JP5439996B2 - 画像形成装置および電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のキャパシタに充電を行う電源装置、および該電源装置を用いた画像形成装置に関する。

近年のキャパシタは、大容量を有し、充放電サイクル特性にも優れているため、電子機器のバックアップ電源や、画像形成装置の補助電源、自動車をはじめとする各種輸送機のバッテリの代わりに用いられるようになってきている。また、エネルギーの有効利用の観点から、夜間電力の貯蔵といった用途での使用も検討されている。

ここで、画像形成装置においては、装置の立ち上げやコピーのような大量の電力を消費する場合には、商用電源からの電力だけでは電力が不足するという問題があった。この問題を解決するために、補助電源としてのキャパシタを画像形成装置に搭載し、大量の電力を消費する場合にはキャパシタから画像形成装置内の負荷へ電力を供給して電力を補うことが知られている。また、画像形成装置がキャパシタを含む複数のキャパシタセルを直列に接続したキャパシタユニットを備えている場合、あるキャパシタが満充電になると、その満充電になったキャパシタの充電電流をバイパス回路によりバイパス（迂回）することで、キャパシタの破損を防ぐことが知られている。

ところで、画像形成装置の内部において、異なる電圧を必要とする機器（構成）にキャパシタの電力を供給するために、直列に接続されたキャパシタセルの途中や、接地側に並列に接続されたキャパシタセルから電力を取り出すという発明が開示されている（例えば特許文献１、２参照）。

具体的には、特許文献１には、複数のキャパシタセルを直列に接続し、その直列に接続されたキャパシタセルの途中から、蓄電力を取り出し定電圧化して画像形成装置の特定負荷に供給する画像形成装置が開示されている。また、特許文献２には、複数のキャパシタセルを直列に接続し、その直列に接続されたキャパシタセルの接地側に複数のキャパシタセルを並列に接続して、この並列に接続されたキャパシタセルに蓄電力を定電圧化して画像形成装置の特定負荷に供給する画像形成装置が開示されている。

しかしながら、上記特許文献１の画像形成装置のように直列に接続されたキャパシタセルの途中から蓄電力を取り出して使用したり、並列に接続されたキャパシタセルから蓄電力を取り出して使用すると、電力が使用されたキャパシタの充電電圧のみが低下する。この状態で充電を行うと、電力が使用されていない多くのキャパシタの充電電流がバイパス回路によってバイパスされた状態で、電力が使用された一部のキャパシタのみに長時間充電を行うことになるため、バイパス回路において電力が損失してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、直列に接続された複数のキャパシタセルの一部のキャパシタセル、もしくは一部のキャパシタセルに並列に接続されたキャパシタセルから負荷に電力を供給可能なキャパシタに対して、バイパス回路における電力の損失を抑制して所望のキャパシタを充電することができる画像形成装置および電源装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記複数のキャパシタセルのうち、接地側の１つ以上の前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記第１キャパシタユニットに並列に接続された前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の電源装置は、キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記複数のキャパシタセルのうち、接地側の１つ以上の前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の電源装置は、キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、前記第１キャパシタユニットに並列に接続された前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、直列に接続された複数のキャパシタセルの一部のキャパシタセル、もしくは一部のキャパシタセルに並列に接続されたキャパシタセルから負荷に電力を供給可能なキャパシタに対して、バイパス回路における電力の損失を抑制して所望のキャパシタを充電することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる電源装置の構成図である。 図２は、実施の形態１にかかる電源装置を用いた画像形成装置の構成図である。 図３は、実施の形態１にかかるキャパシタユニット１０と第２キャパシタユニット１１とを接続して実装した場合の説明図である。 図４は、実施の形態１にかかる電源装置における充電処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、実施の形態２にかかる電源装置における充電処理の流れを示すフローチャートである。 図６は、実施の形態３にかかる電源装置の構成図である。 図７は、実施の形態３にかかる電源装置を用いた画像形成装置の構成図である。 図８は、実施の形態３にかかる電源装置における充電処理の流れを示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置および電源装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる電源装置の構成図である。図１に示すように、本実施の形態の電源装置は、キャパシタＣ１〜Ｃ１８をそれぞれ含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニット２８と、第１キャパシタユニット２８におけるキャパシタＣ１７、１８を含む第２キャパシタユニット１１を備え、第１開閉回路１２、第２開閉回路１３を介してこの２つのキャパシタユニットを充電するものである。

以下に各構成の説明をする。本実施の形態の電源装置は、上述した第１キャパシタユニット２８、第２キャパシタユニット１１と、第１開閉回路１２と、第２開閉回路１３と、充電関連部３１と、充電電圧検出回路２３とを主に備えている。

まず、充電関連部３１の構成および動作を説明する。充電関連部３１は、充電電圧を発生する充電部９と、充電部９が発生する充電電圧を制御する充電制御回路７と、充電電圧を検出し充電制御回路７にフィードバックされる充電電圧検出回路１６と、充電電流を検出する充電電流検出回路４とで主に構成されている。

また、充電制御回路７は、ＣＰＵ７ａと、定電圧出力用、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ発生回路７ｅと、Ａ／Ｄコンバータ７ｃと、充電電流検出回路７ｄと、シリアルコントローラ（ＳＩＣ）７ｂと、入出力ポート７ｆと、不図示のＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、および割り込み制御回路とが内部バスで接続されている。

商用電源８からの交流入力は、主電源スイッチ６を介して全波整流回路５に接続され、全波整流される。この全波整流された出力は、平滑コンデンサーＣ２１によってリップル成分等が除去される。全波整流回路５の直流出力側には、平滑コンデンサーＣ２１と並列に高周波トランス１２９の一次コイル１２９ａが接続されている。そして、この一次コイル１２９ａに、スイッチング回路としてパワーＭＯＳＦＥＴ１４が直列に接続されている。

パワーＭＯＳＦＥＴ１４は、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ発生回路７ｅから出力されるＰＷＭ信号を受信すると、スイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ動作）を行い、これによって一次コイル１２９ａにはスイッチング電流が流れる。この一次コイル１２９ａに流れるスイッチ電流により、高周波トランス１２９の二次コイル１２９ｂにスイッチ電圧が誘起する。このスイッチング周波数の導通期間を変えれば、出力電圧の制御を行うことができる。

