(57)【要約】【課題】  ウオームアップ時間を短縮できると共に省エネルギー性に優れ、さらには両面画像形成時での作業時間の短縮および作業回数の短縮による画像劣化の低減が可能な定着装置を提供する。【解決手段】  各々の表面に画像を担持する一対の回転体１３，１４と、この一対の回転体１３，１４の回転表面の各画像を加熱する一または複数の加熱部１５とを備え、上記一対の回転体間のニップ部Ｎに記録媒体Ｐを通過させることにより上記一対の回転体表面から上記記録媒体Ｐの表裏各面に画像を転写定着する構成を備えた定着装置１２において、表面に画像を担持可能であって、上記一対の回転体１３，１４の一方１３の表面に画像を転写すると共に上記一対の回転体の他方の表面１４に対しても画像を転写可能な中間転写体２を備えたことを特徴としている。【選択図】        図３
2005189694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の表面に画像を担持する一対の回転体と、この一対の回転体の回転表面の各画像を加熱する一または複数の加熱部とを備え、上記一対の回転体間のニップ部に記録媒体を通過させることにより上記一対の回転体表面から上記記録媒体の表裏各面に画像を転写定着する構成を備えた定着装置において、
表面に画像を担持可能であって、上記一対の回転体の一方の表面に画像を転写すると共に上記一対の回転体の他方の表面に対しても画像を転写可能な中間転写体を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
上記中間転写体は、上記一対の回転体に対して時間的に別々な時期に画像を転写する構成を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の定着装置において、
上記一対の回転体は、上記中間転写体にそれぞれ対向して画像を転写されるとともに転写されて担持した画像を加熱することができる転写定着手段であり、これら回転体間に導入された記録媒体の表裏各面への画像転写および画像定着が可能であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着装置において、
上記一対の回転体は、これら回転体への画像転写を行う中間転写体に対して交互対向する構成を備え、各回転体同士の相対位置関係が保たれた状態で上記中間転写体に対向する構成を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちの一つに記載の定着装置において、
上記一対の回転体のうちの一つは、その周長が記録媒体の長さ以上に設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの一つに記載の定着装置において、
上記一対の回転体のうちの一つが他方の回転体に上記記録媒体を押圧可能な加圧部材として用いられ、加圧部材として無端状ベルトが用いられれることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至７のうちの一つに定着装置による記録媒体への表裏各面への画像転写および定着を行うことを特徴とする定着方法。
【請求項８】
請求項１乃至６のうちの一つに記載の定着装置または請求項７記載の定着方法を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体（以下、用紙又はシートともいう）に未定着画像を定着する定着装置および定着方法、さらには、該定着装置を有する複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置に関し、さらに詳しくは、記録媒体の表裏両面への画像形成が可能な構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、記録用紙などのシート上に転写されて担持されている未定着画像を加熱定着することにより複写物や記録物を得ることができる。
【０００３】
定着に際しては、未定着画像を担持しているシートを挟持搬送しながら未定着画像を加熱することにより未定着画像中に含まれる現像剤、特にトナーの溶融軟化及びシートへの浸透を行わせることによりシートにトナーを定着することが行われる。
【０００４】
定着装置に用いられる構成の一つに熱源を内蔵した定着部材と加圧部材とを当接させてその当接位置をシートなどの記録媒体の搬送位置および加熱位置に相当するニップ部を形成する構成がある。定着部材としては、ローラやベルトが用いられ、加圧部材としては、ローラやベルトあるいは固定パッドが用いられる。
【０００５】
