電位は、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス状態に無い場合は、固定の高電位レベルであるが、１８個のバイパス回路１のいずれか１つでもバイパス動作を行うと、低電位レベルに変化し、その後、その低電位レベルを１８個のバイパス回路１のいずれか１つでもバイパス状態である限り継続する。これが、単セル満充電信号１０の内容であり、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス状態にある場合には、低電位レベルである。

また、キャパシタバンク９の正極端側に一端が接続される抵抗器Ｒ８の他端とキャパシタバンク９の負極端側との間に、１８個のスイッチング回路２の直列回路が設けられている。１８個のスイッチング回路２は、１８個のバイパス回路１と１対１の関係にあり、それぞれ、スイッチング回路１ｂと抵抗器Ｒ６との接続端における電圧の発生有無が制御信号として入力している。この１８個のスイッチング回路２の直列回路は、スイッチング回路群に対応している。以降、この１８個のスイッチング回路２の直列回路は、スイッチング回路群２と略称する。

キャパシタバンク９の正極端側に一端が接続される抵抗器Ｒ１３の他端には、フォトカプラ１４の発光ダイオード１４ａのアノードが接続され、発光ダイオード１４ａのカソードと接地（ＧＮＤ）との間にスイッチング回路８が設けられている。このスイッチング回路８の制御端は、スイッチング回路群２のキャパシタバンク９の正極端側と抵抗器Ｒ８の他端との接続端に接続されている。

一方、フォトカプラ１４のフォトトランジスタ１４ｂは、コレクタ電極が抵抗器Ｒ１４を介して別の固定電源に接続され、エミッタ電極が接地（ＧＮＤ）に接続されている。フォトカプラ１４のフォトトランジスタ１４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１４との接続端から充電制御回路７に対する全セル満充電信号１１が出力される。

つまり、フォトカプラ１４は第２のフォトカプラに対応し、スイッチング回路８は第２のスイッチング回路に対応し、前記の１８個のスイッチング回路２の直列回路（スイッチング回路群）を含めた全体が第２の検出手段を構成している。

抵抗器Ｒ８と、スイッチング回路群２と、フォトカプラ１４と、スイッチング回路８との構成では、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス動作をしていない場合は、スイッチング回路８は、制御端にキャパシタバンク９の正極端電位が印加されるので、ＯＮ動作を行うようになっている。これによって、発光ダイオード１４ａは電流が流れて発光動作を行うので、フォトカプラ１４のフォトトランジスタ１４ｂがＯＮ動作を行い、そのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１４との接続端は、接地電位の低電位になる。

一方、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス動作を行う場合は、スイッチング回路８は、スイッチング回路群２がＯＮ動作を行うことで、制御端に接地電位が印加されるので、ＯＦＦ動作を行うようになっている。これによって、発光ダイオード１４ａは電流が流れず発光動作を行わないので、フォトカプラ１４のフォトトランジスタ１４ｂもＯＮ動作せず、そのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１４との接続端は、別の固定電源による高電位になる。

要するに、フォトカプラ１４のフォトトランジスタ１４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１４との接続端の電位は、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス状態に無い場合場合には、低電位レベルにあり、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス状態になると、高電位レベルに変化し、その後、１８個のバイパス回路１の全てがバイパス状態にある限り、その高電位レベルを維持し、１８個のバイパス回路１の１つでもバイパス状態でなくなると、低電位レベルになる。これが、全セル満充電信号１１の内容である。

なお、図１では、フォトカプラ１４のフォトトランジスタ１４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１４との接続端における全セル満充電信号１１は、単セル満充電信号１０とは、逆の電位レベルになるので、充電制御回路７での判断態様を単セル満充電信号１０と同じにするため、インバータ１５にて反転してから充電制御回路７に入力するようにしている。

充電制御回路７は、充電電圧検出信号１２、充電電流検出信号１３、単セル満充電信号１０、及び全セル満充電信号１１を受けて、プログラム制御によってキャパシタバンク９に、定電流充電、定電力充電、間欠定電圧充電または間欠定電流充電を選択して実施することで、キャパシタバンク９の各キャパシタセルを均等に充電することを行う。

次に、キャパシタバンク９の個々のキャパシタセルの充電状態から充電制御回路７に与える１つの単セル満充電信号１０、及び１つの全セル満充電信号１１を生成する回路の全体を均等化回路と称して、その具体的な構成について説明する。図２は、図１に示す蓄電装置における均等化回路の具体的な構成例を示す回路図である。

図２において、１８個のバイパス回路１は、それぞれ、図１に示したダイオードＤ１が接続されるトランジスタＱ１、抵抗器Ｒ１〜Ｒ５、シャントレギュレータＸ１、及び図１に示した抵抗器Ｒ６等によって構成されている。図１に示した単セル満充電検出回路１ａは、抵抗器Ｒ１，Ｒ２からなる分圧回路とシャントレギュレータＸ１とによって実現される。また、図１に示したスイッチング回路１ｂは、ダイオードＤ１が接続されるトランジスタＱ１によって実現される。

キャパシタセルＣ１の例で言えば、抵抗器Ｒ１，Ｒ２は、キャパシタセルＣ１の両端子間に直列に接続されているので、抵抗器Ｒ１，Ｒ２の直列回路は、キャパシタセルＣ１の端子電圧を分圧する分圧回路になっている。この抵抗器Ｒ１，Ｒ２からなる分圧回路の分圧電圧がシャントレギュレータＸ１の制御端子に入力されるので、キャパシタセルＣ１の端子電圧が所定の電圧に充電されると、シャントレギュレータＸ１はＯＮ動作する。

シャントレギュレータＸ１がＯＮ動作すると、トランジスタＱ１のベース電極に抵抗器Ｒ４を通してベース電流が流れてトランジスタＱ１がＯＮ動作する。トランジスタＱ１がＯＮ動作すると、抵抗器Ｒ６の抵抗値で決まるキャパシタセルＣ１の充電電流がバイパス路Ａに流れる。

また、図１に示したスイッチング回路群２における各スイッチング回路は、それぞれ、トランジスタＱ２、抵抗器Ｒ７で構成されている。すなわち、抵抗器Ｒ６に電流が流れて降下電圧が発生すると、トランジスタＱ２は、抵抗器Ｒ７を通してベース電流が供給されてＯＮ動作する構成である。

また、図１に示したスイッチング回路３は、トランジスタＱ３と、トランジスタＱ３のベース電極と接地との間に直列に接続される抵抗器Ｒ９，Ｒ１０とで構成され、抵抗器Ｒ９，Ｒ１０の接続端に、１８個のダイオードＤ２１〜Ｄ３８のカソードが並列に接続されている。これによって、トランジスタＱ３は、１８個のバイパス回路１のいずれか１つでもバイパス状態になると、ＯＮ動作を行うので、フォトカプラ４のフォトトランジスタ４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１２との接続端から充電制御回路７に対して出力される単セル満充電信号１０が、高電位レベルから低電位レベルに立ち下がることで、充電制御回路７に、バイパス状態発生を通知することができる。

また、図１に示したスイッチング回路８は、トランジスタＱ４と、抵抗器Ｒ２５，２６と、ツェナーダイオードＺ１とで構成されている。抵抗器２６は、トランジスタＱ４のベース電極と接地との間に設けられている。抵抗器Ｒ２５は、一端がトランジスタＱ４のベース電極に接続され、他端がツェナーダイオードＺ１のアノードに接続されている。ツェナーダイオードＺ１のカソードは、１８個のトランジスタＱ２の直列回路のキャパシタバンク９の正極端側と抵抗器Ｒ８の他端との接続端に接続されている。ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧は、１８個のトランジスタＱ２の全てがＯＮ動作状態にあるときの総和ＯＮ電圧よりも高い電圧である。

この構成によれば、１８個のトランジスタＱ２の全てがＯＮ動作状態に無い場合は、トランジスタＱ４は、ベース電位がキャパシタバンク９の正極側電圧の近くまで上昇することで、ＯＮ動作を行うので、フォトカプラ１４がＯＮ動作を行い、フォトトランジスタ１４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１４との接続端の電位は、低電位レベルになる。

そして、１８個のトランジスタＱ２の全てがＯＮ動作状態になると、ツェナーダイオードＺ１のカソードには、１８個の直列接続トランジスタＱ２の総和ＯＮ電圧が印加されるが、ツェナーダイオードＺ１は動作しないので、トランジスタＱ４は、ベース電位が抵抗器２６によって接地電位に引き込まれるので、確実にＯＦＦ動作を行うことができる。これによって、フォトカプラ１４のフォトトランジスタ１４ｂのコレクタ電極と抵抗器Ｒ１４との接続端の電位は、低電位レベルから別の固定電源による高電位レベルになる。

