JP2018157692A

JP2018157692A - Power regeneration device and image forming device

Info

Publication number: JP2018157692A
Application number: JP2017052822A
Authority: JP
Inventors: 幸弘三谷; Yukihiro Mitani; 友和竹内; Tomokazu Takeuchi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP6903970B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To unwastefully utilize power regenerated from environmental energy generated by a load to enhance energy saving performance.SOLUTION: An image forming device 1 includes: a thermoelectric conversion section 41 for supplying regenerated power converted from environmental energy generated by a load 80a; a power regeneration section 73, an element output detecting section 25 for detecting a regenerated electric energy; a load supplying section 71 for supplying external power; and a supply switching section 75 for selectively switching between a load for supplying regenerated power among a plurality of loads 80a-80d and a load for supplying external power according to the detected regenerated electric energy.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力回生装置、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a power regeneration device and an image forming apparatus.

太陽光、風力、圧力、熱、振動等の環境エネルギーを電気エネルギーに変換して利用する技術が広く知られている。特許文献１には、環境エネルギーを電気エネルギーに変換して負荷に供給するエネルギーハーベスティング装置が記載されている。エネルギーハーベスティング装置は、環境エネルギーを電気エネルギーに変換する電力変換素子と、電力を消費する負荷と、電力変換素子と負荷との間に配置された電力制御回路を備え、電力制御回路は、電力変換素子の出力に応じて負荷に最大電流を送るようにデューティ比を動的に調整する。 Technologies that convert environmental energy such as sunlight, wind power, pressure, heat, vibration, etc. into electrical energy and use it are widely known. Patent Document 1 describes an energy harvesting device that converts environmental energy into electrical energy and supplies the energy to a load. The energy harvesting device includes a power conversion element that converts environmental energy into electric energy, a load that consumes power, and a power control circuit that is disposed between the power conversion element and the load. The duty ratio is dynamically adjusted so as to send the maximum current to the load according to the output of the conversion element.

電力を消費する負荷を有した各種の装置においては、負荷が発生させる熱や振動等の環境エネルギーを電気エネルギーに変換して負荷に再供給することで、省エネルギー性を向上させることができる。
しかし、負荷が発生させる環境エネルギーは必ずしも一定ではなく、環境エネルギーの変動に応じて回収される電気エネルギーの量も変動する。従って、回収された電気エネルギーが負荷の消費エネルギーに対して過小であれば負荷を駆動することができず、回収された電気エネルギーが負荷の消費エネルギーに対して過大であれば負荷を駆動できるがエネルギーの無駄が発生し、省エネルギー性が悪化するという問題がある。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、負荷が発生させる環境エネルギーから回生される電力を無駄なく利用して省エネルギー性を向上させることを目的とする。 In various devices having a load that consumes electric power, energy conservation can be improved by converting environmental energy such as heat and vibration generated by the load into electric energy and re-supplying the load.
However, the environmental energy generated by the load is not always constant, and the amount of electrical energy recovered varies according to the environmental energy fluctuation. Therefore, the load cannot be driven if the recovered electrical energy is too small with respect to the consumed energy of the load, and the load can be driven if the recovered electrical energy is excessive with respect to the consumed energy of the load. There is a problem that energy is wasted and energy saving is deteriorated.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to improve energy saving by using electric power regenerated from environmental energy generated by a load without waste.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、負荷が発生させる環境エネルギーから変換された第一電力を供給する第一電力供給源と、前記第一電力供給源から供給される前記第一電力の量を検知する電力量検知手段と、前記第一電力とは異なる第二電力を供給する第二電力供給源と、検知された第一電力の量に応じて、複数の前記負荷の中から前記第一電力を供給する前記負荷と、前記第二電力を供給する前記負荷とを選択的に切り替える供給切替手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is supplied from a first power supply source that supplies first power converted from environmental energy generated by a load, and the first power supply source. A plurality of power detection means for detecting the amount of the first power, a second power supply source for supplying a second power different from the first power, and a plurality of the power according to the detected amount of the first power. The load switching means for selectively switching the load for supplying the first power from the load and the load for supplying the second power.

本発明によれば、負荷が発生させる環境エネルギーから回生される電力を無駄なく利用して省エネルギー性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy saving property can be improved by using the electric power regenerated from the environmental energy generated by the load without waste.

電力回生装置を含む画像形成装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus including a power regeneration device. 電力生成部及びその周辺の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural example of an electric power generation part and its periphery. 熱電変換部への電力供給を温度データに基づいて制御する例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the example which controls the electric power supply to a thermoelectric conversion part based on temperature data. 熱電変換部への電力供給を回生電力量データに基づいて制御する例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the example which controls the electric power supply to a thermoelectric conversion part based on regenerative electric energy data. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示した模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施の形態を説明する。本発明は、負荷を有する装置における電力回生に関して、以下の特徴を有する。要するに、電力回生装置は、複数の負荷に供給する電源を、商用電源やバッテリ等の外部電源とするか、回生電力とするかを選択的に切り替えられる構成となっている。電力回生装置は、回生電力量が大きいときには消費電力量の大きい負荷に回生電力を供給し、回生電力量が小さいときには消費電力量の小さい負荷に回生電力を供給する。回生電力の供給先として選択されなかった負荷に対しては、外部電源を供給する。
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
なお、本明細書において「回生」とは、モータによる電力回生だけではなく、広く、各種の機器において生じる余剰なエネルギーを回収して電力として再利用することを包含する意味で用いる。 An embodiment of the present invention will be described. The present invention has the following characteristics regarding power regeneration in a device having a load. In short, the power regeneration device is configured to selectively switch whether the power supplied to the plurality of loads is an external power source such as a commercial power source or a battery, or regenerative power. The power regeneration device supplies regenerative power to a load having a large power consumption when the regenerative power amount is large, and supplies regenerative power to a load having a small power consumption when the regenerative power amount is small. An external power supply is supplied to a load that has not been selected as a regenerative power supply destination.
The features of the present invention described above will be described in detail with reference to the following drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
In this specification, “regeneration” is used not only to regenerate electric power by a motor but also to broadly collect surplus energy generated in various devices and reuse it as electric power.

〔画像形成装置の構成例〕
図１は、電力回生装置を含む画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
電力回生される電子機器の一例である画像形成装置１は、エンジン制御部１０、エンジン部３１、操作部３３、表示パネル３５（電力量監視手段）、電力生成部４０、及び、電源制御部７０を備える。また、電源制御部７０には、複数の負荷８０ａ〜８０ｄが接続されている。画像形成装置１は電力回生装置を含んで構成されており、電力回生装置としての機能は、主としてエンジン制御部１０、表示パネル３５、電力生成部４０、及び、電源制御部７０によって実現される。 [Configuration example of image forming apparatus]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus including a power regeneration device.
The image forming apparatus 1, which is an example of an electronic device that regenerates power, includes an engine control unit 10, an engine unit 31, an operation unit 33, a display panel 35 (power amount monitoring unit), a power generation unit 40, and a power supply control unit 70. Is provided. A plurality of loads 80 a to 80 d are connected to the power supply control unit 70. The image forming apparatus 1 includes a power regeneration device, and functions as the power regeneration device are mainly realized by the engine control unit 10, the display panel 35, the power generation unit 40, and the power supply control unit 70.

＜エンジン制御部＞
エンジン制御部１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)１１、ＲＯＭ(Read Only Memory)１３、ＲＡＭ(Random Access Memory)１５、Ｉ／Ｏ(Input/Output)制御部１７を備える。
ＲＯＭ１３は、プログラムや各種データが予め記憶される不揮発性メモリである。ＲＡＭ１５は、データを一時的に記憶する揮発性メモリである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１３に予め記憶されるプログラムに従い、ＲＡＭ１５をワークメモリとして用いて、画像形成装置１の全体の動作を制御する。 <Engine control unit>
The engine control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a ROM (Read Only Memory) 13, a RAM (Random Access Memory) 15, and an I / O (Input / Output) control unit 17.
The ROM 13 is a non-volatile memory in which programs and various data are stored in advance. The RAM 15 is a volatile memory that temporarily stores data. The CPU 11 controls the overall operation of the image forming apparatus 1 using the RAM 15 as a work memory in accordance with a program stored in advance in the ROM 13.