一方、転写対象となる画像には単一色のみでなくフルカラーなどのように複数の色の画像を組み合わせたものがある。これら各画像に対する定着に際しては、転写される対象の画像形態に応じた定着特性、特に温度特性が重要となる。  
温度特性は、トナーとシートとの間の熱移動に影響し、熱移動は定着部材に接触するトナー表面温度と、トナーおよびこれが接触するシート表面の温度（界面温度）によって変化する。温度特性のうちで、トナーの表面温度はフルカラー画像などに要求される光沢度に影響し、トナーおよびこれが接触するシートの表面温度はシートに対するトナーの浸透度（密着性）に影響を及ぼす。
【０００６】
図５は、フルカラー画像を対象とした定着構造の一例を示す図であり、同図において、各色毎の画像を形成可能な潜像担持体Ａ〜Ｄの並置方向に沿って展張面を有する１次転写部材に相当する中間転写体Ｅが設けられ、中間転写体Ｅに対して各色毎の画像が順次転写されるようになっている。中間転写体Ｅには、重畳転写された画像をシートに対して一括転写するための２次転写部材としての転写装置Ｆが対向当接して設けられており、一括転写されたシートが定着装置Ｇに向けて搬送されるようになっている。図５に示す定着装置Ｇは、互いに対向当接してニップ部を構成可能な定着ローラＧ１および加圧ローラＧ２を備えた熱ローラ定着方式を採用した構成であり、定着ローラＧ１からの加熱によりシート上の未定着画像が定着されるようになっている。熱ローラ定着方式は、熱効率が高く高速化が図れること、伝熱効率が高く安定した定着効率が得られることおよびシートの搬送媒体として利用できることにより構造が簡単であることなどの利点があることから近年多用されるようになっている。
【０００７】
従来、定着装置においては所定の温度に達するまでのウォームアップ作業が行われるようになっているが、フルカラー画像の場合には、白黒画像のような単一色画像の場合と違って重畳されるトナーの層厚が厚いことが原因しておおよそ１．５倍程度多い熱量が必要とされている。このため、単一色画像を対象とした場合に比べてシートへの加熱熱量が増加する傾向となり、シートが過熱状態に陥りやすいばかりでなく、フルカラー画像を高速で多数定着する際には商用電源である１００Ｖ、１５Ａなどの電源容量では加熱電力が不足してしまい、対応できなくなる虞があった。
【０００８】
過剰な加熱が起こると、シート自体も過熱気味となりこのような現象がシートを取り扱う際にユーザの意に沿わないばかりでなく、過熱によりトナーが再軟化を引き起こした場合に積層されたシート同士が密着していわゆる、貼り付いた状態となりシートの取り出作業時に剥ぎ取らなければならなくなるなどの作業性の悪化を招く。
【０００９】
過熱による不具合としては、トナーが転写対象となる普通紙などのシートと違って、表面に滲み防止のための特別なコーティング処理が施されているようなシートが誤って画像形成のために用いられるとコーティング材料が熱によって定着部材に転移していわゆるオフセットが発生しやすくなり、定着部材での汚れの発生やシートの巻き付き等が発生しやすくなる。このため、巻き付いたシートの除去作業や定着部材の清掃作業など、本来、画像形成装置において必要とされない余計な作業が必要となり、作業性において不利となる。
【００１０】
従来、電子写真画像形成方法を用いる装置においては、シート裏面から電気的なバイアスを掛けることで画像を静電的にシートへ転写するようになっているが、シートの吸湿性、厚さ、表面特性（凹凸）等の条件によってシートの電気的特性が変化しやすいことから、潜像担持体上の画像を直接あるいは中間転写部を介してシートの転写する際の転写品質を一定化することが難しく、異常画像が発生しやすいという不具合もあった。
【００１１】
このような問題を解消すべく、図６に示すように、中間転写体１００の駆動ローラ１０１の内部に熱源１０２を設け、該中間転写体１００に加圧部材１０３を圧接してニップを形成する方式が提案されている（例えば、特許文献１）。  
図６において、トナーはニップ手前で加熱され、加熱されたトナーをニップで記録媒体１０４に定着するものである。符号１０５は像担持体を、１０６は一次転写手段を示している。  
この方式によれば、中間転写体１００からシートなどの記録媒体１０４への２次転写は静電気力ではなく定着の熱によって行われるので、転写品質の一定化が可能となる。トナー加熱時間は容易に長く設定できて十分に加熱可能であり、記録媒体の過剰加熱も防止できる。
【００１２】
定着装置に用いられる構成の一つに熱源を内蔵した定着部材と加圧部材とを当接させてその当接位置をシートの挟持搬送位置および加熱位置に相当するニップ部を形成する構成がある。定着部材としてはローラやベルトが用いられ、加圧部材としてはローラやベルトあるいは固定パッドなどが用いられる。
【００１３】
