(57)【要約】【課題】内部抵抗の大きいキャパシタセルと内部抵抗の小さいキャパシタセルとを組み合わせて当該蓄電装置を構成することで、当該蓄電装置のサイズを大きくすることなく、短時間に多くの電力を供給することができ、且つ、長時間の電力供給を行うこともできる蓄電装置、蓄電装置を有する画像形成装置、及び蓄電装置における放電制御方法を提供する。【解決手段】蓄電装置２０は、複数種類のキャパシタセル３で構成される蓄電装置であって、複数種類のキャパシタセル３が、第１の種類のキャパシタセル３aと、第１の種類のキャパシタセル３aより内部抵抗が高い第２の種類のキャパシタセル３bとから構成されることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類のキャパシタセルで構成される蓄電装置であって、
前記複数種類のキャパシタセルは、
第１の種類のキャパシタセルと、前記第１の種類のキャパシタセルより内部抵抗が高い第２の種類のキャパシタセルとから構成されることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記第１の種類のキャパシタセルが直列に接続された第１のキャパシタモジュールと、前記第２の種類のキャパシタセルが直列に接続された第２のキャパシタモジュールとを、並列に接続することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第１のキャパシタモジュールが有する前記第１の種類のキャパシタセルの個数と前記第２のキャパシタモジュールが有する前記第２の種類のキャパシタセルの個数とが異なることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１のキャパシタモジュールと負荷との間、又は第２のキャパシタモジュールと負荷との間に設けられた放電回路をオン又はオフするスイッチング手段と、
当該蓄電装置を備える機器の動作状態を示す情報に基づいて、前記スイッチング手段に制御信号を送信し、前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの放電を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセルの両端、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセルの両端、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの両端の電圧値を検知する検知手段を有し、
前記検知手段により検知された前記電圧値が、所定の値より大きい場合に、
前記制御手段による放電の制御を可能とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセルの両端、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセルの両端、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの両端に設けられたスイッチと、
前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセルの両端、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセルの両端、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの両端の電圧値を検知する検知手段とが一体となって構成された電圧検知スイッチング手段を有し、
前記電圧検知スイッチング手段は、
前記検知手段により検知された前記電圧値に基づいて、前記スイッチをオン／オフすることによって、前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセル、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセル、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの充電を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項７】
感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した感光体に潜像形成する露光装置と、
前記潜像形成された像にトナーを付着させトナー像を形成する現像装置と、
前記トナー像を画像形成媒体上に転写する転写装置と、
転写されたトナー像を熱と圧力によって前記画像形成媒体に定着させる定着装置と、
当該画像形成装置に電力を供給する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の蓄電装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
内部抵抗が所定の値である第１の種類のキャパシタセルが直列に接続された第１のキャパシタモジュールと、前記第１の種類のキャパシタセルより内部抵抗が高い第２の種類のキャパシタセルが直列に接続された第２のキャパシタモジュールとから構成される蓄電装置における放電制御方法であって、
当該蓄電装置を備える機器の動作状態を示す情報に基づいて、前記第１のキャパシタモジュールと負荷との間、又は第２のキャパシタモジュールと負荷との間に設けられた放電回路をオン又はオフし、前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの放電を制御することを特徴とする蓄電装置における放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個のキャパシタセルで構成される蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機（MFP：Multifunction Printer）、プリンタ、ＦＡＸ（Facsimile）などに代表される画像形成装置は、普通紙やＯＨＰ（Over Head Projector）用のシートなどの画像形成媒体上に画像を形成する工程を有しており、様々な方式によって実現されている。
【０００３】
その中でも速度、品質、コストなどの面で優れていることから、現在の画像形成装置に広く採用されているのが電子写真方式である。
【０００４】
この電子写真方式には、画像形成媒体上に未定着のトナー像を形成し、熱と圧力によって画像形成媒体に定着させる工程があり、その方式には、高速性、安全性などの面からヒートローラ方式が最も多く採用されている。
【０００５】
ヒートローラ方式とは、ハロゲンヒータなどの発熱部材により加熱される加熱ローラと、これに対向配置される加圧ローラを圧接して、ニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成し、両ローラ間に未定着のトナー像が形成された画像形成媒体を通過させることによって、画像形成媒体にトナー像を定着する方式である。
【０００６】
加熱ローラは、鉄やアルミなどの金属ローラを主に使用しており熱容量が大きい。このため、使用可能温度である約１８０℃前後まで昇温するには数分から十数分の長い立ち上げ時間を必要とするという欠点がある。
【０００７】
そこで、画像形成装置では、ユーザが印刷を行っていない待機時にも、加熱ローラに電力を供給し、加熱ローラの温度を使用可能温度よりやや低い予熱温度に保っている。これにより、ユーザから印刷実行を要求された場合、加熱ローラが短時間で使用可能温度に達するため、ユーザは、印刷要求をしてから印刷を開始するまでの待ち時間（加熱ローラの使用可能温度到達までの待ち時間）を与えることなく印刷を行うことができる。
【０００８】
しかし、加熱ローラの温度を使用可能温度よりやや低い予熱温度に保っていることから、画像形成装置を使用していないとき（待機時）にも、画像形成には直接必要のない余分な電力が消費されていることになる。
【０００９】
近年、環境保護意識の高まりから、例えば、日本の経済産業省とアメリカの環境保護庁（EPA）によって進められているエナジースターなどのようなOA機器の省エネルギーに関する仕様や制度が制定されている。
【００１０】
このような背景から、今日の画像形成装置では、省エネの仕様や制度に対応するため省電力化を図る必要があり、それを実現する有効な方法として、先に述べた「画像形成には直接必要ない余分な電力消費を削減」する方法が挙げられる。このため、待機時の定着装置への電力供給をゼロにすることが望ましい。
【００１１】
しかし、従来の装置構成のままで待機時の電力をゼロにすると、再立ち上げ時に加熱ローラの使用可能温度までの到達時間がかかってしまい、印刷要求を受け付けてから印刷を開始するまでの待ち時間が長くなり、ユーザにストレスを与えてしまう。このため、速やかに加熱ローラの温度を使用可能温度に到達させる構成が、省エネ対応の画像形成装置を実現する上で必要とされ、例えば、ＺＥＳＭ（Zero Energy Star Mode）などの省エネプログラムでは、再立ち上げにかかる時間を１０秒以下にすることが要求されている。
【００１２】
そこで、加熱ローラの使用可能温度到達時間を短くするための方法としては、単位時間の投入エネルギー、すなわち定格電力を大きくする方法が挙げられる。実際に、印刷速度の速い画像形成装置では、電源電圧が２００（Ｖ）に対応している装置もある。
【００１３】
しかし、国内のオフィス環境の電源は、１００（Ｖ）・１５（Ａ）が一般的で、消費電力１５００（Ｗ）が上限であり、オフィス環境が２００（Ｖ）に対応するためには、現在の電源環境に特別な工事を施す必要があり一般的な解決法とはいえない。また、１００（Ｖ）・１５（Ａ）を２系統用いて全投入電力を上げる画像形成装置も実用化されているが、２系統のコンセントが近くにあるところでないと使用することができない。
