(57)【要約】【課題】創電効率を高めること。【解決手段】熱定着装置で発生する熱により発電を行う熱電変換素子２５と、熱電変換素子２５で発電された電力に対して最適な発電量に制御する最適電力追従制御を行って電力を供給する第１電力供給部５０と、熱電変換素子２５で発電された電力を供給する第２電力供給部５１と、第１電力供給部５０と第２電力供給部５１との何れかに切替を行う電力供給切替部５２と、電力供給切替部５２により切り替えられた供給経路から電力が蓄電される蓄電池２２と、予め設定される閾値に基づいて電力供給切替部５２の切替動作を制御する切替制御部３５と、を備える。【選択図】図３
2015023603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱定着装置で発生する熱により発電を行う熱電変換素子と、
前記熱電変換素子で発電された電力に対して最適な発電量に制御する最適電力追従制御を行って電力を供給する第１電力供給部と、
前記熱電変換素子で発電された電力を供給する第２電力供給部と、
前記第１電力供給部と前記第２電力供給部との何れかに切替を行う電力供給切替部と、
前記電力供給切替部により切り替えられた供給経路から電力が蓄電される蓄電池と、
予め設定される閾値に基づいて前記電力供給切替部の切替動作を制御する切替制御部と、
を備えることを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
さらに、前記熱電変換素子の温度を検知する温度検知部と、前記閾値である温度閾値が予め記憶される温度閾値記憶部と、を有し、
前記切替制御部は、前記温度検知部により検知された温度と前記温度閾値とを比較し、当該検知温度が前記温度閾値を超えている場合には前記第２電力供給部に切替え、当該検知温度が前記温度閾値を超えていない場合には前記第１電力供給部に切替えるように、前記電力供給切替部を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記切替制御部は、前記熱定着装置の発熱源の点灯パターンを前記熱電変換素子の温度推移に換算し、当該換算した温度と前記閾値である温度閾値とを比較し、当該換算した温度が前記温度閾値を超えている場合には前記第２電力供給部に切替え、当該換算した温度が前記温度閾値を超えていない場合には前記第１電力供給部に切替えるように、前記電力供給切替部を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項４】
さらに、前記熱電変換素子の出力電力を算出する電力算出部と、前記閾値である電力閾値が予め記憶される電力閾値記憶部と、を有し、
前記切替制御部は、前記電力算出部により算出した電力値と、前記電力閾値とを比較し、当該電力値が前記電力閾値を超えている場合には前記第２電力供給部に切替え、当該電力値が前記電力閾値を超えていない場合には前記第１電力供給部に切替えるように、前記電力供給切替部を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記第２電力供給部にはダイオードのみを配置し、前記熱電変換素子の出力電圧が前記蓄電池の充電電圧より大きい場合には前記第２電力供給部から前記蓄電池に充電し、前記熱電変換素子の出力電圧が蓄電池の充電電圧以下の場合には前記第１電力供給部から蓄電池に充電するように切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項６】
熱定着装置で発生する熱により発電を行う熱電変換素子と、
前記熱電変換素子で発電された電力に対して最適な発電量に制御する最適電力追従制御を行って電力を供給する第１電力供給部と、
前記熱電変換素子で発電された電力を供給する第２電力供給部と、
前記第１電力供給部と前記第２電力供給部との何れかに切替を行う電力供給切替部と、
前記電力供給切替部により切り替えられた供給経路から電力が蓄電される蓄電池と、
予め設定される閾値に基づいて前記電力供給切替部の切替動作を制御する切替制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
熱定着装置で発生する熱により発電を行う熱電変換素子と、
前記熱電変換素子で発電された電力に対して最適な発電量に制御する最適電力追従制御を行って電力を供給する第１電力供給部と、
前記熱電変換素子で発電された電力を供給する第２電力供給部と、
前記第１電力供給部と前記第２電力供給部との何れかに切替を行う電力供給切替部と、
前記電力供給切替部により切り替えられた供給経路から電力が蓄電される蓄電池と、
