JP6903970B2

JP6903970B2 - Power regeneration device and image forming device

Info

Publication number: JP6903970B2
Application number: JP2017052822A
Authority: JP
Inventors: 幸弘三谷; 友和竹内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP2018157692A

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 device.

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。 Technology that converts environmental energy such as solar power, wind power, pressure, heat, and vibration into electrical energy and uses it is widely known. Patent Document 1 describes an energy harvesting device that converts environmental energy into electrical energy and supplies it to a load. The energy harvesting device includes a power conversion element that converts environmental energy into electric energy, a load that consumes electric power, and a power control circuit arranged 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 saving can be improved by converting environmental energy such as heat and vibration generated by the load into electrical energy and resupplying the load.
However, the environmental energy generated by the load is not always constant, and the amount of electric energy recovered varies according to the fluctuation of the environmental energy. Therefore, if the recovered electrical energy is too small with respect to the energy consumption of the load, the load cannot be driven, and if the recovered electrical energy is too large with respect to the energy consumption of the load, the load can be driven. There is a problem that energy is wasted and energy saving is deteriorated.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve energy saving by efficiently utilizing the electric power regenerated from the environmental energy generated by the load.

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、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、及び前記第一電力を昇圧する昇圧回路、を有する電力生成部と、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、及び、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、を有する電源制御部と、を備える電力回生装置であって、前記第一電力供給源は、前記環境エネルギーを前記第一電力に変換するエネルギー変換手段であり、前記電源制御部内に前記第二電力供給源から前記昇圧回路に駆動電力を供給する駆動電力供給手段を備え、前記駆動電力供給手段は、前記電力量検知手段により検知された前記第一電力の量が前記昇圧回路の駆動電力量よりも小さい場合に、前記昇圧回路に対する駆動電力の供給を停止し、前記電力量検知手段は、前記エネルギー変換手段である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と、検知された高温側の温度と低温側の温度とから前記第一電力の量を算出する電力量算出手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is supplied from a first electric power supply source for supplying the first electric power converted from the environmental energy generated by the load, and the first electric power supply source. wherein the power amount detecting means to detect the amount of the first power, and a power generation unit having a boosting circuit, for boosting the first power, the second power supply supplies a different second power from said first power A supply that selectively switches between the load that supplies the first power and the load that supplies the second power from a plurality of the loads according to the source and the amount of the detected first power. a power regeneration apparatus comprising a power supply control unit, a having a switching hands stage, said first power source is an energy conversion means for converting the environment energy to the first power, the power control portion The drive power supply means for supplying drive power from the second power supply source to the booster circuit is provided, and the drive power supply means has the amount of the first power detected by the electric energy detection means of the booster circuit. When the amount of electric power is smaller than the amount of driving power, the supply of driving power to the booster circuit is stopped, and the electric energy detecting means detects the temperature on the high temperature side and the temperature on the low temperature side of the thermoelectric conversion element which is the energy conversion means. It is characterized by including a temperature detecting means and an electric energy calculating means for calculating the amount of the first electric power from the detected high temperature side temperature and low temperature side temperature .

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。 According to the present invention, it is possible to improve energy saving by efficiently utilizing the electric power regenerated from the environmental energy generated by the load.

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。It is a block diagram which shows the structural example of the image forming apparatus including the electric power regeneration apparatus. 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 a power generation part and its surroundings. 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 a flowchart which showed the example which controlled 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 a flowchart which showed the example which controlled the power supply to a thermoelectric conversion part based on the 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。It is a schematic diagram which showed the schematic structure of the image forming apparatus which concerns on one Embodiment of this 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。 Embodiments of the present invention will be described. The present invention has the following features with respect to power regeneration in a device having a load. In short, the power regenerative device has a configuration in which the power supplied to a plurality of loads can be selectively switched between an external power source such as a commercial power source and a battery, and a regenerative power source. The power regenerative device supplies regenerative power to a load having a large power consumption when the amount of regenerated power is large, and supplies regenerative power to a load having a small power consumption when the amount of regenerated power is small. External power is supplied to the load that is not selected as the regenerative power supply destination.
The features of the present invention described above will be described in detail with reference to the following drawings. However, unless there is a specific description, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, etc. described in this embodiment are merely explanatory examples, not the purpose of limiting the scope of the present invention to that alone. ..
In addition, in this specification, "regeneration" is used not only for power regeneration by a motor but also for broadly recovering excess energy generated in various devices and reusing 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 showing a configuration example of an image forming apparatus including a power regeneration apparatus.
The image forming apparatus 1 which is an example of an electronic device for regenerating electric power includes an engine control unit 10, an engine unit 31, an operation unit 33, a display panel 35 (electric energy monitoring means), an electric power generation unit 40, and a power supply control unit 70. To be equipped. Further, a plurality of loads 80a to 80d are connected to the power supply control unit 70. The image forming apparatus 1 includes a power regeneration device, and the function as the power regeneration device is 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 by using the RAM 15 as a work memory according to a program stored in the ROM 13 in advance.