一方、画像形成には、記録媒体として用いられるシートの表裏両面への画像形成がある。  
両面への画像形成を実行するための構成として、例えば、記録媒体の両面に対して同時に画像転写を行うようにした構成がある（例えば、特許文献２）。  
特許文献２に開示されている構成は次の通りである。  
記録媒体の表裏各面に対向可能な第１，第２の転写手段を設け、両面への画像形成時には、第１の転写手段から第２の転写手段へ画像転写を行って一面の画像を第２の転写手段に保持させ、第１の転写手段では他の面の画像を保持させ、これら各転写手段での温度制御により画像中のトナーの軟化点を維持させてトナー画像の静電的な転写とは異なる粘着を用いて各転写手段間に記録媒体を通過させる際に記録媒体の両面へ同時に画像転写および定着を行う構成である。
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−６３１２１号公報（段落「００３０」欄）
【特許文献２】特開２０００−２５０２７２号公報（段落「００４８」欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている構成では、トナー加熱時間と同じだけ中間転写体も加熱され、しかも内面側から層厚み方向全体に加熱されるため、中間転写体が次に一次転写領域に入る際像担持体も加熱され、トナーの固着などの問題が発生する。
【００１６】
また、この種の画像形成装置では、高画質化に影響を及ぼすトナーの転写性がトナーの形状に関与していることが知られており、高画質化の観点からトナー形状の最適化が望まれている。
【００１７】
一方、両面画像形成のための構成として挙げた上記特許文献２に開示の構成においては、フルカラー画像形成の際に各色の画像を重畳転写される第１の転写手段が第２の転写手段に対する中間転写体として機能することになるが、この中間転写体が加熱されることが前提とあることから感光体と対向した際には感光体への熱伝達が発生してトナーの固着を招く虞がある。そこで、特許文献２に開示されているように、中間転写体を冷却する必要となるが、このような構成を用いると、装置の大型化を招く。さらに、冷却が行われる中間転写体による定着温度設定時には、冷却手段を含む中間転写体全体を加熱することとなり、放熱や熱容量が大きくなることにより加熱エネルギーロスが大きくなる。このため、定着温度までの立ち上げ時間が長大化するだけでなく、感光体への熱の波及も相俟って装置の寿命に支障を来す結果となる。特に、第１，第２の転写手段への画像転写さらには記録媒体への画像転写という多くの行程を経ると、画像の劣化が著しくなることがあり、なるべく転写回数を低減することが画像劣化を防止する上で望まれる。
【００１８】
本発明の目的は、上記従来の定着、特に転写と同時に定着を行う構成を対象とした場合にウオームアップ時間を短縮できると共に省エネルギー性に優れ、さらには両面画像形成時での作業時間の短縮および作業回数の短縮による画像劣化の低減が可能な定着装置、定着方法および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１記載の発明は、各々の表面に画像を担持する一対の回転体と、この一対の回転体の回転表面の各画像を加熱する一または複数の加熱部とを備え、上記一対の回転体間のニップ部に記録媒体を通過させることにより上記一対の回転体表面から上記記録媒体の表裏各面に画像を転写定着する構成を備えた定着装置において、表面に画像を担持可能であって、上記一対の回転体の一方の表面に画像を転写すると共に上記一対の回転体の他方の表面に対しても画像を転写可能な中間転写体を備えたことを特徴としている。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置において、上記中間転写体は、上記一対の回転体に対して時間的に別々な時期に画像を転写する構成を備えていることを特徴としている。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の定着装置において、上記一対の回転体は、上記中間転写体にそれぞれ対向して画像を転写されるとともに転写されて担持した画像を加熱することができる転写定着手段であり、これら回転体間に導入された記録媒体の表裏各面への画像転写および画像定着が可能であることを特徴としている。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の定着装置において、上記一対の回転体は、これら回転体への画像転写を行う中間転写体に対して交互対向する構成を備え、各回転体同士の相対位置関係が保たれた状態で上記中間転写体に対向する構成を備えていることを特徴としている。