(57)【要約】【課題】容量素子に蓄電して電力を供給する蓄電装置におけるエネルギー利用率を向上させる。【解決手段】降下許容電圧以上の電圧で電力を供給できる時間が必要供給時間よりも小さい主容量素子（11）を備えた第１の蓄電部（10）と、複数の補助容量素子（C9〜C16）を備えた第２の蓄電部（20）とを設ける。また、主容量素子（11）のみにより、又は所定個数の補助容量素子（C9〜C16）を第１の蓄電部（10）の容量素子に直列に接続して供給電力を出力するスイッチ部（30）を設ける。そして、供給電力の電圧降下に応じてスイッチ部（30）を制御し、主容量素子（11）に接続される補助容量素子（C9〜C16）の個数を順次増やしてゆく。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量素子に蓄電して、所定の降下許容電圧以上の電圧で供給電力を所定の必要供給時間以上供給する蓄電装置であって、
前記降下許容電圧以上の電圧で電力を供給できる時間が前記必要供給時間よりも小さい主容量素子（11）を備えた第１の蓄電部（10）と、
複数の補助容量素子（C9〜C16）を備えた第２の蓄電部（20）と、
前記主容量素子（11）のみにより、又は所定個数の前記補助容量素子（C9〜C16）を前記第１の蓄電部（10）の容量素子に直列に接続して前記供給電力を出力するスイッチ部（30）と、
前記供給電力の電圧降下に応じて前記スイッチ部（30）を制御し、前記主容量素子（11）に接続される前記補助容量素子（C9〜C16）の個数を順次増やす制御部（40）と、
を備えていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
請求項１の蓄電装置において、
前記補助容量素子（C9〜C16）の容量は、前記降下許容電圧以上の電圧で前記供給電力を前記必要供給時間以上供給するのに必要な容量を、複数の同容量の容量素子を直列接続して得るとした場合の１つの容量素子の容量の半分よりも小さいことを特徴とする蓄電装置。
【請求項３】
請求項１の蓄電装置において、
前記主容量素子（11）の容量と、前記補助容量素子（C9〜C16）のすべてを直列に繋いだ容量とは、同容量であることを特徴とする蓄電装置。
【請求項４】
請求項１の蓄電装置において、
前記主容量素子（11）は、前記補助容量素子（C9〜C16）と同容量の容量素子が直列に接続されて構成されていることを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量素子に蓄電して電力を供給する蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどには、像を紙面に固定する方法としていわゆるヒートローラ方式が採用されることが多い。ヒートローラ方式では、ハロゲンヒータなどの発熱部材で加熱される加熱ローラ（加熱装置）とこの加熱ローラに対向して配置される圧接ローラとの間に普通紙などの被加熱体を通過させて、未定着のトナー像を熱と圧力で固定する。
【０００３】
このようなヒートローラ方式の複写機などでは、使用者の使い勝手、省エネルギーなどの問題から、加熱ローラの昇温時間の短縮が求められることがある。これには、例えば、発熱部材に対する単位時間の投入エネルギーを大きくすればよいが、日本の一般的なオフィスでは電源として１００Ｖ１５Ａ（１５００Ｗ）が一般的に用いられ、発熱部材の容量によっては、この電力では十分な昇温時間短縮効果を得られない場合もある。
【０００４】
そのため、ヒートローラ方式の複写機などのなかには、ＥＤＬＣ（Electric Double Layer Capacitor）のような容量素子に蓄電する蓄電装置を補助電源装置として発熱部材に電力を供給し、加熱ローラの昇温時間の短縮を図るものがある（例えば、特許文献１や特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９７５２６号公報
