JP4931354B2 - キャパシタの充電回路、充電方法、充電制御装置、制御プログラム、キャパシタ装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

キャパシタの充電回路、充電方法、充電制御装置、制御プログラム、キャパシタ装置、定着装置及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、複数の電気二重層コンデンサ等のキャパシタの充電に関し、特に、充電の効率化を実現したキャパシタの充電回路、充電方法、充電制御装置、制御プログラム、キャパシタ装置、定着装置及び画像形成装置に関する。
電気二重層コンデンサは、小型で大容量であるが、耐電圧が低いため、直列化して電気二重層コンデンサ装置とすることにより、高耐圧化を図っている。これは、電気二重層コンデンサ装置としての高耐圧化であって、直列化された各電気二重層コンデンサの耐圧が高まるわけではない。そのため、電気二重層コンデンサ装置を構成する各電気二重層コンデンサの充電電圧は、耐圧を超えないように制御し、その充電状況を監視することが必要である。
このような電気二重層コンデンサ装置に関し、複数の電気二重層コンデンサを直列化した電気二重層コンデンサ装置は、各電気二重層コンデンサに並列に電流制御手段としてトランジスタが接続され、電気二重層コンデンサの充電電圧と基準電圧とを比較し、その差電圧に応じてトランジスタに流れる電流を制御することにより、各電気二重層コンデンサの充電電圧を平衡させるものがある（例えば、特許文献１）。
実用新案登録第２５７５３５８号公報
ところで、このような電気二重層コンデンサ装置では、漏れ電流の減少による消費電力を抑制しているにすぎない。電気二重層コンデンサの充電を一定電流で行う場合、電気二重層コンデンサに対する供給電力は電圧と電流の積で与えられることから、充電初期では供給電力が小さく、充電末期では電圧に比例して大きくなる傾向がある。このような充電を１００Ｖの商用交流電源を用いて行う場合には、電気二重層コンデンサの充電に必要とされる充電電力が大きくなると、充電のための供給電力に不足が生じ、満充電を行い得ないという不都合が生じることになる。換言すれば、電気二重層コンデンサの充電に必要とされる充電電力が小さい場合にも充電手段側から最大電力を電気二重層コンデンサに供給することは電力消費に無駄を生じ、効率的でない。斯かる課題について、上記特許文献１に開示も示唆もされておらず、それを解決する手段も開示されていない。
そこで、本発明は、直列化された複数の電気二重層コンデンサ等のキャパシタの充電について、充電効率を高めたキャパシタの充電回路、充電方法、充電制御装置、制御プログラム及びキャパシタ装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、他の目的として、前記キャパシタの充電回路、前記充電制御装置又は前記キャパシタ装置を用いた定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のキャパシタの充電回路は、直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタを充電する充電回路であって、前記充電回路から前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる制御手段とを備えた構成である。
斯かる構成によれば、直列に接続された複数のキャパシタに電流を流して充電すると、時間の経過とともに、各キャパシタの充電電圧が上昇する。各充電電圧がバイパス手段に設定されている所定電圧に到達すると、所定電圧に到達したキャパシタに対応するバイパス手段がキャパシタ側の電流を分流する。この分流により、キャパシタ側の充電電流が低減される。
この場合、キャパシタ及びバイパス手段に流れる電流は電流検出手段に検出され、その検出情報が制御手段に加えられるとともに、バイパス手段のバイパス動作の開始を表す制御情報が制御手段に通知される。この結果、各キャパシタに流れる電流はバイパス手段の動作毎に低減され、各キャパシタが所定電圧に充電される。充電電流の低減により、消費電力の抑制及び発熱が抑えられる。
上記目的を達成するためには、前記制御手段は、前記バイパス手段の全てが前記充電電流を分流すると、前記充電電流を前記最低電流に移行して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続する構成としてもよい。斯かる構成とすれば、キャパシタの充電電圧を目標値に到達させる際に、必要な電流をキャパシタに流し込むことができ、目標値への到達を早めることができる。
上記目的を達成するため、本発明のキャパシタの充電方法は、直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタを充電する充電方法であって、前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する処理と、前記キャパシタからなる直列回路の充電電圧を検出する処理と、各キャパシタに電流を分流させる複数のバイパス手段が併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したとき、前記バイパス手段が導通し、前記バイパス手段に前記各キャパシタへの充電電流を分流させる処理と、前記キャパシタからなる直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタの前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる処理とを含む構成である。
斯かる構成によれば、直列に接続されたキャパシタの充電電圧が所定電圧に到達した際に、所定電圧に到達したキャパシタの電流を分流させるとともに、キャパシタに供給する電流を低減させ、各キャパシタを所定電圧に充電させることができる。
上記目的を達成するため、本発明のキャパシタの充電制御装置は、直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタの充電を制御する充電制御装置であって、前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段とに接続され、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる構成である。
上記目的を達成するため、本発明のキャパシタの充電制御装置の制御プログラムは、直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタの充電を制御する充電制御装置に搭載されたコンピュータに実行させる制御プログラムであって、前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段から得られる電流情報を取り込むステップと、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段から得られる電圧情報を取り込むステップと、各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したとき、前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する複数のバイパス手段から得られるバイパス動作情報を取り込むステップと、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させるステップとを含む構成である。
上記目的を達成するため、本発明のキャパシタ装置は、直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタを充電するキャパシタ装置であって、前記キャパシタからなる前記直列回路に充電電流を流して充電する充電手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに個別に設置され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタの前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる制御手段とを備える構成である。
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、トナー像を転写媒体に加熱によって定着させる定着装置であって、前記トナー像を加熱する加熱手段と、この加熱手段の給電部に電気エネルギを供給するキャパシタの充電回路とを備え、該キャパシタの充電回路が、直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段とを備えた構成である。
上記目的を達成するためには、本発明の定着装置において、前記制御手段は、前記バイパス手段の全てが前記充電電流を分流すると、前記充電電流を前記最低電流に移行して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続する構成としてもよい。
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、トナー像を転写媒体に加熱によって定着させる定着装置であって、前記トナー像を加熱する加熱手段と、この加熱手段の給電部に電気エネルギを供給するキャパシタの充電制御装置とを備え、該キャパシタの充電制御装置が、直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段とに接続され、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる構成である。
