JP2009031401A - Image forming apparatus, control method of image forming apparatus, control program, and its record medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やファクシミリ装置、レーザープリンタ、マルチファンクショナルプリンタ等の画像形成装置に関するものである。より具体的には、記録材上に形成された未定着トナー像を加熱して上記記録材に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、定着装置の消費電力を削減するための技術に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a laser printer, or a multifunction printer. More specifically, the present invention relates to a technique for reducing power consumption of a fixing device in an image forming apparatus including a fixing device that heats and fixes an unfixed toner image formed on a recording material to the recording material. It is.
複写機やファクシミリ装置等の画像形成装置には、電子写真記録方式が広く採用されている。電子写真方式の画像形成装置は、像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成し、このトナー像を記録材に静電転写させ、記録材に転写されたトナー像に熱定着部で熱と圧力を加えることでこのトナー像を記録材に定着させるようになっている。 An electrophotographic recording system is widely used in image forming apparatuses such as copying machines and facsimile machines. An electrophotographic image forming apparatus develops a latent image formed on an image carrier to form a toner image, electrostatically transfers the toner image onto a recording material, and converts the toner image onto a toner image transferred onto the recording material. The toner image is fixed on the recording material by applying heat and pressure at the heat fixing portion.
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、熱定着部において記録材に与えられた熱は定着後には不要になるので空気中へ放熱される。このため、画像形成装置の機内温度が上昇してしまうという問題がある。また、定着後の記録材の熱が無駄に放熱されるので、エネルギーの利用効率が低く、消費電力が大きいという問題がある。 By the way, in the electrophotographic image forming apparatus, the heat given to the recording material in the heat fixing unit becomes unnecessary after the fixing and is radiated to the air. For this reason, there is a problem that the temperature inside the image forming apparatus increases. Further, since the heat of the recording material after fixing is dissipated unnecessarily, there is a problem that energy use efficiency is low and power consumption is large.
そこで、特許文献1では、定着後の記録材の熱をヒートポンプの吸熱部(冷却部)で吸収し、吸収した熱をヒートポンプの放熱部から定着部に供給してトナー像の加熱に利用することでエネルギーの利用効率を高めて消費電力の低減を図っている。
しかしながら、特許文献1の技術では、電源投入直後(起動直後)や画像形成動作の開始直後に、ヒートポンプの吸熱部が過冷却されてしまい、吸熱部において結露や凍結が生じるという問題がある。
However, the technique of
つまり、電源投入直後や画像形成動作の開始直後には、吸熱部が吸収する熱量が放熱部から定着部への熱供給量に対して少ないので、吸熱部の温度が下がり過ぎてしまう。そして、吸熱部の温度が下がりすぎると、空気中の水分が結露したり、吸熱部の表面で凍結したりしてしまう。 That is, immediately after the power is turned on or immediately after the start of the image forming operation, the amount of heat absorbed by the heat absorbing unit is less than the amount of heat supplied from the heat radiating unit to the fixing unit. And if the temperature of the heat absorption part falls too much, the water | moisture content in air will dew or freeze on the surface of a heat absorption part.
画像形成装置内において結露が生じると、記録材に水分が付着することによって記録材にシワが生じたり、電流のリーク等の電気機器への悪影響が生じたりしてしまう。また、吸熱部において凍結が生じると、吸熱部の熱交換効率が低下し、熱吸収を安定して行うことができなくなる。 If dew condensation occurs in the image forming apparatus, the recording material may be wrinkled due to moisture adhering to the recording material, or an adverse effect on electrical equipment such as current leakage may occur. In addition, when freezing occurs in the heat absorption part, the heat exchange efficiency of the heat absorption part decreases, and heat absorption cannot be performed stably.
このため、上記特許文献1の技術では、画像形成装置の起動直後や画像形成動作の開始直後には、ヒートポンプによる熱移動作用を適切に機能させることができず、消費電力の低減を十分に図ることが困難であった。
For this reason, in the technique of the above-mentioned
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸熱部で吸収した熱を上記吸熱部よりも温度の高い放熱部に移動させて放熱させるヒートポンプと、放熱部で放熱される熱を利用して未定着トナー像の加熱を行う定着装置とを備えた画像形成装置において、ヒートポンプの吸熱部が過冷却されることを防止することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to use a heat pump that dissipates heat by moving the heat absorbed by the heat absorption part to a heat radiation part having a temperature higher than that of the heat absorption part, and a heat radiation part. In an image forming apparatus including a fixing device that heats an unfixed toner image using heat radiated, it is to prevent a heat absorption portion of a heat pump from being overcooled.
本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するために、記録材上に形成された未定着トナー像を加熱して上記記録材に定着させる定着装置と、吸熱部で吸収した熱を上記吸熱部よりも温度の高い放熱部に移動させて放熱させるヒートポンプとを備え、上記定着装置が上記放熱部から放熱させる熱を利用して未定着トナー像の加熱を行う画像形成装置であって、外部の熱を吸収するために上記吸熱部に備えられる吸熱部材と、上記吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段と、上記駆動手段の動作を制御して上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記定着装置の加熱開始時に、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが接触状態になるように上記駆動手段の動作を制御することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the image forming apparatus of the present invention heats an unfixed toner image formed on a recording material to fix the toner image on the recording material, and heat absorbed by the heat absorption unit. An image forming apparatus that heats an unfixed toner image using heat that is radiated from the heat radiating unit, and a heat pump that dissipates heat by moving to a heat radiating unit having a temperature higher than that of the heat absorbing unit, An endothermic member provided in the endothermic part to absorb external heat, a heat storage member provided in contact with the endothermic member, a relative position between the endothermic member and the heat storage member, or the endothermic heat in the heat storage member A driving means for changing a contact position with the member; and an operation of the driving means to control a relative position between the heat absorption member and the heat storage member or a contact position between the heat storage member and the heat absorption member. And control means for said control means, at start of heating the fixing device is characterized in that the said heat storage member and the heat absorbing member to control the operation of the drive means so that the contact state.
上記の構成によれば、外部の熱を吸収するために吸熱部に備えられる吸熱部材と、吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、吸熱部材と蓄熱部材との相対位置または蓄熱部材における吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段と、駆動手段の動作を制御して吸熱部材と蓄熱部材との相対位置または蓄熱部材における吸熱部材との接触位置を制御する制御手段とを備えている。そして、制御手段が、定着装置の加熱開始時に、蓄熱部材と吸熱部材とが接触状態になるように駆動手段の動作を制御する。このように、定着装置の加熱開始時に蓄熱部材を吸熱部材に接触させることにより、ヒートポンプの作動流体と吸熱部材および蓄熱部材との間で熱交換が行われることになる。これにより、定着装置の加熱開始時にヒートポンプの作動流体によって冷却される対象の熱容量を、蓄熱部材を備えずヒートポンプの作動流体と吸熱部材との間で熱交換が行われる従来の構成よりも大きくできるので、吸熱部材が過冷却されることを防止し、結露や凍結が生じることを防止できる。 According to said structure, in the thermal absorption member with which a thermal absorption part is equipped in order to absorb external heat, the thermal storage member provided so that a thermal absorption member can be contacted, and the relative position of thermal absorption member and thermal storage member, or thermal storage member Drive means for changing the contact position with the heat absorption member, and control means for controlling the relative position between the heat absorption member and the heat storage member or the contact position of the heat storage member with the heat absorption member by controlling the operation of the drive means. ing. Then, the control means controls the operation of the drive means so that the heat storage member and the heat absorption member are in contact with each other when heating of the fixing device is started. As described above, when the heat storage member is brought into contact with the heat absorption member at the start of heating of the fixing device, heat exchange is performed between the working fluid of the heat pump, the heat absorption member, and the heat storage member. Thereby, the heat capacity of the target cooled by the working fluid of the heat pump at the start of heating of the fixing device can be made larger than the conventional configuration in which heat exchange is performed between the working fluid of the heat pump and the heat absorbing member without the heat storage member. Therefore, it is possible to prevent the heat absorbing member from being overcooled and to prevent condensation and freezing.
また、上記蓄熱部材における上記吸熱部材に対して接触する位置の温度を検知する温度センサを備え、上記制御手段は、上記温度センサの検知した温度が予め設定される第1設定温度よりも低い場合に、上記蓄熱部材と上記吸熱部材との相対位置を、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが離間した位置または上記蓄熱部材と上記吸熱部材との接触面積が上記加熱開始時の接触面積よりも小さくなる位置である第2位置にするように上記駆動手段の動作を制御する構成としてもよい。 In addition, a temperature sensor that detects a temperature of a position of the heat storage member that contacts the heat absorbing member is provided, and the control unit is configured such that the temperature detected by the temperature sensor is lower than a first preset temperature that is set in advance. In addition, the relative position between the heat storage member and the heat absorption member is a position where the heat storage member and the heat absorption member are separated from each other or the contact area between the heat storage member and the heat absorption member is smaller than the contact area at the start of heating. It is good also as a structure which controls the operation | movement of the said drive means so that it may become the 2nd position which is a position.
上記の構成によれば、蓄熱部材における吸熱部材に対して接触する位置の温度が第1設定温度よりも低下した場合に、蓄熱部材を吸熱部材から離間させること、または上記蓄熱部材と上記吸熱部材との接触面積を小さくすることができる。これにより、蓄熱部材の温度が低下したときに吸熱部材から蓄熱部材への熱交換量を小さくすることができるので、吸熱部材が吸収した熱をヒートポンプの作動流体に効率的に供給することができ、熱利用効率を高めることができる。 According to said structure, when the temperature of the position which contacts with respect to the thermal absorption member in a thermal storage member falls below 1st setting temperature, a thermal storage member is separated from a thermal absorption member, or the said thermal storage member and the said thermal absorption member The contact area can be reduced. Thereby, when the temperature of the heat storage member decreases, the amount of heat exchange from the heat absorption member to the heat storage member can be reduced, so that the heat absorbed by the heat absorption member can be efficiently supplied to the working fluid of the heat pump. , Heat utilization efficiency can be increased.
また、上記制御手段は、上記蓄熱部材と上記吸熱部材との相対位置が上記第2位置である状態において、上記温度センサの検知した温度が予め設定される第2設定温度よりも高くなった場合に、上記蓄熱部材と上記吸熱部材との相対位置を、上記蓄熱座部と上記吸熱部材との接触面積が上記第2位置における上記蓄熱座部と上記吸熱部材との接触面積よりも大きくなる第1位置にするように上記駆動手段の動作を制御する構成としてもよい。 In the state where the relative position between the heat storage member and the heat absorption member is the second position, the control means is configured such that the temperature detected by the temperature sensor is higher than a preset second set temperature. The relative position between the heat storage member and the heat absorption member is such that the contact area between the heat storage seat and the heat absorption member is larger than the contact area between the heat storage seat and the heat absorption member at the second position. It is good also as a structure which controls operation | movement of the said drive means so that it may be set to 1 position.
上記の構成によれば、蓄熱部材の温度が第2設定温度よりも高くなった場合に、蓄熱部材と吸熱部材との接触面積を大きくすることができる。これにより、蓄熱部材から吸熱部材への熱供給を行うことができ、吸熱部材を介してヒートポンプの作動流体に供給される熱量を増加させることができ、熱利用効率を高めることができる。 According to said structure, when the temperature of a thermal storage member becomes higher than 2nd setting temperature, the contact area of a thermal storage member and a thermal absorption member can be enlarged. Thereby, heat can be supplied from the heat storage member to the heat absorption member, the amount of heat supplied to the working fluid of the heat pump via the heat absorption member can be increased, and heat utilization efficiency can be improved.
また、上記蓄熱部材における上記吸熱部材に対して接触する位置の温度を検知する温度センサを備え、上記制御手段は、上記温度センサの検知した温度が予め設定される第1設定温度よりも低い場合に、上記蓄熱部材における上記吸熱部材に接触していなかった位置を上記吸熱部材に接触させるように上記駆動手段の動作を制御する構成としてもよい。 In addition, a temperature sensor that detects a temperature of a position of the heat storage member that contacts the heat absorbing member is provided, and the control unit is configured such that the temperature detected by the temperature sensor is lower than a first preset temperature that is set in advance. In addition, the operation of the driving unit may be controlled so that a position of the heat storage member that is not in contact with the heat absorption member is brought into contact with the heat absorption member.
上記の構成によれば、蓄熱部材から吸熱部材への熱供給の結果、蓄熱部材における吸熱部材との接触位置の温度が第1設定温度よりも低下した場合に、蓄熱部材における吸熱部材と接触していなかった位置を吸熱部材に接触させる。これにより、蓄熱部材における吸熱部材への熱供給によって温度低下が生じる前の位置を吸熱部材に接触させることができるので、蓄熱部材から吸熱部材への熱供給量を増加させ、熱利用効率を高めることができる。 According to said structure, when the temperature of the contact position with the heat absorption member in a heat storage member falls below 1st setting temperature as a result of the heat supply from a heat storage member to a heat absorption member, it contacts with the heat absorption member in a heat storage member. The position that has not been brought into contact with the heat absorbing member. Thereby, since the position before temperature fall by the heat supply to the heat absorption member in a heat storage member can be made to contact a heat absorption member, the heat supply amount from a heat storage member to a heat absorption member is increased, and heat utilization efficiency is improved. be able to.
なお、上記第1設定温度は、0℃よりも高く、かつ室温よりも低いことが好ましい。なお、上記室温は、画像形成装置の外部における温度であってもよく、画像形成装置の内部における定着装置での加熱処理の影響を受けない位置での温度であってもよい。 The first preset temperature is preferably higher than 0 ° C. and lower than room temperature. The room temperature may be a temperature outside the image forming apparatus or a temperature at a position not affected by the heat treatment in the fixing device inside the image forming apparatus.
上記の構成によれば、第1設定温度を0℃よりも高くすることにより、吸熱部における結露や凍結を適切に防止できる。また、第1設定温度を室温以下にすることにより、蓄熱部材における吸熱部材に接触していない部分において周囲の空気から熱を吸収できる。これにより、蓄熱部材が吸収した熱を吸熱部材へ供給することで、熱利用効率を高くすることができる。 According to said structure, dew condensation and freezing in a heat absorption part can be prevented appropriately by making 1st preset temperature higher than 0 degreeC. Moreover, heat can be absorbed from ambient air in the part which is not contacting the heat absorption member in a thermal storage member by making 1st preset temperature below room temperature. Thereby, heat utilization efficiency can be made high by supplying the heat absorbed by the heat storage member to the heat absorption member.
また、上記制御手段は、上記定着装置における加熱を開始した後、所定時間が経過したときに、上記蓄熱部材と上記吸熱部材との相対位置を、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが離間した位置または上記蓄熱部材と上記吸熱部材との接触面積が上記加熱開始時の接触面積よりも小さくなる位置である第2位置にするように上記駆動手段の動作を制御する構成としてもよい。 Further, the control means determines a relative position between the heat storage member and the heat absorption member when a predetermined time has elapsed after starting heating in the fixing device, and a position where the heat storage member and the heat absorption member are separated from each other. Or it is good also as a structure which controls the operation | movement of the said drive means so that the contact area of the said thermal storage member and the said heat absorption member may be set to the 2nd position which is a position smaller than the contact area at the time of the said heating start.