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 (electric energy detection means), and is an external device arranged outside the engine control unit 10. Controls the input and output of data.
The communication unit 19 controls communication with an external device arranged outside the engine control unit 10 in accordance with a command from the CPU 11.
The temperature detection unit 21 A / D-converts 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, and temperature data (high temperature side TH, TH, 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 the command of the CPU 11.
The element output detection unit 25 is a means for detecting the amount of regenerative power. The element output detection unit 25 detects the regenerative electric energy amount based on the regenerative electric energy amount signal indicating the regenerative electric energy 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 A / D-converts an analog regenerative energy signal indicating the magnitude of the regenerative energy, and regenerates electric energy data (element output data) indicating the power generation output of the thermoelectric conversion element 43. ) Is generated. The regenerative electric energy signal is input from the power regeneration unit 73 of the power supply control unit 70. Further, the regenerative electric energy 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 image data, and a conveying unit that conveys the recording medium. The operation unit 33 includes operators 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 operator. The display panel 35 displays the status and settings of the image forming apparatus 1, or monitors (monitors) changes in the amount of regenerative power detected by the element output detection unit 25 and consumption of external power that can be reduced by power regeneration. ) Is a display.
The external controller 37 is a device arranged outside the image forming apparatus 1, and examples thereof include a personal computer. The external controller 37 transmits, for example, a print job including 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 the printing process of the image data according to the print 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 generator>
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 a means for consuming the 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 form the engine unit 31 or may have a configuration other than the engine unit 31. Further, the load 80a may be a heating element with mechanical operation such as a fixing unit included in the engine unit 31 or a motor for transporting a recording medium, or a CPU or the like 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 (regenerative power, first power) that converts thermal energy (energy other than electricity, non-electric energy) generated by driving at least one load 80a into electric 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 mentioned. As the thermoelectric conversion element 43, a thermoelectric conversion device using other than the Seebeck effect may be used. The thermoelectric conversion element 43 utilizing the Seebeck effect has a hot surface and a cold surface, and by keeping the cold surface lower than the hot surface, it corresponds to the temperature difference between the temperature of the hot surface and the temperature of the cold surface. Generates electromotive force. The hot surface of the thermoelectric conversion element 43 is thermally contacted 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 is a circuit that boosts low-voltage electricity of about 0.5 V or less generated from the thermoelectric conversion element 43 to a voltage capable of storing or transmitting electricity and transmits it to the power regeneration unit 73 of the power supply control unit 70. Is. A predetermined electric 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 showing a configuration example of the power generation unit and its surroundings.
The cooling unit 47 includes a heat radiating plate 49 that takes heat from the heat source and dissipates it, and a cooling fan 51 that cools the heat radiating plate 49 by wind. The load 80a is thermally contacted with the hot surface of the thermoelectric conversion element 43 by using heat conductive grease or the like. The heat radiating plate 49 is in thermal contact with the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 using heat conductive 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. The cooling control unit 23 cools the cold surface according to the command from the CPU 11 so that the temperature difference between the hot surface and the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 becomes the temperature difference that maximizes the power generation efficiency of the thermoelectric conversion element 43. , Drive control of the cooling fan 51.