【００１４】
このため、これまでは、加熱ローラを短時間に使用可能温度まで昇温させようとしても、投入エネルギー（供給電力）の上限を上げられないのが実状であった。
【００１５】
そこで、最大供給電力を増やすことで省エネを実現する方法として、充電可能な補助電源を用いる方法が提案されている。
【００１６】
充電可能な補助電源として代表的なのは、鉛蓄電池やカドニカ電池などである。
【００１７】
しかし、これらの電池（二次電池）は、充放電を繰り返すと電池が劣化し蓄電可能な容量が低下し、大電流で放電するほど電池としての寿命が短くなるという性質を持つ。一般的に大電流で長寿命とされているカドニカ電池においても、充放電の繰り返し回数は約５００〜１０００回程度であり、例えば、１日に２０回の充放電を繰り返すと１ヶ月程度で電池の寿命が来てしまうことになる。これでは、電池交換の手間がかかるとともに、電池代などのランニングコストも高い。さらに、充電時間も大容量をフルに充電するには、数時間を要するため１日に何度も充放電を繰り返す用途には使用できず、実用上は実現が困難であった。
【００１８】
そこで、特許文献１には、実用上実現が困難であった二次電池にかわり、電気二重層キャパシタなどの大容量コンデンサ（以下、「キャパシタ」という。）を補助電源として用いる技術が提案されている。
【００１９】
このように、キャパシタで構成される蓄電装置を補助電源として用いると、定着装置の使用可能温度到達時間（立ち上がり時間）が数秒から数十秒の短い時間でありながら、商用電源から供給される電力の上限を超える電力を定着装置に供給することができる。このため、立ち上がり時間が短く、信頼性と耐久性に優れた定着器を実現することができる。
【特許文献１】特許第３５８８００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、特許文献１に限らずキャパシタを用いた従来の蓄電装置では、エネルギー密度が小さいというキャパシタの特性から、例えば、画像形成装置に電力を供給する場合など、多くの供給電力が必要な場面で利用されることを想定すると、供給する最大電力を確保するために多くのキャパシタが必要となり、その結果、蓄電装置の体積（以下、「サイズ」という。）が大きくなってしまうという問題点がある。
【００２１】
蓄電装置から画像形成装置への供給電力は、画像形成装置の動作状況など、時間的に大きく変動するという特性がある。
【００２２】
例えば、画像形成装置の立ち上げ時の１０秒間では、２０００（Ｗ）近い電力を補助する必要があるのに対して、その後の連続印刷中では、必要な電力が５００（Ｗ）程度に低減する。また、連続印刷中でも、立ち上げ直後の連続印刷では、定着装置がまだ暖まっていないため５００（Ｗ）程度の電力を必要とするが、その後、十数秒も経過すれば、必要とする電力は２００（Ｗ）程度と、さらに低減する。
【００２３】
上記例に挙げた画像形成装置の立ち上げ時のように、大容量のキャパシタから多くの電力を取り出す必要がある場合には、キャパシタの最大出力密度Ｐが内部抵抗Ｒに反比例することから、電力を供給するキャパシタの内部抵抗が小さくなければならない。すなわち、蓄電装置から多くの電力を取り出すためには、蓄電装置を構成するキャパシタが内部抵抗の小さいものを使用する必要がある。
【００２４】
＜大容量のキャパシタについて＞
キャパシタの内部抵抗は、キャパシタの容量と相関があり、大容量のキャパシタは、「低い内部抵抗」、一方、少ない容量のキャパシタは、「高い内部抵抗」になりやすい。
【００２５】
セル単位のキャパシタ（以下、「キャパシタセル」という。）を複数本直列に接続する構成でのキャパシタモジュールの内部抵抗を小さくするためには、以下に挙げる方法がある。
（１）必要以上に容量の大きいキャパシタセルを使用する
（２）容量の小さいキャパシタセルを複数個並列に接続する
しかしながら、上記（１）及び（２）などの方法では、キャパシタセルを用いて構成される蓄電装置のサイズは大きくなってしまう。
【００２６】
＜多くの電力を供給する高出力キャパシタについて＞
また、多くの電力を供給する高出力キャパシタは、キャパシタセルの静電容量Ｃと内部抵抗Ｒを乗算したＲＣ値（時定数）を正規化した内部抵抗値（以下、「正規化内部抵抗値」という。）が小さく、多くの電力を出力することができる。
【００２７】
このため、高出力キャパシタを選択することも考えられるが、標準的な電力を出力するキャパシタに比べサイズが大きいため、おのずと蓄電装置のサイズも大きくなってしまう。
【００２８】
上記に説明したように、従来のように内部抵抗の小さいキャパシタセルを用いると、蓄電装置のサイズが大きくなるため、画像形成装置のように多くの電力を必要とするときが全体の電力供給時間の一部であったとしても、画像形成装置が有する蓄電装置のサイズが大きくなってしまうという問題がある。
【００２９】
本発明では、上記従来技術の問題点に鑑み、内部抵抗の大きいキャパシタセルと内部抵抗の小さいキャパシタセルとを組み合わせて当該蓄電装置を構成することで、当該蓄電装置のサイズを大きくすることなく、短時間に多くの電力を供給することができ、且つ、長時間の電力供給を行うこともできる蓄電装置、蓄電装置を有する画像形成装置、及び蓄電装置における放電制御方法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】
【００３０】
上記目的を達成するため、本発明の蓄電装置は、複数種類のキャパシタセルで構成される蓄電装置であって、前記複数種類のキャパシタセルが、第１の種類のキャパシタセルと、前記第１の種類のキャパシタセルより内部抵抗が高い第２の種類のキャパシタセルとから構成されることを特徴とする。
【００３１】
これによって、本発明の蓄電装置は、内部抵抗の大きいキャパシタセルと内部抵抗の小さいキャパシタセルとを組み合わせて当該蓄電装置を構成することにより、当該蓄電装置のサイズを大きくすることなく、短時間に多くの電力を供給することができ、且つ、長時間の電力供給を行うこともできる。
【００３２】
よって、本発明の蓄電装置は、機器の動作状態に応じた電力供給能力を維持したまま、小型化することができ、その結果、当該蓄電装置を備える機器全体を小型化することができる。
【００３３】
また、上記目的を達成するため、本発明の蓄電装置は、前記第１の種類のキャパシタセルが直列に接続された第１のキャパシタモジュールと、前記第２の種類のキャパシタセルが直列に接続された第２のキャパシタモジュールとを、並列に接続することを特徴とする。
【００３４】
これによって、本発明の蓄電装置は、内部抵抗が相対的に大小異なる特性をもつキャパシタセル間で逆電流が流れることを防ぐことができる。
【００３５】
また、上記目的を達成するため、本発明の蓄電装置は、前記第１のキャパシタモジュールが有する前記第１の種類のキャパシタセルの個数と前記第２のキャパシタモジュールが有する前記第２の種類のキャパシタセルの個数とが異なることを特徴とする。
【００３６】
これによって、本発明の蓄電装置は、定格電圧の異なるキャパシタセルの組み合わせにおいても、各キャパシタセルの定格電圧を考慮した高い電圧まで利用できるため、キャパシタモジュール全体の電圧を高くしてさらに構成を小さくすることができる。
【００３７】
また、上記目的を達成するため、本発明の蓄電装置は、前記第１のキャパシタモジュールと負荷との間、又は第２のキャパシタモジュールと負荷との間に設けられた放電回路をオン又はオフするスイッチング手段と、当該蓄電装置を備える機器の動作状態を示す情報に基づいて、前記スイッチング手段に制御信号を送信し、前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの放電を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００３８】
また、上記目的を達成するため、本発明の蓄電装置は、前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセルの両端、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセルの両端、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの両端の電圧値を検知する検知手段を有し、前記検知手段により検知された前記電圧値が、所定の値より大きい場合に、前記制御手段による放電の制御を可能とすることを特徴とする。
【００３９】
また、上記目的を達成するため、本発明の蓄電装置は、前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセルの両端、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセルの両端、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの両端に設けられたスイッチと、前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセルの両端、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセルの両端、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの両端の電圧値を検知する検知手段とが一体となって構成された電圧検知スイッチング手段を有し、前記電圧検知スイッチング手段において、前記検知手段により検知された前記電圧値に基づいて、前記スイッチをオン／オフすることによって、前記第１の種類のキャパシタセル又は前記第２の種類のキャパシタセル、隣接する複数の前記第１の種類のキャパシタセル又は隣接する複数の前記第２の種類のキャパシタセル、及び／又は前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの充電を制御することを特徴とする。
