JP2015040929A - 熱発電装置、画像形成装置、熱発電制御方法及び熱発電制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行う。【解決手段】カラーデジタル複合装置１は、その熱発電部８０の熱電素子６７が、用紙を加熱して該用紙上のトナー画像を該用紙に定着させる定着部３３の熱を利用して電力を生成する。熱発電部８０は、この定着部３３の温度を温度検知部６８が検出して入出力制御部６２へ出力する。入出力制御部６２は、温度検知値６８の検出温度を、予め設定されている熱電開始温度と比較して、充電器６６の動作を制御することで、熱電素子６７による電力の生成と生成停止を制御する。【選択図】 図３

Description

本発明は、熱発電装置、画像形成装置、熱発電制御方法及び熱発電制御プログラムに関し、詳細には、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行う熱発電装置、画像形成装置、熱発電制御方法及び熱発電制御プログラムに関する。

電子写真方式の画像形成部を備えた複写装置、プリンタ装置、複合装置等の画像形成装置は、画像形成部で、用紙、フィルム等の被記録媒体（以下、単に、用紙という。）上に、トナー等の現像剤の像（以下、単に、トナー画像という。）を形成する。画像形成装置は、トナー画像の形成された用紙を定着部に搬送し、定着ヒータ等の加熱部材で加熱された加熱ローラ等の定着部材で、トナー画像の形成された用紙を加熱・加圧してトナー画像を用紙に定着させることで、画像形成する。

この定着部で使用する熱を有効利用するために、従来から、電子写真方式の画像形成装置においては、熱電素子を利用して、熱発電を行って、発電電力を蓄電池に蓄電し、該蓄電池に蓄電した蓄電電力を、画像形成装置内の負荷への電力供給に利用している。

そして、従来、記録媒体へ画像を形成する画像形成手段と、形成された画像を加熱定着するための発熱手段と、前記発熱手段の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換手段と、前記熱電変換手段により変換された前記電気エネルギーを充電する蓄電手段と、前記蓄電手段に充電された前記電気エネルギーを放電する放電手段と、前記発熱手段が発熱する熱エネルギー量を制御する熱エネルギー量制御手段と、前記画像形成手段の状態を監視する監視手段と、前記蓄電手段に前記電気エネルギーを充電するタイミングを指示する蓄電指示手段と、を有し、前記監視手段により前記画像形成手段が画像形成動作をしていない時に前記熱エネルギー量制御手段が前記熱エネルギー量を制御していると判断された場合、前記熱電変換手段が前記熱エネルギーを前記電気エネルギーへ変換し、前記蓄電手段が前記電気エネルギーを充電する技術が提案されている（特許文献１参照）。

すなわち、この従来技術は、画像形成動作を行っていないタイミングにおいて、熱電変換手段を動作させることで、定着時に、熱電変換によって定着用の熱が奪われることを防止している。

しかしながら、上記従来技術にあっては、画像形成動作を行っていないタイミングにおいて、熱電変換手段を動作させているため、待機やスリープへの移行時に熱発電を開始すると、次のジョブ要求が熱発電直後に発生した場合、定着に必要な熱量を奪ってしまう。その結果、画像形成開始までに待ち時間が発生して、画像形成装置の利用性に影響するという問題があった。また、従来技術にあっては、熱電素子のHOT/COLD面の温度差が小さい状態での熱発電タイミングとなることがあり、この場合、省電力効果を向上させる上で、改良の必要があった。

そこで、本発明は、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１記載の熱発電装置は、被記録媒体を加熱して該被記録媒体上の現像剤像を該被記録媒体に定着させる定着部の熱を利用して電力を生成する熱発電手段と、前記定着部の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出温度を、予め設定されている閾値温度と比較して、前記熱発電手段による電力の生成と生成停止を制御する発電制御手段と、を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

