(57)【要約】      （修正有）【課題】発電及び蓄電した電力の利用効率を向上させる。【解決手段】画像形成装置は、複数の熱源の熱を集熱する集熱手段と、放熱手段と、集熱手段と放熱手段との温度差に応じて電力を発生する熱電変換手段と、電力を蓄電する蓄電手段１０８と、を有する。ヒートパイプにより伝熱された熱は、高熱伝導シート２１１により集熱され、ゼーベック素子２１２に伝熱される。ゼーベック素子の下方の面が高熱伝導シートと接触し、伝熱が行われる。ゼーベック素子の上方の面はヒートシンク２１３に接触し、両者の温度差により熱電変換が行われる。【選択図】図２
2019159068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱源の熱を集熱する集熱手段と、
放熱手段と、
前記集熱手段と前記放熱手段との温度差に応じて電力を発生する熱電変換手段と、
前記電力を蓄電する蓄電手段と、を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
所定の機能の動作を制限した省電力モードに移行可能な画像形成装置であって、
前記蓄電手段は、前記電力を蓄電するか、又は被給電対象に前記電力を給電し、
前記省電力モードが含まれる動作モードに応じて、前記蓄電手段が蓄電するか否かを切り替える蓄電制御手段と、
前記動作モードに応じて、前記蓄電手段により前記給電をするか否かを切り替える給電制御手段と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記給電制御手段は、前記動作モードと、前記蓄電手段が蓄電した電力量と、に応じて、前記蓄電手段により前記給電をするか否かを切り替える
ことを特徴とする請求項１、又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記集熱手段は、高熱伝導シートを有する
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記集熱手段は、ヒートパイプを有する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記熱源のうち最も発熱量が大きい前記熱源と前記熱電変換手段との距離は、他の前記熱源と前記熱電変換手段との距離より短い
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記動作モードが前記省電力モードの場合であって、前記電力量が規定値より小さい場合に、前記熱電変換手段は前記電力を発生し、前記蓄電手段は前記電力を蓄電する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記被給電対象のうち、前記動作モードを前記省電力モードから移行する要因となる前記被給電対象の数を変更する要因数変更手段を有する
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記要因数変更手段は、前記電力量に応じて、前記電力を供給する前記要因数を変更する
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、定着ユニットで用いられるヒータを筆頭に、複数の熱源が存在している。これらは定着や電圧変換等を目的に発熱する。目的が終了した後の廃熱は、不要であるばかりか、画像形成装置内部の温度を上昇させ、弊害をもたらす場合がある。
【０００３】
このような廃熱を利用し、画像形成装置の省電力化を図る技術として、画像形成装置内部の複数の熱源による発熱を熱電変換手段により熱電変換し、また蓄電デバイスに蓄電して、電力として再利用する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、複数の熱源に対し、熱電変換手段を１対１で配設する。熱源毎の発熱量の差異に応じて熱電変換される電力量は異なるため、被給電対象が必要とする電力に応じて、複数の熱電変換手段による電力を組み合わせたり、配分したりする必要が生じる場合がある。また複数の熱電変換手段による電力を蓄電するために、蓄電デバイス周りに複数の回路が必要となる。このような追加の機能や構成による電力の消費のために、発電及び蓄電した電力の利用効率が低下する場合があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、発電及び蓄電した電力の利用効率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術の一態様に係る画像形成装置は、複数の熱源の熱を集熱する集熱手段と、放熱手段と、前記集熱手段と前記放熱手段との温度差に応じて電力を発生する熱電変換手段と、前記電力を蓄電する蓄電手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、発電及び蓄電した電力の利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置全体の主要部の構成の一例を概略的に示すブロック図である
【図２】第１の実施形態の画像形成装置の発電及び蓄電のためのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の画像形成装置の給電のためのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態の画像形成装置の発電、蓄電、及び給電を行うための構成の配置の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態の画像形成装置の動作モード毎での蓄電、及び給電動作の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態の制御マイコンの構成要素を機能ブロックで示す図である。
【図７】第１の実施形態の画像形成装置による発電及び蓄電動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態の画像形成装置による給電動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態の画像形成装置の発電、蓄電、及び給電を行うための構成の配置の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の制御マイコンの構成要素を機能ブロックで示す図である。
