(57)【要約】【課題】熱電変換素子からより多くの電力を得ること。【解決手段】画像形成装置は、熱電変換素子と、熱電変換素子と電力供給線によって接続された負荷と、電力供給線に設けられ、熱電変換素子から負荷への電力供給をオン／オフするスイッチ部と、制御回路と、を備えている。制御回路は、印刷ジョブの受信から所定時間経過までは、スイッチ部をオフにし、所定時間が経過すると（Ｓ１０，Ｓ１５）、スイッチ部をオンにする（Ｓ１１）。【選択図】図９Ａ
2015079137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電変換素子と、
前記熱電変換素子と電力供給線によって接続された負荷と、
前記電力供給線に設けられ、前記熱電変換素子から前記負荷への電力供給をオン／オフするスイッチ部と、
印刷ジョブの受信から所定時間経過までは、前記スイッチ部をオフにし、前記所定時間が経過すると、前記スイッチ部をオンにする制御回路と、を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記熱電変換素子から得られる発電量が最大となるように、予め求められている時間である、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、さらに、
シート上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部を送り出されたシートが導入されると、導入されたシートを加熱および加圧して、シート上にトナーを定着させる定着器と、を備え、
前記所定時間は、前記定着器の周囲温度が変化する要因に応じて定められる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着器の周囲温度が変化する要因は、シートの種別および／またはサイズである、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記画像形成装置がプリントモード時およびウォームアップ時に前記所定時間を設定する、請求項１〜４のいずれか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、熱電変換素子を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、ゼーベック効果を応用した熱電変換素子の一方端（つまり、高温側）および他方端（つまり、低温側）に温度差を与えると、両端には熱起電力が生じる。なお、取り出せる電力を大きくするため、熱電変換素子は、例えば、ｐ型半導体とｎ型半導体を直列に接続し、かつｐ型半導体およびｎ型半導体を温度差の生じる方向に平行に並べることで構成されることがある。
【０００３】
熱電変換素子は、特許文献１にも記載されるように、画像形成装置に用いられる場合がある。画像形成装置では定着器等で熱が発生し、周囲に設けられた金属製フレーム等を加熱する。このような熱源に熱電変換素子は取り付けられ、内蔵の不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）またはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の負荷に対し電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４５４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、熱電変換素子における高温側と低温側との温度差が小さいと、そこから取り出せる電力量が小さくなってしまう。
【０００６】
それゆえに、本発明の目的は、熱電変換素子からより多くの電力を得ることが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、画像形成装置であって、熱電変換素子と、前記熱電変換素子と電力供給線によって接続された負荷と、前記電力供給線に設けられ、前記熱電変換素子から前記負荷への電力供給をオン／オフするスイッチ部と、印刷ジョブの受信から所定時間経過までは、前記スイッチ部をオフにし、前記所定時間が経過すると、前記スイッチ部をオンにする制御回路と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