本発明の一実施例を適用したカラーデジタル複合装置の概略構成図。 プリンタユニットの詳細な構成図。 カラーデジタル複合装置の電源系統の構成図。 定着部温度と熱発電領域の関係を示す図。 印刷モード、用紙種類による熱発電開始温度と高温エラー温度の一例を示す図。 熱発電制御処理を示すフローチャート。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

図１〜図６は、本発明の熱発電装置、画像形成装置、熱発電制御方法及び熱発電制御プログラムの一実施例を示す図であり、図１は、本発明の熱発電装置、画像形成装置、熱発電制御方法及び熱発電制御プログラムの一実施例を適用したカラーデジタル複合装置１の正面概略構成図である。

図１において、カラーデジタル複合装置１は、下部から、給紙ユニット２、プリンタユニット３、スキャナユニット４及びＡＤＦ（Auto Document Feeder）５が順次積み重ねられた状態で配設されている。また、カラーデジタル複合装置１は、操作表示部６及び制御部７（図２参照）等を備えており、カラーデジタル複合装置１には、ＰＢＸ（構内交換機）１０及びパーソナルコンピュータ等のカラーデジタル複合装置１を利用する外部装置１１が接続される。カラーデジタル複合装置１は、操作表示部６の操作等に応じて、上記各ユニット２〜５を利用して、画像読取機能、印刷機能（プリンタ機能）、複写機能（コピー機能）、ファクシミリ通信機能等の各機能を実行する。カラーデジタル複合装置１は、ＰＢＸ１０を介して外部ファクシミリ装置との間で通信し、また、外部装置１１との間で通信して、画像データの送受信を行う。

給紙ユニット２は、複数（図１では、２つ）の給紙トレイ２１、２２及び搬送部２３等が設けられており、各給紙トレイ２１、２２には、各種サイズの用紙が、任意の給紙方向で収納される。また、各給紙トレイ２１、２２には、両面白紙の用紙（未使用用紙）と片面記録済の用紙（片面使用済用紙）がユーザの意図に応じて収納される。

搬送部２３は、レジストローラ２４を備え、各給紙トレイ２１、２２に収納されている用紙を選択的に、レジストローラ２４に送って，レジストローラ２４で、タイミング調整した後、プリンタユニット３に搬送する。

プリンタユニット３は、電子写真方式を用いた４連ドラム式（タンデム式）のフルカラープリンタユニットであって、図２に示すように、露光部３１、画像形成部３２、定着部３３、収納部３４等を備えている。プリンタユニット３は、給紙ユニット２の各給紙トレイ２１、２２から搬送部２３により搬送されてきた用紙の上面に画像形成部３２で画像形成した後、定着部３３で定着して、本体内部に取り付けられている排紙トレイ３５に送り出す。

画像形成部３２は、無端ベルト状の第１転写ベルト３２ａに沿ってＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂが順次配列されており、第１転写ベルト３２ａは、一対の支持ローラ３２ｃ、３２ｄ及びテンションローラ３２ｅに張り渡されていて、図２に矢印で示す時計方向に回転駆動される。上記作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂは、一対の支持ローラ３２ｃの間に配設されており、テンションローラ３２ｅには、第１転写ベルト３２ａ上に残留する残留トナーを除去する転写体クリーニング部３２ｆが配設されている。各作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂは、番号を付与していないが、それぞれ図１に矢印で示す時計方向に回転する感光体の周囲に、感光体を一様に帯電させる帯電ローラ、トナーを供給する現像部、感光体上のトナー画像（現像剤像）を第１転写ベルト３２ａに順次重ね合わせて転写させる転写ローラ等が配設されている。作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂは、帯電ローラによって一様に帯電された感光体に、露光部３１から各色の画像データに基づいて変調したレーザを、対応する色の感光体に照射して静電潜像を形成する。画像形成部３２は、該静電潜像の形成された感光体に現像部から対応する色のトナーを供給して各感光体上に対応する色のトナー画像を形成し、該各トナー画像を転写ローラによって第１転写ベルト３２ａ上に順次重ね合わせてカラートナー画像を形成する。なお、画像形成部３２は、ブラックの作像ユニット３２ｂｋのみを用いて、単色黒のみの画像を形成する場合もある。露光部３１としては、レーザを用いたものに限るものではなく、例えば、ＬＥＤアレイと結像部を備えた露光部であってもよい。