【図１１】第３の実施形態の画像形成装置の動作モード毎での蓄電、及び給電動作の一例を示す図である。
【図１２】第３の実施形態の画像形成装置による蓄電、給電動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第４の実施形態の画像形成装置における蓄電デバイスの蓄電量と移行要因の数との関係の一例を示す図である。
【図１４】第４の実施形態の画像形成装置の給電のためのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】第４の実施形態の制御マイコンの構成要素を機能ブロックで示す図である。
【図１６】第４の実施形態の画像形成装置による給電動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
尚、実施形態の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷等はいずれも同義語とする。
【００１１】
［第１の実施形態］
第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の画像形成装置１００全体の主要部の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【００１３】
画像形成装置１００は、制御基板１０１と、操作入力装置１０２と、記憶装置１０３と、印刷制御ユニット１０４と、画像読取制御ユニット１０５と、表示制御ユニット１０６と、制御マイコン２００と、ＰＳＵ（Power  Supply  Unit）１０７と、蓄電デバイス１０８とを有する。また画像形成装置１００は、外部記憶装置１０９と、外部メディア入出力装置１１０と、印刷装置１１１と、画像読取装置１１２と、表示装置１１３とを有する。
【００１４】
制御基板１０１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１２１と、メモリユニット１２２と、制御ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）１３０と、画像処理制御ユニット１１４とを有する。
【００１５】
一点鎖線で示されている制御ＡＳＩＣ１３０は、入出力デバイス制御ユニット１３１と、記憶装置制御ユニット１３２と、ＦＡＸ（Facsimile）制御部１３３と、ＬＡＮ（Local  Area  Network）制御部１３４と、入力制御ユニット１３５とを有する。
【００１６】
これらはシステムバス１４０を介して相互に接続されている。
【００１７】
ＣＰＵ１２１は、画像形成装置１００の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ１２１は、メモリユニット１２２に格納されたプログラムを実行し、画像形成装置１００の動作を制御する。またＣＰＵ１２１は、記憶装置１０３に格納され、必要に応じてメモリユニット１２２に展開されるプログラムに従って、入出力デバイス制御ユニット１３１と、記憶装置制御ユニット１３２と、ＦＡＸ制御部１３３と、ＬＡＮ制御部１３４と、入力制御ユニット１３５と、画像処理制御ユニット１１４と、印刷制御ユニット１０４と、画像読取制御ユニット１０５と、表示制御ユニット１０６を制御する。
【００１８】
メモリユニット１２２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する。
【００１９】
入出力デバイス制御ユニット１３１は、外部記憶装置１０９と、外部メディア入出力装置１１０を制御し、記憶装置制御ユニット１３２は、記憶装置１０３を制御する。
【００２０】
画像処理制御ユニット１１４は、印刷制御ユニット１０４と、画像読取制御ユニット１０５と、表示制御ユニット１０６との間で信号及び画像データ等の入出力を行う。印刷制御ユニット１０４は印刷装置１１１を、画像読取制御ユニット１０５は画像読取装置１１２を、表示制御ユニット１０６は表示装置１１３をそれぞれ制御する。
【００２１】
制御マイコン２００は、ＣＰＵ２３１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２３２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）２３３とを有する。ＣＰＵ２３１は、ＰＳＵ１０７と、蓄電デバイス１０８の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ２３１は、ＲＡＭ２３３をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ２３２等に格納されたプログラムを実行することで、ＰＳＵ１０７と、蓄電デバイス１０８の動作を制御し、後述する各種機能を実現する。尚、制御マイコン２００の有する機能の一部、又は全部をＣＰＵ１２１により実現させてもよいし、ワイヤードロジックによるハードウェアにより実現させてもよい。制御マイコン２００の機能、ＰＳＵ１０７及び蓄電デバイス１０８の動作等は、図２の説明以降で詳述する。
【００２２】
操作入力装置１０２は、タッチパネルやキーボタンで構成され、ユーザはタッチパネルやキーボタンを押すことにより操作を入力することができる。
【００２３】
印刷装置１１１は、レーザープリンタのプロッタ、定着ユニット等を有する。
【００２４】
表示装置１１３は、ＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）、液晶等で構成されている。
【００２５】
外部メディア入出力装置から入出力できるメディアは、マルチメディアカード、スマートメディア、メモリスティック、ＳＤメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read only memory）、フレキシブルディスク、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）メモリ等である。
【００２６】
ＦＡＸ制御部１３３は、ＦＡＸ回線１３７に接続しており、相手方のファクシミリ装置と相互通信するための制御を行う。ＬＡＮ制御部１３４は、インターネット１３６及び通信制御ユニット１３８を介してＰＣ（Personal  Computer）１３９及びサーバー１４１と通信制御を実行する。
【００２７】
本実施形態の画像形成装置１００は、熱源の発熱を利用して発電した電力を蓄電し、蓄電した電力を被給電対象に供給する。
【００２８】