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 detecting element 53H is a means for substantially detecting the temperature on the hot surface side (high temperature side) of the thermoelectric conversion element 43, and is a heat conductive grease or the like at an appropriate place near the hot surface of the thermoelectric conversion element 43 or a suitable place of the load 80a. Is thermally contacted using.
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 thermally contacted at an appropriate position near the cold surface of the thermoelectric conversion element 43 by using heat conductive grease or the like. It is installed at a position where the ambient temperature in the housing around the load 80a can be measured and not close to the heat generating source.
The 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 means). Further, the power supply control unit 70 includes a power supply control unit 77 (driving power supply means).
An external power source (second power source) such as a commercial power source (AC) or a battery power source (DC) is supplied to the load supply unit 71. The load supply unit 71 converts the supplied external power supply into DC as needed, transforms it into 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 the regenerative power (DC, first power) to the supply switching unit 75. Further, the power regeneration unit 73 outputs an analog regenerative electric energy 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 80a to 80d are connected to the supply switching unit 75. The loads 80a to 80d are configured with an image forming device 1 such as a fixing unit and a motor constituting the engine unit 31, a CPU for controlling each part of the image forming device 1, and a paper type sensor arranged in the paper feeding unit. And everything that consumes power is included. The supply switching unit 75 supplies electricity to each of the loads 80a to 80d according to the magnitude of the regenerative power generated by the thermoelectric conversion element 43 and the magnitude of the power consumed by the respective loads 80a to 80d. It switches 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 the load for supplying the regenerative power and the load for supplying the external power supply from the plurality of loads 80a to 80d.
The power supply control unit 77 supplies an external power source to the booster circuit 45 as drive power. When the amount of regenerated power detected by the element output detection unit 25 is larger than the amount of drive power of the booster circuit 45, the power supply control unit 77 supplies drive power to the booster circuit 45, and the element output detection unit 25 supplies the drive power. When the detected regenerative electric energy is smaller than the drive electric energy of the booster circuit 45, the supply of the 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]
The temperature detection signals SH and SL output by the temperature detection elements 53H and 53L, respectively, are input to the temperature detection unit 21. The temperature detection unit 21 A / D-converts each analog temperature detection signal 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, in the CPU 11, 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 so as to be. The CPU 11 controls the cooling control unit 23 so as to drive the cooling fan 51 according to this driving condition. The cooling control unit 23 drives the cooling fan 51 according to the command of the CPU 11.
Further, the temperature data is used by the power supply control unit 77 to control the power supply to the thermoelectric conversion unit 41 on / off. 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 a plurality of loads 80a to 80d according to the amount of regenerative power 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 the 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 the heat generated by the load 80a into electrical energy by the thermoelectric conversion element 43. However, when the image forming apparatus 1 is started to be used when the load 80a is completely cooled, the thermoelectric conversion element 43 is used. When the temperature difference between the hot surface and the cold surface of the above fluctuates, the electrical energy output by the thermoelectric conversion element 43 also fluctuates. 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 for 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 the power consumption of the loads 80a to 80d are La to Ld, respectively, and the magnitude relation thereof is La>Lb>Lc> Ld. Further, the magnitude of the regenerative power is R.
When Ld> R, the supply switching unit 75 supplies the electric power from the load supply unit 71 to the loads 80a to 80d, and stores the electric power without supplying the electric power from the electric power regeneration unit 73 to any of the loads.
When Lc>R> Ld, the supply switching unit 75 supplies the power from the power regeneration unit 73 to the load 80d, and supplies the 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 the power from the power regeneration unit 73 to the load 80b, and supplies the power from the load supply unit 71 to the loads 80a, 80c, and 80d.
When R> La, the supply switching unit 75 supplies the power from the power regeneration unit 73 to the load 80a, and supplies the 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 to be supplied to the load according to the magnitude of the regenerative power. In particular, the supply switching unit 75 selects the load having the maximum power consumption from the loads whose power consumption is smaller than the detected regenerative power amount, and supplies the regenerative power. Therefore, the regenerative power can be used without waste, and the 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 conversion unit 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 the energy saving performance deteriorates. Therefore, in the present embodiment, whether or not to regenerate the electric power based on the electric energy generated by the thermoelectric conversion element 43 and the electric energy consumption (driving electric energy) of the booster circuit 45, that is, thermoelectricity from the power supply control unit 77. Whether or not to supply drive power to the conversion unit 41 is switched. Hereinafter, as a control example for switching whether or not the power supply control unit 77 supplies drive power to the thermoelectric conversion unit 41, an example of controlling based on the temperature of the thermoelectric conversion element 43 and a regenerative power output from the thermoelectric conversion unit 41 An example of controlling based on the quantity 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 the on / off of the 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 detecting elements 53H, 53L (temperature detecting means), the CPU 11 (electric energy amount calculating means), and the element output detecting unit 25 function as the electric energy amount detecting means.
First, the temperature detection unit 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 electric energy (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 electric energy amount data. It is supplied to the power supply control unit 77 via the unit 25.
The power supply control unit 77 compares the electric energy consumption of the thermoelectric conversion unit 41 with the regenerative electric energy, and stops the power supply to the thermoelectric conversion unit 41 when "regenerative electric energy <power consumption amount". When "regenerated electric energy> electric energy", the 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 showing an example of controlling the power supply to the thermoelectric conversion unit based on the temperature data. First, the image forming apparatus 1 is activated when the power switch is pressed, and the power supply to the load 80 is started.
After that, in step S1, the element output detection unit 25 detects the amount of regenerative power 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 signals 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 data of the amount of regenerative power to the power supply control unit 77.
In step S3, the power supply control unit 77 compares the amount of regenerative power with the amount of power consumed by the thermoelectric conversion unit 41. If "regenerative electric energy <power consumption" (NO in step S3), the process proceeds to step S5, and if "regenerative energy> power consumption" (YES in step S3), the process proceeds to step S7.
In step S5, the CPU 11 clocks a predetermined time (for example, 3 minutes) from the detection of the previous regenerative electric energy by the timer means held by the CPU 11. When a 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 S7, the power supply control unit 77 starts supplying electric power for driving the booster circuit 45 to the thermoelectric conversion unit 41. As a result, the regenerative electric power is generated by the thermoelectric conversion unit 41.