高周波トランス１２９の二次コイル１２９ｂには、整流回路としてダイオードＤ２、Ｄ３が接続され、スイッチング電圧はこの整流回路で整流され、チュークコイルＬ１及びコンデンサーＣ２２により平滑され、直流出力に変換される。この直流出力電圧は、ダイオードＤ４、第１開閉回路１２、第２開閉回路１３を介して第１キャパシタユニット２８や第２キャパシタユニット１１に供給される。第１開閉回路１２、第２開閉回路１３は、充電制御回路７から出力される信号により開閉動作を行っている。

次に、第１キャパシタユニット２８に充電された充電電圧を検出する充電電圧検出回路１６の構成および動作を説明する。抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２により分圧回路を構成した充電電圧検出回路１６は、第１キャパシタユニット２８の端子間電圧を検出し、検出した電圧値は、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ発生回路７ｅのＡ／Ｄコンバータ７ｃ、および画像形成装置制御部５０のＡ／Ｄコンバータ５０ａ（図２参照）に入力される。充電部９の出力電圧は、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ発生回路７ｅにより監視され、ＰＷＭ信号のＯＮデューティを変えることにより制御される。定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用ＰＷＭ発生回路７ｅについては後述する。

次に、第１キャパシタユニット２８および第２キャパシタユニット１１に充電される充電電流を検出する充電電流検出回路４の構成および動作を説明する。充電電流検出回路４は、第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニット１１と直列に接続された抵抗Ｒ１０を流れる電流を検出し、検出した充電電流は、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用ＰＷＭ発生回路７ｅの充電電流検出回路７ｄに入力される。

次に、第２キャパシタユニット１１に充電された充電電圧を検出する充電電圧検出回路２３の構成および動作を説明する。抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４により分圧回路を構成した充電電圧検出回路２３は、第２キャパシタユニット１１の端子間電圧を検出し、検出した電圧値は、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ発生回路７ｅのＡ／Ｄコンバータ７ｃ、および画像形成装置制御部５０のＡ／Ｄコンバータ５０ａ（図２参照）に入力される。

次に、第１キャパシタユニット２８および第２キャパシタユニット１１について説明する。本実施の形態の第１キャパシタユニット２８は、満杯充電時に２．５Ｖになる１８個のキャパシタＣ１〜Ｃ１８をそれぞれ含む複数のキャパシタセルが直列に接続されている。従って、１８個のキャパシタセルのキャパシタＣ１〜Ｃ１８が満充電になると、４５Ｖの電圧が蓄電されることになる。そして、第２キャパシタユニット１１は、第１キャパシタユニット２８における複数のキャパシタセルのうち、接地側の２つのキャパシタＣ１７、１８を含むキャパシタセルである。尚、本実施の形態の電源装置の第１キャパシタユニット２８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可能な容量または、必要とする定着立ち上げ時間を達成できる容量のセル構成としている。また、第１キャパシタユニット２８のうち、第２キャパシタユニット１１以外をキャパシタユニット１０とする。ここで、キャパシタとは、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどであるが、これに限定されることなく、電圧が蓄積されるキャパシタであればいずれのキャパシタでもよい。

第１キャパシタユニット２８における複数のキャパシタセルのそれぞれは、キャパシタ（Ｃ１〜Ｃ１８）と、充電電圧を均等化する均等回路（１０１〜１１８）とから構成され、均等回路（１０１〜１１８）にはさらに、キャパシタが所定の電圧に充電された場合に作動してキャパシタへの充電電流を迂回させるバイパス回路（１０１ａ〜１１８ａ）が備えられている。以下に、第１キャパシタユニット２８および第２キャパシタユニット１１の各キャパシタセルの均等回路１０１〜１１８と充電動作について説明する。

第１キャパシタユニット２８は、上述したように１８個のキャパシタＣ１〜Ｃ１８が電力を貯蓄するために直列に接続され、各キャパシタセルでは、バイパス回路１０１ａ〜１１８ａがそれぞれキャパシタＣ１〜Ｃ１８に並列に接続されている。以下では、キャパシタＣ１を含むキャパシタセルについて説明する。

バイパス回路１０１ａは、キャパシタＣ１の端子間に並列に接続されている。バイパス回路１０１ａは、シャントレギュレーターＸ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ７と、トランジスタＱ１と、ダイオードＤ１とにより主に構成されている。バイパス回路１０１ａは、抵抗Ｒ１とＲ２からなる分圧回路と、シャントレギュレーターＸ１によりキャパシタＣ１の端子電圧の検出が行われる。そして、シャントレギュレーターＸ１の制御端子に抵抗Ｒ１とＲ２からなる分圧回路の分圧電圧が入力される。

充電制御回路７のＣＰＵ７ａは、画像形成装置制御部５０（図２参照）からの指示、または充電電圧検出回路１６により第１キャパシタユニット２８の充電電圧が予め設定された電圧値以下の電圧値（本実施の形態の場合には４０Ｖ以下の電圧）が検出されると、入出力ポート７ｆから、第１開閉回路１２を閉じる信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａに出力し、第２開閉回路１３を開放する信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａに出力する。そして、充電制御回路７のＣＰＵ７ａの制御に基づいて充電部９が第１キャパシタユニット２８を充電する。

キャパシタＣ１の端子電圧が所定の電圧（２．５Ｖ）に充電されると、シャントレギュレーターＸ１がＯＮになる。シャントレギュレーターＸ１がＯＮになると、トランジスタＱ１に抵抗Ｒ４を通してベース電流が流れて、トランジスタＱ１がＯＮになる。トランジスタＱ１がＯＮになると、抵抗Ｒ６により決まる電流で、キャパシタＣ１の充電電流がバイパス（迂回）される。また、トランジスタＱ１がＯＮになると、トランジスタＱ２もＯＮになり、ホトカプラーＴＬＰ１、ＴＰＬ２の発光ダイオードに抵抗Ｒ８、Ｒ９を通して電流が流れる。キャパシタＣ２〜Ｃ１６を含むキャパシタセルも同様の構成となっている。

均等回路１０１〜１１６は、バイパス回路１０１ａ〜１１６ａのうちいずれかのバイパス回路に接続されたキャパシタが所定の電圧に充電され、該いずれかのバイパス回路が作動した場合、そのいずれかのキャパシタセルが満充電になったことを示す単セル満充電信号２４を出力し、単セル満充電信号２４は充電制御回路７に入力される。そして、充電制御回路７は、単セル満充電信号２４を受信すると、所定の定電流充電動作を行う制御を充電部９に対して行う。なお、単セル満充電信号２４の出力線は、バイパス回路１０１ａ〜１１６ａのそれぞれと並列に接続されている。