定着装置における加熱を開始した後、所定時間が経過すると、吸熱部材に接触している蓄熱部材の温度は低下する。そこで、蓄熱部材の温度が所定温度以下に低下するまでの時間を予め予測して上記所定時間を設定しておくことで、蓄熱部材の温度が所定温度以下に低下するときに吸熱部材から蓄熱部材への熱交換量を小さくすることができる。これにより、吸熱部材が吸収した熱をヒートポンプの作動流体に効率的に供給することができ、熱利用効率を高めることができる。また、蓄熱部材の温度を測定するための温度センサを備える必要がないので、画像形成装置の構成を簡略化し、製造コストを低減できる。 When a predetermined time elapses after the heating in the fixing device is started, the temperature of the heat storage member in contact with the heat absorbing member decreases. Therefore, by predicting in advance the time until the temperature of the heat storage member falls below the predetermined temperature and setting the predetermined time, when the temperature of the heat storage member falls below the predetermined temperature, the heat storage member changes to the heat storage member. The amount of heat exchange with can be reduced. Thereby, the heat absorbed by the heat absorbing member can be efficiently supplied to the working fluid of the heat pump, and the heat utilization efficiency can be increased. Moreover, since it is not necessary to provide a temperature sensor for measuring the temperature of the heat storage member, the configuration of the image forming apparatus can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
また、上記制御手段は、上記定着装置における加熱を開始した後、所定時間が経過したときに、上記蓄熱部材における上記所定時間が経過する前に上記吸熱部材に接触していなかった位置を上記吸熱部材に接触させるように上記駆動手段の動作を制御する構成としてもよい。 Further, the control means sets the endothermic position of the heat storage member that is not in contact with the endothermic member before the predetermined time elapses after the predetermined time has elapsed after starting the heating in the fixing device. It is good also as a structure which controls operation | movement of the said drive means so that it may contact a member.
定着装置における加熱を開始した後、所定時間が経過すると、吸熱部材に接触している蓄熱部材の温度は低下する。そこで、蓄熱部材の温度が所定温度以下に低下するまでの時間を予め予測して上記所定時間を設定しておくことで、蓄熱部材における吸熱部材との接触位置の温度が所定温度以下に低下するときに、蓄熱部材における吸熱部材と接触していなかった位置を吸熱部材に接触させることができる。これにより、蓄熱部材における吸熱部材への熱供給によって温度低下が生じる前の位置を吸熱部材に接触させることができるので、蓄熱部材から吸熱部材への熱供給量を増加させ、熱利用効率を高めることができる。また、蓄熱部材の温度を測定するための温度センサを備える必要がないので、画像形成装置の構成を簡略化し、製造コストを低減できる。 When a predetermined time elapses after the heating in the fixing device is started, the temperature of the heat storage member in contact with the heat absorbing member decreases. Therefore, by predicting in advance the time until the temperature of the heat storage member falls below the predetermined temperature and setting the predetermined time, the temperature at the contact position of the heat storage member with the heat absorbing member falls below the predetermined temperature. Sometimes, the position of the heat storage member that is not in contact with the heat absorption member can be brought into contact with the heat absorption member. Thereby, since the position before temperature fall by the heat supply to the heat absorption member in a heat storage member can be made to contact a heat absorption member, the heat supply amount from a heat storage member to a heat absorption member is increased, and heat utilization efficiency is improved. be able to. Moreover, since it is not necessary to provide a temperature sensor for measuring the temperature of the heat storage member, the configuration of the image forming apparatus can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
また、上記吸熱部材の周囲の気温を検知する第2温度センサを備え、上記制御手段は、上記第2温度センサの検知した気温が予め設定される第3設定温度以上であった場合に、上記蓄熱部材の上記吸熱部材に対する相対位置を、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが離間した位置または上記蓄熱部材と上記吸熱部材との接触面積が上記加熱開始時の接触面積よりも小さくなる位置である第2位置にするように上記駆動手段の動作を制御する構成としてもよい。 In addition, a second temperature sensor that detects the temperature around the heat absorbing member is provided, and the control means is configured to perform the above operation when the temperature detected by the second temperature sensor is equal to or higher than a preset third set temperature. The relative position of the heat storage member to the heat absorption member is a position where the heat storage member and the heat absorption member are separated from each other, or a position where the contact area between the heat storage member and the heat absorption member is smaller than the contact area at the start of heating. It is good also as a structure which controls operation | movement of the said drive means so that it may be set to a 2nd position.
吸熱部材周囲の空気の温度が高い場合には、吸熱部材が周囲の空気から吸収する熱量が多くなる。このため、蓄熱部材の吸熱部材に対する接触面積を小さくしても、あるいは蓄熱部材を吸熱部材から離間させても、放熱部からの放熱量を定着装置における加熱に必要な熱量に維持することができる。また、蓄熱部材から吸熱部材への熱供給量を低減することができるので、蓄熱部材における蓄熱量を増加させることができる。したがって、蓄熱部材の温度を高い状態で保持できるので、その後に必要に応じて蓄熱部材と吸熱部材との接触面積を増大させること、あるいは蓄熱部材と吸熱部材とを接触させることにより、蓄熱部材に蓄熱された熱量を効果的に利用することができる。 When the temperature of the air around the heat absorbing member is high, the amount of heat that the heat absorbing member absorbs from the surrounding air increases. For this reason, even if the contact area of the heat storage member with respect to the heat absorption member is reduced or the heat storage member is separated from the heat absorption member, the heat radiation amount from the heat radiation portion can be maintained at the heat amount necessary for heating in the fixing device. . Moreover, since the heat supply amount from the heat storage member to the heat absorption member can be reduced, the heat storage amount in the heat storage member can be increased. Therefore, since the temperature of the heat storage member can be maintained in a high state, by increasing the contact area between the heat storage member and the heat absorption member as necessary, or by bringing the heat storage member and the heat absorption member into contact with each other, The amount of heat stored can be used effectively.
また、上記記録材を搬送する搬送手段を備え、上記吸熱部材は、上記定着装置よりも上記記録材の搬送方向下流側において上記記録材の搬送経路に対向するように配置されている構成としてもよい。 Further, the recording apparatus may further include a conveying unit that conveys the recording material, and the heat absorbing member may be disposed to face the recording material conveyance path on the downstream side of the recording material in the conveyance direction of the recording material. Good.
定着処理後の記録材の温度は、定着装置における加熱によって高温になっている。したがって、上記の構成によれば、吸熱部材は、上記定着装置よりも上記記録材の搬送方向下流側において上記記録材の搬送経路に対向するように配置されているので、定着処理後の記録材の熱あるいは定着処理後の記録材から放散される熱を吸熱部材で吸収し、ヒートポンプを介して定着装置での加熱処理に再利用することで、熱の利用効率を高めることができる。また、記録紙から放散される熱によって画像形成装置の機内温度が上昇することを防止することができる。 The temperature of the recording material after the fixing process is increased by heating in the fixing device. Therefore, according to the above configuration, the heat absorbing member is disposed so as to face the recording material conveyance path on the downstream side of the fixing device in the conveyance direction of the recording material. The heat utilization efficiency can be improved by absorbing the heat or the heat dissipated from the recording material after the fixing process by the heat absorbing member and reusing it for the heating process in the fixing device via the heat pump. Further, it is possible to prevent the temperature inside the image forming apparatus from rising due to heat dissipated from the recording paper.
また、定着処理後の記録材が搬送される搬送経路側から上記吸熱部材側に向かう方向に気流を発生させる第1送風器を備えている構成としてもよい。 Further, it may be configured to include a first blower that generates an air flow in a direction from the conveyance path side where the recording material after the fixing process is conveyed toward the heat absorbing member side.
上記の構成によれば、記録紙から放散された熱によって高温になった空気を吸熱部材に送風することにより、記録紙から放散される熱を吸熱部材においてより効率的に吸熱することができ、熱利用効率を高めることができる。 According to the above configuration, by blowing air that has become high temperature due to heat dissipated from the recording paper to the heat absorbing member, heat dissipated from the recording paper can be absorbed more efficiently in the heat absorbing member, Heat utilization efficiency can be increased.
また、上記蓄熱部材は、上記吸熱部材よりも記録材の搬送方向下流側において上記記録材の搬送経路に対向するように配置されている構成としてもよい。 The heat storage member may be arranged so as to face the recording material conveyance path on the downstream side of the heat absorption member in the recording material conveyance direction.
定着処理後の記録材の温度は、定着装置における加熱によって高温になっている。したがって、上記の構成によれば、定着処理後の記録材の熱あるいは定着処理後の記録材から放散される熱を蓄熱部材で吸収し、吸熱部材およびヒートポンプを介して定着装置での加熱処理に再利用することができ、熱の利用効率を高めることができる。また、記録紙から放散される熱によって画像形成装置の機内温度が上昇することを防止することができる。また、吸熱部材の方が蓄熱部材よりも記録紙搬送方向の上流側に配置されているので、記録紙から放散される熱を吸熱部材によってより効果的に吸収できる。したがって、熱利用効率をより高くすることができる。 The temperature of the recording material after the fixing process is increased by heating in the fixing device. Therefore, according to the above configuration, the heat of the recording material after the fixing process or the heat dissipated from the recording material after the fixing process is absorbed by the heat storage member, and the heat treatment is performed in the fixing device via the heat absorbing member and the heat pump. It can be reused and heat utilization efficiency can be increased. Further, it is possible to prevent the temperature inside the image forming apparatus from rising due to heat dissipated from the recording paper. In addition, since the heat absorbing member is disposed upstream of the heat storage member in the recording paper conveyance direction, the heat dissipated from the recording paper can be more effectively absorbed by the heat absorbing member. Therefore, the heat utilization efficiency can be further increased.
また、定着処理後の記録材が搬送される搬送経路側から上記蓄熱部材側に向かう方向に気流を発生させる第2送風器を備えている構成としてもよい。 Further, it may be configured to include a second blower that generates an air flow in a direction from the conveyance path side where the recording material after the fixing process is conveyed toward the heat storage member side.
上記の構成によれば、記録紙から放散された熱によって高温になった空気を蓄熱部材に送風することにより、記録紙から放散される熱を蓄熱部材においてより効率的に吸熱することができ、熱利用効率を高めることができる。 According to the above configuration, the air that has been heated by the heat dissipated from the recording paper is blown to the heat storage member, so that the heat dissipated from the recording paper can be absorbed more efficiently in the heat storage member, Heat utilization efficiency can be increased.
また、上記定着装置は、上記未定着トナー像を加熱する加熱部材を備えており、上記加熱部材は、前記放熱部から放熱される熱と、電気を熱に変換する電気加熱手段から供給される熱とによって加熱される構成としてもよい。 The fixing device includes a heating member that heats the unfixed toner image, and the heating member is supplied from heat radiated from the heat radiating unit and electric heating means that converts electricity into heat. It is good also as a structure heated with heat.
ヒートポンプの放熱部の温度は吸熱部の吸熱量が少ない場合には低くなる。上記の構成によれば、吸熱部の吸熱量が少なく、放熱部の温度が定着装置の温度を定着動作時の温度に加熱するための温度よりも低い場合であっても、電気加熱手段によって不足する熱量を補うことができ、定着動作を適切に行うことができる。 The temperature of the heat radiating portion of the heat pump is lowered when the heat absorption amount of the heat absorbing portion is small. According to the above configuration, even if the heat absorption amount of the heat absorption part is small and the temperature of the heat radiation part is lower than the temperature for heating the temperature of the fixing device to the temperature at the time of the fixing operation, it is insufficient by the electric heating means. The amount of heat generated can be compensated, and the fixing operation can be performed appropriately.
また、上記加熱部材は、中空形状のローラ部材であり、上記放熱部は上記ローラ部材の中空部分に配置されており、上記電気加熱手段は上記ローラ部材の外周面に当接するように設けられている構成としてもよい。 Further, the heating member is a hollow roller member, the heat radiating portion is disposed in a hollow portion of the roller member, and the electric heating means is provided so as to contact an outer peripheral surface of the roller member. It is good also as composition which has.
一般に、電気加熱手段はヒートポンプの放熱部よりも、温度制御を精度よく行うことができ、また温度制御に関する応答速度が速い。したがって、上記の構成によれば、電気加熱手段をローラ部材の外周面に当接するように設けることにより、ローラ部材の表面温度を迅速かつ精度よく制御できる。また、放熱部をローラ部材の中空部分に備えることにより、ローラ部材の外部に備える場合に比べて装置サイズを小さくできる。 In general, the electric heating means can perform temperature control with higher accuracy than the heat radiating part of the heat pump, and the response speed for temperature control is faster. Therefore, according to said structure, the surface temperature of a roller member can be controlled rapidly and accurately by providing an electric heating means so that it may contact | abut on the outer peripheral surface of a roller member. Further, by providing the heat radiating portion in the hollow portion of the roller member, the apparatus size can be reduced as compared with the case where it is provided outside the roller member.
また、上記加熱部材は、第1支持ローラおよび第2支持ローラを含む複数の支持ローラに張架されたベルト部材であり、上記第1支持ローラおよび第2支持ローラは中空形状を有し、上記放熱部は上記第1支持ローラの中空部分に設けられており、上記電気加熱手段は上記第2支持ローラの中空部分に設けられている構成としてもよい。 Further, the heating member is a belt member stretched around a plurality of support rollers including a first support roller and a second support roller, and the first support roller and the second support roller have a hollow shape, The heat dissipating part may be provided in the hollow part of the first support roller, and the electric heating means may be provided in the hollow part of the second support roller.
一般に、ベルト部材は薄肉構造にすることができるので温度の応答速度が速い。したがって、上記の構成によれば、ローラ部材の表面温度を迅速かつ精度よく制御できる。 In general, since the belt member can have a thin wall structure, the temperature response speed is fast. Therefore, according to said structure, the surface temperature of a roller member can be controlled rapidly and accurately.
また、上記ベルト部材は、張架方向に沿って回転するようになっており、上記第1支持ローラは、上記ベルト部材における上記加圧ローラとの当接部よりも回転方向の下流側、かつ上記第2支持ローラとの当接部よりも回転方向の上流側において上記ベルト部材に当接するように配置されている構成としてもよい。 In addition, the belt member is configured to rotate along the stretching direction, and the first support roller is downstream of the contact portion of the belt member with the pressure roller in the rotation direction, and It is good also as a structure arrange | positioned so that it may contact | abut to the said belt member in the upstream of a rotation direction rather than the contact part with a said 2nd support roller.