また本実施形態の画像形成装置１００は、動作モードとして電源オンモードと、電源オフモードと、省電力モードとを有する。電源オンモードは、画像形成装置１００の有する全部の機能が実現可能な電力供給状態を示す。電源オフモードは、画像形成装置１００への電力供給が遮断されている状態を示す。省電力モードは、画像形成装置１００の所定の機能の動作が制限された電力供給状態を示す。つまり省電力モードは、動作の制限により、画像形成装置１００に供給される電力が低減されることで、省電力化されている状態である。尚、省電力モードで制限される動作は、任意に選択し、設定することができる。
【００２９】
図２は、本実施形態の画像形成装置１００の発電及び蓄電のためのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２において、太実線の矢印は電力の伝達を示す電力ラインを表し、破線の矢印は熱の伝達を示す伝熱ラインを表す。また細実線の矢印は省電力モードへの移行を通知する電気信号を表し、一点鎖線の矢印は蓄電デバイス１０８のモードを切り替える電気信号を表す。尚、蓄電デバイス１０８は、電力を蓄電する蓄電モードと、電力を供給する給電モードとを有する。
【００３０】
画像形成装置１００は、画像処理制御ユニット１１４と、ＣＰＵ１２１と、メモリユニット１２２と、制御ＡＳＩＣ１３０とを有する。これらは駆動時に発熱し、熱源としての機能を有する。例えば、ＣＰＵ１２１は、駆動中は６０〜８０℃の熱を発する。但し、熱源はこれらに限定されることはない。定着ユニットの定着ヒータ等、駆動時に発熱するものであれば何れも熱源として利用可能である。画像処理制御制御ユニット１１４、ＣＰＵ１２１、メモリユニット１２２、及び制御ＡＳＩＣ１３０は、「複数の熱源」の一例である。
【００３１】
また画像形成装置１００は、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄと、高熱伝導シート２１１と、ゼーベック素子２１２と、ヒートシンク２１３と、ＤＣ／ＤＣ（Direct  Current／Direct  Current）コンバータ２１４と、制御マイコン２００と、切替回路２２０と、蓄電デバイス１０８とを有する。
【００３２】
ヒートパイプ２１０ａは画像処理制御制御ユニット１１４に、ヒートパイプ２１０ｂはＣＰＵ１２１に、ヒートパイプ２１０ｃはメモリユニット１２２に、ヒートパイプ２１０ｄは制御ＡＳＩＣ１３０に、それぞれ接触する。接触により各熱源の熱を高熱伝導シート２１１に伝熱する。ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄは狭小なスペースにレイアウトできるため、例えばゼーベック素子２１２から離れた位置に配置された熱源の熱を伝熱する場合等にレイアウトが容易になる。
【００３３】
高熱伝導シート２１１は、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄのそれぞれに接触し、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄで伝熱された熱を集熱し、ゼーベック素子２１２に接触して伝熱する。高熱伝導シート２１１によれば、ゼーベック素子２１２との接触する箇所の熱分布を抑制し、熱分布による熱電変換効率の低下を抑制することができる。ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄと高熱伝導シート２１１は「集熱手段」の一例である。
【００３４】
ゼーベック素子２１２は、熱と電力を変換する熱電変換素子である。ゼーベック素子２１２は、高熱伝導シート２１１とヒートシンク２１３との温度差から起電力を生じさせ、発電する。ゼーベック素子２１２は、例えば５０℃の温度差で約２〜３Ｖの電位差を、６０℃の温度差で約５Ｖの電位差を発生させることができる。約５Ｖの電位差の場合、出力電流は約１〜２Ａである。複数のゼーベック素子２１２を直列に繋ぐことで、さらに高い電位差を発生させることも可能である。尚、ゼーベック素子２１２は、「熱電変換手段」の一例である。
【００３５】
ヒートシンク２１３は、ゼーベック素子２１２による熱電変換のための温度差の基準となる。ヒートシンク２１３は、画像形成装置１００の外装に接続され、放熱を行う。ゼーベック素子２１２の一つの面にヒートシンク２１３を接触させることで、接触面の温度を約２０℃にすることができる。ゼーベック素子２１２は、一つの面を高熱伝導シート２１１に、他の面をヒートシンク２１３にそれぞれ接触させることで、両者の温度差に応じた起電力を生じさせる。ヒートシンク２１３は「放熱手段」の一例である。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４は、ゼーベック素子２１２が発生する電力を入力し、昇圧、又は降圧した一定の電圧を出力する。
【００３７】
尚、以下では、ＣＰＵ１２１等の複数の熱源と、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄと、ゼーベック素子２１２と、ヒートシンク２１３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４とを総称して、「発電部」と称する場合がある。
【００３８】
制御マイコン２００は、ＣＰＵ１２１が発信する省電力モードへの移行の通知信号を受信し、電力を被給電対象に給電する給電モードに切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。ＣＰＵ１２１は、一定期間、操作信号が入力されない等の所定の条件下で画像形成装置１００が省電力モードに移行した場合に、省電力モードへの移行の通知信号を制御マイコン２００に送信する。
【００３９】
切替回路２２０は、制御マイコン２００からの入力信号に応じて、蓄電デバイス１０８のモードを切り替える。切替回路２２０は、発電部から蓄電デバイス１０８への電力ラインを切断する電気回路等で給電モードに切り替え、接続する電気回路等で蓄電モードに切り替える。
【００４０】
蓄電デバイス１０８は、電源オンモードにおいて、発電部による電力を蓄電する。また蓄電デバイス１０８は、省電力モードにおいて、蓄電した電力を被給電対象に給電する。蓄電デバイス１０８は、例えばリチウムイオン電池等の蓄電池やキャパシタである。蓄電デバイス１０８は、「蓄電手段」の一例である。
【００４１】