Ｉ／Ｏ制御部１７は、通信部１９、温度検知部２１、冷却制御部２３、及び素子出力検知部２５（電力量検知手段）を備え、エンジン制御部１０の外部に配置された外部装置とのデータの入出力を制御する。
通信部１９は、ＣＰＵ１１の命令に従って、エンジン制御部１０の外部に配置された外部装置との間の通信を制御する。
温度検知部２１は、電力生成部４０の温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌから入力されるアナログの温度検知信号（高温側ＳＨ、低温側ＳＬ）をＡ／Ｄ変換して、温度データ（高温側ＴＨ、低温側ＴＬ）を出力する。温度データは、冷却制御部２３による冷却制御と、給電制御部７７による素子給電制御等に利用される。
冷却制御部２３は、ＣＰＵ１１の命令に従って電力生成部４０の熱電変換素子４３の発電効率が最大となるように、電力生成部４０の冷却部４７を駆動制御する。
素子出力検知部２５は回生電力量を検知する手段である。素子出力検知部２５は、電源制御部７０から出力される回生電力量を示す回生電力量信号に基づいて、又は、電力生成部４０から出力される温度検知信号に基づいて、回生電力量を検知する。例えば前者の場合、素子出力検知部２５は、回生電力の大きさを示すアナログの回生電力量信号をＡ／Ｄ変換して、熱電変換素子４３の発電出力を示す回生電力量データ（素子出力データ）を生成する。回生電力量信号は電源制御部７０の電力回生部７３から入力される。また、回生電力量データは、ＣＰＵ１１と、電源制御部７０の供給切替部７５と給電制御部７７に出力される。 The I / O control unit 17 includes a communication unit 19, a temperature detection unit 21, a cooling control unit 23, and an element output detection unit 25 (power amount detection means), and an external device disposed outside the engine control unit 10. Controls data input / output.
The communication unit 19 controls communication with an external device arranged outside the engine control unit 10 in accordance with an instruction from the CPU 11.
The temperature detection unit 21 performs A / D conversion on analog temperature detection signals (high temperature side SH, low temperature side SL) input from the temperature detection elements 53H and 53L of the power generation unit 40 to generate temperature data (high temperature side TH, The low temperature side TL) is output. The temperature data is used for cooling control by the cooling control unit 23, element power supply control by the power supply control unit 77, and the like.
The cooling control unit 23 drives and controls the cooling unit 47 of the power generation unit 40 so that the power generation efficiency of the thermoelectric conversion element 43 of the power generation unit 40 is maximized according to a command from the CPU 11.
The element output detection unit 25 is means for detecting the amount of regenerative power. The element output detection unit 25 detects the regenerative power amount based on the regenerative power amount signal indicating the regenerative power amount output from the power supply control unit 70 or based on the temperature detection signal output from the power generation unit 40. To do. For example, in the former case, the element output detection unit 25 performs A / D conversion on an analog regenerative power amount signal indicating the magnitude of the regenerative power, and generates regenerative power amount data (element output data) indicating the power generation output of the thermoelectric conversion element 43. ) Is generated. The regenerative power amount signal is input from the power regeneration unit 73 of the power supply control unit 70. The regenerative power amount data is output to the CPU 11, the supply switching unit 75 of the power supply control unit 70, and the power supply control unit 77.

本例において通信部１９には、エンジン部３１、操作部３３、表示パネル３５、及び外部コントローラ３７が接続されている。
エンジン部３１、操作部３３、及び表示パネル３５は、画像形成装置１を構成する。エンジン部３１は、画像データに基づいて転写紙等の記録媒体に画像を形成する画像形成部と、記録媒体の搬送を行う搬送部とを含む。操作部３３は、画像形成装置１を操作するタッチパネルや操作ボタン等の操作子を備え、操作子を介してユーザから入力された指示に基づく操作信号を出力する。表示パネル３５は、画像形成装置１の状態や設定等を表示し、或いは、素子出力検知部２５が検知した回生電力量の変化や電力回生により低減できた外部電力の消費量等を監視（モニター）するディスプレイである。
外部コントローラ３７は、画像形成装置１の外部に配置される装置であり、例えばパーソナルコンピュータが挙げられる。外部コントローラ３７は、例えば画像データと画像データの印刷情報とを含む印刷ジョブを画像形成装置１に送信する。印刷ジョブはＣＰＵ１１によって処理される。ＣＰＵ１１は、印刷情報に従った画像データの印刷処理を実行するようにエンジン部３１を駆動制御する。 In this example, the engine unit 31, the operation unit 33, the display panel 35, and the external controller 37 are connected to the communication unit 19.
The engine unit 31, the operation unit 33, and the display panel 35 constitute the image forming apparatus 1. The engine unit 31 includes an image forming unit that forms an image on a recording medium such as transfer paper based on the image data, and a transport unit that transports the recording medium. The operation unit 33 includes operation elements such as a touch panel and operation buttons for operating the image forming apparatus 1 and outputs an operation signal based on an instruction input from the user via the operation element. The display panel 35 displays the state and settings of the image forming apparatus 1, or monitors (monitors) the change in the regenerative power amount detected by the element output detection unit 25 and the consumption of external power that can be reduced by power regeneration. ).
The external controller 37 is a device arranged outside the image forming apparatus 1 and may be a personal computer, for example. The external controller 37 transmits a print job including, for example, image data and print information of the image data to the image forming apparatus 1. The print job is processed by the CPU 11. The CPU 11 drives and controls the engine unit 31 so as to execute a printing process of image data according to the printing information.

＜電力生成部＞
電力生成部４０は、負荷８０ａ、熱電変換部４１（第一電力供給源）、冷却部４７、及び温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌを備える。
負荷８０ａは、電源制御部７０から供給される電力を消費する手段であり、本例においては動作時に発熱を伴う発熱体である。負荷８０ａは、エンジン部３１を構成してもよいし、エンジン部３１以外の構成でもよい。また、負荷８０ａはエンジン部３１に含まれる定着ユニットや記録媒体を搬送するためのモータ等、機械的な動作を伴う発熱体でもよいし、機械的な動作を伴わずに発熱するＣＰＵ等でもよい。
熱電変換部４１は、熱電変換素子４３と昇圧回路４５を含む。
熱電変換素子４３は、少なくとも１つの負荷８０ａが駆動することにより発生させる環境エネルギー（電気以外のエネルギー、非電気エネルギー）である熱エネルギーを電気エネルギー（回生電力、第一電力）に変換する素子（エネルギー変換手段）である。代表的な熱電変換素子４３としては、温度差を与えると起電力を生じるゼーベック効果を利用した素子が挙げられる。なお、熱電変換素子４３として、ゼーベック効果以外を利用した熱電変換デバイスを用いてもよい。ゼーベック効果を利用した熱電変換素子４３は、ホット面とコールド面を備えており、コールド面をホット面よりも低温に保つことで、ホット面の温度とコールド面の温度との温度差に応じた起電力を発生する。熱電変換素子４３のホット面は、負荷８０ａに対して熱的に接触される。また、熱電変換素子４３のコールド面は、冷却部４７により冷却される。
昇圧回路４５は、熱電変換素子４３から発生する０．５Ｖ以下程度の低電圧の電気を蓄電や伝送等が可能となる電圧に昇圧して、電源制御部７０の電力回生部７３に伝送する回路である。昇圧回路４５の駆動には所定の電力が必要である。 <Power generation unit>
The power generation unit 40 includes a load 80a, a thermoelectric conversion unit 41 (first power supply source), a cooling unit 47, and temperature detection elements 53H and 53L.
The load 80a is means for consuming electric power supplied from the power supply control unit 70, and in this example, is a heating element that generates heat during operation. The load 80a may constitute the engine unit 31 or a configuration other than the engine unit 31. Further, the load 80a may be a fixing unit included in the engine unit 31, a motor for conveying a recording medium, or the like, or a heating element that accompanies a mechanical operation, or a CPU that generates heat without mechanical operation. .
The thermoelectric conversion unit 41 includes a thermoelectric conversion element 43 and a booster circuit 45.
The thermoelectric conversion element 43 is an element that converts thermal energy, which is environmental energy (energy other than electricity, non-electric energy) generated by driving at least one load 80a, into electrical energy (regenerative power, first power) ( Energy conversion means). As a typical thermoelectric conversion element 43, an element utilizing the Seebeck effect that generates an electromotive force when a temperature difference is given can be cited. As the thermoelectric conversion element 43, a thermoelectric conversion device using other than the Seebeck effect may be used. The thermoelectric conversion element 43 using the Seebeck effect has a hot surface and a cold surface. By keeping the cold surface at a lower temperature than the hot surface, the temperature depends on the temperature difference between the temperature of the hot surface and the temperature of the cold surface. Generate electromotive force. The hot surface of the thermoelectric conversion element 43 is in thermal contact with the load 80a. Further, the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 is cooled by the cooling unit 47.
The booster circuit 45 boosts the low-voltage electricity of about 0.5 V or less generated from the thermoelectric conversion element 43 to a voltage that can be stored or transmitted, and transmits it to the power regeneration unit 73 of the power supply control unit 70. It is. A predetermined power is required to drive the booster circuit 45.