【特許文献２】特開２００６−５８７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ハロゲンヒータなどの発熱部材は、一定以上の電圧で電力を供給しないと十分な発熱を得られない。そのため、上記のような発熱部材用の補助電源装置では、一定以上の電圧で、加熱などが必要な時間以上の間、電力を供給する能力が求められる。
【０００６】
しかしながら、ＥＤＬＣのような容量素子は、電力の供給時間の経過とともに電圧が降下するという特性があるので、従来の蓄電装置では、発熱部材を十分に発熱させるためには、電圧降下を見込んで余分なエネルギーを容量素子に蓄えておく必要があった。
【０００７】
例えば、特許文献２に記載されている例では、容量８００Ｆ、出力電圧２．５Ｖの容量素子を４０本直列に接続して容量２０Ｆ、出力電圧１００Ｖの補助電源を構成し、主電源からの１２００Ｗの電力に、補助電源からの１７００Ｗ（１００Ｖ×１７Ａ）の電力を加えて、全体で約２９００Ｗの電力を供給することで、主電源だけでは３０秒の立上時間であったものを、約１０秒へ短縮している。この例でのエネルギー利用効率を試算すると次のようになる。
【０００８】
まず、容量素子の容量Ｃ、降下電圧Ｖ、放電電流Ｉ、放電時間ｔの間には、Ｃ×Ｖ＝Ｉ×ｔの関係があるので、この関係式にＣ＝２０Ｆ、Ｉ＝１７Ａ、ｔ＝１０秒を代入すると、補助電源の１０秒後の電圧降下が算出できて８．５Ｖであることがわかる。このときの補助電源における消費エネルギーは、１７０００Ｊであり、蓄電されている総エネルギーは２０Ｆ×１００Ｖ×１００Ｖ／２＝１０００００Ｊである。したがって、この補助電源におけるエネルギー利用効率は１７０００Ｊ／１０００００Ｊ＝１７％となる。
【０００９】
すなわち、従来の容量素子に蓄電して電力を供給する蓄電装置では、エネルギー利用率を高くできないという問題があり、これは装置の大型化やコストアップにも繋がっていた。
【００１０】
本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、容量素子に蓄電して電力を供給する蓄電装置におけるエネルギー利用率を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、第１の発明は、
容量素子に蓄電して、所定の降下許容電圧以上の電圧で供給電力を所定の必要供給時間以上供給する蓄電装置であって、
前記降下許容電圧以上の電圧で電力を供給できる時間が前記必要供給時間よりも小さい主容量素子（11）を備えた第１の蓄電部（10）と、
複数の補助容量素子（C9〜C16）を備えた第２の蓄電部（20）と、
前記主容量素子（11）のみにより、又は所定個数の前記補助容量素子（C9〜C16）を前記第１の蓄電部（10）の容量素子に直列に接続して前記供給電力を出力するスイッチ部（30）と、
前記供給電力の電圧降下に応じて前記スイッチ部（30）を制御し、前記主容量素子（11）に接続される前記補助容量素子（C9〜C16）の個数を順次増やす制御部（40）と、
を備えていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、電力の供給開始時には主容量素子（11）のみにより電力を供給し、その後出力電圧の低下に応じて補助容量素子が主容量素子（11）に順次直列に接続して、電圧低下をが補償できる。
【００１３】
また、第２の発明は、
第１の発明の蓄電装置において、
前記補助容量素子（C9〜C16）の容量は、前記降下許容電圧以上の電圧で前記供給電力を前記必要供給時間以上供給するのに必要な容量を、複数の同容量の容量素子を直列接続して得るとした場合の１つの容量素子の容量の半分よりも小さいことを特徴とする。
【００１４】
これにより、より少ない総容量で出力電圧の低下が補償される。
【００１５】
また、第３の発明は、
第１の発明の蓄電装置において、