上記局面によれば、制御回路は、印刷ジョブ受信から所定時間経過までは、スイッチ部をオフにし、これによって、熱電変換素子の熱抵抗値を大きくする。その結果、熱電変換素子の高温側の温度は高くなり、低温側の温度は概ね一定である。よって、所定時間経過後には、熱電変換素子の高温側と低温側との温度差は大きくなっており、この時点で、制御回路はスイッチ部をオンにするので、負荷への供給電力を大きくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図１の定着器の斜視図である。
【図３】図２の線Ｉ−Ｉ’に沿う縦断面を矢印Ａ２の方向から見た定着器と、その制御ブロックとを示す図である。
【図４】図１の熱電変換部の制御ブロック図である。
【図５】図１の熱電変換素子の高温側・低温側の温度の経時変化を示す図である。
【図６】図４の制御回路による切り替え制御の内容を示す図である。
【図７】図６の切り替え制御での積算発電量の経時変化を示す図である。
【図８】シートの種別・サイズによる切り替えタイミングの相違を示す図である。
【図９Ａ】図４のＣＰＵの処理手順の前半部分を示すフロー図である。
【図９Ｂ】図９Ａの処理手順の後半部分を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
《実施形態》
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について詳説する。まず、図中または以下の説明において、参照符号の後に記載されたアルファベット小文字のａ、ｂ、ｃ、ｄは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）を意味する添え字とする。例えば、感光体ドラム５１ａは、イエロー用の感光体ドラム５１を意味する。
【００１１】
《画像形成装置の構成・動作》
まず、図１を参照する。画像形成装置１は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、例えば電子写真方式およびタンデム方式により、フルカラー画像をシートＳｈ（例えば、用紙またはＯＨＰ用フィルム）に印刷する。このような画像形成装置１には、大略的に、供給部２と、レジストローラ部３と、画像形成部４と、定着器６と、排出トレイ７と、制御回路８と、が備わっている。
【００１２】
供給部２は、大略的に、供給トレイと、供給ローラとを含む。供給トレイは、未印刷のシートＳｈが積載可能に構成される。供給ローラは、制御回路８による制御下で回転し、これによって、供給トレイからシートＳｈを一枚ずつピックアップして、図１中破線で示される搬送経路ＦＰに送り出す。このシートＳｈは、搬送経路ＦＰ上を、レジストローラ部３に向かって搬送される。
【００１３】
レジストローラ部３は、例えば二個一対のローラを含む。このローラ対は互いに当接してレジストニップを形成しており、制御回路８による制御下で回転可能に構成されている。このローラ対が停止中に、供給部２からのシートＳｈはレジストニップに突き当たり一旦停止する。その後、ローラ対は、二次転写のために回転を開始して、シートＳｈを二次転写領域（詳細は後述）に送り出す。
【００１４】
画像形成部４は、大略的に、作像ユニット４１ａ〜４１ｄと、露光装置（プリントヘッドユニットという場合もある）４２と、中間転写ベルト４３と、駆動ローラ４４と、従動ローラ４５と、一次転写ローラ４６ａ〜４６ｄと、二次転写ローラ４７と、を含む。
【００１５】
作像ユニット４１ａ〜４１ｄは、画像形成装置１のフレーム（図示せず）に左から右へと直線的に並ぶように配置される。作像ユニット４１ａは、対応色の感光体ドラム５１ａを備える。感光体ドラム５１ａの周囲には、その回転方向（つまり、副走査方向）の上流側から下流側に向かって、少なくとも、帯電器５２ａと、現像器５３ａと、クリーナ５５ａと、がこの順番で設けられている。同様に、作像ユニット４１ｂ〜４１ｄも、感光体ドラム５１ｂ〜５１ｄと、帯電器５２ｂ〜５２ｄと、現像器５３ｂ〜５３ｄと、クリーナ５５ｂ〜５５ｄと、を備えている。
【００１６】