また、均等回路１０１〜１１６は、バイパス回路１０１ａ〜１１６ａの全てのバイパス回路に接続されたキャパシタが所定の電圧に充電され、該全てのバイパス回路（バイパス回路１０１ａ〜１１６ａ）が作動した場合、その全てのバイパス回路が満充電になったことを示す全セル満充電信号２５を出力し、全セル満充電信号２５は充電制御回路７に入力される。そして、充電制御回路７は、全セル満充電信号２５を受信すると、所定の定電圧充電動作を一定期間行った後、充電動作を停止する制御を充電部９に対して行う。つまり、充電制御回路７は、ＰＷＭ信号のＯＮデューティを一定時間ある一定幅にした後、０にする。なお、全セル満充電信号２５の出力線は、バイパス回路１０１ａ〜１１８ａと直列並列に接続されている。

第２キャパシタユニット１１は、上述したように２個のキャパシタＣ１７、１８が電力を貯蓄するために直列に接続され、各キャパシタセルでは、バイパス回路１１７ａ、１１８ａがそれぞれキャパシタＣ１７、Ｃ１８に並列に接続されている。キャパシタＣ１７、Ｃ１８を含むキャパシタセルの構成については、キャパシタＣ１を含むキャパシタセルと同様である。

充電制御回路７のＣＰＵ７ａは、画像形成装置制御部５０（図２参照）からの指示、または充電電圧検出回路２３により第２キャパシタユニット１１の充電電圧が予め設定された電圧値以下の電圧値（本実施の形態の場合には４Ｖ以下の電圧）が検出されると、入出力ポート７ｆから、第２開閉回路１３を閉じる信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａに出力し、第１開閉回路１２を開放する信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａに出力する。そして、充電制御回路７のＣＰＵ７ａの制御に基づいて充電部９が第２キャパシタユニット１１を充電する。

第２キャパシタユニット１１も第１キャパシタユニット２８と同様に、均等回路１１７、１１８は、バイパス回路１１７ａ、１１８ａのうちいずれかのバイパス回路に接続されたキャパシタが所定の電圧に充電され、該いずれかのバイパス回路が作動した場合、そのいずれかのキャパシタセルが満充電になったことを示す単セル満充電信号２４を出力し、単セル満充電信号２４は充電制御回路７に入力される。そして、充電制御回路７は、単セル満充電信号２４を受信すると、所定の定電流充電動作を行う制御を充電部９に対して行う。なお、単セル満充電信号２４の出力線は、バイパス回路１１７ａ、１１８ａのそれぞれと並列に接続されている。

また、均等回路１１７、１１８は、バイパス回路１１７ａ、１１８ａの全てのバイパス回路に接続されたキャパシタが所定の電圧に充電され、該全てのバイパス回路（バイパス回路１１７ａ、１１８ａ）が作動した場合、その全てのバイパス回路が満充電になったことを示す全セル満充電信号２５を出力し、全セル満充電信号２５は充電制御回路７に入力される。そして、充電制御回路７は、全セル満充電信号２５を受信すると、所定の定電圧充電動作を一定期間行った後、充電動作を停止する制御を充電部９に対して行う。なお、全セル満充電信号２５の出力線は、バイパス回路１１７ａ、１１８ａと直列並列に接続されている。

そして、充電制御回路７のＣＰＵ７ａは、画像形成装置制御部５０からの指示により、第３開閉回路２９を閉じる信号をパワーＭＯＳＦＥＴ２９ａに出力する。この出力は定電圧生成回路２１により一定電圧にされ、画像形成装置制御部５０の特定負荷（省エネルギーモード（以下、省エネモードという）時、停電時等に作動される負荷）に電力が供給される。

次に、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、第１キャパシタユニット２８に定電流充電、定電力充電または定電圧充電を行うＰＷＭ発生回路７ｅの動作を説明する。

ＰＷＭ発生回路７ｅは、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、第１キャパシタユニット２８に定電流充電または定電力充電または定電圧充電を行うためのＰＷＭ信号を発生させる回路である。

つまり、ＰＷＭ発生回路７ｅは、第１キャパシタユニット２８の端子間電圧を充電電圧検出回路１６の出力により充電電圧を検出し、第１キャパシタユニット２８の端子間電圧が、予め設定された電圧値以下である場合には、第１キャパシタユニット２８と直列に接続された抵抗Ｒ１０の端子間電圧を逐次検出し、この端子間電圧に対応した、予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号を、パワーＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに出力する。

なお、この予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号は、抵抗Ｒ１０の端子間電圧と、ＰＷＭ信号のＯＮデューティとの関係を予め作成した、テーブルを使用してもよいし、演算により算出してもよい。また、充電電流のみを参照して、予め設定された充電電流になるようにＰＷＭ信号を制御してもよい。また、第１キャパシタユニット２８が充電されてない状態の場合は、大きな突入電流が第１キャパシタユニット２８に流れるのを防止しするために、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信号を出力してもよい。

第１キャパシタユニット２８の端子間電圧が、予め設定された値以上になると、ＰＷＭ発生回路７ｅは、定電力充電を行うために、第１キャパシタユニット２８の充電電流と、第１キャパシタユニット２８の端子間電圧の検出を逐次行ない、検出した充電電流と充電電圧から、予め設定された定電力充電を行うためのＰＷＭ信号を、パワーＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに出力する。

なお、このＰＷＭ信号は、第１キャパシタユニット２８の充電電流と、第１キャパシタユニット２８の端子間電圧を検出し、この検出した充電電流と充電電圧から、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する。

次に、ＰＷＭ発生回路７ｅは、いずれかの単セル満充電信号２４を検出すると、再び予め設定された定電流充電にするＰＷＭ信号を、パワーＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに出力する。また、ＰＷＭ発生回路７ｅは、全セル満充電信号２５を検出すると、一定期間定電圧充電を行い、その後充電動作を停止する信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに出力する。

なお、ＰＷＭ発生回路７ｅは、充電電圧検出回路１６が満充電電圧（本実施の形態では、２．５Ｖ×１８個であるため４５Ｖ）を超える電圧を検出しても単セル満充電信号２４または全セル満充電信号２５が検出されない場合は、定電圧充電を行うＰＷＭ信号を、パワーＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに出力する。また、ＰＷＭ発生回路７ｅは、定電圧充電移行後においても、さらに充電電圧検出回路１６が充電電圧の上昇を検知した場合は、充電の停止を行うＰＷＭ信号を、パワーＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに出力する。また、ＰＷＭ発生回路７ｅは、充電停止後もさらに充電電圧が上昇した場合は、図示はしないが、充電電圧異常上昇検出回路により充電を遮断する。そしてこの場合には再充電が禁止される。

