JP2005017869A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】（１）未定着のトナー像を擦ってしまうことによる画像の乱れを抑える。（２）転写紙Ｐを両面転写手段から定着装置６０の定着ニップに案内する案内部材に付着したトナーによる画像の乱れを容易に抑える。（３）定着ニップで定着ベルト６２の裏面を支持するニップ裏側ローラを弾性変形させてより大きい定着ニップを形成する。（４）このニップ裏側ローラに熱源を設けることによる定着装置６０の大型化やエネルギー効率の悪化を回避する。（５）両面転写手段を定着装置６０によって加熱してしまうことによる画像への悪影響を抑える。
【解決手段】定着ベルト６２の周方向における全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、定着ニップに到達する前の領域を加熱する裏面側加熱手段を設けた。
【選択図】 図１
【解決手段】定着ベルト６２の周方向における全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、定着ニップに到達する前の領域を加熱する裏面側加熱手段を設けた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を形成するための画像形成方法、及びこれを用いる複写機やプリンタなどの画像形成装置に係り、詳しくは、いわゆるワンパス方式で転写紙等の記録体の両面に画像を形成する画像形成装置等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録体の両面に画像を形成する方式としては、いわゆるスイッチバック方式やワンパス方式などが知られている。スイッチバック方式は、転写手段と定着手段とを通過して一方の面に画像が形成された記録体を反転させた後、転写手段と定着手段とにスイッチバックさせて、もう一方の面にも画像を形成する方式である。これに対し、ワンパス方式は、両面転写手段によって両面に画像を転写した記録体を定着手段に通すことで、記録体をスイッチバックさせることなくその両面に画像を形成する。ワンパス方式は、次の点でスイッチバック方式よりも優れている。即ち、スイッチバック用の複雑な機構を設けることによるコストアップ、スイッチバックによる画像形成時間の長期化、定着手段による加熱でカールさせた記録体をスイッチバックさせることによるジャムを、何れも回避し得る点である。
【０００３】
しかしながら、かかるワンパス方式においては、両面転写後の記録体を両面転写手段から定着手段に送る際に、画像を乱し易いという不具合があった。かかる画像の乱れは次のようにして生ずる。即ち、両面転写手段から離間した記録体が定着手段に受け渡される際に、記録体の両面に存在する未定着画像のうち、何れか一方が両面転写手段と定着手段内部との間に配設されたガイド部材などに摺擦して乱れてしまうのである。
【０００４】
そこで、特許文献１において、周面に複数の突起を有する従動回転可能な拍車を両面転写手段と定着手段との間に設け、これによって両面転写手段から定着手段に向けて記録体をガイドさせるようにした画像形成装置が提案されている。特許文献１では、この画像形成装置によって次のようなことが実現可能であるとしている。即ち、記録体の裏面に突起を刺した状態の上記拍車を記録体の移動に伴って従動回転させることで、その裏面の画像を乱すことなく記録体を両面転写手段から定着手段に案内することができるとしている。
【０００５】
ところが、上記拍車の突起がたとえ鋭利なものであっても、それを突き刺してしまえば、未定着の画像は少なからず乱れることになる。更には、複数の突起が設けられた複雑な形状の拍車を記録体通過毎にクリーニングするのは極めて困難であるため、突起に付着したトナーが後続の記録体に転移して画像を乱してしまう可能性が高い。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１４２８６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、ワンパス方式と、いわゆるベルト定着方式とを併用するといった新規な構成の画像形成装置を開発中である。図１は、この画像形成装置に用いるベルト定着方式の定着装置を示す概略構成図である。同図において、定着手段たる定着装置６０は、おもて面加熱ローラ６１、無端状のベルト部材たる定着ベルト６２、裏面加熱ローラ６３、ニップ裏側ローラ６４、クリーニングローラ６５などを有している。定着ベルト６２は、裏面加熱ローラ６３とニップ裏側ローラ６４とによって裏面から支持されながら、所定の張力で張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられるニップ裏側ローラ６４の駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
【０００８】
上記おもて面加熱ローラ６１、裏面加熱ローラ６３は、それぞれ、図示しない支持手段によって回転自在に支持される金属製のパイプ部材６１ａ、６３ａと、その内部に回転不能に配設されたハロゲンランプ６１ｂ、６３ｂとを有している。パイプ部材６１ａ、６３ａは、それぞれ発熱源たるハロゲンランプ６１ｂ、６３ｂからの輻射によって内面から加熱される。おもて面加熱ローラ６１は、後述のニップ裏側ローラ６４との間に定着ベルト６２を挟み込むように定着ベルト６２のおもて面に当接して定着ニップを形成している。そして、この定着ニップにおいて、パイプ部材６１ｂからの熱伝導によって定着ベルト６２をおもて面から加熱する。また、裏面加熱ローラ６３は、その張架位置にさしかかった定着ベルト６２の裏面を、パイプ部材６３ｂからの熱伝導によって加熱する。
【０００９】
上記ニップ裏側ローラ６４は、金属製の芯金６４ｂと、これに被覆されたゴム等からなる肉厚の弾性層６４ａとを有している。そして、定着ベルト６２を介したおもて面加熱ローラ６３からの押圧によって肉厚の弾性層６４ａを柔軟に弾性変形させることで、上述の定着ニップをベルト周方向においてより大きく形成する役割を担っている。
【００１０】
図示しない両面転写手段によって両面にそれぞれトナー像が転写された記録体たる転写紙Ｐは、両面転写手段によって図中下方から定着手段６０に向けて搬送される。そして、その先端を、定着ベルト６２の周方向における全領域のうち、裏面加熱ローラ６３による張架箇所と、上記定着ニップとの間の領域に突き当てた後、定着ベルト６２に徐々に密着しながら、上記定着ニップに向けて搬送される。定着ニップに至ると、裏面加熱ローラ６３によって昇温せしめられている定着ベルト６２に片面側が強く密着せしめられて加熱されると同時に、もう片面側がおもて面加熱ローラ６１に強く密着せしめられて加熱される。定着ニップで両面側から加熱されるのである。このような両面側からの加熱により、転写紙Ｐの両面に存在するトナー像が、それぞれ加熱及び加圧されてそれぞれの面に定着せしめられる。
【００１１】
上記定着ニップを通過した転写紙Ｐは、定着ベルト６２やおもて面加熱ローラ６１の表面移動に伴って図示しない排紙路に送られた後、機外へと排出される。また、定着ニップを通過した後の定着ベルト６２の表面に付着している少量の定着残トナー（オフセットトナー）は、クリーニングバイアスが印加されているクリーニングローラ６５によって静電的にベルトおもて面から除去される。
【００１２】
このような定着装置６０と、ワンパス方式とを併用した構成では、定着ベルト６２が表面移動しながら転写紙Ｐに接触することで、トナー像を擦ることなく転写紙Ｐを定着ニップに向けて案内することができる。よって、未定着のトナー像を擦ることによる画像の乱れを抑えることができる。また、定着ベルト６２については、上記特許文献１に記載の拍車とは異なり、たとえオフセット等によるトナー汚れが生じたとしても、図１に示したクリーニングローラ６５などといった公知の手段で容易にクリーニングすることができる。よって、拍車や定着ベルト６２などの案内部材に付着したトナーによって後続の転写紙Ｐを汚してしまうといった事態を容易に抑えることが可能になる。
【００１３】
ところが、図１に示した定着装置６０では、図示しない両面転写手段のすぐ近くに配設されている裏面加熱ローラ６３が、両面転写手段を加熱することで種々の悪影響を引き起こすことが本発明者の鋭意研究によって明らかになった。具体的には、例えば、両面転写手段として、中間転写ベルト上のトナー像を転写紙に転写するものを用いると、裏面加熱ローラ６３からの熱によって中間転写ベルトやこれを張架する張架ローラの寸法を微妙に変化させてしまう。そして、これらの変化により、中間転写ベルトの表面移動に微妙な速度変動を引き起こして画像を乱してしまう。
【００１４】
このように両面転写手段を定着手段によって加熱してしまうことによる悪影響を抑える方法として、次のような構成を採用することが考えられる。即ち、図示の裏面加熱ローラ６３については熱源を設けない単なる張架ローラにする一方で、ニップ裏側ローラ６４に熱源を設け、これによって定着ベルト６２の裏面を加熱するのである。そうすれば、定着手段内の熱源を両面転写手段からより遠ざけて、定着手段から両面転写手段への熱伝導を抑えることができる。しかしながら、上述したように、ニップ裏側ローラ６４には、肉厚の弾性層６４ａの弾性変形によって大きな定着ニップを形成させるという役割を担わせている。このような肉厚の弾性層６４ａの下側に熱源を設けてしまうと、定着装置６０を大型化してしまう。また、一般に金属材料よりも熱伝導率が悪い肉厚の弾性層６４ａに多量に蓄熱させるので、エネルギー効率を悪くしてしまう。
【００１５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次に列記する（１）〜（５）の事項を何れも実現することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
（１）記録体を両面転写手段から定着手段に送る際に未定着のトナー像を擦ってしまうことによる画像の乱れを抑える。
（２）記録体を両面転写手段から定着手段の定着ニップに案内する案内部材に付着したトナーを後続の記録体に転移させることによる画像の乱れを容易に抑えることが可能になる。
（３）ベルト部材を張架する複数の張架部材のうち、定着ニップでベルト部材の裏面を支持するニップ裏側張架部材（例えばニップ裏側ローラ６４）を、弾性変形させてより大きい定着ニップを形成する。
（４）熱源を設けた上記ニップ裏側張架部材によってベルト部材を裏面側から加熱することによる定着手段の大型化やエネルギー効率の悪化を回避する。
（５）両面転写手段を定着手段によって加熱してしまうことによる画像への悪影響を抑える。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体の表面にトナー像を形成する可視像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体の両面に転写する両面転写手段と、該記録体の両面にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、上記定着手段が、無端移動するベルト部材と、これを裏面から支持しながら張架する複数の張架部材と、該ベルト部材のおもて面に当接して定着ニップを形成しながら該おもて面を加熱するおもて面加熱体と、該ベルト部材を裏面側から加熱する裏面側加熱手段とを有し、該記録体を該定着ニップに挟み込んでその両面にトナー像の定着処理を施し、且つ、該ベルト部材の周方向における全領域のうち、上記両面転写手段の最も近くに配設された該張架部材による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達するまでの領域を加熱するように該裏面側加熱手段が構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記定着ニップを通過した後、上記記録体に接触する前の上記ベルト部材をクリーニングするクリーニング手段を、上記定着手段に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記記録体に接触した後のベルト領域を加熱させるように、上記裏面加熱手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記裏面加熱手段として、裏面加熱体を上記ベルト部材の裏面に接触させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記裏面加熱手段として、発光発熱体によって上記ベルト部材の裏面を非接触で加熱するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記裏面加熱手段として磁界発生手段を有するものを用いるとともに、上記ベルト部材として発熱体を有するものを用い、該磁界発生手段の発する磁界による電磁誘導で該発熱体を発熱させて、該ベルト部材を加熱させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いられるトナーを収容するトナー収容手段を備え、該トナー収容手段が、０．９０〜０．９９の平均円形度のトナーを収容していることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、０．９０〜０．９９の平均円形度のものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１８０の形状係数ＳＦ−１のものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１９０の形状係数ＳＦ−２のものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、体積平均粒径Ｄｖを個数平均粒径Ｄｎで除算した値が１．０５〜１．３０であるものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、像担持体の表面にトナー像を形成する像形成工程と、該像担持体上のトナー像を記録体の両面に転写する両面転写工程と、該記録体の両面に転写されたトナー像を該両面に定着せしめる定着工程とを実施して、該記録体に画像を形成する画像形成方法であって、上記定着工程において、ベルト部材を複数の張架部材によって裏面から支持しながら張架する工程と、張架した該ベルト部材を無端移動させる工程と、該ベルト部材のおもて面におもて面加熱体を当接させて定着ニップを形成しながら該おもて面を加熱する工程と、該ベルト部材を裏面側から加熱する裏面側加熱工程と、該記録体を該定着ニップに挟み込んでその両面にトナー像の定着処理を施す工程とを実施し、且つ、該裏面側加熱工程において、該ベルト部材の周方向における全領域のうち、上記両面転写手段の最も近くに配設された該張架部材による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域を加熱することを特徴とするものである。