前記主容量素子（11）の容量と、前記補助容量素子（C9〜C16）のすべてを直列に繋いだ容量とは、同容量であることを特徴とする。
【００１６】
これにより、主容量素子（11）に対する充電電圧と、すべての補助容量素子を直列接続した第２の蓄電部（20）に対する充電電圧とが同じになる。
【００１７】
また、第４の発明は、
第１の発明の蓄電装置において、
前記主容量素子（11）は、前記補助容量素子（C9〜C16）と同容量の容量素子が直列に接続されて構成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、第１の蓄電部（10）及び第２の蓄電部（20）が同一容量の容量素子のみによって構成される。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、出力電圧の低下に応じて補助容量素子が主容量素子（11）に接続されて電圧低下が補償されるので、電圧降下を見込んで余分なエネルギーを容量素子に蓄えておく必要がない。すなわち、蓄電装置のエネルギー利用率が向上する。
【００２０】
また、第２の発明によれば、より大きなエネルギー利用率の向上が期待できる。
【００２１】
また、第３の発明によれば、主容量素子（11）に対する充電電圧と、すべての補助容量素子を直列接続した第２の蓄電部（20）に対する充電電圧とが同じになるので、主容量素子（11）（第１の蓄電部（10））と第２の蓄電部（20）とを並列に接続して充電できる。すなわち、充電回路の簡素化が可能になる。
【００２２】
また、第４の発明によれば、同一容量の容量素子のみによって蓄電装置を構成できるので、装置の構造を簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２４】
《発明の実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係る蓄電装置（100）の構成を示す回路図である。この蓄電装置（100）は、容量素子に蓄電（充電）して、電力供給する蓄電装置であり、例えば、ヒートローラ方式の複写機における加熱装置の補助電源装置などに用いられる。このような用途では、出力電圧が一定以上降下すると十分な発熱を得られないので、一定以上の電圧（降下許容電圧と呼ぶ）で、加熱などが必要な時間（必要供給時間と呼ぶ）以上の間、電力を供給する能力が求められる。
【００２５】
《蓄電装置の構成》
蓄電装置（100）は、図１に示すように第１の蓄電部（10）、第２の蓄電部（20）、スイッチ部（30）、及び制御部（40）を備えている。
【００２６】
第１の蓄電部（10）は、主容量素子（11）を備えている。この主容量素子（11）の容量は、降下許容電圧以上の電圧で電力を供給できる時間が必要供給時間よりも小さくなるように設定されている。
【００２７】
本実施形態の主容量素子（11）は、複数の容量素子が直列に接続されている（図１の例では８個）。直列に接続された容量素子の一端は第１の出力端子（T1）に接続され、他の一端は第２の蓄電部（20）及びスイッチ部（30）に接続されている。
【００２８】
それぞれの容量素子は、本実施形態では、電気二重層キャパシタ（Electric Double Layer Capacitor、以下ＥＤＬＣ）である。一般的にＥＤＬＣは、向かい合った２つの電極の間に電解液を満たした構造を有し、電解液と電極の界面に形成される電気二重層を利用して電荷を物理的に蓄積する。すなわち、このＥＤＬＣは、リチウム電池やニッケル水素電池などの二次電池と異なり、充電に化学反応を伴わない。そのため、劣化が少なく二次電池よりも寿命が長い、充電時間が短いといった特徴を有している。
【００２９】
主容量素子（11）を構成する容量素子の具体的な個数は、蓄電装置（100）の出力電圧、入手できる容量素子の使用電圧などから総合的に決定する。例えば、１つの容量素子の使用電圧が２．５Ｖで、蓄電装置（100）の出力電圧として２０Ｖが必要な場合には、図１に示すように８個の容量素子（C1〜C8）を直列に接続することが考えられる。なお、本実施形態では、これらの容量素子（C1〜C8）の容量は何れも同容量であるものとする。具体的な容量、個数については、後に具体例で詳述する。