【００４０】
これによって、本発明の蓄電装置は、キャパシタセルの両端、隣接する複数のキャパシタセルの両端、キャパシタモジュールの両端などの電圧値（蓄電状態を示す情報）や、当該蓄電装置を有する機器の動作状態を示す情報に基づいて、当該蓄電装置全体の充放電を制御することができる。
【００４１】
よって、本発明の蓄電装置は、キャパシタセルが過充電、過放電、及び逆電圧となることを防ぐことができる。
【００４２】
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、感光体の表面を帯電する帯電装置と、帯電した感光体に潜像形成する露光装置と、前記潜像形成された像にトナーを付着させトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を画像形成媒体上に転写する転写装置と、転写されたトナー像を熱と圧力によって前記画像形成媒体に定着させる定着装置と、当該画像形成装置に電力を供給する請求項１ないし６のいずれか一項に記載の蓄電装置とを備えることを特徴とする。
【００４３】
これによって、本発明の画像形成装置は、当該画像形成装置が有する蓄電装置のサイズが小さくなることにより、当該画像形成装置自身のサイズも小さくすることができる。
【００４４】
上記目的を達成するため、本発明の蓄電装置における放電制御方法は、内部抵抗が所定の値である第１の種類のキャパシタセルが直列に接続された第１のキャパシタモジュールと、前記第１の種類のキャパシタセルより内部抵抗が高い第２の種類のキャパシタセルが直列に接続された第２のキャパシタモジュールとから構成される蓄電装置における放電制御方法であって、当該蓄電装置を備える機器の動作状態を示す情報に基づいて、前記第１のキャパシタモジュールと負荷との間、又は第２のキャパシタモジュールと負荷との間に設けられた放電回路をオン又はオフし、前記第１のキャパシタモジュール又は前記第２のキャパシタモジュールの放電を制御することを特徴とする。
【００４５】
これによって、本発明の放電制御方法は、当該蓄電装置を有する機器の動作状態を示す情報に基づいて、当該蓄電装置全体の放電を制御することにより、キャパシタセルが過放電及び逆電圧となることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、内部抵抗の大きいキャパシタセルと内部抵抗の小さいキャパシタセルとを組み合わせて当該蓄電装置を構成することにより、当該蓄電装置のサイズを大きくすることなく、短時間に多くの電力を供給することができ、且つ、長時間の電力供給をも行うことができる蓄電装置、蓄電装置を有する画像形成装置、及び蓄電装置における放電制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、「実施形態」という。）について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４８】
［第１の実施形態］
＜画像形成装置のハードウェア構成について＞
まず、本実施形態に係る蓄電装置が電力を供給する機器の一例として挙げる、プリンタや複合機に代表される画像形成装置のハードウェア構成について、図１を用いて説明する。
【００４９】
図１は、本発明の実施形態１に係る定着装置を有する画像形成装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００５０】
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００には、図中の矢印１が示す方向に回転する像担持体であるドラム形状の感光体１０１の周辺に、感光体１０１の周面を帯電する帯電ローラを備えた帯電装置１０２と、感光体１０１の周面に潜像を形成するために露光装置（図示せず）から照射されたレーザビーム（露光光）Ｌｂを帯電した感光体１０１の周面を走査するように誘導するミラー１０３と、潜像形成された像にトナーを付着させ感光体１０１の周面にトナー像（トナーによって可視化した像）を形成する現像ローラ１０４ａを備えた現像装置１０４と、画像形成媒体Ｐとしての転写紙にトナー像を転写する転写装置１０５と、画像形成媒体Ｐにトナー像を転写した後、感光体１０１の表面に残留したトナーを、感光体１０１の周面に摺接するブレード１０６ａを備えたクリーニング装置１０６などが配置されている。
【００５１】
感光体１０１の周面において、帯電装置１０２と現像ローラ１０４ａとの間に存在する、ミラー１０３によって誘導されたレーザビームＬｂの照射位置を露光部２０１という。
【００５２】
また、感光体１０１の周面と転写装置１０５との間に存在する部位を転写部２０２という。
【００５３】
転写装置１０５のさらに上流側には、一対のレジストローラ１０７が設けられている。このレジストローラ１０７に向けて、給紙トレイ（図示せず）に収納された画像形成媒体Ｐが、搬送ガイド（図示せず）に案内されて給紙コロ１０８から送り出される。
【００５４】
また、転写装置１０６のさらに下流側には、後に図２を用いて説明する定着装置１０が配置されている。
【００５５】
＜画像形成装置の動作について＞
図１に示すハードウェアで構成された本実施形態に係る画像形成装置１００は、以下に説明する電子写真方式の画像形成手順によって画像形成媒体Ｐに印刷を行う。
【００５６】
（Ａ）帯電と露光
感光体１０１が図中の矢印１に示す方向に回転を始め、帯電装置１０２が備える帯電ローラによって回転中の感光体１０１の周面を帯電し、露光装置（図示せず）からミラー１０３を介してレーザビームＬｂが露光部２０１に照射され、帯電した感光体１０１の周面を走査して印刷する画像に対応した潜像を形成する。
【００５７】
（Ｂ）現像と転写
形成された潜像は、感光体１０１の回転により現像装置１０４と対向する位置に移動し、現像装置１０４が備える現像ローラ１０４aによって、潜像形成された像にトナーを付着させ感光体１０１の周面にトナー像を形成する。
【００５８】
また、このタイミングで、給紙コロ１０８により給紙トレイ（図示せず）に収納された画像形成媒体Ｐの給紙が開始され、図中の矢印２に示す搬送経路を経て一対のレジストローラ１０７の位置で一旦停止し、回転して移動した感光体１０１の周面に形成されたトナー像と転写部２０２で合致するように送り出しのタイミングを待つ。
【００５９】
係る好適なタイミングが到来するとレジストローラ１０７に停止していた画像形成媒体Ｐは、レジストローラ１０７から送り出され、転写部２０２に向けて搬送される。
【００６０】
感光体１０１の周面に形成されたトナー像と画像形成媒体Ｐとは、転写部２０２で合致し、転写装置１０５によってトナー像が画像形成媒体Ｐに転写される。
【００６１】
（Ｃ）定着
トナー像を担持した画像形成媒体Ｐは、定着装置１０に向けて送り出される。その後、画像形成媒体Ｐのトナー像は、定着装置１０を通過する間に当該画像形成媒体Ｐに定着され、排紙トレイ（図示せず）に排紙される。
【００６２】
（Ｄ）クリーニング
また、転写装置１０５によって画像形成媒体Ｐに転写されず、感光体１０１の周面上に残った残留トナーは、感光体１０１の回転とともにクリーニング装置１０６が備えるブレード１０６aが配置された位置に至り、クリーニング装置１０６を通過する間に除去される。
【００６３】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、上記に説明した電子写真方式の手順（Ａ）〜（Ｄ）によって、画像形成媒体Ｐである普通紙やＯＨＰ用のシートなどに、画像を印刷することができる。
【００６４】
＜定着装置のハードウェア構成について＞
次に、本実施形態に係る蓄電装置が、画像形成装置１００の中でも多くの電力を供給する定着装置１０のハードウェア構成について、図２を用いて説明する。
【００６５】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００６６】
図２に示すように、定着装置１０には、主に、トナー像を担持した画像形成媒体Ｐに熱を加える加熱ローラ（加熱部材）１２と、加熱ローラ（加熱部材）１２に接するように配置され、トナー像を担持した画像形成媒体Ｐに圧力を加える加圧ローラ（加圧部材）１３とから構成されている。
【００６７】
さらに、加熱ローラ（加熱部材）１２は、ローラ内部の空間に、電源から供給される電力によって発熱する主発熱体１１aと補助発熱部材１１bとから構成される発熱部材１１を備えている。
【００６８】
主発熱体１１aと補助発熱体１１bとから構成される発熱部材１１は、例えば、ハロゲンヒータによる主発熱体１１aと補助発熱体１１bとから構成され、輻射熱で金属性の加熱ローラ１２の内側周面を加熱する。
【００６９】
加熱ローラ（加熱部材）１２は、加圧による変形などの耐久性という点から、例えば、アルミや鉄などの金属製であることが望ましい。また、加熱ローラ（加熱部材）１２の外側周面には、画像形成媒体Ｐに担持したトナーｔの固着を防止するための離型層を形成していることが望ましく、加熱ローラの内側周面には、発熱部材１１からの熱を効率よく吸収するために黒化処理されていることが望ましい。
【００７０】
このように、定着装置１０は、図中の矢印に示す方向に加熱ローラ（加熱部材）１２及び加圧ローラ（加圧部材）１３が回転し、回転中の加熱ローラ（加熱部材）１２と加圧ローラ（加圧部材）１３との間にトナー像を担持した画像形成媒体Ｐを送り出すことで、熱と圧力により画像形成媒体Ｐにトナー像を定着させることができる。
【００７１】
＜定着装置の回路構成について＞
次に、図２を用いて説明した定着装置１０を動作させる回路構成について、図３を用いて説明する。
【００７２】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０を動作させる回路構成の一例を示すブロック図である。