したがって、インバータ１５の出力端から充電制御回路７に対して出力される全セル満充電信号１１が、低電位レベルから高電位レベルに立ち上がることで、充電制御回路７に対して、キャパシタバンク９の全キャパシタセルが満充電状態になったことを通知することができる。

次に、図１、図２を参照しつつ図３に沿って、充電制御回路７がプログラム制御によって行う充電制御動作について説明する。なお、図３は、図１に示す蓄電装置における充電制御動作を説明するフローチャートである。なお、処理手順を示すステップは、ＳＴと略記する。

図３において、ＳＴ１では、充電制御回路７が当該蓄電装置について充電制御動作を開始する初期段階での制御動作を行う。すなわち、キャパシタバンク９は、例えば使用されず長期間放置された場合や自己放電によって、蓄電力が放電されるので、充電制御回路７は、初期の電圧確認動作として、キャパシタバンク電圧検出回路５が出力する充電電圧検出信号１２から、キャパシタバンク９の充電電圧が使用可能な下限電圧以下であると判断した場合に、例えば約１０Ａの定電流による充電を実施する。

充電制御回路７は、この定電流充電制御（ＳＴ１）を、キャパシタバンク電圧検出回路５が出力する充電電圧検出信号１２を監視することで、キャパシタバンク９の両端電圧が規定の充電電圧（例えば約２８Ｖ）に到達するまで（ＳＴ２：Ｎｏ）継続して実施し、キャパシタバンク９の両端電圧が規定の充電電圧（例えば約２８Ｖ）に到達すると（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、定電力による充電制御に切り替えて実施する（ＳＴ３）。

これによって、キャパシタバンク９の各キャパシタセルの電位が上昇するので、１８個のバイパス回路１の中には、単セル満充電検出回路１ａが対応するキャパシタセルの充電電圧が所定値（例えば２．５Ｖ）を超えるのを検出してスイッチング回路１ｂがＯＮ動作することでバイパス状態になるのが生じ、スイッチング回路３がＯＮ動作してフォトカプラ４から、高電位レベルから低電位レベルに立ち下がる単セル満充電信号１０が出力されることが起こる。

そこで、充電制御回路７は、定電力充電制御（ＳＴ３）を、フォトカプラ４が出力する単セル満充電信号１０のレベル変化を監視しつつ実施し（ＳＴ４：Ｎｏ）、単セル満充電信号１０が高電位レベルから低電位レベルに立ち下がると（ＳＴ４：Ｙｅｓ）、今度は、例えば約２Ａの定電流による充電制御に切り替えて実施する（ＳＴ５）。

これによって、１８個のバイパス回路１では、全てがバイパス状態になる方向にバイパス動作が遷移していき、全てのバイパス回路１がバイパス状態になる最終状態では、スイッチング回路群２がＯＮ動作することでスイッチング回路８がＯＦＦ動作して、フォトカプラ１４の出力を反転するインバータ１５から、高電位レベルから低電位レベルに立ち下がる全セル満充電信号１１が出力されることが起こる。

そこで、充電制御回路７は、定電流充電制御（ＳＴ５）を、フォトカプラ１４の出力を反転するインバータ１５から出力される全セル満充電信号１１のレベル変化を監視しつつ実施し（ＳＴ６：Ｎｏ）、全セル満充電信号１２が高電位レベルから低電位レベルに立ち下がると（ＳＴ６：Ｙｅｓ）、今度は、充電制御を実施する期間と停止する期間とが交互する間欠充電制御を一定期間内実施する動作に切り替える（ＳＴ７）。

そして、充電制御回路７は、間欠充電制御（ＳＴ５）を実施した後は、キャパシタバンク電圧検出回路５からの充電電圧検出信号１２の変化を監視し、キャパシタバンク９の両端電圧が使用（放電）によって蓄電力が低下しても、キャパシタバンク９の両端電圧が使用可能下限電圧を下回るまでは（ＳＴ８：Ｎｏ）、キャパシタバンク９の両端電圧の低下を静観するが、キャパシタバンク９の両端電圧が使用可能下限電圧を下回ると（ＳＴ８：Ｙｅｓ）、ＳＴ１に戻り、最初の約１０Ａの定電流による充電制御からやり直す。

以上のように、実施の形態１によれば、単セル満充電信号の発生では、全てのバイパス回路１のバイパス動作のいわゆる論理和を受けるスイッチング回路３がＯＮ動作し、それによってフォトカプラ４がＯＮ動作する構成とし、全セル満充電信号の発生では、全てのバイパス回路１がバイパス動作を行ってスイッチング回路群がＯＮ動作したことを受けてスイッチング回路８がＯＦＦ動作し、それによってフォトカプラ１４がＯＦＦ動作する構成としたので、使用するキャパシタセルの数と無関係に、フォトカプラとそれを駆動するスイッチング回路で構成される２つの検出手段を用意するだけで、充電制御回路７が、所定の充電制御動作を行えるようにすることができる。

要するに、全てのバイパス回路１のバイパス動作有無を充電制御回路７に伝達する手段であるフォトカプラは、バイパス回路１の数と無関係に、２個で済ませることができ、部品点数の大幅な低減ができる。そして、充電制御回路７は、全てのバイパス回路１のバイパス動作有無を監視して、いずれかのバイパス状態と、全てのバイパス状態とを判断することなく、単に、単セル満充電信号と全セル満充電信号とに従って充電制御を行えばよいので、充電制御回路７では、制御態様の簡素化が図れる。その結果、蓄電装置のコストダウンが図れるようになる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による蓄電装置の構成を示すブロック図である。なお図４では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

図４に示すように、この実施の形態２による蓄電装置は、図１（実施の形態１）に示した構成において、スイッチング回路３、及びフォトカプラ４に代えて、第１のコンパレータであるコンパレータ１６が設けられ、スイッチング回路８、及びフォトカプラ１４に代えて、第２のコンパレータであるコンパレータ１７が設けられている。

抵抗器Ｒ１５，Ｒ１７の直列回路は、キャパシタバンク９の正極端と負極端（接地）との間に設けられ、コンパレータ１６の正相入力端（＋）は、抵抗器Ｒ１５，Ｒ１７の接続端に接続されている。つまり、コンパレータ１６の正相入力端（＋）への基準電圧は、キャパシタバンク９の充電電圧を分圧する抵抗器Ｒ１５，Ｒ１７の接続端から供給される。なお、抵抗器Ｒ１５，Ｒ１７の抵抗値は、その接続端に出力する分圧電圧が、１個のキャパシタセルの充電電圧（２．５Ｖ）よりも低くなるようにする所定値に設定してある。

また、コンパレータ１６の逆相入力端（−）と接地（ＧＮＤ）との間には、抵抗器Ｒ１５，Ｒ１７の直列回路が設けられ、抵抗器Ｒ１５，Ｒ１７の接続端に、１８個のダイオードＤ２１〜Ｄ３８のカソードが並列に接続されている。つまり、コンパレータ１６の逆相入力端（−）の電位は、１８個のバイパス回路１のいずれもバイパス状態にない場合は、接地電位の低電位レベルにあるが、１８個のバイパス回路１のいずれかがバイパス状態になると、抵抗器Ｒ１５，Ｒ１７の接続端に抵抗器Ｒ６での降下電圧が印加されるので、高電位レベル側に向かって上昇する。コンパレータ１６の正相入力端（＋）の基準電圧は、上記のように、１個のキャパシタセルの充電電圧（２．５Ｖ）よりも低いので、１８個のバイパス回路１のいずれか１つがバイパス状態になると、コンパレータ１６の逆相入力端（−）の電位は、コンパレータ１６の正相入力端（＋）の基準電圧よりも高くなるので、コンパレータ１６は、バイパス状態の発生を確実に検出できる。

そして、コンパレータ１６の出力端は、充電制御回路７の単セル満充電信号１０の入力端に接続されるが、抵抗器Ｒ１９を介して別の固定電源に接続されている。つまり、コンパレータ１６の出力端は、逆相入力端（−）の電位が、正相入力端（＋）の基準電圧よりも低い場合は、別の固定電源による高電位レベルにあるが、正相入力端（＋）の基準電圧よりも高くなると、低電位レベルになる。これが、コンパレータ１６が出力する単セル満充電信号１０の内容である。

次に、抵抗器Ｒ２０，Ｒ２２の直列回路は、キャパシタバンク９の正極端と負極端（接地）との間に設けられ、コンパレータ１７の正相入力端（＋）は、抵抗器Ｒ２０，Ｒ２２の接続端に接続されている。つまり、コンパレータ１７の正相入力端（＋）への基準電圧は、キャパシタバンク９の充電電圧を分圧する抵抗器Ｒ２０，Ｒ２２の接続端から供給される。