一般に、電気加熱手段はヒートポンプの放熱部よりも、温度制御を精度よく行うことができ、また温度制御に関する応答速度が速い。したがって、上記の構成によれば、電気加熱手段によって加熱される第2指示ローラが、放熱部によって加熱される第1支持ローラよりもベルト部材の回転方向の下流側、かつベルト部材と加圧ローラとの当接部よりもベルト部材の回転方向の上流側に配置されているので、加圧ローラとの当接部におけるベルト部材の温度を迅速かつ精度よく制御することができる。 In general, the electric heating means can perform temperature control with higher accuracy than the heat radiating part of the heat pump, and the response speed for temperature control is faster. Therefore, according to said structure, the 2nd instruction | indication roller heated by the electrical heating means is a downstream of the rotation direction of a belt member rather than the 1st support roller heated by a thermal radiation part, and a belt member and a pressure roller The temperature of the belt member at the contact portion with the pressure roller can be controlled quickly and accurately.
本発明の画像形成装置の制御方法は、上記の課題を解決するために、記録材上に形成された未定着トナー像を加熱して上記記録材に定着させる定着装置と、吸熱部で吸収した熱を上記吸熱部よりも温度の高い放熱部に移動させて放熱させるヒートポンプとを備え、上記定着装置が上記放熱部から放熱させる熱を利用して未定着トナー像の加熱を行う画像形成装置の制御方法であって、上記画像形成装置は、外部の熱を吸収するために上記吸熱部に備えられた吸熱部材と、上記吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段とを備えた構成であり、上記定着装置の加熱開始時に、上記蓄熱部材と上記吸熱部とが接触状態になるように上記駆動手段の動作を制御することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the image forming apparatus control method of the present invention heats an unfixed toner image formed on a recording material and fixes the toner image on the recording material, and the heat absorbing portion absorbs the fixing device. A heat pump that dissipates heat by moving heat to a heat dissipating part having a temperature higher than that of the heat absorbing part, and an image forming apparatus that heats an unfixed toner image using heat that the fixing device dissipates from the heat dissipating part. In the control method, the image forming apparatus includes: a heat absorbing member provided in the heat absorbing unit to absorb external heat; a heat storage member provided in contact with the heat absorbing member; the heat absorbing member; A driving means for changing a position relative to the heat storage member or a contact position of the heat storage member with the heat absorption member, and at the start of heating of the fixing device, the heat storage member and the heat absorption unit Contact Is characterized by controlling the operation of said driving means so as to.
上記の構成によれば、画像形成装置が、外部の熱を吸収するために吸熱部に備えられる吸熱部材と、吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、吸熱部材と蓄熱部材との相対位置または蓄熱部材における吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段とを備えている。そして、定着装置の加熱開始時に、蓄熱部材と吸熱部材とが接触状態になるように駆動手段の動作を制御する。このように、定着装置の加熱開始時に蓄熱部材を吸熱部材に接触させることにより、ヒートポンプの作動流体と吸熱部材および蓄熱部材との間で熱交換が行われることになる。これにより、定着装置の加熱開始時にヒートポンプの作動流体によって冷却される対象の熱容量を、蓄熱部材を備えずヒートポンプの作動流体と吸熱部材との間で熱交換が行われる従来の構成よりも大きくできるので、吸熱部材が過冷却されることを防止し、結露や凍結が生じることを防止できる。 According to the above configuration, the image forming apparatus includes a heat absorption member provided in the heat absorption unit to absorb external heat, a heat storage member provided to be in contact with the heat absorption member, and a relative relationship between the heat absorption member and the heat storage member. Driving means for changing the position or the contact position of the heat storage member with the heat absorbing member. Then, when the heating of the fixing device is started, the operation of the driving unit is controlled so that the heat storage member and the heat absorption member are in contact with each other. As described above, when the heat storage member is brought into contact with the heat absorption member at the start of heating of the fixing device, heat exchange is performed between the working fluid of the heat pump, the heat absorption member, and the heat storage member. Thereby, the heat capacity of the target cooled by the working fluid of the heat pump at the start of heating of the fixing device can be made larger than the conventional configuration in which heat exchange is performed between the working fluid of the heat pump and the heat absorbing member without the heat storage member. Therefore, it is possible to prevent the heat absorbing member from being overcooled and to prevent condensation and freezing.
なお、上記画像形成装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御手段として動作させることにより、上記画像形成装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。 The image forming apparatus may be realized by a computer. In this case, a control program for causing the image forming apparatus to be realized by the computer by causing the computer to operate as the control unit, and the program are recorded. Computer-readable recording media are also included in the scope of the present invention.
以上のように、本発明の画像形成装置は、外部の熱を吸収するために上記吸熱部に備えられる吸熱部材と、上記吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段と、上記駆動手段の動作を制御して上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記定着装置の加熱開始時に、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが接触状態になるように上記駆動手段の動作を制御する。 As described above, the image forming apparatus according to the present invention includes a heat absorption member provided in the heat absorption unit to absorb external heat, a heat storage member provided in contact with the heat absorption member, the heat absorption member, and the above. A drive means for changing a relative position with the heat storage member or a contact position of the heat storage member with the heat absorption member, and a relative position between the heat absorption member and the heat storage member or the heat storage by controlling the operation of the drive means. Control means for controlling a contact position of the member with the heat absorbing member, and the control means is configured to control the driving means so that the heat storage member and the heat absorbing member are in contact with each other when heating of the fixing device is started. Control the behavior.
また、本発明の画像形成装置の制御方法は、上記画像形成装置は、外部の熱を吸収するために上記吸熱部に備えられた吸熱部材と、上記吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段とを備えた構成であって、上記定着装置の加熱開始時に、上記蓄熱部材と上記吸熱部とが接触状態になるように上記駆動手段の動作を制御する。 Further, according to the control method of the image forming apparatus of the present invention, the image forming apparatus includes: a heat absorbing member provided in the heat absorbing unit for absorbing external heat; and a heat storage member provided in contact with the heat absorbing member. And a driving means for changing a relative position between the heat absorption member and the heat storage member or a contact position of the heat storage member with the heat absorption member, and when the heating of the fixing device is started, The operation of the drive means is controlled so that the heat storage member and the heat absorption part are in contact with each other.
それゆえ、本発明の画像形成装置および画像形成装置の制御方法によれば、吸熱部材が過冷却されることを防止し、結露や凍結が生じることを防止できる。 Therefore, according to the image forming apparatus and the control method of the image forming apparatus of the present invention, it is possible to prevent the heat absorbing member from being overcooled and to prevent dew condensation and freezing.
〔実施形態1〕
本発明の一実施形態について説明する。
An embodiment of the present invention will be described.
(1−1.画像形成装置100の全体構成)
図2は、本発明の一実施形態にかかる画像形成装置(カラー画像形成装置)100の概略構成を示す断面図である。
(1-1. Overall Configuration of Image Forming Apparatus 100)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus (color image forming apparatus) 100 according to an embodiment of the present invention.
この図に示すように、画像形成装置100は、4色の可視像形成ユニット10を記録紙(記録材)Pの搬送路に沿って配列した所謂タンデム式のプリンタである。具体的には、記録紙Pの供給トレイ20と定着装置40とを繋ぐ記録紙Pの搬送路に沿って4組の可視像形成ユニット10Y・10M・10C・10Bを配設し、搬送手段30によって搬送される記録紙Pに各色トナーを多重転写した後、定着装置40によってこれを定着してフルカラー画像を形成するものである。
As shown in this figure, the
搬送手段30は、一対の駆動ローラ31及びアイドリングローラ32によって張架され、所定の周速度(本実施例では355mm/s)に制御されて回動する無端状の搬送ベルト33を有し、このベルト上に記録紙Pを静電吸着させて搬送する。
The conveying means 30 has an endless conveying
各可視像形成ユニット10(10Y・10M・10C・10B)は、感光体ドラム11の周囲に帯電ローラ12、レーザ光照射手段13、現像器14、転写ローラ15、クリーナー16を配置しており、各ユニットの現像器14にはそれぞれイエロー(Y)・マゼンタ(M)・シアン(C)・ブラック(B)のトナーが収容されている。そして、各可視像形成ユニットは、以下の工程によりトナー画像を記録紙P上に形成する。すなわち、感光体ドラム11表面を帯電ローラ12で一様に帯電した後、レーザ光照射手段13により感光体ドラム11表面を画像情報に応じてレーザ露光し静電潜像を形成する。その後、現像器14により感光体ドラム11上の静電潜像をトナーによって現像してトナー像を形成し、この顕像化されたトナー像をトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された転写ローラ15により搬送手段30によって搬送される記録紙Pに順次転写する。なお、現像器14は、非磁性一成分現像剤(非磁性トナー)、非磁性二成分現像剤(非磁性トナーおよびキャリア)、磁性現像剤(磁性トナー)等の現像剤(以下、トナーとも称する)によって静電潜像を現像してトナー像を生成する。また、トナー像を転写された記録紙Pは、駆動ローラ31の曲率により搬送ベルト33から剥離された後、定着装置40に搬送される。
Each of the visible image forming units 10 (10Y, 10M, 10C, and 10B) has a charging
定着装置40は、記録紙Pおよび記録紙上の未定着トナー像に対して熱と圧力とを加えることで、未定着トナー像を記録紙Pに定着させ、記録紙上に堅牢な画像を形成する。具体的には、定着装置40には、定着ローラ41と加圧ローラ42とが備えられている。そして、可視像形成ユニット10から搬送されてきた記録紙Pは、定着ローラ41と加圧ローラ42との間に形成されている定着ニップNに送り込まれる。さらに、定着ローラ41と加圧ローラ42とが記録紙Pを挟持しながら搬送する。このとき、記録紙P上のトナー像(未定着画像)は定着ローラ41の周面の熱によって溶融し、定着ローラ41と加圧ローラ42とによって加圧されて、記録紙Pに固定された堅牢な画像として定着する。
The fixing
そして、定着装置40によってトナー像の定着処理が行われた後の記録紙Pは、画像形成装置100の外部の排紙トレイ(不図示)に搬送されて排出される。これにより、画像形成処理が終了する。なお、定着装置40の具体的構成については後で詳細に説明する。
Then, the recording paper P after the fixing process of the toner image by the fixing
また、画像形成装置100には、画像形成装置100に備えられる各部の動作を制御する主制御部(制御用集積回路基板またはコンピュータ,不図示)が備えられており、この主制御部が利用者からの指示入力や各種センサの検知結果等に応じて画像形成装置100の各部の動作を制御するようになっている。なお、本実施形態では、搬送速度(プロセス速度、定着速度)355mm/Sで記録紙Pを搬送するように、制御部が画像形成装置100の用紙搬送手段30,定着ローラ41,加圧ローラ42等を制御する。これにより、画像形成装置100では複写速度(1分間あたりのコピー枚数)はA4横送りで70枚/分となっている。
In addition, the
(1−2.定着装置40の構成)
次に、定着装置40の構成について具体的に説明する。図1は、定着装置40の構成を示す模式図である。この図に示すように、定着装置40は、上述した定着ローラ41および加圧ローラ42の他、ヒートポンプ60、外部加熱装置80、制御装置90、ベルト移動装置101、加熱電力供給部102、回転駆動装置103、蓄熱部材移動装置67などを備えている。なお、必要に応じて、定着ローラ41の表面をクリーニングするためのウェブクリーニング装置等をさらに設けてもよい。