【００３０】
第２の蓄電部（20）は、複数の容量素子（図１の例では、８個）が直列に接続されている。第２の蓄電部（20）においてもそれぞれの容量素子（補助容量素子と呼ぶことにする）は、ＥＤＬＣにより構成され、本実施形態では、それぞれの補助容量素子（C9〜C16）の容量は何れも、第１の蓄電部（10）の主容量素子（11）を構成する容量素子（C1〜C8）と同容量である。
【００３１】
スイッチ部（30）は、主容量素子（11）のみにより電力を供給するか、或いは所定個数の補助容量素子（C9〜C16）を主容量素子（11）に直列に接続して供給電力を出力するかを切り替える。このスイッチ部（30）は、本実施形態では第２の蓄電部（20）の補助容量素子の個数よりも１つ多い数のスイッチを備えている。すなわち、上記の例では第２の蓄電部（20）が８個の補助容量素子を備えているので、スイッチ部（30）は９個のスイッチ（S1〜S9）を備えている。そして、これらのスイッチ（S1〜S9）の一端側は、図１に示すように、それぞれ、直列に接続された補助容量素子の両端、補助容量素子同士の間に接続され、他の一端側は第２の出力端子（T2）に接続されている。
【００３２】
この構成により、例えばスイッチ（S1）のみをオンにすれば、それぞれの出力端子（T1,T2）を介して、主容量素子（11）（第１の蓄電部（10））のみによって電力が供給される。また、例えば、スイッチ（S2）のみをオンにすると、第２の蓄電部（20）の補助容量素子（C9）が主容量素子（11）に直列に接続されて電力が供給され、スイッチ（S3）のみをオンにすると主容量素子（11）、補助容量素子（C9）、及び補助容量素子（C10）が直列に接続されて電力が供給される。
【００３３】
制御部（40）は、出力電圧の降下に応じて、スイッチ部（30）のスイッチ（S1〜S9）のオンオフを制御する。より詳しくは、制御部（40）は、電力供給の開始時には第１の蓄電部（10）のみにより電力が供給されるようにスイッチ（S1）のみをオンに制御し、第１の蓄電部（10）による出力電圧が予め定めた電圧に低下すると、主容量素子（11）に接続される補助容量素子（C9〜C16）の個数を、出力端子（T1,T2）における電圧降下に応じて順次増やしてゆく。
【００３４】
《具体例》
以下の具体例では、図２に示した回路構成の蓄電装置の代わりに使用する蓄電装置として蓄電装置（100）を構成するとして、第１の蓄電部（10）、及び第２の蓄電部（20）のそれぞれにおける容量素子の容量、及び個数を検討してみる。図２の回路構成（基本構成と呼ぶことにする）では、８個の容量素子（C101〜C108）が直列に接続されている。それぞれの容量素子（単セル）は、容量（単セル容量）が６０Ｆである。したがって、この蓄電装置における容量素子の総容量（単セル容量×個数）は、６０Ｆ×８個＝４８０Ｆ個である。ここで、それぞれの容量素子の出力電圧が２．５Ｖであるものとすると、この例では８個の単セルが直列に接続されているので、容量は７．５Ｆ、出力電圧は２０Ｖ（＝２．５Ｖ×８）である。
【００３５】
容量素子の容量Ｃ、降下電圧Ｖ、放電電流Ｉ、放電時間ｔの間には、Ｃ×Ｖ＝Ｉ×ｔの関係がある。したがって、基本構成の蓄電装置の出力電圧は、負荷電流に応じ、図３に示すように、時間とともに直線的に降下する。例えば、この蓄電装置の降下許容電圧が１７．５Ｖ（２．５Ｖの電圧降下）であり、放電電流が０．１Ａであるものと仮定すると、出力電圧が１７．５Ｖまで降下するまでの時間は、Ｃ＝７．５Ｆ，Ｖ＝２．５Ｖ，Ｉ＝０．１Ａをこの関係式に代入することによってｔ＝１８８秒であることがわかる。
【００３６】
以下、第１の蓄電部（10）の主容量素子（11）を構成する容量素子、及び第２の蓄電部（20）の補助容量素子に対し、何れも同容量の容量素子を用いるものとして種々の条件下で第１の蓄電部（10）及び第２の蓄電部（20）の構成を検討する。