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうちの一つに記載の定着装置において、上記一対の回転体のうちの一つは、その周長が記録媒体の長さ以上に設定されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のうちの一つに記載の定着装置において、上記一対の回転体のうちの一つが他方の回転体に上記記録媒体を押圧可能な加圧部材として用いられ、加圧部材として無端状ベルトが用いられれることを特徴としている。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至７のうちの一つに定着装置による記録媒体への表裏各面への画像転写および定着を行うことを特徴としている。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項１乃至６のうちの一つに記載の定着装置または請求項７記載の定着方法を画像形成装置に用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１乃至３記載の発明によれば、一対の回転体に対してそれぞれ画像転写が可能な中間転写体を備え、各回転体への画像転写が時間的にずらされて行われるので、回転体同士での転写を行う場合と違って、記録媒体の表裏面への画像形成時には、中間転写体と回転体との間の転写を介して記録媒体の表裏面に画像が形成されることになる。これにより、記録媒体の表裏面に対向する回転体は回転体同士での転写が必要ない分、転写回数が低減され、転写時に発生する画像劣化を防止することが可能となる。
【００２８】
請求項４記載の発明によれば、回転体同士の相対位置関係が保たれた状態で中間転写体への対向関係を切り換えることができるので、両者で構成される転写および定着ニップの状態を安定した状態維持することが可能となり、ニップ域の変化による転写不良や定着不良を防止することができる。
【００２９】
請求項５記載の発明によれば、回転体の一つの周長が記録媒体の長さ以上に設定されているので、記録媒体として用いられるシート長分の画像の保持が可能となる。
【００３０】
請求項６記載の発明によれば、加圧部材としてベルトが用いられるので、ローラとした場合と違って設置スペースに自由度が得られることにより装置の大型化を防止できると共に、ローラと違って熱容量を小さくできることにより定着温度への立ち上げ時間の短縮および記録媒体の長さに対応させて画像の一部が転写できないというような不具合を解消することができる。
【００３１】
請求項７および８記載の発明によれば、両面画像形成時での画像劣化や定着温度への立ち上げ時間の短縮が可能な画像転写および定着行程を用いた画像形成装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００３３】
図１は、本発明の実施例による定着装置を用いる画像形成装置が示されており、同図に示す画像形成装置は、タンデム型のカラー複写機である。以下、その構成および概要について説明する。  
カラー複写機１は、装置本体中央部に位置する画像形成部１Ａと、該画像形成部１Ａの下方に位置する給紙部１Ｂと、画像形成部１Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
【００３４】
画像形成部１Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト２が配置されており、該中間転写ベルト２の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色の現像剤として用いられるトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂが中間転写ベルト２の転写面に沿って並置されている。
【００３５】
各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４、光書き込み手段としての書き込み装置５、現像装置６、１次転写装置７、及びクリーニング装置８が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体３と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置６には、それぞれのカラートナーが収容されている。
【００３６】
中間転写ベルト２は、駆動ローラ９，９’と、従動ローラ１０に掛け回されて感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。従動ローラ１０と対向する位置には、中間転写ベルト２の表面をクリーニングするクリーニング装置１１が設けられている。