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 to the power on of the image forming apparatus 1 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) becomes cold. Therefore, there is a possibility that "regenerative power amount <power consumption amount". In such a case, since the energy saving property deteriorates when the electric power is regenerated, the electric energy is regenerated after waiting for the fixing unit to warm up by timing using a timer means. On the contrary, if the elapsed time from the power off is short, "regenerative power> power consumption" may be satisfied even immediately after the power is turned on. In such a case, the consumption of external power can be reduced by performing power regeneration immediately after the power is turned on.
As described above, by starting or stopping the 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, excessive power consumption due to power regeneration is suppressed. At the same time, 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 electric energy data>
The power supply control unit 77 can control the on / off of the power supply to the thermoelectric conversion unit 41 based on the actual regenerative electric energy. In the control based on the regenerative electric energy data, the electric power regeneration unit 73 and the element output detection unit 25 function as the electric energy detection means.
First, the element output detection unit 25 generates regenerative electric energy data (element output data) from a signal indicating the regenerative electric energy input from the power regeneration unit 73, and outputs the regenerative electric energy data (element output data) to the power supply control unit 77.
The power supply control unit 77 compares the electric energy consumption of the thermoelectric conversion unit 41 with the regenerative electric energy, and stops the power supply to the thermoelectric conversion unit 41 when "regenerative electric energy <power consumption amount". When "regenerated electric energy> electric energy", the 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 showing an example of controlling the power supply to the thermoelectric conversion unit based on the regenerative electric energy data. First, the image forming apparatus 1 is activated when the power switch is pressed, and the power supply to the load 80 is started.
After that, in step S11, the power supply control unit 77 supplies the drive power to the booster circuit 45 of the thermoelectric conversion unit 41.
In step S13, the element output detection unit 25 generates regenerative electric energy data (element output data) from the signal indicating the regenerative electric energy input from the power regeneration unit 73, and outputs the regenerative electric energy data (element output data) to the power supply control unit 77.
In step S15, the power supply control unit 77 compares the amount of regenerative power with the amount of power consumed by the thermoelectric conversion unit 41. When “regenerated electric energy <power consumption amount” (NO in step S15), the process proceeds to step S17. When "regenerated electric energy> power consumption" (YES in step S15), the electric power regeneration may be continuously executed thereafter, and the process is terminated.
In step S17, the power supply control unit 77 stops the supply of drive power to the booster circuit 45 of the thermoelectric conversion unit 41.
In step S19, the CPU 11 clocks a predetermined time (for example, 3 minutes) from the detection of the previous regenerative electric energy by the timer means held by the CPU 11. If a 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 regenerative electric energy, it is possible to reduce the power consumption associated with the electric 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 above embodiment, only one load (load 80a) is used to generate the regenerative power, but the regenerative power may be obtained from a plurality of loads. In the above embodiment, the supply switching unit 75 supplies the regenerative power to any one of the plurality of loads 80a to 80d, but the supply switching unit 75 supplies the regenerative power to the plurality of loads. May be supplied to. In this case, the supply switching unit 75 selects the load so that the total power consumption of the plurality of loads is equal to or less than the regenerative electric energy. Further, the supply switching unit 75 selects a combination of loads that does not generate a surplus of regenerative power as much as possible, and supplies the regenerative power to these loads.
In the above embodiment, thermal energy is exemplified as the environmental energy, but other energy generated by the load, such as 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 view 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 by laser light, and a recording medium such as transfer paper. A 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, and a paper feed unit 106 (106a, 106b), which separates and feeds transfer paper one by one from each paper feed tray 105. A transport unit 107 for transporting the fed transfer paper, a photoconductor 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, Also provided is a fixing unit 111 that fixes 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 multifunction device. In the image forming apparatus 1, the copying function, the printer function, and the facsimile function can be sequentially switched and selected by the 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 copying 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 photoconductor 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 photoconductor drum 108 is developed by the developing unit 109 to become a toner image.
On the other hand, the transfer papers placed on the paper feed tray 105 are separated one by one by the paper feed unit 106, and then transferred to the transfer position facing the photoconductor drum 108 by the transfer unit 107.
The toner image supported on the photoconductor drum 108 is transferred to the transfer paper conveyed by the transfer belt 110, the toner image is fixed on the transfer paper by the fixing unit 111, and the transfer paper on which the toner image is transferred is transferred to the outside of the apparatus. It is discharged.
Although this figure shows a monochrome type image forming apparatus 1 in which only one photoconductor drum 108 is arranged, the photoconductor drum 108 has four toner images such as yellow, magenta, cyan, and black. However, it can be used as a color image forming apparatus that superimposes each color and transfers it to transfer paper.