図２は、電力生成部及びその周辺の構成例を示す模式図である。
冷却部４７は、熱源から熱を奪い放散させる放熱板４９と、放熱板４９を風により冷却する冷却ファン５１を備える。熱電変換素子４３のホット面には、熱伝導グリス等を用いて負荷８０ａが熱接触される。熱電変換素子４３のコールド面には、熱伝導グリス等を用いて放熱板４９が熱接触され、放熱板４９は冷却ファン５１により冷却される。ここで、冷却ファン５１は、冷却制御部２３により駆動制御される。冷却制御部２３は、ＣＰＵ１１からの命令に従って、熱電変換素子４３のホット面とコールド面の温度差が、熱電変換素子４３の発電効率が最大となる温度差となるようにコールド面を冷却するべく、冷却ファン５１を駆動制御する。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the power generation unit and its periphery.
The cooling unit 47 includes a heat radiating plate 49 that draws and dissipates heat from a heat source, and a cooling fan 51 that cools the heat radiating plate 49 with wind. The load 80a is brought into thermal contact with the hot surface of the thermoelectric conversion element 43 using thermal conductive grease or the like. A heat radiating plate 49 is brought into thermal contact with the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 using heat conduction grease or the like, and the heat radiating plate 49 is cooled by the cooling fan 51. Here, the cooling fan 51 is driven and controlled by the cooling control unit 23. In accordance with an instruction from the CPU 11, the cooling control unit 23 cools the cold surface so that the temperature difference between the hot surface and the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 becomes a temperature difference that maximizes the power generation efficiency of the thermoelectric conversion element 43. The cooling fan 51 is driven and controlled.

温度検知素子５３Ｈは、実質的に熱電変換素子４３のホット面側（高温側）の温度を検知する手段であり、熱電変換素子４３のホット面寄りの適所又は負荷８０ａの適所に熱伝導グリスなどを用いて熱接触される。
温度検知素子５３Ｌは、実質的に熱電変換素子４３のコールド面側（低温側）の温度を検知する手段であり、熱電変換素子４３のコールド面寄りの適所に熱伝導グリスなどを用いて熱接触されるか、又は負荷８０ａ周囲の筐体内の環境温度を測定できる位置であって、発熱源に近接しない位置に設置される。
温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌから出力されるアナログの温度検知信号ＳＨ、ＳＬは、温度検知部２１に入力される。温度検知部２１は、温度検知信号から温度データＴＨ、ＴＬを出力する。 The temperature detection element 53H is a means for substantially detecting the temperature on the hot surface side (high temperature side) of the thermoelectric conversion element 43, such as heat conduction grease at an appropriate position near the hot surface of the thermoelectric conversion element 43 or an appropriate position of the load 80a. Is used for thermal contact.
The temperature detection element 53L is a means for substantially detecting the temperature on the cold surface side (low temperature side) of the thermoelectric conversion element 43, and is in thermal contact with an appropriate place near the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 using heat conduction grease or the like. Or installed at a position where the ambient temperature in the housing around the load 80a can be measured and not close to the heat source.
Analog temperature detection signals SH and SL output from the temperature detection elements 53H and 53L are input to the temperature detection unit 21. The temperature detection unit 21 outputs temperature data TH and TL from the temperature detection signal.

＜電源制御部＞
電源制御部７０は、負荷供給部７１（第二電力供給源）、電力回生部７３（第一電力供給源）、及び供給切替部７５（供給切替手段）を備える。また、電源制御部７０は給電制御部７７（駆動電力供給手段）を備える。
負荷供給部７１には、商用電源（ＡＣ）やバッテリ電源（ＤＣ）等の外部電源（第二電力）が供給される。負荷供給部７１は、供給された外部電源を必要に応じてＤＣに変換し、所定の電圧に変圧して供給切替部７５に出力する。
電力回生部７３は、熱電変換部４１から供給される回生電力（ＤＣ、第一電力）を所定の電圧に変圧して供給切替部７５に出力する。また電力回生部７３は、回生電力の大きさを示すアナログの回生電力量信号を、エンジン制御部１０の素子出力検知部２５に出力する。
供給切替部７５には、複数の負荷８０ａ〜８０ｄが接続されている。負荷８０ａ〜８０ｄには、エンジン部３１を構成する定着ユニットやモータ、画像形成装置１の各部を制御するＣＰＵや、給紙ユニットに配置された紙種センサ等、画像形成装置１を構成し、且つ電力を消費するあらゆるものが含まれる。供給切替部７５は、熱電変換素子４３が生成する回生電力の大きさと夫々の負荷８０ａ〜８０ｄが消費する電力の大きさに応じて、負荷８０ａ〜８０ｄの夫々に対して供給する電気を、負荷供給部７１からの電気とするか電力回生部７３からの電気とするかを切り替える。即ち、供給切替部７５は、複数の負荷８０ａ〜８０ｄの中から回生電力を供給する負荷と、外部電源を供給する負荷とを選択的に切り替える。
給電制御部７７は、昇圧回路４５に駆動電力として外部電源を供給する。給電制御部７７は、素子出力検知部２５により検知された回生電力量が昇圧回路４５の駆動電力量よりも大きい場合に、昇圧回路４５に対して駆動電力を供給し、素子出力検知部２５により検知された回生電力量が昇圧回路４５の駆動電力量よりも小さい場合に、昇圧回路４５に対する駆動電力の供給を停止する。 <Power control unit>
The power supply control unit 70 includes a load supply unit 71 (second power supply source), a power regeneration unit 73 (first power supply source), and a supply switching unit 75 (supply switching unit). Further, the power supply control unit 70 includes a power supply control unit 77 (drive power supply means).
The load supply unit 71 is supplied with an external power source (second power) such as a commercial power source (AC) or a battery power source (DC). The load supply unit 71 converts the supplied external power source into DC as necessary, transforms it to a predetermined voltage, and outputs it to the supply switching unit 75.
The power regeneration unit 73 transforms the regenerative power (DC, first power) supplied from the thermoelectric conversion unit 41 into a predetermined voltage and outputs it to the supply switching unit 75. The power regeneration unit 73 outputs an analog regenerative power amount signal indicating the magnitude of the regenerative power to the element output detection unit 25 of the engine control unit 10.
A plurality of loads 80 a to 80 d are connected to the supply switching unit 75. The loads 80a to 80d constitute the image forming apparatus 1 such as a fixing unit and a motor that constitute the engine unit 31, a CPU that controls each part of the image forming apparatus 1, and a paper type sensor disposed in the paper feeding unit. And everything that consumes power is included. The supply switching unit 75 supplies the electricity supplied to each of the loads 80a to 80d in accordance with the magnitude of the regenerative power generated by the thermoelectric conversion element 43 and the magnitude of the power consumed by each of the loads 80a to 80d. It is switched between electricity from the supply unit 71 and electricity from the power regeneration unit 73. That is, the supply switching unit 75 selectively switches between a load that supplies regenerative power and a load that supplies external power from among the plurality of loads 80a to 80d.
The power supply control unit 77 supplies an external power source as drive power to the booster circuit 45. The power supply control unit 77 supplies drive power to the booster circuit 45 when the regenerative power amount detected by the element output detection unit 25 is larger than the drive power amount of the booster circuit 45, and the element output detection unit 25 When the detected regenerative power amount is smaller than the drive power amount of the booster circuit 45, the supply of drive power to the booster circuit 45 is stopped.