【００３７】
感光体３Ｙの表面が帯電装置４により一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体３Ｙ上に静電潜像が形成される。  
該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置６Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置７Ｙにより中間転写ベルト２上に１次転写される。他の感光体３Ｍ、３Ｃ、３Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト２上に順次転写されて重ね合わせられる。
【００３８】
転写を終えた感光体３上に残留しているトナーはクリーニング装置８により除去され、また、転写後、図示しない除電ランプにより感光体３の電位が初期化され、次の作像行程に備えられる。
【００３９】
上記各感光体を備えた作像部は、単一色若しくは複数色の画像形成モードに応じて選択使用されるようになっており、選択された画像形成モードに対応した作像部が上述した作像行程を実施するようになっている。
【００４０】
駆動ローラ９，９’の近傍には、一対の回転体を用いた定着装置１２が設けられている。  
定着装置１２は、中間転写ベルト２上の画像としての未定着トナー像を転写される転写定着部材として回転体であるローラが用いられている第１転写定着ローラ１３と、第１転写定着ローラ１３と対向して対をなし、互いにバネなどの加圧手段によって押圧されてニップ部Ｎを形成する回転体であるローラが用いられた第２転写定着ローラ１４とを備えている。
【００４１】
第１，第２の転写定着ローラ１３，１４は、図１において符号Ｌ１で示すように、中間転写体２に対して交互に対向することができる円弧状軌跡に沿って移動できるようになっており、図１では、第１転写定着ローラ１３が中間転写ベルト２と対向し、図２においては第２の転写定着ローラ１４が中間転写ベルト２に対向している状態が示されている。
【００４２】
第１および第２の転写定着ローラ１３，１４は、上述した円弧状軌跡に沿って移動する際に相対位置関係を保った状態で移動することができ、これにより両者で構成される転写・定着ニップ部が変化するのを防止することができるようになっている。
【００４３】
第１および第２転写定着ローラ１３，１４は、図示しない圧力解除機構により図２に示すように互いに離間することができるようになっており、離れた場合には、図２において符号Ｇで示す間隔が設定される。この間隔Ｇは、第２転写定着ローラ１４が中間転写ベルト２に対向して画像転写を受ける際に第１転写定着ローラ１３が接触することながなく互いに連れ動くことがない状態が得られる間隔に相当している。また、第２転写定着ローラ１４は、第１転写定着ローラ１３とは独立して逆転することもでき、逆転時には、上述した間隔Ｇを設定されて第１転写定着ローラ１３から離されるようになっている。
【００４４】
第１転写定着ローラ１３および第２転写定着ローラ１４は、アルミニウム等の金属製パイプ５３と、その表面に設けられている、０．０５〜０．５ｍｍ程度の厚さを有する弾性層と、その表層に位置する１０〜３０μｍ厚のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ・フッ素樹脂）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオラエチレン）などの離型層とが設けられて構成されている。
【００４５】
第１，第２転写定着ローラ１３，１４の離型層をカーボン等の導電物質を分散させた導電性のフッ素系樹脂材料で構成し、芯金である金属製パイプ５３と電気的接続することにより離型層間に転写バイアスを印可することが可能となり、転写バイアスを低電圧にできるとともに、低電圧とすることによりトナーへの充電作用をなくしてトナーがローラ表面から反撥して飛び散る現象を抑制することができる。第１および第２転写定着ローラ１３，１４の内部には、ローラ表層上に保持されるトナー像を加熱するための加熱源としてのハロゲンヒータ１５が設けられている。
【００４６】
第２転写定着ローラ１４は、第１転写定着ローラ１３に対して押圧されることにより転写・定着ニップ部Ｎを構成することができる加圧部材であり、記録媒体の方面への画像形成時には押圧部材として機能し、記録媒体の両面への画像形成時にはトナー像を保持する部材として機能するようになっている。  
第２転写定着ローラ１４は、記録媒体の両面への画像形成時に自らが画像の転写部材として機能するため、その周長が記録媒体の長さ以上に設定されている。これにより、記録媒体へ転写される画像の一部が欠損しないようになっている。