【００７３】
図３に示すように、定着装置１０を動作させる回路１は、主に、商用電源を用いて電力を供給する主電源装置２と、複数種類のキャパシタセルから構成される充放電可能な補助電源装置である本実施形態に係る蓄電装置２０と、主電源装置２から供給される電力によって蓄電装置２０を充電する充電器４と、主電源装置２及び蓄電装置２０から供給される電力によって発熱する発熱部材１１とから構成され、発熱部材１１の主発熱体１１aが、スイッチ６（主電力制御手段）がオンの状態（通電状態）となった場合に主電源装置２から電力が供給され、発熱部材１１の主発熱体１１bが、スイッチ５（補助電力制御手段）がオンの状態（通電状態）となった場合に蓄電装置２０から電力が供給され発熱するよう回路上に配置されている。
【００７４】
ここで、定着装置１０を動作させる回路１に配置された発熱部材１１及び本実施形態に係る蓄電装置２０について、以下に詳しく説明する。
【００７５】
＜＜発熱部材（負荷）について＞＞
定着装置１０が有する発熱部材１１は、ハロゲンサイクルにより寿命が長く、高い効率で発熱することができるハロゲンヒータであり、ガラス管の中にある電熱線が電力の供給によって発光し、図２に示した加熱ローラ（加熱部材）１２を加熱する。
【００７６】
主発熱体１１aは、日本国内では１００（Ｖ）である主電源装置２につながれ、画像形成装置１００が有する機能や性能により異なる要求電力に応じて抵抗値が異なる。例えば、１２０（Ｗ）が要求されている画像形成装置１００では、主発熱体１１aの抵抗値が約８（Ω）であり、７００（Ｗ）が要求される画像形成装置１００では、約１４（Ω）である。
【００７７】
また、本実施形態に係る定着装置１０では、補助発熱体１１bに複数のハロゲンヒータを用いて、ヒータ１本の構成よりも補助発熱体１１b全体の抵抗値を小さくすることで大電流・大電力を得ることが可能であり、通電する本数を減らすことで電力を減らすことが可能な構成としている。
【００７８】
補助発熱体１１bは、複数のハロゲンヒータが並列に配置されており、主発熱体１１aと補助発熱体１１bとは、スイッチ６（主電力制御手段）及びスイッチ５（補助電力制御手段）によって独立にオン・オフ制御（通電を制御）することができる。
【００７９】
なお、発熱部材１１に、セラミックヒータなどを用いる構成でもよく、この場合には、薄いフィルムなどを介して加熱ローラ（加熱部材）１２の内側周面に接触して加熱する構成となる。
【００８０】
＜＜蓄電装置について＞＞
本実施形態に係る蓄電装置２０は、充放電可能な電源であり、大容量化が容易なコンデンサである電気二重層キャパシタを用いている。コンデンサは、二次電池と異なり、化学反応を伴わないため下記のような優れた特性をもっている。
【００８１】
・充電時間が短い
二次電池として一般的なニッケル−カドミウム電池を用いた補助電源では、急速充電を行っても数時間の時間を要するため、１日の大電力供給可能回数が数時間おきに数回しか実現できず、実用的ではない。これに対してコンデンサを用いた補助電源では、数十秒〜数分程度の急速な充電が可能であるため、補助電源を用いた加熱の回数を実用的な回数にまで増やすことができる。
【００８２】
・寿命が長い
ニッケル−カドミウム電池は、充放電の繰り返し回数が５００から１０００回であるため、加熱などの大電力供給を目的とする補助電源としては寿命が短く、交換の手間やコストが問題となる。これに対して、コンデンサを用いた補助電源は、１万回以上の寿命を有し、繰り返しの充放電による劣化も少ない。また、鉛蓄電池のように液交換や補充なども必要ないため、限られたメンテナンス作業を行うだけでよい。
【００８３】
本実施形態では、このような特性をもつキャパシタを、図３の参照符号３a及び３bにその一例を示すように複数個備えている。例えば、静電容量Ｃが５００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが１（ｍΩ）、すなわち正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）０．５（ΩＦ）のキャパシタセル（第１の種類のキャパシタセル）３aを４０個直列に接続するモジュール（第１のキャパシタモジュール）と、静電容量Ｃが１０００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが１２（mΩ）、すなわち正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）１２（ΩＦ）で内部抵抗Ｒが第１の種類のキャパシタセル３aより相対的に高いキャパシタセル（第２の種類のキャパシタセル）３bを４０個直列に接続するモジュール（第２のキャパシタモジュール）とで構成される蓄電装置２０を用いる。蓄電装置２０を構成するキャパシタセル３の定格電圧が２.５（Ｖ）であることから、キャパシタモジュール単位の各キャパシタセル３a及び３b（４０個のセル）を組み合わせると、それぞれのキャパシタモジュールで１００（Ｖ）の定格電圧となる。
【００８４】
なお、複数のキャパシタセル３a及び３bから構成される蓄電装置２０は、電気二重層キャパシタ、非活性炭電極キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、疑似容量キャパシタ、ハイブリッドキャパシタなど異なる種類のキャパシタを組み合わせる構成としてもよい。
【００８５】
本実施形態に係る蓄電装置２０は、定着装置１０を動作させる回路１の接続端子（コネクタ端子）Ｃ1及びＣ2に並列接続され、充電器４によって主電源装置２から供給される電力を蓄え、蓄えた電力の電圧（蓄電装置２０の出力電圧）を、スイッチ５（補助電力制御手段）をオンの状態（通電状態）にすることで、補助発熱体１１bへ電力を供給する。
【００８６】
このような回路構成にすることで、定着装置１０では、主発熱部体１１aに対して主電源装置２から電力を供給し、また補助発熱体１１bに対して本実施形態に係る蓄電装置２０から電力を供給するように構成されており、主電源装置２及び蓄電装置２０の両方からの電力を同時に発熱部材１１に供給することで、従来の主電源装置２による供給電力を上回る電力を発熱部材１１に供給することできる。
【００８７】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０の立ち上がり時における加熱ローラ１２の昇温特性の一例を示す図である。
【００８８】
よって、画像形成装置１００が有する定着装置１０は、図４に示すように、加熱ローラ（加熱部材）１２が一定の温度に達するまでの昇温時間が、主電源装置２のみを用いたときよりも、主電源装置２と蓄電装置２０とを同時に用いたときの方が昇温時間を短縮することができることから、朝一番の電源投入時や再立ち上げ時など、短時間で定着装置１０の使用可能温度に達し、印刷性能に１つであるファーストプリント性能を維持することができる。
【００８９】
図３に戻り、定着装置１０を動作させる回路１は、図中に示す制御装置２１によって、上記に説明した主電源装置２及び蓄電装置２０から発熱部材１１への電力供給を制御する。
【００９０】
制御装置２１については、以降の本実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０における動作例で詳しく説明する。
【００９１】
＜定着装置の動作について＞
以下に、本実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０への電力供給について、図５を用いて説明する。
【００９２】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０の動作の一例を示す図であり、本実施形態に係る蓄電装置２０によって短時間に多くの電力が供給可能であることや長時間の間、一定の電力を供給可能であることなどの動作特徴の一例を示している。
【００９３】
＜＜大量の電力を必要とする動作＞＞
本実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０では、図中のaに示す、本実施形態に係る蓄電装置２０が十分に充電されていない朝一番の電源投入による朝一昇温時や、図中のcに示す、発熱部材１１によって加熱ローラ（加熱部材）１２の温度を使用可能温度に昇温する印刷時など、多くの電力を必要とするときに、主電源装置２と蓄電装置２０とからの電力が同時に発熱部材１１（主発熱体１１a及び補助発熱体１１b）へ供給され、発熱部材１１に供給される総電力を、主電源装置２のみから供給されたときよりも多く供給されることで、短時間に加熱ローラ（加熱部材）１２の温度が昇温する。
【００９４】
このとき、図３に示した制御装置２１は、例えば、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報（例えば、動作モードなど。）などに基づいて、主電源装置２と主発熱体１１aとの間の放電回路を通電し、主電源装置２から主発熱体１１aに電力が供給されるように、スイッチ６（主電源制御手段）に制御信号（スイッチをオンする信号）を送信するとともに、蓄電装置２０と補助発熱体１１bとの間の放電回路が通電し、蓄電装置２０から主発熱体１１bに電力が供給されるように、スイッチ５（補助電源制御手段）に制御信号（スイッチをオンする信号）を送信する。
【００９５】
＜＜大量の電力を必要としない動作＞＞
また、定着装置１０では、図中のbに示す、加熱ローラ（加熱部材）１２の温度を高くする必要がない待機時に、主電源装置２から充電器４を介して蓄電装置２０に電力を供給し充電する。
【００９６】
さらに、定着装置１０では、連続印刷中など、すでに加熱ローラ（加熱部材）１２の温度が使用可能温度に昇温している場合、蓄電装置２０から電力が補助発熱体１１bに供給され、加熱ローラ（加熱部材）１２を印刷性能である品質に影響ない程度の温度に維持すればよく、主発熱体１１aと補助発熱体１１bのどちらか一方の発熱体だけを使用して消費電力を低減する。