を備える充電制御装置の充電制御方法であって、
予め設定される閾値に基づいて前記電力供給切替部の切替動作を制御する切替制御工程を含むことを特徴とする充電制御方法。
【請求項８】
熱定着装置で発生する熱により発電を行う熱電変換素子と、
前記熱電変換素子で発電された電力に対して最適な発電量に制御する最適電力追従制御を行って電力を供給する第１電力供給部と、
前記熱電変換素子で発電された電力を供給する第２電力供給部と、
前記第１電力供給部と前記第２電力供給部との何れかに切替を行う電力供給切替部と、
前記電力供給切替部により切り替えられた供給経路から電力が蓄電される蓄電池と、
を備えるコンピュータで実行させるためのプログラムであって、
予め設定される閾値に基づいて前記電力供給切替部の切替動作を制御する切替制御ステップを前記コンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御装置、画像形成装置、充電制御方法、およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらを組み合わせた複合機では、省エネルギー要求に対応するため、画像形成装置で発生する熱を回収し、電気エネルギーとして再利用できる省エネルギー技術が知られている。この省エネルギー技術では、熱電変換素子による創電技術では、ＭＰＰＴ(Maximum  Power  Point  Tracker)回路により熱電変換素子を最適動作電圧点で創電している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、創電効率を高める目的で、画像形成装置にＭＰＰＴ制御されたＤＤＣを使用して創電を行なう装置について開示されている。具体的には、装置に設けられている太陽電池を最適な効率で発電させてその電力を蓄えられるよう、太陽電池の最適発電動作電圧点を追従可能なＤＤＣを太陽電池と蓄電池の間に設ける構成が開示されている。
【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、上記従来の技術にあっては、熱電変換素子による創電技術では、ＭＰＰＴ回路により熱変換電素子を最適動作電圧点で創電させている。このため、常時ＭＰＰＴ制御された電圧コンバータ(ＤＤＣ)を駆動し、電力を消費することになり創電効率が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、創電効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、熱定着装置で発生する熱により発電を行う熱電変換素子と、前記熱電変換素子で発電された電力に対して最適な発電量に制御する最適電力追従制御を行って電力を供給する第１電力供給部と、前記熱電変換素子で発電された電力を供給する第２電力供給部と、前記第１電力供給部と前記第２電力供給部との何れかに切替を行う電力供給切替部と、前記電力供給切替部により切り替えられた供給経路から電力が蓄電される蓄電池と、予め設定される閾値に基づいて前記電力供給切替部の切替動作を制御する切替制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、創電効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は、図１のデジタル複合機の電源系の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる充電制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、熱電変換素子の電圧−電流特性を示す特性図である。
【図５】図５は、ＭＰＰＴ（最大電力追従）制御について示す説明図である。
【図６】図６は、熱電変換素子から最大電力を取り出すための手段の一つで逐一比較(山登り法)について示すグラフである。
【図７】図７は、温度によって変化する熱電変換素子の電圧―電力特性の中でも、特に３つの温度状態での特性を示すグラフである。
【図８】図８は、画像形成装置の起動から通紙終了までの一連の動作における定着ローラの温度変化の推移とスイッチの切り替え動作を示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、画像形成装置の起動から通紙終了までの一連の動作における熱電変換素子による発電量を、従来のＭＰＰＴ制御のみと、スイッチのみとで比較した例を示すタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、入出力制御部による熱電変換素子の発電制御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】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる充電制御装置、画像形成装置、充電制御方法、およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施の形態）