〔温度データの利用〕
温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌがそれぞれ出力する温度検知信号ＳＨ、ＳＬは、温度検知部２１に入力される。温度検知部２１は、アナログの各温度検知信号ＳＨ、ＳＬをＡ／Ｄ変換して温度データＴＨ、ＴＬを出力する。
温度データは、熱電変換素子４３のコールド面の冷却制御に利用される。即ち、ＣＰＵ１１は、温度データと負荷８０ａの動作に関わる各種のデータとに基づいて、熱電変換素子４３のホット面とコールド面の温度差が、熱電変換素子４３の発電効率が最大となる温度差となるような冷却ファン５１の駆動条件を算出する。ＣＰＵ１１は、この駆動条件に従って冷却ファン５１を駆動するように冷却制御部２３を制御する。冷却制御部２３はＣＰＵ１１の命令に従って冷却ファン５１を駆動する。
また、温度データは、給電制御部７７による熱電変換部４１に対する給電のオン／オフの制御に利用される。給電制御については、後述する。 [Use of temperature data]
Temperature detection signals SH and SL output from the temperature detection elements 53H and 53L are input to the temperature detection unit 21. The temperature detector 21 A / D converts analog temperature detection signals SH and SL and outputs temperature data TH and TL.
The temperature data is used for cooling control of the cold surface of the thermoelectric conversion element 43. That is, the CPU 11 determines that the temperature difference between the hot surface and the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 is the temperature difference at which the power generation efficiency of the thermoelectric conversion element 43 is maximized based on the temperature data and various data related to the operation of the load 80a. The driving condition of the cooling fan 51 is calculated as follows. The CPU 11 controls the cooling controller 23 so as to drive the cooling fan 51 according to this driving condition. The cooling control unit 23 drives the cooling fan 51 in accordance with an instruction from the CPU 11.
The temperature data is used for on / off control of power supply to the thermoelectric conversion unit 41 by the power supply control unit 77. The power supply control will be described later.

〔負荷に供給する電源の切り替え〕
供給切替部７５は、素子出力検知部２５によって検知された回生電力量に応じて、複数の負荷８０ａ〜８０ｄの中から回生電力を供給する負荷を選択し、その他の負荷に対して外部電源を供給するように切り替える。具体的には、供給切替部７５は、検知された回生電力量よりも消費電力量が小さい負荷に対して回生電力を供給する。 [Switching the power supply to the load]
The supply switching unit 75 selects a load for supplying regenerative power from among the plurality of loads 80a to 80d according to the regenerative power amount detected by the element output detection unit 25, and supplies an external power source to the other loads. Switch to supply. Specifically, the supply switching unit 75 supplies regenerative power to a load whose power consumption is smaller than the detected regenerative power amount.

画像形成装置１は、負荷８０ａが発生させる熱を熱電変換素子４３により電気エネルギーに変換しているが、負荷８０ａが冷え切った状態で画像形成装置１を利用開始する場合等、熱電変換素子４３のホット面とコールド面の温度差が変動する場合は、熱電変換素子４３が出力する電気エネルギーも変動する。そのため、本実施形態においては、素子出力検知部２５が回生電力の大きさを検知し、供給切替部７５が検知された値（素子出力データ）に応じて何れの負荷８０ａ〜８０ｄに対して回生電力を供給するかを切り替える。 The image forming apparatus 1 converts heat generated by the load 80a into electric energy by the thermoelectric conversion element 43. However, when the use of the image forming apparatus 1 is started in a state where the load 80a is cooled, the thermoelectric conversion element 43 is used. When the temperature difference between the hot surface and the cold surface varies, the electric energy output from the thermoelectric conversion element 43 also varies. Therefore, in the present embodiment, the element output detection unit 25 detects the magnitude of the regenerative power, and the supply switching unit 75 regenerates any load 80a to 80d according to the detected value (element output data). Switch whether to supply power.

ここで、負荷８０ａ〜８０ｄの消費電力の大きさを夫々Ｌａ〜Ｌｄとし、その大小関係が、Ｌａ＞Ｌｂ＞Ｌｃ＞Ｌｄであるとする。また、回生電力の大きさをＲとする。
Ｌｄ＞Ｒのとき、供給切替部７５は負荷８０ａ〜８０ｄに負荷供給部７１からの電力を供給し、何れの負荷にも電力回生部７３からの電力を供給せずに、蓄電する。
Ｌｃ＞Ｒ＞Ｌｄのとき、供給切替部７５は負荷８０ｄに電力回生部７３からの電力を供給し、負荷８０ａ〜８０ｃに負荷供給部７１からの電力を供給する。
Ｌｂ＞Ｒ＞Ｌｃのとき、供給切替部７５は負荷８０ｃに電力回生部７３からの電力を供給し、負荷８０ａ、８０ｂ、８０ｄに負荷供給部７１からの電力を供給する。
Ｌａ＞Ｒ＞Ｌｂのとき、供給切替部７５は負荷８０ｂに電力回生部７３からの電力を供給し、負荷８０ａ、８０ｃ、８０ｄに負荷供給部７１からの電力を供給する。
Ｒ＞Ｌａのとき、供給切替部７５は負荷８０ａに電力回生部７３からの電力を供給し、負荷８０ｂ〜８０ｄに負荷供給部７１からの電力を供給する。
このように、供給切替部７５は、回生電力の大きさに応じて負荷に供給する電力源を切り替える。特に、供給切替部７５は、検知された回生電力量よりも消費電力量が小さい負荷の中から消費電力量が最大の負荷を選択して回生電力を供給する。従って、回生電力を無駄なく利用することができ、且つ、各負荷に必要十分な電力を供給することができる。 Here, it is assumed that the magnitudes of power consumption of the loads 80a to 80d are La to Ld, respectively, and the magnitude relationship thereof is La>Lb>Lc> Ld. Also, let R be the magnitude of regenerative power.
When Ld> R, the supply switching unit 75 supplies power from the load supply unit 71 to the loads 80a to 80d, and stores power without supplying power from the power regeneration unit 73 to any load.
When Lc>R> Ld, the supply switching unit 75 supplies power from the power regeneration unit 73 to the load 80d and supplies power from the load supply unit 71 to the loads 80a to 80c.
When Lb>R> Lc, the supply switching unit 75 supplies the power from the power regeneration unit 73 to the load 80c, and supplies the power from the load supply unit 71 to the loads 80a, 80b, and 80d.
When La>R> Lb, the supply switching unit 75 supplies power from the power regeneration unit 73 to the load 80b, and supplies power from the load supply unit 71 to the loads 80a, 80c, and 80d.
When R> La, the supply switching unit 75 supplies power from the power regeneration unit 73 to the load 80a and supplies power from the load supply unit 71 to the loads 80b to 80d.
In this way, the supply switching unit 75 switches the power source supplied to the load according to the magnitude of the regenerative power. In particular, the supply switching unit 75 supplies the regenerative power by selecting the load having the maximum power consumption from among the loads having a smaller power consumption than the detected regenerative power. Therefore, regenerative power can be used without waste, and necessary and sufficient power can be supplied to each load.

〔熱電変換部に対する電力供給〕
上述の通り、熱電変換部４１を構成する昇圧回路４５は駆動電力を必要とする。熱電変換素子４３が発生させる電力よりも昇圧回路４５の消費電力の方が大きい場合は、電力を回生した場合の外部電源の消費量が、電力を回生しない場合の外部電源の消費量よりも増大するため、省エネルギー性能が悪化するという問題がある。そこで、本実施形態においては、熱電変換素子４３が発生させる電力量と昇圧回路４５の消費電力量（駆動電力量）とに基づいて、電力を回生するか否か、即ち給電制御部７７から熱電変換部４１に駆動電力を供給するか否かを切り替える。以下、給電制御部７７が熱電変換部４１に駆動電力を供給するか否かを切り替える制御例として、熱電変換素子４３の温度に基づいて制御する例と、熱電変換部４１から出力される回生電力量に基づいて制御する例を説明する。 [Power supply to thermoelectric converter]
As described above, the booster circuit 45 constituting the thermoelectric converter 41 requires driving power. When the power consumption of the booster circuit 45 is larger than the power generated by the thermoelectric conversion element 43, the consumption of the external power supply when the power is regenerated is larger than the consumption of the external power supply when the power is not regenerated. Therefore, there is a problem that energy saving performance deteriorates. Therefore, in the present embodiment, whether to regenerate power based on the amount of power generated by the thermoelectric conversion element 43 and the power consumption (drive power amount) of the booster circuit 45, that is, from the power supply control unit 77 to the thermoelectric power. Whether to supply drive power to the converter 41 is switched. Hereinafter, as an example of control in which the power feeding control unit 77 switches whether to supply driving power to the thermoelectric conversion unit 41, an example of controlling based on the temperature of the thermoelectric conversion element 43, and regenerative power output from the thermoelectric conversion unit 41 An example of control based on the amount will be described.