上記目的を達成するため、本発明の定着装置は、トナー像を転写媒体に加熱によって定着させる定着装置であって、前記トナー像を加熱する加熱手段と、この加熱手段の給電部に電気エネルギを供給するキャパシタ装置とを備え、該キャパシタ装置が、直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流して充電する充電手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに個別に設置され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタの前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段とを備える構成である。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、トナー像を転写媒体に電熱によって定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、前記定着装置の給電部にキャパシタの充電回路を備え、該キャパシタの充電回路が、直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段とを備えた構成である。
上記目的を達成するためには、本発明の画像形成装置において、前記制御手段は、前記バイパス手段の全てが前記充電電流を分流すると、前記充電電流を前記最低電流に移行して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続する構成としてもよい。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、トナー像を転写媒体に電熱によって定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、前記定着装置の給電部にキャパシタの充電制御装置を備え、該キャパシタの充電制御装置が、直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段とに接続され、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる構成である。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、トナー像を転写媒体に電熱によって定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、前記定着装置の給電部にキャパシタ装置を備え、該キャパシタ装置が、直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流して充電する充電手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに個別に設置され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタの前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段とを備える構成である。
このような定着装置又は画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置等の電子情報からなる画像情報を紙等の提示媒体に記録等の提示を行う手段であり、キャパシタ装置は、その駆動電源の一部として用いられる。既述のキャパシタの充電回路、充電制御装置、キャパシタ装置をその駆動電源の一部として用いれば、既述の充電の効率化が画像形成装置の省電力化、効率化に寄与することになる。
本発明のキャパシタの充電回路、充電方法、充電制御装置、制御プログラム、キャパシタ装置、定着装置又は画像形成装置において、前記キャパシタは、電気二重層コンデンサで構成することができる。
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
(1) 直列に接続された複数のキャパシタの充電に際し、各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達する毎にキャパシタに流す電流を低減するので、消費電力を低減させ、充電の高効率化を図ることができる。
(2) 所定電圧に到達する毎にキャパシタに流す電流を所定値まで低減させ、その所定値を最終充電に必要な電流に維持することで、キャパシタの充電電圧を目標値に迅速に到達させることができる。
(3) このようなキャパシタの充電回路、充電制御装置又はキャパシタ装置が用いられた定着装置又は画像形成装置によれば、既述の効果に加え、画像形成等における省電力化を図ることができる。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る電気二重層コンデンサ装置を示している。
キャパシタ装置として例えば、電気二重層コンデンサ装置２は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置等の電子情報からなる画像情報を紙等の提示媒体に記録等の提示を行う画像形成装置等の各種の負荷に直流電力を供給する直流電源装置として使用され、同一又は近似の静電容量を持つキャパシタとして複数の電気二重層コンデンサ４０１、４０２・・・４０Ｎを備えている。この場合、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎは直列回路を構成しており、直列回路の電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎを総称する場合、以下、コンデンサ回路４と言う。コンデンサ回路４を構成する電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの個数を例えば、１８個、各定格電圧を２．５〔Ｖ〕とすれば、コンデンサ回路４の充電電圧（出力電圧）ＶDCは４５〔Ｖ〕となる。
このコンデンサ回路４には給電手段として充電回路６が接続され、この充電回路６は、交流電源８を受けて交直変換により直流出力として、コンデンサ回路４の電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎを充電する。この実施形態の充電回路６は、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎが個別に所定電圧に充電されること、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎからなるコンデンサ回路４が所定電圧に充電されることに対応し、コンデンサ回路４に流れる電流を段階的又は緩やかに減少させながら充電を行い、各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの各充電電圧を目標値に到達させる構成である。
また、コンデンサ回路４の各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎには、各充電電圧を所定電圧に到達させるために充電回路６からの電流を分流させるバイパス手段としてバランス回路１０１、１０２・・・１０Ｎが並列に接続されている。各バランス回路１０１〜１０Ｎは、対応する各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧が所定電圧に到達したとき、バイパス動作を開始し、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎに供給される電流をバランス回路１０１〜１０Ｎ側に分流させる。
各バランス回路１０１〜１０Ｎには出力手段としてフォトカプラ１２１、１２２・・・１２Ｎ、１４１、１４２・・・１４Ｎが個別に設置されており、フォトカプラ１２１〜１２Ｎには発光素子として発光ダイオード１６１、１６２・・・１６Ｎ、受光素子として受光トランジスタ１８１、１８２・・・１８Ｎ、フォトカプラ１４１〜１４Ｎには発光素子として発光ダイオード２０１、２０２・・・２０Ｎ、受光素子として受光トランジスタ２２１、２２２・・・２２Ｎがそれぞれ設置されている。各バランス回路１０１〜１０Ｎにおいて、発光ダイオード１６１〜１６Ｎ、２０１〜２０Ｎは並列に接続されており、各バランス回路１０１〜１０Ｎのバイパス動作時にその動作電流により発光し、この発光出力がバイパス動作の開始を表す。また、各受光トランジスタ１８１〜１８Ｎは並列化されて充電回路６に接続されており、バランス回路１０１〜１０Ｎ中の何れか１つがバイパス動作を開始すれば、対応する受光トランジスタ１８１〜１８Ｎの何れかが導通してバイパス動作の開始を表し、これが動作情報として充電回路６に加えられる。また、各受光トランジスタ２２１〜２２Ｎは直列化されて充電回路６に接続されており、バランス回路１０１〜１０Ｎの全てがバイパス動作をすれば、受光トランジスタ２２１〜２２Ｎの全てが導通して充電終了を表すので、これが動作情報として充電回路６に加えられる。このように、フォトカプラ１２１〜１２Ｎとフォトカプラ１４１〜１４Ｎとを別個に設けて並列化、直列化することにより、各バランス回路１０１〜１０Ｎのバイパス動作について、何れか１つの動作か全部の動作かを表す動作情報が個別に取り出される。
斯かる構成によれば、充電回路６から電流として例えば、定電流をコンデンサ回路４に流し、各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎを充電させることができる。各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧はバランス回路１０１〜１０Ｎに個別に加えられ、各バランス回路１０１〜１０Ｎに設定された所定電圧に到達したとき、各バランス回路１０１〜１０Ｎにより、各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎに個別にバイパス路を構成することができる。
そして、各バランス回路１０１〜１０Ｎにバイパス動作が生じたとき、その動作を表す出力としてフォトカプラ１２１〜１２Ｎの発光ダイオード１６１〜１６Ｎ、フォトカプラ１４１〜１４Ｎの発光ダイオード２０１〜２０Ｎを個別に発光させることができる。対応する受光トランジスタ１８１〜１８Ｎ、２２１〜２２Ｎが導通し、これらの動作により、充電回路６にはバランス回路１０１〜１０Ｎの個別のバイパス動作情報（電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎが個別に所定電圧に到達する情報）、全てのバランス回路１０１〜１０Ｎがバイパス動作に移行したバイパス動作情報（全ての電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎが所定電圧に到達する情報）が充電回路６に加えられる。