【００１７】
これらの発明においては、定着手段のベルト部材が、両面転写手段から送られてくる記録体に追従するように無端移動することで、記録体との摺擦を抑えながら記録体を定着ニップに向けて案内する。そして、このことにより、記録体を両面転写手段から定着手段に送る際に未定着のトナー像を擦ってしまうことによる画像の乱れを抑えることができる。
また、たとえ未定着のトナー像のトナーを付着させたり、定着ニップでトナーをオフセットさせたりしてベルト部材を汚したとしても、クリーニングブレードやクリーニングローラなどといった公知のクリーニング手段によってベルト部材を容易にクリーニングすることができる。このため、案内部材として機能するベルト部材に付着したトナーを後続の記録体に転移させることによる画像の乱れを容易に抑えることができる。
また、ベルト部材を裏面側から加熱する裏面加熱手段として、定着ニップの裏側でベルト部材を加熱するものでなく、定着ニップとは異なる位置でベルト部材を加熱するものを用いるので、定着ニップでベルト部材の裏面を支持するニップ裏側張架部材に熱源を設ける必要がない。このため、ニップ裏側張架部材に設けた肉厚の弾性層を柔軟に弾性変形させてより大きい定着ニップを形成することができる。更には、熱源を設けたニップ裏側張架部材によってベルト部材を裏面側から加熱することによる定着手段の大型化やエネルギー効率の悪化を回避することができる。
また、両面転写手段の最も近くに配設された張架部材による張架位置を通過した後のベルト部材の領域を加熱するように裏面側加熱手段を構成したことで、上記張架位置でベルト部材を加熱する図１に示した定着装置（６０）に比べて、熱源を両面転写手段から遠ざけることができる。そして、このことにより、両面転写手段を定着手段によって加熱してしまうことによる画像への悪影響を抑えることができる。
よって、上述した（１）〜（５）の事項を、何れも実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本プリンタの概略構成図であり、プリンタをその正面方向から示している。同図において、プリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図３に示すように、像担持体たるドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置３Ｙ、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。感光体１Ｙは、直径３０〜１００［ｍｍ］のアルミ製円筒に、光導電性物質である有機半導体の表面層が被覆されている。アモルファスシリコン性の表面層が被覆されたものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、後述の露光装置（７）から発せられるレーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。かかる構成のプロセスカートリッジ６Ｙは、露光装置（７）とともに、像担持体たる感光体１Ｙの表面にトナー像を形成する像形成工程を実施している。よって、本プリンタ１００においては、各プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、それぞれ露光装置（７）との組合せにより、像担持体の表面にトナー像を形成する可視像形成手段として機能している。
【００１９】
上記感光体１Ｙ上で現像されたＹトナー像は、後述の第１中間転写ベルト８上に１次転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、１次転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置３Ｙは、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ，Ｃ，Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＭ，Ｃ，Ｋトナー像が形成され、第１中間転写ベルト８上に１次転写される。なお、現像装置（５Ｙ等）は、トナーと磁性キャリアとを含有する２成分現像剤を用いるものでも、トナー粉体だけを用いるものでもよい。
【００２０】
先に示した図２において、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中下方には露光装置７が配設され、その図中左側方には画像データ処理装置Ｅ１が配設されている。画像データ処理装置Ｅ１は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報信号に基づいて、露光走査制御信号を生成して露光装置７に送る。潜像形成手段たる露光装置７は、この露光走査制御信号に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるそれぞれの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに照射する。この照射を受けて露光された感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。かかる構成の露光装置７に代えて、ＬＥＤアレイからのＬＥＤ光を照射する露光手段を採用しても良い。また、露光装置７の筐体には、その上方に配設された各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから落下してくるトナーによる内部部品の汚染を防止するために、図示しないシール部材が設けられている。
【００２１】
上記露光装置７の図中下側には、第１給紙ローラ２８を有する第１紙カセット２５と、第２給紙ローラ２９を有する第２紙カセット２６とが、鉛直方向に並ぶように配設されている。これらカセットはそれぞれ内部に記録体たる転写紙Ｐを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容している。第２紙カセット２６の図中右側方には、手差し給紙ローラ３０を有する手差しトレイ２５が、プリンタ本体の筐体内でなく、筐体の側面から延出するように設けられており、この上にも転写束が載置される。
【００２２】
２つの給紙カセット（２５，２６）と、上記手差しトレイ２５との間には、レジストローラ対３１を有する給紙路３２や、これに合流する給紙案内路３３が配設されている。給紙案内路３３は、搬送ローラ対３４を有している。第１給紙ローラ２８、第２給紙ローラ２９は、それぞれ上記第１紙カセット２５、第２紙カセット２６内に収容されている転写紙束の一番の転写紙Ｐに当接している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、一番上の転写紙Ｐを給紙路３２に向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、給紙路３２の末端付近に配設されたレジストローラ対３１の第１レジストローラ３１ａと第２レジストローラ３１ｂとの間に挟まれる。レジストローラ対３１は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを互いに順方向に回転駆動させるが、ローラ間に記録体を挟み込むとすぐに両ローラの回転を一旦停止させる。そして、適切なタイミングで回転を再開して転写紙Ｐを後述の２次転写ニップに向けて送り出す。タイミングローラ対として機能しているのである。
【００２３】
上記手差し給紙ローラ３０は、上記手差しトレイ２７に載置されている転写紙束の一番上の転写紙Ｐに当接している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、その一番上の転写紙Ｐを給紙案内路３３に向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、図示しない駆動手段によって互いに当接しながら順方向に回転せしめられる搬送ローラ対３４のローラ間を経由して給紙路３２の末端付近に至る。そして、第１レジストローラ３１ａと第２レジストローラ３１ｂとの間に挟まれる。
【００２４】
各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像は、両面転写手段による転写工程を経る。この両面転写手段は、第１転写ユニット１５と第２転写ユニット２４とを有している。第１転写ユニット１５は、上述のプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方に配設されており、第１中間転写ベルト８、４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、第１クリーニング装置１０などを備えている。また、２次転写バックアップローラ１２、第１クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。第１中間転写体たる第１中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。転写バイアス部材たる４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、このように無端移動せしめられる第１中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、図示しない電源により、トナーとは逆極性（例えばプラス）の１次転写バイアスを第１中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）に印加する。これら４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他に配設された上述の３つのローラは、全て電気的に接地されている。
【００２５】
上記第１中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく。各１次転写ニップでは、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像がニップ圧や１次転写バイアスの影響を受けて重ね合わせて１次転写される。これにより、第１中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。第１中間転写ベルト８を張架している２次転写バックアップローラ１２は、後述の第２中間転写ベルト１６に食い込むような配設位置になっている。このような食い込み配置により、第１中間転写ベルト８と第２中間転写ベルト１６とをそれぞれ周長方向に広く当接させる２次転写ニップが形成されている。この２次転写ニップでは、第１転写ベルト８と第２中間転写ベルト１６とが、それぞれ互いの表面を同方向に移動させながら当接させる。第１中間転写ベルト８上に形成された可視像たる４色トナー像は、２次転写ニップで第２中間転写ベルト１６あるいは転写紙Ｐに２次転写される。なお、バイアス印加方式の４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに代えて、電極から放電させるチャージャ方式のものを用いてもよい。なお、第１中間転写ベルト８は、ゴムを基体にした無端状のベルトであり、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからのトナー像の静電転写を行うのに適した電気抵抗値に調整されている。樹脂フィルム層（例えばポリイミド層）とゴム層（例えばウレタンゴム層）とからなる２層構造やそれ以上の多層構造のものを使用してもよい。第１中間転写ベルト８の表面硬度としては６５［度］以下が望ましく、本プリンタ１００では、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０［度］の第１中間転写ベルト８を用いている。
【００２６】
上記２次転写ニップを通過した後の第１中間転写ベルト８には、第２中間転写ベルト１６あるいは転写紙Ｐに２次転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、第１クリーニング装置１０によってクリーニングされる。具体的には、第１中間転写ベルト８は、そのループ外面（おもて面）側に当接するように配設された第１クリーニング装置１０と、そのループ内面側に配設された第１クリーニングバックアップローラ１３との間に挟まれる。そして、おもて面上の転写残トナーが第１クリーニング装置１０に機械的あるいは静電的に回収されてクリーニングされる。
【００２７】
上記両面転写手段の第２転写ユニット２４は、上記第１転写ユニット１５の図中右側方に配設されており、第２中間転写ベルト１６、第２クリーニング装置１８、転写チャージャ２３などを備えている。また、２次転写ローラ１７、ニップ拡張ローラ１９、テンションローラ２０、バックアップローラ２１なども備えている。第２中間転写ベルト１６は、これら４つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。上述した第１転写ユニット１５の２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１７とニップ拡張ローラ１９との間の第２中間転写ベルト１６架橋部分に食い込んで２次転写ニップを形成している。転写バイアス部材たる２次転写ローラ１７は、金属製ローラか、あるいは芯金に導電性のゴム層が被覆されたローラで、図示しない電源によってトナーと反対極性（例えばプラス極性）の２次転写バイアスが供給される。第２転写ユニット２４におけるこれ以外のローラは全て接地されている。
【００２８】
