(57)【要約】【課題】  印刷のために利用者を待たせる時間を短縮することができる定着装置を提供する。【解決手段】  媒体に熱を供給し、該媒体上に形成された画像を熱により媒体に定着させる定着ローラ２と、熱を放出する放熱器１１ｂと、定着ローラ２の熱を放熱器１１ｂに伝えるヒートパイプ１０とを備え、放熱器１１ｂは、定着ローラ２とヒートパイプ１０との接触範囲外に配置され、また、放熱器１１ｂに対して定着ローラの熱を伝えるか否かを切り替える電磁クラッチ１２ｂを設ける。【選択図】        図１
2005309155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体に熱を供給し、該媒体上に形成された画像を熱により媒体に定着させる定着部材と、
熱を放出する放熱部材と、
前記定着部材の熱を前記放熱部材に伝える熱良導体とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記熱良導体はヒートパイプである請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材と前記熱良導体とは接触し、
前記放熱部材は、前記定着部材と前記熱良導体との接触範囲外に配置される請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記放熱部材に対して前記定着部材の熱を伝えるか否かを切り替える切替手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記熱良導体は前記放熱部材に対して接触状態に配置され、
前記切替手段により、前記熱良導体を前記定着部材に対して接離させることにより、前記放熱部材に対して前記定着部材の熱を伝えるか否かを切り替える請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記熱良導体は前記定着部材に対して接触状態に配置され、
前記切替手段により、前記放熱部材を前記熱良導体に対して接離させることにより、前記放熱部材に対して前記定着部材の熱を伝えるか否かを切り替える請求項４記載の定着装置。
【請求項７】
前記切替手段は、前記放熱部材と前記熱良導体との間に設けられたペルチェ素子である請求項４記載の定着装置。
【請求項８】
前記熱良導体は前記定着部材に対して接触状態に配置され、
前記ペルチェ素子の前記熱良導体側を冷却状態とするか否かにより、前記定着部材を冷却するか否かを切り替える請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記ペルチェ素子から、前記熱良導体に対して熱を供給することも可能とした請求項８記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体に熱を供給し、該媒体上に形成された画像を熱により媒体に定着させる定着部材を備えた定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、印刷媒体上にトナーを定着させる手段として一般に加熱ロール方式が用いられている。この加熱ロール方式を用いた定着装置は、内部に定着ローラを加熱するためのハロゲンランプを備えた筒状の定着ローラと、該定着ローラに圧接した状態で配置されている加圧ローラとから構成されている。
【０００３】
そして、定着ローラ表面に対して該定着ローラの温度を測定するためのサーミスタと、定着ローラが異常に高い温度まで上昇した場合に、ハロゲンランプの駆動を停止する温度ヒューズがそれぞれ定着ローラの表面に配置され、これにより制御部が定着ローラの異常過熱を防止し、また定着ローラが印刷媒体に合わせた表面温度を保つことができるようにハロゲンランプの制御を行うと共に、定着ローラと加圧ローラ間に圧力を加えながら該定着ローラと加圧ローラを回転させ、これらの定着ローラと加圧ローラの間に粉末トナー画像を担持した印刷媒体を通過させてトナーを熱により溶融させて、複写画像の印刷媒体への定着を行っている。
【０００４】