次に、画像形成装置について説明する。図２は、実施の形態１にかかる電源装置を用いた画像形成装置の構成図である。ここで、図１の構成図と同一符号が付された構成は、説明を省略する。

画像形成装置制御部５０は、画像形成装置全体を制御するものであり、図示はしないが、画像形成装置の全体を制御するコントローラ部、画像形成動作を行うエンジン制御部、操作パネルを操作することで利用者が行うシステム設定等の入力や、利用者に対するシステムの設定内容や状態の表示の制御を行う操作部制御回路部、原稿を光学的に読み取る読取制御部、画像データをドラム上に書き込む書込制御部により主に構成されている。本実施の形態では、これらの構成を合わせて画像形成装置制御部５０としている。

また、画像形成装置制御部５０は、停電時に電力供給される特定回路５１が備えられており、特定回路５１は、ＣＰＵ５２およびＬＡＮ、ＨＤＤの制御部５３等を主に備えている。ＣＰＵ５２には、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）５０ｃと、入出力ポート５０ｄと、Ａ／Ｄコンバータ５０ａと、割り込み制御回路（ＩＮＴ）５０ｂと、不図示のＮＶ−ＲＡＭおよびＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等が内部バスで接続されている。

また、画像形成装置は、停電時に電力供給される制御部として、ＬＡＮ（Local Area Network）制御部４６と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）制御部４７を備えている。

ＬＡＮ制御部４６は、外部機器との通信を行うものであり、社内ＬＡＮとコントローラとの通信インターフェースボードであり、ＰＨＹチップを搭載している。ＬＡＮ制御部４６とコントローラとは、標準的な通信インターフェースで接続されている。また、ＬＡＮ制御部４６と外部機器との通信中に停電になると通信が中断してデータが消去されるため、ＬＡＮ制御部４６は、通信が完了するまで第２キャパシタユニット１１から電力が供給される。

ＨＤＤ制御部４７は、システムのアプリケーションプログラムや、プリンタ、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベースとして用いられている。また、ＨＤＤ制御部４７は、読取り画像や書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データおよびドキュメントデータを蓄える画像データベースとしても用いられる。また、これらのデータ等を格納中に停電になるとデータが欠落するため、ＨＤＤ制御部４７は、必要なデータを格納するまで第２キャパシタユニット１１から電力が供給される。

また、画像形成装置制御部５０は、電源ＯＦＦ時においても各種データを記憶可能な電池でバックアップされたメモリ部４８を備えている。停電時には、このメモリ部４８にも第２キャパシタユニット１１から電力が供給され、実行中の必要なデータが保存されて、復帰時に読み出され利用される。

次に、画像形成装置制御部５０の周辺回路を説明する。本実施の形態の画像形成装置は、定着装置の加熱部としてＡＣ定着ヒータ４３と、補助ヒータとしてＤＣ定着ヒータ５５とを備えている。また、ＣＰＵ５２のＡ／Ｄコンバータ５０ａには、定着ローラ（不図示）の表面温度（定着温度）を検出する温度検出回路４１が接続されている。

温度検出回路４１は、サーミスタ４１ａと、サーミスタ４１ａと直列に接続された抵抗とで構成され、ＡＣ定着ヒータ４３と、ＤＣ定着ヒータ５５に対応する測定領域の温度を検出する回路である。

ＤＣ定着ヒータ５５は、立ち上げ時および連続コピー時の温度落ち込み時等に補助ヒータとして使用される。ＤＣ定着ヒータ５５は、立ち上げ時および連続コピー時の温度落ち込み時に、第１キャパシタユニット２８に蓄電された電力がリレー５６と放電回路（ＦＥＴ）５７を介して供給される。

ＡＣ定着ヒータ４３には、主電源がＯＮ時および通常のコピー時に商用電源８から電力が供給されてコピー動作が行われる。

次に第２キャパシタユニット１１から画像形成装置制御部５０への電力の供給について説明する。商用電源８の両端に接続された停電検知回路３０は、商用電源８の電圧が低下した場合、またはゼロクロス信号が欠落した場合に信号を発生する回路であり、この信号は割り込み制御回路（ＩＮＴ）５０ｂに入力される。

この割り込み信号が発生すると、ＣＰＵ５２は入出力ポート５０ｄより、充電制御回路７を介して第３開閉回路２９のパワーＭＯＳＦＥＴ２９ａのゲートにＯＮ信号を出力する。パワーＭＯＳＦＥＴ２９ａのＯＮ動作により第２キャパシタユニット１１の蓄電電力は定電圧生成回路２１により一定電圧に安定化され、停電時に電力を供給される負荷５４、メモリ部４８、ＬＡＮ制御部４６、ＨＤＤ制御部４７、および特定回路５１に供給される。

次に、図１、２を参照して、第１開閉回路１２および第２開閉回路１３の開閉動作を行って、第１キャパシタユニット２８および第２キャパシタユニット１１を充電する動作を説明する。

充電制御回路７は、充電電圧検出回路１６により検出された電圧値、および充電電圧検出回路２３により検出された電圧値とに基づいて、第１キャパシタユニット２８を充電するか、第２キャパシタユニット１１を充電するかを切り替える切替手段による切替えの制御をＣＰＵ７ａにより実行する。本実施の形態では、切替手段として、充電部９から第１キャパシタユニット２８への充電路を開閉する第１開閉回路１２と、充電部９から第２キャパシタユニット１１への充電路を開閉する第２開閉回路１３とが備えられている。つまり、充電制御回路７は、第１開閉回路１２および第２開閉回路１３の開閉動作を制御することで、第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニットに１１への充電を制御する。

具体的には、充電制御回路７は、充電電圧検出回路１６により第１キャパシタユニット２８の充電電圧を検出し、定着立ち上げ時、または連続コピー時に電力補助する所定の電圧値に達してないと判断すると、第１開閉回路１２を閉じて（ＯＮにして）、第２開閉回路１３を開放する（ＯＦＦにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａおよびパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａそれぞれのゲートに送出して充電を制御する。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する。そして、充電部９は、第１開閉回路１２を介して第１キャパシタユニット２８を充電する。