充電回路６により充電初期では例えば、定電流をコンデンサ回路４に流し、これらの情報を得ることにより、バランス回路１０１〜１０Ｎのバイパス動作に連動してコンデンサ回路４に流す電流を段階的又は緩やかに減少させ、全てのバランス回路１０１〜１０Ｎがバイパス動作に移行したとき、最低電流に移行させ、各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎを目標値である充電電圧に到達させることができる。このような充電形態とすれば、過剰な電流を抑えて電力消費を低減でき、高効率の充電が行える。
次に、充電回路６について、図２を参照して説明する。図２は、充電回路６の構成例を示している。
この充電回路６は、コンデンサ回路４に対する充電のための給電手段であって、交流電源８の交流入力を整流、平滑することにより、直流出力として一定の直流電圧（ＶDC）を上限電圧として発生するとともに、制御によって定電流出力又は定電力出力を選択的に切り換えられるように構成されている。
この充電回路６には、交流電源８からの交流入力を整流する整流回路２４が設置され、この整流回路２４は、４本のダイオード２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄのダイオードブリッジからなる全波整流回路で構成されている。この整流回路２４の出力側には平滑回路としてコンデンサ２８が接続され、整流出力のリップル成分等の変動成分が除去される。この整流回路２４の直流出力側には、コンデンサ２８と並列にトランス３０の一次コイル３０Ｐ、スイッチング素子として電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３２及び電流検出回路３４が接続されている。電流検出回路３４の検出出力は制御部３６に加えられている。この制御部３６は、充電回路６に定電流出力を発生するとともに、充電のための出力形態の変更、即ち、定電流出力を漸減させて発生させる制御手段を構成している。この制御部３６の制御出力がトランジスタ３２のゲートに加えられている。斯かる構成により、チョッパー回路とともにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路３８が構成され、トランジスタ３２の発振により、トランス３０の一次コイル３０Ｐにはスイッチング電流が流れる。この一次側のスイッチング電流により、トランス３０の二次コイル３０Ｓにスイッチング電圧が誘起する。また、制御部３６のスイッチング制御による例えば、一定のスイッチング周波数におけるトランジスタ３２の導通期間の増減により、出力制御が行われている。
トランス３０の二次コイル３０Ｓには整流回路４０としてダイオード４２、４４が接続され、スイッチング電圧はこの整流回路４０で整流され、チョークコイル４６及びコンデンサ４８でその変動成分が除去され、直流出力に変換される。一定の出力電圧ＶDCからなる直流出力は、ダイオード５０を介してコンデンサ回路４に加えられ、電気二重層コンデンサ４０１〜４０１Ｎの充電に供される。
この充電回路６の出力電圧、即ち、コンデンサ回路４の端子間電圧ＶDC（図１）は電圧監視手段である第１の比較器５４により監視され、電圧源５６で設定された基準電圧ＶREF との比較により、端子間電圧ＶDCの増減、その推移は基準電圧ＶREF との差電圧ΔＶとして比較器５４から取り出され、制御情報の１つである電圧情報が制御部３６に加えられている。
また、コンデンサ回路４側に流れる電流を検出する手段として充電回路６の基準電位側回路には電流検出抵抗として抵抗５８が接続され、この抵抗５８には電流が電圧に変換されて取り出され、第２の比較器６０によって検出され、この比較器６０から制御情報の１つである電流情報が制御部３６に加えられている。
この場合、制御部３６には他の制御情報として、制御入力端子６２、６４に既述した受光トランジスタ１８１〜１８Ｎからのバイパス動作を表す導通情報、制御入力端子６６、６８に既述した受光トランジスタ２２１〜２２Ｎからのバイパス動作を表す導通情報が加えられている。
斯かる構成とすれば、コンデンサ回路４に定電流を流して各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎを充電し、端子間電圧ＶDCの推移が比較器５４により監視され、電圧情報が比較器５４から制御部３６に加えられる。また、コンデンサ回路４に充電回路６を通して流れる電流Ｉは、抵抗５８の電圧降下として検出され、比較器６０から電流情報が制御部３６に加えられる。この結果、本発明に係る充電制御装置としての制御部３６は、充電初期においては充電回路６に定電流（最大電流）を発生させて電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎを充電し、その充電の推移に従い、バランス回路１０１〜１０Ｎが順次にバイパス動作に移行することに連動し、コンデンサ回路４に流す電流を段階的に減少させ、バランス回路１０１〜１０Ｎの全てがバイパス動作に移行したとき、最低電流に維持して充電を行い、各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧を目標値に到達させる。
この場合、制御部３６によるトランジスタ３２の制御では、トランジスタ３２のスイッチング周波数の導通期間が調整されるので、パルス幅制御により、直列出力側の定電流出力の発生とともに、出力電流の段階的な低減を行える。この場合、電流の低減制御は、バランス回路１０１〜１０Ｎのバイパス動作に移行することを契機として連続的に出力電流を低減するようにしてもよい。
次に、各バランス回路１０１〜１０Ｎについて、図３を参照して説明する。図３は、バランス回路１０１〜１０Ｎの構成例を示している。
バイパス手段としてのバランス回路１０１〜１０Ｎは、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎに個別に接続され、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの各充電電圧を検出する機能と、充電電圧が所定電圧に到達した後は、所定電圧に到達した電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎに加えられる電流を分流させるバイパス機能を備えている。
各バランス回路１０１〜１０Ｎには、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎに並列回路としてバイパス回路７２が設置され、このバイパス回路７２は例えば、開閉手段としてトランジスタ７４及び抵抗７６の直列回路で構成されている。トランジスタ７４のベースとエミッタとの間には抵抗７８が接続されている。
また、トランジスタ７４を駆動する駆動手段としてドライブ回路８０が設置され、このドライブ回路８０は、後述のシャントレギュレータ等で構成され、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧が所定電圧に到達した場合に導通し、トランジスタ７４にベース電流を流す構成である。そこで、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎには充電電圧の検出手段として抵抗８１、８２からなる分圧回路が接続され、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧が抵抗８１、８２の抵抗比により取り出され、ドライブ回路８０に加えられている。
斯かる構成では、ドライブ回路８０が導通状態に移行する前では、トランジスタ７４は、そのベースが高レベルに維持されて遮断状態であるから、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電が維持される。この充電電圧が所定電圧を超えると、ドライブ回路８０が導通状態となり、抵抗７８を通してドライブ回路８０に電流が流れる。このとき、トランジスタ７４のベース電流がドライブ回路８０に引き込まれ、トランジスタ７４が導通する。この導通の結果、バイパス回路７２のバイパス動作が開始され、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎに流れていた充電電流が主としてバイパス回路７２に流れ、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電流が抑制される。
このような充電電圧、充電電流の推移を検出する手段として、バイパス回路７２のバイパス動作の開始を検出して導通するスイッチ回路８４が設置されている。この実施形態では、スイッチ回路８４はトランジスタ８６及び抵抗８８、９０、９２で構成され、このスイッチ回路８４と電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎのアノード側回路との間には、フォトカプラ１２１〜１２Ｎの発光ダイオード１６１〜１６Ｎが抵抗９４を介して接続され、フォトカプラ１４１〜１４Ｎの発光ダイオード２０１〜２０Ｎが抵抗９６を介して接続されている。
斯かる構成によれば、バイパス回路７２のバイパス動作を開始すると、トランジスタ７４を通じてトランジスタ８６の導通条件が成立する。トランジスタ８６が導通すると、発光ダイオード１６１〜１６Ｎ又は２０１〜２０Ｎが発光し、受光トランジスタ１８１〜１８Ｎ又は２２１〜２２Ｎが導通する。従って、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧が所定電圧に到達したとき、即ち、バイパス回路７２のバイパス動作に応動して受光トランジスタ１８１〜１８Ｎ又は２２１〜２２Ｎの導通により既述の充電回路６（図１）又はその制御部３６（図２）に報知される。