【００９７】
このとき、図３に示した制御装置２１は、例えば、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報（例えば、動作モードなど。）などに基づいて、蓄電装置２０と補助発熱体１１bとの間の放電回路が通電し、蓄電装置２０から主発熱体１１bに電力が供給されるように、スイッチ５（補助電源制御手段）に制御信号（スイッチをオンする信号）を送信するとともに、主電源装置２から主発熱体１１aへの電力の供給を停止するように、スイッチ６（主電源制御手段）に制御信号（スイッチをオフする信号）を送信する。
【００９８】
このように、図３に示した制御装置２１は、機器の動作状態に応じて（本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報（例えば、動作モードなど。）に基づいて）、主電源装置２及び蓄電装置２０が接続される放電回路上のスイッチ５（補助電源制御手段）及びスイッチ６（主電源制御手段）を制御する。その結果、例えば、画像形成装置１００が有する定着装置１０に、蓄電装置２０から電力を供給する場合に、定着装置１０を昇温するときに蓄電装置２０を使用し、約２０００（Ｗ）程度の多くの電力を短時間（約１０秒程度）、補助発熱体１１bに供給でき、また、定着装置１０の温度を維持するときに蓄電装置２０を使用し、数百（Ｗ）程度の電力を長時間の間、補助発熱体１１bに供給できる。
【００９９】
＜蓄電装置が有する機能について＞
これまでは、本実施形態に係る蓄電装置２０から画像形成装置１００へ必要な電力を供給する構成及びその制御方法について、図５を用いて説明を行った。
【０１００】
ここからは、本実施形態に係る蓄電装置２０が、「短時間に多くの電力を供給し、且つ、長時間の電力供給をも行える」という機能をどのように実現しているか、また、この電力供給能力を維持したまま、どのようにサイズを小さく（小型化）したのかについて、図６を用いて説明する。
【０１０１】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置２０（補助電源）から供給される電力特性と他の構成を有する蓄電装置２０から供給される電力特性とを比較した一例を示す図である。
【０１０２】
図６には、本実施形態に係る蓄電装置２０から出力される電力の特性と、同一種類のキャパシタセル３を複数個直列に接続して構成される従来の蓄電装置２０から出力される電力の特性とを、以下に示す条件において比較したときの結果が示されている。
【０１０３】
＜＜比較条件＞＞
（１）蓄電装置に関する条件
本実施形態に係る蓄電装置２０は、複数種類のキャパシタセル３で構成されており、静電容量Ｃが５００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが２（ｍΩ）、すなわち正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）１（ΩＦ）のキャパシタセル（第１の種類のキャパシタセル）３aを４０個直列に接続するキャパシタモジュール（第１のキャパシタモジュール）と、静電容量Ｃが１０００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが１８（mΩ）、すなわち正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）１８（ΩＦ）で内部抵抗Ｒが第１の種類のキャパシタセル３aより相対的に高いキャパシタセル（第２の種類のキャパシタセル）３bを４０個直列に接続するキャパシタモジュール（第２のキャパシタモジュール）とで構成される。第１のキャパシタモジュールの単位体積当たりに蓄えられるエネルギーを示すエネルギー密度は５（wh/L）、また第２のキャパシタモジュールのエネルギー密度は８（wh/L）で、全体としての体積は約７．８（L）となる。また、第１及び第２の種類のキャパシタセル３a及び３bとの合成容量は、次に説明する比較例１及び２の各容量Ｃを同じである。
【０１０４】
次に、比較例１に係る蓄電装置２０は、大容量低出力型の蓄電装置２０であって、静電容量Ｃが１５００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが１２（mΩ）、すなわち正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）１８（ΩＦ）の高内部抵抗のキャパシタセル３を４０個直列に接続したキャパシタモジュールである。キャパシタモジュールの単位体積当たりに蓄えられるエネルギーを示すエネルギー密度は８（wh/L）で、全体としての体積は約６．５（L）となる。
【０１０５】
また、比較例２に係る蓄電装置２０は、小容量高出力型の蓄電装置２０であって、静電容量Ｃが１５００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが２．７（mΩ）、すなわち正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）４（ΩＦ）の標準内部抵抗のキャパシタセル３を４０個直列に接続したキャパシタモジュールである。キャパシタモジュールの単位体積当たりに蓄えられるエネルギーを示すエネルギー密度は６（wh/L）で約８．７（L）となる。
【０１０６】
（２）比較を実施する環境
図３に示した本実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０を動作させる回路１に、比較対象となる各蓄電装置２０を補助電源として接続し、５（Ω）の抵抗特性をもつ補助発熱体１１bに対して電力を供給する。このとき、補助発熱体１１bに供給される電力には、特別な制御を行わないものとする。
【０１０７】
＜＜比較結果＞＞
図６には、上記比較条件における「本実施形態の蓄電装置２０」、「大容量低出力型の蓄電装置２０：比較例１」、「小容量高出力型の蓄電装置２０：比較例２」から出力されるそれぞれの電圧変化が、実線、破線、一点鎖線に示されている。
【０１０８】
比較例１は、比較条件に示したように、本実施形態の蓄電装置２０や比較例２に比べてサイズは最も小さいが、内部抵抗Ｒが高いため動作初期に出力される電力量が少ない。これは、長時間の間、一定の電力を供給するときなどに用いる従来の大容量低出力型の出力電力の特徴である。
【０１０９】
また、比較例２は、比較例１と逆で、本実施形態の蓄電装置２０や比較例１に比べて内部抵抗Ｒが低いため動作初期に出力される電力量は多いが、サイズが最も大きい。これは、短時間に、多くの電力を供給するときなどに用いる従来の小容量高出力型の出力電力の特徴である。
【０１１０】
これに対し、本実施形態の蓄電装置２０では、比較例２よりも１０％程度小さく、図中の実線に示すように、動作初期に出力される電力量が多い。
【０１１１】
このように、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の大きいキャパシタセル３は、エネルギー密度が高いため、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の小さいキャパシタセル３だけで構成される従来の蓄電装置２０よりも、その体積を小さくすることができる。
【０１１２】
よって、本実施形態に係る蓄電装置２０は、「小容量高出力型の第１のキャパシタモジュールと大容量低出力型の第２のキャパシタモジュールとを並列接続する」という構成により、蓄電装置２０の体積を小さく（小型化）し、「短時間に多くの電力を供給し、且つ、長時間の電力供給をも行える」機能を実現している。
【０１１３】
また、本実施形態に係る蓄電装置２０では、正規化内部抵抗１（ΩＦ）と１８（ΩＦ）の特性をもつ第１及び第２の種類のキャパシタセル３a及び３bを用いたが、静電容量Ｃの比率を異なる構成としても、出力電力がやや少なくなるものの、体積を２０％程度小さくすることもできる。
【０１１４】
では、図６を用いて説明した本実施形態に係る蓄電装置２０の構成について、図７及び図８を用いて説明する。
【０１１５】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置２０（補助電源装置）におけるキャパシタセル３の構成の一例（その１）を示す図である。
【０１１６】
本実施形態に係る蓄電装置２０は、「小容量高出力型の第１のキャパシタモジュール３０aと大容量低出力型の第２のキャパシタモジュール３０bとを並列接続する」というように、図７の右に示す、静電容量Ｃで内部抵抗Ｒ、すなわち正規化内部抵抗（時定数）ＣＲ１の第１の種類のキャパシタセル３aを４０個直列に接続する第１のキャパシタモジュール３０aと、第１の種類のキャパシタセル３aより相対的に高い正規化内部抵抗（時定数）ＣＲ２の第２の種類のキャパシタセル３bを４０個直列に接続する第２のキャパシタモジュール３０bとで構成される。すなわち、正規化内部抵抗の異なるキャパシタセル３a及び３bをそれぞれ独立して直列接続される第１のキャパシタモジュール３０a及び第２のキャパシタモジュール３０bとで構成される。
【０１１７】
また、図７の左に示すように、２種類のキャパシタセル３a及び３bだけでなく、他の種類であるキャパシタセル（第３の種類のキャパシタセル）３cを加え、複数種類のキャパシタセル３a、３b、及び３cで構成される複数のキャパシタモジュール３０a、３０b、及び３０cとで構成してもよい。
【０１１８】
このように構成された本実施形態に係る蓄電装置２０は、例えば、図７に示すように複数のキャパシタモジュール３０a及び３０bが並列接続された接続端子（コネクタ端子）Ｃ１及びＣ２を有しており、この接続端子（コネクタ端子）Ｃ１及びＣ２によって、画像形成装置１００本体から蓄電装置２０を取り外し可能としている。
【０１１９】