本実施の形態の画像形成装置は、熱定着装置の排熱を熱電変換素子で電気に変換し、電池に蓄電するシステムを備え、以下の特徴を有する。本画像形成装置は、熱電変換素子と電池間に、ＭＰＰＴ（最大電力追従）制御されたＤＤＣ（電圧コンバータ回路）を含む第１の経路と、それとは別にスイッチのみで構成される第２の経路を設けている。上記スイッチを切り替えることにより、ＤＤＣの電力消費を避けつつ充電することが可能となる。また、電池の充電電圧は通紙中の画像形成装置の目標温度時に熱電素子が最適動作する(電力が最大となる)電圧に設定しており、定着ローラがある一定の温度を超えた場合には、上記第２の経路により充電する。これにより、ＤＤＣの電力消費を避けつつ熱電素子が最適動作電圧点もしくはその付近の電圧で創電できる。なお、ＭＰＰＴは、Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｏｉｎｔ  Ｔｒａｃｋｅｒの略称であり、以下、適宜、ＭＰＰＴと記述する。また、ＤＤＣは電圧コンバータ回路であり、以下、ＤＤＣという。
【００１１】
図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す説明図である。本画像形成装置１は、デジタル複合機からなり、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能等を有している。操作部のアプリケーション切り替えキーにより、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能となっている。すなわち、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。
【００１２】
画像形成装置１での画像形成動作の流れを複写モードを例にあげ、図１を用いて簡単に説明する。複写モードでは、原稿束がＡＤＦ１０により、順に画像読み取り装置１１に給送され、画像読み取り装置１１により、画像情報が読み取られる。そしてその読み取られた画像情報は、画像処理手段(不図示)を介して書き込み手段としての書き込みユニット１２により光情報に変換される。感光体ドラム１４は、帯電器（不図示）により一様に帯電された後に書き込みユニット１２からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１４上の静電潜像は現像装置１３により現像されてトナー像となる。このトナー像は、搬送ベルト１５により転写紙に転写され、転写紙は、熱定着装置１６によりトナー像が定着され、排出される。図１において、符号１７は作像系、給紙搬送系を含む各ユニットで構成されるプリンタユニット、符号１８はキャパシタユニットである。熱定着装置１６は、例えば、加熱用ヒータを内蔵した定着ローラとこれに所定圧で加圧された加圧ローラを有し、熱および圧力の作用によって記録紙上のトナー像を定着する。なお、定着ローラによる方式の他にも、無端状の定着ベルトなどの公知の熱定着方式による構成であってもよい。
【００１３】
図２は、図１のデジタル複合機の電源系の構成を示すブロック図である。熱電変換素子２５は、熱定着装置１６に隣接して設置され、熱定着装置１６から排出される熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。そして、熱電変換素子２５から発電された電気エネルギーは、ＭＰＰＴ制御されたＤＤＣ２６を介す経路[Ｉ]もしくはスイッチ２３を介す経路[ＩＩ]どちらかの経路で蓄電池２２に蓄えられる。経路[Ｉ]，[ＩＩ]どちらを介すかはスイッチ２３で切り替えることが可能である。そして蓄えられた電気エネルギーは放電器であるＤＤＣ２７、および切替回路２８を介して負荷２１に供給される。ここでＤＤＣ２６、ＤＤＣ２７、および切替回路２８は動作するために電源が必要となるため、電源ラインは、当該回路にも接続される。
【００１４】
また、蓄電池２２の充電電圧は、通紙中の画像形成装置の目標温度時に熱電変換素子２５が最適動作する(電力が最大となる)電圧となるよう構成されている。
【００１５】