第１転写ベルト３２ａの図１及び図２の右側方には、２次転写部３６の第２転写ベルト３６ａが配設されている。２次転写部３６は、第１転写ベルト３２ａ及び第２転写ベルト３６ａを挟んで支持ローラ３２ｄと対向する位置に２次転写ローラ３６ｂが配設されている。プリンタユニット３は、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａとの間に、給紙ユニット２から送り出されてきた用紙が、レジストローラ２４でタイミング調整されて送られてくる。この第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａは、予め設定された転写ニップを形成している。なお、第２転写ベルト３６ａは、矢印方向に回転可能に、支持ローラ及び駆動ローラ（符号略）間に支持、張架されている。プリンタユニット３は、第２転写ベルト３６ａの裏側（ループの内側）に、２次転写ローラ３６ｂが配置されており、第２転写ベルト３６ａの外側に、クリーニング部、チャージャ（符号略）等が配備されている。このクリーニング部は、用紙にトナー画像を転写した後に、第２転写ベルト３６ａに残留する不要の残留トナーを拭い去る。

画像形成部３２は、第１転写ベルト３２ａ上のカラートナー画像を、２次転写ローラ３６ｂの転写電圧によって、第２転写ベルト３６ａと第２転写ベルト３６ａとの間に搬送されてきた用紙に転写する。第２転写ベルト３６ａは、トナー画像の転写された用紙を定着部３３に搬送する。

定着部３３は、トナー画像の転写された用紙を加熱・加圧して該トナー画像を定着させ、トナー画像定着後の用紙を排紙トレイ３５に送り出す。

なお、図２のように、定着部３３で定着の完了した用紙をそのまま排紙トレイ３５上に排出すると、両面画像のうち後から用紙に転写される面（頁）、すなわち、第１転写ベルト３２ａから用紙に直接転写される面が下面となって、排紙トレイ３５に載置されるため、画像形成部３２は、両面印刷において、頁揃えをするには、２頁目の画像を先に作成して、第２転写ベルト３６ａにそのトナー画像を保持させ、１頁目の画像を第１転写ベルト３２ａから用紙に直接転写する。第１転写ベルト３２ａから直接に用紙に転写される画像は、感光体表面で正像にし、第２転写ベルト３６ａから用紙に転写されるトナー画像は、感光体表面で逆像（鏡像）になるよう露光する。カラーデジタル複合装置１は、このような頁揃えのための作像順及び正、逆像（鏡像）に切り替える画像処理を、制御部７において、メモリに対する画像データの読み書き制御によって行う。

すなわち、カラーデジタル複合装置１は、両面印刷モードと片面印刷モードを備えており、両面印刷モードのときには、上述のように、裏面（２頁）の画像を第２転写ベルト３６ａに転写した後、第１転写ベルト３２ａに表面（１頁）の画像を転写して、これらの第１転写ベルト３２ａのトナー画像と第２転写ベルト３６ａのトナー画像をレジストローラ２４から送られてくる用紙の両面に同時に転写する。また、カラーデジタル複合装置１は、片面印刷の場合には、第２転写ベルト３６ａによる片面転写モードと第１転写ベルト３２ａによる片面転写モードの２つの片面印刷モードがある。カラーデジタル複合装置１は、第２転写ベルト３６ａを用いる片面転写モードの場合には、第１転写ベルト３２ａに、３色、または、４色重ね、あるいは、単色黒で形成されたトナー画像を、第２転写ベルト３６ａに転写して、第２転写ベルト３６ａから用紙の片面（裏面）に転写する。この場合、カラーデジタル複合装置１は、用紙の他面（表面）には画像転写を行わず、排紙トレイ３５上に排出される印刷済用紙を、印刷面が上面となる状態で載置する。また、カラーデジタル複合装置１は、第１転写ベルト３２ａを用いる片面転写モードの場合には、第１転写ベルト３２ａに３色、または、４色重ね、あるいは、単色黒で形成したトナー画像を、第２転写ベルト３６ａには転写せず、用紙の片面（表面）に直接転写し、用紙の他面（裏面）には画像を転写しない。カラーデジタル複合装置１は、この場合、排紙トレイ３５上に印刷済用紙の印刷面が下を向いた状態で載置する。