次に、ドライブ回路８０について、図４を参照して説明する。図４は、ドライブ回路８０に用いられるシャントレギュレータ回路を示している。
このシャントレギュレータ回路３００は、電圧比較器３０２、トランジスタ３０４及び基準電圧源３０６で構成され、電圧比較器３０２の正相入力端子にレファレンス（REFERENCE ）端子３０７、トランジスタ３０４のコネクタ側にカソード（CATHODE ）端子３０８、トランジスタ３０４のエミッタ側にアノード（ANODE ）端子３０９を備えた構成である。
斯かる構成によれば、抵抗８１、８２（図３）の分圧点から電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧が分圧されてレファレンス端子３０７に加えられ、その電圧値が基準電圧源３０６の基準電圧値を超えると、電圧比較器３０２に出力が発生してトランジスタ３０４を導通させる。電圧比較器３０２の出力は電圧比較器３０２の正相入力端子及び逆相入力端子の入力差電圧に応じた値となり、トランジスタ３０４には、その出力値に応じた電流が流れる。この結果、トランジスタ７４（図３）のベース電流がトランジスタ３０４に引き込まれ、そのベース電流値は電圧比較器３０２の出力、即ち、電圧比較器３０２の正相入力端子及び逆相入力端子の入力差電圧に依存する。従って、トランジスタ７４に流れる電流によりスイッチ回路８４が導通する。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１〜図５及び図６を参照して説明する。この実施形態は、本発明の電気二重層コンデンサの充電方法に関するものであり、図１〜図４は既述の通りであって、図５は、充電方法又は充電制御プログラムを示すフローチャート、図６は、電気二重層コンデンサの充電における電圧及び電流の推移を示す図である。
説明を容易にするため、各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの未充電状態を想定すると、充電回路６からコンデンサ回路４に定電流として最大電流Ｉmax を流し（ステップＳ１）、充電を行う。この充電により電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの何れかの充電電圧が所定電圧に到達し、対応するバランス回路１０１〜１０Ｎの何れかがバイパス動作に入ると（ステップＳ２）、現在の最大電流Ｉmax から所定電流ΔＩだけ低減させ（ステップＳ３）、電流（Ｉmax −ΔＩ）で充電を持続する。
そして、充電回路６からコンデンサ回路４に流れる電流が最低電流Ｉmin に到達したか否かを判定し（ステップＳ４）、ステップＳ１〜ステップＳ３の処理を繰り返す。この結果、充電回路６からコンデンサ回路４に流れる電流は、バランス回路１０１〜１０Ｎがバイパス動作に移行した数をＮとすれば、電流（Ｉmax −ΔＩ×Ｎ）となり、そのＮに比例して段階的に減少することになる。この減少の結果、コンデンサ回路４に流れる電流が最低電流Ｉmin に到達すると（ステップＳ４）、最低電流Ｉmin に維持して（ステップＳ５）充電電圧を監視しながら充電を持続する。この結果、コンデンサ回路４の出力電圧ＶDC（＝Ｖmax ）、即ち、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧が目標値に到達したか否かを判定し（ステップＳ６）、目標値に充電電圧が到達したとき、充電を完了する。この場合、各電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの充電電圧の目標値は、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの直列個数をＮとすれば、ＶDC／Ｎ（＝Ｖmax ／Ｎ）となる。
このような充電方法によれば、例えば、図６に示すように、充電電圧Ｖの推移に従い、バランス回路１０１〜１０Ｎのバイパス動作に連動して最大電流Ｉmax を最低電流Ｉmin まで段階的に低減させ、最低電流Ｉmin の持続により、コンデンサ回路４を最大電圧Ｖmax まで充電させ、これを出力電圧とすることができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図７を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係る充電回路の構成例を示している。
この実施形態に係る充電回路６は、既述の交流電源８及び整流回路２４（図２）に代えて直流電源３１０で構成され、この直流電源３１０には平滑回路としてコンデンサ２８が接続され、このコンデンサ２８の端子間にはトランス３０の一次コイル３０Ｐがトランジスタ３２及び電流検出回路としての抵抗３１２を介して接続され、トランジスタ３２には寄生素子であるダイオード３１４が並列に接続されている。トランス３０の一次コイル３０Ｐ及び二次コイル３０Ｓの極性は図示の通りであり、この充電回路６はフォワード方式を構成している。
この実施形態では、既述の制御部３６がトランジスタ３２のＰＷＭ制御等のスイッチング制御の機能と充電形態の変更に対応する出力制御の機能とを分離して構成されており、前者の機能を司る第１の制御部としてスイッチング制御部３１６と、後者の機能を司る第２の制御部として出力制御部３１８とで構成されている。出力制御部３１８は、スイッチング制御部３１６を通じて出力形態が制御され、定電流出力、電流の漸減出力等を表す制御情報が得られる構成である。
トランス３０の二次コイル３０Ｓには全波整流回路としてダイオード４２、４５、平滑回路としてチョークコイル４７及びコンデンサ４９が接続されている。これらダイオード４２、４５、チョークコイル４７及びコンデンサ４９により得られた直流出力は、ダイオード５０を通してコンデンサ回路４の電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎに加えられる構成は既述の通りである。この場合、ＶDCは、充電回路６の出力部ないしコンデンサ回路４の端子間電圧である。
また、コンデンサ回路４には、抵抗３２０、３２２がダイオード５０を介して並列に接続されており、コンデンサ回路４の端子間電圧ＶDCが抵抗３２０、３２２の各抵抗比によって分圧されて取り出され、この電圧値が電圧情報として出力制御部３１８に加えられている。また、既述の通り、この実施形態に係る充電回路６においても、コンデンサ回路４を通して充電回路６に流れる電流を検出する手段として抵抗５８が設置され、抵抗５８に発生する電圧が電流情報として出力制御部３１８に取り込まれている。
出力制御部３１８では既述の電圧情報、電流情報を得て、例えば、充電初期では定電流出力、充電によりバランス回路１０１〜１０Ｎがバイパス動作に移行することに連動してコンデンサ回路４に流れる電流を減少させ、バランス回路１０１〜１０Ｎの全てがバイパス動作に移行したとき、最低電流に移行させる。そこで、このような出力形態を得るため、出力制御部３１８の出力はフォトカプラ３２４を通して取り出され、スイッチング制御部３１６に加えられている。フォトカプラ３２４は、出力制御部３１８の出力電流によって発光する発光ダイオード３２６と、その光を受光する受光トランジスタ３２８とで構成され、受光トランジスタ３２８には出力制御部３１８の出力電流に対応する電流が流れる。この電流が制御情報として受光トランジスタ３２８よりスイッチング制御部３１６に加えられる。
そして、このような制御情報を受けたスイッチング制御部３１６では、トランジスタ３２を一定のスイッチング周波数でスイッチングさせるとともに、その導通期間を制御情報に応じて、トランス３０を通じて一次コイル３０Ｐから二次コイル３０Ｓに伝達されるエネルギを制御することにより、充電回路６の出力が既述の出力形態に制御される。
斯かる構成とすれば、図６に一例として示した充電形態を実現することができ、コンデンサ回路４の電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの効率的な充電が行える。なお、この充電回路６は、図８に示すように、フライバック方式に構成してもよく、トランス３０の二次コイル３０Ｓに整流回路としてダイオード４５、平滑回路としてコンデンサ５１、５３を接続している。
次に、出力制御部３１８の他の構成例について、図９を参照して説明する。図９は、第３の実施形態（図７）に係る充電回路における出力制御部の他の構成例を示している。
この出力制御部３１８では、抵抗３２０、３２２を通して電圧を検出する電圧検出回路３３０と、抵抗５８を通して電流を検出する電流検出回路３３２とを備え、電圧検出回路３３０より検出電圧Ｖ、電流検出回路３３２より検出電流Ｉが得られる。これら電圧検出回路３３０及び電流検出回路３３２の各出力をワイヤードＯＲ等の論理回路３３６を通してフォトカプラ３２４の発光ダイオード３２６を通して出力するように構成したものである。この実施形態では、発光ダイオード３２６と基準電位点との間に電流制限用の抵抗３３８が挿入されている。
斯かる構成によれば、既述したように、電圧情報、電流情報を得て、例えば、充電初期では定電流出力、バランス回路１０１〜１０Ｎがバイパス動作に移行する充電中期ではバランス回路１０１〜１０Ｎがバイパス動作に移行することに連動してコンデンサ回路４に対する電流を漸減させ、バランス回路１０１〜１０Ｎの全てがバイパス動作に移行した後（充電終期）は最低電流の定電流出力となる出力形態、即ち、充電形態を実現することができる。
次に、出力制御部３１８の他の構成例について、図１０を参照して説明する。図１０は、第３の実施形態（図７）に係る充電回路における出力制御部の他の構成例を示している。
この出力制御部３１８は、既述の電圧検出回路３３０及び電流検出回路３３２（図９）を備えるとともに、演算手段としてマイクロコンピュータ３３９を備えている。マイクロコンピュータ３３９は、各電圧検出回路３３０及び電流検出回路３３２から電圧情報及び電流情報を受けるとともに、バランス回路１０１〜１０Ｎからのバイパス動作を表す動作情報を受け、定電流による最大電流出力、バランス回路１０１〜１０Ｎのバイパス動作情報を受けて電流の漸減制御出力、最低電流制御出力を得る構成である。マイクロコンピュータ３３９の出力側には、フォトカプラ３２４の発光ダイオード３２６及び抵抗３３８が接続されており、既述の制御出力がスイッチング制御部３１６（図７）に加えられる。