また、コンパレータ１７の逆相入力端（−）と接地（ＧＮＤ）との間には、抵抗器Ｒ２１，Ｒ２３の直列回路が設けられ、抵抗器Ｒ２１，Ｒ２３の接続端に、スイッチング回路群２のキャパシタバンク９の正極端側と抵抗器Ｒ８との接続端が接続されている。この構成によって、コンパレータ１７の逆相入力端（−）の電位は、スイッチング回路群２がＯＮ動作状態にある場合は、抵抗器Ｒ２３を通して接地電位に引き込まれるが、スイッチング回路群２がＯＦＦ動作状態にある場合は、キャパシタバンク９の充電電圧を抵抗器Ｒ８，Ｒ２３の直列回路で分圧した電圧になる。そこで、抵抗器Ｒ８，Ｒ２３の抵抗値は、その接続端に出力する分圧電圧が、抵抗器Ｒ２０，Ｒ２２の接続端に出力する分圧電圧、つまり正相入力端（＋）への基準電圧よりも高くなるようにする所定値に設定してある。

そして、コンパレータ１７の出力端は、充電制御回路７の全セル満充電信号１１の入力端に接続されるが、抵抗器Ｒ２４を介して別の固定電源に接続されている。つまり、コンパレータ１７の出力端は、逆相入力端（−）の電位が、正相入力端（＋）の基準電圧よりも低い場合は、別の固定電源による高電位レベルにあるが、正相入力端（＋）の基準電圧よりも高くなると、低電位レベルになる。これが、コンパレータ１７が出力する全セル満充電信号１１の内容である。

次に、図５は、図４に示す蓄電装置における均等化回路の具体的な構成例を示す回路図である。図５に示すように、図４に示す蓄電装置における均等化回路は、図２に示す均等化回路において、フォトカプラ４，トランジスタＱ３，抵抗器Ｒ９〜Ｒ１２に代えて、コンパレータ１６，抵抗器Ｒ１５〜Ｒ１８を設け、フォトカプラ１４，トランジスタＱ４，抵抗器Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２５，Ｒ２６に代えて、コンパレータ１７，抵抗器Ｒ２０〜Ｒ２４を設けた構成である。これらは、図４に示した構成であり、他の構成は、図２に示す均等化回路と同様であるので、説明を割愛する。

次に、図６は、図４に示す蓄電装置における充電制御動作を説明するフローチャートである。なお、図６では、図３に示す処理手順と同等である手順には、同一の符号を付してある。ここでは、実施の形態２に関わる処理手順を説明する。

図６において、定電力充電制御（ＳＴ３）が実施されると、キャパシタバンク９の各キャパシタセルの電位が上昇するので、１８個のバイパス回路１の中には、単セル満充電検出回路１ａが対応するキャパシタセルの充電電圧が所定値（例えば２．５Ｖ）を超えるのを検出してスイッチング回路１ｂがＯＮ動作することでバイパス状態になるのが生ずる。すると、コンパレータ１６では、逆相入力端（＋）の電位が正相入力端（＋）に供給される基準電圧を超えるので、出力端から、高電位レベルから低電位レベルに立ち下がる単セル満充電信号１０が出力されることが起こる。

そこで、充電制御回路７は、定電力充電制御（ＳＴ３）を、コンパレータ１６が出力する単セル満充電信号１０のレベル変化を監視しつつ実施し（ＳＴ１１：Ｎｏ）、単セル満充電信号１０が高電位レベルから低電位レベルに立ち下がると（ＳＴ１１：Ｙｅｓ）、今度は、例えば約２Ａの定電流による充電制御に切り替えて実施する（ＳＴ５）。

これによって、１８個のバイパス回路１では、全てがバイパス状態になる方向にバイパス動作が遷移していき、全てのバイパス回路１がバイパス状態になる最終状態では、コンパレータ１７の逆相入力端（＋）の電位が正相入力端（＋）に供給される基準電圧を超えるので、コンパレータ１７の出力端から、高電位レベルから低電位レベルに立ち下がる全セル満充電信号１１が出力されることが起こる。

そこで、充電制御回路７は、定電流充電制御（ＳＴ５）を、コンパレータ１７が出力する全セル満充電信号１１のレベル変化を監視しつつ実施し（ＳＴ１２：Ｎｏ）、全セル満充電信号１２が高電位レベルから低電位レベルに立ち下がると（ＳＴ１２：Ｙｅｓ）、今度は、充電制御を実施する期間と停止する期間とが交互する間欠充電制御を一定期間内実施する動作に切り替える（ＳＴ７）。

以上のように、実施の形態２によれば、単セル満充電信号の発生では、全てのバイパス回路１のバイパス動作のいわゆる論理和を受けるコンパレータ１６が出力レベルを反転させる構成とし、全セル満充電信号の発生では、全てのバイパス回路１がバイパス動作を行ってスイッチング回路群がＯＮ動作したことを受けてコンパレータ１７が出力レベルを反転させる構成としたので、使用するキャパシタセルの数と無関係に、全てのバイパス回路１のいずれか１つのバイパス動作を検出する１つのコンパレータ１６と、全てのバイパス回路１のバイパス動作を検出するスイッチング回路群２、及び１つのコンパレータ１６とで構成される２つの検出手段を用意するだけで、充電制御回路７が、所定の充電制御動作を行えるようにすることができる。

要するに、全てのバイパス回路１のバイパス動作有無を充電制御回路７に伝達する手段であるコンパレータは、バイパス回路１の数と無関係に、２個で済ませることができ、実施の形態１と同様に、部品点数の大幅な低減ができる。そして、実施の形態１と同様に、充電制御回路７は、全てのバイパス回路１のバイパス動作有無を監視して、いずれかのバイパス状態と、全てのバイパス状態とを判断することなく、単に、単セル満充電信号と全セル満充電信号とに従って充電制御を行えばよいので、充電制御回路７では、制御態様の簡素化が図れる。その結果、蓄電装置のコストダウンが図れるようになる。

ここで、図３、図５での説明を補足するために、図７を参照して、実施の形態１，２に示した蓄電装置で行われる充電制御を再度説明する。なお、図７は、図１，図４に示す蓄電装置におけるキャパシタバンクの充放電シーケンスを説明する図である。図７では、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出する充電電圧１２と、充電電流検出回路６が検出する充電電流１３との関係も示されている。

図７に示すように、キャパシタバンク９の充電制御は、（１）定電流充電、（２）定電力充電、（３）定電流充電、（４）間欠充電の順に実施される。放電２６が行われて、充電電圧が使用可能下限電圧２７まで低下すると、再充電２８の制御が実施される。

最初の定電流充電（１）は、キャパシタバンク９が長期間放置されていた場合や自己放電によって、キャパシタバンク９の蓄電力が放電されていた場合に、例えば約１０Ａの定電流を用いて実施される。図７では、キャパシタバンク９が０Ｖの状態から充電が行われる場合が示されている。この定電流充電（１）は、充電電圧１２が所定値２１（例えば約２８Ｖ）に到達するまで実施される。その間、充電電流１３は、約１０Ａの一定である。

次の定電力充電（２）は、定電流充電（１）において充電電圧１２が所定値２１（例えば約２８Ｖ）に到達すると、切り替わって実施される。この定電力充電（２）は、キャパシタバンク９の電圧が上昇して充電電圧１２が満充電電圧２２に到達し単セル満充電２３の発生が通知されるまで実施される。その間、充電電流１３は、緩やかに低下していく。

次の定電流充電（３）は、単セル満充電２３の発生が通知されると、切り替わって実施される。この定電流充電（３）は、例えば約２Ａの定電流を用いて実施されるので、切り替わると、充電電流１３は、約２Ａの一定値に急降下する。バイパス動作を行ったバイパス回路１では、充電電流がバイパス路Ａに流れるので、バイパス動作を行ったバイパス回路１に対応するキャパシタセルでは、充電動作は行われない。この状態は、全てのバイパス回路１がバイパス動作を行うまで継続される。その間、充電電流１３は、約２Ａの一定値である。

次の間欠充電（４）は、全セル満充電２５の発生が通知されると、切り替わって実施される。この間欠充電（４）では、一定期間において、充電停止期間を挟んで充電制御を繰り返すことが行われる。したがって、その一定期間における充電電流１３は、間欠的に流れることになる。定電流充電（３）と間欠充電（４）とが行われる期間２４が、バイパス回路１の動作期間である。

一定期間内の間欠充電（４）を終了すると、充電制御回路７は、充電制御動作を止めて充電電圧１２の推移を監視する。例えば、当該蓄電装置が画像形成装置の定着ヒータに電力を供給する直流電源である場合、キャパシタバンク９の充電電圧１２が満充電電圧２２で推移している過程で放電２６によって低下し、定着ローラーの加熱部で有効に使用可能な下限電圧２７に到達すると、充電制御回路７は、最初の定電流充電（１）からの再充電２８を開始する。