なお、図２において、収納部３４は、補給用の各色のトナーが収納されており、収納部３４の各色のトナーは、図示しない粉体ポンプにより、作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂの対応する色の現像部に搬送される。また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、いわゆるタンデム形式である４個の作像ユニット３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂの各感光体上に画像を形成しながら、第１転写ベルト３２ａと第２転写ベルト３６ａを移動させて作像を行うので、作像時間を短縮することができる。

制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏ等を備えており、ＲＯＭ内に、カラーデジタル複合装置１としての基本プログラム及びシステムデータが格納されている。制御部７は、ＣＰＵが、ＲＯＭ内のプログラムに基づいてＲＡＭをワークメモリとして利用しつつ、カラーデジタル複合装置１の各部を制御することにより、カラーデジタル複合装置１としての基本動作を実行する。

そして、カラーデジタル複合装置１は、その電源系統が、図３に示すようにブロック構成されており、ＰＳＵ（Power Supply Unit：電源供給部）６１、入出力制御部６２、切替回路６３、放電器６４、蓄電池６５、充電器６６、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、熱電素子６７及び温度検知部６８等を備えている。なお、切替回路６３には、カラーデジタル複合装置１の各部負荷７０が接続されており、ＰＳＵ６１及び定着部３３には、図示しない電源スイッチを介して１００Ｖの商用交流電源（商用ＡＣ電源）ＡＣ１００Ｖが、電源コードを介して供給される。

カラーデジタル複合装置１は、主電源スイッチがオン操作されることで、商用ＡＣ電源１００Ｖが、定着部３３とＰＳＵ６１に供給される。

ＰＳＵ６１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ、整流器、電圧・電流調整器等を備え、商用ＡＣ電源１００Ｖからカラーデジタル複合装置１の内部負荷７０が必要とする各種電源電圧・電源電流の電源電力を生成して、切替回路６３へ出力する。

定着部３３は、商用ＡＣ電源１００Ｖが図示しない主電源スイッチを介して直接供給され、入出力制御部６２からの定着電力制御信号に基づいて、定着ヒータ（図示略）へのヒータ加熱電力の供給を制御して、定着ローラ（図示略）を所定の定着温度に加熱する。

そして、定着部３３は、温度検知部６８が設けられており、温度検知部（温度検出手段）６８は、定着ローラの温度を検出して、検出温度信号を入出力制御部６２へ出力する。入出力制御部６２は、画像データ、白黒／カラー等の画像情報や用紙サイズ、用紙の紙種等の用紙情報に基づいて定着電力制御信号を制御して、定着ヒータへの通電を制御する。入出力制御部６２は、定着ヒータへの通電を制御することで、定着部３３の定着ローラの温度を、該画像情報及び用紙情報に適した定着温度（定着目標温度）に制御する。

定着部３３は、最も発熱する部分に近接する状態で、熱電素子６７が配設されている。熱電素子（熱発電手段）６７は、一般的に、２種類の異なる金属または半導体を接合して、両端の温度差によって起電力が発生する、いわゆるゼーベック効果を利用した素子である。なお、熱電素子６７としては、一般的な熱電素子を用いることができる。

上記入出力制御部６２、放電器６４、蓄電池６５、充電器６６、熱電素子６７及び温度検知部６８は、全体として、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行う熱発電部（熱発電装置）８０として機能している。