切換回路２８はＡＣラインから供給されるＡＣ電源３０を元に主電源により作られた電源（ＰＳＵ）と、熱電変換素子２５で発電され蓄電池２２、およびＤＤＣ２７を介して作られた電源とを入出力制御部２０による制御に従って切り換える。これにより切換回路２８は負荷２１に供給する働きをする。入出力制御部２０はデジタル複写機の全体の制御を行っており、各動作モードに応じてシーケンシャルに各負荷２１を動作させる。
【００１６】
また、入出力制御部２０は、蓄電池２２への充放電の制御も行っている。熱電変換素子２５から電圧、電流を測定した後に電力値を演算し、ＤＤＣ２６の出力電圧を切り替えるためのＰＷＭ信号を生成したり、熱定着装置１６に隣接している温度検知センサ２４からの温度データを受けとる。そして、予め入力された熱電変換素子２５の温度特性に応じて定められた温度閾値を超えているかを判定し、スイッチ２３をＯＮ・ＯＦＦして充電経路を切り替えの制御を行っている。温度検知センサ２４は、例えば、サーミスタなどに公知の温度測定可能なセンサを用いる。ＰＷＭは、ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調の略称である。
【００１７】
温度検知センサ２４は、定着装置１６の定着ローラ表面温度を測定し、また、熱電変換素子２５の温度を測定するものである。このため、温度検知センサ２４の検知温度が、定着ローラと熱電変換素子２５とでは配置が近傍であるが、同一温度値とならない。このため、予め定着ローラ表面温度に対する熱電変換素子２５の温度を設定しておくことで、共通の温度検知センサ２４を用いている。
【００１８】
また、スイッチ２３は、ダイオードに置き換えることで、熱電変換素子２５の出力電圧が蓄電池の充電電圧より大きい場合には、スイッチ２３を経由して蓄電池２２に充電する。小さい場合にはＭＰＰＴ制御されたＤＤＣ（電圧コンバータ）２６を経由して蓄電池２２を充電することができる。
【００１９】
図３は、本実施の形態にかかる充電制御装置の機能構成を示すブロック図である。入出力制御部２０は、ＣＰＵ（central  processing  unit）３１、ＲＯＭ（read-only  memory）３２、ＲＡＭ（random  access  memory）３３、記憶部３４を有する。ＣＰＵ３１は、切替制御部３５、充放電制御部３６、温度推移換算部３７、電力算出部３８の機能を有する。記憶部３４は、温度閾値記憶部４０、電力閾値記憶部４１を有する。
【００２０】
第１電力供給部５０は、図２におけるＭＰＰＴ制御されたＤＤＣ２６を介す経路で構成される。第２電力供給部５１は、図２におけるスイッチ２３を介す経路[ＩＩ]で構成される。電力供給切替部５２は図２のスイッチ２３で構成される。
【００２１】
第１電力供給部５０は、熱電変換素子２５で発電された電力に対して最大限の発電量に制御するＭＰＰＴ（最適電力追従制御）を行って電力を供給する。第２電力供給部前５１は、熱電変換素子２５で発電された電力を供給する．電力供給切替部５２は、第１電力供給部５０と第２電力供給部５１との何れかに切替を行う。蓄電池２２は、電力供給切替部５２により切り替えられた供給経路から電力が蓄電される．切替制御部３５は、所定の閾値に基づいて電力供給切替部５２の切替動作の制御を行う。
【００２２】
温度検知部としての温度検知センサ２４は、熱電変換素子２５の温度を検知する。温度閾値記憶部４０は、閾値である温度閾値が予め記憶される。
【００２３】
切替制御部３５は、温度検知センサ２４により検知された温度と温度閾値記憶部４０に記憶されている温度閾値とを比較する。この結果、当該検知温度が温度閾値を超えている場合には第２電力供給部５１になるように電力供給切替部５２を制御する。他方、当該検知温度が温度閾値を超えていない場合には第１電力供給部５０になるように電力供給切替部５２を制御する。充放電制御部３６は、蓄電池２２の充放電の制御を行う。
【００２４】
温度推移換算部３７は、熱定着装置１６の発熱源の点灯パターンを熱電変換素子２５の温度推移に換算する。切替制御部３５は、温度推移換算部３７により換算した温度と閾値である温度閾値とを比較する。この結果、当該換算した温度が温度閾値を超えている場合には第２電力供給部５１になるように電力供給切替部５２を制御する、他方、当該換算した温度が温度閾値を超えていない場合には第１電力供給部５０になるように、電力供給切替部５２を制御する。
【００２５】
電力閾値記憶部４１は、閾値である電力閾値が予め記憶される。電力算出部３８は、熱電変換素子２５の出力電力を測定する。切替制御部３５は、電力算出部３８により算出した電力値と、電力閾値記憶部４１に記憶されている電力閾値とを比較する。この結果、当該電力値が電力閾値を超えている場合には第２電力供給部５１になるように電力供給切替部５２を制御する。他方、当該電力値が電力閾値を超えていない場合には第１電力供給部５０になるように、電力供給切替部５２を制御する。