【００４７】
第１転写定着ローラ１３は後述する給紙装置から繰り出される記録媒体の通路を挟んで表面側に位置する配置構成とされているので、中間転写部ベルト２から連続した画像の転写を受けることができる反面、第２転写定着ローラ１４は、一旦画像転写を受けた後は画像転写が受けられない位置に設けられることになる。このため、第１の転写定着ローラ１３と違って記録媒体が転写・定着ニップ部Ｎを通過している間は記録媒体への画像転写のみで新規な画像の転写が受けられない。そこで、予め記録媒体の長さ以上の周長範囲を対象として画像転写を受けることで記録媒体の裏面全域にわたっての画像転写が可能となる。
【００４８】
第１，第２の転写定着ローラ１３，１４の表面温度は図示しないサーミスタなどの温度検知手段により監視され、図示しない温度コントローラを介してハロゲンヒータ１５がそれぞれ独立してオンオフ制御が行われることにより表面温度が各ローラ独自に所定温度に維持される。
【００４９】
一方、給紙部１Ｂは、記録媒体としての用紙等のシートＰを積載収容する給紙トレイ１６と、該給紙トレイ１６内のシートＰを最上のものから順に１枚ずつ分離して給紙する給紙コロ１７と、給紙されたシートＰを搬送する搬送ローラ対１８と、シートＰが一旦停止され、斜めずれを修正された後転写定着ローラ１３上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出されるレジストローラ対１９を有している。
【００５０】
感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂから中間転写ベルト２上に１次転写されたトナー像Ｔ（以下、単にトナーともいう）は、図示しないバイアス印加手段により駆動ローラ９に印加されるバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）により転写定着ローラ１３に対して静電的に２次転写される。
【００５１】
中間転写ベルト２と転写定着ローラ１３との間には、図示しないがトナーＴの厚さ以下に設定されたギャップが設けられており、中間転写ベルト２と転写定着ローラ１３とがトナーＴを介した接触転写方式とされている。従って、非画像部は非接触な状態を維持されている。
【００５２】
中間転写ベルト２は転写定着ローラ１３に対してトナーＴを介した部分でのみしか接触しないため、中間転写ベルト２が転写定着ローラ１３に常時接触している場合と違って中間転写ベルト２が転写定着ローラ１３から直接熱を受けることが少なくされるので、中間転写ベルト２が加熱された場合のように、加熱された中間転写ベルト２から感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂへの熱伝達が抑えられることになり、感光体の寿命を長くすることができる。  
なお、上述したギャップをトナーＴの厚みよりも大きく設定してもよい。この場合、中間転写ベルト２の加熱をさらに抑制でき、感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ等の一層の長寿命化を実現できる。また、中間転写ベルト２に熱を奪われないので省エネルギーとなる。但し、熱的には安定するが、トナーＴの転写飛距離が長くなるため画質の低下を伴う懸念があるので、実験等により最適値を設定することが望ましい。
【００５３】
図１において、中間転写ベルト２と第１，第２転写定着ローラ１３，１４との間には、転写定着ローラ１３から中間転写ベルト２への熱放射（熱移動）を抑制する熱遮蔽部材あるいは熱移動抑止部材としての断熱プレート２０が設けられている。  
断熱プレート２０は、中間転写ベルト２から転写定着ローラ１３への２次転写を阻害しない状態で中間転写ベルト２への熱放射を極力抑えるように形成されており、図示しない定着装置本体、画像形成装置本体のいずれの側に設けてもよい。団悦プレート２０が用いられている熱遮蔽部材あるいは熱移動抑止部材は、放射率の低い金属光沢を有する材料を用いた板状のものが好ましく、特に２枚の金属シートを微小間隙または断熱材を挟んで配置すると熱遮蔽あるいは熱移動抑止に優れた効果を発揮する。また、熱移動を抑止する構成として、例えば、ノートパソコンなどのＣＰＵ冷却用として知られているマイクロヒートパイプ構造を内包した薄板を用いることもでき、この場合には、熱移動抑止部材を低温に保って熱移動を抑制できる。
【００５４】
本実施例においては、中間転写ベルト２の熱的劣化を防止するための構成として、中間転写ベルト２の周長方向において、第１転写定着ローラ１３が中間転写ベルト２に対向する位置と、中間転写ベルト２の移動方向で最も上流側に位置する感光体３Ｂからの転写位置との間に、中間転写ベルト２に接触してベルトからの熱を奪うことができる冷却部材としての冷却ローラ２１０が配置されている。