上述のレジストローラ対３１は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、第１中間転写ベルト８上に１次転写された上記４色トナー像に密着させ得るタイミングで上記２次転写ニップに向けて送り出す。但し、この４色トナー像が、転写紙Ｐの第１面（後述のスタック部４０上で上を向く面）に転写されるべき第１トナー像である場合には、転写紙Ｐを送り出さない。よって、このとき、第１中間転写ベルト８上の第１トナー像は、２次転写ニップでニップ圧や２次転写バイアスの作用を受けて第２中間転写ベルト１６上に２次転写される。これに対し、第１中間転写ベルト８上の４色トナー像が転写紙Ｐの第２面（スタック部４０上で下を向く面）に転写されるべき第２トナー像である場合には、レジストローラ対３１は、この第２トナー像に同期させて転写紙Ｐを送り出す。よって、第２トナー像は、２次転写ニップで転写紙Ｐの第２面（後述のスタック部４０上で下を向く面）に２次転写され、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。このとき、先に第２中間転写ベルト１６に転写されていた第１トナー像は、２次転写ニップに送り込まれた転写紙Ｐの第１面に密着せしめられる。但し、この第１トナー像は、２次転写バイアスの作用によってベルト側に引き寄せられるため、転写紙Ｐの第１面に密着しているが、そこに２次転写されるわけではない。
【００２９】
上記第１転写ユニット１５において、２次転写バックアップローラ１２は、第１中間転写ベルト８を、その移動方向をほぼ反転させるような形状で張架している。そして、移動方向を反転させつつある第１中間転写ベルト部分を第２中間転写ベルト１６に当接させて２次転写ニップを形成している。よって、２次転写ニップの出口では、第１中間転写ベルト８が転写紙Ｐから離間し、転写紙Ｐが第２中間転写ベルト１６の表面だけに保持されて搬送されるようになる。そして、第２転写ユニット２４内において、第２中間転写ベルト１６の無端移動に伴って、３次転写部に送られる。第２転写ユニット２４の３次転写部では、第２中間転写ベルト１６のバックアップローラ２１による張架部分に対し、転写チャージャ２３が所定の間隙を介して対向するように配設されている。第２中間転写ベルト１６上の転写紙Ｐは、転写チャージャ２３によって第２面側にトナーと反対極性（例えばプラス極性）の電荷が付与される。これにより、転写紙Ｐの第１面と第２中間転写ベルト１６との間に挟まれていた第１トナー像が転写紙Ｐの第１面に３次転写されてフルカラー画像になる。なお、第２中間転写ベルト１６は、５０〜６００［μｍ］程度の厚みの樹脂（例えばポリイミド）製基体を有する無端状のベルトであり、第１中間転写ベルト８からのトナー像の２次転写を行うのに適した電気抵抗値に調整されている。
【００３０】
以上のように、２つの転写ユニット（１５，２４）を有する両面転写手段は、転写紙Ｐに対して上記２次転写ニップで第２面に第２トナー像を前段転写した後、上記３次転写部でその第１面に第１トナー像を後段転写するようになっている。なお、１次転写バイアスや２次転写バイアスが印加される部材として、ローラ（９，１７）ではなく、ブラシなど他の形状のものを用いてもよい。また、転写バイアスを部材に印加する静電転写方式ではなく、非接触放電式を採用してもよい。
【００３１】
上記第２転写ユニット２４において、３次転写によって両面転写工程が完了した転写紙Ｐは、第２中間転写ベルト１６から分離されて後述の定着装置６０に送られる。一方、上記３次転写部を通過した後の第２中間転写ベルト１６は、バックアップローラ２１と第２クリーニング装置１８との間に挟み込まれて、表面の転写残トナーが機械的又は静電的にクリーニングされる。この第２クリーニング装置１８が第２中間転写ベルト１６に常に当接していると、第２中間転写ベルト１６上に２次転写された第１トナー像もクリーニングしてしまうことになる。そこで、第２クリーニング装置１８は、図示しない揺動機構によって揺動軸１８ａを中心に図中矢印方向に揺動せしめられることで、第２中間転写ベルト１６に接離するようになっている。そして、少なくともそのクリーニング位置を第１トナー像が通過する間は、第２中間転写ベルト１６から離間して、第１トナー像のクリーニングを回避する。
【００３２】
上記第２転写ユニット２４の図中上方には、定着手段たる定着装置６０が配設されている。上記両面転写手段によって両面にトナー像たるフルカラー画像が転写された転写紙Ｐは、この定着装置６０に送られてフルカラー画像の定着処理が施される。定着装置６０は、記録体たる転写紙Ｐの両面に転写されたトナー像をその両面に定着せしめる定着工程を実施しているのである。
【００３３】
両面のフルカラー画像に定着処理が施された転写紙Ｐは、反転ガイド部材３６に沿って反転せしめられた後、排紙ローラ対３７を経て機外へと排出される。そして、プリンタ本体の筺体の上面に形成されたスタック部４０にスタックされる。
【００３４】
以上のようにして、本プリンタ１００は、転写紙Ｐを２次転写ニップからこれよりもベルト移動方向下流側に搬送する過程で、転写紙Ｐに対して上記両面転写手段によってその両面側からトナー像の転写処理を施す。よって、転写紙Ｐの両面に対してワンパス方式での画像形成を行うことができる。また、転写紙Ｐを像担持体たる感光体（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に直接接触させることがないので、感光体への紙粉の付着を抑えることができる。なお、本プリンタ１００のように、感光体等の像担持体を複数並べて配設し、それぞれで形成した可視像を連続的に重ね合わせ転写して多色画像等の重ね合わせ画像を形成する方式をタンデム方式という。これに対し、１つの像担持体に可視像を形成して中間転写体に転写した後、再び像担持体に可視像を形成して中間転写体上の可視像に重ね合わせ転写する工程を繰り返して重ね合わせ画像を形成する方式もある。この方式では、可視像の形成、転写という工程を繰り返し行わなくてはならない。一方、タンデム方式では、重ね合わせ転写すべき複数の可視像をそれぞれに対応する像担持体上でほぼ同時に形成することができるので、画像形成時間を大幅に短縮することができる。
【００３５】
上述したように、上記第１トナー像は上記第２トナー像に先行して形成される。そして、２次転写ニップで第１中間転写ベルト８から第２中間転写ベルト１６に２次転写された後、上記３次転写部で転写紙の第１面に３次転写される。この第１面とは、上記スタック部４０で上方を向く面である。よって、スタック部４０にスタックされる転写紙Ｐは、先行して形成された第１トナー像を上に向け、且つその後に形成された第２トナー像を上に向けた状態で順次スタックされていく。本プリンタ１００は、このようにスタックされていく転写紙Ｐの頁番号を小さい方から順に揃えるべく、奇数、偶数と連続する２つの頁番号の画像について、頁番号の大きい方を先に上記第１トナー像として形成する。例えば１頁目の画像に先行して２頁目の画像を第１トナー像として形成するのである。そうすると、数頁にわたる原稿を連続して出力しても、スタック部４０において、頁番号を下から順に揃えることが可能になる。但し、転写紙Ｐの第２面だけに画像を形成する片面プリントモードを実行する際には、頁番号の小さい画像から順に形成していき、それぞれ転写紙Ｐの第２面に２次転写せしめる。このことにより、片面プリントモードにおいても、スタック部４０で頁番号を下から順に揃えることができる。
【００３６】
４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて、上記第２トナー像用に形成される各色トナー像は非鏡像（以下、正像という）として形成される。これは、形成された各色トナー像が、１次転写、２次転写という２回の転写工程を経て転写紙Ｐに至る過程で鏡像、正像と変化するからである。各感光体上で正像として形成されることで、転写紙Ｐの第２面においても正像になるのである。これに対し、第１トナー像用に形成される各色トナー像は、３次転写まで行われるため、第２トナー像よりも転写工程が１回多くなる。よって、各感光体上で鏡像として形成される。このことにより、転写毎に正像、鏡像、正像と変化して、転写紙Ｐの第１面において正像となることができる。
【００３７】
上述の第１転写ユニット１５の図中上方には、ボトル収容器５４が配設されている。このボトル収容器５４内には、各プロセスカートリッジ（６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の現像器に補給するためのトナーを内包するトナーボトルＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが収められている。
【００３８】
本プリンタ１００は、図４に示すように、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）２００などから送られてくる画像情報信号に基づいて画像を形成する。図４では、パソコン２００とプリンタ１００とを通信ケーブルによって接続した画像形成システムの例を示したが、無線方式による接続を採用してもよい。プリンタ本体の前面左隅には、タッチパネル等からなる操作表示器５１が固定されている。ユーザーは、この操作表示器５１のディスプレイに現れるガイド表示に従って、作像プロセス条件や用紙条件等の各種パラメータを入力することができる。上述の片面プリントモードと、両面プリントモードとの切替については、この操作表示器５１に用意されているモード切替ボタンを操作することによって行う。また、紙種の選択（紙収容カセットの選択）も、この操作表示器５１に対する操作によって行う。但し、これらモードの切替や紙種の選択については、パーソナルコンピュータ２００から設定信号を送信させることによっても行うことができる。
【００３９】
プリンタ本体の前面には、前扉５２が開閉自在に設けられている。前扉５２が開かれると、図示しない上記第１転写ユニット（１５）を支持する支持体５３が大きく露出する。この支持体５３は、図示しないガイドレール上をプリンタ本体の前後方向にスライド移動可能に構成され、プリンタ本体内から前面側に向けて引き出されることで、上記第１転写ユニット（１５）を露出させる。そして、この露出により、上記第１転写ユニットの保守点検作業を容易にしている。また、前扉５２が開かれると、支持体５３の上方に配設されたボトル収容器５４内のトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫの端面が露出する。それぞれ端面を露出させたトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫは、ボトル収容器５４に対してプリンタ前後方向に着脱可能される。前扉５２を開けば、プリンタ本体に対するトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫの前後方向への着脱が可能になる構成である。スタック部４０が形成されているプリンタ本体上面を開閉自在な上扉とし、これを開いてトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫを上下方向に着脱するといった構成ではない。このため、オプションの図示しないスキャナ装置をプリンタ１００の上方に配設してコピー機を構成する場合でも、トナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫを着脱することができる。上述の第１紙カセット２５、第２紙カセット２６は、前扉５２の下方に配設され、前後方向のスライド移動によってプリンタ本体から着脱されるように構成されている。前扉５２を開いても、第１紙カセット２５、第２紙カセット２６の着脱や、操作表示器５１への入力の操作性を損ねることはない。
【００４０】
次に、本実施形態に係るプリンタ１００の特徴的な構成について説明する。
図５は、上記定着装置６０を、上記第２転写ユニット２４の一部とともに示す拡大構成図である。同図において、定着装置６０は、おもて面加熱ローラ６１、無端状のベルト部材たる定着ベルト６２、下側張架ローラ６６、ニップ裏側ローラ６４、クリーニングローラ６５、裏面加熱体６７などを有している。
【００４１】
上記定着ベルト６２は、張架部材たる下側張架ローラ６６及びニップ裏側ローラ６４によって裏面から支持されながら、所定の張力で張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられるニップ裏側ローラ６４の駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。定着ベルト６２の材料としては、耐熱性及び耐久性に優れたものを用いることが望ましい。後述する理由により、おもて面及び裏面からそれぞれ加熱されて１４０〜１８０［℃］程度まで昇温せしめられるからである。耐熱性及び耐久性に優れた材料としては、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテール共重合体樹脂）などである。また、定着ベルト６２の構造については、単層、多層の何れでも良いが、少なくともそのおもて面には、トナー離型性に優れた材料を用いることが望ましい。転写紙Ｐの第１面からの第１トナー像の部分的なオフセットを抑える目的からである。おもて面に適した材料としては、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）やＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電材を添加した厚み１０［μｍ］程度のコート層などである。また、フッ素ゴムやシリコンゴム等でもよい。また、定着ベルト６２の厚みについては、１００［μｍ］以下、好ましくは４０［μｍ］以下にするのがよい。
【００４２】
上記おもて面加熱ローラ６１は、図示しない支持手段によって回転自在に支持される金属製のパイプ部材６１ａと、その内部に回転不能に配設されたハロゲンランプ６１ｂとを有している。パイプ部材６１ａは、発熱源たるハロゲンランプ６１ｂからの輻射によって内面から加熱される。また、後述のニップ裏側ローラ６４との間に定着ベルト６２を挟み込むように定着ベルト６２のおもて面に当接して定着ニップを形成している。そして、この定着ニップにおいて、熱伝導によって定着ベルト６２をおもて面から加熱する。定着装置６０は、図示しないランプ電源、おもて面温度検知センサ、おもて面加熱制御回路なども有している。ランプ電源は、ハロゲンランプ６１Ｂに電圧を供給するものである。また、上記おもて面温度検知センサは、定着ニップを通過した直後における定着ベルト６２のおもて面の温度を検知して、検知結果に対応する温度信号を出力するものである。また、上記おもて面加熱制御回路は、上記おもて面温度検知センサからの温度信号に基づいて、上記ランプ電源からハロゲンランプ６１ｂへの電源供給をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。このＯＮ／ＯＦＦ制御により、定着ニップを通過した直後における定着ベルト６２のおもて面の温度が所定の範囲（例えば１６０〜１８０℃など）内に制御される。
【００４３】