また、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８の電圧値が所定値に達していても、充電電圧検出回路２３により第２キャパシタユニット１１の充電電圧を検出し、停電時および省エネモード時に使用する電力に不足していると判断すると、第１開閉回路１２を開放し（ＯＦＦにして）、第２開閉回路１３を閉じる（ＯＮにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａおよびパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａそれぞれのゲートに送出して充電を制御する。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する。そして、充電部９は、第２開閉回路１３を介して第２キャパシタユニット１１を充電する。

また、一連の画像形成動作が終了し、一定時間が経過すると画像形成装置が省エネモードに入るが、この時、充電制御回路７は、第３開閉回路２９を閉じる（ＯＮにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ２９ａのゲートに出力する。この動作により、省エネモードに電力を必要とする負荷に対して第２キャパシタユニット１１の蓄電力が供給される。また、省エネモード解除ＳＷ４４が閉じられる（ＯＮにされる）と、充電制御回路７は、第３開閉回路２９を開放する（ＯＦＦにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ２９ａのゲートに出力する。充電制御回路７は、この省エネモードが解除された直後に第１キャパシタユニット２８の充電電圧の確認を行い、充電電圧が不足している場合は充電してもよい。

図３は、実施の形態１にかかるキャパシタユニット１０と第２キャパシタユニット１１とを接続して実装した場合の説明図である。図３に示すように、本実施の形態の画像形成装置では、第２キャパシタユニット１１がコネクタ９９により取り付けられており、第２キャパシタユニット１１は、画像形成装置から着脱可能となっている。つまり、コネクタ９９を外すことで第２キャパシタユニット１１を取り外すことができる。

また、第２キャパシタユニット１１は、蓄電容量の異なるキャパシタを含むキャパシタユニットに変更可能となっている。従って、キャパシタの蓄電容量を用途により変更すれば、利用範囲をさらに広げることができる。ただし、この場合は、単セル満充電信号２４と全セル満充電信号２５の検出時間がキャパシタユニット１０と第２キャパシタユニット１１では異なるため、そのことを考慮して充電制御を行う必要がある。

次に、本実施の形態にかかる電源装置における第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニット１１への充電動作を説明する。図４は、実施の形態１にかかる電源装置における充電処理の流れを示すフローチャートである。

まず、画像形成装置制御部５０は、画像形成装置が待機モードか否かを判断する（ステップＳ１１）。待機モードでない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。一方、待機モードである場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が予め定めた所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。

第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を閉じて（ステップＳ１３）、第２開閉回路１３を開放する（ステップＳ１４）。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する（ステップＳ１５）。そして、充電指示信号を受信した充電部９が第１キャパシタユニット２８を充電する（ステップＳ１６）。充電が完了すると、再度ステップＳ１２の処理に戻る。

一方、ステップＳ１２において、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値より大きい場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、充電制御回路７は、第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値が予め定めた所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。

第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を開放して（ステップＳ１８）、第２開閉回路１３を閉じる（ステップＳ１９）。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する（ステップＳ２０）。そして、充電指示信号を受信した充電部９が第２キャパシタユニット１１を充電する（ステップＳ２１）。充電が完了すると、再度ステップＳ１７の処理に戻る。

一方、ステップＳ１７において、第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値が所定値より大きい場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、充電制御回路７は、充電部９に充電を停止する旨の充電停止信号を送出する（ステップＳ２２）。そして、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を開放して（ステップＳ２３）、第２開閉回路１３を開放して（ステップＳ２４）処理を終了する。

このように、実施の形態１の電源装置は、第１キャパシタユニット２８と第２キャパシタユニット１１の充電電圧を検出し、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合は、第１キャパシタユニット２８を充電する。そして、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値より大きく、かつ第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合は、第２キャパシタユニット１１のみを充電することができる。これにより、キャパシタＣ１７、１８を含む第２キャパシタユニット１１のみを充電する際に、キャパシタユニット１０におけるバイパス回路１０１ａ〜１１６ａに充電電流を流す必要がなくなるため、バイパス回路を迂回することによるバイパス回路のおける電力の損失を抑制して所望のキャパシタのみを充電することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１の電源装置では、第１キャパシタユニット２８と第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値が予め定めた所定値以下か否かにより充電動作を制御するものであった。これに対して、実施の形態２の電源装置では、第１キャパシタユニット２８と第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値を比較して充電動作を制御する。

本実施の形態の電源装置の構成図および該電源装置を用いた画像形成装置の構成図は、実施の形態と同様である（図１、２参照）。従って、以下に、実施の形態１における充電制御回路７の異なる部分および充電制御回路７による充電動作の制御について図１、２を参照して説明する。

第１開閉回路１２および第２開閉回路１３の開閉動作を行って、第１キャパシタユニット２８および第２キャパシタユニット１１を充電する動作を説明する。

充電制御回路７は、充電電圧検出回路１６により検出された電圧値、および充電電圧検出回路２３により検出された電圧値とを比較する比較処理をＣＰＵ７ａにより実行する。そして、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８を充電するか、第２キャパシタユニット１１を充電するかを切り替える切替手段による切替えの制御をＣＰＵ７ａにより実行する。切替手段については、実施の形態１と同様である。つまり、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８の電圧値と第２キャパシタユニット１１の電圧値の比較結果に基づいて、第１開閉回路１２および第２開閉回路１３の開閉動作を制御することで、第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニット１１への充電を制御する。

具体的には、充電制御回路７は、充電電圧検出回路１６により第１キャパシタユニット２８の充電電圧を検出し、充電電圧検出回路２３により第２キャパシタユニット１１の充電電圧を検出する。そして、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値と、第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値を比較して、第２キャパシタユニット１１の電圧値が低い場合、第１開閉回路１２を開放し（ＯＦＦにして）、第２開閉回路１３を閉じる（ＯＮにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａおよびパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａそれぞれのゲートに送出して充電を制御する。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する。そして、充電部９は、第２開閉回路１３を介して第２キャパシタユニット１１を充電する。

また、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８の電圧値より第２キャパシタユニット１１の電圧値が低く、かつ第１キャパシタユニット２８の電圧値が所定値以下である場合、第１開閉回路１２を閉じて（ＯＮにして）、第２開閉回路１３を開放する（ＯＦＦにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａおよびパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａそれぞれのゲートに送出して充電を制御する。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する。そして、充電部９は、第１開閉回路１２を介して第１キャパシタユニット２８を充電する。

次に、本実施の形態にかかる電源装置における第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニット１１への充電動作を説明する。図５は、実施の形態２にかかる電源装置における充電処理の流れを示すフローチャートである。