熱電素子６７は、発電電力を、逆流防止用のダイオードＤ１及びコンデンサＣ１を介して充電器６６に供給し、充電器６６は、熱電素子６７からの発電電力を蓄電池６５に蓄電する。充電器（充電手段）６６は、一般的なＤＤＣ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を用いることができ、熱電素子６７からのＤＣ（直流）の発電電力を蓄電池６５に蓄電する。また、この充電器６６は、入出力制御部６２からオン／オフの充電制御信号が入力されている。充電器６６は、入出力制御部６２からオンの充電制御信号が入力されているときにのみ、熱電素子６７からの発電電力を蓄電池６５へ蓄電させる。

蓄電池（蓄電手段）６５は、所定容量のキャパシタを用いることができ、充電器６６からの発電電力を蓄電電力として蓄電する。

放電器６４は、一般的なＤＤＣを用いることができ、入出力制御部６２からオン／オフの放電制御信号が入力されている。放電器６４は、入出力制御部６２からオンの放電制御信号が入力されているときにのみ、蓄電池６５の蓄電電力を、負荷７０で利用できるＤＣの蓄電電源電力として、切替回路６３に出力する。

切替回路６３は、スイッチ素子等で構成され、ＰＳＵ６１からの電源電力と放電器６４からの蓄電電源電力が入力される。切替回路６３は、入出力制御部６２から切替信号が入力され、切替信号に応じて、電源電力と蓄電電源電力の一方を選択して、負荷７０に動作電源電力として供給するとともに、充電器６６及び放電器６４の動作電源電力としても供給する。

入出力制御部６２は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ及びＩ／Ｏ等を備えており、ＲＯＭには、カラーデジタル複合装置１の制御プログラムや本発明の熱発電制御プログラム及び必要なシステムデータ等が格納されている。入出力制御部６２は、ＣＰＵが、ＲＯＭ内のプログラムに基づいて、定着部３３及び電源系統の各部を制御して、定着制御処理及び本発明の熱発電制御処理を行う。また、入出力制御部６２は、切替回路６３からの動作電源電力を利用した負荷７０の駆動制御を行う。

すなわち、カラーデジタル複合装置１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読取可能な記録媒体に記録されている本発明の熱発電制御方法を実行する熱発電制御プログラムを読み込んで入出力制御部６２のＲＯＭ等に導入することで、後述する熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行う熱発電制御方法を実行する熱発電部８０を備えていることを特徴とする宇際する画像形成装置として構築されている。この熱発電制御プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。

入出力制御部６２は、上記制御部７から定着部３３の定着制御処理を行うとともに、熱発電部８０の充電器６６の動作制御を行うことで、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行う熱発電制御方法を実行する。上記入出力制御部６２及び充電器６６は、全体として、温度検知部６８の検出温度を、予め設定されている閾値温度である熱発電開始温度（図４参照）と比較して、熱電素子６７による電力の生成と生成停止を制御する発電制御手段として機能している。

なお、入出力制御部６２は、独自の入出力制御部である必要はなく、制御部７が、入出力制御部６２の機能を実行してもよい。

次に、本実施例の作用について説明する。本実施例のカラーデジタル複合装置１は、その熱発電部８０が、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行う。

すなわち、カラーデジタル複合装置１は、画像形成部３２でカラー画像を片面または両面に形成した用紙を定着部３３へ搬送して、定着部３３で形成画像に応じた定着温度に加熱しつつ加圧して用紙上のトナー画像を用紙に定着させる。

このとき、入出力制御部６２は、画像データ（画像の濃淡、カラー／白黒、サイズ等）及び用紙の紙種等に基づいて、定着部３３の定着ヒータへの通電を制御して、例えば、図４に示すように、画像データ及び紙種に適した定着温度に定着ローラを加熱する。

すなわち、カラーデジタル複合装置１は、定着部３３で定着を開始するには、入出力制御部６２が、上記定着温度（図４では、定着目標温度と記載）よりも低い待機温度から復帰動作を行って、用紙が定着部３３へ搬送される前に、定着温度に加熱する。