(1-2. Configuration of Fixing Device 40)
Next, the configuration of the fixing
定着ローラ41および加圧ローラ42は、所定の荷重(ここでは560N)で互いに圧接されて、それらの間に定着ニップN(定着ローラ41および加圧ローラ42が互いに当接する部分、ここでは幅8mm)を形成している。そして、これら両ローラによって定着ニップNで記録紙Pを挟持しながら搬送することで、記録紙P上のトナーを加熱して溶融させるとともに溶融したトナーと記録紙Pとに圧力を付加してトナー像を記録紙Pに定着させるようになっている。なお、記録紙Pが定着ニップNを通過する時には、定着ローラ41は記録紙Pのトナー画像形成面に当接する一方、加圧ローラ42は記録紙Pにおけるトナー画像形成面とは反対の面に当接するようになっている。
The fixing
定着ローラ41は、図1に示されるX方向に回転するローラであり、金属製の中空円筒形状の芯金41a、この芯金41aの外周面を覆う弾性層41b、弾性層41bを覆う離型層41cから構成される。また、芯金41aの内部には、後述するヒートポンプ60の放熱部66が配置されている。この放熱部66は、芯金41aの内部(中空部)を通るパイプ(熱媒パイプ)からなり、その内部を熱媒となる流体が通過するようになっている。これにより、ヒートポンプ60の凝縮器62において放熱部66のパイプ内を流れる熱媒に高温の熱が供給されて熱媒の温度が上昇し、この熱媒が定着ローラ41の内部に搬送されて定着ローラ41の内周面(芯金41)が加熱され、さらに熱伝導により定着ローラ41表面が加熱される。
The fixing
なお、芯金41aおよび放熱部66としては、熱伝導率の高い材質を用いることが好ましく、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等を用いることができる。なお、放熱部66を構成するパイプを芯金41aとして機能させてもよい。ただし、この場合には定着ローラ41の回転によって放熱部66内部を流れる熱媒が外部に漏洩しないように、パイプの両端部を適切に封止する必要がある。
In addition, as the
また、弾性層41bにはシリコンゴムやフッ素ゴム、離型層41cにはPFA(テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂およびこれらの混成材料が適している。
The
また、定着ローラ41の外周面には、外部加熱装置80の外部加熱ベルト83と、サーミスタ43とが当接している。そして、詳細は後述するが、制御装置90がサーミスタ43の温度検出結果等に基づいてヒートポンプ(第1熱源)60および外部加熱装置(第2熱源)80の動作を制御し、定着ローラ41の周面の温度を所定の温度(ここでは190℃)に加熱させるようになっている。
Further, the
加圧ローラ42は、金属製の中空円筒形状の芯金42a、この芯金42aの外周面を覆う弾性層42b、弾性層42bを覆う離型層42cから構成される。芯金42aは、アルミニウム、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属あるいはそれらの合金等かななる。弾性層42bは、耐熱性を有するシリコンゴムからなる。離型層42cは、PFAチューブからなる。なお、離型層42cの材料は、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れるものであればよく、PFAの他、PTFE等のフッ素系材料を使用してもよい。
The
そして、加圧ローラ42は、図示していない弾性部材(バネ)によって、定着ローラ41に所定の荷重(ここでは560N)で圧接される。これにより、定着ローラ41周面と加圧ローラ42周面との間に定着ニップNが形成される。また、加圧ローラ42は、定着ローラ41との摩擦力によって定着ローラ41の回転に従動して定着ローラ41とは逆方向(定着ニップ部における両ローラ表面の移動方向は同じ)に回転する。なお、本実施形態では加圧ローラ42は定着ローラ41に従動回転する構成としているが、これに限らず、定着ローラ41とは異なる回転駆動手段によって回転駆動される構成であってもよい。
The
加圧ローラ42の内部には加圧ローラ42を内部から加熱するヒータランプ45が設けられている。ヒータランプ45は加圧ローラ42の全幅にわたる発熱幅を有し、定格加熱電力は450Wである。
A
また、加圧ローラ42の外周面にはサーミスタ44が当接しており、サーミスタ44の温度検出結果は制御装置90に伝達される。そして、制御装置90がサーミスタ44の温度検出結果等に基づいて加熱電力供給部102からヒータランプ45への供給電力を制御することで、加圧ローラ42の周面の温度を所定の温度に制御するようになっている。
The
外部加熱装置80は、第1支持ローラ81、第2支持ローラ82、外部加熱ベルト83、ベルト移動装置101を備えている。
The
外部加熱ベルト83は、裏面(内周面)側が各支持ローラ81・82の周面に当接するように各支持ローラ81・82に張架されている。また、支持ローラ81・82の内部にはヒータランプ84・85が設けられており、外部加熱ベルト83における支持ローラ81・82との接触領域の外周面に当接する位置にはサーミスタ86・87が設けられている。ヒータランプ84・85は定格電力475Wであり、加熱電力供給部102に対して互いに並列に接続されている。また、制御装置90の温度制御部92がサーミスタ86・87の温度検出結果等に応じて加熱電力供給部102からヒータランプ84・85に供給する電力を制御する。これにより、供給される電力に応じてヒータランプ84・85が発光することで支持ローラ81・82の内周面が加熱され、支持ローラ81・82を介して間接的に外部加熱ベルト83が加熱されるようになっている。なお、本実施形態では、印字動作時における外部加熱ベルト83の外周面の温度を所定の温度(ここでは220℃)に加熱するようになっている。
The
外部加熱ベルト83は、後述するベルト移動装置101によって、定着ローラ41に対し所定の押圧力(ここでは40N)をもって定着ローラ41に圧接され、定着ローラ41との間に加熱ニップ(ここでは円周方向の幅18mm)が形成されるようになっている。また、外部加熱ベルト83は、定着ローラ41の回転時には、定着ローラ41に従動して回転するようになっており、この外部加熱ベルト83の回転に従動して、支持ローラ81・82も回転するよう構成されている。
The
外部加熱ベルト83は、厚さ90μmのポリイミド(宇部興産製、商品名:ユーピレックスS)の基材表面に、離型層としてPTFEとPFAがブレンドされたフッ素樹脂が20μm厚でコーティングされたベルト部材である。外部加熱ベルト83の内径は室温で30mmである。また、外部加熱ベルト83の幅(軸方向の長さ)は320mmで、定着ローラ41の定着面の幅と略同様である。
The
支持ローラ81・82は、厚さ2mmのアルミ製芯金表面にPTFEとPFAがブレンドされたフッ素樹脂が20μm厚でコーティングされてなる。外径は支持ローラ81・82ともに15mmである。また、支持ローラ81と支持ローラ82との軸間距離は23.0mmで固定されている。なお、支持ローラ81・82の構成はこれに限るものではなく、例えば、ポリイミド等の耐熱樹脂或いはステンレスやニッケル等の金属材料からなる中空円筒状の基材の表面に、離型層として、耐熱性および離型性に優れた合成樹脂材料(例えばPFAやPTFE等のフッ素樹脂を単独、または混合して用いられる)が形成された2層構成のローラを用いてもよい。なお、外部加熱ベルト83に生じる寄り力(主走査方向に作用する力)を低減するために、支持ローラ81・82の表面、および/または外部加熱ベルト83の内周面にフッ素樹脂等のコーティングを施してもよい。
The
ベルト移動装置101は、制御装置90に備えられるベルト移動制御部91の指示に応じて支持ローラ81・82および外部加熱ベルト83の定着ローラ41に対する相対位置を移動させるものである。
The
図3(a)はベルト移動装置101によって外部加熱ベルト83を定着ローラ41に画像形成時の荷重として定められた所定の荷重で当接する第1位置に配置した状態を示す断面図であり、図3(b)は外部加熱ベルト83を第1位置よりも定着ローラ41に対する押圧力が小さくなる第2位置に配置した状態を示す断面図である。また、図4(a)はベルト移動装置101の構成を示す上面図であり、図4(b)は支持ローラ82、外部加熱ベルト83、ベルト規制部材122の構成を示す側面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state in which the
なお、外部加熱ベルト83が第1位置にある状態(外部加熱ベルト83が定着ローラ41に圧接した状態)で定着ローラ41を回転駆動すると、外部加熱ベルト83が定着ローラ41に従動回転する。これにより、外部加熱ベルト83における支持ローラ81.82によって加熱された部分が定着ローラ41との当接部に移動し、定着ローラ41の表面を加熱できるようになっている。一方、外部加熱ベルト83が第2位置にある状態では、外部加熱ベルト83と定着ローラ41は接触しているものの、接触圧が小さいため摩擦力が小さく、定着ローラ41を回転させても外部加熱ベルト83は回転しない。したがって、この状態では、支持ローラ81・82の熱は定着ローラ41には供給されないようになっている。
When the fixing
図3(a)および図3(b)に示すように、ベルト移動装置101は、サイドフレーム111、アーム112、偏心カム113、支点(支点部材)114、支点(支点部材)115、コイルバネ116を備えている。
3A and 3B, the
サイドフレーム111は、支持ローラ81・82の両端側にそれぞれ設けられており、図4(a)に示すように、軸受117・118を介して支持ローラ81・82を回転可能に支持するものである。なお、軸受117・118は、サイドフレーム111に対して、所定の軸間距離で固定されており、これによって支持ローラ81と支持ローラ82との平行度が確保されている。なお、本実施形態では支持ローラ81と支持ローラ82との平行度公差は100μm以下となっている。また、このサイドフレーム111は、アーム112に対して支点114で支持ローラ81・82の軸方向に略垂直な方向に対して回転可能に軸支されている。
The side frames 111 are provided at both ends of the
アーム112は、図示しない定着装置40のフレームに固定された支点115で回転可能に支持されており、支点115を軸としてコイルバネ116によって定着ローラ41に接する方向に付勢されている。これにより、図3(a)において、サイドフレーム111に軸支された支持ローラ81・82が互いに等しい荷重で定着ローラ41に圧接するようになっている。
The
偏心カム113は、アーム112の端部近傍に当接するように備えられている。この偏心カム113は、制御装置90が図示しないモータ等の駆動手段を制御することによって回転駆動される。
The
これにより、制御装置90(移動制御部90c)が上記駆動手段を制御して偏心カム113を回転させ、図3(a)に示すように支持ローラ81・82を第1位置に移動させたり、偏心カム113をそこから180度回転させ、図3(b)に示すように支持ローラ81・82を第2位置に移動させたりできるようになっている。
As a result, the control device 90 (movement control unit 90c) controls the drive means to rotate the
なお、図4(a)および図4(b)に示すように、支持ローラ81・82と軸受117・118との間には、ベルト規制部材(寄り規制部材)121・122が設けられている。このベルト規制部材121・122は、外部加熱ベルト83が蛇行してきた際に、ベルト端部と当接して回転することで外部加熱ベルト83の支持ローラ81・82の軸方向への寄りを規制すると同時に、外部加熱ベルト83の端部が軸受117・118と摺動することによって磨耗や割れが生じることを防止するためのものである。
As shown in FIGS. 4A and 4B, belt regulating members (shift regulating members) 121 and 122 are provided between the
ベルト規制部材121・122は、支持ローラ81・82に対して回転可能であり、かつ、支持ローラ81・82の軸方向にも支持ローラ81・82とは独立して移動可能なように設置されている。
The
ところで、支持ローラ81・82の位置の違いによる定着ローラ41への熱供給量の変化量、および外部加熱ベルト83が定着ローラ41に従動回転するかどうかは、外部加熱ベルト83と定着ローラ41との接触幅と圧接力、外部加熱ベルト83の回転のしやすさ(回転抵抗)等によって変化する。これらは接触部分の表面材質、温度、周速度、ベルト周長と軸間距離の関係、支点の位置、ベルトの巻き癖に依存するので、組み上がった状態で、離間長さを適当に調整して決めることが望ましい。上記のように構成されたベルト移動装置101によれば、支持ローラ81・82の位置を固定したサイドフレーム111が移動するので、支持ローラ81・82および外部加熱ベルト83を、これら各部材が一体化した状態で定着ローラ41から素早く離間させることができる。
By the way, the amount of change in the heat supply amount to the fixing
加熱電力供給部102は、ヒータランプ45・84・85に接続され、これらのヒータランプに加熱のための電力を供給するものである。そして、制御装置90に備えられる温度制御部92が、サーミスタ43・44・86・87の温度検出結果や画像形成モード等に基づいて、加熱電力供給部102から各ヒータランプへの電力供給量を切り替えることで、各ヒータランプの発熱量を制御し、外部加熱ベルト83、加圧ローラ42の温度を所定の温度となるよう制御するようになっている。
The heating
回転駆動装置103は、定着ローラ41を回転駆動するものであり、例えばモータ等から構成される。なお、回転駆動装置103の動作は、制御装置90に備えられる回転制御部93によって制御される。
The
(1−3.ヒートポンプ60の構成)
次に、ヒートポンプ60について説明する。図5は、ヒートポンプ60の概略構成を示すブロック図である。また、図6はヒートポンプ60の動作を示すT−S線図(温度変化とエントロピ変化との関係を示すグラフ)である。
(1-3. Configuration of Heat Pump 60)
Next, the
図5に示すように、ヒートポンプ60は、圧縮器61、凝縮器62、膨張弁63、蒸発器64を備えた蒸気圧縮冷凍サイクルのヒートポンプである。また、ヒートポンプ60は、吸熱部65と、放熱部66とを備えている。
As shown in FIG. 5, the
吸熱部65は、定着装置40によって定着処理を施された後の記録紙Pから放出される熱を吸収し、吸収した熱を蒸発器64に供給するものであり、定着装置40よりも記録紙Pの搬送方向後流側、かつ記録紙Pの搬送路よりも鉛直方向上方側に設けられている。なお、吸熱部65の詳細については後述する。
The
蒸発器64は、吸熱部65が吸収した熱量Q2を作動流体に供給し、この作動流体を蒸発させて乾き飽和蒸気Aにする。圧縮器61は、蒸発器64によって蒸発させられた作動流体(乾き飽和蒸気A)を放熱部66における所望温度に対する飽和蒸気圧以上の圧力まで圧縮して過熱飽和蒸気Bにして凝縮器62に送る。凝縮器62に送られた過熱飽和蒸気Bは放熱部66を介して定着ローラ41に熱量Q1を供給(放出)する。これによって作動流体は冷却され、液化して飽和液Cになる。この飽和液Cは膨張弁63に送られ、膨張弁63によって等エンタルピ膨張して湿り蒸気Dになり蒸発器64に送られ、上記した熱サイクルを繰り返す。
The
なお、放熱部66は、上述したように定着ローラ41の内部を通るパイプ(熱媒パイプ)を備えている。そして、ヒートポンプ60の作動流体と上記パイプ内の熱媒との間で熱交換を行って熱媒を加熱させ、定着ローラ41の内部に供給することにより、ヒートポンプ60の作動流体の熱を定着ローラ41に供給するようになっている。なお、ヒートポンプ60の作動流体が定着ローラ41の内部を通るパイプを通過し、ヒートポンプ60の作動流体と定着ローラ41との間で熱交換が行われるようにしてもよい。
The
このヒートポンプ60を使用することにより、吸熱部65で記録紙Pから放出される熱を吸収して吸熱部65よりも高温の放熱部66へ熱を供給し、定着ローラ41の加熱に利用することができる。これにより、電力によって加熱する加熱手段(ハロゲンヒータ等)のみによって定着ローラ41を加熱する場合に比べて、加熱電力を削減できる。
By using this
(1−4.吸熱部65の構成)
次に、ヒートポンプ60に備えられる吸熱部65の構成について説明する。図7(a)および図7(c)は吸熱部65の平面図であり、図7(b)および図7(d)は吸熱部65の側面図である。なお、図7(a)および図7(b)は吸熱部65に備えられる蓄熱部材73と吸熱部材72との接触面積が大きくなる位置(第1位置)に蓄熱部材73を移動させた場合を示しており、図7(c)および図7(d)は蓄熱部材73と吸熱部材72との接触面積が第1位置よりも小さくなる位置(第2位置)に蓄熱部材73を移動させた場合を示している。
(1-4. Configuration of endothermic portion 65)
Next, the structure of the
これらの図に示すように、吸熱部65は、熱媒パイプ71、吸熱部材72、蓄熱部材73、温度センサ74、吸熱部材用ファン(第1送風器)75、蓄熱部材用ファン(第2送風器)76、温度センサ77を備えている。なお、図7(b)および図7(d)に示したように、吸熱部材72および蓄熱部材73は、記録紙Pの搬送経路に対向する位置に配置されている。また、吸熱部材72の方が蓄熱部材73よりも記録紙搬送方向の上流側に配置されている。そして、吸熱部材72と記録紙搬送経路との間には吸熱部材用ファン75が配置され、蓄熱部材73と記録紙搬送経路との間には蓄熱部材用ファン76が配置されている。
As shown in these drawings, the
吸熱部材用ファン75は記録紙搬送経路側から吸熱部材72側へ向かう気流を発生させるものであり、蓄熱部材用ファン76は記録紙搬送経路側から蓄熱部材73側へ向かう気流を発生させるものである。これら各ファンにより、定着処理後の記録紙Pからの放熱によって加熱された空気を吸熱部材72および蓄熱部材73へ送るようになっている。
The heat absorbing
熱媒パイプ71の内部には、熱媒となる流体が流れている。そして、吸熱部65において吸収した熱をこの熱媒によって蒸発器64に搬送し、蒸発器64における作動流体の加熱に用いるようになっている。熱媒パイプ71の材質は特に限定されるものではないが、熱伝導率の高い材質を用いることが好ましく、例えば銅、アルミ等の金属を用いることができる。
A fluid serving as a heat medium flows inside the
吸熱部材72は、熱媒パイプ71の周囲に取り付けられた多数の円盤状のフィンからなり、記録紙Pから放熱される熱を吸収して熱媒パイプ71に伝達し、熱媒パイプ71内の熱媒を加熱させる。吸熱部材72の材質は、熱伝導率の高い材質であることが好ましく、例えば銅、アルミ等の金属を用いることができる。
The
蓄熱部材73は、画像形成装置の電源投入直後(起動直後)、画像形成動作の開始直後、画像形成動作が所定時間以上行われていない場合など、吸熱部材72への外部からの入熱量が少ないときに、第1位置に配置され、吸熱部材72が低温の熱媒によって過冷却されて凍結したり結露したりすることを防止するためのものである。また、蓄熱部材73は、周囲の空気から吸収した熱を吸熱部材72に伝達し、吸熱部材72を効率よく加熱する機能も有している。
The
蓄熱部材73は、図7(a)および図7(c)に示したように、軸部73aと軸部73aの周囲に取り付けられた多数のフィン部73bとを備えている。フィン部73bは、第1位置に移動したときに、フィン部73bと熱媒パイプ71とが干渉しないように、熱媒パイプ71の延伸方向に垂直な断面が略コの字型になっている。また、フィン部73bを構成する各フィンは吸熱部材72を構成する各フィンの間にそれぞれ挿入されており、フィン部73bを構成する各フィンと吸熱部材72を構成する各フィンとが互いに接触するようになっている。
As shown in FIGS. 7A and 7C, the
蓄熱部材73の材質は特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス、銅、鉄、スズ、ニッケル、あるいはこれらの材料のうちの1つ以上を含む合金などを用いることができる。なお、吸熱部材72の過冷却を適切に防止するためには、蓄熱部材73の熱容量が吸熱部材72の熱容量よりも十分に大きいことが好ましい。そして、熱容量を大きくするとともに、装置サイズの増大を抑制するために、蓄熱部材73は吸熱部材72よりも比熱の大きい材質であることが好ましい。
The material of the