【００３７】
《具体例１》
具体例１は、主容量素子（11）を構成する容量素子及び補助容量素子を、基本構成の単セル容量の１／６の容量（１０Ｆ）の容量素子で構成した例である。ここで図４は、この例におけるセルの直列数（主容量素子（11）を構成する容量素子の数と、これに直列接続される補助容量素子の数の合計）と、放電時間等の関係を示している。それぞれの直列数における放電時間は、前述の関係式Ｑ＝Ｃ×Ｖ＝Ｉ×ｔに、Ｃ＝その直列数での合成容量，Ｖ＝２．５（２０Ｖから１７．５Ｖに降下），Ｉ＝０．１を代入して得たものである。この表からは、１０Ｆの容量素子で、必要供給時間としてｔ＝１８８秒以上の放電時間を確保するには、１６個の容量素子（基本構成の２倍の個数）が必要であることがわかる。
【００３８】
つまり、具体例１では、主容量素子（11）は、容量が１０Ｆの容量素子を８個直列に接続して構成し、第２の蓄電部（20）も、容量が１０Ｆの補助容量素子を８個直列に接続して構成する。この主容量素子（11）は、降下許容電圧以上の電圧で電力を供給できる時間が必要供給時間よりも小さい。なお、この構成では、スイッチ部（30）には、スイッチ（S1）〜スイッチ（S9）の９個のスイッチを設ける。
【００３９】
この例では、容量素子の総容量（単セル容量×個数）は、１０Ｆ×１６個＝１６０Ｆ個であり、基本構成の総容量（４８０Ｆ個）に対して１／３の総容量で同等以上の放電時間を得ることができる。
【００４０】
−具体例１における電力供給−
この蓄電装置（100）で電力供給を行うには、まず、第１の蓄電部（10）、第２の蓄電部（20）を満充電状態にしておいて、電力供給開始時にスイッチ（S1）のみをオンにする。初期状態では出力電圧は２０Ｖである。そして、０．１Ａの負荷電流に応じ、この出力電圧は図５に示すように、時間とともに直線的に降下し、約３１秒後に２．５Ｖ降下して１７．５Ｖとなる（図４も参照）。このｔ＝３１秒は、前述の関係式Ｑ＝Ｃ×Ｖ＝Ｉ×ｔに対してＣ＝１．２５，Ｖ＝２．５，Ｉ＝０．１を代入して算出することができる。
【００４１】
出力電圧が１７．５Ｖに低下した時点で、スイッチ（S1）をオフ、スイッチ（S2）をオンにすると、１つの補助容量素子が主容量素子（11）に対して直列に接続されて、出力電圧は２０Ｖに上昇する。そして、スイッチ（S2）をオンにしてから約２８秒後には、出力電圧は１７．５Ｖに降下する（図４を参照）。直列接続する容量素子の数が増加すると合成容量が小さくなるので、電圧降下の度合いも段々と大きくなってくる。
【００４２】
このように出力電圧が１７．５Ｖに低下した時点で、今度はスイッチ（S2）をオフ、スイッチ（S3）をオンにすると、２つの補助容量素子が主容量素子（11）に対して直列に接続されて、出力電圧は再び２０Ｖに上昇する。以下同様にして、出力電圧が１７．５Ｖに下がるタイミングで、スイッチ（S3）をオフ、スイッチ（S4）をオン→スイッチ（S4）をオフ、スイッチ（S5）をオン→スイッチ（S5）をオフ、スイッチ（S6）をオン→スイッチ（S6）をオフ、スイッチ（S7）をオン→スイッチ（S7）をオフ、スイッチ（S8）をオン→スイッチ（S8）をオフ、スイッチ（S9）をオンのように、制御部（40）によってスイッチ部（30）内のスイッチのオンオフを順次切り替えてゆく。このようにして最終のスイッチ（S9）をオンに後は、１６秒後に出力電圧が１７．５Ｖに降下する。つまり、図４からわかるように、最終的に出力電圧が１７．５Ｖ以下になるのは、電力供給開始から１９７秒後である。
【００４３】
《具体例２》