入出力制御部６２は、定着期間（図４では、印字期間）に入ると、定着動作に伴って熱が奪われるため、入出力制御部６２は、温度検知部６８の検出温度に基づいて、定着ヒータへの通電を制御して、定着部３３、特に、定着ローラの温度を定着温度に制御する。

このとき、定着部３３の温度、すなわち、温度検知部６８の検出温度は、図４に示すように、定着目標温度として印字期間に実線で示すように、上下に変動する。

そして、定着部３３の温度は、印字（画像形成）が完了して定着も完了すると、通常、待機温度に徐々に低下する。ところが、定着部３３は、印字（画像形成）が連続して多数枚行われると、入出力制御部６２による定着ヒータへの通電は、停止されるが、蓄熱により、図４に点線で示すように、定着ヒータへの通電が停止されても温度上昇するオーバーシュートが発生する。

一方、カラーデジタル複合装置１は、カラーデジタル複合装置１に何らかの不具合が発生したり、定着部３３が暴走する等が発生すると、定着部３３の温度が異常に高温となり、部品破損や火災の発生のおそれがある。そこで、従来から、カラーデジタル複合装置１は、図４に示すように、定着部３３の温度に、高温エラー温度（過熱エラー温度）を設けて、定着部３３の温度が高温エラー温度を超えると、カラーデジタル複合装置１の動作を停止する安全制御処理を行う。

そこで、入出力制御部６２は、定着温度（定着目標温度）よりも所定温度高く、高温エラー温度未満の温度範囲を、図４に示すように、熱発電領域と設定する。入出力制御部６２は、温度検知部６８の検出温度が、この熱発電領域内にあると、充電器６６を動作させて、熱電素子６７に熱発電を行わせて、定着部３３の温度を利用した熱発電電力を充電器６６によって蓄電池６５へ蓄電させる。

そして、カラーデジタル複合装置１は、通常、印刷モードと用紙種類によって定着目標温度が異なるため、熱発電開始温度（熱発電範囲の最も低い温度）を、例えば、図５に示すように設定する。入出力制御部６２は、この熱発電開始温度（閾値温度）と高温エラー温度（過熱エラー温度）の範囲を上記熱発電を行う熱発電領域として設定する。

そして、入出力制御部６２は、図６に示すように、熱発電制御処理を行う。すなわち、入出力制御部６２は、定着制御処理を開始すると（ステップＳ１０１）、機器動作モード（カラーデジタル複合装置１）の定着動作モード及び用紙種類を決定する（ステップＳ１０２）。この定着動作モードは、例えば、図５に示した印刷モードであり、カラーモードか、モノクロモードか等である。また、用紙種類は、例えば、図５に示した２種類であり、厚紙、普通紙等である。入出力制御部６２は、機器動作モード及び用紙種類を決定すると、この時点で、図５に示したように、熱発電開始温度を決定して、内部メモリに記憶する。

次に、入出力制御部６２は、温度検知部６８からの検出温度信号を取得して定着部３３の温度を検出し（ステップＳ１０３）、定着部３３への定着電力制御信号を制御して、定着ヒータへの通電を開始する（定着ヒータＯＮ）（ステップＳ１０４）。

入出力制御部６２は、定着ヒータへの通電を開始すると、温度検知部６８の検出する定着部３３の温度が、熱発電開始温度を超えたかチェックする（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５で、定着部３３の温度が熱発電開始温度を超えると（ステップＳ１０５で、ＹＥＳのとき）、入出力制御部６２は、充電器６６への充電制御信号をＯＮさせて、熱電素子６７による熱発電を開始させる（ステップＳ１０６）。入出力制御部６２は、熱電素子６７による熱発電電力を蓄電池６５へ充電させる。

入出力制御部６２は、熱電素子６７による熱発電を開始させると、定着部３３の温度が熱発電開始温度を下回ったかチェックする（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７で、定着部３３の温度が熱発電開始温度を下回ると、入出力制御部６２は、充電器６６への充電制御信号をＯＦＦさせて、熱電素子６７による熱発電を停止させて、熱発電制御処理を終了する（ステップＳ１０８）。