温度センサ74は、蓄熱部材73における上記した第1位置において吸熱部材72と接触する位置の温度を測定し、測定結果を制御装置90に伝達する。本実施形態では、蓄熱部材73のフィンにおける、吸熱部材72のフィンとの接触面の裏面に温度センサ74を取り付けている。温度センサ74の構成は、蓄熱部材73の温度を適切に測定できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばサーミスタや熱電対等を用いることができる。
The
温度センサ(第2温度センサ)77は、吸熱部材72の近傍の気温を測定し、測定結果を制御装置90に伝達する。本実施形態では、温度センサ77により、吸熱部材72を構成するフィン同士の間の空気の温度を測定するようになっている。
The temperature sensor (second temperature sensor) 77 measures the air temperature in the vicinity of the
蓄熱部材移動装置67は、制御装置90に備えられる蓄熱部材移動制御部95の指示に応じて蓄熱部材73の吸熱部材72に対する相対位置を移動させるものである。蓄熱部材移動装置67の構成は、蓄熱部材73の位置を移動させることができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、クランク機構やソレノイド等の従来から公知の移動機構を用いることができる。
The heat storage
(1−5.制御装置90の構成)
制御装置90は、図1に示したように、ベルト移動制御部91、温度制御部92、回転制御部93、ヒートポンプ駆動制御部94、蓄熱部材移動制御部95を備えた制御用集積回路基板である。制御装置90は、上記した画像形成装置100の主制御部に備えられていてもよく、主制御部とは別に備えられ、主制御部との間で信号伝達が可能なように接続されていてもよい。
(1-5. Configuration of Control Device 90)
As shown in FIG. 1, the
ベルト移動制御部91は、ベルト移動装置101に接続されており、このベルト移動装置101に備えられる偏心カム113の動作を制御することにより、外部加熱装置80に備えられる支持ローラ81・82と定着ローラ41との相対位置を制御し、外部加熱ベルト83と定着ローラ41との接触幅(加熱ニップ幅)を変化させて、外部加熱装置80から定着ローラ41への熱供給量を制御する。
The belt
具体的には、ベルト移動制御部91は、画像形成動作の開始直後には支持ローラ81・82を第2位置に移動し、外部加熱ベルト83と定着ローラ41との接触面積を小さくする。これにより、外部加熱ベルト83からの熱供給が過剰になって定着ローラ41の温度が設定温度よりも高くなってしまうことを防止できる。つまり、画像形成動作開始直後は周方向の温度分布を均一にするために定着ローラ41は回転するが、定着ニップNを記録紙Pが通過しないので、定着ローラ41が記録紙Pに熱を奪われることはない。この状態で支持ローラ81・82が第1位置にあると、外部加熱ベルト83からの熱供給が過剰になって定着ローラ41の温度が設定温度よりも高くなってしまう。そこで、支持ローラ81・82を第2位置に移動させることで、外部加熱装置80から定着ローラ41への熱供給量を迅速に変更させ、定着ローラ41の過昇温を防止できる。
Specifically, the belt
また、ベルト移動制御部91は、画像形成動作を開始した後、記録紙Pが定着ニップへ到達するタイミングに応じて支持ローラ81・82を第1位置に移動させ、外部加熱ベルト83と定着ローラ41との接触面積を大きくさせる。これにより、外部加熱ベルト83から定着ローラ41への熱供給によって定着ローラ41が記録紙Pによって奪われた熱を迅速に補給できるので、例えば連続通紙を行う場合であっても定着ローラ41の表面の温度を精度よく制御して所定温度範囲内に保つことができる。
Further, the belt
なお、支持ローラ81・82の位置制御方法はこれに限るものではなく、例えば、ヒートポンプ60から供給される熱だけでは定着ローラ41の温度が所定の温度に到達しなかったり、所定の温度に到達するまでに時間がかかったりする場合などには、支持ローラ81・82を第1位置に移動させ、外部加熱ベルト83と定着ローラ41との接触面積を大きくして定着ローラ41を迅速に加熱するようにしてもよい。
The position control method of the
温度制御部92は、サーミスタ43・44・86・87、加熱電力供給部102に接続されている。加熱電力供給部102は、ヒータランプ45・84・85に接続され、これらのヒータランプに加熱のための電力を供給するものである。そして、温度制御部92が、サーミスタ43・44・86・87の温度検出結果や画像形成モード等に基づいて、加熱電力供給部102から各ヒータランプへの供給電力を切り替えることで、各ヒータランプの発熱量を制御し、外部加熱ベルト83、定着ローラ41、加圧ローラ42の温度を所定の温度となるよう制御するようになっている。
The
回転制御部93は、定着ローラ41を回転駆動するための回転駆動装置103に接続されている。回転制御部93は、回転駆動装置103の動作を制御することにより、定着ローラ41の回転速度を制御する。
The
ヒートポンプ駆動制御部94は、ヒートポンプ60に備えられる圧縮器61、凝縮器62、膨張弁63、蒸発器64の動作を制御する。
The heat pump
蓄熱部材移動制御部95は、蓄熱部材移動装置67の動作を制御し、蓄熱部材73の吸熱部材72に対する相対位置を変化させる。なお、本実施形態では、蓄熱部材移動装置67によって蓄熱部材73の位置を変化させることで蓄熱部材73と吸熱部材72との相対位置を変化させているが、これに限るものではなく、蓄熱部材73および吸熱部材72のうちの少なくとも一方の位置を変化させることで両者の相対位置を変化させる構成であればよい。
The heat storage member
(1−6.定着装置40の動作)
次に、定着装置40における画像形成時の動作について説明する。図8は、定着装置40の動作の流れを示すフロー図である。
(1-6. Operation of Fixing Device 40)
Next, the operation at the time of image formation in the fixing
図示しない操作パネル等を介して利用者からの画像形成指示が入力されると、回転制御部93は、回転駆動装置103を駆動して定着ローラ41の回転を開始させる(S1)。また、温度制御部92は、加熱電力供給部102を制御して加圧ローラ42のヒータランプ45へ電力を供給させ、加圧ローラ42の加熱を開始させる(S2)。また、ヒートポンプ駆動制御部94は、ヒートポンプ60の各部を制御してヒートポンプ60を駆動させる(S3)。これにより、定着ローラ41の加熱が開始される。
When an image formation instruction is input from the user via an operation panel (not shown) or the like, the
なお、この時点では、外部加熱ベルト83の位置は第2位置に設定されている。また、蓄熱部材73の位置は第1位置に設定されている。つまり、画像形成装置100の起動時、および画像形成動作の開始時には蓄熱部材73は吸熱部材72に対する接触面積が第2位置よりも大きい第1位置に配置されている。また、温度制御部92は、加圧ローラ42の加熱を開始した後、画像形成動作を終了するまで、サーミスタ44の温度検知結果に基づいて加圧ローラ42の表面温度を所定温度に維持するようにヒータランプ45への供給電力を制御するようになっている。
At this time, the position of the
その後、蓄熱部材移動制御部95は、吸熱部65に備えられた温度センサ74の温度検知結果に基づいて、蓄熱部材73の温度が予め設定される第1設定温度T1(ここではT1=4℃)未満であるか否かを判断する(S4)。なお、この時点で蓄熱部材73の位置が第2位置である場合、S4およびS5の処理を行わずにS7の処理に移行するようにしてもよい。
Thereafter, the heat storage member
S4において蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満ではないと判断した場合、蓄熱部材移動制御部95は、吸熱部材72の近傍に備えられた温度センサ77の温度検知結果に基づいて、吸熱部材72の周囲の温度が予め設定される第3設定温度T3以上であるかを判断する(S5)。
When it is determined in S4 that the temperature of the
そして、S4において蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満ではあると判断した場合、およびS5において吸熱部材72の周囲の温度が予め設定される第3設定温度T3(ここではT3=40℃)以上であると判断した場合、蓄熱部材移動制御部95は、蓄熱部材移動装置67を制御して蓄熱部材73を第2位置に移動させる(S6)。
When it is determined in S4 that the temperature of the
なお、本実施形態では、図7(c)および図7(d)に示したように、第2位置において蓄熱部材73と吸熱部材72とを完全に離間させるのではなく、第2位置において蓄熱部材73のフィンの一部と吸熱部材72のフィンの一部とが接触するようにしている。これにより、蓄熱部材73を再び第1位置に移動させるときに、蓄熱部材73のフィンの先端と吸熱部材72のフィンの先端とが干渉して変形したり破損したりすることを防止できるようになっている。ただし、上記の構成に限らず、例えば、蓄熱部材73のフィンの先端と吸熱部材72のフィンの先端との干渉が問題にならない場合には、第2位置において蓄熱部材73と吸熱部材72とを完全に離間させるようにしてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 7C and 7D, the
一方、S5において吸熱部材72の周囲の温度が予め設定される第3設定温度T3以上ではないと判断した場合、蓄熱部材移動制御部95は、吸熱部65に備えられた温度センサ74の温度検知結果に基づいて、蓄熱部材73の温度が予め設定される第2設定温度T2(ここではT2=T1+10=14℃)未満であるか否かを判断する(S7)。なお、この時点で蓄熱部材73の位置が第1位置である場合には、S7およびS8の処理を行わずにS9の処理を行うようにしてもよい。
On the other hand, when it is determined in S5 that the temperature around the
S7において蓄熱部材73の温度が第2設定温度T2以上であると判断した場合、蓄熱部材移動制御部95は、蓄熱部材移動装置67を制御して蓄熱部材73を第1位置に移動させる(S8)。
When it is determined in S7 that the temperature of the
その後、温度制御部92は、サーミスタ43の温度検知結果に基づいて定着ローラ41の表面の温度が画像形成時の温度として設定されている所定温度範囲内に達しているか否かを判断する(S9)。
Thereafter, the
そして、定着ローラ41の温度が所定温度範囲に達していないと判断した場合、ベルト移動制御部91がベルト移動装置101を制御して外部加熱ベルト83を第1位置に移動させ(S10)、温度制御部92が加熱電力供給部102を制御してヒータランプ84・85に定着ローラ41を所定温度範囲に加熱するための電力を供給する(S11)。これにより、外部加熱ベルト83を介して定着ローラ41の表面が加熱される。その後、定着ローラ41の加熱を継続しながら、S4以降の処理を継続する。なお、画像形成装置100の電源投入後、あるいは画像形成動作の開始後、記録紙Pが定着ニップNに搬送される前の期間には、外部加熱ベルト83の第1位置への移動および加熱を行わず、ヒートポンプ60によって定着ローラ41を加熱するようにしてもよい。
When it is determined that the temperature of the fixing
一方、S9において定着ローラ41の温度が所定温度範囲内に達していると判断した場合、温度制御部92は、画像形成装置100の主制御部に定着ローラ41の温度が所定温度範囲である旨を通知する。これにより、画像形成装置100の主制御部が各部の動作を制御し、記録紙Pへの画像形成動作が実行される(S12)。これにより、未定着トナーを転写された記録紙Pが定着ニップNに搬送される。
On the other hand, if it is determined in S9 that the temperature of the fixing
その後、主制御部あるいは制御装置90は、画像形成動作を継続するか否か、すなわち他の記録紙に対する画像形成動作を行うか否かを判断する(S13)。この判断は、例えば利用者から指示された枚数の記録紙に対して画像形成を実行したか否かを判断することで行えばよい。そして、画像形成動作を継続する場合、S10およびS11の処理を行うとともに、S4以降の処理を再び行う。
Thereafter, the main control unit or the
一方、S12において画像形成動作を終了すると判断した場合、蓄熱部材移動制御部95は、蓄熱部材移動装置67を制御して蓄熱部材73を第1位置に移動させる(S14)。また、ヒートポンプ駆動制御部94は、ヒートポンプ60の駆動を停止させる(S15)。また、温度制御部92は、加熱電力供給部102を制御してヒータランプ45・84・85への通電を停止させる(S16)。これにより、定着装置40の動作が終了する。
On the other hand, when it is determined in S12 that the image forming operation is finished, the heat storage member
以上のように、本実施形態にかかる画像形成装置100では、定着処理後の記録紙Pから放出される熱を吸熱部65で吸収し、ヒートポンプ60で高温にして定着ローラ41の加熱に用いる。これにより、電力を供給されることによって加熱する加熱手段のみによって定着ローラ41を加熱する場合に比べて、定着ローラ41を加熱するためのエネルギーを低減することができる。また、画像形成装置100からの排熱を低減することができる。また、画像形成装置100内の各部材(各ユニット、電装品等)が昇温することを防止することができ、昇温によって各部材の動作が不安定になることを防止できるので、良質な画像を安定して形成することができる。
As described above, in the
また、本実施形態では、画像形成装置の起動直後や画像形成動作の開始直後には、吸熱部65に備えられる蓄熱部材73を吸熱部材72に対する接触面積が第2位置よりも大きい第1位置に配置する。
In the present embodiment, immediately after the image forming apparatus is activated or immediately after the start of the image forming operation, the
これにより、蓄熱部材73の有する熱量と吸熱部材72の有する熱量とをヒートポンプ60の蒸発器64に供給することになるので(吸熱部65の熱媒パイプ71を通る低温の熱媒によって吸熱部材72と蓄熱部材73とが冷却されることになるので)、例えば画像形成動作を行う前の吸熱部材72に対する外部からの入熱量が少ないときであっても、ヒートポンプ60の蒸発器64によって吸熱部材72が過冷却されて凍結や結露が生じることを防止できる。
As a result, the heat quantity of the
また、本実施形態では、蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満に低下したときに、蓄熱部材73を吸熱部材72に対する接触面積が第1位置よりも小さい第2位置に移動させる。これにより、吸熱部材72と周囲の空気との接触面積、および蓄熱部材73と周囲の空気との接触面積を増加させることができ、これら両部材の周囲からの吸熱量を増加させることができる。
Moreover, in this embodiment, when the temperature of the
なお、蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満になった場合には、蓄熱部材73および吸熱部材72の凍結および結露を防止するために、ヒートポンプ60の動作を停止させるようにしてもよい。この場合、温度制御部92が加熱電力供給部102を制御してヒータランプ84・85に電力を供給して支持ローラ81・82および外部加熱ベルト83を加熱させ、ベルト移動制御部91がベルト移動装置101の動作を制御して支持ローラ81・82を第1位置に移動させることで、外部加熱装置80によって定着ローラ41の加熱を行うようにすればよい。
When the temperature of the
また、本実施形態では第1設定温度T1を4℃に設定しているが、これに限るものではない。ただし、第1設定温度T1は、吸熱部材72の凍結および結露を適切に防止するため、0℃よりも高く、画像形成装置100の機内温度あるいは画像形成装置100の周囲の温度(室温)よりも低いことが好ましい。第1設定温度T1を0℃よりも高くすることで、蓄熱部材73の表面に空気中の水分が凍結することを防止できる。これにより、吸熱部材72および蓄熱部材73の表面に氷が付着して空気との熱交換を阻害することを防止できる。また、蓄熱部材73と吸熱部材72とが氷によって接着されて蓄熱部材73の移動を阻害することを防止できる。また、第1設定温度T1を機内温度よりも低くすることにより、吸熱部材72から離間した部分の蓄熱部材73によって機内の空気から熱を吸収できる。これにより、その後に上記部分を吸熱部材72に接触させた時に吸熱部材72へ供給される熱量を大きくできる。なお、画像形成装置100の機内温度は、例えば図1に示したように定着装置40から離れた位置に設けた温度センサ134によって検出すればよい。
In the present embodiment, the first set temperature T1 is set to 4 ° C., but the present invention is not limited to this. However, the first set temperature T1 is higher than 0 ° C. in order to appropriately prevent the
また、本実施形態では、蓄熱部材73の温度が第2設定温度T2以上になったときに、蓄熱部材73を吸熱部材72に対する接触面積が第2位置よりも大きい第1位置に移動させる。あるいは、蓄熱部材73の温度が第2設定温度T2以上であって、かつ吸熱部材72の温度よりも高いときに蓄熱部材73を第1位置に移動させるようにしてもよい。これにより、蓄熱部材73が有する熱量を吸熱部材72に供給することができ、ヒートポンプ60への入熱量を増大させることができる。
Moreover, in this embodiment, when the temperature of the
また、本実施形態では、吸熱部材72の周囲の温度が第3設定温度T3以上になったときに、蓄熱部材73を第2位置に移動させる。
In the present embodiment, when the temperature around the
吸熱部材72近傍の空気の温度が高い場合には、空気から吸熱部材72への吸熱量が多くなる。このため、蓄熱部材73を第2位置に移動させて吸熱部材72に対する接触面積(伝熱面積)を小さくしても(あるいは蓄熱部材73を吸熱部材72から離間させても)、定着ローラ41を適切に加熱するために必要な熱量を吸熱部材72によって吸収できる。また、蓄熱部材73から吸熱部材72への伝熱量を少なくできるので、蓄熱部材73の蓄熱量を多くして、蓄熱部材73を温度の高い状態で保持できる。したがって、画像形成動作終了後に吸熱部材72近傍の空気の温度が低下しても、蓄熱部材73を温度が高い状態を長時間保つことができる。これにより、次の画像形成動作開始時に蓄熱部材73に蓄熱された熱量を定着ローラ41の加熱に利用することができ、定着ローラ41の加熱に必要な電力をさらに削減することができる。また、定着ローラ41の温度を短時間で所定温度に昇温させることができる。
When the temperature of the air in the vicinity of the
なお、第3設定温度T3は30℃(室温)以上であることが好ましい。また、第3設定温度T3は、定着ニップ部を通過した直後の記録紙の温度(通常は100℃程度)よりも低いことが好ましい。 The third set temperature T3 is preferably 30 ° C. (room temperature) or higher. The third set temperature T3 is preferably lower than the temperature of the recording paper (usually about 100 ° C.) immediately after passing through the fixing nip.