図８は、本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置２０（補助電源装置）におけるキャパシタセル３の構成の一例（その２）を示す図である。
【０１２０】
本実施形態に係る蓄電装置２０は、図７に示した構成を基本とし、図８に示すように複数種類のキャパシタモジュール３０ごとに、それぞれを構成するキャパシタセル３の個数が異なるように構成してもよい。
【０１２１】
＜＜高い定格電圧側のモジュールを構成するセルの数を少なくする構成例＞＞
ここからは、例えば、本実施形態に係る蓄電装置２０が、定格電圧が２．３（Ｖ）で正規化内部抵抗１．５（ΩＦ）（静電容量Ｃが５００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが３（mΩ））である第１の種類のキャパシタセル３aからなる第１のキャパシタモジュール３０aと、定格電圧が２．７（Ｖ）で正規化内部抵抗５（ΩＦ）（静電容量Ｃが５００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが１０（mΩ））である第２の種類のキャパシタセル３bからなる第２のキャパシタモジュール３０bとから構成される装置例を基に説明する。
【０１２２】
各キャパシタモジュール３０a及び３０bの定格電圧を９９（Ｖ）とした場合、第１のキャパシタモジュール３０aでは、第１の種類のキャパシタセル３aが４４個と、また第２のキャパシタモジュール３０bでは、第２の種類のキャパシタセル３bが３７個とで構成する。
【０１２３】
もし、キャパシタモジュール３０a及び３０bにおいて、キャパシタセル３a及び３bの個数を４４個ずつにした場合、定格電圧２．７（Ｖ）の第２のキャパシタモジュール３０bの方が、キャパシタセル７個分、体積が大きくなり、さらに、本来１１８（Ｖ）まで充電可能であるのに、定格電力の約７割である９９（Ｖ）しか使用しないこととなり、第２のキャパシタモジュール３０bの体積やコストに無駄が生じることになる。
【０１２４】
このように、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）が大きく定格電圧の高いキャパシタセル３bを直列接続する数よりも、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）が小さく定格電圧の低いキャパシタセル３aを直列接続する数の方を、相対的に多くする。すなわち定格電圧の異なるキャパシタセル３a及び３bを同じ数で直列化せず、異なる個数で直列化する。これによって、キャパシタモジュール３０a及び３０bを合わせた本実施形態に係る蓄電装置２０の体積をより小さくすることができる。
【０１２５】
＜＜電解液の特性に応じてモジュールを構成するセルの数を異ならせる構成例＞＞
また、本実施形態に係る蓄電装置２０では、キャパシタセル３の電解液の特性に応じても、キャパシタモジュール３０を構成するキャパシタセル３の個数を異ならせる。ここでは、電解液の特性を水系と有機系に分け、水系のキャパシタセルを３a、有機系のキャパシタセルを３bとして以下に説明する。
【０１２６】
例えば、水系電解液の電気二重層キャパシタは、イオンの移動性が高く内部抵抗Ｒが小さいものの、水の電気分解を考慮して定格電圧が１．２（Ｖ）程度と、有機系の電解液の２．３（Ｖ）よりも低くなってしまう。このため、水系のキャパシタセル３aの個数は、有機系のキャパシタセル３bの個数の約２倍以上となる。
【０１２７】
このように、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）が大きく定格電圧の高い有機系のキャパシタセル３bを直列接続する数よりも、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）が小さく定格電圧の低い水系のキャパシタセル３aを直列接続する数の方を、相対的に多くする。
【０１２８】
＜＜セルの特性を限定する構成条件＞＞
これまで、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）が大きく定格電圧の高いキャパシタセル３bを直列接続する数よりも、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）が小さく定格電圧の低いキャパシタセル３aを直列接続する数の方を、相対的に多くするように構成する本実施形態に係る蓄電装置２０について説明を行ったが、単純にキャパシタモジュール３０を構成するキャパシタセル３の個数を変えるのではなく、個数を変えるキャパシタセル３の特性を限定する方がよい。
【０１２９】
正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の値が異なる構成をさらに限定して、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の値を定格電圧で除算した値（単位：ΩＦ／Ｖ）が異なるキャパシタセル３を直列接続するキャパシタモジュール３０を、複数並列に組み合わせるとともに、各キャパシタモジュール３０a及び３０bを構成するキャパシタセル３の数が異なる構成とする。
【０１３０】
これは、同じ正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）のキャパシタセル３でも、定格電圧が異なると必要なキャパシタセル３の数が異なるため、キャパシタモジュール３０として構成すると内部抵抗Ｒの違いが小さくなる場合でもその効果を確保するためである。
【０１３１】
例えば、静電容量Ｃが５００（Ｆ）で内部抵抗Ｒが１（mΩ）として、水系で１．２（Ｖ）の定格電圧のキャパシタセル３を３０個直列接続すると合成内部抵抗が３０（mΩ）になり、有機系で２．６（Ｖ）の定格電圧のキャパシタセル３を１０個直列接続すると合成内部抵抗１０（mΩ）となり正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の値だけでは判断が困難である。
【０１３２】
このため、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の値が異なる構成をさらに限定して、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の値を定格電圧で除算した値（単位：ΩＦ／Ｖ）で判断することが望ましい。
【０１３３】
このように、本実施形態に係る蓄電装置２０は、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の異なるキャパシタセル３をそれぞれ独立して直列接続し構成されるキャパシタモジュール３０を、さらに並列接続して構成し、接続端子（コネクタ端子）Ｃ１及びＣ２を介して、制御装置２１により、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態に応じて定着装置１０を動作させる回路１のスイッチ５（補助電源制御手段）を制御することで、補助発熱体１１bに必要とする電力を供給する。
【０１３４】
よって、本実施形態に係る蓄電装置２０は、従来の蓄電装置２０よりサイズを小さく（小型化）するとともに、「短時間に多くの電力を供給し、且つ、長時間の電力供給をも行える」機能を実現することができる。その結果、本実施形態に係る蓄電装置２０を備える画像形成装置１００全体を小型化することができる。
【０１３５】
＜まとめ＞
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の異なるキャパシタセル３a及び３bをそれぞれ独立して直列接続し構成される第１のキャパシタモジュール３０a及び第２のキャパシタモジュール３０bとを、さらに並列接続して構成する本実施形態に係る蓄電装置２０が有する機能を、以下の処理手順により実現している。
【０１３６】
（手順１）動作状態に応じたスイッチ制御
本実施形態に係る画像形成装置１００は、制御装置２１により、機器の動作状態に応じて（例えば、機器の動作状態を示す情報（例えば、動作モードなど。）を基にして）、本実施形態に係る蓄電装置２０が電力を供給する定着装置１０を動作させる回路１のスイッチ５（補助電源制御手段）に、オン／オフする制御信号を送信する。
【０１３７】
（手順２）蓄電装置からの放電
本実施形態に係る蓄電装置２０は、制御手段２１により制御されてスイッチ５（補助電源制御手段）がオンされた場合に、定着装置１０を動作させる回路１を介して、定着装置１０が有する発熱部材１１に電力を供給する。
【０１３８】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、上記（手順１）及び（手順２）によって、画像形成装置１００の動作状態に応じて、定着装置１０を動作させる回路１のスイッチ５（補助電源制御手段）をオン／オフすることにより、本実施形態に係る蓄電装置２０から定着装置１０が有する発熱部材１１に電力を供給することができる。
【０１３９】
よって、本実施形態に係る蓄電装置２０は、従来の蓄電装置２０よりサイズを小さく（小型化）するとともに、例えば、機器の動作状態が多くの電力を必要としている場合（本実施形態に係る画像形成装置１００では、立ち上がり時や印刷開始時など。）に、短時間で多くの電力を供給し、且つ、機器の動作状態が多くの電力を必要としていない場合（本実施形態に係る画像形成装置１００では、連続印刷中など。）に、長時間の電力を供給することができる。
【０１４０】
［第２の実施形態］
本実施形態は、画像形成装置の動作状態を示す情報に加えて、内部抵抗Ｒの大きいキャパシタセルと内部抵抗Ｒの小さいキャパシタセルとを組み合わせて構成する蓄電装置の充電状態などの情報に応じて、蓄電装置の放電／充電を制御し、当該蓄電装置のサイズを大きくすることなく、短時間に多くの電力を供給し、且つ、長時間の電力供給をも行うものである。