以降、実施の形態１，２に示した蓄電装置の画像形成装置への適用例を２つ示す。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３として、図１，図４に示す蓄電装置を定着装置の主電源として用いる画像形成装置の構成例を示すブロック図である。図８において、符号２９は、実施の形態１，２に示した蓄電装置である。

この蓄電装置２９は、充電制御回路３０と、１８個のキャパシタセルＣ１〜Ｃ１８で構成されるキャパシタバンク９と、両者間に介在する均等化回路３１とで構成される。均等化回路３１は、図２、図５に示した構成をしているが、図８では、その中のバイパス回路１を取り出し、それをバイパス回路３１ａとして示してある。なお、図１、図４に示した充電制御回路７は、ＡＣ電源３８から平滑用コンデンサＣ４０に至る諸回路を含んだ構成になっている。

充電制御回路３０は、キャパシタバンク９への充電電圧を出力する出力電圧発生回路３２と、出力電圧発生回路３２の出力電圧を制御する出力制御回路３３と、図１、図４に示したキャパシタバンク電圧検出回路５と、図１、図４に示した充電電流検出回路６として機能する抵抗器Ｒ３１と、ダイオード３６とを備えている。

キャパシタバンク電圧検出回路５は、抵抗器Ｒ３２，Ｒ３３の直列回路で構成され、その直列回路の一端がキャパシタバンク９の正極端に接続されると共に、ダイオード３６を介して出力制御回路３３の正極端に接続され、その直列回路の他端が抵抗器Ｒ３１を介して出力制御回路３３の負極端に接続されると共に、キャパシタバンク９の負極端に接続されている。これによって、キャパシタバンク電圧検出回路５は、抵抗器Ｒ３２，Ｒ３３の直列回路の接続端にキャパシタバンク９の充電電圧を分圧した電圧が現れるので、その分圧電圧を、検出した充電電圧１２として出力制御回路３３に与える。

また、充電電流の帰還路に介挿される抵抗器３１に現れる帰還電流による降下電圧が、検出した充電電流１３として出力制御回路３３に与えられる。そして、出力制御回路３３には、均等化回路３１から、図１、図４に示した単セル満充電信号１０と全セル満充電信号１１とが入力される。

出力電圧発生回路３２は、高周波トランス３４、スイッチング回路（ＦＥＴ）３５、直並列の２個のダイオードで構成される整流回路Ｓ、チョークコイルＬ、及び平滑用コンデンサＣ４１を備えている。

出力制御回路３３は、ＣＰＵ３３ａ、このＣＰＵ３３ａに内部バスで接続された、シリアルコントローラ（ＳＩＣ）３３ｂ，Ａ／Ｄコンバータ３３ｃ，充電電流検出回路３３ｄ、及びＰＷＭ発生回路３３ｅに加えて、図示省略したが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ターマー、割り込み制御回路、及び入出力ポートを有している。なお、ＰＷＭ発生回路３３ｅは、定電圧出力、定電流充電、及び定電力充電の制御に用いられる。

ＡＣ電源３８から平滑用コンデンサＣ４０に至る経路では次のような動作が行われる。すなわち、ＡＣ電源３８からの交流電圧は、主電源スイッチ３９、及びフィルタ４０を介して全波整流回路４１に入力され、全波整流される。全波整流回路４１が出力する直流電圧は、平滑用コンデンサＣ４０にてリップル成分等が除去されて、充電制御回路３０に入力される。

さて、充電制御回路３０における出力電圧発生回路３２では、全波整流回路４１から直流入力側に設けられる高周波トランス３４の一次コイル３４ａの一端が平滑用コンデンサＣ４０の一端と共に、全波整流回路４１の正極端に接続され、一次コイル３４ａの他端がスイッチング回路であるＦＥＴ３５を介して平滑用コンデンサＣ４０の他端と共に、全波整流回路４１の負極端に接続されている。そして、ＦＥＴ３５のゲート電極には、出力制御回路３３におけるＰＷＭ発生回路３３ｅからＰＷＭ信号が入力される。出力制御回路３３におけるＰＷＭ発生回路３３ｅは、ＣＰＵ３３ａの制御下に定電圧出力、定電流充電、定電力充電に応じたＰＷＭ信号を発生するようになっている。

この構成において、ＦＥＴ３５が、ゲート電極にＰＷＭ発生回路３３ｅから入力される定電圧出力、定電流充電、定電力充電に応じたＰＷＭ信号に従った態様で、ＯＮ／ＯＦＦのスイッチング動作を行うことで、一次コイル３４ａにスイッチング電流が流れるので、二次コイル３４ｂにスイッチング電圧が誘起される。要するに、ＦＥＴ３５でのスイッチング周波数の導通期間を変えれば、二次コイル３４ｂに誘起されるスイッチング電圧（つまり出力電圧）の制御を行うことができる。

高周波トランス３４の二次コイル３４ｂに誘起されるスイッチング電圧は、整流回路Ｓにて整流され、チュークコイルＬ、及び平滑用コンデンサＣ４１にて平滑化され、直流出力に変換される。この直流出力は、ダイオード３６、及び抵抗器Ｒ３１を通してキャパシタバンク９の両端に印加される。

キャパシタバンク９は、この実施の形態では、１８個のキャパシタセルＣ１〜Ｃ１８のそれぞれが、満充電時に２．５Ｖまで蓄電できる特性を有している。したがって、１８個のキャパシタセルＣ１〜Ｃ１８が満充電になると、キャパシタバンク９は、４５Ｖの電圧に蓄電される。なお、キャパシタバンク９の蓄電容量は、対象とする画像形成装置の連続コピー時の温度落ち込みを防止できる容量、または、必要とする定着立ち上げ時間を達成できる容量としている。

キャパシタバンク電圧検出回路５が検出したキャパシタバンク９の充電電圧１２は、出力制御回路３３におけるＡ／Ｄコンバータ３３ｃを介してＣＰＵ３３ａに入力される。エンジン制御部４２にも並行して入力されるが、後述する。また、抵抗器３１にて検出された充電電流１３は、Ａ／Ｄコンバータ３３ｃを介してＣＰＵ３３ａに入力される。

均等化回路３１の動作説明を簡単に行う。キャパシタバンク９のキャパシタセルとしてキャパシタセルＣ１を例にして言えば、キャパシタセルＣ１が満充電の電圧２．５Ｖに充電されると、対応するバイパス回路３１ａが充電電流をバイパスする。他のキャパシタセルに並列に接続されたバイパス回路も同様な動作を行うことで、各キャパシタセルの充電電圧が均等化される。

均等化回路３１では、いずれかのキャパシタセルの満充電を検知し、バイパス回路が動作すると、単セル満充電信号１０を出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａに出力する。その後、均等化回路３１では、全てのキャパシタセルの満充電を検知し、全てのバイパス回路が動作すると、全セル満充電信号１１を出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａに出力する。

出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａは、Ａ／Ｄコンバータ３３ｃから入力する充電電圧１２と充電電流１３、均等化回路３１から入力する単セル満充電信号１０と全セル満充電信号１１とを監視し、その監視結果に基づきＰＷＭ発生回路３３ｅに指示を出し、定電圧出力時、定電流充電時、定電力充電時のそれぞれにおいてＰＷＭ信号のＯＮデューティを変えることで、キャパシタバンク９への出力電圧を制御する。

具体的には、ＣＰＵ３３ａは、キャパシタバンク電圧検出回路５から入力されるキャパシタバンク９の検出充電電圧１２が、予め設定された値よりも低い場合は、抵抗器Ｒ３１での降下電圧（充電電流１３）を逐一検出し、ＰＷＭ信号発生回路３３ｅに指示を出して抵抗器Ｒ３１での降下電圧（充電電流１３）に対応して予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号をＦＥＴ３５のゲート電極に出力させる。

なお、予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号は、抵抗器Ｒ３１での降下電圧（充電電流１３）と、ＰＷＭ信号のＯＮデュティーとの関係を予め作成したテーブルを使用しても良く、演算によって算出しても良い。

また、抵抗器Ｒ３１での降下電圧（充電電流１３）のみ参照し、予め設定された充電電流になるようにＰＷＭ信号を制御しても良い。

さらに、キャパシタバンク９が充電されてない状態の場合は、大きな突入電流がキャパシタバンク９に流れるのを防止するために、初めは出力電圧を低くし、徐々に出力電圧を高くするようにＰＷＭ信号を出力するようにしても良い。

次に、ＣＰＵ３３ａは、キャパシタバンク９の充電電圧１２が、予め設定された値以上（この実施形態では２８Ｖ以上）になると、定電力充電を行うために、キャパシタバンク９の充電電流１３と、キャパシタバンク９の充電電圧１２を逐一取り込み、取り込んだキャパシタバンク９の充電電流１３と、キャパシタバンク９の充電電圧１２とから、予め設定された定電力充電を行うためＰＷＭ信号を演算して決定し、それをＰＷＭ信号発生回路３３ｅに与えて、予め設定された定電力充電（約２６０Ｗ）を行うためのＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲート電極に出力させる。