また、本実施形態では、吸熱部材72および蓄熱部材73が記録紙Pの搬送経路に対向し、かつ吸熱部材72が蓄熱部材73よりも記録紙搬送方向の上流側に配置されている。
Further, in the present embodiment, the
このように、吸熱部材72を蓄熱部材73よりも記録紙Pの搬送方向上流側に配置することで、吸熱部材72の方が記録紙Pの搬送方向下流側に配置されている場合に比べて吸熱部材72の吸熱量を大きくできる。これにより、ヒートポンプ60への入熱量を大きくできるので、熱利用効率をより高くすることができる。
As described above, the
また、蓄熱部材73の第1位置から第2位置への移動方向は、記録紙の搬送方向に略平行な方向になっている。したがって、蓄熱部材73が第1位置にある場合であっても第2位置にある場合であっても、記録紙Pから放熱される熱を吸熱部材72と蓄熱部材73とによって効率よく吸収することができる。
Further, the moving direction of the
なお、吸熱部材72および蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満に低下するということは、ヒートポンプ60の放熱部66の温度が高温になっていることを意味する。したがって、この状態では、定着ローラ41の温度が十分に昇温されて画像形成動作を実行可能になる。したがって、定着処理後の記録紙Pから放出される熱量が大きくなるので、吸熱部材72および蓄熱部材73に供給される熱量も大きくなる。それゆえ、蓄熱部材73を第2位置に移動させることで、吸熱部材72および蓄熱部材73の周囲の空気との伝熱面積を大きくして記録紙Pから放熱される熱を効率よく吸収することができる。
In addition, that the temperature of the
また、本実施形態では、記録紙搬送経路と吸熱部材72との間に、記録紙搬送経路側から吸熱部材72側への気流を生じさせる吸熱部材用ファン75が設けられている。これにより、記録紙Pから放出される熱を吸熱部材72に効率的に吸収させることができる。したがって、エネルギー利用効率を高めて定着ローラ41の加熱に要する電力をより効果的に削減できる。
In the present embodiment, a heat absorbing
同様に、記録紙搬送経路と蓄熱部材73との間に、記録紙搬送経路側から蓄熱部材73側への気流を生じさせる蓄熱部材用ファン76が設けられている。これにより、記録紙Pから放出される熱を蓄熱部材73に効率的に吸収させることができる。したがって、エネルギー利用効率を高めて定着ローラ41の加熱に要する電力をより効果的に削減できる。
Similarly, a heat
また、本実施形態では、定着ローラ41を加熱するための加熱手段として、ヒートポンプ60の放熱部(第1熱源)66と、ヒータランプ84・85を備えた外部加熱装置(第2熱源)80とを備えている。これにより、これら2つの熱源によって定着ローラ41を効率よく加熱することができる。例えば、室温が低い場合や、起動直後で定着ローラ41の温度が所定温度に上がっていない場合には、吸熱部材72周辺の気温が低い状態となり、吸熱部材72から吸収できる熱量が少なくなる。したがって、このような場合、ヒートポンプ60によって定着ローラ41を定着動作時の温度に昇温するための時間が長くなる。これに対して、本実施形態では、ヒートポンプ60に加えて、電気を供給されることによって定着ローラ41の加熱を行う外部加熱装置80を備えているので、室温が低い場合や、起動直後で定着装置40の温度が十分に上がっていない場合であっても、短時間で定着ローラ41の温度を定着動作時の温度に昇温させることができる。また、定着ローラ41の温度が十分に上がり、画像形成動作を開始した後には、吸熱部材72が周囲から吸収する熱量が大きくなり、ヒートポンプ60の放熱部66からの放熱によって定着ローラ41を十分に加熱できるので、外部加熱装置80のヒータランプ84・85に供給する電力を低減して消費電力を抑制することができる。
In the present embodiment, as a heating unit for heating the fixing
なお、本実施形態では、蓄熱部材73の位置を第1位置と第2位置とのいずれかに切り替えているが、これに限らず、第1位置と第2位置との間で連続的あるいは段階的に移動させることができる構成としてもよい。この場合、蓄熱部材73の温度、および吸熱部材72の周囲の気温等に応じて蓄熱部材移動制御部95が蓄熱部材73の位置を設定するようにすればよい。
In the present embodiment, the position of the
また、本実施形態では、蓄熱部材移動制御部95が、温度センサ74,77の温度検出結果に基づいて蓄熱部材73の位置を制御しているが、これに限らず、例えば、ヒートポンプ60の動作を開始してから所定時間経過したときに蓄熱部材73を移動させるようにしてもよい。この場合、蓄熱部材73の温度検知が不要になるので、装置構成を簡略化して画像形成装置100の製造コストを低減できる。
In the present embodiment, the heat storage member
また、本実施形態では、外部加熱装置80における支持ローラ81・82および外部加熱ベルト83を第1位置と第2位置とに移動可能な構成としたが、これに限るものではなく、支持ローラ81・82および外部加熱ベルト83が常に第1位置にある構成としてもよい。この場合、ベルト移動制御部91およびベルト移動装置101を省略してもよい。
In the present embodiment, the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
実施形態1では、蓄熱部材73を平行移動させることにより、蓄熱部材73と吸熱部材72との相対位置を変化させていた。これに対して、本実施形態では、蓄熱部材73を回転させることにより、蓄熱部材73における各部の吸熱部材72に対する相対位置を変化させる。換言すれば、本実施形態では、蓄熱部材73を回転させることによって、蓄熱部材73と吸熱部材72との接触面積は変化しないものの、蓄熱部材73における吸熱部材72に対する接触位置が変化するようになっている。
In
図9(a)は吸熱部65の平面図である。図9(b)および図9(c)は、熱媒パイプ71の延伸方向に垂直な断面における吸熱部65の断面図であり、蓄熱部材73を回転させる前後の状態をそれぞれ示している。
FIG. 9A is a plan view of the
図9(a)に示すように、蓄熱部材73は、軸部73aと軸部73aの周囲に取り付けられた多数の円盤状のフィン部73bとを備えている。また、フィン部73bを構成する各フィンは吸熱部材72を構成する各フィンの間にそれぞれ挿入されており、フィン部73bを構成する各フィンと吸熱部材72を構成する各フィンとが互いに接触するようになっている。
As shown in FIG. 9A, the
軸部73aは、図示しないモータ、ギア等からなる回転駆動手段としての蓄熱部材移動装置67に接続されている。そして、蓄熱部材移動制御部95が蓄熱部材移動装置67の動作を制御することで、軸部73aを軸として蓄熱部材73を回転させるようになっている。これにより、蓄熱部材73の各フィンにおける、吸熱部材72に対して接触する位置が変化するようになっている。
The
蓄熱部材73の材質は特に限定されるものではなく、実施形態1と同様の材質を用いることができる。
The material of the
温度センサ78は、蓄熱部材73と吸熱部材72との接触領域に配置されており、蓄熱部材73における吸熱部材72と接触している位置の温度を測定し、測定結果を制御装置90に伝達する。本実施形態では、蓄熱部材73のフィンにおける、吸熱部材72のフィンとの接触面の裏面に接触するように温度センサ78が設けられている。温度センサ78の構成は、蓄熱部材73の温度を適切に測定できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばサーミスタや熱電対等を用いることができる。
The
次に、本実施形態にかかる定着装置40における画像形成時の動作について説明する。図10は、定着装置40の動作の流れを示すフロー図である。
Next, the operation at the time of image formation in the fixing
図示しない操作パネル等を介して利用者からの画像形成指示が入力されると、回転制御部93は、回転駆動装置103を駆動して定着ローラ41の回転を開始させる(S21)。また、温度制御部92は、加熱電力供給部102を制御して加圧ローラ42のヒータランプ45へ電力を供給させ、加圧ローラ42の加熱を開始させる(S22)。また、ヒートポンプ駆動制御部94は、ヒートポンプ60の各部を制御してヒートポンプ60を駆動させる(S23)。これにより、定着ローラ41の加熱が開始される。なお、この時点では、外部加熱ベルト83の位置は第2位置に設定されている。また、温度制御部92は、加圧ローラ42の加熱を開始した後、画像形成動作を終了するまで、サーミスタ44の温度検知結果に基づいて加圧ローラ42の表面温度を所定温度に維持するようにヒータランプ45への供給電力を制御するようになっている。
When an image formation instruction is input from a user via an operation panel (not shown) or the like, the
その後、蓄熱部材移動制御部95は、吸熱部65に備えられた温度センサ78の温度検知結果に基づいて、蓄熱部材73の温度が予め設定される第1設定温度T1(ここではT1=4℃)未満であるか否かを判断する(S24)。
Thereafter, the heat storage member
そして、S24において蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満であると判断した場合、蓄熱部材移動制御部95は、蓄熱部材移動装置67を制御し、蓄熱部材73における回転前に蓄熱部材用ファン76に対向していた領域Cが回転後に吸熱部材72と接触するように蓄熱部材73を回転させる(S25)。なお、本実施形態では、熱媒パイプ71と蓄熱部材73の軸部73aとが互いに平行かつ記録紙Pの搬送経路からの距離が等しくなるように配置されているので、S25において軸部73aを1/4回転させるようになっている。
And when it judges that the temperature of the
S24において蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満ではないと判断した場合、およびS25において蓄熱部材73を回転させた後、温度制御部92は、サーミスタ43の温度検知結果に基づいて定着ローラ41の表面の温度が画像形成時の温度として設定されている所定温度範囲内に達しているか否かを判断する(S26)。
When it is determined in S24 that the temperature of the
そして、定着ローラ41の温度が所定温度範囲に達していないと判断した場合、ベルト移動制御部91がベルト移動装置101を制御して外部加熱ベルト83を第1位置に移動させ(S27)、温度制御部92が加熱電力供給部102を制御してヒータランプ84・85に定着ローラ41を所定温度範囲に加熱するための電力を供給する(S28)。これにより、外部加熱ベルト83を介して定着ローラ41の表面が加熱される。その後、定着ローラ41の加熱を継続しながら、S24以降の処理を継続する。
If it is determined that the temperature of the fixing
一方、S26において定着ローラ41の温度が所定温度範囲内に達していると判断した場合、温度制御部92は、画像形成装置100の主制御部に定着ローラ41の温度が所定温度範囲である旨を通知する。これにより、画像形成装置100の主制御部が各部の動作を制御し、記録紙Pへの画像形成動作が実行される(S29)。これにより、未定着トナーを転写された記録紙Pが定着ニップNに搬送される。
On the other hand, if it is determined in S26 that the temperature of the fixing
その後、主制御部あるいは制御装置90は、画像形成動作を継続するか否か、すなわち他の記録紙に対する画像形成動作を行うか否かを判断する(S30)。この判断は、例えば利用者から指示された枚数の記録紙に対して画像形成を実行したか否かを判断することで行えばよい。そして、画像形成動作を継続する場合、S27およびS28の処理を行うとともに、S24以降の処理を再び行う。
Thereafter, the main control unit or the
一方、S30において画像形成動作を終了すると判断した場合、ヒートポンプ駆動制御部94は、ヒートポンプ60の駆動を停止させる(S31)。また、温度制御部92は、加熱電力供給部102を制御してヒータランプ45・84・85への通電を停止させる(S32)。これにより、定着装置40の動作が終了する。
On the other hand, when it is determined in S30 that the image forming operation is finished, the heat pump
以上のように、本実施形態にかかる画像形成装置100では、定着処理後の記録紙Pから放出される熱を吸熱部65で吸収し、ヒートポンプ60で高温にして定着ローラ41の加熱に用いる。これにより、実施形態1と同様、電力を供給されることによって加熱する加熱手段のみによって定着ローラ41を加熱する場合に比べて、定着ローラ41を加熱するためのエネルギーを低減することができる。また、画像形成装置100からの排熱を低減することができる。また、画像形成装置100内の各部材(各ユニット、電装品等)が昇温することを防止することができ、昇温によって各部材の動作が不安定になることを防止できるので、良質な画像を安定して形成することができる。
As described above, in the
また、蓄熱部材73が吸熱部材72に接触しているため、蓄熱部材73の有する熱量と吸熱部材72の有する熱量とをヒートポンプ60の蒸発器64に供給することになるので(吸熱部65の熱媒パイプ71を通る低温の熱媒によって吸熱部材72と蓄熱部材73とが冷却されることになるので)、例えば画像形成動作を行う前の吸熱部材72に対する外部からの入熱量が少ないときであっても、ヒートポンプ60の蒸発器64によって吸熱部材72が過冷却されて凍結や結露が生じることを防止できる。
Further, since the
また、本実施形態では、蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満に低下したときに、蓄熱部材移動制御部95が蓄熱部材移動装置67を制御し、蓄熱部材73における回転前に蓄熱部材用ファン76に対向していた領域Cが回転後に吸熱部材72と接触するように蓄熱部材73を回転させる。
Moreover, in this embodiment, when the temperature of the
蓄熱部材73における吸熱部材72に接触している部分は、熱媒パイプ71を流れる低温の熱媒によって吸熱部材72とともに冷却されて温度が低下する。一方、蓄熱部材73における蓄熱部材用ファン76と対向する部分は、蓄熱部材用ファン76によって記録紙Pからの放熱によって高温になった空気を供給され、この空気と熱交換することによって温度が上昇する。このため、蓄熱部材73の温度が第1設定温度T1未満に低下したときに、蓄熱部材移動制御部95が蓄熱部材移動装置67を制御し、蓄熱部材73における回転前に蓄熱部材用ファン76に対向していた領域Cが回転後に吸熱部材72と接触するように蓄熱部材73を回転させることにより、蓄熱部材73における高温部を吸熱部材72に接触させることができ、吸熱部材72の吸熱量を増加させることができる。