＜温度データに基づく制御＞
給電制御部７７は、熱電変換部４１に対する電力供給のオン／オフを熱電変換素子４３のホット面とコールド面の温度差に基づいて制御することができる。温度データに基づく制御においては、温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌ（温度検知手段）、ＣＰＵ１１（電力量算出手段）、及び素子出力検知部２５が、電力量検知手段としての機能を果たす。
まず、温度検知部２１は、温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌの夫々から入力した温度検知信号ＳＨ、ＳＬから温度データＴＨ、ＴＬを出力する。ＣＰＵ１１は、温度データＴＨ、ＴＬから算出されるホット面とコールド面の温度差に基づいて熱電変換素子４３が生成する回生電力量（素子出力）を算出し、回生電力量データを、素子出力検知部２５を介して給電制御部７７に供給する。
給電制御部７７は、熱電変換部４１の消費電力量と回生電力量とを比較して、「回生電力量＜消費電力量」となる場合に熱電変換部４１への電力供給を停止し、「回生電力量＞消費電力量」となる場合に熱電変換部４１への電力供給を開始する。 <Control based on temperature data>
The power supply control unit 77 can control on / off of power supply to the thermoelectric conversion unit 41 based on the temperature difference between the hot surface and the cold surface of the thermoelectric conversion element 43. In the control based on the temperature data, the temperature detection elements 53H and 53L (temperature detection means), the CPU 11 (power amount calculation means), and the element output detection unit 25 serve as a power amount detection means.
First, the temperature detector 21 outputs temperature data TH and TL from the temperature detection signals SH and SL input from the temperature detection elements 53H and 53L, respectively. The CPU 11 calculates the regenerative power amount (element output) generated by the thermoelectric conversion element 43 based on the temperature difference between the hot surface and the cold surface calculated from the temperature data TH and TL, and detects the regenerative power amount data as the element output detection. The power is supplied to the power supply control unit 77 via the unit 25.
The power supply control unit 77 compares the power consumption amount of the thermoelectric conversion unit 41 with the regenerative power amount, and stops power supply to the thermoelectric conversion unit 41 when “regenerative power amount <power consumption amount”. When “regenerative power amount> power consumption amount” is satisfied, power supply to the thermoelectric conversion unit 41 is started.

図３は、熱電変換部への電力供給を温度データに基づいて制御する例を示したフローチャートである。まず、画像形成装置１は、電源スイッチが押下された場合に起動し、負荷８０に対する電力供給が開始される。
その後、ステップＳ１において、素子出力検知部２５は回生電力量を検知して給電制御部７７に出力する。即ち、温度検知部２１は、温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌから入力された温度検知信号に基づいて、温度データＴＨ、ＴＬを生成する。ＣＰＵ１１は、温度データＴＨ、ＴＬから算出される熱電変換素子４３のホット面とコールド面の温度差から回生電力量を算出し、回生電力量データを素子出力検知部２５に出力する。素子出力検知部２５は、検知した回生電力量のデータを給電制御部７７に出力する。
ステップＳ３において、給電制御部７７は、回生電力量と熱電変換部４１の消費電力量を比較する。「回生電力量＜消費電力量」となる場合（ステップＳ３にてＮＯ）はステップＳ５に進み、「回生電力量＞消費電力量」となる場合（ステップＳ３にてＹＥＳ）はステップＳ７に進む。
ステップＳ５において、ＣＰＵ１１は自身が保持するタイマ手段により、前回の回生電力量の検知から所定時間（例えば３分間）を計時する。前回の回生電力量の検知から所定時間が経過した場合（ステップＳ５にてＹＥＳ）は、ステップＳ１以降の処理が実行される。
ステップＳ７において、給電制御部７７は、熱電変換部４１に対して昇圧回路４５を駆動する電力の供給を開始する。これにより、熱電変換部４１による回生電力の生成が行われる。 FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of controlling power supply to the thermoelectric conversion unit based on temperature data. First, the image forming apparatus 1 is activated when the power switch is pressed, and power supply to the load 80 is started.
Thereafter, in step S 1, the element output detection unit 25 detects the regenerative power amount and outputs it to the power supply control unit 77. That is, the temperature detection unit 21 generates temperature data TH and TL based on the temperature detection signal input from the temperature detection elements 53H and 53L. The CPU 11 calculates the regenerative power amount from the temperature difference between the hot surface and the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 calculated from the temperature data TH and TL, and outputs the regenerative power amount data to the element output detection unit 25. The element output detection unit 25 outputs the detected regenerative power amount data to the power supply control unit 77.
In step S 3, the power supply control unit 77 compares the regenerative power amount with the power consumption amount of the thermoelectric conversion unit 41. If “regenerative power amount <power consumption amount” (NO in step S3), the process proceeds to step S5. If “regenerative power amount> power consumption amount” (YES in step S3), the process proceeds to step S7.
In step S5, the CPU 11 measures a predetermined time (for example, 3 minutes) from the previous detection of the regenerative electric energy by the timer means held by itself. If the predetermined time has elapsed since the previous detection of the regenerative electric energy (YES in step S5), the processes after step S1 are executed.
In step S 7, the power supply control unit 77 starts supplying power for driving the booster circuit 45 to the thermoelectric conversion unit 41. Thereby, generation | occurrence | production of the regenerative electric power by the thermoelectric conversion part 41 is performed.

画像形成装置１の電源オフから電源オンまでの時間が長い場合、例えば画像形成装置１を朝一で電源オンする場合は、定着ユニット（電力生成部４０を構成する負荷８０ａの一例）が冷え切っているために「回生電力量＜消費電力量」となる可能性がある。このような場合は、電力回生を行うと省エネルギー性が悪化するため、タイマ手段を用いた計時により、定着ユニットが温まるまで待ってから電力回生を行うようにする。逆に電源オフからの経過時間が短い場合には電源オンの直後でも「回生電力量＞消費電力量」を満たす場合がある。このような場合には、電源オンの直後から電力回生を行うことで外部電力の消費量を低減できる。
以上のように、検知された熱電変換素子４３のホット面とコールド面の温度差に基づいて熱電変換部４１への電力供給を開始又は停止することで、電力回生に伴う過剰な電力消費を抑制しつつ、外部電力の消費量を低減させることができる。 When the time from the power-off of the image forming apparatus 1 to the power-on is long, for example, when the image forming apparatus 1 is turned on in the morning, the fixing unit (an example of the load 80a constituting the power generation unit 40) is cooled down. Therefore, there is a possibility that “regenerative power amount <power consumption amount”. In such a case, since energy saving deteriorates when power regeneration is performed, the power regeneration is performed after waiting until the fixing unit is warmed by the time measurement using the timer means. On the contrary, when the elapsed time from the power-off is short, “regenerative power amount> power consumption amount” may be satisfied even immediately after the power-on. In such a case, the amount of external power consumption can be reduced by performing power regeneration immediately after the power is turned on.
As described above, excessive power consumption associated with power regeneration is suppressed by starting or stopping power supply to the thermoelectric conversion unit 41 based on the detected temperature difference between the hot surface and the cold surface of the thermoelectric conversion element 43. However, the consumption of external power can be reduced.