図３は、本実施形態の画像形成装置１００の給電のためのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３において、黒色の太実線の矢印は電力の伝達を示す電力ラインを表し、黒色の細実線の矢印は省電力モードへの移行を通知する電気信号を表す。また黒色の一点鎖線の矢印は、蓄電デバイス１０８のモードを切り替える電気信号を表し、黒色の二点鎖線の矢印は、被給電対象への給電元を切り替える電気信号を表す。尚、被給電対象への給電元には、蓄電デバイス１０８とＰＳＵ１０７が含まれる。灰色の細実線の矢印は電源オンモードへの移行を通知する電気信号を表し、灰色の破線の矢印は蓄電デバイス１０８の蓄電量を示す電気信号を表す。
【００４２】
画像形成装置１００は、圧板検知センサ２１５と、給紙センサ２１６と、主電源スイッチ２１７と、ＣＰＵ１２１と、メモリユニット１２２とを有する。これらは、省電力モード時に電力の供給を受ける被給電対象の一例である。また圧板検知センサ２１５と、給紙センサ２１６と、主電源スイッチ２１７は、省電力モードから電源オンモードへの移行を通知する電気信号を制御マイコン２００に送信する。圧板検知センサ２１５は、画像形成装置１００における画像読取装置１１２の所謂フタが操作されたことを検知し、省電力モードから電源オンモードへの移行を通知する電気信号を制御マイコン２００に送信する。給紙センサ２１６は、画像形成装置１００における印刷装置１１１に用紙が給紙されたことを検知し、省電力モードから電源オンモードへの移行を通知する電気信号を制御マイコン２００に送信する。主電源スイッチ２１７は、主電源スイッチ２１７に対する操作がなされたことを検知し、省電力モードから電源オンモードへの移行を通知する電気信号を制御マイコン２００に送信する。
【００４３】
また画像形成装置１００は、制御マイコン２００と、切替回路２２０と、ＰＳＵ１０７と、蓄電デバイス１０８とを有している。
【００４４】
制御マイコン２００は、ＣＰＵ１２１が発信する省電力モードへの移行の通知信号を受信し、蓄電デバイス１０８を給電モードに切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。併せて被給電対象への給電元を蓄電デバイス１０８からＰＳＵ１０７に切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。
【００４５】
また制御マイコン２００は、圧板検知センサ２１５、給紙センサ２１６、又は主電源スイッチ２１７から電源オンモードへの移行の通知信号を受信し、被給電対象への給電元を蓄電デバイス１０８からＰＳＵ１０７に切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。併せて制御マイコン２００は、蓄電デバイス１０８を蓄電モードに切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。
【００４６】
さらに制御マイコン２００は、蓄電デバイス１０８の蓄電量を表示する電気信号を受信し、被給電対象への給電元を、蓄電デバイス１０８とするか、ＰＳＵ１０７とするかを切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。尚、蓄電量は、「蓄電手段が蓄電した電力量」の一例である。
【００４７】
切替回路２２０は、省電力モード移行通知信号に基づく制御マイコン２００からの入力信号に応じ、蓄電デバイス１０８を給電モードに切り替え、また被給電対象への給電元をＰＳＵ１０７から蓄電デバイス１０８に切り替える。
【００４８】
また切替回路２２０は、電源オンモードへの移行の通知信号に基づく制御マイコン２００からの入力信号に応じ、被給電対象への給電元を蓄電デバイス１０８からＰＳＵ１０７に切り替え、蓄電デバイス１０８を蓄電モードに切り替える。
【００４９】
さらに切替回路２２０は、蓄電デバイス１０８の蓄電量を表示する電気信号に基づく制御マイコン２００からの入力信号に応じ、被給電対象への給電元をＰＳＵ１０７、又は蓄電デバイス１０８に切り替える。
【００５０】
切替回路２２０は、上述のように、発電部から蓄電デバイス１０８への電力ラインを切断する電気回路等で給電モードに切り替え、接続する電気回路等で蓄電モードに切り替える。また蓄電デバイス１０８からの電力ラインとＰＳＵ１０７からの電力ラインを切り替える電気回路等により、給電元をＰＳＵ１０７、又は蓄電デバイス１０８に切り替える。
【００５１】
蓄電デバイス１０８の蓄電量は、蓄電デバイス１０８の有する残量ゲージからの出力を制御マイコン２００が監視することで検知される。
【００５２】
図４は、本実施形態の画像形成装置１００の発電、蓄電、及び給電を行うための構成の配置の一例を示す図である。画像形成装置１００は、ＣＰＵ１２１と、メモリユニット１２２と、制御ＡＳＩＣ１３０と、画像処理制御ユニット１１４とを有する。また画像形成装置１００は、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄと、高熱伝導シート２１１と、ゼーベック素子２１２とを有する。これらは制御基板１０１上に配置されている。
【００５３】
図示されているように、熱源であるＣＰＵ１２１で発熱された熱は、ヒートパイプ２１０ａにより高熱伝導シート２１１に伝熱される。熱源であるメモリユニット１２２で発熱された熱は、ヒートパイプ２１０ｂにより高熱伝導シート２１１に伝熱される。熱源である制御ＡＳＩＣ１３０で発熱された熱は、ヒートパイプ２１０ｃにより高熱伝導シート２１１に伝熱される。熱源である画像処理制御ユニット１１４で発熱された熱は、ヒートパイプ２１０ｄにより高熱伝導シート２１１に伝熱される。
【００５４】
ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄにより伝熱された熱は、高熱伝導シート２１１により集熱され、ゼーベック素子２１２に伝熱される。図４の例では、ゼーベック素子２１２の下方の面が高熱伝導シート２１１と接触し、伝熱が行われる。ゼーベック素子２１２の上方の面はヒートシンク２１３に接触し、両者の温度差により熱電変換が行われる。
【００５５】
図５は、本実施形態の画像形成装置１００の動作モード毎での蓄電、及び給電動作の一例を示す図である。
【００５６】
画像形成装置１００において、電源オフモードでは、画像形成装置１００はＡＣコンセントを接続したのみの状態であり、画像形成装置１００への給電は行われない。従って電源オフモードでは、蓄電デバイス１０８は蓄電及び給電ともに行わない。