そして、このような定着装置において、印刷モードを切り替えて低温定着を行なう場合には、自然放熱、あるいは画像形成装置に設けられた冷却ファンにより、定着装置周辺の熱い空気を排出する方法があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４２７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の定着装置においては、定着装置自体が定着ローラの熱を外部に伝えにくい構造となっているので、自然放熱により定着ローラの温度を下げる場合には、放熱までに時間がかかり、その間は印刷をすることができず、利用者を待たせることになってしまうという問題点があった。
【０００７】
また冷却ファンを備えた装置であっても、定着装置の側面から吸気を行なう構成となっている場合には、定着ローラの左右で温度差が発生してしまい、この温度差が無くなるまで印刷を行なうことができず、利用者を待たせることになってしまうという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明で設けた解決手段は、媒体に熱を供給し、該媒体上に形成された画像を熱により媒体に定着させる定着部材と、熱を放出する放熱部材と、前記定着部材の熱を前記放熱部材に伝える熱良導体とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、定着部材の熱を熱良導体を介して放熱部材に伝え、該放熱部材が熱を放出することにより、短時間で定着部材の温度を下げることが可能となり、印刷のために利用者を待たせる時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。なお各図面に共通する要素には同一の符号を付す。
【実施例１】
【００１１】
画像形成装置においては、印刷媒体上にトナーを定着させる手段として、一般に加熱ロール方式が用いられている。以下、このような加熱ロール方式を用いた定着装置について説明する。図１は実施例１の定着装置を示す側面図、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図、図３は実施例１の定着装置の制御系を示すブロック図である。なお、図１において定着装置の外枠は破線で示してある。
【００１２】
図１、図２において、定着装置１は、トナーを印刷媒体に定着させるための定着部材である定着ローラ２と、該定着ローラ２に圧接した状態で配置されている加圧ローラ３とから構成されている。
【００１３】
上記定着ローラ２は図示せぬ駆動源と接続され、該駆動源の駆動力により回転する軸４と、該軸４の周面を覆う状態で設けられた弾性部材５と、前記軸４の内部に設けられ、定着ローラ２を加熱するための加熱手段であるハロゲンランプ６とから構成されている。なお、ハロゲンランプ６は図示せぬ端子により両端部が保持されることにより、軸４内で支持されている。
【００１４】
一方、上記加圧ローラ３は、図示せぬ付勢手段により定着ローラ２方向に付勢されている軸７と、該軸７の周囲を覆う状態で設けられた弾性部材８とから構成されている。そして加圧ローラ３は図示せぬ付勢手段により定着ローラ２方向に付勢されており、この付勢力により加圧ローラ３は図示せぬ印刷媒体を定着ローラ２に圧接させる。
【００１５】
なお、図２に示すように定着ローラ２の軸方向の長さは、加圧ローラ３の軸方向の長さと略同じであり、それぞれの軸方向の長さは印刷媒体に対応した長さとなっている。
【００１６】
加圧ローラ３の上方には、温度測定手段であるサーミスタ９が配置されている。このサーミスタ９は、定着ローラ２の弾性部材５の温度を測定する部材であり、測定した温度を画像形成装置に設けられた、図３に示す制御部１３に送信する。そして該制御部１３がサーミスタ９から送信されてくる定着ローラ２の測定温度から、定着ローラ２が所定の温度を超えた温度まで上昇していると判断すると、温度ヒューズ１４を制御してハロゲンランプ６の駆動を停止する。このように、サーミスタ９、及び温度ヒューズ１４により、制御部１３が定着ローラ２の異常過熱の防止、及び定着ローラ２が印刷媒体に合わせた表面温度を保つことができるようにハロゲンランプ６の制御を行う。
【００１７】