上記ニップ裏側ローラ６４は、金属製の芯金６４ｂと、これに被覆されたゴム等からなる肉厚の弾性層６４ａとを有している。そして、定着ベルト６２を介したおもて面加熱ローラ６３からの押圧によって肉厚の弾性層６４ａを柔軟に弾性変形させることで、上記定着ニップをベルト周方向においてより大きく形成する役割を担っている。
【００４４】
上記下側張架ローラ６６は、金属製の芯金６６ｂと、これに被覆されたゴム等からなる弾性層６６ａとを有している。そして、定着ベルト６２の無端移動に伴って、図中時計回りに従動回転する。
【００４５】
上記裏面加熱体６７は、定着装置６０の裏面側加熱手段の一部を構成している。この裏面側加熱手段は、ベルト部材たる定着ベルト６２を裏面（ループ内面）側から加熱する手段である。裏面加熱体６７の他、これに電圧を供給する図示しない裏面加熱電源、定着ベルト６２の裏面温度を検知する図示しない裏面温度検知センサ、これによる検知結果に基づいて上記電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する裏面加熱制御回路などを有している。裏面加熱体６７は、定着ベルト６２の周方向における裏面全領域のうち、次の領域に当接するように配設されている。即ち、上記両面転写手段の一部である第２転写ユニット２４の最も近くに配設された下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域である。そして、内部に配設されている図示しない抵抗発熱体からの熱を接触伝導させてこの領域を加熱する。
【００４６】
図示しない上記裏面温度検知センサは、上記裏面加熱体６７との接触位置を通過した直後における定着ベルト６２の裏面温度を検知するように配設されている。また、上記裏面温度制御回路は、この裏面温度検知センサからの温度信号に基づいて、上記裏面加熱電源から裏面加熱体６７への電源供給をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。このＯＮ／ＯＦＦ制御により、裏面加熱体６７を通過した直後における定着ベルト６２の裏面温度が所定の範囲（例えば１６０〜１８０℃など）内に制御される。
【００４７】
上記両面転写手段によって両面にそれぞれフルカラー画像が転写された転写紙Ｐは、第２転写ユニット２４の第２中間転写ベルト１６によって図中下方から定着手段６０に向けて搬送される。そして、その先端を、定着ベルト６２の周方向における全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架箇所と、上記定着ニップとの間の領域に突き当てた後、定着ベルト６２に徐々に密着しながら、上記定着ニップに向けて搬送される。定着ニップに至ると、裏面加熱体６７によって昇温せしめられている定着ベルト６２に第１面が強く密着せしめられて加熱されると同時に、第２面がおもて面加熱ローラ６１に強く密着せしめられて加熱される。定着ニップで両面側から加熱されるのである。このような両面側からの加熱により、転写紙Ｐの両面に存在する図示しないフルカラー画像が、それぞれ加熱及び加圧されてそれぞれの面に定着せしめられる。
【００４８】
上記クリーニングローラ６５は、金属製の芯金６５ｂと、これに被覆された弾性層６５ａとを有しており、定着ニップを通過した直後の定着ベルト６２のおもて面に当接しながら図中反時計回りに回転するように配設されている。弾性層６５ａは、表面粗さ（Ｒｚ）が定着ベルト６２のおもて面よりも粗くなっている。定着ニップを通過した後の定着ベルト６２のおもて面に付着している少量の定着残トナー（オフセットトナーなど）は、加熱によって柔らかくなっているため、おもて面から、より表面の粗いクリーニングローラ６５に転移する。この転移により、定着ベルト６２のおもて面に付着したトナーがクリーニングされる。なお、クリーニング手段たるクリーニングローラ６５の表面に転移したと定着残トナーは、クリーニングローラ６５に当接する図示しないクリーニングブレードによって除去される。なお、本プリンタ（１００）においては、上記第２転写ユニット２４の第２中間転写ベルト１６の線速と、定着装置６０の定着ベルト６２の線速とが等しく設定されている。
【００４９】
以上の構成の本プリンタ（１００）においては、第２転写ユニット２４の第２中間転写ベルト１６によって定着装置６０に向けて搬送される転写紙Ｐに対し、定着ベルト６２が表面移動しながら転写紙Ｐに接触する。そして、転写紙Ｐの第１面の上記第１トナー像を擦ることなく、転写紙Ｐを定着ニップに向けて案内する。よって、未定着のトナー像を擦ることによる画像の乱れを抑えることができる。
【００５０】
また、定着ベルト６２については、上記特許文献１に記載の拍車とは異なり、たとえオフセット等によるトナー汚れが生じたとしても、クリーニングローラ６５などといった公知の手段で容易にクリーニングすることができる。よって、拍車や定着ベルト６２などの案内部材に付着したトナーによって後続の転写紙Ｐを汚してしまうといった事態を容易に抑えることができる。
【００５１】
また、定着ベルト６２を裏面側から加熱する裏面側加熱手段として、定着ニップの裏側で定着ベルト６２を加熱するものでなく、定着ニップとは異なる位置でベルト部材を加熱するものを用いている。かかる構成では、定着ニップでベルト部材の裏面を支持するニップ裏側張架部材たるニップ裏側ローラ６４に熱源を設ける必要がない。このため、ニップ裏側ローラ６４として、肉厚の弾性層６４ａを柔軟に弾性変形させてより大きい定着ニップを形成するものを用いることができる。更には、ニップ裏側張架部材として熱源を設けたものを使用することによる定着装置６０の大型化やエネルギー効率の悪化を回避することができる。
【００５２】
また、下側張架ローラ６６による張架位置を通過した後の定着ベルト６２の裏面領域を加熱するように裏面側加熱手段を構成したことで、次のことが可能になる。即ち、図１に示したように上記張架位置で定着ベルト６２の裏面を加熱する場合に比べて、定着装置６０の熱源を両面転写手段たる第２転写ユニット２４から遠ざけることができる。そして、このことにより、第２転写ユニット２４を定着装置６０によって加熱してしまうことによる画像への悪影響を抑えることができる。
【００５３】
図６は、定着装置６０における裏面加熱体６７の周辺構成を、転写紙Ｐとともに示す拡大断面図である。同図において、裏面加熱体６７は、Ａｇ（金）／Ｐｄ（パラジウム）や、Ｔａ２Ｎなどからなる抵抗発熱体６７ａと、これを内包するアルミナ等の高熱伝導率且つ高電気抵抗率の材料からなる基体６７ｂとを有している。抵抗発熱体６７ａは、かかる材料をスクリーン印刷などによって面方向にストライプ状や蛇行する帯状に成形されたものである。抵抗発熱体６７ａが上記裏面加熱電源によって電源供給されることによって発熱し、この熱が基体６７ｂを介して定着ベルト６２の裏面に接触伝導する仕組みである。即ち、裏面加熱体６７を定着ベルト６２の裏面に接触させる接触加熱方式を採用しているのである。かかる構成では、ハロゲンランプなどといった輻射によって定着ベルト６２の裏面を加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめることができる。更には、輻射方式のものに比べてベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることもできる。
【００５４】
裏面加熱体６７は、図示のように、上記第２転写ユニット（図５の２４）から定着装置（図５の６０）に向けて送られてくる転写紙Ｐと接触した後の定着ベルトの裏面領域を加熱するように配設されている。かかる構成では、図７に示すように、定着ベルト６２がその表面移動に伴って転写紙Ｐの先端側を撓ませて転写紙Ｐの第１面の第１トナー像Ｉ１を良好に密着させてから、裏面側加熱手段の一部である裏面加熱体６７に加熱される。これにより、転写紙Ｐの第１面の第１トナー像Ｉ１は、定着ベルト６２に良好に密着せしめられてから、加熱によって軟化し始めることになる。
【００５５】
一方、図８に示すように、上記第２転写ユニット（図５の２４）から定着装置（図５の６０）に向けて送られてくる転写紙Ｐと接触する前の定着ベルトの裏面領域を加熱するように裏面加熱体６７を配設したとする。すると、図示のように、転写紙Ｐの第１面の第１トナー像Ｉ１を、定着ベルト６２のおもて面に十分に密着させる前から加熱することになる。そうすると、定着ベルト６２に十分に密着させないままに第１トナー像Ｉ１の軟化を開始させて、ダレ等によって第１トナー像Ｉ１を乱してしまうおそれがでてくる。特に、高画質化に伴って重合トナーなどといった円形度の高いトナーを好んで用いる傾向にある近年においては、かかる乱れが起こり易くなっている。
【００５６】
本プリンタ（１００）は、トナー像の形成に用いるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーとして、次の（ａ）〜（ｄ）の条件を何れも具備するものを使用するように、ユーザーに対して指定している。
（ａ）平均円形度が０．９０〜０．９９である。
（ｂ）形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０である。
（ｃ）形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０である。
（ｄ）体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０である。
【００５７】
かかるトナーを使用させるようにユーザーに指定する方法としては、例えば、上記（ａ）〜（ｄ）の条件を全て具備するトナーを、プリンタとともに梱包して出荷することが挙げられる。また例えば、かかるトナーの製品番号や商品名などを、プリンタ本体やこの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記製品番号や商品名などを通知することによって行ってもよい。また例えば、かかるトナーを収容しているトナー収容手段である上記トナーボトル（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）をプリンタ本体にセットした状態で出荷することによって行うこともできる。本プリンタでは、これら全ての方法を採用しているが、少なくとも何れか１つの方法を採用すれば足りる。
【００５８】
上記（ａ）の条件を具備するトナーを指定したのは次に説明する理由による。即ち、平均円形度が０．９０未満であるトナー、即ち、球形としてよりも不定形としての形状にあるトナーでは、転写性が急激に悪化するとともに、静電転写時における転写チリを急激に起こし易くなるからである。また、０．９０未満であると、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのが困難になるからでもある。更には、平均円形度が０．９９を越えると、ブレードクリーニングを採用している装置では、感光体や中間転写ベルトなどの被クリーニング体のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こし易くなるからでもある。画像面積率の比較的低い画像を出力する場合には、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることは少ない。しかし、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合や、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合などに、特にクリーニング不良が発生し易くなる。なお、より好ましい平均円形度の範囲は０．９３〜０．９７であり、円形度が０．９４未満になるトナー粒子を１０％以下に留めると更に好適である。
【００５９】
トナーの平均円形度については、次のようにして測定することができる。即ち、まず、被検トナーのトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的にその粒子画像を撮影する。そして、個々の粒子画像について、投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値を求めたものの１万個あたりの平均値を算出する。この平均値が平均円形度である。かかる平均円形度を測定するには、例えばフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）などを用いるとよい。この装置を用いる場合には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に被検トナーを０．１〜０．５［ｇ］程度加える。そして、この懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度を３０００〜１［万個／μｌ］に調整したものを、上記装置にかけてトナーの形状及び分布を測定する。
【００６０】
上記（ｂ）や（ｃ）の条件を具備するトナーを指定したのは以下に説明する理由による。即ち、形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状を表すパラメータの一つであり、粉体工学の分野では馴染みのパラメータである。ここで言う形状係数ＳＦ−１とは、トナー粒子等の球形物質における丸さの度合いを示す値である。図９に示すように、球形物質を２次元平面上に投影して得られる楕円状図形の最大径箇所の長さＭＸＬＮＧの二乗を面積ＡＲＥＡで除算し、更に１００π／４を乗じた値である。つまり、次式によって表すことができる。なお、形状係数ＳＦ−１の値が１００の球形物質は真球であり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、球形物質の形状は不定形となる。
【数１】
形状係数ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
【００６１】
また、形状係数ＳＦ−２は、球形物質の表面における凹凸の度合いを示す数値である。図１０に示すように、球形物質を２次元平面上に投影して得られる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を面積ＡＲＥＡで除算し、更に１００／４πを乗じて求められる値である。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式によって表すことができる。なお、形状係数ＳＦ−２の値が１００である球形物質は、その表面に凹凸が全く存在しない。形状係数ＳＦ−２の値が大きくなるほど、球形物質の表面の凹凸は顕著となる。
【数２】
形状係数ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
【００６２】