画像形成部４において、帯電器５２ａ〜５２ｄは、典型的には、コロナ放電を利用した帯電器（コロトロンまたはスコロトロン）、もしくは近接放電を利用した帯電器（帯電ローラまたは帯電ブラシ）である。これら帯電器５２ａ〜５２ｄは、回転する感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの周面を一様に帯電させる（帯電プロセス）。また、露光装置４２は、典型的には、所謂レーザ走査方式またはＬＥＤアレイ方式を用いることが可能である。露光装置４２は、後述の制御回路８から、各色の画像データを受信すると、色毎の画像データで変調された光ビームＢａ〜Ｂｄを生成する。そして、露光装置４２は、帯電器５２ａ〜５２ｄにより帯電させられた感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの周面に、対応色の光ビームを主走査方向に一ライン毎に順次走査する（露光プロセス）。以上の帯電・露光プロセスによって、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの周面には、対応色の静電潜像が形成される。
【００１７】
画像形成部４ではさらに、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄに形成された静電潜像に対し、現像器５３ａ〜５３ｄが対応色のトナーを供給する（現像プロセス）。この現像プロセスにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ色のトナー像が感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの周面上に形成される。ここで、以下の説明では、帯電プロセスから現像プロセスに至るまでを、画像形成プロセスという場合がある
【００１８】
クリーナ５５ａ〜５５ｄもまた、対応色の一次転写領域および帯電器５２ａ〜５２ｄの間に設けられており、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄに残留するトナーを取り除いて回収する。
【００１９】
中間転写ベルト４３は、自身の外周面が感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの上端部分と接するように、駆動ローラ４４と従動ローラ４５との間に張り渡された無端状ベルトであって、矢印Ａ１で示す方向に回転するよう構成されている。
【００２０】
一次転写ローラ４６ａ〜４６ｄは、中間転写ベルト４３の外周面を押圧して、中間転写ベルト４３の内周面を感光体ドラム５１ａ〜５１ｄに一定量押し込むように配置される。以下、中間転写ベルト４３と感光体ドラム５１ａ〜５１ｄとが接触する部分を、一次転写領域と称する。また、各一次転写ローラ４６ａ〜４６ｄには、トナーとは逆極性の一次転写電圧が印加される。これによって、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄ上のトナー像が中間転写ベルト４３上に転写される。このプロセスを以下一次転写プロセスという。ここで、中間転写ベルト４３や感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの回転速度および配置等を適切に調整することで、各色のトナー像は中間転写ベルト４３の外周面上の同一領域に順次転写され、これによって、フルカラーの合成トナー像が中間転写ベルト４３上に形成される。このような合成トナー像は、中間転写ベルト４３の回転により、中間転写ベルト４３に担持されたまま、後述の二次転写領域まで搬送される。
【００２１】
二次転写ローラ４７は、駆動ローラ４４等により張架支持される中間転写ベルト４３を挟んで横方向から駆動ローラ４４と対向するよう配置されると共に、搬送経路ＦＰ上で中間転写ベルト４３に押し込まれるように配置される。これによって、中間転写ベルト４３と二次転写ローラ４７とは二次転写ニップ（言い換えると、二次転写領域）を形成する。この二次転写領域には、レジストローラ部３からシートＳｈが送り込まれる。また、この二次転写ローラ４７には、二次転写電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト４３上の合成トナー像は、二次転写領域に送り込まれたシートＳｈ上に転写される。このプロセスを、以下、二次転写プロセスという。シートＳｈは、二次転写ニップから定着器６に向けて送り出される。