＜回生電力量データに基づく制御＞
給電制御部７７は、熱電変換部４１に対する電力供給のオン／オフを実際の回生電力量に基づいて制御することができる。回生電力量データに基づく制御においては、電力回生部７３、及び素子出力検知部２５が、電力量検知手段としての機能を果たす。
まず、素子出力検知部２５は、電力回生部７３から入力した回生電力量を示す信号から回生電力量データ（素子出力データ）を生成し、給電制御部７７に出力する。
給電制御部７７は、熱電変換部４１の消費電力量と回生電力量とを比較して、「回生電力量＜消費電力量」となる場合に熱電変換部４１への電力供給を停止し、「回生電力量＞消費電力量」となる場合に熱電変換部４１への電力供給を開始する。 <Control based on regenerative energy data>
The power supply control unit 77 can control on / off of power supply to the thermoelectric conversion unit 41 based on the actual regenerative power amount. In the control based on the regenerative power amount data, the power regeneration unit 73 and the element output detection unit 25 function as a power amount detection unit.
First, the element output detection unit 25 generates regenerative power amount data (element output data) from a signal indicating the regenerative power amount input from the power regeneration unit 73, and outputs it to the power feeding control unit 77.
The power supply control unit 77 compares the power consumption amount of the thermoelectric conversion unit 41 with the regenerative power amount, and stops power supply to the thermoelectric conversion unit 41 when “regenerative power amount <power consumption amount”. When “regenerative power amount> power consumption amount” is satisfied, power supply to the thermoelectric conversion unit 41 is started.

図４は、熱電変換部への電力供給を回生電力量データに基づいて制御する例を示したフローチャートである。まず、画像形成装置１は、電源スイッチが押下された場合に起動し、負荷８０に対する電力供給が開始される。
その後、ステップＳ１１において、給電制御部７７は、熱電変換部４１の昇圧回路４５に駆動電力を供給する。
ステップＳ１３において、素子出力検知部２５は、電力回生部７３から入力した回生電力量を示す信号から回生電力量データ（素子出力データ）を生成し、給電制御部７７に出力する。
ステップＳ１５において、給電制御部７７は、回生電力量と熱電変換部４１の消費電力量を比較する。「回生電力量＜消費電力量」となる場合（ステップＳ１５にてＮＯ）はステップＳ１７に進む。「回生電力量＞消費電力量」となる場合（ステップＳ１５にてＹＥＳ）は、以降継続して電力回生を実行すればよいので、処理を終了する。
ステップＳ１７において、給電制御部７７は、熱電変換部４１の昇圧回路４５に対する駆動電力の供給を停止する。
ステップＳ１９において、ＣＰＵ１１は自身が保持するタイマ手段により、前回の回生電力量の検知から所定時間（例えば３分間）を計時する。前回の回生電力量の検知から所定時間が経過した場合（ステップＳ１９にてＹＥＳ）は、ステップＳ１１以降の処理が実行される。 FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of controlling power supply to the thermoelectric converter based on regenerative power amount data. First, the image forming apparatus 1 is activated when the power switch is pressed, and power supply to the load 80 is started.
Thereafter, in step S 11, the power supply control unit 77 supplies driving power to the booster circuit 45 of the thermoelectric conversion unit 41.
In step S 13, the element output detection unit 25 generates regenerative power amount data (element output data) from the signal indicating the regenerative power amount input from the power regeneration unit 73, and outputs it to the power supply control unit 77.
In step S 15, the power supply control unit 77 compares the regenerative power amount with the power consumption amount of the thermoelectric conversion unit 41. If “regenerative power consumption <power consumption” (NO in step S15), the process proceeds to step S17. When “regenerative power amount> power consumption amount” is satisfied (YES in step S15), power regeneration may be continuously executed thereafter, and the process is terminated.
In step S 17, the power supply control unit 77 stops supplying drive power to the booster circuit 45 of the thermoelectric conversion unit 41.
In step S19, the CPU 11 measures a predetermined time (for example, 3 minutes) from the previous detection of the regenerative electric energy by the timer means held by itself. If the predetermined time has elapsed since the previous detection of the regenerative electric energy (YES in step S19), the processes after step S11 are executed.

以上のように、検知された回生電力量に基づいて熱電変換部４１への電力供給を開始又は停止することで、電力回生に伴う電力消費を低減させることができる。 As described above, by starting or stopping the power supply to the thermoelectric conversion unit 41 based on the detected amount of regenerative power, it is possible to reduce power consumption associated with power regeneration.

＜他の実施形態＞
上記実施形態においては、回生電力を発生させる負荷を１つ（負荷８０ａ）のみとしたが、複数の負荷から回生電力を得るようにしてもよい。上記実施形態においては、供給切替部７５が、複数の負荷８０ａ〜８０ｄのうち、何れか１つの負荷に対して回生電力を供給するようにしたが、供給切替部７５は回生電力を複数の負荷に対して供給してもよい。この場合、供給切替部７５は、複数の負荷の消費電力量の合計が、回生電力量以下となるように負荷を選択する。また、供給切替部７５は、回生電力の余剰をできるだけ生じない負荷の組み合わせを選択して、これらの負荷に回生電力を供給する。
上記実施形態においては、環境エネルギーとしては、熱エネルギーを例示したが、負荷が発生させる他のエネルギー、例えば振動エネルギーやその他のエネルギーを電力に変換して再利用するようにしてもよい。 <Other embodiments>
In the embodiment described above, only one load (load 80a) that generates regenerative power is used. However, regenerative power may be obtained from a plurality of loads. In the above embodiment, the supply switching unit 75 supplies regenerative power to any one of the plurality of loads 80a to 80d. However, the supply switching unit 75 supplies regenerative power to a plurality of loads. May be supplied. In this case, the supply switching unit 75 selects the load so that the total power consumption amount of the plurality of loads is equal to or less than the regenerative power amount. Further, the supply switching unit 75 selects a combination of loads that generates as little regenerative power as possible and supplies the regenerative power to these loads.
In the above embodiment, the thermal energy is exemplified as the environmental energy. However, other energy generated by the load, for example, vibration energy or other energy may be converted into electric power and reused.

〔画像形成装置の構成例〕
図５は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示した模式図である。
画像形成装置１は、原稿を搬送するＡＤＦ（Auto Document Feeder）１０１、原稿画像を読み取る読取ユニット１０２、画像データに基づく静電潜像をレーザ光により書き込む書込ユニット１０３、転写紙等の記録媒体に画像を形成するプリンタユニット１０４（画像形成部）を備えている。プリンタユニット１０４は、転写紙を載置する給紙トレイ１０５（１０５ａ、１０５ｂ）、夫々の給紙トレイ１０５から転写紙を一枚ずつ分離して給紙する給紙ユニット１０６（１０６ａ、１０６ｂ）、給紙された転写紙を搬送する搬送ユニット１０７、書込ユニット１０３により静電潜像が書き込まれる感光体ドラム１０８、静電潜像を現像する現像ユニット１０９、転写紙を搬送する搬送ベルト１１０、及び転写紙上のトナー像を熱と圧力により転写紙に定着させる定着ユニット１１１を備える。 [Configuration example of image forming apparatus]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
The image forming apparatus 1 includes an ADF (Auto Document Feeder) 101 that conveys a document, a reading unit 102 that reads a document image, a writing unit 103 that writes an electrostatic latent image based on image data with a laser beam, and a recording medium such as transfer paper The printer unit 104 (image forming unit) for forming an image is provided. The printer unit 104 includes a paper feed tray 105 (105a, 105b) on which transfer paper is placed, a paper feed unit 106 (106a, 106b) that feeds the transfer paper from the paper feed tray 105 one by one. A transport unit 107 for transporting the fed transfer paper, a photosensitive drum 108 on which an electrostatic latent image is written by the writing unit 103, a developing unit 109 for developing the electrostatic latent image, a transport belt 110 for transporting the transfer paper, And a fixing unit 111 for fixing the toner image on the transfer paper to the transfer paper by heat and pressure.

画像形成装置１は、デジタル複合機として、複写機能と、プリンタ機能、およびファクシミリ機能等を搭載している。画像形成装置１においては、操作部３３（図１参照）に設けられた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。以下、画像形成装置１が複写機能を選択された場合における画像形成の流れについて簡単に説明する。 The image forming apparatus 1 is equipped with a copying function, a printer function, a facsimile function, and the like as a digital multi-function peripheral. In the image forming apparatus 1, it is possible to sequentially select and select a copying function, a printer function, and a facsimile function by using an application switching key provided in the operation unit 33 (see FIG. 1). Hereinafter, the flow of image formation when the image forming apparatus 1 selects the copy function will be briefly described.