トナーの形状が真球に近づく（ＳＦ−１、ＳＦ−２ともに１００に近づく）ほど、転写効率が高くなることが本発明者の検討により明らかになっている。これは、真球に近づくほど、トナー粒子とこれに接触するモノ（トナー粒子同士、像担持体など）との間の接触面積が小さくなって、トナー流動性が高まったり、モノに対する吸着力（鏡映力）が弱まって転写電界の影響を受け易くなったりするためと考えられる。本発明者の研究によれば、形状係数ＳＦ−１で１８０、形状係数ＳＦ−２で１９０をそれぞれ超えると、転写効率を急激に悪化させ始めることが明らかになった。
【００６３】
但し、トナーの形状が真球に近づくほど、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。これは、トナー流動性が高まったり、クリーニング部材と被クリーニング体との僅かな間隙をトナーが容易に通過したりするためと考えられる。本発明者らの研究によれば、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２ともに、１２０を下回ると、クリーニング性が急激に悪化し始めることが明らかになった。
【００６４】
なお、形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２については、次のようにして求めることが可能である。即ち、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー粒子を無作為に１００個選んで順次その画像を撮影し、その画像情報をニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入してＭＸＬＩＮＧ、ＡＲＥＡ、ＰＥＲＩを求める。そして、上述した式によって得た形状係数の１００個あたりの平均値として算出するのである。
【００６５】
上記（ｄ）の条件を具備するトナーを指定したのは以下に説明する理由による。即ち、体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎとは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０、好ましくは１．１０〜１．２５である乾式トナーでは、トナーの粒度分布が狭くなるため、様々なメリットが発生する。
【００６６】
例えば、体積平均粒径Ｄｖが４〜８［μｍ］であり、且つ、体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０である粉体トナーでは、次のようなメリットがある。即ち、その中から、静電潜像のパターンに適した粒径のトナー粒子が他のトナーに優先して現像に寄与するといった現象が進みやすいため、様々なパターンの画像を安定して形成することができる。また、感光体等の像担持体に残留したトナーを回収してリサイクル使用する構成を装置に採用している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされる。このようなリサイクルにおいて粒度分布の比較的大きいものを用いると、新たなトナー補給から次のトナー補給に至るまでの粒度変動が大きくなり、現像性能に悪影響を及ぼしてしまう。また、体積平均粒子径Ｄｖが上述の範囲よりも小さいトナーでは、二成分現像剤として用いた場合に現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させる。また、一成分現像剤として用いた場合には現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させ易くなる。逆に、体積平均粒子系Ｄｖが上述の範囲よりも大きいと、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることが多くなる。
【００６７】
なお、トナーの粒度分布については、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）によって測定することができる。具体的には、まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。電解水溶液としては１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）を用いることができる。得られた溶液に更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。そして、その溶液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、上述した測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径Ｄｖ、個数平均粒径Ｄｎを求めることができる。なお、チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上４０．３０μｍ未満のトナー粒子を対象とする。なお、Ｄｖ、Ｄｎはともに１万個あたりの平均である。
【００６８】
図１１は、本プリンタの第１変形例装置における定着装置６０を、第２転写ユニット２４の一部とともに示す拡大構成図である。この第１変形例装置の定着装置６０は、裏面側加熱手段として、裏面加熱体を定着ベルト６２の裏面に接触させるものではなく、発光発熱体たるハロゲンランプ６８ａによって裏面を非接触で加熱するものを用いている。具体的には、裏面側加熱手段は、ハロゲンランプ６８ａと、これらかの光を定着ベルト６２の裏面に向けて反射させる反射板６８ｂとを有する裏面加熱器６８を有している。また、ハロゲンランプ６８ａに電圧を供給する図示しない裏面加熱電源、定着ベルト６２の裏面温度を検知する図示しない裏面温度検知センサ、これによる検知結果に基づいて上記電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する裏面加熱制御回路なども有している。裏面加熱器６８は、実施形態に係るプリンタの上記裏面加熱体（６７）と同様に、定着ベルト６２の周方向における裏面全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域を加熱する。
【００６９】
かかる構成の定着装置６０を用いる本第１変形例装置においては、裏面側加熱手段が定着ベルト６２の裏面を非接触で加熱するので、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避することができる。
【００７０】
図１２は、本プリンタの第２変形例装置における定着装置６０を、第２転写ユニット２４の一部とともに示す拡大構成図である。この第２変形例装置の定着装置６０は、裏面側加熱手段として、磁界発生手段６９の発する磁界によって定着ベルト６２を裏面側から加熱するものを用いている。具体的には、裏面側加熱手段は、図示しない強磁性体やこれに巻き付けられたコイルなどを有する磁界発生手段６９を備えている。この磁界発生手段６９は、定着ベルト６２の周方向における裏面全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域に、所定の間隙を介して対向するように配設されている。裏面側加熱手段は、上記コイルに電圧を供給する図示しない裏面加熱電源、定着ベルト６２の裏面温度を検知する裏面温度検知センサ、これによる検知結果に基づいて上記電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する裏面加熱制御回路等も備えている。
【００７１】
一方、定着ベルト６２は、図１３に示すように、３層構造になっている。裏面側に設けられた基材層６２ａと、これのおもて側に被覆されたアルミや銅などの金属材料からなる発熱体たる発熱層６２ｂと、これのおもて面側に被覆されたＰＴＦＥやＰＦＡ等からなる離型促進層６２ｃとの３層である。上記裏面加熱電源から磁界発生手段６９の上記コイルへの電源供給が行われると、磁界発生手段６９と定着ベルト６２との間に磁界が発生する。定着ベルト６２の発熱層６２ｂは、この磁界による電磁誘導で発熱する。磁界発生手段６９の発する磁界による電磁誘導で発熱層６２ｂを発熱させて、定着ベルト６２を加熱するのである。
【００７２】
かかる構成の本第２変形例装置においても、定着ベルト６２を非接触で裏面側から加熱することができる。また、輻射方式によって加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめつつ、ベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。よって、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避しつつ、輻射方式によって加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめ且つベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。
【００７３】
なお、第１中間転写体や第２中間転写体として、それぞれ複数のローラに張架されながら無端移動せしめられる中間転写ベルトを用いた例について説明したが、ローラやドラムなど、他の形状のものを用いてもよい。但し、それぞれ中間転写ベルトを用いる場合には、次のような利点がある。即ち、図２に示した２次転写ニップのように、一方のベルトを、他方のベルトの張架部材による張架部分に巻き付けるように変形させて張架することにより、かなり長い２次転写ニップを形成することができる。このことにより、４色トナー像と転写紙Ｐや第２中間転写ベルト１６との接触時間を長く確保できるため、プロセス線速を速めて画像形成時間の短縮化を図ることができる。また、両ベルトを様々な張架形状で配設することができるので、ローラやドラム形状のものを用いる場合に比べて、本体内のレイアウト自由度を高めることもできる。
【００７４】
また、像担持体としてドラム状の感光体を用いた例について説明したが、ベルト状の感光体など、他の方式のものを用いてもよい。また、粉体トナーではなく、トナーと液体キャリアとを含有する液体現像剤を用いる画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、１次転写、２次転写、３次転写を何れも静電転写にて行うプリンタについて説明したが、少なくとも何れか１つの転写を加熱転写によって行う画像形成装置にも本発明の適用が可能である。なお、加熱転写とは、第１中間転写体等の転写元と、第２中間転写体等の転写先とを加熱しながら密着せしめてトナー像を軟化させた後、両者を離間させることで、トナー像を転写元から転写先に転写する方式である。
【００７５】
以上、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、上記定着ニップを通過した後、転写紙Ｐに接触する前の定着ベルト６２をクリーニングするクリーニング手段たるクリーニングローラ６５を定着装置６０に設けている。よって、拍車や定着ベルト６２などといった案内部材に付着したトナーによって後続の転写紙Ｐを汚してしまうといった事態を容易に抑えることができる。
【００７６】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、転写紙Ｐに接触した後のベルト領域を加熱させるように、定着装置６０の裏面側加熱手段を構成している。かかる構成では、上述したように、定着ベルト６２に十分に密着させないままに転写紙Ｐの第１トナー像Ｉ１の軟化を開始させることによる画像の乱れを抑えることができる。
【００７７】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、裏面側加熱手段として、裏面加熱体６７を定着ベルトの裏面に接触させるものを用いている。かかる構成では、輻射によって定着ベルト６２の裏面を加熱するものを用いる場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめつつ、ベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。
【００７８】
また、第１変形例装置においては、裏面側加熱手段として、発光発熱体たるハロゲンランプ６８ａによってベルト裏面を非接触で加熱するものを用いている。かかる構成では、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避することができる。
【００７９】
また、第２変形例装置においては、裏面側加熱手段として、磁界発生手段６９の発する磁界による電磁誘導で定着ベルト６２の発熱層６２ｂを発熱させることで、定着ベルト６２を裏面側から加熱するものを用いている。かかる構成では、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避しつつ、輻射方式によって加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめ且つベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。
【００８０】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、０．９０〜０．９９の平均円形度のものを指定している。このことにより、安定した静電転写率を発揮して転写不足を抑えながら、転写チリをも抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００８１】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１８０の形状係数ＳＦ−１のものを指定しているので、転写不足と転写チリとをより抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００８２】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１９０の形状係数ＳＦ−２のものを指定しているので、転写不足と転写チリとを更に抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００８３】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、体積平均粒径Ｄｖを個数平均粒径Ｄｎで除算した値が１．０５〜１．３０であるものを指定しているので、安定した現像性能で現像された高画質の画像を得ることができる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１乃至１２の発明によれば、上述した（１）〜（５）の事項を何れも実現することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願人が開発中の新規な画像形成装置に用いるベルト定着方式の定着装置を示す概略構成図。