【００２２】
定着器６は、典型的には、互いに当接して定着ニップを形成する二個の回転体を含んでおり、定着ニップに送り込まれたシートＳｈを、一方の回転体で加熱すると共に他方の回転体で加圧する。かかる定着プロセスにより、シートＳｈ上の合成トナー像が定着させられる。このシートＳｈは、印刷物Ｓｈとして、定着器６に対して搬送経路ＦＰの下流側に設けられた排出トレイ７に排出される。
【００２３】
《定着器の詳細な構成》
ここで、図２，図３を参照する。まず、図２，図３におけるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸について説明する。ｘ軸は、図１の画像形成装置１の左右方向を示す。ｙ軸は、定着ローラ６１および加圧ローラ６２の各回転軸が延在する方向であって、画像形成装置１の前後方向である。ｚ軸は、実質的に、両回転軸を結ぶ平面に対する法線方向であって、定着器６からシートＳｈが送出される方向である。
【００２４】
定着器６は、本実施形態では、誘導加熱方式を採用しており、大略的に、定着ローラ６１と、加圧ローラ６２と、ガイド部材６３と、定着ベルト６４と、磁束発生部６５と、を備えている。
【００２５】
定着ローラ６１は、芯金と、弾性体層と、を含んでいる。芯金は、例えば、鉄、アルミニウムまたはステンレスにて作製され、ｙ軸方向に延在する円柱形状を有する。この芯金のｙ軸方向への長さは約３００ｍｍで、外径は約２０ｍｍである。弾性体層は、例えば、シリコンゴムおよび／またはフッ素ゴム等の発泡弾性体のように、耐熱性および断熱性の高い材料にて作製されており、芯金の側面（つまり、周面）を被覆する。弾性体層の半径方向への厚さは約８ｍｍである。
【００２６】
加圧ローラ６２は、芯金と、弾性体層と、離型層と、を含んでいる。芯金は、例えば、アルミニウム等の金属にて作製され、ｙ軸方向に延在する円柱形状を有する。また、弾性体層は、例えばシリコンスポンジゴム等から作製され、芯金の側面上に形成される。また、離型層は、例えばＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等から作製され、弾性体層の周面を被覆する。以上の加圧ローラ６２の外径は約３５ｍｍである。
【００２７】
ガイド部材６３は、定着ローラ６１の中心軸（つまり、ｙ軸）と略平行に設けられた板状の部材である。このガイド部材６３は、ｙ軸方向の両端が画像形成装置１のフレーム（図示せず）に支持されている。以上のガイド部材６３は、自身の裏面が定着ローラ６１の外周面と空間をあけて対向するように配置される。また、裏面と相対向するガイド部材６３の表面には、後述の定着ベルト６４が架け渡される。
【００２８】
定着ベルト６４は、少なくとも、発熱層と、弾性体層と、離型層とを内周側から外周側に向けて積層したエンドレスベルトである。発熱層は、基材層でもあり、例えば、銀粒子を含有するポリイミドフィルムにて作製され、約４０μｍの厚さを有する。なお、発熱層は、銀粒子を含有するポリイミドフィルムに代えて、銅、ニッケル、ステンレス材、整磁合金等の極めて薄い金属を用いることも可能となる。なお、整磁合金は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金等からなり、キュリー温度に近づくと透磁率が低下し、キュリー温度を超えると非磁性となる性質を有している。Ｆｅ−Ｎｉ合金を用いる場合には、Ｎｉ含有量を調整することで、キュリー温度を所望の値とすることが可能となる。弾性体層は、例えばシリコンゴムからなり、約２００μｍの厚さを有する。離型層は、例えばＰＦＡまたはＰＴＦＥもしくはこれらの混合樹脂等から作製され、約３０μｍ以上で約４０μｍ以下の厚さを有する。
【００２９】