【０１４１】
第１の実施形態と本実施形態と異なる点は、本実施形態に係る蓄電装置の放電／充電を制御するときに、「蓄電装置の充電状態などの情報」に応じて行う点である。
【０１４２】
よって、以降に行う本実施形態の説明では、第１の実施形態と同じ事項について、同一の図面及び図中の参照符号をもってその説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について、図９を用いて説明する。
【０１４３】
＜定着装置の回路構成について（蓄電装置に関する箇所）＞
本実施形態に係る定着装置１０を動作させる回路構成において、特に本実施形態に係る蓄電装置２０に関する回路について、図９を用いて説明する。
【０１４４】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１００が有する定着装置１０を動作させる回路構成のうち蓄電装置２０（補助電源装置）に関する回路構成の一例を示す図である。
【０１４５】
例えば、第１の実施形態において蓄電装置２０として説明を行った図３や図７と、図９とを比較して分かるように、本実施形態に係る蓄電装置２０に関する充放電回路において第１の実施形態と異なる点は、「蓄電装置２０の充電状態などの情報に応じて、蓄電装置２０の放電／充電を制御し、蓄電装置２０のサイズを大きくすることなく、短時間に多くの電力を供給し、且つ、長時間の電力供給をも行う」という機能を実現するため、制御手段３１のほか、スイッチング手段３２及び電圧検知スイッチング手段３５とを有していることである。
【０１４６】
制御手段３１は、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報（例えば、動作モードなど。）や、以降に説明する電圧検知スイッチング手段３５により検知された蓄電装置２０の充電状態などを示す情報（例えば、電圧値など。）を取得し、予め設定しておいた閾値や各情報に対応する制御情報などを基に、本実施形態に係る画像形成装置１００に必要な供給電力を判断し、蓄電装置２０に関する充放電回路上に配置されたスイッチ群（後述するスイッチング手段３２など。）に制御信号を送信するものである。
【０１４７】
スイッチング手段３２a及び３２bは、制御手段３１からの制御信号を受け付け、受け付けた制御信号に従って、蓄電装置２０を構成する第１のキャパシタモジュール３０a又は第２のキャパシタモジュール３０bと、蓄電装置２０から電力が供給される補助発熱体１１bとの間の放電回路をオン／オフするスイッチである。スイッチング手段３２は、図中に示すように、各キャパシタモジュール３０a又は３０bと接続端子（コネクタ端子）Ｃ１との間の回路上に配置され、各キャパシタモジュール３０a又は３０bに対する充電／放電を制御する。
【０１４８】
電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fは、図中に示すように、各キャパシタセル３a又は３bの両端に接続され、その間の電流を迂回（バイパス）させるか否かを切り替えるスイッチ３３a〜３３fと、各キャパシタセル３a又は３bの両端の電圧値を検知する検知手段３４a〜３４fとを有している。例えば、電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fは、２つの電極をもつ電子部品で、両端子間の電圧が低い場合には電気抵抗が高いが、ある程度以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が低くなる性質をもつバリスタ（varistor）などが有する機能である。また、図中では、電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fが、キャパシタセル３ごとに配置されている例が示されているが、例えば、隣接する複数のキャパシタセル３の両端や、各キャパシタモジュール３０a又は３０bの両端などに接続されてもよく、これらを組み合わせて配置されていてもよい。
【０１４９】
電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fは、検知手段３４a〜３４fにより、回路上に接続された両端の電圧値を検知し、その検知結果を制御手段３１に渡す。例えば、検知手段３４a〜３４fは、バリスタなどが有する、ある程度以上に電圧が高くなると急激に電気抵抗が低くなる性質などを用いて電圧値を検知する。制御手段３１は、検知手段３４a〜３４fの急激な電気抵抗の変化を、検知結果として受け取る。
【０１５０】
また、電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fは、検知手段３４a〜３４fにより検知された検知結果を基に、スイッチ３３a〜３３fをオン／オフすることによって、回路上の電流を迂回（バイパス）させる。
【０１５１】
では、上記に説明した制御手段３１、スイッチング手段３２a及び３２b、及び電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fについて、以降の本実施形態に係る蓄電装置２０における充電／放電制御の動作例で説明する。
【０１５２】
＜蓄電装置の充放電制御について＞
以下に、本実施形態に係る蓄電装置２０の充放電制御の動作について説明する。
【０１５３】
＜＜放電制御＞＞
例えば、本実施形態に係る蓄電装置２０を構成する第１の種類のキャパシタセル３aが小容量高出力型のセルで、第２の種類のキャパシタセル３bが大容量低出力型のセルであった場合、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報を基に、機器の立ち上がり時や印刷開始時の定着装置１０の昇温など、制御手段３１により多くの電力が必要と判断された場合（図３に示すスイッチ５（補助電源制御手段）及びスイッチ６（主電源制御手段）がオンとなる場合）、第１の種類のキャパシタセル３aで構成される第１のキャパシタモジュール３０aと、蓄電装置２０から電力が供給される補助発熱体１１bとの間の放電回路上に配置されたスイッチング手段３２aは、制御手段３１から送信された制御信号に従ってスイッチをオンし、第１のキャパシタモジュール３０aから放電する。
【０１５４】
さらに、第２の種類のキャパシタセル３bで構成される第２のキャパシタモジュール３０bと、蓄電装置２０から電力が供給される補助発熱体１１bとの間の放電回路上に配置されたスイッチング手段３２bは、制御手段３１から送信された制御信号に従ってスイッチをオンし、第２のキャパシタモジュール３０bから放電する。
【０１５５】
また、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報を基に、連続印刷中の定着装置１０の一定温度保持など、制御手段３１により多くの電力が必要でないと判断された場合（図３に示すスイッチ５（補助電源制御手段）及びスイッチ６（主電源制御手段）がオンとなる場合）、第１のキャパシタモジュール３０aと補助発熱体１１bとの間の放電回路上に配置されたスイッチング手段３２aは、制御手段３１から送信された制御信号に従ってスイッチをオフし、第１のキャパシタモジュール３０aからの放電を停止し、第２のキャパシタモジュール３０bと補助発熱体１１bとの間の放電回路上に配置されたスイッチング手段３２bは、制御手段３１から送信された制御信号に従ってスイッチをオンし、第２のキャパシタモジュール３０bから放電する。
【０１５６】
また、放電中に、電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fは、検知手段３４a〜３４fにより各キャパシタセル３a又は３bの両端の電圧値を検知し、電圧値が予め設定しておいた閾値である所定値より小さい場合、スイッチ３３a〜３３fが、その検知結果を基に、両端を流れる電流が迂回するようにスイッチをオンする。
【０１５７】
よって、本実施形態に係る蓄電装置２０は、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報を基に、複数のキャパシタモジュール３０のうち、必要な供給電力に応じて、適切な数のキャパシタモジュール３０を用いて放電を行うことができる。また、各キャパシタセル３a又は３bの充電状態などを示す情報（例えば、電圧値など。）を基に、放電中に各キャパシタセル３a又は３bの過放電を防ぐことができる。
【０１５８】
＜＜充電制御＞＞
本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報を基に、機器の待機時など、制御手段３１により補助電力の供給が必要ないと判断された場合（図３に示すスイッチ５（補助電源制御手段）がオフでスイッチ６（主電源制御手段）のみがオンとなる場合）、制御手段３１は、電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fにより検知された電圧値を基に、予め設定したおいた閾値となる所定値より検知された電圧値が小さいか否かを判断する。
【０１５９】
その結果、電圧が所定値以下の場合には、制御手段３１から送信される制御信号に従って、スイッチング手段３２a及び３２bはスイッチをオンして、第１及び第２のキャパシタモジュール３０a及び３０bを充電する。
【０１６０】
このとき、電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fは、検知手段３４a〜３４fにより各キャパシタセル３a又は３bの両端の電圧値を検知し、電圧値が予め設定しておいた閾値である所定値より大きい場合、スイッチ３３a〜３３fが、その検知結果を基に、両端を流れる電流が迂回するようにスイッチをオンする。
【０１６１】
また、制御手段３１は、電圧検知スイッチング手段３５a〜３５fにより検知された電圧値を基に、予め設定したおいた閾値となる所定値より検知された電圧値が大きいか否かを判断する。