原稿束がＡＤＦ１０１により、順に読取ユニット１０２に給送され、読取ユニット１０２により、各原稿から画像情報が読み取られる。そして、画像情報は、画像処理手段を介して書込ユニット１０３により光情報に変換される。感光体ドラム１０８は、帯電器により一様に帯電された後に書込ユニット１０３からの光情報で露光され、静電潜像が形成される。この感光体ドラム１０８上の静電潜像は、現像ユニット１０９により現像されてトナー像となる。
一方で、給紙トレイ１０５に載置された転写紙は給紙ユニット１０６により一枚ずつ分離された後、搬送ユニット１０７によって感光体ドラム１０８と対向する転写位置まで搬送される。
感光体ドラム１０８に担持されたトナー像は、搬送ベルト１１０により搬送される転写紙に転写され、定着ユニット１１１によりトナー像が転写紙に定着され、トナー像が転写された転写紙が装置外に排出される。
なお、本図には感光体ドラム１０８を１つだけ配置したモノクロタイプの画像形成装置１を示したが、感光体ドラム１０８は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等のトナー像を形成する４つとし、各色を重ねて転写紙に転写するカラー画像形成装置とすることができる。 A bundle of documents is sequentially fed to the reading unit 102 by the ADF 101, and image information is read from each document by the reading unit 102. Then, the image information is converted into optical information by the writing unit 103 via the image processing means. The photosensitive drum 108 is uniformly charged by a charger and then exposed to light information from the writing unit 103 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 108 is developed by the developing unit 109 to become a toner image.
On the other hand, the transfer paper placed on the paper feed tray 105 is separated one by one by the paper feed unit 106 and then transported to the transfer position facing the photosensitive drum 108 by the transport unit 107.
The toner image carried on the photosensitive drum 108 is transferred to a transfer sheet conveyed by the conveyance belt 110, the toner image is fixed on the transfer sheet by the fixing unit 111, and the transfer sheet onto which the toner image is transferred is moved out of the apparatus. Discharged.
In this figure, the monochrome type image forming apparatus 1 in which only one photosensitive drum 108 is arranged is shown. However, the photosensitive drum 108 has four toner images such as yellow, magenta, cyan, and black. In addition, a color image forming apparatus that superimposes each color and transfers it onto a transfer sheet can be obtained.

図５に示したＡＤＦ１０１、読取ユニット１０２、書込ユニット１０３、プリンタユニット１０４は、図１に示すエンジン部３１を構成する。また、図１に示す各負荷８０としては、定着ユニット１１１に備えられて転写紙に転写されたトナー像を加熱する加熱ローラや、給紙ユニット１０６、搬送ユニット１０７、搬送ベルト１１０等に備えられたローラ部品を回転させるモータや、給紙ユニット１０６に配置された紙種センサ等が挙げられる。 The ADF 101, reading unit 102, writing unit 103, and printer unit 104 shown in FIG. 5 constitute the engine unit 31 shown in FIG. Further, each load 80 shown in FIG. 1 is provided in a heating roller that is provided in the fixing unit 111 and heats the toner image transferred onto the transfer paper, a paper feed unit 106, a transport unit 107, a transport belt 110, and the like. And a motor for rotating the roller parts, a paper type sensor disposed in the paper feeding unit 106, and the like.

〔本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ〕
＜第一の実施態様＞
本態様に係る電力回生装置は、負荷８０ａが発生させる環境エネルギーから変換された第一電力（回生電力）を供給する第一電力供給源（熱電変換部４１、電力回生部７３）と、第一電力供給源から供給される第一電力の量を検知する電力量検知手段（素子出力検知部２５）と、第一電力とは異なる第二電力（外部電源）を供給する第二電力供給源（負荷供給部７１）と、検知された第一電力の量に応じて、複数の負荷８０ａ〜８０ｄの中から第一電力を供給する負荷と、第二電力を供給する負荷とを選択的に切り替える供給切替手段（供給切替部７５）と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、負荷が発生させる環境エネルギーから回生される電力を無駄なく利用して省エネルギー性を向上させることができる。即ち、電力回生装置を含む電子機器の例である画像形成装置の稼働状況によって、回生電力量は変動する。本態様においては、変動する回生電力の大きさに応じて、回生電力で駆動させる負荷を切り替える。供給切替手段は、回生電力が大きいときは消費電力の大きい負荷を回生電力で駆動させるように電源を切り替え、回生電力が小さいときは消費電力の小さい負荷を回生電力で駆動させるよう切り替える。本態様によれば、回生電力を無駄なく利用することができるので、省エネルギー性を高めることができる。 [Summary of Embodiments, Actions, and Effects of the Present Invention]
<First embodiment>
The power regeneration device according to this aspect includes a first power supply source (thermoelectric conversion unit 41, power regeneration unit 73) that supplies first power (regenerative power) converted from environmental energy generated by the load 80a, and first A power amount detection means (element output detection unit 25) that detects the amount of the first power supplied from the power supply source, and a second power supply source that supplies second power (external power source) different from the first power ( The load supply unit 71) and a load for supplying the first power and a load for supplying the second power are selectively switched from among the plurality of loads 80a to 80d according to the detected amount of the first power. Supply switching means (supply switching unit 75).
According to this aspect, it is possible to improve energy saving by using electric power regenerated from environmental energy generated by a load without waste. That is, the amount of regenerative power varies depending on the operating status of an image forming apparatus that is an example of an electronic device including a power regeneration apparatus. In this aspect, the load driven by the regenerative power is switched according to the magnitude of the regenerative power that fluctuates. The supply switching means switches the power source so that a load with a large power consumption is driven by the regenerative power when the regenerative power is large, and switches so that a load with a small power consumption is driven by the regenerative power when the regenerative power is small. According to this aspect, since the regenerative power can be used without waste, energy saving can be improved.

＜第二の実施態様＞
本態様に係る電力回生装置において、供給切替手段（供給切替部７５）は、検知された第一電力の量よりも消費電力が小さい負荷に対して第一電力（回生電力）を供給するように切り替えることを特徴とする。
ここで、回生電力の供給先となる負荷は、１つであっても複数であってもよい。複数の負荷に対して回生電力を供給する場合、回生電力の供給先となる負荷の消費電力量の合計は、回生電力量以下となるようにする。また、供給切替手段は、できるだけ回生電力の余剰を生じないような１つの負荷、又は複数の負荷の組み合わせを選択して、選択した負荷に対して回生電力を供給する。このように、回生電力の供給先を選定することで、回生電力を無駄なく利用することができ、省エネルギー性を高めることができる。 <Second embodiment>
In the power regeneration device according to this aspect, the supply switching unit (supply switching unit 75) supplies the first power (regenerative power) to the load that consumes less power than the detected amount of the first power. It is characterized by switching.
Here, the load to which the regenerative power is supplied may be one or plural. When regenerative power is supplied to a plurality of loads, the total amount of power consumption of the load to which the regenerative power is supplied is set to be equal to or less than the regenerative power amount. In addition, the supply switching unit selects one load or a combination of a plurality of loads that generates as little regenerative power as possible, and supplies regenerative power to the selected load. Thus, by selecting the supply destination of the regenerative power, the regenerative power can be used without waste, and the energy saving performance can be improved.

＜第三の実施態様＞
本態様に係る電力回生装置は、電力量検知手段（素子出力検知部２５）が検知した第一電力の量を監視する電力量監視手段（表示パネル３５）を備えたことを特徴とする。
電力量を監視することで、省エネルギー性の効果を確認することができる。 <Third embodiment>
The power regeneration device according to this aspect includes power amount monitoring means (display panel 35) for monitoring the amount of first power detected by the power amount detection means (element output detection unit 25).
By monitoring the amount of power, the effect of energy saving can be confirmed.