上記定着ローラ６１は、自身の芯金のｙ軸方向の両端が、画像形成装置１のフレーム（図示せず）に設けられた個々の軸受に回転自在に支持される。また、ガイド部材６３は、定着ローラ６１から若干の距離をあけて配置されている。このような定着ローラ６１およびガイド部材６３に、定着ベルト６４は架け渡される。加圧ローラ６２は、自身の芯金のｙ軸方向の両端が、画像形成装置１のフレーム（図示せず）に設けられた個々の軸受に回転自在に支持される。より具体的には、加圧ローラ６２は、定着ベルト６４の外周面側から、定着ベルト６４を介して定着ローラ６１を押圧するように設けられている。加圧ローラ６２と定着ベルト６４とにはニップと呼ばれる接触領域が形成される。また、加圧ローラ６２は、駆動モータ（図示せず）からの駆動力により、矢印Ａ３で示す方向に回転する。加圧ローラ６２の回転に伴って、定着ローラ６１および定着ベルト６４が従動し、矢印Ａ４で示す方向に回転する。
【００３０】
磁束発生部６５は、少なくとも、励磁コイルを含んでおり、定着ベルト６４の外周面から左斜め上方に若干離れた位置に、ｙ軸方向に延在するように設けられている。励磁コイルは、定着ベルト６４の発熱層を誘導加熱するために、後述の電源回路８２から供給された交流電力により磁束を発生する。発生した交流磁界は定着ベルト６４の発熱層を貫き、その結果、発熱層には渦電流が発生し、さらにはジュール熱が発生する。これにより定着ベルト６４が発熱する。この熱は、定着ベルト６４と接触する加圧ローラ６２にも伝導される。
【００３１】
以上の定着器６の制御ブロックとして、画像形成装置１には、図３に示すように、前述の制御回路８に加え、操作パネル８１と、電源回路８２と、サーミスタ８３と、を備えている。制御回路８は、ＣＰＵ８４と、ＲＯＭ８５と、ＲＡＭ８６と、を含んでいる。ＣＰＵ８４は、ＲＡＭ８６を作業領域として使いつつ、ＲＯＭ８５に格納されたプログラムに従って動作する。操作パネル８１は、作業者により操作される。この操作に応じて、操作パネル８１は、入力情報をＣＰＵ８４に送信する。この入力情報に基づき、ＣＰＵ８４は、磁束発生部６５の励磁コイルに供給すべき交流電力（つまり、制御目標値）を決定する。電源回路８２は、まず、入力交流電力（例えば、商用交流電力）を直流に変換し、その後、ＣＰＵ８４により指定された所望の交流電力に変換して、磁束発生部６５の励磁コイルに供給する。サーミスタ８３は、定着ベルト６４のｙ軸方向の略中央部に非接触であるが近接するように配置されており、周囲温度を示す信号をＣＰＵ８４に出力する。ＣＰＵ８４は、サーミスタ８３からの入力信号から、定着ベルト６４の表面温度を求める。ＣＰＵ８４は、表面温度が制御目標値となるように電源回路８２が生成する交流電力を制御する。
【００３２】
《熱電変換部の構成について》
上記のような加熱により、上記定着器６の周辺はかなりの高温となる。それに伴い、定着器６を固定的に取り付けるための金属製フレーム６６も加熱される。このような定着器６の廃熱から電力を発生させるために、画像形成装置１は、図１および図４に示すように、熱電変換部９を備えている。熱電変換部９は、熱電変換素子９１と、放熱フィン９２と、負荷９３と、電力供給線９４と、スイッチ部９５と、を含んでいる。なお、図１が煩雑にならないように、図１には、熱電変換素子９１と放熱フィン９２のみが示されている。
【００３３】
熱電変換素子９１は、例えば、異なる二つの熱電変換材料（例えば、ｎ型半導体とｐ型半導体）を直列接続し、かつ、これら熱電変換材料を温度差が生じる方向に略平行に配列して構成される。かかる二つの熱電変換材料の接合部分を、両端部に対して例えば高温にすることで、両端間にゼーベック効果による熱起電力が発生する。本実施形態では、熱電変換素子９１の接合部分が、定着器６周辺の金属製のフレーム６６に、半導体（または導体）の接続部分が物理的に接触するように取り付けられる。熱電変換素子９１は、このフレームを熱源として発電する。
【００３４】
また、放熱フィン９２は、熱電変換素子９１の両端に物理的に接触するように取り付けられており、放熱フィン９２の両端部分を、概ね一定の温度（例えば、約２５℃）となるようにクーリングする。
【００３５】
上記の通り、熱電変換素子９１における接合部分は加熱されて高温側となり、両端側はクーリングされて低温側となる。このような温度差により、両端間には熱起電力が発生する。
【００３６】
次に、熱電変換素子９１による発電原理をより詳しく説明する。まず、熱電変換素子９１を通過する熱量（つまり、定着器６から与えられる熱量）をＱとし、熱電変換素子９１における高温側と低温側の温度差をΔＴとすると、熱抵抗ＲT（つまり、熱電変換素子９１における熱の流れ難さ）は、次式（１）で表される。