まず、画像形成装置制御部５０は、画像形成装置が待機モードか否かを判断する（ステップＳ３１）。待機モードでない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。一方、待機モードである場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、充電制御回路７は、充電電圧検出回路１６により第１キャパシタユニット２８の充電電圧を検出し（ステップＳ３２）、充電電圧検出回路２３により第２キャパシタユニット１１の充電電圧を検出する（ステップＳ３３）。

次に、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値と第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値とを比較して、第１キャパシタユニット２８の電圧値より第２キャパシタユニット１１の電圧値が低いか否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、第２キャパシタユニット１１の電圧値の方が低かった場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を開放して（ステップＳ３５）、第２開閉回路１３を閉じる（ステップＳ３６）。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する（ステップＳ３７）。そして、充電指示信号を受信した充電部９が第２キャパシタユニット１１を充電する（ステップＳ３８）。充電が完了すると、再度ステップＳ３４の処理に戻る。

一方、ステップＳ３４において、第１キャパシタユニット２８の電圧値の方が低かった場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、充電制御回路７は、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が予め定めた所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３９）。

第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を閉じて（ステップＳ４０）、第２開閉回路１３を開放する（ステップＳ４１）。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する（ステップＳ４２）。そして、充電指示信号を受信した充電部９が第１キャパシタユニット２８を充電する（ステップＳ４３）。充電が完了すると、再度ステップＳ３９の処理に戻る。

一方、ステップＳ３９において、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値より大きい場合（ステップＳ３９：Ｎｏ）、充電制御回路７は、充電部９に充電を停止する旨の充電停止信号を送出する（ステップＳ４４）。そして、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を開放して（ステップＳ４５）、第２開閉回路１３を開放して（ステップＳ４６）処理を終了する。

このように、実施の形態２の電源装置は、検出した第１キャパシタユニット２８と第２キャパシタユニット１１の充電電圧を比較して、第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値の方が低かった場合は、第２キャパシタユニット１１のみを充電することができる。そして、第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値の方が大きく、かつ第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合は、第１キャパシタユニット２８を充電する。これにより、キャパシタＣ１７、１８を含む第２キャパシタユニット１１のみを充電する際に、キャパシタユニット１０におけるバイパス回路１０１ａ〜１１６ａに充電電流を流す必要がなくなるため、バイパス回路を迂回することによるバイパス回路のおける電力の損失を抑制して所望のキャパシタのみを充電することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１の電源装置では、第１キャパシタユニット２８と、第１キャパシタユニット２８に含まれる第２キャパシタユニット１１の充電電圧の電圧値が予め定めた所定値以下か否かにより充電動作を制御するものであった。これに対して、実施の形態３の電源装置では、第１キャパシタユニット２８と、第１キャパシタユニットの一部のキャパシタユニットと並列に接続された第３キャパシタユニットの充電電圧の電圧値が予め定めた所定値以下か否かにより充電動作を制御する。

図６は、実施の形態３にかかる電源装置の構成図である。図７は、実施の形態３にかかる電源装置を用いた画像形成装置の構成図である。図６、７に示すように、本実施の形態の電源装置は、キャパシタＣ１〜Ｃ１８をそれぞれ含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニット２８と、第１キャパシタユニット２８の接地側にダイオードＤ５、６を介して並列に接続された第３キャパシタユニット３２を備え、第１開閉回路１２、第２開閉回路１３を介してこの２つのキャパシタユニットを充電するものである。ここで、充電関連部３１、充電電圧検出回路１６、充電電流検出回路４、第１キャパシタユニット２８、均等回路１０１〜１２０、バイパス回路１０１ａ〜１１８ａ、ＰＷＭ発生回路７ｅ、画像形成装置制御部５０、ＬＡＮ制御部４６、ＨＤＤ制御部４７、画像形成装置制御部５０の周辺回路等の構成は、実施の形態１と同様である。

第３キャパシタユニット３２に充電された充電電圧を検出する充電電圧検出回路１５の構成および動作を説明する。抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４により分圧回路を構成した充電電圧検出回路１５は、第３キャパシタユニット３２の端子間電圧を検出し、検出した電圧値は、定電圧出力、定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ発生回路７ｅのＡ／Ｄコンバータ７ｃ、および画像形成装置制御部５０のＡ／Ｄコンバータ５０ａ（図２参照）に入力される。

次に、第３キャパシタユニット３２について説明する。第３キャパシタユニット３２は、第１キャパシタユニット２８における複数のキャパシタセルのうちの接地側のキャパシタセルに並列に接続された２つのキャパシタＣ１９、２０を含むキャパシタセルである。

充電制御回路７のＣＰＵ７ａは、画像形成装置制御部５０（図７参照）からの指示、または充電電圧検出回路１５により第３キャパシタユニット３２の充電電圧が予め設定された電圧値以下の電圧値が検出されると、入出力ポート７ｆから、第２開閉回路１３を閉じる信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａに出力し、第１開閉回路１２を開放する信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａに出力する。そして、充電制御回路７のＣＰＵ７ａの制御に基づいて充電部９が第３キャパシタユニット３２を充電する。

第３キャパシタユニット３２も第１キャパシタユニット２８と同様に、均等回路１１９、１２０は、バイパス回路１１９ａ、１２０ａのうちいずれかのバイパス回路に接続されたキャパシタが所定の電圧に充電され、該いずれかのバイパス回路が作動した場合、そのいずれかのキャパシタセルが満充電になったことを示す単セル満充電信号２４を出力し、単セル満充電信号２４は充電制御回路７に入力される。そして、充電制御回路７は、単セル満充電信号２４を受信すると、所定の定電流充電動作を行う制御を充電部９に対して行う。なお、単セル満充電信号２４の出力線は、バイパス回路１１９ａ、１２０ａのそれぞれと並列に接続されている。

また、均等回路１１９、１２０は、バイパス回路１１９ａ、１２０ａの全てのバイパス回路に接続されたキャパシタが所定の電圧に充電され、該全てのバイパス回路（バイパス回路１１９ａ、１２０ａ）が作動した場合、その全てのバイパス回路が満充電になったことを示す全セル満充電信号２５を出力し、全セル満充電信号２５は充電制御回路７に入力される。そして、充電制御回路７は、全セル満充電信号２５を受信すると、所定の定電圧充電動作を一定期間行った後、充電動作を停止する制御を充電部９に対して行う。なお、全セル満充電信号２５の出力線は、バイパス回路１１９ａ、１２０ａと直列並列に接続されている。