＜第四の実施態様＞
本態様に係る電力回生装置において、第一電力供給源（熱電変換部４１）は、環境エネルギーを第一電力（回生電力）に変換するエネルギー変換手段（熱電変換素子４３）と、第一電力を昇圧する昇圧回路４５と、を備えており、昇圧回路に駆動電力を供給する駆動電力供給手段（給電制御部７７）を備え、駆動電力供給手段は、電力量検知手段（素子出力検知部２５）により検知された第一電力の量が昇圧回路の駆動電力量よりも小さい場合に、昇圧回路に対する駆動電力の供給を停止することを特徴とする。
回生電力を昇圧する昇圧回路は駆動するための電力が必要である。しかし、回生電力量よりも昇圧回路の消費電力量が大きい場合は、電力を回生するよりも、電力を回生しない方が外部電源の消費量が低減して省エネルギーである。そこで、本態様においては、「回生電力量＜駆動電力量」となる場合には昇圧回路への電力供給を停止して、無駄な電力消費を防止する。 <Fourth embodiment>
In the power regeneration device according to this aspect, the first power supply source (thermoelectric conversion unit 41) includes energy conversion means (thermoelectric conversion element 43) that converts environmental energy into first power (regenerative power), and first power. And a booster circuit 45 for boosting, and a drive power supply means (power supply control unit 77) for supplying drive power to the booster circuit. The drive power supply means is a power amount detection means (element output detection unit 25). When the amount of the first power detected by the step is smaller than the drive power amount of the booster circuit, the supply of drive power to the booster circuit is stopped.
The booster circuit that boosts the regenerative power requires power for driving. However, when the power consumption amount of the booster circuit is larger than the regenerative power amount, the power consumption of the external power source is reduced and the energy is saved when the power is not regenerated than when the power is regenerated. Therefore, in this aspect, when “regenerative power amount <drive power amount” is satisfied, power supply to the booster circuit is stopped to prevent wasteful power consumption.

＜第五の実施態様＞
本態様に係る電力回生装置において、エネルギー変換手段は熱エネルギーを第一電力（回生電力）に変換する熱電変換素子４３であり、電力量検知手段は、熱電変換素子の高温側の温度と低温側の温度を検知する温度検知手段（温度検知素子５３Ｈ、５３Ｌ）と、検知された高温側の温度と低温側の温度とから第一電力の量（回生電力量）を算出する電力量算出手段（ＣＰＵ１１）と、を備えていることを特徴とする。
電力量検知手段による回生電力量の検知には、回生された電力を直接的に検知する方法の他に、本態様のように熱電変換素子の温度等を利用して間接的に検知する方法がある。前者の場合は昇圧回路を駆動する必要があり、仮に「回生電力量＜駆動電力量」である場合は無駄に電力を消費する。後者の場合は昇圧回路を駆動することなく回生電力量を検知できるため、回生電力量の検知に無駄な電力を消費しない。従って、本態様によれば、回生された電力を直接的に検知する場合に比べて、より省エネルギー性が向上する。 <Fifth embodiment>
In the power regeneration device according to this aspect, the energy conversion means is a thermoelectric conversion element 43 that converts thermal energy into first power (regenerative power), and the electric energy detection means includes the temperature on the high temperature side and the low temperature side of the thermoelectric conversion element. Temperature detection means (temperature detection elements 53H, 53L) for detecting the temperature of the first power, and electric energy calculation means for calculating the amount of first electric power (regenerative electric energy) from the detected high temperature side temperature and low temperature side temperature ( CPU 11).
In the detection of the regenerative power amount by the power amount detection means, in addition to the method of directly detecting the regenerated power, there is a method of indirectly detecting using the temperature of the thermoelectric conversion element as in this aspect. is there. In the former case, it is necessary to drive the booster circuit. If “regenerative power amount <drive power amount”, power is wasted. In the latter case, the amount of regenerative power can be detected without driving the booster circuit, so that useless power is not consumed for detecting the amount of regenerative power. Therefore, according to this aspect, the energy saving performance is further improved as compared with the case where the regenerated electric power is directly detected.

＜第六の実施態様＞
本態様は、電力回生装置と、負荷８０を備えて記録媒体に画像を形成する画像形成部（プリンタユニット１０４）と、を備えた画像形成装置１を特徴とする。
本態様によれば、上記各実施態様の効果を享受することができる。 <Sixth embodiment>
This aspect is characterized by an image forming apparatus 1 including a power regeneration device and an image forming unit (printer unit 104) that includes a load 80 and forms an image on a recording medium.
According to this aspect, the effect of each said embodiment can be enjoyed.

１…画像形成装置、１０…エンジン制御部、１１…ＣＰＵ（電力量算出手段）、１３…ＲＯＭ、１５…ＲＡＭ、１７…Ｉ／Ｏ制御部、１９…通信部、２１…温度検知部、２３…冷却制御部、２５…素子出力検知部（電力量検知手段）、３１…エンジン部、３３…操作部、３５…表示パネル（電力量監視手段）、３７…外部コントローラ、４０…電力生成部、４１…熱電変換部（第一電力供給源）、４３…熱電変換素子（エネルギー変換手段）、４５…昇圧回路、４７…冷却部、４９…放熱板、５１…冷却ファン、５３…温度検知素子（温度検知手段）、７０…電源制御部、７１…負荷供給部（第二電力供給源）、７３…電力回生部（第一電力供給源）、７５…供給切替部（供給切替手段）、７７…給電制御部（駆動電力供給手段）、８０…負荷、１０１…ＡＤＦ、１０２…読取ユニット、１０３…書込ユニット、１０４…プリンタユニット（画像形成部）、１０５…給紙トレイ、１０６…給紙ユニット、１０７…搬送ユニット、１０８…感光体ドラム、１０９…現像ユニット、１１０…搬送ベルト、１１１…定着ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 10 ... Engine control part, 11 ... CPU (electric energy calculation means), 13 ... ROM, 15 ... RAM, 17 ... I / O control part, 19 ... Communication part, 21 ... Temperature detection part, 23 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cooling control part, 25 ... Element output detection part (electric energy detection means), 31 ... Engine part, 33 ... Operation part, 35 ... Display panel (electric energy monitoring means), 37 ... External controller, 40 ... Electric power generation part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 ... Thermoelectric conversion part (1st electric power supply source), 43 ... Thermoelectric conversion element (energy conversion means), 45 ... Booster circuit, 47 ... Cooling part, 49 ... Heat sink, 51 ... Cooling fan, 53 ... Temperature detection element ( Temperature detecting means), 70 ... Power supply control unit, 71 ... Load supply unit (second power supply source), 73 ... Power regeneration unit (first power supply source), 75 ... Supply switching unit (supply switching unit), 77 ... Feed control unit (drive power supply means), 80 ... negative , 101 ... ADF, 102 ... reading unit, 103 ... writing unit, 104 ... printer unit (image forming unit), 105 ... feed tray, 106 ... feed unit, 107 ... conveying unit, 108 ... photosensitive drum, 109 ... Developing unit, 110 ... Conveying belt, 111 ... Fixing unit

特開２０１２−０１９６７５公報JP 2012-019675 A

Claims

A first power supply source for supplying first power converted from environmental energy generated by a load;
A power amount detecting means for detecting the amount of the first power supplied from the first power supply source;
A second power supply source for supplying a second power different from the first power;
Supply switching means for selectively switching the load for supplying the first power from the plurality of loads and the load for supplying the second power according to the amount of the detected first power; A power regeneration device comprising:

2. The power regeneration device according to claim 1, wherein the supply switching unit performs switching so that the first power is supplied to the load that consumes less power than the detected amount of the first power. .

The power regeneration device according to claim 1, further comprising: a power amount monitoring unit that monitors the amount of the first power detected by the power amount detection unit.

The first power supply source includes energy conversion means that converts the environmental energy into the first power, and a booster circuit that boosts the first power.
Drive power supply means for supplying drive power to the booster circuit;
The drive power supply means stops supply of drive power to the booster circuit when the amount of the first power detected by the power amount detection means is smaller than the drive power amount of the booster circuit. The power regeneration device according to any one of claims 1 to 3.

The energy conversion means is a thermoelectric conversion element that converts thermal energy into the first power,
The power amount detecting means detects the amount of the first electric power from the temperature detecting means for detecting the temperature on the high temperature side and the temperature on the low temperature side of the thermoelectric conversion element, and the detected temperature on the high temperature side and the temperature on the low temperature side. The power regeneration device according to claim 4, further comprising: a power amount calculation unit that calculates power.

6. An image forming apparatus comprising: the power regeneration device according to claim 1; and an image forming unit that includes the load and forms an image on a recording medium.