斯かる構成によれば、既述したように、電圧情報、電流情報及びバイパス動作情報を得て、既述した充電制御プログラム（図５）の実行により、充電初期では定電流出力、バイパス動作情報による電流の漸減制御（充電中期）及び最低電流出力による充電を経て、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎを目標値である充電電圧、即ち、コンデンサ回路４の出力電圧を目標値に到達させることができる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図１１を参照して説明する。図１１は、第４の実施形態に係る充電回路の構成例を示している。この実施形態において、第３の実施形態（図７）と同一部分には同一符号を付してある。
この実施形態では、既述の電圧検出回路３３０及び電流検出回路３３２に加えて定電力回路３３４を備えたものであり、第１及び第２の電圧比較器３４０、３４２等を用いて構成されている。この場合、電圧比較器３４２側の比較動作により電圧検出情報とともに、定電力制御情報が得られるように構成されている。各電圧比較器３４０、３４２は、例えば、演算増幅器で構成することができる。
充電回路６の出力電圧、即ち、コンデンサ回路４の端子間電圧ＶDCは、抵抗３２０、３２２からなる分圧回路により分圧されて取り出され、電圧比較器３４０の正相入力端子（＋）に加えられている。この電圧比較器３４０の逆相入力端子（−）には基準電圧源３４４により基準電圧Ｖref が加えられている。この実施形態では、コンデンサ４９の端子間に抵抗３４６を介して基準電圧源３４４が接続され、基準電圧源３４４の正極側に抵抗３４８を介して電圧比較器３４０の逆相入力端子（−）が接続されている。電圧比較器３４０の出力側にはダイオード３５０及び抵抗３５２を介してフォトカプラ３２４の発光ダイオード３２６が接続されている。斯かる構成により、電圧比較器３４０では、基準電圧Ｖref と端子間電圧ＶDCの分圧値とが比較され、両者の差電圧に応じた電流がダイオード３５０及び抵抗３５２を介してフォトカプラ３２４の発光ダイオード３２６に流れ、発光ダイオード３２６を発光させる。ダイオード３５０は電圧比較器３４２との絶縁手段である。
また、抵抗５８の両端子間には抵抗３５４、３５６を介して電圧比較器３４２の正相入力端子（＋）及び逆相入力端子（−）が接続されている。抵抗５８には、コンデンサ回路４を通じて充電回路６に流れる電流により電圧降下が生じ、この電圧降下に応じた出力が電圧比較器３４２に発生する。この出力がコンデンサ回路４から得られる電流情報である。即ち、電圧比較器３４２の出力はダイオード３５８及び抵抗３５２を通して発光ダイオード３２６に流れ、発光ダイオード３２６を発光させる。ダイオード３５８は電圧比較器３４０との絶縁手段である。
そして、電圧比較器３４２の正相入力端子（＋）には、所定電圧Ｖｃ以上で導通するツェナーダイオード３６０及び抵抗３６２の直列回路が接続されており、ツェナーダイオード３６０、抵抗３６２及び既述の抵抗３５４で分圧回路が構成されている。また、電圧比較器３４２の逆相入力端子（−）には抵抗３６４を介して基準電圧源３４４の正極側が接続されており、抵抗３５６、３６４によって基準電圧Ｖref の分圧回路を構成し、分圧された基準電圧Ｖrefoが逆相入力端子（−）に加えられている。抵抗３５６、３６４の抵抗値をＲ356 、Ｒ364 とすれば、基準電圧Ｖrefoは、
Ｖrefo＝Ｖref ・Ｒ356 ／（Ｒ356 ＋Ｒ364 ） ・・・（１）
となる。
そこで、電圧比較器３４２側では抵抗５８を流れる電流Ｉが所定値を超え、端子間電圧ＶDCが所定値を超えてツェナーダイオード３６０が導通した時点の電力Ｐを最大電力となるように電圧比較器３４２が制御され、この結果、この電圧比較器３４２には定電力出力を実現するための制御情報としての電流情報が出力される。
そして、この充電回路６では、電圧情報を出力する電圧比較器３４０の出力、電流情報又は定電力情報を出力する電圧比較器３４２の各出力は加算されて発光ダイオード３２６に供給され、その加算情報が受光トランジスタ３２８を通してスイッチング制御部３１６に加えられている。
斯かる構成によれば、電圧情報、電流情報又は定電力情報を得て、充電初期では定電流出力、コンデンサ回路４への出力電力が所定電力に到達した後（充電中期）は定電力出力を得るための電流の漸減出力、端子間電圧が所定電圧に到達した後（充電終期）は定電流出力となる出力形態、即ち、充電形態を実現することができる。
この充電動作を図１２を参照して説明すると、充電回路６において、コンデンサ回路４の電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎの個数を１８個とし、充電電圧ＶDCを４４〔Ｖ〕に設定し、充電回路６の出力定電流Ｉを１０〔Ａ〕とする。
コンデンサ回路４に定電流Ｉ＝１０〔Ａ〕の供給により（ａ点）、この時点から定電流充電が行われ、端子間電圧ＶDCが一定電圧Ｖ、例えば、２８〔Ｖ〕に到達したとき（ｂ点）、定電力充電に移行する。この場合、ｂ点では電力Ｐ＝Ｖ×Ｉ＝２８×１０＝２８０〔Ｗ〕となり、端子間電圧ＶDCは、この場合、２８〔Ｖ〕から一定電圧Ｖ、例えば、４４〔Ｖ〕まで上昇させる（ｃ点）。このとき、電流Ｉは１０〔Ａ〕から６〔Ａ〕まで減少する（ｃ点）。端子間電圧ＶDCが一定電圧、即ち、４４〔Ｖ〕まで上昇すると、再び定電流充電に移行し、端子間電圧ＶDCが所定電圧、即ち、バランス回路１０１〜１０Ｎがバイパス動作に移行して受光トランジスタ２２１〜２２Ｎ（図１）の全てが導通したとき、充電を完了する。この実施形態では、充電初期（充電開始〜ａ点）では定電流充電、充電中期（ｂ点〜ｃ点）では定電力充電、充電終期（ｃ点〜ｄ点）では定電流充電が行われる。
なお、上記実施形態において、ドライブ回路８０としてシャントレギュレータ回路３００を用いた例を記載したが、トランジスタ７４を導通させる回路としては、電圧比較器のみを用いても構成でき、実施形態の回路に限定されるものではない。
また、実施形態では、充電回路６とバランス回路１０１〜１０Ｎとを独立した構成として説明したが、充電回路６にバランス回路１０１〜１０Ｎを内蔵した構成としてもよい。
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について、図１３を参照して説明する。図１３は、ディジタル複写機の概略構成例を示す縦断正面図である。このディジタル複写機４１０は、本発明の画像形成装置の一実施形態に係り、いわゆる複合機であって、複写機能と、これ以外の機能として例えば、プリンタ機能やファクシミリ機能を備えており、これら機能は図示しない操作部のアプリケーション切換えキーの操作によって選択することが可能である。この機能選択により、ディジタル複写機４１０は、複写機能の選択時に複写モード、プリンタ機能の選択時にプリントモード、ファクシミリ機能の選択時にファクシミリモードに切り換えられる。
このディジタル複写機４１０について、その構成とともに各種モードの動作を説明する。複写モードでは、原稿を送る自動原稿送り装置（以下「ＡＤＦ」という）４１２の原稿台４１４に画像面を上にして置かれた原稿は、図示しない操作部上のスタートキーが押下されると、給紙ローラ４１６、給送ベルト４１８によってコンタクトガラス４２０上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ４１２は、一枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス４２０上の原稿は、画像読取装置４２２によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト４１８、排送ローラ４２４によって排紙台４２６上に排出される。
画像読取装置４２２には、露光ランプ４６６、ミラー４６８、４７０、４７２、結像レンズ４７４、イメージセンサを構成するＣＣＤ（Charge Coupled device ）４７６等が備えられている。光源である露光ランプ４６６により発せられた光が原稿に照射され、原稿からの反射光がミラー４６８、４７０、４７２を経て結像レンズ４７４で集光されてＣＣＤ４７６に検知され、光電変換により画像データに変換される。
原稿台４１４上に次の原稿が原稿セット検知器４２８で検知されると、同様に原稿台４１４上の一番下の原稿が給紙ローラ４１６、給送ベルト４１８によってコンタクトガラス４２０上の所定の位置に給送される。このコンタクトガラス４２０上の原稿は、画像読取装置４２２によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト４１８、排送ローラ４２４によって排紙台４２６上に排出される。給紙ローラ４１６、給送ベルト４１８及び排送ローラ４２４は図示しない搬送モータによって駆動される。
第１給紙装置４３０、第２給紙装置４３２及び第３給紙装置４３４は、それぞれ選択されたときに、その積載された転写紙を給紙する。この転写紙は縦搬送ユニット４４２によって感光体４４４に当接する位置まで搬送される。感光体４４４は、例えば感光体ドラムが用いられており、図示しないメインモータにより回転駆動される。
画像読取装置４２２で原稿から読み取られた画像データは、画像処理部４７８で所定の画像処理が施された後、書込みユニット４４６によって光情報に変換される。その画像を表す光はミラー４８０を経て感光体４４４に照射される。感光体４４４には図示しない帯電器により一様に帯電された後、書込みユニット４４６からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体４４４上の静電潜像は、現像装置４４８により現像されてトナー像となる。
このディジタル複写機４１０においては、書込みユニット４４６、感光体４４４、現像装置４４８や、その他の図示しない感光体４４４回りの周知の装置等により、電子写真方式で用紙等の媒体に画像形成を行うプリンタエンジンが構成されている。