The portion of the
なお、本実施形態では第1設定温度T1を4℃に設定しているが、これに限るものではない。ただし、第1設定温度T1は、吸熱部材72の凍結および結露を適切に防止するため、0℃よりも高く、画像形成装置100の機内温度あるいは画像形成装置100の周囲の温度(室温)よりも低いことが好ましい。第1設定温度T1を0℃よりも高くすることで、蓄熱部材73の表面に空気中の水分が凍結することを防止できる。これにより、吸熱部材72および蓄熱部材73の表面に氷が付着して空気との熱交換を阻害することを防止できる。また、蓄熱部材73と吸熱部材72とが氷によって接着されて蓄熱部材73の移動を阻害することを防止できる。また、第1設定温度T1を機内温度よりも低くすることにより、吸熱部材72から離間した部分の蓄熱部材73によって機内の空気から熱を吸収できる。これにより、その後に上記部分を吸熱部材72に接触させた時に吸熱部材72へ供給される熱量を大きくできる。なお、画像形成装置100の機内温度は、例えば図1に示したように定着装置40から離れた位置に設けた温度センサ134によって検出すればよい。
In the present embodiment, the first set temperature T1 is set to 4 ° C., but is not limited to this. However, the first set temperature T1 is higher than 0 ° C. in order to appropriately prevent the
〔実施形態3〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1,2と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
Still another embodiment of the present invention will be described. For convenience of explanation, members having the same functions as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図11は、本実施形態にかかる定着装置40bの概略構成を示す模式図である。実施形態1,2では、定着ローラ41と加圧ローラ42との間に形成される定着ニップNに記録紙Pを供給することによってトナー像を記録紙Pに定着させる、ローラ対方式の定着装置40を用いていた。これに対して、本実施形態では、図11に示すように、実施形態1,2における定着ローラ41に代えて、支持ローラ141・142に張架された無端ベルト143を備えてなる定着ベルト装置140を備えた定着装置40bを用いる。なお、定着装置40bの構成は、定着ローラ41を定着ベルト装置140に変更し、ベルト移動装置101およびベルト移動制御部91を省略した以外は、実施形態1,2における定着装置40と略同様である。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the fixing
定着ベルト装置140は、第1支持ローラ141、第2支持ローラ142、無端ベルト143を備えている。
The fixing
第1支持ローラ141および第2支持ローラ142は、厚さ0.3mmの薄肉のステンレスパイプからなる。また、第1支持ローラ141は無端ベルト143と加圧ローラ42とによって形成される定着ニップNよりも無端ベルト143の回転方向下流側に設けられており、第2支持ローラ142は定着ニップNよりも無端ベルト143の回転方向上流側に設けられている。
The
また、第1支持ローラ141の内部には、ヒートポンプ60の放熱部66を構成するパイプ(熱媒パイプ)が配置されている。また、第2支持ローラ142の内部には、ヒータランプ(第2熱源)146が配置されている。このヒータランプ146は、加熱電力供給部102から電力を供給されることによって発熱し、第2支持ローラ142を加熱する。なお、本実施形態ではヒータランプ146としてハロゲンランプを用いているが、これに限らず、電力を供給されることによって第2支持ローラ142を加熱できるものであればよい。
In addition, a pipe (heat medium pipe) constituting the
無端ベルト143は、厚さ90μmのポリイミド基材に厚さ400μmのシリコンゴムとPTFEやPFAからなるフッ素樹脂層とこの順で積層したものであり、第1支持ローラ141および第2支持ローラ142に張架されている。なお、無端ベルト143の構成はこれに限るものではなく、例えば無端ベルト143の基材としてステンレスやニッケル等の薄肉の金属を用いてもよい。
The
また、加圧ローラ42は、図示しない弾性部材(バネ)によって、定着ベルト装置140側に付勢されている。これにより、無端ベルト143と加圧ローラ42とが所定の荷重で圧接し、定着ニップNを形成している。
The
また、第1支持ローラ141は回転駆動装置103に接続されており、回転制御部93が回転駆動装置103の動作を制御することにより、回転駆動されるようになっている。そして、第1支持ローラ141が回転すると、無端ベルト143が第1支持ローラ141に従動回転し、第2支持ローラ142および加圧ローラ42が無端ベルト143に従動回転する。なお、回転駆動装置103の構成は特に限定されるものではないが、例えばモータ、ギア等によって構成されている。また、本実施形態では、回転駆動装置103によって第1支持ローラ141を回転駆動するものとしたが、これに限るものではなく、第1支持ローラ141、第2支持ローラ142、加圧ローラ42のうちのいずれか1つ以上を回転駆動することによってこれら各ローラを回転させる構成であればよい。
Further, the
また、無端ベルト143における第1支持ローラ141との接触領域の外周面にはサーミスタ144が設けられており、第2支持ローラ142との接触領域の外周面にはサーミスタ145が設けられている。サーミスタ144・145による無端ベルト143表面の温度検出結果は、温度制御部92に伝達される。
Further, a
温度制御部92は、サーミスタ145の温度検出結果に基づいて、画像形成動作中における無端ベルト143の第2支持ローラ142との接触領域における表面温度(サーミスタ145の検出温度)が所定の温度(ここでは190℃)になるように、加熱電力供給部102からヒータランプ146に供給する電力を制御する。
Based on the temperature detection result of the
また、温度制御部92は、画像形成動作の停止時(次の画像形成指示を待機している状態;スタンバイモード)には、サーミスタ145の温度検出結果に基づいて、無端ベルト143の第2支持ローラ142との接触領域における表面温度(サーミスタ145の検出温度)が所定の温度(ここでは160℃)になるように、加熱電力供給部102からヒータランプ146に供給する電力を制御する。これにより、第2支持ローラ142の温度を所定の温度に保つことができるので、次の画像形成動作時に画像形成を行うための所定の温度(ここでは190℃)まで第2支持ローラ142の温度を迅速に昇温することができる。
Further, when the image forming operation is stopped (waiting for the next image forming instruction; standby mode), the
また、ヒートポンプ駆動制御部94は、画像形成動作中におけるサーミスタ144・145の温度検出結果に基づいて、画像形成動作中における無端ベルト143の第1支持ローラ141との接触領域における表面温度(サーミスタ144の検出温度)が所定の温度(ここでは185℃)になるように、ヒートポンプ60の各部の動作を制御する。
Further, the heat
なお、吸熱部65の構成、および蓄熱部材73の移動制御方法については実施形態1または2と同様であるのでここでは説明を省略する。
Note that the configuration of the
以上のように、本実施形態では、実施形態1または2と同様の構成からなるヒートポンプ60を備えており、ヒートポンプ60の放熱部66によって定着ベルト装置140における第1支持ローラ141および無端ベルト143を加熱する。これにより、実施形態1,2と略同様の効果を得ることができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、無端ベルト143を加熱するための加熱手段として、ヒートポンプ60の放熱部(第1熱源)66と、ヒータランプ(第2熱源)146とを備えている。これにより、これら2つの熱源によって無端ベルト143を効率よく加熱することができる。
Further, in the present embodiment, as a heating means for heating the
また、本実施形態では、放熱部66によって加熱される第1支持ローラ141が定着ニップNよりも無端ベルト143の回転方向下流側に設けられており、ヒータランプ146によって加熱される第2支持ローラ142が定着ニップNよりも無端ベルト143の回転方向上流側に設けられている。また、ヒートポンプ駆動制御部94は第1支持ローラ141との接触領域における無端ベルト143の温度が所定温度(ここでは185℃)になるようにヒートポンプ60の動作を制御し、温度制御部92は第2支持ローラ142との接触領域における無端ベルト143の温度が所定温度(ここでは190℃)になるように加熱電力供給部102からヒータランプ146への供給電力を制御する。
In the present embodiment, the
これにより、記録紙Pによって熱を奪われた無端ベルト143(記録紙Pによって熱を奪われることで無端ベルト143の温度は160℃程度まで低下する)を放熱部66からの熱によって定着動作のための温度よりも少し低い所定の温度(ここでは185℃)に加熱し、ヒータランプ146からの熱によって無端ベルト143を定着動作のための所定温度(ここでは190℃)に加熱することができる。したがって、ヒートポンプ60を備えない場合に比べて、無端ベルト143を加熱するための電力を低減できる。
As a result, the
また、ヒートポンプ60の各部の動作を制御することによって放熱部66の温度を制御することは可能ではあるが、ヒートポンプにおける放熱部の温度についての制御応答速度は、電力を熱に変換するハロゲンランプ等の加熱手段に比べて遅い。このため、まずヒートポンプ60の放熱部66によって無端ベルト143を加熱し、その後にヒータランプ146からの熱によって無端ベルト143を加熱する構成とすることで、無端ベルト143の温度を迅速かつ高精度に制御することができる。
Moreover, although it is possible to control the temperature of the
なお、本実施形態では、無端ベルト143を第1支持ローラ141および第2支持ローラ142の2つのローラに張架する構成について説明したが、これに限らず、無端ベルト143に張力を付与するためのバックアップローラ(図示せず)をさらに設けてもよい。また、このバックアップローラは、第1支持ローラ141および第2支持ローラ142と同様、ステンレス製の硬いパイプであってもよく、表面にスポンジ等の弾性層が形成されたスポンジローラであってもよい。また、バックアップローラをスポンジローラとし、このバックアップローラと加圧ローラ42とが無端ベルト143を介して互いに圧接する構成としてもよい。この場合、バックアップローラと加圧ローラ42との圧接領域でのみ無端ベルト143が加圧ローラ42に当接し、無端ベルト143と第1支持ローラ141との接触領域および無端ベルト143と第2支持ローラ142との接触領域では無端ベルト143が加圧ローラ42に当接しない構成としてもよい。
In the present embodiment, the configuration in which the
また、上記の各実施形態において、蓄熱部材と吸熱部材との接触部に熱伝導性グリスを塗布してもよい。上記熱伝導性グリスは、熱伝導性と潤滑性とを具備するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、グラファイトや金属粉等の高熱伝導フィラーを、潤滑性を有するシリコンオイル等の潤滑剤に分散させた熱伝導グリスを用いることができる。蓄熱部材と吸熱部材との接触部に熱伝導性グリスを塗布することにより、蓄熱部材と吸熱部材との間の熱伝達を向上させるとともに、蓄熱部材と吸熱部材との相対位置あるいは接触位置を変化させる際にこれら両部材の間に生じる摩擦力を低減し、摩耗および異音の発生を防止することができる。 Moreover, in each said embodiment, you may apply | coat heat conductive grease to the contact part of a thermal storage member and a thermal absorption member. The thermal conductive grease is not particularly limited as long as it has thermal conductivity and lubricity. For example, a high thermal conductive filler such as graphite or metal powder, silicon oil having lubricity, etc. Thermally conductive grease dispersed in a lubricant can be used. By applying thermally conductive grease to the contact portion between the heat storage member and the heat absorption member, heat transfer between the heat storage member and the heat absorption member is improved and the relative position or contact position between the heat storage member and the heat absorption member is changed. The frictional force generated between these two members can be reduced, and the occurrence of wear and noise can be prevented.
また、上記各実施形態では、吸熱部材の用紙搬送方向に垂直な断面の断面形状を円形としたが、これに限られるものではない。例えば、エアコン等で使用される略四角形状としてもよく、楕円形や多角形等にしてもよい。 In each of the above embodiments, the cross-sectional shape of the cross section perpendicular to the paper conveyance direction of the heat absorbing member is circular, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a substantially square shape used in an air conditioner or the like, and may be an ellipse or a polygon.