次に、ＣＰＵ３３ａは、均等化回路３１から全セル満充電信号１１を受け取ると、ＰＷＭ発生回路３３ｅを制御して、ＦＥＴ６のゲート電極に出力するＰＷＭ信号を一定期間定電圧充電または間欠充電となるパターンに変化させ、その後、ＦＥＴ６のゲート電極に充電動作を停止する信号を出力させる。

次に、エンジン制御部４２は、ＣＰＵ４２ａと、ＣＰＵ４２ａに内部バスで接続された、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）４２ｄ、入出力ポート４２ｃ、Ａ／Ｄコンバータ４２ｂ、ＮＶ−ＲＡＭ４２ｅ、ＲＯＭ４３ｆ、ＲＡＭ４３ｇ、タイマー、及び割り込み制御回路（ＩＮＴ）４３ｉ等で構成されている。

この実施の形態では、定着装置の加熱部としてＡＣ定着ヒータ４３と、立ち上げ時、及び連続コピー時の温度落ち込み時に補助ヒータとしてのＤＣ定着ヒータ４４とを備えている。Ａ／Ｄポート４３ｂには、図９に示す、定着装置６０の定着ローラー６１の表面温度（定着温度）を検出する温度検出回路４５，４６が接続されている。

温度検出回路４５は、別の固定電源と接地（ＧＮＤ）との間に設けられた、ＤＣヒーター用サーミスタ４５ａとこれに直列に接続された抵抗器Ｒ３６とで構成され、ＤＣ定着ヒータ４４に対応する測定領域の温度を検出する回路である。温度検出回路４５の検出温度は、出力制御回路３３と、エンジン制御部４２におけるＡ／Ｄコンバータ４２ｂを介したＣＰＵ４２ａとに入力される。

温度検出回路４６は、別の固定電源と接地（ＧＮＤ）との間に設けられた、ＡＣヒーター用サーミスタ４６ａとこれに直列に接続された抵抗器Ｒ３７とで構成され、ＡＣ定着ヒータ４３に対応する測定領域の温度を検出する回路である。温度検出回路４６の検出温度は、エンジン制御部４２におけるＡ／Ｄコンバータ４２ｂを介したＣＰＵ４２ａに入力される。

入出力ポート４３ｃには、入力ポート、出力ポート、５個のポート（ポート１〜ポート５）が設けられている。入力ポートには、画像形成を行うために必要なセンサ５０，スイッチ回路５１が接続され、また、出力ポートには、画像形成を行うために必要なモーター、ソレノイド、クラッチ等の負荷４９が接続されている。５個のポート（ポート１〜ポート５）については後述する。

シリアルコントローラ（ＳＣＩ）４２ｄは、出力制御回路３３におけるシリアルコントローラ（ＳＣＩ）３３ｂと接続されており、ＣＰＵ４２ａは、出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａと、互いのシリアルコントローラ（ＳＣＩ）とを介して信号の送受信が行えるようになっている。

ＣＰＵ４２ａは、キャパシタバンク電圧検出回路５からキャパシタバンク９の充電電圧１２を受け取ると、キャパシタバンク９の電力放電が可能か否かを判断し、その判断結果を上記した通信手段によって出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａに通知する。また、ＣＰＵ４２ａは、ＤＣ定着ヒータ４４に供給する電圧値、または、定着装置６０の立ち上げ用のパターン等を上記した通信手段によって出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａに通知する。

次に、ＡＣヒーター制御回路５２について説明する。主電源ＯＮ時、及び、通常のコピー動作時には、ＡＣ定着ヒータ４３に電力を供給してコピー動作が行われる。ＣＰＵ４２ａは、温度検出回路４６が予め設定された温度以下の温度を検出すると、入出力ポート４３ｃのポート４から、フォトトライアック（登録商標）ドライブ回路５３のトライアック（登録商標）ＴＲをＯＮする信号を出力する。これによって、ＡＣ電源から定着ヒータ４３にはＡＣ電力が供給される。そして、ＣＰＵ４２ａは、温度検出回路４６が予め設定された温度以上の温度を検出すると、入出力ポート４２ｃのポート４から、フォトトライアックドライブ回路５３にトライアックＴＲをＯＦＦする信号を出力する。これによって、ＡＣ電源からＡＣ定着ヒータ３０への交流電力供給は停止される。

次に、ＤＣ定着ヒータ４４にＤＣ電力を供給する動作について説明する。ＣＰＵ４２ａは、主電源がＯＮされた時にキャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２を確認した後、キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ４４に供給するために、入出力ポート４２ｃのポート１から、放電回路であるＦＥＴ４８をＯＮ動作させる信号を出力し、入出力ポート４２ｃのポート２から、リレー４７を閉じる信号を出力する。これによって、キャパシタバンク９の蓄電力がＤＣ定着ヒータ４４に供給される。

または、ＣＰＵ４２ａは、連続コピー時に定着加熱部の温度が低下して、未定着画像が発生する温度になると、出力制御回路３３のＣＰＵ３３ａから通知された全セル満充電信号１１、または、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２を確認した後に、キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ４４に供給するために、入出力ポート４２ｃのポート２から、リレー４７を閉じる信号を出力し、入出力ポート４２ｃのポート１から、ＦＥＴ４８をＯＮ動作させる信号を出力する。これによって、キャパシタバンク９の蓄電力がＤＣ定着ヒータ４４に供給される。

ＣＰＵ４２ａは、温度検出回路４５によって定着加熱部の温度検出を行い、予め設定された温度以上の温度検出を行うと、キャパシタバンク９の電力放電の停止を行うために、入出力ポート４２ｃのポート２から、リレー２４を開放する信号を出力し、入出力ポート４２ｃのポート１から、ＦＥＴ４８をＯＦＦ動作させる信号を出力する。

なお、定着ヒータ４４にキャパシタバンク９の蓄電力を供給する時に、定着ローラーの加熱に有効利用可能な下限電圧以下では放電を行わない。これによって、再充電する時の時間が短縮可能となる。

次に、コントロール回路５５は、画像形成装置の全体を制御するＣＰＵ５５ａ、ＣＰＵ５５ａに内部バスで接続されたシリアルコントローラ（ＳＣＩ）５５ｂ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、プリンタで使用する画像展開用のワークメモリ、書き込み画像のイメージデータを一時蓄えるフレームメモリ、ＣＰＵ周辺を制御する機能を搭載したＡＳＩＣ、及びそのインターフェース回路等で構成される。

ＣＰＵ５５ａには、ＳＣＩ５５ｂを介して操作部制御回路５６が接続されている。操作部制御回路５６は、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力部と、使用者にシステムの設定内容状態を表示する表示装置、及び入力部の制御を行う制御部とを備えている。また、ＳＣＩ５５ｂは、エンジン制御部４２におけるＳＣＩ４２ｄと接続されており、ＣＰＵ５５ａは、エンジン制御部４２におけるＣＰＵ４２ａと互いのＳＣＩを等して通信できるようになっている。

次に、図９は、図８に示す画像形成装置が備える定着装置の構成を示す断面図である。図９に示すように、定着装置６０は、定着部材である定着ローラー６１、加圧部材である加圧ローラー６２、及び、図示してないが加圧ローラー６２を一定の加圧力で定着ローラー６１に押し当てる加圧手段を備えている。定着ローラー６１と加圧ローラー６２は、図示してないが、それぞれ駆動機構によって回転駆動される。

また、定着装置６０には、２つの定着ヒータ（ＡＣ定着ヒータ４３、ＤＣ定着ヒータ４４）と、定着ローラー６１の表面温度検出用サーミスタ４５ａ、４６ａとが設けられている。２つの定着ヒータ４３，４４は、定着ローラー６１の内部に配置されており、その定着ローラー６１を内部から加熱して定着ローラー６１に熱を供給する。

また、表面温度検出用サーミスタ４５ａ，４６ａは、定着ローラー６１の表面にそれぞれ当接して設けられ、定着ローラー６１の表面温度（定着温度）を検出する。なお、サーミスタ４６ａは、ＡＣ定着ヒータ４３に対応する測定領域に配置され、表面温度検出用サーミスタ４５ａは、ＤＣ定着ヒータ４４に対応する測定領域に配置されている。

ＡＣ定着ヒータ４３、ＤＣ定着ヒータ４４は、それぞれ、定着ローラー６１の温度が目標温度に達していないときにＯＮ駆動されて定着ローラー６１を加熱するヒータである。また、ＤＣ定着ヒータ４４は、画像形成装置の主電源投入の時や省エネのためのオフモード時からコピー可能となるまでの立ち上げ時等、すなわち、定着装置６０のウォームアップ時に蓄電部の蓄電力を使用し定着装置の立ち上げを補助ヒータである。