【図２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図４】同プリンタとパソコンとからなる画像形成システムを示す斜視図。
【図５】同プリンタの定着装置を、第２転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図６】同定着装置における裏面加熱体６７の周辺構成を、転写紙Ｐとともに示す拡大断面図。
【図７】転写紙Ｐの第１面に転写された第１トナー像が定着ベルトに密着せしめられてから加熱されることを説明する拡大断面図。
【図８】転写紙Ｐの第１面に転写された第１トナー像が定着ベルトに密着せしめられる前に加熱されてしまうことを説明する拡大断面図。
【図９】形状係数ＳＦ−１を説明するための模式図。
【図１０】形状係数ＳＦ−２を説明するための模式図。
【図１１】第１変形例装置における定着装置を、第２転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図１２】第２変形例装置における定着装置を、第２転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図１３】同第２変形例装置における磁界発生手段と定着ベルトとを示す拡大断面図。
【符号の説明】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 感光体（像担持体）
６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ プロセスカートリッジ（可視像形成手段の一部）
７ 露光装置（可視像形成手段の一部）
１５ 第１転写ユニット（両面転写手段の一部）
２４ 第２転写ユニット（両面転写手段の一部）
６０ 定着装置（定着手段）
６１ おもて面加熱ローラ６１（おもて面加熱体）
６２ 定着ベルト（ベルト部材）
６２ａ 発熱層（発熱体）
６４ ニップ裏側ローラ（張架部材）
６５ クリーニングローラ（クリーニング手段）
６６ 下側張架ローラ（両面転写手段の最も近くに配設された張架部材）
６７ 裏面加熱体
６８ａ ハロゲンランプ（発光発熱体）
６９ 磁界発生手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を形成するための画像形成方法、及びこれを用いる複写機やプリンタなどの画像形成装置に係り、詳しくは、いわゆるワンパス方式で転写紙等の記録体の両面に画像を形成する画像形成装置等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録体の両面に画像を形成する方式としては、いわゆるスイッチバック方式やワンパス方式などが知られている。スイッチバック方式は、転写手段と定着手段とを通過して一方の面に画像が形成された記録体を反転させた後、転写手段と定着手段とにスイッチバックさせて、もう一方の面にも画像を形成する方式である。これに対し、ワンパス方式は、両面転写手段によって両面に画像を転写した記録体を定着手段に通すことで、記録体をスイッチバックさせることなくその両面に画像を形成する。ワンパス方式は、次の点でスイッチバック方式よりも優れている。即ち、スイッチバック用の複雑な機構を設けることによるコストアップ、スイッチバックによる画像形成時間の長期化、定着手段による加熱でカールさせた記録体をスイッチバックさせることによるジャムを、何れも回避し得る点である。
【０００３】
しかしながら、かかるワンパス方式においては、両面転写後の記録体を両面転写手段から定着手段に送る際に、画像を乱し易いという不具合があった。かかる画像の乱れは次のようにして生ずる。即ち、両面転写手段から離間した記録体が定着手段に受け渡される際に、記録体の両面に存在する未定着画像のうち、何れか一方が両面転写手段と定着手段内部との間に配設されたガイド部材などに摺擦して乱れてしまうのである。
【０００４】
そこで、特許文献１において、周面に複数の突起を有する従動回転可能な拍車を両面転写手段と定着手段との間に設け、これによって両面転写手段から定着手段に向けて記録体をガイドさせるようにした画像形成装置が提案されている。特許文献１では、この画像形成装置によって次のようなことが実現可能であるとしている。即ち、記録体の裏面に突起を刺した状態の上記拍車を記録体の移動に伴って従動回転させることで、その裏面の画像を乱すことなく記録体を両面転写手段から定着手段に案内することができるとしている。
【０００５】
ところが、上記拍車の突起がたとえ鋭利なものであっても、それを突き刺してしまえば、未定着の画像は少なからず乱れることになる。更には、複数の突起が設けられた複雑な形状の拍車を記録体通過毎にクリーニングするのは極めて困難であるため、突起に付着したトナーが後続の記録体に転移して画像を乱してしまう可能性が高い。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１４２８６９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、ワンパス方式と、いわゆるベルト定着方式とを併用するといった新規な構成の画像形成装置を開発中である。図１は、この画像形成装置に用いるベルト定着方式の定着装置を示す概略構成図である。同図において、定着手段たる定着装置６０は、おもて面加熱ローラ６１、無端状のベルト部材たる定着ベルト６２、裏面加熱ローラ６３、ニップ裏側ローラ６４、クリーニングローラ６５などを有している。定着ベルト６２は、裏面加熱ローラ６３とニップ裏側ローラ６４とによって裏面から支持されながら、所定の張力で張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられるニップ裏側ローラ６４の駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
【０００８】
上記おもて面加熱ローラ６１、裏面加熱ローラ６３は、それぞれ、図示しない支持手段によって回転自在に支持される金属製のパイプ部材６１ａ、６３ａと、その内部に回転不能に配設されたハロゲンランプ６１ｂ、６３ｂとを有している。パイプ部材６１ａ、６３ａは、それぞれ発熱源たるハロゲンランプ６１ｂ、６３ｂからの輻射によって内面から加熱される。おもて面加熱ローラ６１は、後述のニップ裏側ローラ６４との間に定着ベルト６２を挟み込むように定着ベルト６２のおもて面に当接して定着ニップを形成している。そして、この定着ニップにおいて、パイプ部材６１ｂからの熱伝導によって定着ベルト６２をおもて面から加熱する。また、裏面加熱ローラ６３は、その張架位置にさしかかった定着ベルト６２の裏面を、パイプ部材６３ｂからの熱伝導によって加熱する。
【０００９】
上記ニップ裏側ローラ６４は、金属製の芯金６４ｂと、これに被覆されたゴム等からなる肉厚の弾性層６４ａとを有している。そして、定着ベルト６２を介したおもて面加熱ローラ６３からの押圧によって肉厚の弾性層６４ａを柔軟に弾性変形させることで、上述の定着ニップをベルト周方向においてより大きく形成する役割を担っている。
【００１０】
図示しない両面転写手段によって両面にそれぞれトナー像が転写された記録体たる転写紙Ｐは、両面転写手段によって図中下方から定着手段６０に向けて搬送される。そして、その先端を、定着ベルト６２の周方向における全領域のうち、裏面加熱ローラ６３による張架箇所と、上記定着ニップとの間の領域に突き当てた後、定着ベルト６２に徐々に密着しながら、上記定着ニップに向けて搬送される。定着ニップに至ると、裏面加熱ローラ６３によって昇温せしめられている定着ベルト６２に片面側が強く密着せしめられて加熱されると同時に、もう片面側がおもて面加熱ローラ６１に強く密着せしめられて加熱される。定着ニップで両面側から加熱されるのである。このような両面側からの加熱により、転写紙Ｐの両面に存在するトナー像が、それぞれ加熱及び加圧されてそれぞれの面に定着せしめられる。
【００１１】
上記定着ニップを通過した転写紙Ｐは、定着ベルト６２やおもて面加熱ローラ６１の表面移動に伴って図示しない排紙路に送られた後、機外へと排出される。また、定着ニップを通過した後の定着ベルト６２の表面に付着している少量の定着残トナー（オフセットトナー）は、クリーニングバイアスが印加されているクリーニングローラ６５によって静電的にベルトおもて面から除去される。
【００１２】
このような定着装置６０と、ワンパス方式とを併用した構成では、定着ベルト６２が表面移動しながら転写紙Ｐに接触することで、トナー像を擦ることなく転写紙Ｐを定着ニップに向けて案内することができる。よって、未定着のトナー像を擦ることによる画像の乱れを抑えることができる。また、定着ベルト６２については、上記特許文献１に記載の拍車とは異なり、たとえオフセット等によるトナー汚れが生じたとしても、図１に示したクリーニングローラ６５などといった公知の手段で容易にクリーニングすることができる。よって、拍車や定着ベルト６２などの案内部材に付着したトナーによって後続の転写紙Ｐを汚してしまうといった事態を容易に抑えることが可能になる。
【００１３】
ところが、図１に示した定着装置６０では、図示しない両面転写手段のすぐ近くに配設されている裏面加熱ローラ６３が、両面転写手段を加熱することで種々の悪影響を引き起こすことが本発明者の鋭意研究によって明らかになった。具体的には、例えば、両面転写手段として、中間転写ベルト上のトナー像を転写紙に転写するものを用いると、裏面加熱ローラ６３からの熱によって中間転写ベルトやこれを張架する張架ローラの寸法を微妙に変化させてしまう。そして、これらの変化により、中間転写ベルトの表面移動に微妙な速度変動を引き起こして画像を乱してしまう。
【００１４】
このように両面転写手段を定着手段によって加熱してしまうことによる悪影響を抑える方法として、次のような構成を採用することが考えられる。即ち、図示の裏面加熱ローラ６３については熱源を設けない単なる張架ローラにする一方で、ニップ裏側ローラ６４に熱源を設け、これによって定着ベルト６２の裏面を加熱するのである。そうすれば、定着手段内の熱源を両面転写手段からより遠ざけて、定着手段から両面転写手段への熱伝導を抑えることができる。しかしながら、上述したように、ニップ裏側ローラ６４には、肉厚の弾性層６４ａの弾性変形によって大きな定着ニップを形成させるという役割を担わせている。このような肉厚の弾性層６４ａの下側に熱源を設けてしまうと、定着装置６０を大型化してしまう。また、一般に金属材料よりも熱伝導率が悪い肉厚の弾性層６４ａに多量に蓄熱させるので、エネルギー効率を悪くしてしまう。
【００１５】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次に列記する（１）〜（５）の事項を何れも実現することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
（１）記録体を両面転写手段から定着手段に送る際に未定着のトナー像を擦ってしまうことによる画像の乱れを抑える。
（２）記録体を両面転写手段から定着手段の定着ニップに案内する案内部材に付着したトナーを後続の記録体に転移させることによる画像の乱れを容易に抑えることが可能になる。
（３）ベルト部材を張架する複数の張架部材のうち、定着ニップでベルト部材の裏面を支持するニップ裏側張架部材（例えばニップ裏側ローラ６４）を、弾性変形させてより大きい定着ニップを形成する。
（４）熱源を設けた上記ニップ裏側張架部材によってベルト部材を裏面側から加熱することによる定着手段の大型化やエネルギー効率の悪化を回避する。
（５）両面転写手段を定着手段によって加熱してしまうことによる画像への悪影響を抑える。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体の表面にトナー像を形成する可視像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体の両面に転写する両面転写手段と、該記録体の両面にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、上記定着手段が、無端移動するベルト部材と、これを裏面から支持しながら張架する複数の張架部材と、該ベルト部材のおもて面に当接して定着ニップを形成しながら該おもて面を加熱するおもて面加熱体と、該ベルト部材を裏面側から加熱する裏面側加熱手段とを有し、該記録体を該定着ニップに挟み込んでその両面にトナー像の定着処理を施し、且つ、該ベルト部材の周方向における全領域のうち、上記両面転写手段の最も近くに配設された該張架部材による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達するまでの領域を加熱するように該裏面側加熱手段が構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記定着ニップを通過した後、上記記録体に接触する前の上記ベルト部材をクリーニングするクリーニング手段を、上記定着手段に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記記録体に接触した後のベルト領域を加熱させるように、上記裏面加熱手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記裏面加熱手段として、裏面加熱体を上記ベルト部材の裏面に接触させるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記裏面加熱手段として、発光発熱体によって上記ベルト部材の裏面を非接触で加熱するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記裏面加熱手段として磁界発生手段を有するものを用いるとともに、上記ベルト部材として発熱体を有するものを用い、該磁界発生手段の発する磁界による電磁誘導で該発熱体を発熱させて、該ベルト部材を加熱させるようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いられるトナーを収容するトナー収容手段を備え、該トナー収容手段が、０．９０〜０．９９の平均円形度のトナーを収容していることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、０．９０〜０．９９の平均円形度のものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１８０の形状係数ＳＦ−１のものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１９０の形状係数ＳＦ−２のものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置であって、上記トナー像の形成に用いるトナーとして、体積平均粒径Ｄｖを個数平均粒径Ｄｎで除算した値が１．０５〜１．３０であるものが指定されていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、像担持体の表面にトナー像を形成する像形成工程と、該像担持体上のトナー像を記録体の両面に転写する両面転写工程と、該記録体の両面に転写されたトナー像を該両面に定着せしめる定着工程とを実施して、該記録体に画像を形成する画像形成方法であって、上記定着工程において、ベルト部材を複数の張架部材によって裏面から支持しながら張架する工程と、張架した該ベルト部材を無端移動させる工程と、該ベルト部材のおもて面におもて面加熱体を当接させて定着ニップを形成しながら該おもて面を加熱する工程と、該ベルト部材を裏面側から加熱する裏面側加熱工程と、該記録体を該定着ニップに挟み込んでその両面にトナー像の定着処理を施す工程とを実施し、且つ、該裏面側加熱工程において、該ベルト部材の周方向における全領域のうち、上記両面転写手段の最も近くに配設された該張架部材による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域を加熱することを特徴とするものである。