なお、図６には、記載していないが、入出力制御部６２は、温度検知部６８の検出する定着部３３の温度が高温エラー温度を超えたかチェックする。入出力制御部６２は、高温エラー温度を超えると、熱発電制御処理を終了するとともに、カラーデジタル複合装置１の全ての動作を停止させて安全を確保する。

なお、上記説明においては、印刷モードとして、カラー／モノクロ、用紙種別として、厚紙／普通紙を用いて、熱発電開始温度を設定しているが、熱発電開始温度は、これらの条件に限るものではなく、さらに細かく設定してもよいし、あるいは、もう少し粗く設定してもよい。

このように、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、その熱発電部８０が、用紙（被記録媒体）を加熱して該用紙上のトナー画像（現像剤像）を該用紙に定着させる定着部３３の熱を利用して電力を生成する熱電素子（熱発電手段）６７と、定着部３３の温度を検出する温度検知部（温度検出手段）６８と、温度検知部６８の検出温度を、予め設定されている熱電開始温度（閾値温度）と比較して、熱電素子６７による電力の生成と生成停止を制御する入出力制御部６２及び充電器６６からなる発電制御手段と、を備えている。

したがって、定着部３３が、余分に加熱されているタイミングで熱電素子６７による熱発電を行わせて、定着に必要な熱量を奪うことを防止することができ、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、その熱発電部８０が、用紙を加熱して該用紙上のトナー画像を該用紙に定着させる定着部３３の熱を利用して電力を生成する熱発電処理ステップと、定着部３３の温度を検出する温度検出処理ステップと、前記温度検出処理ステップでの検出温度を、予め設定されている熱電開始温度（閾値温度）と比較して、前記熱発電処理ステップでの電力の生成と生成停止を制御する発電制御処理ステップと、を有する熱発電制御方法を実行している。

したがって、定着部３３が、余分に加熱されているタイミングで熱電素子６７による熱発電を行わせて、定着に必要な熱量を奪うことを防止することができ、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

さらに、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、その熱発電部８０が、制御プロセッサに、用紙を加熱して該用紙上のトナー画像を該用紙に定着させる定着部３３の熱を利用して電力を生成する熱発電処理と、定着部３３の温度を検出する温度検出処理と、前記温度検出処理での検出温度を、予め設定されている熱電開始温度（閾値温度）と比較して、前記熱発電処理での電力の生成と生成停止を制御する発電制御処理と、を実行させる熱発電制御プログラムを搭載している。

したがって、定着部３３が、余分に加熱されているタイミングで熱電素子６７による熱発電を行わせて、定着に必要な熱量を奪うことを防止することができ、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

また、本実施例のカラーデジタル複合装置１は、その熱発電部８０が、電力を蓄電する蓄電池（蓄電手段）６５と、前記熱電素子６７の生成する前記電力を前記蓄電池６５へ充電する充電器（充電手段）６６と、備え、前記発電制御手段としての入出力制御部６２が、熱電素子６７の生成する前記電力の前記充電器６６による前記蓄電池６５への充電を制御して、該熱電素子６７による電力の生成と生成停止を制御している。

したがって、熱電素子６７の発電電力を蓄電池６５へ充電する充電器６６の動作を制御することで、熱電素子６７の発電動作を制御することができ、簡単かつ容易に、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

さらに、本実施例のカラーデジタル複合装置１の熱発電部８０は、前記閾値温度である熱発電開始温度が、前記定着部３３の高温エラー温度（過熱エラー温度）よりも低い温度に設定されている。

したがって、高温加熱によるカラーデジタル複合装置１の故障等の発生を防止しつつ、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

また、本実施例のカラーデジタル複合装置１の熱発電部８０は、前記閾値温度である熱発電開始温度が、カラーのトナー画像とモノクロのトナー画像とで異なる温度に設定されている。

したがって、定着部３３によるカラー／モノクロを考慮した定着を適切に行わせつつ、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