【００５７】
電源オンモードでは、ＰＳＵ１０７から画像形成装置１００全体に電力が供給される。画像形成装置１００の有する各構成は、スタンバイ、又は動作している状態となる。この場合、蓄電デバイス１０８は、発電部による電力の蓄電を行う。
【００５８】
省電力モードでは、図３に例示されるような一部の被給電対象のみに電力が供給される状態であり、被給電対象への給電元がＰＳＵ１０７から蓄電デバイス１０８に切り替わる。但し、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値より少ない場合は、被給電対象への給電元は蓄電デバイス１０８からＰＳＵ１０７に切り替えられる。
【００５９】
図６は、本実施形態の制御マイコン２００の構成要素を機能ブロックで示す図である。図６において、太実線の矢印は電力の伝達を示す電力ラインを表し、一点鎖線の矢印は蓄電デバイスのモードを切り替える電気信号を表し、二点鎖線の矢印は、被給電対象への給電元を切り替える電気信号を表す。
【００６０】
尚、図６に示される制御マイコン２００の機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、制御マイコン２００の有するＣＰＵ２３１にて実行されるプログラムにて実現され、或いはワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【００６１】
図６において、制御マイコン２００は、動作モード検知部２０１と、蓄電量判定部２０２と、蓄電制御部２０３と、給電制御部２０４とを有する。
【００６２】
動作モード検知部２０１は、ＣＰＵ１２１から省電力モード移行通知信号を受信して画像形成装置１００の省電力モードへの移行を検知する。また動作モード検知部２０１は、圧板検知センサ２１５、給紙センサ２１６、又は主電源スイッチ２１７から電源オンモード移行通知信号を受信して電源オンモードへの移行を検知する。さらに動作モード検知部２０１は、主電源スイッチ２１７から電源オフモード移行通知信号を受信し、電源オフモードへの移行を検知する。動作モード検知部２０１は、検知結果を蓄電制御部２０３、又は給電制御部２０４に出力する。
【００６３】
蓄電量判定部２０２は、省電力モード時において、蓄電デバイス１０８の蓄電量を検知して被給電対象への給電元を、ＰＳＵ１０７にするか、蓄電デバイス１０８にするかを判定し、結果を給電制御部２０４に出力する。
【００６４】
蓄電制御部２０３は、省電力モードへの移行が検知された場合に、蓄電デバイス１０８を給電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。また蓄電制御部２０３は、電源オンモードへの移行が検知された場合に、蓄電デバイス１０８を蓄電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。尚、蓄電制御部２０３は、蓄電制御手段の一例である。
【００６５】
給電制御部２０４は、省電力モードへの移行が検知された場合に、給電元を蓄電デバイス１０８にするための電気信号を切替回路２２０に出力する。また給電制御部２０４は、電源オンモードへの移行が検知された場合に、給電元をＰＳＵ１０７にするための電気信号を切替回路２２０に出力する。さらに給電制御部２０４は、省電力モードへの移行が検知された場合において、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値以下の場合に、給電元をＰＳＵ１０７にするための電気信号を切替回路２２０に出力する。尚、給電制御部２０４は、給電制御手段の一例である。
【００６６】
図７は、本実施形態の画像形成装置１００による発電及び蓄電動作の一例を示すフローチャートである。
【００６７】
先ず、画像形成装置１００は、主電源スイッチがオンされる等の要因により、電源オンモードに移行し、動作モード検知部２０１は、電源オンモードへの移行を検知する（ステップＳ７０１）。
【００６８】
次に、蓄電制御部２０３は、蓄電デバイス１０８を蓄電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、発電部による電力を蓄電デバイス１０８に蓄電する蓄電モードに切り替える（ステップＳ７０３）。
【００６９】
次に、ＣＰＵ１２１等の熱源が駆動され、駆動に伴い発熱し始める（ステップＳ７０５）。
【００７０】
次に、ゼーベック素子２１２は、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄ、及び高熱伝導シート２１１により集熱された熱源の熱を熱電変換し、電力を生じさせる（ステップＳ７０７）。
【００７１】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４は、ゼーベック素子２１２が生じさせた電力を一定電圧に昇圧する。尚、昇圧する電圧は予め規定されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４は、制御マイコン２００による制御の下、一定電圧に昇圧する（ステップＳ７０９）。
【００７２】
次に、蓄電デバイス１０８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１４の出力を蓄電する（ステップＳ７１１）。
【００７３】
次に、動作モード検知部２０１は、画像形成装置１００の動作モードが省電力モードに移行したかを検知する（ステップＳ７１３）。
【００７４】
省電力モードに移行された場合（ステップＳ７１３、Ｙｅｓ）、発電及び蓄電動作は終了する。一方、省電力モードに移行しない場合は（ステップＳ７１３、Ｎｏ）、ステップＳ７０５に戻り、各動作が継続される。
【００７５】
以上のように発電及び蓄電動作が行われることで、ＣＰＵ１２１等の複数の熱源の発熱が熱電変換された電力が、蓄電デバイス１０８に蓄電される。
【００７６】
続いて図８は、本実施形態の画像形成装置１００による給電動作の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
先ず、画像形成装置１００が一定期間、操作がされない等の要因により、省電力モードに移行する（ステップＳ８０１）。
【００７８】
次に動作モード検知部２０１が省電力モードへの移行を検知する（ステップＳ８０３）。
【００７９】