定着ローラ２の上方にはまた、該定着ローラ２の軸４に沿って伸び、定着ローラ２よりも長い長さを備え、定着ローラ２の熱を後述する放熱器に伝える熱良導体であるヒートパイプ１０が配置されている。なお、このヒートパイプ１０の両端部は定着装置１外に突出しており、該両端部にはヒートパイプ１０に伝えられた定着ローラ２の熱を外部に放出するための放熱部材である放熱器１１（１１ａ、１１ｂ）が取り付けられている。
【００１８】
ヒートパイプ１０の両端部であって、定着装置１から突出した箇所には、定着装置１に取り付けられた切替手段である電磁クラッチ１２（１２ａ、１２ｂ）の鉄心１５（１５ａ、１５ｂ）が取り付けられている。この電磁クラッチ１２ａ、１２ｂは放熱器１１に対して定着ローラ２の熱を伝えるか否かを切り替えるものであり、電磁クラッチ１２ａ、１２ｂが制御部１３の制御により通電状態となると、鉄心１５ａ、１５ｂが図１、図２に示す矢印Ｄ方向に移動し、これにより鉄心１５ａ、１５ｂが取り付けられているヒートパイプ１０もまた放熱器１１と共に矢印Ｄ方向に移動してヒートパイプ１０が定着ローラ２の弾性部材５に接触する。一方、制御部１３の制御により電磁クラッチ１２への通電が切断されると、鉄心１５ａ、１５ｂが図示せぬ付勢手段の付勢力により矢印Ｅ方向へと移動し、初期位置、すなわち図１、図２に示す位置に戻る。
【００１９】
次に上記構成における定着装置１の制御系について説明する。なお、ここでは本実施例の説明に必要な箇所のみ説明する。
【００２０】
図３において、定着装置全体を制御する制御部１３には、サーミスタ９と、温度ヒューズ１４と、電磁クラッチ１２ａ、１２ｂとが接続されている。なお、温度ヒューズ１４には更にハロゲンランプ６が接続されている。
【００２１】
サーミスタ９から制御部１３に対しては、サーミスタ９が測定した定着ローラ２の弾性部材５の温度が送信されてくる。また制御部１３は温度ヒューズ１４を制御してハロゲンランプ６を駆動することにより定着ローラ２の温度を印刷媒体に合わせた表面温度まで上昇させると共に、サーミスタ９から送信されてくる定着ローラ２の測定温度に基づいて、定着ローラ２が所定の温度を超えた高い温度まで上昇していると判断すると、温度ヒューズ１４を制御してハロゲンランプ６の駆動を停止する制御を行なう。更に制御部１３は、電磁クラッチ１２に対して通電を行なう、あるいは通電を停止する制御を行い、これにより、ヒートパイプ１０を定着ローラ２の弾性部材５に対して接触、及び非接触状態とする。
【００２２】
次に定着ローラ２が複写画像を印刷媒体に定着させることが可能となるまでの動作について図１、図２、図３を参照し、図４に示すフローチャートに従って説明する。図４は実施例１の定着装置の定着準備手順を示すフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ１で制御部１３は、今回の印刷媒体に応じた、定着ローラ２の目標温度を決定する。この目標温度は例えば上位装置から送信されてくる印刷種類に応じて決定される。目標温度が決定されると、ステップＳ２で制御部１３は、前回の印刷媒体への印刷時（１枚前の印刷媒体への印刷時）の目標温度と今回の印刷媒体への印刷時の目標温度とを比較し、目標温度に変更があるか否かを判断する。ここで目標温度に変更ありと判断すると、ステップＳ２からステップＳ３へと進み、一方「否」の場合には、ステップＳ８へと進む。なお、設定された目標温度は図示せぬ記憶部に格納されており、制御部１３はこの目標温度を参照することで、前回印刷時の目標温度を認識することができる。
【００２４】
ステップＳ２からステップＳ３へと進んだ場合、制御部１３は目標温度の変更を行なう。これは前回印刷時に設定された、定着ローラ２の目標温度の値を今回の目標温度の値に変更し直す処理である。続いてステップＳ４で制御部１３はサーミスタ９から定着ローラ２の弾性部材５の表面温度を受信し、この定着ローラ２の弾性部材５の表面温度が今回目標とする設定温度よりも高いか否かを判断する。ここで高いと判断された場合にはクールダウンを行い、定着ローラ２の温度を下げる必要があるので、ステップＳ５へと進み、一方「否」の場合には、ステップＳ８へと進む。
【００２５】