【００１７】
これらの発明においては、定着手段のベルト部材が、両面転写手段から送られてくる記録体に追従するように無端移動することで、記録体との摺擦を抑えながら記録体を定着ニップに向けて案内する。そして、このことにより、記録体を両面転写手段から定着手段に送る際に未定着のトナー像を擦ってしまうことによる画像の乱れを抑えることができる。
また、たとえ未定着のトナー像のトナーを付着させたり、定着ニップでトナーをオフセットさせたりしてベルト部材を汚したとしても、クリーニングブレードやクリーニングローラなどといった公知のクリーニング手段によってベルト部材を容易にクリーニングすることができる。このため、案内部材として機能するベルト部材に付着したトナーを後続の記録体に転移させることによる画像の乱れを容易に抑えることができる。
また、ベルト部材を裏面側から加熱する裏面加熱手段として、定着ニップの裏側でベルト部材を加熱するものでなく、定着ニップとは異なる位置でベルト部材を加熱するものを用いるので、定着ニップでベルト部材の裏面を支持するニップ裏側張架部材に熱源を設ける必要がない。このため、ニップ裏側張架部材に設けた肉厚の弾性層を柔軟に弾性変形させてより大きい定着ニップを形成することができる。更には、熱源を設けたニップ裏側張架部材によってベルト部材を裏面側から加熱することによる定着手段の大型化やエネルギー効率の悪化を回避することができる。
また、両面転写手段の最も近くに配設された張架部材による張架位置を通過した後のベルト部材の領域を加熱するように裏面側加熱手段を構成したことで、上記張架位置でベルト部材を加熱する図１に示した定着装置（６０）に比べて、熱源を両面転写手段から遠ざけることができる。そして、このことにより、両面転写手段を定着手段によって加熱してしまうことによる画像への悪影響を抑えることができる。
よって、上述した（１）〜（５）の事項を、何れも実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本プリンタの概略構成図であり、プリンタをその正面方向から示している。同図において、プリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図３に示すように、像担持体たるドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置３Ｙ、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。感光体１Ｙは、直径３０〜１００［ｍｍ］のアルミ製円筒に、光導電性物質である有機半導体の表面層が被覆されている。アモルファスシリコン性の表面層が被覆されたものであってもよい。また、ドラム状ではなく、ベルト状のものであってもよい。帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、後述の露光装置（７）から発せられるレーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。かかる構成のプロセスカートリッジ６Ｙは、露光装置（７）とともに、像担持体たる感光体１Ｙの表面にトナー像を形成する像形成工程を実施している。よって、本プリンタ１００においては、各プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、それぞれ露光装置（７）との組合せにより、像担持体の表面にトナー像を形成する可視像形成手段として機能している。
【００１９】
上記感光体１Ｙ上で現像されたＹトナー像は、後述の第１中間転写ベルト８上に１次転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、１次転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置３Ｙは、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ，Ｃ，Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＭ，Ｃ，Ｋトナー像が形成され、第１中間転写ベルト８上に１次転写される。なお、現像装置（５Ｙ等）は、トナーと磁性キャリアとを含有する２成分現像剤を用いるものでも、トナー粉体だけを用いるものでもよい。
【００２０】
先に示した図２において、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中下方には露光装置７が配設され、その図中左側方には画像データ処理装置Ｅ１が配設されている。画像データ処理装置Ｅ１は、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報信号に基づいて、露光走査制御信号を生成して露光装置７に送る。潜像形成手段たる露光装置７は、この露光走査制御信号に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるそれぞれの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに照射する。この照射を受けて露光された感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。かかる構成の露光装置７に代えて、ＬＥＤアレイからのＬＥＤ光を照射する露光手段を採用しても良い。また、露光装置７の筐体には、その上方に配設された各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから落下してくるトナーによる内部部品の汚染を防止するために、図示しないシール部材が設けられている。
【００２１】
上記露光装置７の図中下側には、第１給紙ローラ２８を有する第１紙カセット２５と、第２給紙ローラ２９を有する第２紙カセット２６とが、鉛直方向に並ぶように配設されている。これらカセットはそれぞれ内部に記録体たる転写紙Ｐを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容している。第２紙カセット２６の図中右側方には、手差し給紙ローラ３０を有する手差しトレイ２５が、プリンタ本体の筐体内でなく、筐体の側面から延出するように設けられており、この上にも転写束が載置される。
【００２２】
２つの給紙カセット（２５，２６）と、上記手差しトレイ２５との間には、レジストローラ対３１を有する給紙路３２や、これに合流する給紙案内路３３が配設されている。給紙案内路３３は、搬送ローラ対３４を有している。第１給紙ローラ２８、第２給紙ローラ２９は、それぞれ上記第１紙カセット２５、第２紙カセット２６内に収容されている転写紙束の一番の転写紙Ｐに当接している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、一番上の転写紙Ｐを給紙路３２に向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、給紙路３２の末端付近に配設されたレジストローラ対３１の第１レジストローラ３１ａと第２レジストローラ３１ｂとの間に挟まれる。レジストローラ対３１は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを互いに順方向に回転駆動させるが、ローラ間に記録体を挟み込むとすぐに両ローラの回転を一旦停止させる。そして、適切なタイミングで回転を再開して転写紙Ｐを後述の２次転写ニップに向けて送り出す。タイミングローラ対として機能しているのである。
【００２３】
上記手差し給紙ローラ３０は、上記手差しトレイ２７に載置されている転写紙束の一番上の転写紙Ｐに当接している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、その一番上の転写紙Ｐを給紙案内路３３に向けて送り出す。送り出された転写紙Ｐは、図示しない駆動手段によって互いに当接しながら順方向に回転せしめられる搬送ローラ対３４のローラ間を経由して給紙路３２の末端付近に至る。そして、第１レジストローラ３１ａと第２レジストローラ３１ｂとの間に挟まれる。
【００２４】
各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像は、両面転写手段による転写工程を経る。この両面転写手段は、第１転写ユニット１５と第２転写ユニット２４とを有している。第１転写ユニット１５は、上述のプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方に配設されており、第１中間転写ベルト８、４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、第１クリーニング装置１０などを備えている。また、２次転写バックアップローラ１２、第１クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。第１中間転写体たる第１中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。転写バイアス部材たる４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、このように無端移動せしめられる第１中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、図示しない電源により、トナーとは逆極性（例えばプラス）の１次転写バイアスを第１中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）に印加する。これら４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他に配設された上述の３つのローラは、全て電気的に接地されている。
【００２５】
上記第１中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく。各１次転写ニップでは、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像がニップ圧や１次転写バイアスの影響を受けて重ね合わせて１次転写される。これにより、第１中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。第１中間転写ベルト８を張架している２次転写バックアップローラ１２は、後述の第２中間転写ベルト１６に食い込むような配設位置になっている。このような食い込み配置により、第１中間転写ベルト８と第２中間転写ベルト１６とをそれぞれ周長方向に広く当接させる２次転写ニップが形成されている。この２次転写ニップでは、第１転写ベルト８と第２中間転写ベルト１６とが、それぞれ互いの表面を同方向に移動させながら当接させる。第１中間転写ベルト８上に形成された可視像たる４色トナー像は、２次転写ニップで第２中間転写ベルト１６あるいは転写紙Ｐに２次転写される。なお、バイアス印加方式の４つの１次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに代えて、電極から放電させるチャージャ方式のものを用いてもよい。なお、第１中間転写ベルト８は、ゴムを基体にした無端状のベルトであり、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからのトナー像の静電転写を行うのに適した電気抵抗値に調整されている。樹脂フィルム層（例えばポリイミド層）とゴム層（例えばウレタンゴム層）とからなる２層構造やそれ以上の多層構造のものを使用してもよい。第１中間転写ベルト８の表面硬度としては６５［度］以下が望ましく、本プリンタ１００では、ＪＩＳ−Ａ硬度で５０［度］の第１中間転写ベルト８を用いている。
【００２６】
上記２次転写ニップを通過した後の第１中間転写ベルト８には、第２中間転写ベルト１６あるいは転写紙Ｐに２次転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、第１クリーニング装置１０によってクリーニングされる。具体的には、第１中間転写ベルト８は、そのループ外面（おもて面）側に当接するように配設された第１クリーニング装置１０と、そのループ内面側に配設された第１クリーニングバックアップローラ１３との間に挟まれる。そして、おもて面上の転写残トナーが第１クリーニング装置１０に機械的あるいは静電的に回収されてクリーニングされる。
【００２７】
