(57)【要約】【課題】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。【解決手段】吸熱部材７２に接触可能に設けられた蓄熱部材７３と、吸熱部材７２と蓄熱部材７３との相対位置または吸熱部材７２に対する蓄熱部材７３の接触位置を変化させるための蓄熱部材移動装置６７とを備える。そして、蓄熱部材移動制御部９５により、定着装置４０の加熱開始時に、蓄熱部材７３と吸熱部材７２とが接触状態になるように蓄熱部材移動装置６７の動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する画像形成装置。
【請求項２】
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ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
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ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
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ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
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を特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
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ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
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ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
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ことを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
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ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
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ことを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置
【請求項１６】
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ことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
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する画像形成装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の画像処理装置を動作させるプログラムであって、コンピュータを上記制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２００５−２５８００３号公報（２００５年９月２２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【発明の効果】
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について説明する。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
（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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
（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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
（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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
（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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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）。
【０１１５】
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）。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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）。
【０１１９】
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）。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
〔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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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）。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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）。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
〔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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
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。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置に備えられる定着装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】図１に示した定着装置に備えられるベルト移動装置の構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）は図３に示したベルト移動装置の上面図であり、（ｂ）その側面図である。
【図５】図１に示した定着装置に備えられるヒートポンプの構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示したヒートポンプのＴ−Ｓ線図である。
【図７】（ａ）および（ｃ）は図１に示したヒートポンプに備えられる吸熱部の平面図であり、（ｂ）および（ｄ）はその側面図である。
【図８】図１に示した定着装置における画像形成動作の流れを示すフロー図である。
【図９】本発明の他の実施形態にかかる画像形成装置の定着装置に備えられるヒートポンプの吸熱部の構成を示す図であり、（ａ）は上記吸熱部の平面図、（ｂ）および（ｃ）は上記吸熱部の断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態にかかる画像形成装置の定着装置における画像形成動作の流れを示すフロー図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態にかかる画像形成装置に備えられる定着装置の概略構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２０３】
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
【図１】
2009031401.tif 000003
【図２】
2009031401.tif 000004
【図３】
2009031401.tif 000005
【図４】
2009031401.tif 000006
【図５】
2009031401.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009031401.tif 000009
【図８】
2009031401.tif 000010
【図９】
2009031401.tif 000011
【図１０】
2009031401.tif 000012
【図１１】
2009031401.tif 000013
【図１２】
2009031401.tif 000014