ステップＳ４からステップＳ５に進んだ場合、定着ローラ２の温度を下げるために、制御部１３は電磁クラッチ１２ａ、１２ｂを通電状態とする。すると、鉄心１５ａ、１５ｂが図１に示す矢印Ｄ方向に移動し、これにより鉄心１５ａ、１５ｂが取り付けられているヒートパイプ１０もまた放熱器１１ａ、１１ｂと共に矢印Ｄ方向に移動してヒートパイプ１０が定着ローラ２の弾性部材５に接触する。定着ローラ２の弾性部材５にヒートパイプ１０が接触したことで、該ヒートパイプ１０が定着ローラ２の弾性部材５表面から熱を奪い、この熱は放熱器１１へと伝達され、外部へと放出される。これにより、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度は下降する。そしてステップＳ６で制御部１３はサーミスタ９から送信されてくる、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度を監視しながらクールダウンを行い、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度が目標温度以下まで下降したと判断すると、ステップＳ７へと進み、制御部１３は電磁クラッチ１２ａ、１２ｂへの通電を切断する。すると、鉄心１５ａ、１５ｂが図示せぬ付勢手段の付勢力により矢印Ｅ方向へと移動し、これにより鉄心１５ａ、１５ｂが取り付けられているヒートパイプ１０もまた放熱器１１と共に矢印Ｅ方向に移動してヒートパイプ１０が定着ローラ２の弾性部材５から離れる。これにより、ヒートパイプ１０と放熱器１１は鉄心１５ａ、１５ｂと共に、初期位置、すなわち図１、図２に示す位置に戻る。
【００２６】
続いてステップＳ８で制御部１３は、クールダウン、自然放熱等により温度低下した定着ローラ２の温度を、ステップＳ３で設定された目標温度まで上昇させる（ウォームアップ）制御を行なう。そのため制御部１３は温度ヒューズ１４を制御してハロゲンランプ６を駆動することにより定着ローラ２の温度を印刷媒体に合わせた表面温度まで上昇させる。そしてステップＳ９で制御部１３はサーミスタ９から送信されてくる、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度を監視し、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度が設定された目標温度まで上昇したと判断すると、定着ローラ２が定着可能な状態になったとして、ステップＳ１０へと進み、定着装置１は印刷動作を開始する。
【００２７】
以上本発明の実施例１においては、定着ローラ２の熱をヒートパイプ１０、放熱器１１ａ、１１ｂにより、定着装置１外へと廃熱することが可能となる。その結果、短時間で定着ローラ２の温度を下げることが可能となり、印刷のために利用者を待たせる時間を短縮することができる。
【００２８】
また、放熱器１１を使用することで、更に短時間で定着ローラ２の温度を下げることが可能となる。また電磁クラッチ１２により、定着ローラ２がヒートパイプ１０を介して放熱器１１へ接触するのは、常時ではなく、必要な時のみとしたことにより、放熱時以外の定着ローラ２の温度低下を防ぐことができる。
【００２９】
更に、ヒートパイプ１０を使用して熱を放熱器１１へと伝達することで、定着ローラ２の軸４方向全体に渡って熱を奪うことが可能となる。これにより、更に短時間で定着ローラ２全体の温度を下げることが可能となる。
【実施例２】
【００３０】
次に本発明の実施例２について説明する。なお、上記実施例１と同様の箇所には同一符号を付して説明は省略する。図５は実施例２の定着装置を示す側面図、図６は図５のＢ−Ｂ断面矢視図である。なお、図５において定着装置の外枠は破線で示してある。
【００３１】
本実施例２の定着装置２１において、上記実施例１と異なる点は、図５、図６に示すように、ヒートパイプ２３は上記定着ローラ２の弾性部材５に常時、接触しており、電磁クラッチ１２ａ、１２ｂにより放熱器１１ａ、１１ｂをヒートパイプ２３に対して接離自在とした点である。
【００３２】