ＲT＝ΔＴ／Ｑ  …（１）
【００３７】
また、熱電変換素子９１の発電量Ｐは、次式（２）で表される。
Ｐ＝η・Ｑ  …（２）
ここで、ηは、熱電変換素子９１における熱エネルギーから電気エネルギーへの変換効率であって、ΔＴに所定の比例定数αを乗じた値α・ΔＴで表される。また、Ｑは、上式（１）を変形して、ΔＴ／ＲTと表される。これらを上式（２）に代入すると、発電量Ｐは、次式（３）の通り表される。
Ｐ＝（α・ΔＴ）・（ΔＴ／ＲT）＝α・ΔＴ2／ＲT  …（３）
【００３８】
上式（３）から分かるように、Ｐは、ΔＴの二乗に比例する。また、熱電変換素子９１を、上記のように、画像形成装置１の定着器６近傍に取り付けた場合、Ｑは概ね一定とみなせる。この場合、上式（１）から、ΔＴはＲTに概ね比例することが分かる。よって、上式（３）において、Ｐは、ΔＴが大きい程、大きくなる。
【００３９】
以上の熱電変換素子９１で得られた電力は、図４に示すように、操作パネル８１、ＣＰＵ８４またはＲＡＭ８６に代表される負荷９３に、電力供給線９４を介して供給される。この電力供給ライン９４には、スイッチ部９５が設けられている。スイッチ部９５は、例えば、ＦＥＴ、トランジスタ、リレー等で構成されており、ＣＰＵ８４の制御下でオン／オフを電気的に切り替えることが可能となっている。また、スイッチ部９５がオンの時、熱電変換素子９１の熱抵抗ＲTは相対的に小さく、例えば１ｋ／Ｗとする。それに対し、スイッチ部９５がオフのとき、この熱抵抗ＲTは相対的に大きく、例えば５ｋ／Ｗとする。つまり、スイッチ部９５は、オン／オフを切り替えることで、熱抵抗ＲTも切り替えていることになる。
【００４０】
《スイッチ部の切り替え制御について》
次に、ＲTが異なる場合におけるΔＴの経時変化を説明する。図５は、熱抵抗ＲTが１ｋ／Ｗ時および５ｋ／Ｗ時に、熱電変換素子９１に略一定の熱量Ｑを与えて得られる温度差ΔＴの経時変化を表すグラフである。図中、熱電変換素子９１の低温側の温度をＴｃと、高温側の温度をＴｈと表記している。上記の通り、低温側温度Ｔｃは、放熱フィン９２の作用により、例えば約２５℃の温度に概ね一定に維持される。また、前式（１）より、熱量Ｑが略一定であれば、同じ低温側温度Ｔｃに対し、高温側温度Ｔｈは、熱抵抗ＲTが５ｋ／Ｗ時の方が１ｋ／Ｗ時よりも高くなる。従って、定着器６の加熱開始当初からスイッチ部９５をオンにしておくと、熱抵抗ＲTが小さくなるため、高温側温度Ｔｈも小さくなる。その結果、熱電変換素子９１の発電量Ｐも小さくなってしまう。
【００４１】
上記に鑑み、本実施形態では、ＣＰＵ８４は、より多くの発電量Ｐを得るために、図６に示すように、定着器６の加熱開始当初（つまり、時間ｔ＝０）ではスイッチ部９５をオフにしておき、定着器６の周囲温度がある程度高くなってから（つまり、ｔ＝ｔ１になると）、スイッチ部９５をオンにする。ここで、スイッチ部９５をオンにする時間ｔ１は、画像形成装置１の出荷前に実験等に基づき、熱電変換素子９１から得られる発電量の積算値が最大となるように適切に求められる。上記制御によれば、時間ｔ１でスイッチ部９５をオンにすると、熱抵抗ＲTは、５ｋ／Ｗから低下し始め、十分な時間が経過すると１ｋ／Ｗとなる。しかし、熱抵抗ＲTが１ｋ／Ｗになるまでの間、スイッチ部９５を最初からオンにしておいた場合よりも、熱電変換素子９１の温度差ΔＴを大きくすることができるため、熱電変換素子９１からより多くの発電量Ｐを得ることが可能となる。
【００４２】
ここで、図７は、熱量Ｑが０．５Ｗ（略一定）で、上記切り替え制御を用いた場合の積算発電量の経時変化を実線で示す図である。この切り替え制御において、時間ｔ１は２秒としている。また、比較例として、図７には、同熱量Ｑで熱抵抗ＲTが１ｋ／Ｗの場合の積算発電量の経時変化が破線で示されている。スイッチ部９５を最初からオンにすると、破線で示すように、熱抵抗ＲTは常時１ｋ／Ｗであるため、定着器６の加熱開始から略一定の発電量が積算されていく。それに対し、本実施形態の切り替え制御の場合には、時間ｔ１直後の時点では熱抵抗ＲTが未だ十分に大きいため、積算発電量は、急激に増加し、時間ｔ２（例えば２．５秒）で比較例を上回る。さらに、熱抵抗ＲTが１ｋ／Ｗになるまでの間、本切り替え制御での発電量Ｐの瞬時値は比較例を上回るため、両制御の積算発電量にはさらに差がつく。そして、時間ｔ３で、切り替え制御時の温度差ΔＴが比較例のそれと同じになり、時間ｔ３以降は、発電量の瞬時値は互いに同じになり、積算発電量の差は約０．５Ｗで一定となる。