具体例２は、主容量素子（11）を構成する容量素子、及び補助容量素子を、基本構成の単セル容量の半分の容量（３０Ｆ）の容量素子で構成した例である。図６は、この例におけるセルの直列数と、放電時間等の関係を示している。この表に示すように、３０Ｆの容量素子で、必要供給時間としてｔ＝１８８秒以上の放電時間を確保するには、１０個の容量素子が必要であることがわかる。つまり、具体例２では、主容量素子（11）は、容量が３０Ｆの容量素子を８個の直列に接続して構成する。また、第２の蓄電部（20）には、容量が３０Ｆの補助容量素子を２個設ける。なお、この構成では、スイッチ部（30）には、スイッチ（S1）〜スイッチ（S3）の３つのスイッチを設けておく。
【００４４】
この例では、容量素子の総容量（単セル容量×個数）は、３０Ｆ×１０個＝３００Ｆ個であり、基本構成の総容量（４８０Ｆ個）に対して６２．５％の総容量で同等以上の放電時間を得ることができる。
【００４５】
−具体例２における電力供給−
電力供給時には、第１の蓄電部（10）、第２の蓄電部（20）を満充電状態にしておいて、スイッチ（S1）のみをオンにする。出力電圧は、初期状態では２０Ｖである。そして、０．１Ａの負荷電流に応じ、出力電圧は時間とともに直線的に降下し、図６に示すように、９４秒後に２．５Ｖ降下して１７．５Ｖとなる。このｔ＝９４秒は、関係式Ｑ＝Ｃ×Ｖ＝Ｉ×ｔに対して、Ｃ＝３．７５，Ｖ＝２．５，Ｉ＝０．１を代入して算出することができる。
【００４６】
出力電圧が１７．５Ｖに低下した時点で、スイッチ（S1）をオフ、スイッチ（S2）をオンにすると、１つの補助容量素子が主容量素子（11）に対して直列に接続されて、出力電圧は２０Ｖに上昇する。そして、スイッチ（S2）をオンにして８３秒後に１７．５Ｖに降下する。
【００４７】
このように出力電圧が１７．５Ｖに低下した時点で、スイッチ（S2）をオフ、スイッチ（S3）をオンにする。これにより、２つの補助容量素子が主容量素子（11）に対して直列に接続されて、出力電圧は再び２０Ｖに上昇する。スイッチ（S3）をオンにした後は、出力電圧は７５秒後に１７．５Ｖに降下する。つまり、最終的に出力電圧が１７．５Ｖ以下になるのは、電力供給開始から２５２（＝９４＋８３＋７５）秒後である。
【００４８】
《具体例３》
具体例３は、主容量素子（11）を構成する容量素子、及び補助容量素子を、基本構成の単セル容量の１／３の容量（２０Ｆ）の容量素子で構成した例である。この例では、セルの直列数と放電時間等の関係との関係は、図７に示した表のようになる。この表からは、２０Ｆの容量素子で、必要供給時間としてｔ＝１８８秒以上の放電時間を確保するには、１１個の容量素子が必要であることがわかる。
【００４９】
つまり、具体例３では、主容量素子（11）は、容量が２０Ｆの容量素子を８個の直列に接続して構成する。また、第２の蓄電部（20）には、容量が２０Ｆの補助容量素子を３個設ける。
【００５０】
この例では、容量素子の総容量（単セル容量×個数）は、２０Ｆ×１１個＝２２０Ｆ個であり、基本構成の総容量（４８０Ｆ個）に対して半分以下の総容量で同等以上の放電時間を得ることができる。この具体例３においても上記の具体例１等と同様にスイッチ部（30）のスイッチが順次切り替えられ、最終的に出力電圧が１７．５Ｖ以下になるのは、図７に示すように、電力供給開始から２１４秒後である。
【００５１】
《具体例４》
具体例４は、主容量素子（11）を構成する容量素子、及び補助容量素子を、基本構成の単セル容量の１／１２の容量（５Ｆ）の容量素子で構成した例である。この例では、セルの直列数と放電時間等の関係との関係は、図８に示した表のようになる。この表からは、５Ｆの容量素子で、必要供給時間としてｔ＝１８８秒以上の放電時間を確保するには、３２個の容量素子が必要であることがわかる。
【００５２】
つまり、具体例４では、主容量素子（11）は、容量が５Ｆの容量素子を８個の直列に接続して構成する。また、第２の蓄電部（20）には、容量が５Ｆの補助容量素子を２４個設ける。
【００５３】
この具体例４においても上記の具体例１等と同様にスイッチ部（30）のスイッチが順次切り替えられ、最終的に出力電圧が１７．５Ｖ以下になるのは、図８に示すように、電力供給開始から１８３秒後である。
【００５４】