詳しくは、定着ローラ２の上方で、且つ定着ローラ２に接触した位置には、該定着ローラ２の軸４に沿って伸び、定着ローラ２よりも長い長さを備え、定着ローラ２の熱を放熱器１１ａ、１１ｂに伝えるヒートパイプ２３が配置されている。なお、このヒートパイプ２３の両端部は定着装置２１外部に突出している。このヒートパイプ１０の、定着装置２１外部に突出した両端部の箇所の上方には、ヒートパイプ１０に伝えられた定着ローラ２の熱を外部に放出するための放熱器１１ａ、１１ｂが配置されている。この放熱器１１ａ、１１ｂは定着ローラ２の軸５方向に沿って設けられた軸２２の両端部に取り付けられており、この軸２２の両端部であって放熱器１１ａ、１１ｂの近傍には、それぞれ定着装置２１に取り付けられた電磁クラッチ１２（１２ａ、１２ｂ）の鉄心１５（１５ａ、１５ｂ）が取り付けられている。
【００３３】
そして電磁クラッチ１２ａ、１２ｂが制御部１３の制御により通電状態となると、鉄心１５ａ、１５ｂが図５、図６に示す矢印Ｄ方向に移動し、これにより鉄心１５ａ、１５ｂが取り付けられている軸２２もまた放熱器１１ａ、１１ｂと共に矢印Ｄ方向に移動して放熱器１１ａ、１１ｂがヒートパイプ２３に接触する。一方、制御部１３の制御により電磁クラッチ１２ａ、１２ｂへの通電が切断されると、鉄心１５ａ、１５ｂが図示せぬ付勢手段の付勢力により矢印Ｅ方向へと移動し、初期位置、すなわち図５、図６に示す位置に戻る。
【００３４】
なお、その他の定着装置２１の構成は上記実施例１と同様であるので説明は省略する。また定着装置２１の制御系についても実施例１と同様であるが、制御部１３が、電磁クラッチ１２に対して通電を行なう、あるいは通電を停止する制御を行なうことで、放熱器１１ａ、１１ｂを定着ローラ２の弾性部材５に接触しているヒートパイプ２３に対して接触、及び非接触状態とする。その他の制御については上記実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００３５】
次に定着ローラ２が複写画像を印刷媒体に定着させることが可能となるまでの動作について図３、図５、図６を参照し、図７に示すフローチャートに従って説明する。図７は実施例２の定着装置の定着準備手順を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ２１で制御部１３は、今回の印刷媒体に応じた、定着ローラ２の目標温度を決定する。この目標温度は例えば上位装置から送信されてくる印刷種類に応じて決定される。目標温度が決定されると、ステップＳ２２で制御部１３は、前回の印刷媒体への印刷時（１枚前の印刷媒体への印刷時）の目標温度と今回の印刷媒体への印刷時の目標温度とを比較し、目標温度に変更があるか否かを判断する。ここで目標温度に変更ありと判断すると、ステップＳ２２からステップＳ２３へと進み、一方「否」の場合には、ステップＳ２８へと進む。なお、設定された目標温度は図示せぬ記憶部に格納されており、制御部１３はこの目標温度を参照することで、前回印刷時の目標温度を認識することができる。
【００３７】
ステップＳ２２からステップＳ２３へと進んだ場合、制御部１３は目標温度の変更を行なう。これは前回印刷時に設定された、定着ローラ２の目標温度の値を今回の目標温度の値に変更し直す処理である。続いてステップＳ２４で制御部１３はサーミスタ９から定着ローラ２の弾性部材５の表面温度を受信し、この定着ローラ２の弾性部材５の表面温度が今回目標とする設定温度よりも高いか否かを判断する。ここで高いと判断された場合には、定着ローラ２の温度を下げる必要があるので、ステップＳ２５へと進みクールダウンを行い、一方「否」の場合には、ステップＳ２８へと進む。なお、このとき、ヒートパイプ２３は定着ローラ２の弾性部材５と接触状態を維持しているので、定着ローラ２の中央部と両端部の温度がヒートパイプ２３により均一化されている。
【００３８】
ステップＳ２４からステップＳ２５に進んだ場合、定着ローラ２の温度を下げるために、制御部１３は電磁クラッチ１２ａ、１２ｂを通電状態とする。すると、鉄心１５ａ、１５ｂが図５に示す矢印Ｄ方向に移動し、これにより鉄心１５ａ、１５ｂが取り付けられている軸２２もまた放熱器１１ａ、１１ｂと共に矢印Ｄ方向に移動して放熱器１１ａ、１１ｂが定着ローラ２の弾性部材５に接触しているヒートパイプ２３の両端部に接触する。ヒートパイプ２３に放熱器１１ａ、１１ｂが接触したことで、該放熱器１１ａ、１１ｂにはヒートパイプ２３を介して定着ローラ２の弾性部材５表面の熱が伝達され、該熱を外部へと放出する。