【００２６】
また、第２電力供給部５１にはダイオードのみを配置する構成としてもよい。本構成により、熱電変換素子２５の出力電圧が蓄電池２２の充電電圧より大きい場合には第２電力供給部５１から蓄電池２２に充電する。他方、熱電変換素子２５の出力電圧が蓄電池２２の充電電圧以下の場合には第１電力供給部５０から蓄電池２２に充電するように切り替えを行う。
【００２７】
なお、上述した各機能を、ＣＰＵ３１を用いてソフトウェア（プログラム）により実現する代わりに、これら各部の全部または一部をハードウェア回路により実現してもよい。すなわち、切替制御部３５、充放電制御部３６、温度推移換算部３７、電力算出部３８を含む全部または一部をハードウェア回路により実現してもよい。
【００２８】
図４は、熱電変換素子２５の電圧−電流特性を示す特性図である。図４では、横軸に熱電変換素子２５の電圧[Ｖ]、縦軸に熱電変換素子２５の電流[Ａ]を示し、熱電変換素子２５の温度Ｔ＝１００°Ｃ,１５０°Ｃ,２００°Ｃそれぞれについての最適動作電圧点を示している。この図４に示すように、熱電変換素子２５は、温度によって最適動作電圧点が異なり、発電量が変化するため、最適動作電圧点で動作させる必要がある。
【００２９】
図５は、ＭＰＰＴ（最大電力追従）制御について示す説明図である。前述した図４の特性図を見てもわかるように、熱電変換素子２５は「出力電流を大きくすると電圧が下がり、小さくすると電圧が大きくなる」という特徴がある。ここで、ＤＤＣ２６(図２参照)の出力電圧を意図的に大きくすると、蓄電池２２との電圧差が大きくなることから、蓄電池２２への充電電流が増加する。それによりＤＤＣ２６への入力電流(熱電変換素子２５から取り出す電流)も増加するため、熱電変換素子２５の特性から、熱電変換素子２５の電圧が下がる。また、この反対についても成り立つ。ＤＤＣ２６の出力電圧は、制御基板（不図示）からＤＤＣ２６に入力されるＰＷＭ信号のＤｕｔｙによって制御することが可能なため、熱電変換素子２５から取り出せる電力を制御し、最適動作させることができる。
【００３０】
つぎに、図６を参照し、熱電変換素子２５から最大電力を取り出すための手段の一つで、逐一比較(山登り法)について詳述する。図６では、横軸に熱電変換素子２５の出力電圧[Ｖ]、縦軸に熱電変換素子２５から取り出せる電力[Ｗ]を示している。この逐一比較(山登り法)の方法は、固定周期で熱電変換素子２５の電圧、電流を測定して電力を算出し、次周期の電力算出結果と比較して制御を行う方法である。まず図中ａの場合、熱電変換素子２５の出力電圧を増加させるため、ＤＤＣ２６の出力電圧(Ｖｃとする)をΔＶｃだけ減少させる。次に再度電力を算出し、一周期前と比較して、電力が増加(減少)していた場合にはΔＶｃの極性を変更しない(する)。これを繰り返すことで、最大電力出力を得ることができる。図中では、ｄ⇒ｅにかけて電力が減少しているため、ΔＶｃの極性を変化することで、ｆ点に移動している。
【００３１】
図７は、温度によって変化する熱電変換素子２５の電圧―電力特性の中でも、特に３つの温度状態での特性を示す。すなわち、Ａ特性（温度Ｔ＞目標温度）、Ｂ特性（Ｔ＝閾値温度）、Ｃ特性（温度Ｔ＜閾値温度）それぞれの特性について示している。
【００３２】
図７の黒丸点は各温度における最大出力電力を示しており、そのときの電圧が最適動作電圧である。ＭＰＰＴ制御されたＤＤＣ２６経由時では、最適動作電圧点を追従するが、ＤＤＣ２６で電力が消費されるため(効率：約８０〜９０％)、図７の黒三角点が実際に得られる電力値となる。一方、スイッチ２３のみ経由する場合には、熱電変換素子２５から蓄電池２２間がスイッチ２３のみのため電力損失はほぼ無視することができる。しかし、熱電変換素子２５の出力電圧は蓄電池２２の充電電圧に固定されているため、熱定着装置１６の温度（定着ローラの表面温度）、すなわち熱電変換素子２５の温度が変化するにつれて電力効率も減少してしまう。そのため図中の黒四角点が各温度におけるスイッチ２３のみ経由時の熱電素子から得られる最大電力である。
【００３３】
つぎに、Ｂ特性は定着ローラの温度が「スイッチのみ経由時の最大電力＝ＤＤＣ経由時の最大電力」となるときの温度であり、このときの温度を閾値温度と設定する。Ａ特性とＣ特性は、定着ローラの温度が上記閾値温度よりも高い状態と低い状態をそれぞれ表している。
【００３４】
Ａ特性では「スイッチのみ経由時の最大電力＞ＤＤＣ２６経由時の最大電力」となっており、スイッチ２３をＯＮにしてＤＤＣ２６を介さずに充電することで、効率を改善することができる。