【００５５】
冷却ローラ２１０は熱伝導率の高い材料で形成されており、中間転写ベルト２に接触して回転する。本実施例では断熱プレート２０と冷却ローラ２１０を同時に設ける構成としたが、いずれか一方を設ける構成としてもよい。本実施形態によれば、中間転写体の温度を低減でき、中間転写体側の熱劣化を抑制できる。また、転写定着部材の設計上の自由度を大きくすることができる。
【００５６】
本実施例は以上のような構成であるから、その動作について説明すると次の通りである。  
図２は、記録媒体として用いられる用紙Ｐの両面への画像形成を行う場合を示している。
【００５７】
図２において用紙Ｐに対する両面印刷の場合、まず用紙Ｐの裏面に転写する画像の形成が行われる。この場合には、第１転写定着ローラ１３および第２転写定着ローラ１４が図２に示す位置に移動する。つまり、円弧状軌跡Ｌ１上に沿って第１転写定着ローラ１３が中間転写ベルト２から離れ（図２中、矢印Ｓで示す方向の一方に相当）、第２転写定着ローラ１４が中間転写ベルト２に対峙して中間転写ベルト２に対しほぼ接触している状態とされる。
【００５８】
このときには、第１転写定着ローラ１３と第２転写定着ローラ１４とが圧力の解除機構により、ギャップＧ分だけ離間されており、両ローラが連れ周りで回転しない状態になっている。
【００５９】
中間転写ベルト２上に形成されたトナー像Ｔは、マイナスに帯電しており、駆動ローラ９側が−０．５ｋＶ〜２ｋＶ、第２転写定着ローラ１３の芯金が０Ｖになるようにバイアスが印加されることで、第２転写定着ローラ１３に順次転写される。この際、第２転写定着ローラ１３の表面温度はハロゲンヒータ１５により所定の温度まで加熱されている。なお、このとき転写されるトナー像Ｔ２は最終的に記録媒体に形成される画像の搬送方向に対して、前後が逆に形成されるようになっている。
【００６０】
第２転写定着ローラ１４に転写されたトナー像Ｔ２は、第２転写定着ローラ１４がハロゲンヒータ１５による加熱によって軟化した状態で第２転写定着ローラ１４上に完全に保持されると、次いで、用紙Ｐの表面に転写する画像が形成される。  
この場合には、図３に示すように、第１転写定着ローラ１３が元の位置である中間転写ベルト２に対峙する位置に移動し、第２の転写定着ローラ１４も第１の転写定着ローラ１３に当接され、第２転写定着ローラ１４が一旦回転を止めることにより転写・定着ニップ部Ｎを形成する。その後、用紙Ｐの表面側に転写されるトナー像Ｔ１が第２転写定着ローラ１４を対象とした場合と同様に中間転写ベルト２から第１転写定着ローラ１３に転写される。
【００６１】
このとき、第２転写定着ローラ１４上のトナー像Ｔ２との所定位置が一致するように、第１転写定着ローラ１３へのトナー像Ｔ１の転写タイミングを同期させ、両ローラ間に圧力をかけることで形成されているニップＮに用紙Ｐを導入すると用紙Ｐの両面にそれぞれトナー像Ｔ１およびＴ２が同時に定着される。
【００６２】
一方、用紙Ｐの糧面への画像転写が行われる場合には、定着装置１２は図３に示す状態、つまり、第１転写定着ローラ１３が中間転写ベルト２に対峙した状態を維持したままで、トナー像は表面画像のみで、転写は第１転写定着ローラ１３に対してのみ行われる。すなわち、転写されたトナー像Ｔ１は第１転写定着ローラ１３上において単独で加熱されながら、ニップＮで搬送されてきた用紙Ｐに圧接して定着し排紙される。この場合、第１転写ローラ１３内のハロゲンヒータ１５のみが駆動される。
【００６３】
以上のように、トナー像Ｔのみを予め加熱する過程が十分に得られるので、トナーＴと用紙Ｐを同時に加熱する従来方式に比べて加熱温度を低くできる。実験の結果、第１転写定着ローラ１３および第２転写定着ローラ１４の温度は１１０〜１２０℃の低温でも十分な画質が得られることが確認された。
【００６４】
上述したように、従来のカラー画像形成装置では十分な光沢を得るために用紙による温度低下を考慮して白黒画像形成装置に比べて１．５倍ほどの熱量を与えていた。このため、用紙が必要以上に加熱されるとともに、トナーと用紙の密着性も必要以上に高められていた。
【００６５】
本実施例では、用紙Ｐを考慮せずに十分な光沢を得るための温度を独立に設定できるので、第１転写定着ローラ１３の温度（定着設定温度）を低くできる。また、トナーＴと用紙の密着性も必要以上に高められることがないだけではなく、用紙ＰはニップＮのみで加熱されるので過剰に加熱されないので、省エネ化に寄与する。
【００６６】
さらには、定着を行う際に、表裏のどちらかの画像を一時的に第２転写定着ローラ１４に保持しながら加熱することで、ニップＮに用紙Ｐが一度通過するだけで、用紙Ｐの両面に印刷が可能となり、転写回数を低減して印刷の効率が向上できる。