次に、図６、７を参照して、第１開閉回路１２および第２開閉回路１３の開閉動作を行って、第１キャパシタユニット２８および第３キャパシタユニット３２を充電する動作を説明する。

充電制御回路７は、充電電圧検出回路１６により検出された電圧値、および充電電圧検出回路１５により検出された電圧値とに基づいて、第１キャパシタユニット２８を充電するか、第３キャパシタユニット３２を充電するかを切り替える切替手段による切替えの制御をＣＰＵ７ａにより実行する。切替手段については、実施の形態１と同様である。つまり、充電制御回路７は、第１開閉回路１２および第２開閉回路１３の開閉動作を制御することで、第１キャパシタユニット２８または第３キャパシタユニットに３２への充電を制御する。

具体的には、充電制御回路７は、充電電圧検出回路１６により第１キャパシタユニット２８の充電電圧を検出し、定着立ち上げ時、または連続コピー時に電力補助する所定の電圧値に達してないと判断すると、第１開閉回路１２を閉じて（ＯＮにして）、第２開閉回路１３を開放する（ＯＦＦにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａおよびパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａそれぞれのゲートに送出して充電を制御する。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する。そして、充電部９は、第１開閉回路１２を介して第１キャパシタユニット２８を充電する。

また、充電制御回路７は、充電電圧検出回路１５により第３キャパシタユニット３２の充電電圧を検出し、第３キャパシタユニット３２の蓄電力が、停電時および省エネモード時に使用する電力に不足していると判断すると、第１開閉回路１２を開放し（ＯＦＦにして）、第２開閉回路１３を閉じる（ＯＮにする）指示信号をパワーＭＯＳＦＥＴ１２ａおよびパワーＭＯＳＦＥＴ１３ａそれぞれのゲートに送出して充電を制御する。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する。そして、充電部９は、第２開閉回路１３を介して第３キャパシタユニット３２を充電する。

本実施の形態の第３キャパシタユニット３２は、実施の形態１と同様に、コネクタにより取り付けられており、画像形成装置から着脱可能となっている（図３参照）。また、第３キャパシタユニット３２は、実施の形態１と同様に、蓄電容量の異なるキャパシタを含むキャパシタユニットに変更可能となっている。

次に、本実施の形態にかかる電源装置における第１キャパシタユニット２８または第３キャパシタユニット３２への充電動作を説明する。図８は、実施の形態３にかかる電源装置における充電処理の流れを示すフローチャートである。

まず、画像形成装置制御部５０による待機モードか否かの判断から、第１キャパシタユニット２８への充電までの処理（ステップＳ５１〜５６）は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する（ステップＳ１１〜１６）。

ステップＳ５２において、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値より大きい場合（ステップＳ５２：Ｎｏ）、充電制御回路７は、第３キャパシタユニット３２の充電電圧の電圧値が予め定めた所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ５７）。

第３キャパシタユニット３２の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を開放して（ステップＳ５８）、第２開閉回路１３を閉じる（ステップＳ５９）。次に、充電制御回路７は、充電部９に充電を行う指示である充電指示信号を送出する（ステップＳ６０）。そして、充電指示信号を受信した充電部９が第３キャパシタユニット３２を充電する（ステップＳ６１）。充電が完了すると、再度ステップＳ５７の処理に戻る。

一方、ステップＳ５７において、第３キャパシタユニット３２の充電電圧の電圧値が所定値より大きい場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、充電制御回路７は、充電部９に充電を停止する旨の充電停止信号を送出する（ステップＳ６２）。そして、充電制御回路７は、第１開閉回路１２を開放して（ステップＳ６３）、第２開閉回路１３を開放して（ステップＳ６４）処理を終了する。

このように、実施の形態３の電源装置は、第１キャパシタユニット２８と第３キャパシタユニット３２の充電電圧を検出し、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合は、第１キャパシタユニット２８を充電する。そして、第１キャパシタユニット２８の充電電圧の電圧値が所定値より大きく、かつ第３キャパシタユニット３２の充電電圧の電圧値が所定値以下であった場合は、第３キャパシタユニット３２のみを充電することができる。これにより、第１キャパシタユニット２８に並列する、キャパシタＣ１９、２０を含む第３キャパシタユニット３２のみを充電する際に、第１キャパシタユニット２８におけるバイパス回路１０１ａ〜１１８ａに充電電流を流す必要がなくなるため、バイパス回路を迂回することによるバイパス回路のおける電力の損失を抑制して所望のキャパシタのみを充電することができる。

また、実施の形態３の電源装置を、実施の形態２と同様に、第１キャパシタユニット２８と第３キャパシタユニット３２の充電電圧の電圧値を比較して、第３キャパシタユニット３２の電圧値の方が低い場合に、第３キャパシタユニット３２のみに充電を行うように充電動作を制御する構成としてもよい。

上述した実施の形態では、充電電圧検知回路１６、２３が検出した第１キャパシタユニット２８、第２キャパシタユニット１１、第３キャパシタユニット３２の電圧値に基づいて、充電制御回路７が第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニット１１、３２のいずれを充電するのかを判断して充電動作を制御する構成となっていたが、これに限定されることなく、他の制御回路により充電動作を制御する構成としてもよい。

具体的には、例えば、充電電圧検知回路１６、２３が、検出した第１キャパシタユニット２８、第２キャパシタユニット１１、第３キャパシタユニット３２の電圧値を画像形成装置制御部５０に送出し、画像形成装置制御部５０がこの電圧値に基づいて、第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニット１１、第３キャパシタユニット３２のいずれを充電するかを判断して、充電制御回路７を介さずに、直接、充電動作を制御してもよい。

また、例えば、充電電圧検知回路１６、２３が、検出した第１キャパシタユニット２８、第２キャパシタユニット１１、第３キャパシタユニット３２の電圧値を画像形成装置制御部５０に送出し、画像形成装置制御部５０がこの電圧値に基づいて、第１キャパシタユニット２８または第２キャパシタユニット１１、第３キャパシタユニット３２のいずれを充電するかを判断する。そして、画像形成装置制御部５０が、いずれを充電するかの指示を充電制御回路７に送出し、充電制御回路７が受信した指示に従って充電動作を制御してもよい。