このように定着装置６０では、トナー画像６３を担持したシート６４が定着ローラー６１と加圧ローラー６２とのニップ部を通過する際に定着ローラー６１、及び加圧ローラー６２によって、加熱、及び加圧される。これによって、シート６４には、トナー画像６３が定着される。

次に、図１０を参照して、図８に示す画像形成装置にて実施される充電制御動作について説明する。なお、図１０は、図８に示す画像形成装置における出力制御回路にて実施される充電制御動作を説明するフローチャートである。

図１０において、出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａは、エンジン制御部４２におけるＣＰＵ４２ａから充電許可信号が送られてきた場合は、充電許可フラグを「１」にセットするようになっているので、充電制御を開始する際には、まず、充電許可フラグが「１」であるか否か確認する（ＳＴ２１）。その結果、充電許可フラグが「１」で無い場合（ＳＴ２１：Ｎｏ）は、ＣＰＵ４２ａから充電許可信号が送られてきていないので、充電制御を行わず、本充電制御処理を終了するが、充電許可フラグが「１」である場合（ＳＴ２１：Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ４２ａから送られてきている充電許可信号に従って充電制御を実施し、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２が４５Ｖに到達しているか否かを確認する（ＳＴ２２）。

そして、ＣＰＵ３３ａは、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２が４５Ｖに到達している場合（ＳＴ２２：Ｎｏ）は、満充電電圧信号をエンジン制御部４２におけるＣＰＵ４２ａに送信して（ＳＴ２３）本充電制御処理を終了する。一方、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２が４５Ｖに到達していない場合（ＳＴ２２：Ｙｅｓ）は、次に充電動作を行うために、充電動作中信号をエンジン制御部４２におけるＣＰＵ４２ａに送信し（ＳＴ２４）、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２が２８Ｖ以下になるか否かを監視する（ＳＴ２５）。

その結果、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２が２８Ｖ以下である場合（ＳＴ２５：Ｙｅｓ）は、定電流充電動作を実施するために、ＣＰＵ３３ａは、充電電流検出回路３３ｄを用いて蓄電部（キャパシタバンク９）の充電電流１３を検出し（ＳＴ２６）、ＰＷＭ発生回路３３ｅを制御してスイッチング回路（ＦＥＴ３５）のゲート電極に、その定電流充電動作を実施するために検出した充電電流に対応したＰＷＭ信号を出力させ（ＳＴ２７）、再度、ＳＴ２５に戻る。ＣＰＵ３３ａは、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２が２８Ｖ以下である場合（ＳＴ２５：Ｙｅｓ）は、以降、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧が２８Ｖを超えるまで（ＳＴ２５：Ｎｏ）、ＳＴ２５〜ＳＴ２６〜ＳＴ２７〜ＳＴ２５の処理を繰り返し行って定電流充電動作を実施する。

そして、ＣＰＵ３３ａは、定電流充電動作を繰り返し行った結果、キャパシタバンク電圧検出回路５が検出した充電電圧１２が２８Ｖを超えると（ＳＴ２５：Ｎｏ）、今度は、定電力充電動作を実施するために、蓄電部（キャパシタバンク９）の充電電流１３、及び充電電圧１２の検出を行い（ＳＴ２８）、ＰＷＭ発生回路３３ｅを制御して、スイッチング回路であるＦＥＴ３５のゲート電極に、その定電力充電を行うため検出した充電電流１３、及び充電電圧１２に対応したＰＷＭ信号を出力させ（ＳＴ２９）、均等化回路３１から単セル満充電信号１０が入力するのを監視する（ＳＴ３０）。

その結果、均等化回路３１から単セル満充電信号１０が入力しない場合（ＳＴ３０：Ｎｏ）は、充電制御回路３０、及び均等化回路３１の異常を検出する「タイマ１」のカウントアップを実施する（ＳＴ３１）。つまり、ＣＰＵ３３ａは、「タイマ１」が予め設定された時間Ｎをカウントする（ＳＴ３２：Ｙｅｓ）までの間、前記した定電力充電の動作（ＳＴ２８〜ＳＴ３１の処理）を繰り返し行い、その過程で、「タイマ１」が予め設定された時間Ｎをカウントすると（ＳＴ３２：Ｙｅｓ）、充電動作を停止するためにＰＷＭ信号発生回路３３ｅを制御してＰＷＭ信号出力を停止させ（ＳＴ３３）、並行して、エンジン制御部４２のＣＰＵ４２ａに充電部の異常を出力し（ＳＴ３４）、本充電制御処理を終了する。

一方、ＳＴ３０において、均等化回路３１から単セル満充電信号１０が入力した場合（ＳＴ３０：Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ３３ａは、ＰＷＭ信号発生回路３３ｅを制御して、スイッチング回路（ＦＥＴ３５）のゲート電極に、前記した定電流充電動作を実施するＰＷＭ信号を出力させ（ＳＴ２７）、再度、充電制御回路３０に定電流充電を実施させる（ＳＴ３５）。

ＣＰＵ３３ａは、定電流充電を実施させると（ＳＴ３５）、均等化回路３１から全セル満充電信号１１が入力するのを監視する（ＳＴ３６）。そして、全セル満充電信号１１が入力しない場合（ＳＴ３６：Ｎｏ）は、充電制御回路３０、及び均等化回路３１の異常を検出する「タイマ２」のカウントアップを実施する（ＳＴ３７）。つまり、ＣＰＵ３３ａは、「タイマ２」が予め設定された時間Ｎをカウントする（ＳＴ３８：Ｙｅｓ）までの間は、均等化回路３１から単セル満充電信号１０が入力している（ＳＴ３０：Ｙｅｓ）のを確認しつつ定電流充電の実施（ＳＴ３５）を繰り返し行い、その過程で、「タイマ２」が予め設定された時間Ｎをカウントすると（ＳＴ３８：Ｙｅｓ）、充電動作を停止するために、ＳＴ３３、ＳＴ３４の処理を行って、本充電制御処理を終了する。

一方、ＳＴ３６において、均等化回路３１から全セル満充電信号１１が入力した場合（ＳＴ３６：Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ３３ａは、入力した全セル満充電信号１１をエンジン制御部４２のＣＰＵ４２ａに送信し（ＳＴ３９）、ＰＷＭ信号発生回路３３ｅを制御して、スイッチング回路（ＦＥＴ３５）のゲート電極に、一定期間実施する間欠定電流充電または間欠定電圧充電を実施するパターンのＰＷＭ信号を出力させ（ＳＴ４０）、一定期間の実施後に本充電制御処理を終了する。

なお、間欠定電流充電では、ＰＷＭ信号発生回路３３ｅは、一定時間内定電流充電用のＰＷＭ信号を出力する動作と、一定時間内そのＰＷＭ信号の出力を停止する動作とを交互に一定期間内繰り返すことが行われる。

また、間欠定電圧充電では、ＰＷＭ信号発生回路３３ｅは、一定時間内定電圧充電用のＰＷＭ信号を出力する動作と、一定時間内そのＰＷＭ信号の出力を停止する動作とを交互に一定期間内繰り返すことが行われる。

次いで、図１１を参照して、図８に示す画像形成装置にて実施される定着立ち上げ時の温度制御動作について説明する。なお、図１１は、図８に示す画像形成装置におけるエンジン制御部にて実施される定着立ち上げ時の温度制御動作を説明するフローチャートである。

図１１では、キャパシタバンク９に大容量電力を蓄積し、立ち上げ時にキャパシタバンク９から放電し、その後、加熱部温度が予め設定された温度を超えた場合、または、キャパシタバンク９の充電電圧（放電電圧）１２が２１Ｖよりも低下した場合、キャパシタバンク９の放電を停止して、ＡＣ定着ヒータ４３のみに電力供給を行い、定着加熱部の温度を所定の温度に制御する一連の処理手順が示されている。なお、充電電圧（放電電圧）１２が２１Ｖよりも低下した場合に放電を停止するのは、これ以下の電圧の蓄電力を定着加熱部に供給しても、発熱の効果は無いからである。

図１１において、エンジン制御部４２におけるＣＰＵ４２ａは、立ち上げフラグが主電源ＯＮ時にまたは省エネモード解除時に「１」にセットされるので、まず、その立ち上げフラグが「１」にセットされているか否かを確認する（ＳＴ５１）。立ち上げフラグが「１」にセットされていない場合（ＳＴ５１：Ｎｏ）は、本定着立ち上げ処理を終了する。一方、立ち上げフラグが「１」にセットされている場合（ＳＴ５１：Ｙｅａ）は、出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａから満充電信号が送信されているか否か、または、Ａ／Ｄポート４２ｂに入力するキャパシタバンク９の充電電圧１２が４１Ｖ以上あるか否かを確認する（ＳＴ５２）。