搬送ベルト４５０は、用紙搬送手段又は転写手段を構成しており、電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット４４２から搬送される転写媒体としての転写紙には、感光体４４４と等速で搬送されながら、感光体４４４上のトナー像が転写される。この転写紙は、定着装置４５２から加えられる熱によってトナー像を定着させ、排紙ユニット４５４により排紙トレイ４５６に排出される。感光体４４４にはトナー像転写後に図示しないクリーニング装置によりクリーニングが施され、感光体４４４上にある残存トナーが除去される。
このような複写動作は、通常モードでの用紙片面の複写である。この片面モードに対し、転写紙の両面に画像を複写する両面モードがある。この両面モードでは各給紙トレイ４３６〜４４０の何れかより給紙され、その表面に既述の画像が形成された転写紙は、両面入紙搬送路４５８側に切り換えられ、反転ユニット４６０によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット４６２へ搬送される。この場合、片面複写の排紙ユニット４５４による排紙トレイ４５６側への搬送が禁止される。
両面搬送ユニット４６２へ搬送された転写紙は、両面搬送ユニット４６２により縦搬送ユニット４４２へ搬送され、感光体４４４に当接する。転写紙には、感光体４４４に形成されたトナー像が裏面に転写され、定着装置４５２によりトナー像が定着され、両面複写が得られる。この両面複写された転写紙は、排紙ユニット４５４により排紙トレイ４５６に排出される。
また、転写紙を反転して排出する場合に、反転ユニット４６０によりスイッチバックされて表裏を反転させた転写紙は、反転排紙搬送路４６４を経て排紙ユニット４５４により排紙トレイ４５６に排出される。
また、プリントモードでは、前述の画像処理装置からの画像データの代りに、外部からの画像データが書込みユニット４４６に入力され、複写モードと同様に転写紙上に画像が形成される。また、ファクシミリモードでは、画像読取装置４２２からの画像データが図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて前述の画像処理装置からの画像データの代りに書込みユニット４４６に入力されることにより、複写モードと同様に転写紙上に画像が形成される。
また、ディジタル複写機４１０には、図示しない大量用紙供給装置（ＬＣＴ）、ソート、穴あけ、ステイプル等を行うフィニッシャー、原稿読取りのためのモード、複写倍率の設定、給紙段数の設定、図示しないフィニッシャーで後処理の設定、オペレータに対する表示等を行う操作部を備える。
次に、このディジタル複写機４１０の定着装置４５２の構成について、図１４を参照して説明する。図１４は、定着装置４５２の基本的な構成を示している。この定着装置４５２では、定着部材である定着ローラ５０８に、加圧部材としての加圧ローラ５１０が、図示しない加圧手段により一定の加圧力を以て押し当てられている。加圧ローラ５１０は例えば、シリコンゴム等の弾性部材で構成される。定着部材と加圧部材は、双方をローラ状に構成する必要はなく、何れか一方又は双方を無端ベルトで構成してもよい。この定着装置４５２では、定着エネルギを発生する電熱源として例えば、交流（ＡＣ）定着ヒータＨＴ１、ＨＴ２、ＨＴ３が設けられている。この実施形態では例えば、ＡＣ定着ヒータＨＴ１、ＨＴ２、ＨＴ３は定着ローラ５０８の内部に配置されており、定着部材である定着ローラ５０８を内側から加熱する構成である。
これら定着ローラ５０８及び加圧ローラ５１０は、図示しない駆動機構により回転駆動される。定着ローラ５０８の表面には定着温度を検出する手段として例えば、サーミスタ等の温度センサＴＨ１１、ＴＨ１２が当接され、その表面温度が検出される。トナー５１２を担持した転写紙等の媒体であるシート５１４には、定着ローラ５０８と加圧ローラ５１０とのニップ部を通過する際に、定着ローラ５０８及び加圧ローラ５１０による加熱及び加圧によりトナー画像が定着する。
そして、第２の発熱部材である複数本のＡＣ定着ヒータＨＴ２、ＨＴ３は、主たるヒータ（主ヒータ）を構成しており、定着ローラ５０８の基準となる目標温度に達していないときにＯＮにされて、定着ローラ５０８を加熱する。これらＡＣ定着ヒータＨＴ２、ＨＴ３は例えば、定着ローラ５０８内において、Ｂ５サイズ、Ａ４サイズ等を考慮して主走査方向を不均等に２分するように配置される。ＡＣ定着ヒータＨＴ２は定着ローラ５０８の基準位置側からＢ５サイズ分、ＡＣ定着ヒータＨＴ３は残りの（Ａ４−Ｂ５）サイズ分を各々加熱するように割り当てられ、加熱むらを防止している。
第１の発熱部材であるＡＣ定着ヒータＨＴ１は、ディジタル複写機４１０の主電源投入時や、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上げ時等、定着装置４５２のウォームアップ時にＯＮにされるか、又は、画像形成時に定着ローラ５０８の基準となる目標温度に達していないときにＯＮされることにより、定着ローラ５０８を加熱する補助的なヒータ（補助ヒータ）である。
次に、ディジタル複写機４１０の電源制御系の構成について、図１５を参照して説明する。図１５は、ディジタル複写機４１０の定着装置４５２の電源回路４８２の構成を示すブロック図である。
この電源回路４８２には例えば、商用交流電源等のＡＣ電源ＰＳの供給のＯＮ／ＯＦＦを行うメイン電源スイッチ（ＳＷ）４８４が設けられ、このＳＷ４８４を通してＡＣ電源ＰＳが制御部４８６、キャパシタ充電回路４８８、直流（ＤＣ）電源生成回路４９０、ＡＣヒータ駆動回路４９２に加えられている。制御部４８６は電源回路４８２の各部その他を制御し、キャパシタ充電回路４８８は、既述の充電回路６（図１、図２）で構成され、ＡＣ電源ＰＳを受けてキャパシタ装置４９３を充電する。このキャパシタ装置４９３は、既述のコンデンサ回路４（図１、図２、図７、図１１）で構成され、ＡＣ定着ヒータＨＴ１の補助電源を構成する。ＤＣ電源生成回路４９０は、ディジタル複写機４１０のＤＣ電源を生成する。ＡＣヒータ駆動回路４９２は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２、ＨＴ３にＡＣ電力を供給する第２の駆動回路を構成する。このＡＣヒータ駆動回路４９２の出力はインターロックスイッチ４９４を介してＡＣヒータ駆動回路４９２及びキャパシタ放電回路４９６に加えられている。そして、キャパシタ放電回路４９６は、キャパシタ装置４９３の放電を実行し、ＡＣ定着ヒータＨＴ１に対してＤＣ電力を供給する第１の駆動回路を構成している。
そして、制御部４８６は、電源回路４８２の各部を制御しており、キャパシタ充電回路４８８、ＡＣヒータ駆動回路４９２及びキャパシタ放電回路４９６の動作を制御する。この制御動作として例えば、キャパシタ充電回路４８８に制御信号Ｓ１を送出して、キャパシタ充電回路４８８によるキャパシタ装置４９３の充電動作を制御する。また、キャパシタ放電回路４９６に、制御信号Ｓ３、Ｓ４を送出して、キャパシタ放電回路４９６によるＡＣ定着ヒータＨＴ１のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。また、制御信号Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０をＡＣヒータ駆動回路４９２に送出し、ＡＣヒータ駆動回路４９２によるＡＣ定着ヒータＨＴ２、ＨＴ３のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。
ＤＣ電源生成回路４９０は、メイン電源ＳＷ４８４を介して入力されるＡＣ電源に基づいて、画像形成装置の制御系に供給する電源ＶCCと、駆動系、中高圧電源に供給する電源Ｖaaを生成している。
インターロックスイッチ４９４は、このディジタル複写機４１０のカバー類（図示せず）と連動してＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、ディジタル複写機４１０のカバー類が開放されることにより触れることができる駆動部材、中高圧電源印加部材を有する場合に、カバー開時に該駆動部材の動作を停止又は該印加部材への電圧印加を停止するよう電源を遮断する構成となっている。インターロックスイッチ４９４にはＤＣ電源生成回路４９０で生成された電源Ｖaaの一部が入力され、このインターロックスイッチ４９４を介して、キャパシタ放電回路４９６及びＡＣヒータ駆動回路４９２に入力される。
ＡＣヒータ駆動回路４９２は、制御部４８６から入力される制御信号Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０に応じて、ＡＣ定着ヒータＨＴ２、ＨＴ３のＯＮ／ＯＦＦを行う。キャパシタ充電回路４８８は、キャパシタ装置４９３と接続されており、制御部４８６から入力される制御信号Ｓ１に基づいて、キャパシタ装置４９３の充電を行う。キャパシタ装置４９３は、電気二重層コンデンサ等の大容量のキャパシタで構成されている。キャパシタ装置４９３は、キャパシタ充電回路４８８及びキャパシタ放電回路４９６に接続されており、キャパシタ充電回路４８８から充電が行われる。キャパシタ装置４９３に充電された電力は、キャパシタ放電回路４９６のＯＮ／ＯＦＦ制御によりＡＣ定着ヒータＨＴ１に供給される。
キャパシタ放電回路４９６は、制御部４８６から入力される制御信号Ｓ３、Ｓ４に応じて、キャパシタ装置４９３に蓄積された電力が定着ヒータＨＴ１に供給され、定着ヒータＨＴ１をＯＮ／ＯＦＦさせる。温度センサＴＨ１１、ＴＨ１２は、既述したように、定着ローラ５０８の近傍に設置され、定着ローラ５０８の表面温度を表す検出信号Ｓ６ａ、Ｓ６ｂが得られ、各検出信号Ｓ６ａ、Ｓ６ｂが制御部４８６に制御情報として加えられる。この場合、温度センサＴＨ１１、ＴＨ１２の抵抗値が検出温度により変化するので、制御部４８６は、これら温度センサＴＨ１１、ＴＨ１２の抵抗値の温度変化を利用し、その抵抗値変化を以て定着ローラ５０８の表面温度を検出する。温度センサＴＨ１１は例えば、定着ヒータＨＴ２の加熱領域に対応して配置され、温度センサＴＨ１２は例えば、定着ヒータＨＴ３の加熱領域に対応して配置されている。