【００４３】
《スイッチ部の切り替えタイミングについて》
ここで、スイッチ部９５の切り替えタイミング（つまり、時間ｔ１）は、印刷ジョブに基づき定められる。より具体的には、印刷ジョブには、シートＳｈに関し、種別（例えば、厚紙、薄紙等）およびサイズ（例えば、Ａ４、Ｂ５等）等が含まれている。ＲＯＭ８５には、以下の表１に示すように、シートＳｈの種別またはサイズ毎に、望ましいスイッチ部９５の切り替えタイミングが記されたテーブルが格納されている。
【００４４】
【表１】
2015079137.tif 000003
【００４５】
上記テーブルにおいて、例えば、シートＳｈの種別に着目すると、シートＳｈの坪量が大きくなる程、シートＳｈが定着器６を通過中に、より多くの熱がシートＳｈに奪われるため、定着器６の周囲温度（より具体的には、定着器６の端部の周囲温度）が上昇し難い。このような場合、熱電変換素子９１が効率的に発電できる（つまり、積算値が最大となる）温度差ΔＴへの到達時間が長くなってしまう。そこで、時間ｔ１は、図８上段に示すように、相対的に遅いｔａとする。それに対し、坪量が小さい場合には、図８下段に示すように、時間ｔ１を相対的に早いｔｂとする。
【００４６】
また、シートＳｈのサイズが大きい場合（例えば、Ａ４サイズ等の場合）には、時間ｔ１は相対的に遅いｔａに設定され（図８上段を参照）、小さい場合（例えば、Ｂ５サイズ等の場合）には、相対的に早いｔｂに設定される（図８下段を参照）。
【００４７】
また、ＲＯＭ８５には、代替的に、以下の表２に示すように、シートＳｈの種別およびサイズの組み合わせ毎に、望ましいスイッチ部９５の切り替えタイミングが記されたテーブルが格納されていても構わない。
【００４８】
【表２】
2015079137.tif 000004
【００４９】
上記テーブル（表２）において、例えば、シートＳｈの坪量が大きく（つまり、厚紙で）、かつそのサイズが大きい場合、時間ｔ１を、最も長い時間ｔａとする。それに対し、坪量およびサイズ共に小さい場合には、時間ｔ１を最も短い時間ｔｂとする。他の組み合わせに関しては、時間ｔ１を、ｔａ，ｔｂの中間の時間ｔｃとする。
【００５０】
《切り替え制御の具体的なフロー》
次に、図９Ａ，図９Ｂのフロー図を参照して、上記切り替え制御の具体的なフローについて説明する。ＣＰＵ８４は、印刷ジョブを受信すると、まず、スイッチ部９５をオフにし（図９Ａ：Ｓ０１）、内蔵のタイマー（図示せず）の値Ｔを０に初期化する（Ｓ０２）。
【００５１】
次に、ＣＰＵ８４は、画像形成装置１の現在の動作モード（プリントモードまたはスリープ）を取得して（Ｓ０３）、取得した動作モードがプリントモードか否かを判断する（Ｓ０４）。
【００５２】
プリントモード時に、印刷ジョブが外部機器（例えば、コンピュータ）から到着すると、ＣＰＵ８４は、到着した印刷ジョブに含まれるシートＳｈの種別およびサイズを取得する（Ｓ０５）。
【００５３】
次に、ＣＰＵ８４は、取得した種別が厚紙か否かを判断し（Ｓ０６）、Ｙｅｓと判断すると、取得したサイズが大型（つまり、Ａ４）か否かを判断する（Ｓ０７）。Ｓ０７でＹｅｓと判断すると、ＣＰＵ８４は、内蔵のテーブル（例えば、表２に示すもの）から最も長い時間ｔａを選択し、時間ｔ１として設定する（Ｓ０８）。
【００５４】
次に、ＣＰＵ８４は、タイマーの現在値Ｔを取得し（Ｓ０９）、取得した値Ｔがｔａに到達しているか否かを判断する（Ｓ１０）。Ｎｏと判断すると、ＣＰＵ８４はＳ０９に戻るが、Ｙｅｓと判断すると、ＣＰＵ８４はスイッチ部９５をオンにする（Ｓ１１）。その後、ＣＰＵ８４は、次の動作モードを取得するために処理をＳ０３に戻す。
【００５５】
また、Ｓ０６にてＮｏと判断すると、ＣＰＵ８４は、取得したサイズが小型（つまり、Ｂ５）か否かを判断する（Ｓ１２）。Ｓ１２でＹｅｓと判断すると、ＣＰＵ８４は、内蔵のテーブルから最も短い時間ｔｂを選択し、時間ｔ１として設定する（Ｓ１３）。
【００５６】
次に、ＣＰＵ８４は、タイマーの現在値Ｔを取得し（Ｓ１４）、取得した値Ｔがｔｂに到達しているか否かを判断する（Ｓ１５）。Ｎｏと判断すると、ＣＰＵ８４はＳ１４に戻るが、Ｙｅｓと判断すると、ＣＰＵ８４はスイッチ部９５をオンにする（Ｓ１１）。その後、ＣＰＵ８４は、次の動作モードを取得するために処理をＳ０３に戻す。