これにより、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度は下降する。そしてステップＳ２６で制御部１３はサーミスタ９から送信されてくる、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度を監視しながらクールダウンを行い、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度が目標温度以下まで下降したと判断すると、ステップＳ２７へと進む。なお、このとき、ヒートパイプ２３は定着ローラ２の弾性部材５と接触状態を維持しているので、定着ローラ２の中央部と両端部の温度がヒートパイプ２３により均一化されている。
【００３９】
上記ステップＳ２６からステップＳ２７へと進むと、制御部１３は電磁クラッチ１２ａ、１２ｂへの通電を切断する。すると鉄心１５ａ、１５ｂが図示せぬ付勢手段の付勢力により矢印Ｅ方向へと移動し、これにより鉄心１５ａ、１５ｂが取り付けられている軸２２もまた放熱器１１ａ、１１ｂと共に矢印Ｅ方向に移動して放熱器１１ａ、１１ｂがヒートパイプ２３から離れる。これにより、放熱器１１ａ、１１ｂは鉄心１５ａ、１５ｂと共に、初期位置、すなわち図５、図６に示す位置に戻る。
【００４０】
なお、以下ステップＳ２８からステップＳ３０までの処理は上記実施例１のステップＳ８からステップＳ１０までの処理と同様であるので、説明は省略する。
【００４１】
以上本発明の実施例２においては、上記実施例１の効果に加えて更に、ヒートパイプ２３が定着ローラ２の弾性部材５と常時接触していることにより、定着ローラ２の中央部と端部の温度を均一化することができるので、定着ローラ２の温度差が無くなるまで待つことなく印刷を行なうことができる。その結果、印刷のために利用者を待たせる時間を更に短縮することができる。また、サーミスタ９が定着ローラ２の中央部、あるいは端部に１個だけ設置されていた場合に、サーミスタ９が設置されている箇所のみ定着ローラ２の温度が高くてなってしまっても、その箇所の温度に基づいて制御部１３が定着ローラ１３の温度を下げる制御を行なってしまうことを防止することができる。
【実施例３】
【００４２】
次に本発明の実施例３について説明する。なお、上記実施例１、及び実施例２と同様の箇所には同一符号を付して説明は省略する。図８は実施例３の定着装置を示す側面図、図９は図８のＣ−Ｃ断面矢視図、図１０、図１１は実施例３のペルチェ素子の構成を示す断面図、図１２は実施例３の定着装置の制御系を示すブロック図である。なお、図８において定着装置の外枠は破線で示してある。
【００４３】
本実施例３の定着装置３１において、上記実施例２と異なる点は、図８、図９に示すように、ペルチェ素子３２（３２ａ、３２ｂ）がヒートパイプ３３と接続された接触部３５（３５ａ、３５ｂ）と、放熱器３４（３４ａ、３４ｂ）との間に配置されている点である。
【００４４】
詳しくは、定着ローラ２の上方で、且つ定着ローラ２に接触した位置には、該定着ローラ２の軸４に沿って伸び、定着ローラ２よりも長い長さを備え、定着ローラ２の熱を放熱器３４ａ、３４ｂに伝えるヒートパイプ３３が配置されている。なお、このヒートパイプ３３の両端部は定着装置３１外部に突出しており、該両端部には接触部３５ａ、３５ｂが形成されている。接触部３５ａ、３５ｂにはそれぞれ切替手段であるペルチェ素子３２ａ、３２ｂが取り付けられており、ペルチェ素子３２ａ，３２ｂには更にそれぞれ放熱器３４ａ、３４ｂが取り付けられている。
【００４５】
ペルチェ素子３２は定着ローラ２の熱の流れを制御する素子であり、このペルチェ素子３２がヒートパイプ３３と放熱器３４との間に配置されていることで、熱の流れる方向を制御することが可能となり、この制御により定着ローラ２の冷却、及び加熱を行なうことができる。
【００４６】