次に、ＡＣヒータ駆動回路４９２（図１５）の構成について、図１６を参照して説明する。図１６は、ＡＣヒータ駆動回路４９２の構成例を示す回路図である。
このＡＣヒータ駆動回路４９２には、入力されるＡＣ電源ＰＳのノイズを除去するフィルタＦＩＬ２１が設置され、制御部４８６から入力される制御信号Ｓ９に応じて、ＯＮ／ＯＦＦされる安全保護用の定着リレーＲＬ２１が設置されている。この定着リレーＲＬ２１には逆起防止用のダイオードＤ２１が接続され、制御部４８６から入力される制御信号Ｓ８、Ｓ１０に基づいて、定着ヒータＨＴ２、ＨＴ３をＯＮ／ＯＦＦさせるヒータＯＮ／ＯＦＦ回路５００、５０２が設置されている。
ＡＣ電源ＰＳには、フィルタＦＩＬ２１、定着リレーＲＬ２１及びヒータＯＮ／ＯＦＦ回路５００を介して定着ヒータＨＴ２が接続されているとともに、フィルタＦＩＬ２１、定着リレーＲＬ２１及びヒータＯＮ／ＯＦＦ回路５０２を介して定着ヒータＨＴ３が接続されている。
ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路５００は、トライアックＴＲ１２１、フォトカプラＰＣ２１、トランジスタＴＲ２１、ノイズ吸収用スナバ回路５０３、インダクタＬ２１、抵抗Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４で構成されている。トライアックＴＲ１２１はＡＣ電源ＰＳをＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチであり、フォトカプラＰＣ２１は、トライアックＴＲ１２１のベースをＯＮし、また、２次側である制御部４８６からの信号を絶縁する。トランジスタＴＲ２１は、フォトカプラＰＣ２１の発光側ＬＥＤを駆動するためのドライバであり、ノイズ吸収用スナバ回路５０３はコンデンサＣ２１及び抵抗Ｒ２１で構成されている。インダクタＬ２１はノイズ吸収用であり、抵抗Ｒ２２は続流防止抵抗である。抵抗Ｒ２３、Ｒ２４はフォトカプラＰＣ２１の電流制限抵抗である。
ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路５０２も同様に、トライアックＴＲ１３１、フォトカプラＰＣ３１、トランジスタＴＲ３１、ノイズ吸収用スナバ回路５０５、インダクタＬ３１、抵抗Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４で構成されている。トライアックＴＲ１３１はＡＣ電源ＰＳをＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチであり、フォトカプラＰＣ３１は、トライアックＴＲＩ３１のベースをＯＮし、また、２次側である制御部４８６からの信号を絶縁する。トランジスタＴＲ３１は、フォトカプラＰＣ３１の発光側ＬＥＤを駆動するためのドライバであり、ノイズ吸収用スナバ回路５０５は、コンデンサＣ３１及び抵抗Ｒ３１で構成されている。インダクタＬ３１はノイズ吸収用であり、抵抗Ｒ３２は、続流防止抵抗である。抵抗Ｒ３３、Ｒ３４はフォトカプラＰＣ３１の電流制限抵抗である。
上記構成のＡＣヒータ駆動回路４９２において、定着ヒータＨＴ２は定着リレーＲＬ２１とトランジスタＴＲ２１のベースの双方がＯＮされた状態で電力が供給されて点灯する。同様に、定着ヒータＨＴ３は定着リレーＲＬ２１とトランジスタＴＲ３１のベースの双方がＯＮされた状態で電力が供給されて点灯する。
制御部４８６は、定着リレーＲＬ２１に供給する制御信号Ｓ９をＯＮした状態で、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路５００のトランジスタＴＲ２１のベースに供給する制御信号Ｓ８をＯＮ／ＯＦＦさせ、定着ヒータＨＴ２の点灯／消灯を制御する。同様に、制御部４８６は、定着リレーＲＬ２１に供給する制御信号Ｓ９をＯＮした状態で、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路５０２のトランジスタＴＲ３１のベースに供給する制御信号Ｓ１０をＯＮ／ＯＦＦして、定着ヒータＨＴ３の点灯／消灯を制御する。
次に、キャパシタ放電回路４９６（図１５）について、図１７を参照して説明する。図１７は、キャパシタ放電回路４９６の構成を示すブロック図である。
キャパシタ放電回路４９６は、充放電用スイッチ５０４、安全保護用の定着リレーＲＬ１１、定着リレーＲＬ１１の逆起防止用のダイオードＤ１１、キャパシタ装置４９３の両端電圧を検出する両端電圧検出回路５０６を備えている。
キャパシタ装置４９３の両端には、充放電用スイッチ５０４と定着リレーＲＬ１１が接続されている。充放電用スイッチ５０４は、制御部４８６から入力される制御信号Ｓ３によりＯＮ／ＯＦＦされる。同様に、定着リレーＲＬ１１は、制御部４８６から入力される制御信号Ｓ４によりＯＮ／ＯＦＦされる。充放電用スイッチ５０４と定着リレーＲＬ１１の両者がＯＮされると、キャパシタ装置４９３に蓄積された電荷が放電して、定着ヒータＨＴ１に電力が供給される。
そして、両端電圧検出回路５０６は、キャパシタ装置４９３の両端電圧を検出して、その検出信号Ｓ５を制御部４８６に出力する。制御部４８６は、この検出信号Ｓ５を常時監視して、キャパシタ装置４９３の充電状態を監視している。
以上述べた通り、このようなディジタル複写機４１０によれば、キャパシタ装置４９３に電気二重層コンデンサ装置２（図１）、キャパシタ充電回路４８８に充電回路６（図２等）を使用することにより、第１〜第４の実施形態で述べた通りの作用効果が期待できる。そして、ディジタル複写機４１０においては、キャパシタ装置４９３の電力をキャパシタ放電回路４９６を通して放電することにより、定着装置４５２の定着ヒータＨＴ１を予備加熱することができる。この結果、複写開始動作を迅速化することができる。
既述した通り、このようなキャパシタ装置４９３に既述の電気二重層コンデンサ装置２を用いるので、定電力充電によって商用交流電源の給電許容量を超えることがなく、また、ディジタル複写機４１０の各部に対する電力配分を適正且つ効率的に行うことができる。
特に、図１２及びその説明に開示した通り、一定の充電電圧として例えば、２８〔Ｖ〕を境にして定電流充電から定電力充電に切り換え、一定の充電電圧として例えば、４４〔Ｖ〕に達した後、定電力充電から定電流充電に再度切り換えるので、キャパシタ装置４９３を効率よく、しかも、商用交流電源の給電許容量を超えることなく、満充電を達成でき、定着装置４５２の定着ヒータＨＴ１の予備加熱を効率よく行うことができる。
なお、第１〜第４の実施形態では、電気二重層コンデンサ装置２、電気二重層コンデンサ４０１〜４０Ｎについて説明し、第５の実施形態では、キャパシタ装置４９３やキャパシタ充電回路４８８、キャパシタ放電回路４９６について説明しているが、定着装置４５２の定着ヒータＨＴ１の予備加熱に用いるキャパシタ装置４９３には電気二重層コンデンサ以外のキャパシタを用いてもよい。
また、実施形態では、電気二重層コンデンサ装置２を例示して説明したが、この電気二重層コンデンサ装置２は複写機、ファクシミリ装置、プリンタ装置等の画像形成装置、その他の電源装置等に用いることができる。
以上述べたように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は、発明を実施するための最良の形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であり、斯かる変形や変更が本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
本発明によれば、単一又は複数のキャパシタの充電に関し、定電流充電、キャパシタに併設したバイパス手段のバイパス動作の移行に連動して充電電流を低減させる等の充電形態の変更により、最大電力を抑制して効率的な充電を行うことができ、高効率、信頼性、安全性の高いキャパシタ装置、定着装置及び画像形成装置の実現に寄与し、有用である。
本発明の第１の実施形態に係る電気二重層コンデンサ装置を示す回路図である。 充電回路の構成例を示す回路図である。 バランス回路の一例を示す回路図である。 ドライブ回路の一例を示す回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気二重層コンデンサの充電方法及び充電制御プログラムを示すフローチャートである。 電気二重層コンデンサの充電形態を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る充電回路の構成例を示す回路図である。 図７に示す充電回路の変形例を示す回路図である。 充電回路の出力制御部の他の構成例を示す回路図である。 充電回路の出力制御部の他の構成例を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態に係る充電回路の構成例を示す回路図である。 充電形態を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係るディジタル複写機の内部機構を示す図である。 ディジタル複写機の定着装置の構成例を示す図である。 ディジタル複写機の定着装置の電源回路を示す回路図である。 ＡＣヒータ駆動回路の構成例を示す回路図である。 キャパシタ放電回路の構成例を示す回路図である。
符号の説明
２ 電気二重層コンデンサ装置
４ コンデンサ回路
６ 充電回路
３６ 制御部
７２ バイパス回路
１０１〜１０Ｎ バランス回路（バイパス手段）
３１６ スイッチング制御部
３１８ 出力制御部
３３０ 電圧検出回路
３３２ 電流検出回路
４０１〜４０Ｎ 電気二重層コンデンサ
４１０ ディジタル複写機（画像形成装置）
４８８ キャパシタ充電回路
４９３ キャパシタ装置
４９６ キャパシタ放電回路

Claims (15)

  1. 直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタを充電する充電回路であって、
    前記充電回路から前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる制御手段と、
    を備えたことを特徴とするキャパシタの充電回路。