【００５７】
また、Ｓ０７またはＳ１２にてＮｏと判断すると、ＣＰＵ８４は、内蔵のテーブルから、ｔａ，ｔｂの中間の時間ｔｃを選択し、時間ｔ１として設定する（図９Ｂ：Ｓ１６）。
【００５８】
次に、ＣＰＵ８４は、タイマーの現在値Ｔを取得し（Ｓ１７）、取得した値Ｔがｔｃに到達しているか否かを判断する（Ｓ１８）。Ｎｏと判断すると、ＣＰＵ８４はＳ１７に戻るが、Ｙｅｓと判断すると、ＣＰＵ８４はスイッチ部９５をオンにする（図９Ａ：Ｓ１１）。その後、ＣＰＵ８４は、次の動作モードを取得するために処理をＳ０３に戻す。
【００５９】
また、Ｓ０４でＮｏと判断した場合、画像形成装置１の現在の動作モードはスリープである。この場合、ＣＰＵ８４は、スイッチ部９５がオンか否かを判断する（図９Ｂ：Ｓ１９）。Ｙｅｓであれば、負荷９３に電力供給が行われているため、ＣＰＵ８４は、熱電変換素子９１の温度差ΔＴが０になるまで（つまり、発電量Ｐが０になるまで）待機した後（Ｓ２０）、スイッチ部９５をオフにする（Ｓ２１）。その後、ＣＰＵ８４は、次の動作モードを取得するために処理を、図９ＡのＳ０３に戻す。
【００６０】
また、Ｓ１９でＮｏと判断した場合も、ＣＰＵ８４は、次の動作モードを取得するために処理をＳ０３に戻す。
【００６１】
《切り替え制御の効果》
以上説明したように、本実施形態に係る切り替え制御によれば、定着器６の加熱開始から予め定められた時間ｔ１を経過するまでの間、スイッチ部９５はオフにされ、それによって、熱電変換素子９１の熱抵抗ＲTを大きな値（５ｋ／Ｗ）に保つ。時間ｔ１が経過し、スイッチ部９５がオンになると、熱抵抗ＲTは、小さな値（１ｋ／Ｗ）に向けて低下し始め、十分な時間が経過すると小さな値（１ｋ／Ｗ）で略一定となる。熱抵抗ＲTが小さな値になるまでの間、スイッチ部９５を最初からオンにしておいた場合よりも、熱電変換素子９１の温度差ΔＴを大きくすることができるため、熱電変換素子９１からより多くの発電量Ｐを得ることが可能となる。
【００６２】
《付記１》
なお、上記実施形態では、画像形成装置１は、誘導加熱方式を採用した定着器６を備えるとして説明した。しかし、これに限らず、画像形成装置１は、熱ベルト方式または熱ローラ方式を採用した定着器を備えていても構わない。
【００６３】
《付記２》
また、上記実施形態では、熱電変換素子９１の接合部分は定着器６の周辺のフレームに取り付けられるとして説明した。しかし、これに限らず、熱電変換素子９１は、定着器６そのもの、定着器６の周辺の板金、定着器６から排出トレイ７の間の搬送経路ＦＰを形成する排出ガイド、または電源回路等の発熱部分（つまり、熱源）に取り付けられても構わない。
【００６４】
《付記３》
また、上記実施形態では、時間ｔ１を、シートＳｈの種別またはサイズに基づき決定している。しかし、これに限らず、定着器６の周囲温度が変化する要因に応じて、時間ｔ１は設定されれば良い。
【００６５】
《付記４》
また、上記実施形態では、ＣＰＵ８４がプリントモード時に切り替え制御を行っていた。しかし、これに限らず、ＣＰＵ８４は、ウォームアップ時に切り替え制御を行っても構わない。
【００６６】
本発明に係る画像形成装置は、熱電変換素子からより多くの電力を得ることが可能であり、複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれら機能を備えた複合機に好適である。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置
６  定着器
９  熱電変換部
９１  熱電変換素子
９２  放熱フィン
９３  負荷
９４  電力供給線
９５  スイッチ部
【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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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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