ＳＴ５２での判断果が肯定（Ｙｅｓ）の場合は、ＣＰＵ４２ａは、温度検出回路４５，４６からＡ／Ｄポート４２ｂに入力する各温度を検出して、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７０℃）以下であるか否かを調べる（ＳＴ５３）。その結果、加熱部温度が予め設定された例えば１７０℃以下の場合（ＳＴ５３：Ｙｅｓ）は、その検出された加熱部温度が定着立ち上げ時間を短縮するためにキャパシタバンクの蓄電力を使用する必要のある温度以下であるので、ＣＰＵ４２ａは、次に、充電電圧１２が２１Ｖ以上あるか否か調べる（ＳＴ５４）。

そして、ＣＰＵ４２ａは、充電電圧１２が２１Ｖ以上ある場合（ＳＴ５４：Ｙｅｓ）、出力制御回路３３のＣＰＵ３３ａに対して、ＰＷＭ信号の出力停止信号を出力する（ＳＴ５５）と共に、充電動作を禁止させるための充電禁止信号を送信する（ＳＴ５６）。

並行して、ＣＰＵ４２ａは、キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ４４に供給するために、入出力ポート４２ｃのポート２から、リレー４７に閉じる動作を行わせる信号を出力し（ＳＴ５７）、入出力ポート４２ｃのポート１から、放電回路（ＦＥＴ４８）にＯＮ動作させる信号を出力する（ＳＴ５８）。

なお、ＳＴ５８の処理では、リレー４７が閉路動作を行った後の一定時間後に、放電回路（ＦＥＴ４８）にＯＮ動作させるようにすれば、リレーの接点溶着を防止することができる。

そして、ＣＰＵ４２ａは、入出力ポート４２ｃのポート４から、ＡＣ定着ヒータ４３をＯＮ状態にする信号を出力して（ＳＴ５９）、先のＳＴ５３の処理に戻り、再度、温度検出回路４５，４６からＡ／Ｄポート４２ｂに入力する各温度を検出して、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７０℃）以下であるか否かを調べる。

その結果、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７０℃）以下であり（ＳＴ５３：Ｙｅｓ）、かつ、充電電圧１２が２１Ｖ以上ある（ＳＴ５４：Ｙｅｓ）限り、ＳＴ５５〜ＳＴ５９の上記した処理（充電停止処理、加熱部に供給する電力のＤＣからＡＣへの切替処理）を行ってＳＴ５３に戻る処理を繰り返す。

その過程で、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７０℃）以下である（ＳＴ５３：Ｙｅｓ）が、充電電圧１２が２１Ｖ以上でない場合（ＳＴ５４：Ｎｏ）は、定着加熱部にＤＣ電力を供給しても、定着加熱部に対する有効な電力供給にならないので、放電を停止するために、ＳＴ６１〜ＳＴ６４にて、ＳＴ５５〜ＳＴ５９と同内容の処理（充電停止処理、加熱部に供給する電力のＤＣからＡＣへの切替処理）を実施しＳＴ５３に戻る。

また、ＳＴ５３に戻って判断した所、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７０℃）以上となる場合（ＳＴ５３：Ｎｏ）は、ＣＰＵ４２ａは、温度検出回路４５，４６からＡ／Ｄポート４２ｂに入力する各温度を検出して、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７８℃）以下であるか否かを調べる。なお、このＳＴ６０の判断処理は、上記のＳＴ５２での判定結果が否定（Ｎｏ）となった場合も実施される。

その結果、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７８℃）以下である場合（ＳＴ６０：Ｙｅｓ）は、ＳＴ６１〜ＳＴ６４にて、ＳＴ５５〜ＳＴ５９と同内容の処理（充電停止処理、加熱部に供給する電力のＤＣからＡＣへの切替処理）を実施してＳＴ５３に戻る。

このようにして、定着加熱部への電力供給が、キャパシタバンク９の蓄電力とＡＣ電力との双方の供給から、ＡＣ電力のみに切り替わる制御が実施される。

そして、ＳＴ６０において、加熱部温度が予め設定された温度（例えば１７８℃）を超える場合（ＳＴ６０：Ｎｏ）は、ＣＰＵ４２ａは、温度検出回路４５，４６からＡ／Ｄポート４２ｂに入力する各温度を検出して、加熱部温度が予め設定されたリロード温度（例えば１８０℃）であるか否かを調べる（ＳＴ６５）。

検出した加熱部温度がリロード温度（１８０℃）に到達していない場合（ＳＴ６５：Ｎｏ）は、ＳＴ５３に戻り、ＡＣ定着ヒータ４３への電力供給が継続される。そして、検出した加熱部温度がリロード温度（１８０℃）に到達した場合（ＳＴ６５：Ｙｅｓ）は、ＣＰＵ４２ａは、立ち上がりフラグをリセットし（ＳＴ６６）、定着リロードフラグをセットする（ＳＴ７６）。

ＣＰＵ４２ａは、並行して、入出力ポート４２ｃのポート１から放電回路（ＦＥＴ４８）をＯＦＦ動作させる信号を出力し（ＳＴ６８）．入出力ポート４２ｃのポート４からＡＣ定着ヒータ４３をＯＦＦ状態にする信号を出力する。そして、ＣＰＵ４２ａは、充電動作を行うために、出力制御回路３３におけるＣＰＵ３３ａに対して充電許可信号を送信し（ＳＴ７０）、本定着立ち上げ処理を終了する。

この実施の形態３によれば、コストダウンを図った蓄電装置を用いるので、製造コストを低減した画像形成装置を提供することができる。そして、蓄電装置の蓄電力を定着装置の加熱部の電力として使用することで、画像形成装置の立ち上がり時間の短縮が可能となり、生産性の向上が図れる。また、定着ローラーの加熱部に有効に利用可能な下限電圧まで放電を行い、それ以下では放電を行わないので、再充電制御の短縮と、無駄な電力消費の削減とが可能になる。

実施の形態４．
図１２は、この発明の実施の形態４として、図１，図４に示す蓄電装置を定着装置の補助電源として用いる画像形成装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態４では、負荷への電力供給において、ＡＣ電力の供給では不足する場合に、その不足した電力を蓄電装置からの供給に切り替える場合の構成例が示されている。

高速分野の画像形成装置の場合は、定着加熱部に使用する電力が大きいので、一般的に使用されているＡＣ１００Ｖ、１５Ａ定格の商用電源を用いると、不足する場合が発生する。また、主電源スイッチＯＮ時に、画像形成装置が使用できる状態の定着温度に到達するまでに多くの時間を必要とする。

そこで、図１２に示すように、蓄電装置７０を補助電源として用意し、負荷への上記した電力不足を、蓄電装置７０から供給する構成とした。

図１２において、蓄電装置７０は、実施の形態１，２に示した構成を有しており、充電制御回路７１と、蓄電ユニット７２と、蓄電電圧検出回路７３とが示されている。蓄電ユニット７２は、キャパシタバンクと均等化回路とを主な構成要素としている。

ＡＣ電源７５は、ＡＣ／ＤＣコンバーター７６と定着加熱部温度制御回路７８とに供給されている。ＡＣ／ＤＣコンバーター７６は、ＡＣ電圧から直流の定電圧を生成する回路である。ＡＣ／ＤＣコンバーター７６の出力は、画像形成装置制御回路７７と充電制御回路７１に供給され、また、切り替え回路７９を介して負荷８１に供給されている。この負荷８１は、画像形成動作を行うための各種モーター、ソレノイド、クラッチ等のパワー系負荷である。

充電制御回路７１は、画像形成装置制御回路７７からの指示に基づき、充電電圧検出回路７３が検出した充電電圧を確認して蓄電ユニット７２への充電を制御する。充電された蓄電ユニット７２の蓄電力は、定電圧生成回路８０に入力される。この定電圧生成回路８０は、蓄電ユニット７２の電圧が、放電によって低下しても、一定電圧（例として２４Ｖ）を生成する昇降圧コンバーター機能を備えている。この定電圧生成回路８０の出力は、切り替え回路７９に入力される。

定着加熱部温度制御回路７８は、定着加熱部８２に設けられた温度検出素子８３によって加熱部温度を検出し、検出温度が予め設定された温度よりも低い場合に、定着加熱部８２にＡＣ電源から電力を供給し、検出温度が予め設定された温度より高い場合は、ＡＣ電源からの電力供給を遮断する。

この場合に、切り替えスイッチ７９が、ＡＣ／ＤＣコンバーター７６の出力を選択して負荷８１に電力供給している状況下において、画像形成装置制御回路７７は、定着加熱部温度制御回路７８が定着加熱部８２に対して予め設定された電力供給しても、定着加熱部８２の温度が、予め設定された温度よりも低下した場合に、切り替えスイッチ７９に蓄電装置７０側を選択させて負荷８１にＤＣ電力を供給し、余ったＡＣ電力を定着加熱部８２に供給する措置を採る。