【０１６２】
その結果、電圧が所定値より大きい場合には、制御手段３１から送信される制御信号に従って、スイッチング手段３２a及び３２bはスイッチをオフして、第１及び第２のキャパシタモジュール３０a及び３０bの充電を停止する。
【０１６３】
よって、本実施形態に係る蓄電装置２０は、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報や各キャパシタセル３a及び３bの充電状態などを示す情報（例えば、電圧値など。）を基に、複数のキャパシタモジュール３０に対して適切なタイミングで充電を行うことができる。また、充電中に各キャパシタセル３a及び３bの過充電を防ぐことができる。
【０１６４】
このように、本実施形態に係る蓄電装置２０は、本実施形態に係る画像形成装置１００の動作状態を示す情報や蓄電装置２０の充電状態などを示す情報（例えば、電圧値など。）に応じて、蓄電装置２０の放電／充電を制御し、蓄電装置２０のサイズを大きくすることなく、短時間に多くの電力を供給し、且つ、長時間の電力供給をも行うことができる。
【０１６５】
＜まとめ＞
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、正規化内部抵抗（時定数：ＣＲ値）の異なるキャパシタセル３a及び３bをそれぞれ独立して直列接続し構成される第１のキャパシタモジュール３０a及び第２のキャパシタモジュール３０bとを、さらに並列接続して構成する本実施形態に係る蓄電装置２０が有する機能を、以下の処理手順により実現している。
【０１６６】
（手順１）動作状態に応じたスイッチ制御
本実施形態に係る画像形成装置１００は、制御装置２１により、機器の動作状態に応じて（例えば、機器の動作状態を示す情報（例えば、動作モードなど。）を基にして）、本実施形態に係る蓄電装置２０が電力を供給する定着装置１０を動作させる回路１のスイッチ５（補助電源制御手段）に、オン／オフする制御信号を送信する。
【０１６７】
（手順２）動作状態や充電状態に応じたスイッチ制御
本実施形態に係る蓄電装置２０は、制御手段３１により、機器の動作状態や蓄電装置２０の充電状態に応じて（例えば、機器の動作状態を示す情報（例えば、動作モードなど。）や蓄電装置２０の充電状態を示す情報（例えば、電圧値など。）を基にして）、制御信号が送信され、蓄電装置２０を構成する各キャパシタモジュール３０a及び３０bと接続端子（コネクタ端子）Ｃ１との間の放電回路に配置されたスイッチング手段３２a及び３２bが送信された制御信号に従って、スイッチをオン／オフすることにより、各キャパシタモジュール３０a及び３０bの充電／放電を制御する。
このとき、蓄電装置２０の充電状態を示す情報として、両端に流れる電流を迂回（バイパス）させるスイッチ３３a〜３３fと、両端の電圧を検知する検知手段３４a〜３４bとを有し、各キャパシタセル３の両端に接続される電圧検知スイッチング手段３５a〜３５により、両端の電圧値が検知され、検知された電圧値を基に、両端を流れる電流を迂回させるか否かを切り替える。
【０１６８】
（手順３）蓄電装置の充電／放電
本実施形態に係る蓄電装置２０は、上記（手順２）に従って、定着装置１０を動作させる回路１を介して、定着装置１０が有する発熱部材１１に電力を供給（放電）、又は充電器４から電力を受給（充電）する。
【０１６９】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、上記（手順１）〜（手順３）によって、画像形成装置１００の動作状態や蓄電装置２０の充電状態などに応じて、定着装置１０を動作させる回路１における蓄電装置２０に関する回路上のスイッチング手段３２a及び３２bと電圧検知スイッチング手段３４a〜３４fが有するスイッチ３３a〜３３fをオン／オフすることにより、本実施形態に係る蓄電装置２０から定着装置１０が有する発熱部材１１に電力を供給（放電）、又は充電器４から本実施形態に係る蓄電装置２０に電力を受給（充電）することができる。
【０１７０】
よって、本実施形態に係る蓄電装置２０は、従来の蓄電装置２０よりサイズを小さく（小型化）するとともに、例えば、機器の動作状態が多くの電力を必要としている場合（本実施形態に係る画像形成装置１００では、立ち上がり時や印刷開始時など。）に、短時間で多くの電力を供給し、且つ、機器の動作状態が多くの電力を必要としていない場合（本実施形態に係る画像形成装置１００では、連続印刷中など。）に、長時間の電力を供給することができる。また、本実施形態に係る蓄電装置２０は、充電／放電のときの過充電／過放電などを防ぐことができ、その結果、蓄電装置２０の長期的で安定した性能を維持することができる。
【０１７１】
これまで、第１及び第２の実施形態において、蓄電装置２０が利用される一例として、画像形成装置１００を例に説明を行ってきたが、本発明がこの要件に限定されるものではない。例えば、画像形成装置１００に限らず、動作状態によって必要な電力の変動が大きい機器などにも、有効的に用いることができる。
【０１７２】
また、第１及び第２の実施形態において、蓄電装置２０からの出力電力は、画像形成装置１００が有する定着装置１０に提供することを例に説明を行ってきたが、本発明がこの要件に限定されるものではない。例えば、画像形成装置１００の中でも、定着装置１０に限らず、モーター駆動部などの定着装置１０以外の装置に電力を供給してもよい。画像形成装置１００では、定着装置１０が一番多くの電力を必要とするため、優先的に出力電力を供給し、定着装置１０が多くの電力を必要としないときには、定着装置１０以外の装置に出力電力を供給するようにしてもよい。この場合、定着装置１０が多くの電力を必要としているか否かについては、画像形成装置１００の動作状態を示す情報などに基づいて、供給先を切り替える機能によって実現すればよい。
【０１７３】
また、第１及び第２の実施形態において、蓄電装置２０からの出力電力は、全て、充放電回路上に配置されたスイッチ群によって制御することを例に説明を行ってきたが、本発明がこの要件に限定されるものではない。例えば、充放電回路上に、蓄電装置２０から出力された電圧を昇圧／降圧する装置を配置し、出力された電圧が昇圧／降圧する装置を介することで、さらに可変的な電力を供給することができる。
【０１７４】
最後に、上記各実施形態に挙げた形状に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した要件に、本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置が有する定着装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置が有する定着装置を動作させる回路構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置が有する定着装置の立ち上がり時における加熱ローラの昇温特性の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置が有する定着装置の動作の一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置（補助電源装置）から供給される電力特性と他の構成を有する蓄電装置から供給される電力特性とを比較した一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置（補助電源装置）におけるキャパシタセルの構成の一例（その１）を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る蓄電装置（補助電源装置）におけるキャパシタセルの構成の一例（その２）を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置が有する定着装置を動作させる回路構成のうち蓄電装置（補助電源装置）に関する回路構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１７６】
１  定着装置を動作させる回路
２  主電源装置
３  キャパシタセル
３a、b、c  キャパシタセル（第１の種類、第２の種類、及び第３の種類）
４  充電器
５  補助電源制御スイッチ
６  主電源制御スイッチ
７  昇圧回路
１０  定着装置
１１  発熱部材
１１a  主発熱体
１１b  補助発熱体
１２  加熱ローラ（加熱部材）
１３  加圧ローラ（加圧部材）
２０  蓄電装置（補助記憶装置）
２１  制御装置
３０  キャパシタモジュール
３０a、b  キャパシタモジュール（第１及び第２）
３１  制御手段
３２a、b  スイッチング手段
３３a、b、c、d、e、f  スイッチ
３４a、b、c、d、e、f  検知手段
３５a、b、c、d、e、f  電圧検知スイッチング手段
１００  画像形成装置
１０１  感光体
１０２  帯電装置
１０３  ミラー
１０４  現像装置
１０４a  現像ローラ
１０５  転写装置
１０６  クリーニング装置
１０６a  ブレード
１０７  レジストローラ
１０８  給紙コロ
２０１  露光部
２０２  転写部
Ｐ  画像形成媒体（転写紙）
Ｌｂ  レーザビーム（露光光）
ｔ  トナー
【図１】
2008304864.tif 000003
【図２】
2008304864.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008304864.tif 000006
【図５】
2008304864.tif 000007
【図６】
2008304864.tif 000008
【図７】
2008304864.tif 000009
【図８】
2008304864.tif 000010
【図９】
2008304864.tif 000011