【００３５】
また、Ｃ特性では「スイッチ２３のみ経由時の最大電力＜ＤＤＣ２６経由時の最大電力」となっており、スイッチ２３をＯＦＦにして、ＭＰＰＴ制御されたＤＤＣ２６で充電したほうが効率がよいことがわかる。
【００３６】
また、Ｂ特性(閾値温度)時に得られる、ＤＤＣ２６経由時の最大電力(＝スイッチ２３のみ経由時の最大電力)を、閾値電力とする。電力算出部３８にて演算された熱電変換素子２５の出力電力が閾値電力を超えている場合には、スイッチ２３をＯＮにしてＤＤＣ２６を介さずに充電する。他方、電力算出部３８にて演算された熱電変換素子２５の出力電力が閾値電力を超えている場合には、超えていない場合にはスイッチ２３をＯＦＦにすることでも、閾値温度設定時と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
図８は、画像形成装置の起動から通紙終了までの一連の動作における、定着ローラの温度変化の推移と、スイッチ２３の切り替えのタイミングを示している。図８では、横軸に画像形成動作および経路[Ｉ]，[ＩＩ]の切替タイミング、縦軸に、Ｂ特性（温度閾値）、Ａ特性、Ｃ特性の温度軸を示している。
【００３８】
熱定着装置１６（定着ローラ）の温度が温度閾値記憶部４０に記憶されている温度閾値を下回る場合には、図２中：経路[ＩＩ]のスイッチ２３をＯＦＦし、ＭＰＰＴ制御されたＤＤＣ２６を介して蓄電池２２に蓄電する(図８の実線参照)。一方、定着ローラの温度が温度閾値記憶部４０に記憶されている温度閾値を上回る場合には経路[ＩＩ]のスイッチ２３をＯＮし、スイッチ２３のみを介して蓄電池２２に蓄電する(図８の破線参照)。
【００３９】
図９は、画像形成装置の起動から通紙終了までの一連の動作における熱電変換素子２５による発電量を、従来のＭＰＰＴ制御のみ(図中実線)と、スイッチ２３のみ(図中破線)とで比較したものである。図９では、横軸に画像形成動作および経路[Ｉ]，[ＩＩ]の切替タイミング、縦軸に、Ｂ特性（温度閾値）、Ａ特性、Ｃ特性の発電軸を示している。この図９に示すように、蓄電池２２の充電電圧設定と、温度閾値を設けることで、ＭＰＰＴ制御のみで動作させるよりも効率よく創電できることがわかる。
【００４０】
つぎに、入出力制御部２０による熱電変換素子２５の発電制御について図１０に示すフローチャートを用いて説明する。この制御は、図２および図３に示すように構成された入出力制御部２０によって実行される。
【００４１】
操作者からの動作要求を受け付け起動すると、まず、ＤＤＣ２６の出力電圧変化量であるΔＶの初期値設定を行う（ステップＳ１）。続いて、電力算出部３８により初期状態での熱電変換素子２５の出力電力値を取得する（ステップＳ２）。続いて、熱定着装置１６の定着ローラの温度測定を温度検知センサ２４の検知出力によって行う(ステップＳ３)。測定温度が温度閾値記憶部４０に記憶されている温度閾値を超えているか否かを判断する(ステップＳ４)。
【００４２】
ステップＳ４において測定温度が温度閾値を超えていると判断した場合（判断、ＹＥＳ）には、さらにスイッチ２３がＯＮか否かを判断する(ステップＳ５)。ここで、スイッチ２３がＯＮであると判断した場合（判断、ＹＥＳ）はそのままとし、一方、スイッチ２３がＯＦＦであると判断した場合（判断、ＮＯ）にはスイッチ２３をＯＮに設定する(ステップＳ６)。
【００４３】
これによりスイッチ２３のみを経由し蓄電されることになるので、創電効率が上昇する。その後、ＤＤＣ２６に入力するＰＷＭ信号のＤｕｔｙ＝０に設定し(ステップＳ７)、ＰＷＭ信号を出力する(ステップＳ８)。
【００４４】
ステップＳ４において測定温度が温度閾値を超えていない場合（判断、ＮＯ）には、さらにスイッチ２３がＯＮか否かを判断する（ステップＳ９)。ここで、スイッチ２３がＯＦＦの場合（判断、ＮＯ）はそのままとし、一方、スイッチ２３がＯＮの場合（判断、ＹＥＳ）にはスイッチ２３をＯＦＦする(ステップＳ１０)。
【００４５】
続いて、熱電変換素子２５の出力電力値を取得する(ステップＳ１１)。さらに、取得した電力値が、一周期前の電力値より大きいか否かを判断する(ステップＳ１２)。ここで、取得した電力値が、一周期前の電力値以上と判断した場合（判断、ＹＥＳ）には、ΔＶの極性はそのままとする（ステップＳ１３）。一方、取得した電力値が、一周期前の電力値未満の場合（判断、ＮＯ）にはΔＶの極性を反転し(ステップＳ１４)、ＰＷＭ信号のＤｕｔｙを設定し(ステップＳ１５)、出力することで、電圧コンバータの出力電圧を制御する(ステップＳ１６)。上記ステップＳ３〜Ｓ１６までの処理を、操作者からの動作要求が一定時間なく、待機モードへ移行するまで、もしくは操作者から電源ＯＦＦとされるまで繰り返し実施する。