これによって、通常時は、定着加熱部８２への電力供給は、８０％デュティーの電力供給となる場合に、切り替えスイッチ７９を蓄電装置７０側に切り替えることで、１００％デュティーの電力供給を行うことができる。

この実施の形態４によれば、コストダウンを図った蓄電装置を用いるので、製造コストを低減した画像形成装置を提供することができる。そして、ＡＣ電源から定着装置の加熱部に供給する電力が不足する場合に、ＡＣ電源から負荷への電力供給を蓄電装置からの供給に切り替え、余ったＡＣ電力を定着装置の加熱部電力に使用する構成を採ることができるので、画像形成装置の立ち上がり時間の短縮が可能になる。

なお、以上の各実施の形態では、蓄電セルとして、電気二重層コンデンサを示したが、この発明は、これに限定されるものではなく、蓄電セルとして、リチウム電池も同様に用いることができる。

以上のように、この発明にかかる蓄電装置は、蓄電セルの数と無関係にコストダウンを図るのに有用であり、特に、画像形成装置の補助電源として用いて装置の立ち上がり時間の短縮を図るのに適している。

この発明の実施の形態１による蓄電装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す蓄電装置における均等化回路の具体的な構成例を示す回路図である。 図１に示す蓄電装置における充電制御動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態２による蓄電装置の構成を示すブロック図である。 図４に示す蓄電装置における均等化回路の具体的な構成例を示す回路図である。 図４に示す蓄電装置における充電制御動作を説明するフローチャートである。 図１，図４に示す蓄電装置におけるキャパシタバンクの充放電シーケンスを説明する図である。 この発明の実施の形態３として、図１，図４に示す蓄電装置を定着装置の主電源として用いる画像形成装置の構成例を示すブロック図である。 図８に示す画像形成装置が備える定着装置の構成を示す断面図である。 図８に示す画像形成装置における出力制御回路にて実施される充電制御動作を説明するフローチャートである。 図８に示す画像形成装置におけるエンジン制御部にて実施される定着立ち上げ時の温度制御動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態４として、図１，図４に示す蓄電装置を定着装置の補助電源として用いる画像形成装置の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ バイパス回路
１ａ 単セル満充電検出回路
１ｂ スイッチング回路
Ａ バイパス回路
２ 全セル満充電の検出に関わるスイッチング回路群を構成するスイッチング回路
３ 単セル満充電の検出に関わるスイッチング回路（第１のスイッチング回路）
４ 単セル満充電を検出して出力するフォトカプラ（第１のフォトカプラ）
５ キャパシタバンク電圧検出回路
６ 充電電流検出回路
７ 充電制御回路
８ 全セル満充電の検出に関わるスイッチング回路（第２のスイッチング回路）
９ キャパシタバンク
Ｃ１〜Ｃ１８ 電気二重層コンデンサ（キャパシタセル）
１０ 単セル満充電信号
１１ 全セル満充電信号
１２ 充電電圧検出信号
１３ 充電電流検出信号
１４ 全セル満充電を検出して出力するフォトカプラ（第２のフォトカプラ）
１５ インバータ
１６ 単セル満充電を検出して出力するコンパレータ（第１のコンパレータ）
１７ 全セル満充電を検出して出力するコンパレータ（第２のコンパレータ）
２９ 蓄電装置
３０ 充電制御回路
３１ 均等化回路
３２ 出力電圧発生回路
３３ 出力制御回路
３４ 高周波トランス
３５ スイッチング回路（ＦＥＴ）
Ｓ 整流回路
Ｌ チョークコイル
Ｃ４０，Ｃ４１ 平滑用コンデンサ
３６ ダイオード
３８ ＡＣ電源
３９ 主電源スイッチ
４０ フィルタ
４１ 全波整流器
４２ エンジン制御部
４３ ＡＣ定着ヒータ
４４ ＤＣ定着ヒータ
４５，４６ 温度検出回路
４５ａ，４６ａ 温度検出素子（サーミスタ）
４７ リレー
４８ 放電回路（ＦＥＴ）
４９ 負荷
５０ センサ
５１ スイッチ回路
５２ ＡＣヒータ制御回路
５３ フォトトライアックドライバ回路
５５ コントロール回路
５６ 操作部制御回路
５７ 全波整流器
５８ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６０ 定着装置
６１ 定着ローラー
６２ 加圧ローラー
６３ トナー
６４ シート
７０ 蓄電装置
７１ 充電制御回路
７２ 蓄電ユニット
７３ 充電電圧検出回路
７５ 商用電源
７６ ＡＣ／ＤＣコンバータ
７７ 画像形成装置制御回路
７８ 定着加熱部の温度制御回路
７９ 切り替え回路
８０ 定電圧生成回路
８１ 負荷
８２ 定着加熱部
８３ 温度検出素子

Claims (8)

1. 充放電が可能な複数の蓄電セルを直列に接続したセルバンクと、前記セルバンクを対象に充電制御を行う充電制御回路と、前記蓄電セル個々の充電電圧を検出し所定値を超える蓄電セルでは充電電流をバイパスする複数のバイパス回路とを備える蓄電装置において、
   前記複数のバイパス回路のいずれもがバイパス動作を行っていない場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記複数のバイパス回路のいずれかがバイパス動作を行った場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第１の検出手段と、
   前記複数のバイパス回路と１対１の関係で前記セルバンクの両端間に直列に接続された複数のスイッチング回路からなるスイッチング回路群であって、各スイッチング回路が、対応するバイパス回路がバイパス動作を行っていない場合はＯＦＦ動作を行い、対応するバイパス回路がバイパス動作を行った場合はそのバイパスされた充電電流に基づいてＯＮ動作を行うスイッチング回路群と、
   前記スイッチング回路群の前記セルバンクの高電位側との接続端の電位が、所定の電位より高電位状態にある場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記所定の電位より低電位である場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第２の検出手段と、
   を備えていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記第１の検出手段は、
   前記複数のバイパス回路のいずれもがバイパス動作を行っていない場合はＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか一方の動作を行い、前記複数のバイパス回路のいずれかがバイパス動作を行った場合はそのバイパスされた充電電流に基づいてＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか他方の動作を行う第１のスイッチング回路と、
   前記第１のスイッチング回路がＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか一方の動作を行っている場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記第１のスイッチング回路がＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか他方の動作を行っている場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第１の信号出力手段と、
   で構成され、
   前記第２の検出手段は、
   前記スイッチング回路群の前記セルバンクの高電位側との接続端の電位が、前記所定の電位より高電位状態にある場合にはＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか一方の動作を行い、前記所定の電位より低電位状態にある場合にはＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか他方の動作を行う第２のスイッチング回路と、
   前記第２のスイッチング回路がＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか一方の動作を行っている場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記第２のスイッチング回路がＯＮ動作とＯＦＦ動作のいずれか他方の動作を行っている場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第２の信号出力手段と、
   で構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記第１の信号出力手段及び前記第２の信号出力手段はフォトカプラである
   ことを特徴とする請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段はコンパレータである
   ことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
5. 前記蓄電セルは、電気二重層コンデンサまたはリチウム電池であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の蓄電装置。
6. 定着装置と、
   充放電が可能な複数の蓄電セルを直列に接続したセルバンクと、
   前記セルバンクを対象に充電制御を行う充電制御回路と、
   前記蓄電セル個々の充電電圧を検出し所定値を超える蓄電セルでは充電電流をバイパスする複数のバイパス回路と、を備える画像形成装置において、
   前記複数のバイパス回路のいずれもがバイパス動作を行っていない場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記複数のバイパス回路のいずれかがバイパス動作を行った場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第１の検出手段と、
   前記複数のバイパス回路と１対１の関係で前記セルバンクの両端間に直列に接続された複数のスイッチング回路からなるスイッチング回路群であって、各スイッチング回路が、対応するバイパス回路がバイパス動作を行っていない場合はＯＦＦ動作を行い、対応するバイパス回路がバイパス動作を行った場合はそのバイパスされた充電電流に基づいてＯＮ動作を行うスイッチング回路群と、
   前記スイッチング回路群の前記セルバンクの高電位側との接続端の電位が、所定の電位より高電位状態にある場合は２値レベルの一方のレベル信号を前記充電制御回路に出力し、前記所定の電位より低電位である場合は２値レベルの他方のレベル信号を前記充電制御回路に出力する第２の検出手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記蓄電装置の蓄電電圧が所定値に低下した場合に、前記蓄電装置から前記定着装置の加熱部への電力供給を停止することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記定着装置の加熱部への電力供給が不足する場合に、前記定着手段とは異なる負荷への電力供給を前記蓄電装置からの供給に切り替えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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