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, the reading unit 102, the writing unit 103, and the 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 provided in the fixing unit 111 to heat the toner image transferred to the transfer paper, a paper feeding unit 106, a conveying unit 107, a conveying belt 110, and the like. Examples thereof include a motor for rotating the roller components and a paper type sensor arranged in the paper feed unit 106.

〔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 Examples of Embodiments of the Present Invention, Actions, and Effects]
<First embodiment>
The electric power regenerating device according to this embodiment includes a first electric power supply source (thermoelectric conversion unit 41, electric power regenerating unit 73) for supplying the first electric power (regenerated electric power) converted from the environmental energy generated by the load 80a, and the first electric power regenerating unit. An electric energy detecting means (element output detection unit 25) that detects the amount of the first electric power supplied from the electric power supply source, and a second electric power supply source (external power source) that supplies a second electric power (external power source) different from the first electric power. The load supply unit 71) selectively switches between a load that supplies the first power and a load that supplies the second power from a plurality of loads 80a to 80d according to the amount of the detected first power. It is characterized in that it is provided with a supply switching means (supply switching unit 75).
According to this aspect, it is possible to improve energy saving by efficiently utilizing the electric power regenerated from the environmental energy generated by the load. That is, the amount of regenerated power varies depending on the operating status of the image forming device, which is an example of an electronic device including a power regenerating device. In this embodiment, the load driven by the regenerative power is switched according to the magnitude of the fluctuating regenerative power. The supply switching means switches the power supply so that the load having a large power consumption is driven by the regenerative power when the regenerative power is large, and switches the load having a small power consumption to be driven by the regenerative power when the regenerative power is small. According to this aspect, the regenerative power can be used without waste, so that 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 embodiment, the supply switching means (supply switching unit 75) supplies the first power (regenerative power) to a load whose power consumption is smaller 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 a plurality. When regenerative power is supplied to a plurality of loads, the total power consumption of the loads to which the regenerative power is supplied should be equal to or less than the regenerative power amount. Further, the supply switching means selects one load or a combination of a plurality of loads so as not to generate a surplus of the regenerative power as much as possible, and supplies the regenerative power to the selected load. By selecting the supply destination of the regenerative power in this way, the regenerative power can be used without waste, and energy saving 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 is characterized by including a power amount monitoring means (display panel 35) for monitoring the amount of the first power detected by the power amount detecting means (element output detecting unit 25).
By monitoring the amount of electric 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 electric power regeneration device according to this embodiment, the first electric power supply source (thermoelectric conversion unit 41) uses an energy conversion means (thermoelectric conversion element 43) for converting environmental energy into the first electric power (regenerative electric energy) and the first electric power. A booster circuit 45 for boosting the voltage is provided, and a drive power supply means (power supply control unit 77) for supplying drive power to the booster circuit is provided, and the drive power supply means is an electric energy detecting means (element output detection unit 25). When the amount of the first power detected by is smaller than the amount of the drive power of the booster circuit, the supply of the drive power to the booster circuit is stopped.
The booster circuit that boosts the regenerative power requires power to drive it. However, when the power consumption of the booster circuit is larger than the regenerative power amount, the 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 embodiment, when "regenerative power amount <drive power amount", the power supply to the booster circuit is stopped to prevent unnecessary 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 embodiment, the energy conversion means is a thermoelectric conversion element 43 that converts thermal energy into first power (regenerative power), and the electric energy detecting means is the temperature on the high temperature side and the low temperature side of the thermoelectric conversion element. Temperature detecting means (temperature detecting elements 53H, 53L) for detecting the temperature of the above, and electric energy calculating means (regenerated electric energy amount) for calculating the amount of the first electric power (regenerated electric energy amount) from the detected high temperature side temperature and low temperature side temperature. It is characterized by having a CPU 11) and.