この例では、容量素子の総容量（単セル容量×個数）は、５Ｆ×３２個＝１６０Ｆ個であり、基本構成の総容量（４８０Ｆ個）に対して１／３の総容量で同等以上の放電時間を得ることができる。これは、上記の具体例１と同等の容量削減効果である。
【００５５】
具体例１〜４に示したように、第１の蓄電部（10）の主容量素子（11）を、降下許容電圧以上の電圧で電力を供給できる時間が必要供給時間よりも小さい容量にしておいて、出力電圧の降下に応じて主容量素子（11）に接続する補助容量素子の個数を順次増やしてゆけば、電圧降下を見込んで余分なエネルギーを容量素子に蓄えておく必要がない。すなわち、基本構成の蓄電装置よりもエネルギー利用率を向上させることができる。
【００５６】
各具体例における試算をまとめると、具体例２、具体例３では直列セル数が基本構成に対して２個あるいは３個増えるだけなので、セル数を切り替えるためのスイッチが少なくてすむ。また、総容量（＝単セル容量×個数）は基本構成に対して半分程度まで減らすことができる。したがって、半分程度の総容量削減で、コスト、搭載スペースのメリットが十分ある場合は、増加する直列セル数が少なく、且つセル数切り替えのスイッチも少なくて済む具体例２、具体例３の適用が適しているといえる。
【００５７】
つまり、容量削減のメリットを得るには、好ましくは、補助容量素子（C9〜C16）の容量を、降下許容電圧以上の電圧で供給電力を必要供給時間以上供給するのに必要な容量を、複数の同容量の容量素子を直列接続して得るとした場合の１つの容量素子の容量の半分よりも小さい値とすればよいことがわかる。
【００５８】
一方、具体例１では、直列セル数は基本構成の倍になるものの、容量削減効果は１／３と非常に大きく、総合的に判断して、単セル容量が基本構成の１／６とする具体例１が最もメリットがあると考えられる。
【００５９】
また、具体例１は、第１の蓄電部（10）における合成容量と、すべての補助容量素子を直列接続した合成容量とが同じなので、それぞれのモジュールの充電が８直列×２並列ででき、充電回路の簡素化が可能になる。
【００６０】
また、具体例４では、具体例１と同等の容量削減効果であり、容量素子の個数が具体例１の例よりも多い分、容量削減のメリットが薄れると考えられる。
【００６１】
なお、上記の具体例での試算は、実際に商品として存在する６０Ｆ、３０Ｆ、２０Ｆ、１０Ｆ、５Ｆという単セル容量の値を使って試算を行った。このように、加熱装置などへの実際の適用時には、商品として存在する容量値を使って上記の効果試算を行い、最もメリットの大きい個数と容量の組み合わせを総合的に判断するのが望ましい。
【００６２】
また、上記の例では出力電圧を２０Ｖとして説明したが、これは例示であり、必要な出力電圧に応じて、容量素子の個数、個々の容量素子の出力電圧などを適宜選択すればよい。
【００６３】
《蓄電装置（100）の応用例》
ヒートローラ方式の複写機における加熱装置では、使用者の使い勝手、省エネルギーなどの問題から、加熱ローラの昇温時間の短縮が求められることがある。昇温時間の短縮には、一般的な商用電源では十分な電力を得られない場合があるので、この蓄電装置（100）を、商用電源と並列に使用する補助電源装置として用いることが考えられる。
【００６４】
−複写機の補助電源における蓄電装置（100）の構成−
上記の具体例では出力電圧として２０Ｖの例を説明したが、複写機の補助電源では、出力電圧として１００Ｖが必要な場合がある。この場合には、主容量素子（11）において直列接続する容量素子の個数を増やしたり、複数の蓄電装置（100）を直列に接続して用いればよい。また、一般的にハロゲンヒータなどの発熱部材は、一定以上の電圧で電力を供給しないと十分な発熱を得られない。そこで、このような応用例では、蓄電装置（100）の降下許容電圧として、発熱部材において十分な発熱を得られるだけの電圧を設定しておく必要がある。
【００６５】
−蓄電装置（100）の動作−
蓄電装置（100）は、複写機の加熱装置の補助電源装置に使用した場合には以下のようにして、蓄電及び電力供給が行われる。