さらに、本実施例のカラーデジタル複合装置１の熱発電部８０は、前記閾値温度である熱発電開始温度が、用紙（被記録媒体）の種類によって異なる温度に設定されている。

したがって、定着部３３による用紙種類を考慮した定着を適切に行わせつつ、熱電効率の良好なタイミングで熱発電を行うことができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ カラーデジタル複合装置
２ 給紙ユニット
３ プリンタユニット
４ スキャナユニット
５ ＡＤＦ
６ 操作表示部
１０ ＰＢＸ
１１ 外部装置
２１、２２ 給紙トレイ
２３ 搬送部
２４ レジストローラ
３１ 露光部
３２ 画像形成部
３２ａ 第１転写ベルト
３２ｂｃ、３２ｂｍ、３２ｂｙ、３２ｂｂ 作像ユニット
３２ｃ、３２ｄ 支持ローラ
３２ｅ テンションローラ
３３ 定着部
３４ 収納部
３５ 排紙トレイ
３６ ２次転写部
３６ａ 第２転写ベルト
３６ｂ ２次転写ローラ
６１ ＰＳＵ
６２ 入出力制御部
６３ 切替回路
６４ 放電器
６５ 蓄電池
６６ 充電器
Ｃ１ コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
６７ 熱電素子
６８ 温度検知部
７０ 負荷

特開２０１１−０５９２７３号公報

Claims (8)

1. 被記録媒体を加熱して該被記録媒体上の現像剤像を該被記録媒体に定着させる定着部の熱を利用して電力を生成する熱発電手段と、
   前記定着部の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出温度を、予め設定されている閾値温度と比較して、前記熱発電手段による電力の生成と生成停止を制御する発電制御手段と、
   を備えていることを特徴とする熱発電装置。
2. 前記熱発電装置は、
   電力を蓄電する蓄電手段と、
   前記熱発電手段の生成する前記電力を前記蓄電手段へ充電する充電手段と、
   備え、
   前記発電制御手段は、
   前記熱発電手段の生成する前記電力の前記充電手段による前記蓄電手段への充電を制御して、該熱発電手段による電力の生成と生成停止を制御することを特徴とする請求項１記載の熱発電装置。
3. 前記熱発電装置は、
   前記閾値温度が、前記定着部の過熱エラー温度よりも低い温度に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱発電装置。
4. 前記熱発電装置は、
   前記閾値温度が、カラーの前記現像剤像とモノクロの該現像剤像とで異なる温度に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱発電装置。
5. 前記熱発電装置は、
   前記閾値温度が、前記被記録媒体の種類によって異なる温度に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱発電装置。
6. 画像形成部で被記録媒体上に現像剤像を転写し、定着部で現像剤像の転写されている該被記録媒体を加熱して該現像剤像を該被記録媒体に定着させるとともに、該定着部の熱を利用して電力を生成する熱発電部を備えている画像形成装置であって、
   前記熱発電部として、請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱発電装置を搭載していることを特徴とする画像形成装置。
7. 被記録媒体を加熱して該被記録媒体上の現像剤像を該被記録媒体に定着させる定着部の熱を利用して電力を生成する熱発電処理ステップと、
   前記定着部の温度を検出する温度検出処理ステップと、
   前記温度検出処理ステップでの検出温度を、予め設定されている閾値温度と比較して、前記熱発電処理ステップでの電力の生成と生成停止を制御する発電制御処理ステップと、
   を有していることを特徴とする熱発電制御方法。
8. 制御プロセッサに、
   被記録媒体を加熱して該被記録媒体上の現像剤像を該被記録媒体に定着させる定着部の熱を利用して電力を生成する熱発電処理と、
   前記定着部の温度を検出する温度検出処理と、
   前記温度検出処理での検出温度を、予め設定されている閾値温度と比較して、前記熱発電処理での電力の生成と生成停止を制御する発電制御処理と、
   を実行させることを特徴とする熱発電制御プログラム。

Images