In addition to the method of directly detecting the regenerated electric power, the method of indirectly detecting the regenerated electric power by the electric energy detecting means by using the temperature of the thermoelectric conversion element or the like as in this embodiment is used. is there. In the former case, it is necessary to drive the booster circuit, and if "regenerative power amount <drive power amount", power is wasted. In the latter case, since the regenerative power amount can be detected without driving the booster circuit, wasteful power is not consumed for detecting the regenerative power amount. Therefore, according to this aspect, the energy saving property 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 regenerating apparatus and an image forming unit (printer unit 104) having a load 80 to form an image on a recording medium.
According to this aspect, the effects of each of the above embodiments 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 1 ... Image forming device, 10 ... Engine control unit, 11 ... CPU (electric energy calculation means), 13 ... ROM, 15 ... RAM, 17 ... I / O control unit, 19 ... Communication unit, 21 ... Temperature detection unit, 23 ... Cooling control unit, 25 ... Element output detection unit (electric energy detection means), 31 ... Engine unit, 33 ... Operation unit, 35 ... Display panel (electric energy monitoring means), 37 ... External controller, 40 ... Power generation unit, 41 ... Thermoelectric conversion unit (first power supply source), 43 ... Thermoelectric conversion element (energy conversion means), 45 ... Booster circuit, 47 ... Cooling unit, 49 ... Heat dissipation plate, 51 ... Cooling fan, 53 ... Temperature detection element ( Temperature detection means), 70 ... Power control unit, 71 ... Load supply unit (second power supply source), 73 ... Power regeneration unit (first power supply source), 75 ... Supply switching unit (supply switching means), 77 ... Power supply control unit (drive power supply means), 80 ... load, 101 ... ADF, 102 ... reading unit, 103 ... writing unit, 104 ... printer unit (image forming unit), 105 ... paper feed tray, 106 ... paper feed unit , 107 ... Conveying unit, 108 ... Photoreceptor drum, 109 ... Development unit, 110 ... Conveying belt, 111 ... Fixing unit

特開２０１２−０１９６７５公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-019675

Claims

The first power supply source for supplying a first power load is converted from the environment energy generating, the power amount detecting means to detect the amount of the first power supplied from the first power supply source, and wherein A power generator having a booster circuit that boosts the first power,
A second power supply source that supplies a second power different from the first power, and a load that supplies the first power from a plurality of the loads according to the amount of the detected first power. , a power regeneration apparatus comprising a power supply control unit, a with the load and selectively switching supply switching hands stage, and supplies the second power,
The first electric power supply source is an energy conversion means for converting the environmental energy into the first electric power.
The power supply control unit includes a drive power supply means for supplying drive power from the second power supply source to the booster circuit, and the drive power supply means is the amount of the first power detected by the electric energy detection means. Is smaller than the drive power amount of the booster circuit, the supply of the drive power to the booster circuit is stopped.
The electric energy detecting means is a 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 which is the energy conversion means, and the detected temperature on the high temperature side and the temperature on the low temperature side. (1) An electric energy regenerating device provided with an electric energy calculating means for calculating an electric energy amount.

The power regeneration device according to claim 1, wherein the supply switching means switches so as to supply the first power to the load whose power consumption is smaller than the detected amount of the first power. ..

The power regeneration device according to claim 1 or 2, further comprising a power amount monitoring means for monitoring the amount of the first power detected by the power amount detecting means.

An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising an image forming unit provided with the load and forming an image on a recording medium.