４ 充電電流検出回路
５ 全波整流回路
６ 主電源スイッチ
７ 充電制御回路
７ａ ＣＰＵ
７ｂ シリアルコントローラ
７ｃ Ａ／Ｄコンバータ
７ｄ 充電電流検出回路
７ｅ ＰＷＭ発生回路
７ｆ 入出力ポート
８ 商用電源
９ 充電部
１１ 第２キャパシタユニット
１２ 第１開閉回路
１３ 第２開閉回路
１５、１６、２３ 充電電圧検出回路
２１ 定電圧生成回路
２４ 単セル満充電信号
２５ 全セル満充電信号
２８ 第１キャパシタユニット
２９ 第３開閉回路
３０ 停電検知回路
３１ 充電関連部
３２ 第３キャパシタユニット
４１ａ サーミスタ
４１ 温度検出回路
４３ 定着ヒータ
４６ ＬＡＮ制御部
４７ ＨＤＤ制御部
４８ メモリ部
５０ 画像形成装置制御部
５０ａ Ａ／Ｄコンバータ
５０ｂ 割り込み制御回路
５０ｃ ＳＣＩ
５０ｄ 入出力ポート
５１ 特定回路
５３ 制御部
５４ 負荷
５５ 定着ヒータ
５６ リレー
９９ コネクタ
１０１〜１２０ 均等回路
１０１ａ〜１２０ａ バイパス回路
１２９ 高周波トランス
１２９ａ 一次コイル
１２９ｂ 二次コイル

特開２００６−２１１７６８号公報 特開２００６−２６２６８１号公報

Claims (14)

1. キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、
   前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、
   前記複数のキャパシタセルのうち、接地側の１つ以上の前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、
   前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、
   前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、
   前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、
   前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記切替手段は、前記充電手段から前記第１キャパシタユニットへの充電路を開閉する第１開閉手段と、前記充電手段から前記第２キャパシタユニットへの充電路を開閉する第２開閉手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１電圧値が所定値より大きく、かつ前記第２電圧値が所定値以下である場合、前記第１開閉手段を開放して、前記第２開閉手段を閉じることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記第１電圧値が所定値以下である場合、前記第１開閉手段を閉じて、前記第２開閉手段を開放することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１電圧値と前記第２電圧値とを比較する比較手段をさらに備え、
   前記切替手段は、前記充電手段から前記第１キャパシタユニットへの充電路を開閉する第１開閉手段と、前記充電手段から前記第２キャパシタユニットへの充電路を開閉する第２開閉手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１電圧値より前記第２電圧値が低い場合、前記第１開閉手段を開放して、前記第２開閉手段を閉じることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記複数のキャパシタセルのそれぞれは、前記キャパシタが所定の電圧に充電された場合に作動して前記キャパシタへの充電電流を迂回させる迂回手段を備え、
   前記第１キャパシタユニットおよび前記第２キャパシタユニットのそれぞれは、いずれかの前記迂回手段が作動した場合に、いずれかの前記キャパシタセルが満充電になったことを示す単セル満充電信号を前記制御手段に送出し、全ての前記迂回手段が作動した場合に全ての前記キャパシタセルが満充電になったことを示す全セル満充電信号を前記制御手段に送出する均等回路を備え、
   前記制御手段は、さらに、前記単セル満充電信号を受信した場合、所定の定電流充電を行う制御を前記充電手段に対して行い、前記全セル満充電信号を受信した場合、所定の定電圧充電を一定期間行った後、充電動作を停止する制御を前記充電手段に対して行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
6. 前記第２キャパシタユニットは、前記画像形成装置から着脱可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
7. 前記第２キャパシタユニットは、蓄電容量の異なる前記キャパシタを含むキャパシタユニットに変更可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置。
8. キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、
   前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、
   前記第１キャパシタユニットに並列に接続された前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、
   前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、
   前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、
   前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、
   前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
9. 前記切替手段は、前記充電手段から前記第１キャパシタユニットへの充電路を開閉する第１開閉手段と、前記充電手段から前記第２キャパシタユニットへの充電路を開閉する第２開閉手段とを備え、
   前記制御手段は、前記第１電圧値が所定値より大きく、かつ前記第２電圧値が所定値以下である場合、前記第１開閉手段を開放して、前記第２開閉手段を閉じることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記第１電圧値が所定値以下である場合、前記第１開閉手段を閉じて、前記第２開閉手段を開放することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記第１電圧値と前記第２電圧値とを比較する比較手段をさらに備え、
    前記切替手段は、第１開閉手段と第２開閉手段とを含み、
    前記切替手段は、前記充電手段から前記第１キャパシタユニットへの充電路を開閉する第１開閉手段と、前記充電手段から前記第２キャパシタユニットへの充電路を開閉する第２開閉手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第１電圧値より前記第２電圧値が低い場合、前記第１開閉手段を開放して、前記第２開閉手段を閉じることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
12. 前記複数のキャパシタセルのそれぞれは、前記キャパシタが所定の電圧に充電された場合に作動して前記キャパシタへの充電電流を迂回させる迂回手段を備え、
    前記第１キャパシタユニットおよび前記第２キャパシタユニットのそれぞれは、いずれかの前記迂回手段が作動した場合に、いずれかの前記キャパシタセルが満充電になったことを示す単セル満充電信号を前記制御手段に送出し、全ての前記迂回手段が動作した場合に全ての前記キャパシタセルが満充電になったことを示す全セル満充電信号を前記制御手段に送出する均等回路を備え、
    前記制御手段は、さらに、前記単セル満充電信号を受信した場合、所定の定電流充電を行う制御を前記充電手段に対して行い、前記全セル満充電信号を受信した場合、所定の定電圧充電を一定期間行った後、充電動作を停止する制御を前記充電手段に対して行うことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載の画像形成装置。
13. キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、
    前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、
    前記複数のキャパシタセルのうち、接地側の１つ以上の前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、
    前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、
    前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、
    前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、
    前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、
    を備えたことを特徴とする電源装置。
14. キャパシタを含む複数のキャパシタセルが直列に接続された第１キャパシタユニットと、
    前記第１キャパシタユニットの電圧を検出する第１電圧検出手段と、
    前記第１キャパシタユニットに並列に接続された前記キャパシタセルを含む第２キャパシタユニットと、
    前記第２キャパシタユニットの電圧を検出する第２電圧検出手段と、
    前記第１キャパシタユニットを充電するか、前記第２キャパシタユニットを充電するかを切り替える切替手段と、
    前記第１電圧検出手段により検出された第１電圧値と前記第２電圧検出手段により検出された第２電圧値とに基づいて前記切替手段による切替えの制御を行う制御手段と、
    前記制御手段による制御に基づいて前記第１キャパシタユニットまたは前記第２キャパシタユニットを充電する充電手段と、
    を備えたことを特徴とする電源装置。

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