【００６６】
蓄電装置（100）が複写機における加熱装置の補助電源装置などに用いられる場合には、複写機の待機状態に蓄電される。蓄電装置（100）に蓄電するには、第１の蓄電部（10）と第２の蓄電部（20）とを並列に繋いでおいて蓄電してもよいし、第１の蓄電部（10）と第２の蓄電部（20）とにそれぞれ別個に蓄電してもよい。
【００６７】
特に、主容量素子（11）の容量（合成容量）と、すべての補助容量素子（C9〜C16）を直列に繋いだ合成容量とが同じ場合には、第１の蓄電部（10）と第２の蓄電部（20）を並列に繋いだ蓄電が容易にできる。
【００６８】
一方、主容量素子（11）の容量と、すべての補助容量素子（C9〜C16）を直列に繋いだ合成容量とが異なる場合には、第１の蓄電部（10）と第２の蓄電部（20）とにそれぞれ別個に蓄電するのがよい。この場合には、第１の蓄電部（10）には出力電圧を印加して蓄電し、第２の蓄電部（20）には、補助容量素子の個数などに応じて蓄電時に印加する電圧を決める。
【００６９】
上記の複写機が待機状態から運転状態（複写動作）に移ると、ハロゲンヒータなどの発熱部材（加熱装置）に商用電源（例えばＡＣ１００Ｖ）から得た電力に加え、蓄電装置（100）から電力が供給される。
【００７０】
詳しくは、電力供給の開始時には、制御部（40）は、スイッチ（S1）のみをオンにして、第１の蓄電部（10）のみにより電力を発熱部材に供給する。この状態から所定時間が経過して、出力電圧が降下許容電圧にまで降下すると、制御部は、スイッチ（S1）をオフ、スイッチ（S2）をオンにして、１つの補助容量素子を主容量素子（11）に直列に接続させる。以下同様にして、出力電圧が降下許容電圧に下がるタイミングで、スイッチ（S2）をオフ、スイッチ（S3）をオン→スイッチ（S3）をオフ、スイッチ（S4）をオンのように、順次スイッチ部（30）内のスイッチを切り替え、主容量素子（11）に接続される補助容量素子（C9〜C16）の個数を順次増やしてゆく。これにより、蓄電装置（100）からは、複写機の加熱装置に対して、所定の必要供給時間以上の間、降下許容電圧以上の電圧で供給電力が供給される。
【００７１】
このように、本実施形態に係る蓄電装置（100）をヒートローラ方式の複写機に応用例した場合には、使用者の使い勝手の向上やエネルギー利用率の改善（省エネルギー化）を行いつつ、複写機の小型化、低消費電力化、コスト低減を測ることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る蓄電装置は、容量素子に蓄電して電力を供給する蓄電装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る蓄電装置の構成を示す回路図である。
【図２】基本構成の蓄電装置を示す回路図である。
【図３】基本構成の蓄電装置における出力電圧の経時変化を示す図である。
【図４】具体例１におけるセルの直列数と放電時間等の関係を示す表である。
【図５】具体例１における出力電圧の経時変化を示す図である。
【図６】具体例２におけるセルの直列数と放電時間等の関係を示す表である。
【図７】具体例３におけるセルの直列数と放電時間等の関係を示す表である。
【図８】具体例４におけるセルの直列数と放電時間等の関係を示す表である。
【符号の説明】
【００７４】
１０          第１の蓄電部
１１          主容量素子
２０          第２の蓄電部
３０          スイッチ部
４０          制御部
１００        蓄電装置
Ｓ１〜Ｓ９    スイッチ
Ｃ１〜Ｃ８    容量素子
Ｃ９〜Ｃ１６  補助容量素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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