次に、蓄電制御部２０３は、蓄電デバイス１０８を給電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、蓄電制御部２０３からの電気信号に応じて、蓄電デバイス１０８を給電モードに切り替える（ステップＳ８０５）。
【００８０】
次に、蓄電量判定部２０２は、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値以上かを検知する（ステップＳ８０７）。
【００８１】
蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値以上の場合（ステップＳ８０７、Ｙｅｓ）、蓄電量判定部２０２は、給電元を蓄電デバイス１０８と判定し、判定結果を給電制御部２０４に出力する。給電制御部２０４は、判定結果に応じ、被給電対象への給電元を蓄電デバイス１０８に切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、給電制御部２０４からの電気信号に応じて給電元を蓄電デバイス１０８に切り替える（ステップＳ８０９）。
【００８２】
次に、蓄電デバイス１０８は、給電を行う（ステップＳ８１１）。
【００８３】
次に、動作モード検知部２０１は、画像形成装置１００の動作モードが電源オンモードに移行するかを検知する（ステップＳ８１３）。
【００８４】
電源オンモードに移行する場合（ステップＳ８１３、Ｙｅｓ）、給電制御部２０４は、給電元をＰＳＵ１０７に切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、給電制御部２０４からの電気信号に応じて給電元をＰＳＵ１０７に切り替える（ステップＳ８１５）。一方、電源オンモードに移行しない場合（ステップＳ８１３、Ｎｏ）、ステップＳ８０７に戻る。
【００８５】
次に、蓄電制御部２０３は、蓄電デバイス１０８を蓄電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、蓄電制御部２０３からの電気信号に応じて、蓄電デバイス１０８を蓄電モードに切り替える（ステップＳ８１７）。
【００８６】
次に、画像形成装置１００は、電源オンモードに移行する（ステップＳ８１９）。
【００８７】
ステップＳ８０７に戻り、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値より小さい場合（ステップＳ８０７、Ｎｏ）、蓄電量判定部２０２は、給電元をＰＳＵ１０７と判定し、判定結果を給電制御部２０４に出力する。給電制御部２０４は、判定結果に応じ、被給電対象への給電元をＰＳＵ１０７に切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、給電制御部２０４からの電気信号に応じて給電元をＰＳＵ１０７に切り替える（ステップＳ８２１）。
【００８８】
次に、ＰＳＵ１０７は、給電を行う（ステップＳ８２３）。
【００８９】
次に、動作モード検知部２０１は、画像形成装置１００の動作モードが電源オンモードに移行するかを検知する（ステップＳ８２５）。
【００９０】
電源オンモードに移行する場合（ステップＳ８２５、Ｙｅｓ）、ステップＳ８１７に移る。一方、電源オンモードに移行しない場合（ステップＳ８２５、Ｎｏ）、ステップＳ８２３に戻り、ＰＳＵ１０７による給電が継続される。
【００９１】
以上のように給電動作が行われることで、蓄電デバイス１０８、又はＰＳＵ１０７から被給電対象に給電される。
【００９２】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、複数の熱源の熱を、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄで伝熱して高熱伝導シート２１１で集熱し、集熱した熱から１つの熱電変換手段により電力を生じさせる。複数の熱源に対し、熱電変換手段を１対１で配設せず、１つに集熱してから熱電変換するため、複数の熱電変換手段による電力を組み合わせたり、配分したりする必要がない。また蓄電デバイス周りに、熱電変換手段に応じた複数の回路を設ける必要もない。従って、このような追加の機能や構成による電力の消費を抑制することができ、発電及び蓄電した電力の利用効率を向上させることができる。
【００９３】
本実施形態によれば、画像形成装置１００が電源オンモードの場合に、複数の熱源の発熱を利用して蓄電デバイス１０８に蓄電し、画像形成装置１００が省電力モードの場合に、蓄電デバイス１０８から被給電対象に給電する。これにより廃熱を利用して省電力化を図ることができる。
【００９４】
本実施形態によれば、画像形成装置１００が省電力モードの場合において、蓄電デバイス１０８に規定値以上の蓄電量がある場合に、蓄電デバイス１０８から被給電対象に給電する。蓄電デバイス１０８に規定値以上の蓄電量がない場合には、ＰＳＵ１０７から被給電対象に給電する。これにより省電力モード時に、被給電対象への供給電力が不足することを防止することができる。
【００９５】
本実施形態によれば、複数の熱源による発熱を、高熱伝導シート２１１で集熱することにより、ゼーベック素子２１２との接触する箇所の熱分布を抑制し、熱分布による熱電変換効率の低下を抑制することができる。
【００９６】
本実施形態によれば、複数の熱源による発熱を、ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄにより伝熱する。ヒートパイプ２１０ａ〜２１０ｄは狭小なスペースにレイアウトできるため、例えば熱電変換手段から離れた位置に配置された熱源の熱を伝熱する場合等に、伝熱及び集熱のための構成のレイアウトが容易になる。
【００９７】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態における画像形成装置の一例を、図９を用いて説明する。尚、第１の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する場合がある。
【００９８】
図９は、本実施形態の画像形成装置１００ａの発電、蓄電、及び給電を行うための構成の配置の一例を示す図である。画像形成装置１００ａは、高熱伝導シート２１１ａを有する。
【００９９】
図示されているように、高熱伝導シート２１１ａは、ＣＰＵ１２１、メモリユニット１２２、制御ＡＳＩＣ１３０、及び画像処理制御ユニット１１４を覆うようにして、それぞれと接触している。これらで発熱された熱は、高熱伝導シート２１１ａにより集熱され、ゼーベック素子２１２に伝熱される。
【０１００】