また、上記の各実施形態では、吸熱部65を定着装置40に対して記録紙搬送方向の下流側に設ける構成について説明したが、吸熱部65の設置位置はこれに限るものではない。例えば、定着装置40の鉛直方向上方に設けてもよい。この場合には、定着装置40から放散される熱を定着装置40からの熱により加熱された空気の対流によって吸熱部65で吸収することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the configuration in which the
また、上記の各実施形態では、蓄熱部材73の表面積と吸熱部材72の表面積とを略同等としているが、これに限るものではない。例えば、蓄熱部材73の表面積を吸熱部材72の表面積よりも大きくしてもよい。この場合には、蓄熱部材73の表面積を吸熱部材72と略同等にする場合よりも蓄熱部材73の伝熱面積および熱容量を大きくできるので、より多くの熱量を蓄積できる。
Moreover, in each said embodiment, although the surface area of the
また、上記の各実施形態では、1段圧縮方式の圧縮器61を用いる場合について説明したが、これに限らず、多段圧縮方式の圧縮器61を用いてもよい。例えば、低圧の圧縮器と中間冷却器と高圧の圧縮器とを設けた2段圧縮方式を用いてもよい。また、中間冷却器の代わりに低圧の圧縮器の蒸発器と高圧の圧縮器の凝縮器とを兼ねるカスケード凝縮器と膨張弁とを有する2段圧縮2段膨張方式を用いてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the single-stage
また、上記の各実施形態では、ヒートポンプ60として蒸気圧縮冷凍サイクルを使用した場合について説明したが、これに限らず、例えば、吸収冷凍サイクル、吸着冷凍サイクル、空気膨張冷凍サイクル、熱電冷凍サイクル等を用いてもよい。
In each of the above embodiments, a case where a vapor compression refrigeration cycle is used as the
また、上記した各実施形態では、ヒートポンプ60によって定着ローラ41に熱を供給する構成について説明したが、これに限らず、例えば、ヒートポンプ60によって加圧ローラ42に熱を供給するようにしてもよく、定着ローラ41および加圧ローラ42の両方にヒートポンプ60から熱を供給するようにしてもよい。定着ローラ41および加圧ローラ42の両方にヒートポンプ60から熱を供給する構成では、連続通紙時および待機時において、定着ローラ41および加圧ローラ42の両方の外周面の温度を精度良く保持することが出るとともに、これら両ローラをヒータランプのみで加熱する場合に比べて加熱電力を削減できる。これにより、省エネルギーと高品位な画像を安定して得ると同時に、高いスループットを継続して得ることができる。
In each of the above-described embodiments, the configuration in which heat is supplied to the fixing
また、上記の各実施形態では像担持体から搬送ベルトによって搬送される記録紙にトナー像を転写する構成としたが、これに限らず、例えば、像担持体から中間転写ベルトを介して記録紙にトナー像を転写する構成としてもよい。また、複数色のトナー像を記録しに転写する構成に限らず、単色のトナー像を記録紙に転写する構成としてもよい。 In each of the above embodiments, the toner image is transferred from the image carrier to the recording paper conveyed by the conveyance belt. However, the present invention is not limited to this. For example, the recording paper is transferred from the image carrier via the intermediate transfer belt. Alternatively, the toner image may be transferred to the printer. Further, the present invention is not limited to a configuration in which a plurality of color toner images are transferred for recording, and a configuration in which a single color toner image is transferred to a recording sheet may be used.
さらに、上記の各実施形態では、記録紙上にトナー像を静電転写した後に定着装置により記録紙上のトナー像を加圧加熱して記録紙に定着させる構成としたが、これに限らず、記録紙への転写と同時にトナー像を加圧加熱して記録紙に定着させる転写定着構成としてもよい。 Further, in each of the above embodiments, the toner image is electrostatically transferred onto the recording paper, and then the toner image on the recording paper is pressed and heated by the fixing device to be fixed on the recording paper. A transfer fixing configuration in which the toner image is pressurized and heated and fixed onto the recording paper simultaneously with the transfer onto the paper may be employed.
また、上記した各実施形態では、本発明を、弾性層41bを備えた定着ローラ41を有するカラー画像形成装置に適用する場合について述べたが、これに限らず、単色のトナーのみを用いる単色画像形成装置に適用してもよい。この場合、例えば、定着ローラ41に弾性層41bを設けず、芯金41a上に離型層41cを形成したハードローラを用いる構成としてもよい。
In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a color image forming apparatus having the fixing
また、上記各実施形態では、定着ローラまたは定着ベルト装置と加圧ローラとによって記録紙上のトナー像を熱と圧力とによって記録紙に定着させる構成の定着装置について説明したが、定着装置の構成はこれに限るものではなく、熱を用いてトナー像を記録紙に定着させるものであればよい。本発明は、例えば、オーブン定着方式の定着装置に適用してもよい。 In each of the above embodiments, the fixing device configured to fix the toner image on the recording paper to the recording paper by heat and pressure by the fixing roller or the fixing belt device and the pressure roller has been described. However, the present invention is not limited to this, and any apparatus may be used as long as the toner image is fixed on the recording paper using heat. The present invention may be applied to, for example, an oven fixing type fixing device.
また、上記の各実施形態では、放熱部66からの熱を定着ニップ部Nにおいて記録紙を加熱するための部材(定着ローラまたは定着ベルト装置)に供給する構成について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図12に示すように、定着装置40に、定着ニップ部よりも記録紙搬送方向の上流側において記録紙(あるいは記録紙および未定着トナー像)を予備加熱する予備加熱部材26を設け、この予備加熱部材26が放熱部66から放熱される熱によって記録紙(あるいは記録紙および未定着トナー像)を予備加熱する構成としてもよい。なお、予備加熱部材26は、記録紙に対して非接触な状態で予備加熱を行うものであってもよく、記録紙に接触した状態(例えば記録紙の裏面(未定着トナー像が形成された面とは反対側の面)に当接した状態)で予備加熱を行うものであってもよい。
In each of the above-described embodiments, the configuration in which the heat from the
記録紙の予備加熱を行うことにより、定着ニップ部Nに搬送される前の記録紙(あるいは記録紙および未定着トナー像)の温度を上昇させることができるので、定着性を向上させること、および定着装置40の消費エネルギーの低減を図ることができる。なお、熱ローラ対方式やオーブン定着方式以外の定着方式(例えばフラッシュ定着方式等)の定着装置において、予備加熱部材26によって定着処理前の記録紙(あるいは記録紙および未定着トナー像)を予備加熱するようにしてもよい。
By performing preheating of the recording paper, the temperature of the recording paper (or the recording paper and the unfixed toner image) before being conveyed to the fixing nip portion N can be raised, thereby improving the fixability, and The energy consumption of the fixing
また、上記各実施形態では、制御装置90は制御用集積回路基板から構成されているものとしたが、これに限らず、CPU等のプロセッサを用いて制御装置90に備えられる各制御部の機能をソフトウェアによって実現するものであってもよい。この場合、例えば、制御装置90は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などから構成される。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御装置90の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御装置90に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによって達成される。
In each of the above embodiments, the
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。 Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.
また、制御装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークは、特に限定されるものではなく、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体は、特に限定されるものではなく、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号(データ信号列)の形態でも実現され得る。 The control device may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. This communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, A satellite communication network or the like can be used. Further, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, infrared rays such as IrDA and remote control, It is also possible to use wireless such as Bluetooth (registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal (data signal sequence) embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、加熱定着方式の定着装置を備えた画像形成装置に適用できる。 The present invention can be applied to an image forming apparatus including a heat-fixing type fixing device.
26 予備加熱部材
40,40b 定着装置
41 定着ローラ(加熱部材)
42 加圧ローラ
43,44,86,87,144,145 サーミスタ
45,84,85,146 ヒータランプ
60 ヒートポンプ
65 吸熱部
66 放熱部
67 蓄熱部材移動装置(駆動手段)
71 熱媒パイプ
72 吸熱部材
73 蓄熱部材
73a 軸部
73b フィン部
74,77,78,134 温度センサ
75 吸熱部材用ファン(第1送風器)
76 蓄熱部材用ファン(第2送風器)
80 外部加熱装置
81,82 支持ローラ
83 外部加熱ベルト
90 制御装置(制御手段)
91 ベルト移動制御部
92 温度制御部
93 回転制御部
94 ヒートポンプ駆動制御部
95 蓄熱部材移動制御部(制御手段)
100 画像形成装置
102 加熱電力供給部
140 定着ベルト装置
141,142 支持ローラ
143 無端ベルト
26
42
71
76 Heat storage member fan (second blower)
80
91 belt
DESCRIPTION OF
Claims (19)
外部の熱を吸収するために上記吸熱部に備えられる吸熱部材と、
上記吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、
上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段と、
上記駆動手段の動作を制御して上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記定着装置の加熱開始時に、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが接触状態になるように上記駆動手段の動作を制御することを特徴とする画像形成装置。 A fixing device that heats and fixes the unfixed toner image formed on the recording material to the recording material, and a heat pump that dissipates heat by moving the heat absorbed by the heat absorbing portion to a heat radiating portion having a higher temperature than the heat absorbing portion; An image forming apparatus that heats an unfixed toner image using heat that the fixing device dissipates from the heat radiating portion,
An endothermic member provided in the endothermic part to absorb external heat;
A heat storage member provided in contact with the heat absorbing member;
Drive means for changing a relative position between the heat absorbing member and the heat storage member or a contact position of the heat storage member with the heat absorption member;
Control means for controlling the operation of the drive means to control the relative position between the heat absorption member and the heat storage member or the contact position of the heat storage member with the heat absorption member;
The image forming apparatus, wherein the control unit controls the operation of the driving unit so that the heat storage member and the heat absorption member are in contact with each other when heating of the fixing device is started.
上記制御手段は、上記温度センサの検知した温度が予め設定される第1設定温度よりも低い場合に、上記蓄熱部材と上記吸熱部材との相対位置を、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが離間した位置または上記蓄熱部材と上記吸熱部材との接触面積が上記加熱開始時の接触面積よりも小さくなる位置である第2位置にするように上記駆動手段の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A temperature sensor that detects the temperature of the heat storage member in contact with the heat absorbing member;
When the temperature detected by the temperature sensor is lower than a preset first set temperature, the control means sets the relative position between the heat storage member and the heat absorption member so that the heat storage member and the heat absorption member are separated from each other. The operation of the driving means is controlled so that the second position is a position where the contact area between the heat storage member and the heat absorption member is smaller than the contact area at the start of heating. Item 2. The image forming apparatus according to Item 1.
上記蓄熱部材と上記吸熱部材との相対位置が上記第2位置である状態において、上記温度センサの検知した温度が予め設定される第2設定温度よりも高くなった場合に、上記蓄熱部材と上記吸熱部材との相対位置を、上記蓄熱座部と上記吸熱部材との接触面積が上記第2位置における上記蓄熱座部と上記吸熱部材との接触面積よりも大きくなる第1位置にするように上記駆動手段の動作を制御することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The control means includes
In a state where the relative position between the heat storage member and the heat absorption member is the second position, when the temperature detected by the temperature sensor is higher than a preset second set temperature, the heat storage member and the above The relative position to the heat absorbing member is set to the first position where the contact area between the heat storage seat and the heat absorption member is larger than the contact area between the heat storage seat and the heat absorption member at the second position. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the operation of the driving unit is controlled.
上記制御手段は、上記温度センサの検知した温度が予め設定される第1設定温度よりも低い場合に、上記蓄熱部材における上記吸熱部材に接触していなかった位置を上記吸熱部材に接触させるように上記駆動手段の動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A temperature sensor that detects the temperature of the heat storage member in contact with the heat absorbing member;
When the temperature detected by the temperature sensor is lower than a first preset temperature, the control means is configured to bring a position of the heat storage member that is not in contact with the heat absorption member into contact with the heat absorption member. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the operation of the driving unit is controlled.
上記制御手段は、上記第2温度センサの検知した気温が予め設定される第3設定温度以上であった場合に、上記蓄熱部材の上記吸熱部材に対する相対位置を、上記蓄熱部材と上記吸熱部材とが離間した位置または上記蓄熱部材と上記吸熱部材との接触面積が上記加熱開始時の接触面積よりも小さくなる位置である第2位置にするように上記駆動手段の動作を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A second temperature sensor for detecting the temperature around the heat absorbing member;
When the temperature detected by the second temperature sensor is equal to or higher than a preset third set temperature, the control means determines the relative position of the heat storage member to the heat absorption member, the heat storage member, the heat absorption member, The operation of the driving means is controlled such that the contact position between the heat storage member and the heat absorption member is a second position which is a position where the contact area between the heat storage member and the heat absorption member is smaller than the contact area at the start of heating. The image forming apparatus according to claim 1.
上記吸熱部材は、上記定着装置よりも上記記録材の搬送方向下流側において上記記録材の搬送経路に対向するように配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の画像形成装置。 A conveying means for conveying the recording material,
9. The heat absorption member according to claim 1, wherein the heat absorption member is disposed to face the recording material conveyance path on the downstream side of the fixing device in the conveyance direction of the recording material. The image forming apparatus described.
上記加熱部材は、前記放熱部から放熱される熱と、電気を熱に変換する電気加熱手段から供給される熱とによって加熱されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The fixing device includes a heating member for heating the unfixed toner image,
The heating member is heated by heat radiated from the heat radiating portion and heat supplied from an electric heating means for converting electricity into heat. The image forming apparatus described.
上記放熱部は上記ローラ部材の中空部分に配置されており、
上記電気加熱手段は上記ローラ部材の外周面に当接するように設けられていることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。 The heating member is a hollow roller member,
The heat dissipating part is disposed in a hollow portion of the roller member;
The image forming apparatus according to claim 13, wherein the electric heating unit is provided so as to contact an outer peripheral surface of the roller member.
上記第1支持ローラおよび第2支持ローラは中空形状を有し、
上記放熱部は上記第1支持ローラの中空部分に設けられており、
上記電気加熱手段は上記第2支持ローラの中空部分に設けられていることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置 The heating member is a belt member stretched around a plurality of support rollers including a first support roller and a second support roller,
The first support roller and the second support roller have a hollow shape,
The heat dissipating part is provided in a hollow portion of the first support roller;
The image forming apparatus according to claim 13, wherein the electric heating means is provided in a hollow portion of the second support roller.
上記第1支持ローラは、上記ベルト部材における上記加圧ローラとの当接部よりも回転方向の下流側、かつ上記第2支持ローラとの当接部よりも回転方向の上流側において上記ベルト部材に当接するように配置されていることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 The belt member is adapted to rotate along the stretching direction,
The first support roller is formed on the belt member on the downstream side in the rotation direction with respect to the contact portion with the pressure roller and on the upstream side in the rotation direction with respect to the contact portion with the second support roller. The image forming apparatus according to claim 15, wherein the image forming apparatus is disposed so as to abut against the image forming apparatus.
上記画像形成装置は、外部の熱を吸収するために上記吸熱部に備えられた吸熱部材と、上記吸熱部材に接触可能に設けられた蓄熱部材と、上記吸熱部材と上記蓄熱部材との相対位置または上記蓄熱部材における上記吸熱部材との接触位置を変化させるための駆動手段とを備えた構成であり、
上記定着装置の加熱開始時に、上記蓄熱部材と上記吸熱部とが接触状態になるように上記駆動手段の動作を制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。 A fixing device that heats and fixes the unfixed toner image formed on the recording material to the recording material, and a heat pump that dissipates heat by moving the heat absorbed by the heat absorbing portion to a heat radiating portion having a higher temperature than the heat absorbing portion; A method of controlling an image forming apparatus that heats an unfixed toner image using heat that the fixing device dissipates from the heat radiating portion,
The image forming apparatus includes: a heat absorption member provided in the heat absorption unit to absorb external heat; a heat storage member provided in contact with the heat absorption member; and a relative position between the heat absorption member and the heat storage member. Or a drive means for changing the contact position of the heat storage member with the heat absorbing member,
A method for controlling an image forming apparatus, comprising: controlling an operation of the driving unit so that the heat storage member and the heat absorbing portion are in contact with each other when heating of the fixing device is started.
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