図１０、図１１に示すように、ペルチェ素子３２は中央部に回転面３６が設けられており、その両側に電極部Ａ３７、電極部Ｂ３８が形成されていることにより構成されている。また電極部Ａ３７と電極部Ｂ３８にはそれぞれ、該電極部Ａ３７、電極部Ｂ３８に対して電力を与える第１の電極部３９と第２の電極部４０が接触している。そして例えば第１の電極部３９から（＋）の極性の電力が与られ、一方第２の電極部４０から（−）の極性の電力が与えられると、ペルチェ素子３２は、ヒートパイプ３３側が冷却状態となり、一方放熱器３４側が加熱状態となる。また第１の電極部３９から（−）の極性の電力を与え、一方第２の電極部４０から（＋）の極性の電力を与えると、ペルチェ素子３２は、ヒートパイプ３３側が加熱状態となり、一方放熱器３４側が冷却状態となる。
【００４７】
なお、その他の定着装置３１の構成は上記実施例２と同様であるので説明は省略する。
【００４８】
次に上記構成における定着装置３１の制御系について説明する。なお、上記実施例１と同様の箇所については説明を省略し、ここでは本実施例の説明に必要な箇所のみ説明する。
【００４９】
図１２において、定着装置全体を制御する制御部４１には、サーミスタ９と、温度ヒューズ１４と、第１の電極部３９と、第２の電極部４０とが接続されている。そして制御部４１は、定着ローラ２を冷却させるか、あるいは加熱させるかに応じて、第１の電極部３９、及び第２の電極部４０へ供給する電力の極性を変える制御を行なう。サーミスタ９と温度ヒューズ１４の制御は上記実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００５０】
次に定着ローラ２が複写画像を印刷媒体に定着させることが可能となるまでの動作について図８、図９、図１０、図１１、図１２を参照し、図１３に示すフローチャートに従って説明する。図１３は実施例３の定着装置の定着準備手順を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ４１で制御部４１は、今回の印刷媒体に応じた、定着ローラ２の目標温度を決定する。この目標温度は例えば上位装置から送信されてくる印刷種類に応じて決定される。目標温度が決定されると、ステップＳ４２で制御部４１は、前回の印刷媒体への印刷時（１枚前の印刷媒体への印刷時）の目標温度と今回の印刷媒体への印刷時の目標温度とを比較し、目標温度に変更があるか否かを判断する。ここで目標温度に変更ありと判断すると、ステップＳ４２からステップＳ４３へと進み、一方「否」の場合には、ステップＳ４８へと進む。なお、設定された目標温度は図示せぬ記憶部に格納されており、制御部４１はこの目標温度を参照することで、前回印刷時の目標温度を認識することができる。
【００５２】
ステップＳ４２からステップＳ４３へと進んだ場合、制御部４１は目標温度の変更を行なう。これは前回印刷時に設定された、定着ローラ２の目標温度の値を今回の目標温度の値に変更し直す処理である。続いてステップＳ４４で制御部４１はサーミスタ９から定着ローラ２の弾性部材５の表面温度を受信し、この定着ローラ２の弾性部材５の表面温度が今回目標とする設定温度よりも高いか否かを判断する。ここで高いと判断された場合にはクールダウンを行い、定着ローラ２の温度を下げる必要があるので、ステップＳ４５へと進み、一方「否」の場合には、ステップＳ４８へと進む。なお、このとき、ヒートパイプ３３は定着ローラ２の弾性部材５と接触状態を維持しているので、定着ローラ２の中央部と両端部の温度がヒートパイプ３３により均一化されている。
【００５３】
ステップＳ４４からステップＳ４５に進んだ場合、定着ローラ２の温度を下げるために、制御部４１は図１０に示すように第１の電極部３９から（＋）の極性の電力を電極部Ａ３７に与え、一方第２の電極部４０から（−）の極性の電力を電極部Ｂ３８に与える。これにより、ペルチェ素子３２は、ヒートパイプ３３側が冷却状態となり、一方放熱器３４側が加熱状態となる。ペルチェ素子３２のヒートパイプ３３側が冷却状態となったことにより、接触部３５ａ、３５ｂを介して該ヒートパイプ３３が冷え、定着ローラ２の弾性部材５表面から熱を奪い、この熱は放熱器３４ａ、３４ｂへと伝達され、外部へと放出される。これにより、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度は下降する。そしてステップＳ４６で制御部４１はサーミスタ９から送信されてくる、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度を監視しながらクールダウンを行い、定着ローラ２の弾性部材５の表面温度が目標温度以下まで下降したと判断すると、ステップＳ４７へと進む。なお、このとき、ヒートパイプ３３は定着ローラ２の弾性部材５と接触状態を維持しているので、定着ローラ２の中央部と両端部の温度がヒートパイプ３３により均一化されている。