また図示されているように、ゼーベック素子２１２は、高熱伝導シート２１１ａ上で、ＣＰＵ１２１、メモリユニット１２２、制御ＡＳＩＣ１３０、及び画像処理制御ユニット１１４のうち、最も発熱量が大きいＣＰＵ１２１に近い位置に配置されている。つまり複数の熱源のうち、最も発熱量が大きいＣＰＵ１２１とゼーベック素子２１２との距離は、他の熱源とゼーベック素子２１２との距離より短い。言い換えると、最も発熱量が大きいＣＰＵ１２１とゼーベック素子２１２との距離は、メモリユニット１２２とゼーベック素子２１２との距離、制御ＡＳＩＣ１３０とゼーベック素子２１２との距離、画像処理制御ユニット１１４とゼーベック素子２１２との距離の何れよりも短い。
【０１０１】
これにより、最も熱を発生させるＣＰＵ１２１の発熱を効率よく熱電変換し、熱電変換の効率を向上させることができる。また、他の熱源の発熱によって高熱伝導シート２１１ａ全体に熱を分布させることができ、周囲との温度差を保持しやすくなる。
【０１０２】
尚、これ以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０１０３】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態における画像形成装置の一例を、図１０〜１２を用いて説明する。尚、第１〜２の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する場合がある。
【０１０４】
図１０は、本実施形態の制御マイコン２００ｂの構成要素を機能ブロックで示す図である。制御マイコン２００ｂは蓄電制御部２０３ｂを有する。
【０１０５】
蓄電制御部２０３ｂは、省電力モードにおいて、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値より少ない場合に、蓄電デバイス１０８を蓄電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、蓄電制御部２０３ｂからの電気信号に応じて、蓄電デバイス１０８を蓄電モードに切り替える。
【０１０６】
図１１は、本実施形態の画像形成装置１００ｂの動作モード毎での蓄電、及び給電動作の一例を示す図である。
【０１０７】
画像形成装置１００ｂにおいて、電源オフモードでは、蓄電デバイス１０８は蓄電及び給電ともに行わない。電源オンモードでは、蓄電デバイス１０８は、発電部による電力の蓄電を行う。つまり、電源オフモードと電源オンモードでは、蓄電、及び給電動作は第１の実施形態と同様である。
【０１０８】
省電力モードでは、被給電対象への給電元がＰＳＵ１０７から蓄電デバイス１０８に切り替わる。但し、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値より少ない場合は、被給電対象への給電元が蓄電デバイス１０８からＰＳＵ１０７に切り替えられる。本実施形態では、この場合に、蓄電制御部２０３ｂは、蓄電デバイス１０８を蓄電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、蓄電デバイス１０８を蓄電モードに切り替える。
【０１０９】
図１２は、本実施形態の画像形成装置１００ｂによる蓄電、給電動作の一例を示すフローチャートである。
【０１１０】
ステップＳ１２０１〜Ｓ１２１９は、図８のステップＳ８０１〜Ｓ８１９と同様であるため、省略する。
【０１１１】
ステップＳ１２０７において、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値より小さい場合（ステップＳ１２０７、Ｎｏ）、給電制御部２０４は、被給電対象への給電元をＰＳＵ１０７に切り替えるための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、給電制御部２０４からの電気信号に応じて給電元をＰＳＵ１０７に切り替える（ステップＳ１２２１）。
【０１１２】
次に、蓄電制御部２０３は、蓄電デバイス１０８を蓄電モードにするための電気信号を切替回路２２０に出力する。切替回路２２０は、蓄電制御部２０３からの電気信号に応じて、蓄電デバイス１０８を蓄電モードに切り替える（ステップＳ１２２３）。
【０１１３】
次に、ＰＳＵ１０７は、給電を行う（ステップＳ１２２５）。
【０１１４】
次に、蓄電デバイス１０８は、発電部による電力を蓄電する（ステップＳ１２２７）。
【０１１５】
次に、蓄電量判定部２０２は、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値以上かを判定する（ステップＳ１２２９）。
【０１１６】
蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値以上の場合（ステップＳ１２２９、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２０５に移る。一方、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値より少ない場合（ステップＳ１２２９、Ｎｏ）、動作モード検知部２０１は、画像形成装置１００の動作モードが電源オンモードに移行するかを検知する（ステップＳ１２３１）。
【０１１７】
電源オンモードに移行する場合（ステップＳ１２３１、Ｙｅｓ）、ステップＳ１２１７に移る。一方、電源オンモードに移行しない場合（ステップＳ１２３１、Ｎｏ）、ステップＳ１２２５に戻り、ＰＳＵ１０７による給電が継続される。
【０１１８】
以上のように給電動作が行われることで、蓄電デバイス１０８、又はＰＳＵ１０７から被給電対象に給電される。
【０１１９】
本実施形態によれば、省電力モードにおいて、蓄電デバイス１０８の蓄電量が規定値より少ない場合に、ＰＳＵ１０７が被給電対象に給電するとともに、蓄電デバイス１０８は蓄電を行う。これにより、省電力モードにおける熱源の僅かな発熱をも利用して蓄電を行うことができ、発電及び蓄電した電力の利用効率を向上させることができる。
【０１２０】
尚、これ以外の効果は、第１〜２の実施形態で説明したものと同様である。
【０１２１】
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態における画像形成装置の一例を、図１３〜１６を用いて説明する。尚、第１〜２の実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する場合がある。
【０１２２】