  2. 前記制御手段は、前記バイパス手段の全てが前記充電電流を分流すると、前記充電電流を前記最低電流に移行して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続することを特徴とする請求項１記載のキャパシタの充電回路。
  3. 直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタを充電する充電方法であって、
    前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する処理と、
    前記キャパシタからなる直列回路の充電電圧を検出する処理と、
    各キャパシタに電流を分流させる複数のバイパス手段が併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したとき、前記バイパス手段が導通し、前記バイパス手段に前記各キャパシタへの充電電流を分流させる処理と、
    前記キャパシタからなる直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタの前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる処理と、
    を含むことを特徴とするキャパシタの充電方法。
  4. 直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタの充電を制御する充電制御装置であって、
    前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段とに接続され、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる構成としたことを特徴とするキャパシタの充電制御装置。
  5. 直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタの充電を制御する充電制御装置に搭載されたコンピュータに実行させる制御プログラムであって、
    前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段から得られる電流情報を取り込むステップと、
    前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段から得られる電圧情報を取り込むステップと、
    各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したとき、前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する複数のバイパス手段から得られるバイパス動作情報を取り込むステップと、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させるステップと、
    を含むことを特徴とするキャパシタの充電制御装置の制御プログラム。
  6. 直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流し、前記キャパシタを充電するキャパシタ装置であって、
    前記キャパシタからなる前記直列回路に充電電流を流して充電する充電手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記直列回路を構成する各キャパシタに個別に設置され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタの前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して、充電動作を終了させる制御手段と、
    を備えることを特徴とするキャパシタ装置。
  7. トナー像を転写媒体に加熱によって定着させる定着装置であって、
    前記トナー像を加熱する加熱手段と、
    この加熱手段の給電部に電気エネルギを供給するキャパシタの充電回路と、
    を備え、該キャパシタの充電回路が、
    直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段と、
    を備えた構成としたことを特徴とする定着装置。
  8. 前記制御手段は、前記バイパス手段の全てが前記充電電流を分流すると、前記充電電流を前記最低電流に移行して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続することを特徴とする請求項７記載の定着装置。
  9. トナー像を転写媒体に加熱によって定着させる定着装置であって、
    前記トナー像を加熱する加熱手段と、
    この加熱手段の給電部に電気エネルギを供給するキャパシタの充電制御装置と、
    を備え、該キャパシタの充電制御装置が、
    直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段とに接続され、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる構成としたことを特徴とする定着装置。
  10. トナー像を転写媒体に加熱によって定着させる定着装置であって、
    前記トナー像を加熱する加熱手段と、
    この加熱手段の給電部に電気エネルギを供給するキャパシタ装置と、
    を備え、該キャパシタ装置が、
    直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流して充電する充電手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記直列回路を構成する各キャパシタに個別に設置され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタの前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段と、
    を備える構成としたことを特徴とする定着装置。
  11. トナー像を転写媒体に電熱によって定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、
    前記定着装置の給電部にキャパシタの充電回路を備え、該キャパシタの充電回路が、
    直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段と、
    を備えた構成としたことを特徴とする画像形成装置。
  12. 前記制御手段は、前記バイパス手段の全てが前記充電電流を分流すると、前記充電電流を前記最低電流に移行して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続することを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
  13. トナー像を転写媒体に電熱によって定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、
    前記定着装置の給電部にキャパシタの充電制御装置を備え、該キャパシタの充電制御装置が、
    直列に接続された複数の前記キャパシタからなる直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記直列回路を構成する各キャパシタに併設され、前記各キャパシタの前記充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段とに接続され、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記電流検出手段によって検出された前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記電圧検出手段によって検出される前記キャパシタからなる前記直列回路の前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる構成としたことを特徴とする画像形成装置。
  14. トナー像を転写媒体に電熱によって定着させる定着装置を備える画像形成装置であって、
    前記定着装置の給電部にキャパシタ装置を備え、該キャパシタ装置が、
    直列に接続された複数のキャパシタからなる直列回路に充電電流を流して充電する充電手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる充電電流を検出する電流検出手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
    前記直列回路を構成する各キャパシタに個別に設置され、前記各キャパシタの充電電圧が所定電圧に到達したときに前記各キャパシタへの充電電流を分流させるように導通する、複数のバイパス手段と、
    前記キャパシタからなる前記直列回路への充電初期には最大電流で前記キャパシタを充電し、前記複数のバイパス手段の動作個数に応じて前記キャパシタからなる前記直列回路に流れる前記充電電流を漸減させ、前記充電電流が最低電流に到達すると、前記充電電流を前記最低電流に維持して前記キャパシタからなる前記直列回路への充電を持続させ、前記キャパシタの前記充電電圧が目標値に到達すると、前記キャパシタからなる前記直列回路への前記充電電流を停止して充電動作を終了させる制御手段と、
    を備える構成としたことを特徴とする画像形成装置。
  15. 前記キャパシタは、電気二重層コンデンサであることを特徴とする、請求項１、２の何れか１項に記載のキャパシタの充電回路、請求項３記載のキャパシタの充電方法、請求項４記載のキャパシタの充電制御装置、請求項５記載のキャパシタの充電制御装置の制御プログラム、請求項６記載のキャパシタ装置、請求項７ないし請求項１０の何れか１項に記載の定着装置、又は請求項１１ないし請求項１４の何れか１項に記載の画像形成装置。
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