【００４６】
このように、温度推移換算部３７は、熱定着装置１６の発熱源の点灯パターンを熱電変換素子２５の温度推移に換算する。そして、切替制御部３５は、温度推移換算部３７により換算した温度と閾値である温度閾値とを比較する。この結果、当該換算した温度が温度閾値を超えている場合には第２電力供給部５１になるように電力供給切替部５２を制御する。他方、当該換算した温度が温度閾値を超えていない場合には第１電力供給部５０になるように、電力供給切替部５２を制御する。
【００４７】
また、上述したように、電力算出部３８は、熱電変換素子２５の出力電力を測定する。切替制御部３５は、電力算出部３８により算出した電力値と、電力閾値記憶部４１に記憶されている電力閾値とを比較する。この結果、当該電力値が電力閾値を超えている場合には第２電力供給部５１になるように電力供給切替部５２を制御する。他方、当該電力値が電力閾値を超えていない場合には第１電力供給部５０になるように、電力供給切替部５２を制御する。
【００４８】
なお、スイッチ２３をダイオードに置き換えた構成である場合には、スイッチ２３を切り替える必要がなくなるため、図１０におけるステップＳ５,Ｓ６,Ｓ９,Ｓ１０の動作は不要である。
【００４９】
したがって、以上説明してきた実施の形態によれば、つぎのような効果を奏する。まず、熱電変換素子２５と蓄電池２２間に、ＭＰＰＴ制御されたＤＤＣ２６を含む第１の経路と、それとは別にスイッチ２３のみで構成される第２の経路を設けており、スイッチ２３を切り替えることにより、充電する回路を切り替えることができる。
【００５０】
また、蓄電池２２の充電電圧は通紙中の画像形成装置の目標温度時に熱電変換素子２５が最適動作する(電力が最大となる)電圧に設定している。このため、定着ローラの温度が閾値以上の場合には、上記第２の経路により充電することで、ＤＤＣ２６の電力消費を避けつつ熱電変換素子が最適動作電圧点で創電するので熱電素子の創電効率を高めることができる。
【００５１】
ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭ３２に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。たとえば、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
【００５２】
また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００５３】
本実施の形態で実行されるＲＯＭ３２のプログラムは、上述した切替制御部３５、充放電制御部３６、温度推移換算部３７、電力算出部３８を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵ３１（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ３３等の主記憶装置上にロードされる。そして、上記プログラムが主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００５４】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１  画像形成装置
１６  熱定着装置
２０  入出力制御部
２２  蓄電池
２３  スイッチ
２４  温度検知センサ
２５  熱電変換素子
２６  ＤＤＣ
３１  ＣＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  記憶部
３５  切替制御部
３６  充放電制御部
３７  温度推移換算部
３８  電力算出部
５０  第１電力供給部
５１  第２電力供給部
５２  電力供給切替部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特開２０１２−１２４９９１号公報
【図１】
2015023603.tif 000003
【図２】
2015023603.tif 000004
【図３】
2015023603.tif 000005
【図４】
2015023603.tif 000006
【図５】
2015023603.tif 000007
【図６】
2015023603.tif 000008
【図７】
2015023603.tif 000009
【図８】
2015023603.tif 000010
【図９】
2015023603.tif 000011
【図１０】
2015023603.tif 000012