【００５４】
上記ステップＳ４６からステップＳ４７へと進むと、制御部４１は図１１に示すように第１の電極部３９から（−）の極性の電力を電極部Ａ３７に与え、一方第２の電極部４０から（＋）の極性の電力を電極部Ｂ３８に与える。これにより、ペルチェ素子３２は、ヒートパイプ３３側が加熱状態となり、一方放熱器３４側が冷却状態となる。ペルチェ素子３２のヒートパイプ３３側が加熱状態となったことにより、接触部３５ａ、３５ｂを介して該ヒートパイプ３３が温まり、定着ローラ２の弾性部材５表面に対して熱を与える。これにより、放熱器３４による定着ローラ２の弾性部材５に対する温度低下を防止すると共に、定着ローラ２の弾性部材５に対して補助加熱を行なう。
【００５５】
続いてステップＳ４８で制御部４１は、クールダウン、自然放熱等により温度低下した定着ローラ２の温度を、ステップＳ４３で設定された目標温度まで上昇させる（ウォームアップ）制御を行なう。そのため制御部４１は温度ヒューズ１４を制御してハロゲンランプ６を駆動することにより定着ローラ２の温度を印刷媒体に合わせた表面温度まで上昇させる。そしてステップＳ４９で制御部４１はサーミスタ９から送信されてくる、定着ローラ２の弾性部材５の温度を監視し、定着ローラ２の弾性部材５の温度が設定された目標温度まで上昇したと判断すると、定着ローラ２が定着可能な状態になったとして、ステップＳ５０へと進み、定着装置３１は印刷動作を開始する。
【００５６】
以上本発明の実施例３においてもまた、定着ローラ２の熱をヒートパイプ３３、ペルチェ素子３２ａ、３２ｂ、及び放熱器３４ａ、３４ｂにより、定着装置３１外へと廃熱することが可能となる。その結果、短時間で定着ローラ２の温度を下げることが可能となり、印刷のために利用者を待たせる時間を短縮することができる。
【００５７】
また、ペルチェ素子３２を使用することで、機械的な動作を伴わずに定着ローラ２の冷却が可能となる。その結果、機構を簡素化することができる。更に、ペルチェ素子３２を使用することで、定着ローラ２内部からの加熱と共に、外部からの加熱が可能となり、加熱待ち時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１の定着装置を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】実施例１の定着装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】実施例１の定着装置の定着準備手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例２の定着装置を示す側面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面矢視図である。
【図７】実施例２の定着装置の定着準備手順を示すフローチャートである。
【図８】実施例３の定着装置を示す側面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ断面矢視図である。
【図１０】実施例３のペルチェ素子の構成を示す断面図である。
【図１１】実施例３のペルチェ素子の構成を示す断面図である。
【図１２】実施例３の定着装置の制御系を示すブロック図である。
【図１３】実施例３の定着装置の定着準備手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１  定着装置
２  定着ローラ
１０  ヒートパイプ
１２  電磁クラッチ
１１  放熱器
２１  定着装置
２３  ヒートパイプ
３１  定着装置
３２  ペルチェ素子
３３  ヒートパイプ
３４  放熱器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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