本実施形態では、省電力モードにおいて、蓄電デバイス１０８の蓄電量に応じ、電源オンモードへの移行を通知する被給電対象の数を減少させる。尚、以下では、電源オンモードへの移行を通知する被給電対象を、単に移行要因と称する。
【０１２３】
図１３は、本実施形態の画像形成装置１００ｃにおける蓄電デバイス１０８の蓄電量と移行要因の数との関係の一例を示す図である。
【０１２４】
図１３の例では、蓄電デバイス１０８の蓄電量が７０％以上の場合、３個の移行要因に給電し、同様に蓄電量が４０％以上で７０％より小さい場合、２個の移行要因に給電する。同様に蓄電量が４０％より小さい場合、１個の移行要因に給電する。
【０１２５】
図１４は、本実施形態の画像形成装置１００ｃの給電のためのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【０１２６】
画像形成装置１００ｃは、制御マイコン２００ｃと、移行要因数変更回路２３０とを有する。画像形成装置１００ｃでは、移行要因は、圧板検知センサ２１５と、給紙センサ２１６と、主電源スイッチ２１７の３個である。図１４において、太破線の矢印は、制御マイコン２００ｃから移行要因数変更回路２３０に出力される移行要因数変更信号を表している。
【０１２７】
移行要因数変更回路２３０は、蓄電量に応じて移行要因への給電を変更する。移行要因数変更回路２３０は、切替回路２２０と圧板検知センサ２１５との電力ライン、切替回路２２０と給紙センサ２１６との電力ライン、切替回路２２０と主電源スイッチ２１７との電力ラインを、それぞれ接続、又は切断する電気回路等である。
【０１２８】
図１４は、蓄電デバイス１０８の蓄電量が４０％より小さく、図１３の関係に従い、給電する移行要因が１個である場合を示している。図１４では、３個の移行要因のうち、主電源スイッチ２１７のみに給電され、圧板検知センサ２１５と給紙センサ２１６への電力ラインは切断され、給電がされていない。図１４における「×」マーク２３５は、電力ラインが切断されていることを示している。尚、給電されないため、圧板検知センサ２１５と、給紙センサ２１６からは、電源オンモード移行通知信号は送信されない。蓄電量と移行要因の数との関係、及びどの移行要因の電力ラインを切断するかは、予め決めて設定されている。
【０１２９】
図１５は、本実施形態の制御マイコン２００ｃの構成要素を機能ブロックで示す図である。制御マイコン２００ｃは移行要因数変更部２０５を有する。移行要因数変更部２０５は移行要因数変更回路２３０に電気的に接続している。図１５に示されている太破線の矢印は、移行要因数変更部２０５が出力する移行要因数変更信号を表している。
【０１３０】
蓄電量判定部２０２は、検知した蓄電量を移行要因数変更部２０５に出力する。移行要因数変更部２０５は、蓄電量に応じて移行要因数の数を変更し、移行要因数を変更するための電気信号を移行要因数変更回路２３０に出力する。移行要因数変更回路２３０は、入力信号に応じ、各移行要因への電力ラインを切断し、移行要因の数を変更する。移行要因数変更部２０５は、「要因数変更手段」の一例である。
【０１３１】
図１６は、本実施形態の画像形成装置１００ｃによる給電動作の一例を示すフローチャートである。図１２に示された第３の実施形態の画像形成装置１００ｂによる給電動作に対し、ステップＳ１２０９が追加されている点のみが異なる。
【０１３２】
ステップＳ１２０９において、移行要因数変更部２０５は、蓄電量判定部２０２による蓄電量の出力に応じ、移行要因数の数を変更し、移行要因数を変更するための電気信号を移行要因数変更回路２３０に出力する。移行要因数変更回路２３０は、移行要因数変更部２０５から入力される電気信号に応じ、各移行要因への電力ラインを切断し、移行要因の数を変更する。
【０１３３】
このようにして、蓄電量に応じて、蓄電デバイス１０８から給電される移行要因の数を減らすことができる。
【０１３４】
本実施形態によれば、蓄電量に応じて、蓄電デバイス１０８から給電される移行要因の数を決定することで、蓄電デバイス１０８から被給電対象に給電する時間を延ばすことができる。
【０１３５】
尚、これ以外の効果は、第１〜２の実施形態で説明したものと同様である。
【０１３６】
以上、実施形態に係る画像形成装置、及び画像形成方法について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ  画像形成装置
１０１  制御基板
１０７  ＰＳＵ
１０８  蓄電デバイス（蓄電手段の一例）
１１４  画像処理制御ユニット
１２１、２３１  ＣＰＵ
１２２  メモリユニット
１３０  制御ＡＳＩＣ
２００、２００ｂ、２００ｃ  制御マイコン
２０１  動作モード検知部
２０２  蓄電量判定部
２０３、２０３ｂ  蓄電制御部（蓄電制御手段の一例）
２０４  給電制御部（給電制御手段の一例）
２０５  移行要因数変更部（要因数変更手段の一例）
２１０ａ〜２１０ｄ  ヒートパイプ（集熱手段の一例）
２１１、２１１ａ  高熱伝導シート（集熱手段の一例）
２１２  ゼーベック素子（熱電変換手段の一例）
２１３  ヒートシンク（放熱手段の一例）
２１４  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１５  圧板検知センサ
２１６  給紙センサ
２１７  主電源スイッチ
２２０  切替回路
２３０  移行要因数変更回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３８】
【特許文献１】特開２０１３−７９７６号公報
【図１】
2019159068.tif 000003
【図２】
2019159068.tif 000004
【図３】
2019159068.tif 000005
【図４】
2019159068.tif 000006
【図５】
2019159068.tif 000007
【図６】
2019159068.tif 000008
【図７】
2019159068.tif 000009
【図８】
2019159068.tif 000010
【図９】
2019159068.tif 000011
【図１０】
2019159068.tif 000012
【図１１】
2019159068.tif 000013
【図１２】
2019159068.tif 000014
【図１３】
2019159068.tif 000015
【図１４】
2019159068.tif 000016
【図１５】
2019159068.tif 000017
【図１６】
2019159068.tif 000018