【００６７】
次に本発明の別実施例について説明する。  
本実施例は、第１転写定着ローラ１３に対する加圧部材として機能することができる第２転写定着ローラ１４に代えて、ベルトを用いることを特徴としている。
【００６８】
図４において、第１転写定着ローラ１３と対向する位置には無端状の転写定着ベルト５５が配置されている。  
転写定着ベルト５５は、転写ローラ５６および加熱ローラ５７に掛け回され、転写ローラ５６がバネなどの加圧付勢手段２１により第１転写定着ローラ１３に押圧されることによりニップＮを形成している。
【００６９】
転写ローラ５６は、アルミニウム等の金属製ローラもしくは金属製ローラ表面にカーボン等の導電体を分散させたゴム層を設けて構成され、図示しないバイアス印加手段が接続されている。
【００７０】
転写定着ベルト５５は３層構造をしており、内側から基材となるポリイミドフィルムが７０μｍ、弾性層のシリコンゴムが２００μｍさらに表面に、ＰＦＡが２０μｍコーティングされている。離型層を導電性のＰＦＡにすることで、図１に示した構成と同様に、不用意なトナーへの荷電作用を抑制してトナーが転写定着ベルト５５から反撥することによる転写の飛び散りを抑制できる。また、弾性層を設けることで、ニップＮで定着する際に加熱面がトナーＴや用紙の凹凸に追従しやすくなり、画像の光沢ムラを防止し、高画質化できる。
【００７１】
加熱ローラ５７はアルミニウムの筒状に構成され、転写定着ベルト５５と従動して回転できる。また、該加熱ローラ５７の内部には、該転写定着ベルト５５を加熱するためのハロゲンヒータ１５が設けられている。
【００７２】
第１転写定着ローラ１３および転写定着ベルト５５の表面温度は、非画像領域に設けられた図示しないサーミスタとそれぞれの表面温度に基づいてハロゲンヒータ１５のオンオフをコントロールする温度コントローラ（図示されず）によってそれぞれ独立してコントロールできるようになっている。なお、転写定着ベルト５５の周長は、図１に示した第２転写定着ローラ１４の場合と同様に、用紙Ｐの長さ以上に設定されている。
【００７３】
本実施例は以上のような構成であるから、用紙Ｐの両面への画像形成時には、図１に示した構成の場合と同様に、中間転写ベルト２から第１転写定着ローラ１３に対して転写されたトナー像が転写定着ベルト５５に転写され、次いで、用紙Ｐの搬送時期に合わせると共に転写定着ベルト５５上のトナー像Ｔ２に対する所定位置が一致するタイミングにより第１転写定着ローラ１３に対して中間転写ベルト２から用紙Ｐの表面用としての画像が転写され、用紙Ｐがニップ部Ｎに導入される際に用紙Ｐの表裏両面に対して同時にトナー像Ｔ１，Ｔ２が転写されながら定着される。
【００７４】
用紙Ｐの片面へのが像形成時には、詳細を説明しないが、転写定着ベルト５５を第１転写定着ローラ１３から離間させることで可能となる。
【００７５】
本実施例においては、ローラと違って熱容量が小さいベルトを用いることにより温度の立ち上げ時間をローラを用いた場合よりもさらに短縮させることができる。また、ローラの場合と違って占有空間に対応させる形態が採れるベルトであるので、ローラを用いた場合よりも設置に必要なスペースを含めてレイアウトの自由度を高めることができる。
【００７６】
以上のような実施例においては、用紙Ｐが導入されるとその表裏両面で同時に画像の転写定着が行えるので、表面転写後、再度用紙を循環させるようなことがなく、しかも、第１転写定着部材から第２転写定着部材への画像転写回数も１回で済むので、転写回数に応じて劣化が増加するようなこともなくして画像品質の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明実施例による定着装置を用いる画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置における定着装置の一態様を示す模式図である。
【図３】図１に示した画像形成装置における定着装置の他の態様を説明するための模式図である。
【図４】本発明の他の実施例による定着装置の要部構成を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  カラー複写機
２  中間転写ベルト
３  感光体
１３  第１転写定着ローラ
１４  第２転写定着ローラ
１５  ハロゲンヒータ
５５  転写定着ベルト
【図１】
2005189694.tif 000003
【図２】
2005189694.tif 000004
【図３】
2005189694.tif 000005
【図４】
2005189694.tif 000006