上記両面転写手段の第２転写ユニット２４は、上記第１転写ユニット１５の図中右側方に配設されており、第２中間転写ベルト１６、第２クリーニング装置１８、転写チャージャ２３などを備えている。また、２次転写ローラ１７、ニップ拡張ローラ１９、テンションローラ２０、バックアップローラ２１なども備えている。第２中間転写ベルト１６は、これら４つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。上述した第１転写ユニット１５の２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１７とニップ拡張ローラ１９との間の第２中間転写ベルト１６架橋部分に食い込んで２次転写ニップを形成している。転写バイアス部材たる２次転写ローラ１７は、金属製ローラか、あるいは芯金に導電性のゴム層が被覆されたローラで、図示しない電源によってトナーと反対極性（例えばプラス極性）の２次転写バイアスが供給される。第２転写ユニット２４におけるこれ以外のローラは全て接地されている。
【００２８】
上述のレジストローラ対３１は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、第１中間転写ベルト８上に１次転写された上記４色トナー像に密着させ得るタイミングで上記２次転写ニップに向けて送り出す。但し、この４色トナー像が、転写紙Ｐの第１面（後述のスタック部４０上で上を向く面）に転写されるべき第１トナー像である場合には、転写紙Ｐを送り出さない。よって、このとき、第１中間転写ベルト８上の第１トナー像は、２次転写ニップでニップ圧や２次転写バイアスの作用を受けて第２中間転写ベルト１６上に２次転写される。これに対し、第１中間転写ベルト８上の４色トナー像が転写紙Ｐの第２面（スタック部４０上で下を向く面）に転写されるべき第２トナー像である場合には、レジストローラ対３１は、この第２トナー像に同期させて転写紙Ｐを送り出す。よって、第２トナー像は、２次転写ニップで転写紙Ｐの第２面（後述のスタック部４０上で下を向く面）に２次転写され、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。このとき、先に第２中間転写ベルト１６に転写されていた第１トナー像は、２次転写ニップに送り込まれた転写紙Ｐの第１面に密着せしめられる。但し、この第１トナー像は、２次転写バイアスの作用によってベルト側に引き寄せられるため、転写紙Ｐの第１面に密着しているが、そこに２次転写されるわけではない。
【００２９】
上記第１転写ユニット１５において、２次転写バックアップローラ１２は、第１中間転写ベルト８を、その移動方向をほぼ反転させるような形状で張架している。そして、移動方向を反転させつつある第１中間転写ベルト部分を第２中間転写ベルト１６に当接させて２次転写ニップを形成している。よって、２次転写ニップの出口では、第１中間転写ベルト８が転写紙Ｐから離間し、転写紙Ｐが第２中間転写ベルト１６の表面だけに保持されて搬送されるようになる。そして、第２転写ユニット２４内において、第２中間転写ベルト１６の無端移動に伴って、３次転写部に送られる。第２転写ユニット２４の３次転写部では、第２中間転写ベルト１６のバックアップローラ２１による張架部分に対し、転写チャージャ２３が所定の間隙を介して対向するように配設されている。第２中間転写ベルト１６上の転写紙Ｐは、転写チャージャ２３によって第２面側にトナーと反対極性（例えばプラス極性）の電荷が付与される。これにより、転写紙Ｐの第１面と第２中間転写ベルト１６との間に挟まれていた第１トナー像が転写紙Ｐの第１面に３次転写されてフルカラー画像になる。なお、第２中間転写ベルト１６は、５０〜６００［μｍ］程度の厚みの樹脂（例えばポリイミド）製基体を有する無端状のベルトであり、第１中間転写ベルト８からのトナー像の２次転写を行うのに適した電気抵抗値に調整されている。
【００３０】
以上のように、２つの転写ユニット（１５，２４）を有する両面転写手段は、転写紙Ｐに対して上記２次転写ニップで第２面に第２トナー像を前段転写した後、上記３次転写部でその第１面に第１トナー像を後段転写するようになっている。なお、１次転写バイアスや２次転写バイアスが印加される部材として、ローラ（９，１７）ではなく、ブラシなど他の形状のものを用いてもよい。また、転写バイアスを部材に印加する静電転写方式ではなく、非接触放電式を採用してもよい。
【００３１】
上記第２転写ユニット２４において、３次転写によって両面転写工程が完了した転写紙Ｐは、第２中間転写ベルト１６から分離されて後述の定着装置６０に送られる。一方、上記３次転写部を通過した後の第２中間転写ベルト１６は、バックアップローラ２１と第２クリーニング装置１８との間に挟み込まれて、表面の転写残トナーが機械的又は静電的にクリーニングされる。この第２クリーニング装置１８が第２中間転写ベルト１６に常に当接していると、第２中間転写ベルト１６上に２次転写された第１トナー像もクリーニングしてしまうことになる。そこで、第２クリーニング装置１８は、図示しない揺動機構によって揺動軸１８ａを中心に図中矢印方向に揺動せしめられることで、第２中間転写ベルト１６に接離するようになっている。そして、少なくともそのクリーニング位置を第１トナー像が通過する間は、第２中間転写ベルト１６から離間して、第１トナー像のクリーニングを回避する。
【００３２】
上記第２転写ユニット２４の図中上方には、定着手段たる定着装置６０が配設されている。上記両面転写手段によって両面にトナー像たるフルカラー画像が転写された転写紙Ｐは、この定着装置６０に送られてフルカラー画像の定着処理が施される。定着装置６０は、記録体たる転写紙Ｐの両面に転写されたトナー像をその両面に定着せしめる定着工程を実施しているのである。
【００３３】
両面のフルカラー画像に定着処理が施された転写紙Ｐは、反転ガイド部材３６に沿って反転せしめられた後、排紙ローラ対３７を経て機外へと排出される。そして、プリンタ本体の筺体の上面に形成されたスタック部４０にスタックされる。
【００３４】
以上のようにして、本プリンタ１００は、転写紙Ｐを２次転写ニップからこれよりもベルト移動方向下流側に搬送する過程で、転写紙Ｐに対して上記両面転写手段によってその両面側からトナー像の転写処理を施す。よって、転写紙Ｐの両面に対してワンパス方式での画像形成を行うことができる。また、転写紙Ｐを像担持体たる感光体（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に直接接触させることがないので、感光体への紙粉の付着を抑えることができる。なお、本プリンタ１００のように、感光体等の像担持体を複数並べて配設し、それぞれで形成した可視像を連続的に重ね合わせ転写して多色画像等の重ね合わせ画像を形成する方式をタンデム方式という。これに対し、１つの像担持体に可視像を形成して中間転写体に転写した後、再び像担持体に可視像を形成して中間転写体上の可視像に重ね合わせ転写する工程を繰り返して重ね合わせ画像を形成する方式もある。この方式では、可視像の形成、転写という工程を繰り返し行わなくてはならない。一方、タンデム方式では、重ね合わせ転写すべき複数の可視像をそれぞれに対応する像担持体上でほぼ同時に形成することができるので、画像形成時間を大幅に短縮することができる。
【００３５】
上述したように、上記第１トナー像は上記第２トナー像に先行して形成される。そして、２次転写ニップで第１中間転写ベルト８から第２中間転写ベルト１６に２次転写された後、上記３次転写部で転写紙の第１面に３次転写される。この第１面とは、上記スタック部４０で上方を向く面である。よって、スタック部４０にスタックされる転写紙Ｐは、先行して形成された第１トナー像を上に向け、且つその後に形成された第２トナー像を上に向けた状態で順次スタックされていく。本プリンタ１００は、このようにスタックされていく転写紙Ｐの頁番号を小さい方から順に揃えるべく、奇数、偶数と連続する２つの頁番号の画像について、頁番号の大きい方を先に上記第１トナー像として形成する。例えば１頁目の画像に先行して２頁目の画像を第１トナー像として形成するのである。そうすると、数頁にわたる原稿を連続して出力しても、スタック部４０において、頁番号を下から順に揃えることが可能になる。但し、転写紙Ｐの第２面だけに画像を形成する片面プリントモードを実行する際には、頁番号の小さい画像から順に形成していき、それぞれ転写紙Ｐの第２面に２次転写せしめる。このことにより、片面プリントモードにおいても、スタック部４０で頁番号を下から順に揃えることができる。
【００３６】
４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて、上記第２トナー像用に形成される各色トナー像は非鏡像（以下、正像という）として形成される。これは、形成された各色トナー像が、１次転写、２次転写という２回の転写工程を経て転写紙Ｐに至る過程で鏡像、正像と変化するからである。各感光体上で正像として形成されることで、転写紙Ｐの第２面においても正像になるのである。これに対し、第１トナー像用に形成される各色トナー像は、３次転写まで行われるため、第２トナー像よりも転写工程が１回多くなる。よって、各感光体上で鏡像として形成される。このことにより、転写毎に正像、鏡像、正像と変化して、転写紙Ｐの第１面において正像となることができる。
【００３７】
上述の第１転写ユニット１５の図中上方には、ボトル収容器５４が配設されている。このボトル収容器５４内には、各プロセスカートリッジ（６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内の現像器に補給するためのトナーを内包するトナーボトルＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが収められている。
【００３８】
本プリンタ１００は、図４に示すように、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）２００などから送られてくる画像情報信号に基づいて画像を形成する。図４では、パソコン２００とプリンタ１００とを通信ケーブルによって接続した画像形成システムの例を示したが、無線方式による接続を採用してもよい。プリンタ本体の前面左隅には、タッチパネル等からなる操作表示器５１が固定されている。ユーザーは、この操作表示器５１のディスプレイに現れるガイド表示に従って、作像プロセス条件や用紙条件等の各種パラメータを入力することができる。上述の片面プリントモードと、両面プリントモードとの切替については、この操作表示器５１に用意されているモード切替ボタンを操作することによって行う。また、紙種の選択（紙収容カセットの選択）も、この操作表示器５１に対する操作によって行う。但し、これらモードの切替や紙種の選択については、パーソナルコンピュータ２００から設定信号を送信させることによっても行うことができる。
【００３９】
プリンタ本体の前面には、前扉５２が開閉自在に設けられている。前扉５２が開かれると、図示しない上記第１転写ユニット（１５）を支持する支持体５３が大きく露出する。この支持体５３は、図示しないガイドレール上をプリンタ本体の前後方向にスライド移動可能に構成され、プリンタ本体内から前面側に向けて引き出されることで、上記第１転写ユニット（１５）を露出させる。そして、この露出により、上記第１転写ユニットの保守点検作業を容易にしている。また、前扉５２が開かれると、支持体５３の上方に配設されたボトル収容器５４内のトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫの端面が露出する。それぞれ端面を露出させたトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫは、ボトル収容器５４に対してプリンタ前後方向に着脱可能される。前扉５２を開けば、プリンタ本体に対するトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫの前後方向への着脱が可能になる構成である。スタック部４０が形成されているプリンタ本体上面を開閉自在な上扉とし、これを開いてトナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫを上下方向に着脱するといった構成ではない。このため、オプションの図示しないスキャナ装置をプリンタ１００の上方に配設してコピー機を構成する場合でも、トナーボトルＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＫを着脱することができる。上述の第１紙カセット２５、第２紙カセット２６は、前扉５２の下方に配設され、前後方向のスライド移動によってプリンタ本体から着脱されるように構成されている。前扉５２を開いても、第１紙カセット２５、第２紙カセット２６の着脱や、操作表示器５１への入力の操作性を損ねることはない。
【００４０】
次に、本実施形態に係るプリンタ１００の特徴的な構成について説明する。
図５は、上記定着装置６０を、上記第２転写ユニット２４の一部とともに示す拡大構成図である。同図において、定着装置６０は、おもて面加熱ローラ６１、無端状のベルト部材たる定着ベルト６２、下側張架ローラ６６、ニップ裏側ローラ６４、クリーニングローラ６５、裏面加熱体６７などを有している。
【００４１】
上記定着ベルト６２は、張架部材たる下側張架ローラ６６及びニップ裏側ローラ６４によって裏面から支持されながら、所定の張力で張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられるニップ裏側ローラ６４の駆動によって図中時計回りに無端移動せしめられる。定着ベルト６２の材料としては、耐熱性及び耐久性に優れたものを用いることが望ましい。後述する理由により、おもて面及び裏面からそれぞれ加熱されて１４０〜１８０［℃］程度まで昇温せしめられるからである。耐熱性及び耐久性に優れた材料としては、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテール共重合体樹脂）などである。また、定着ベルト６２の構造については、単層、多層の何れでも良いが、少なくともそのおもて面には、トナー離型性に優れた材料を用いることが望ましい。転写紙Ｐの第１面からの第１トナー像の部分的なオフセットを抑える目的からである。おもて面に適した材料としては、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）やＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電材を添加した厚み１０［μｍ］程度のコート層などである。また、フッ素ゴムやシリコンゴム等でもよい。また、定着ベルト６２の厚みについては、１００［μｍ］以下、好ましくは４０［μｍ］以下にするのがよい。
【００４２】
上記おもて面加熱ローラ６１は、図示しない支持手段によって回転自在に支持される金属製のパイプ部材６１ａと、その内部に回転不能に配設されたハロゲンランプ６１ｂとを有している。パイプ部材６１ａは、発熱源たるハロゲンランプ６１ｂからの輻射によって内面から加熱される。また、後述のニップ裏側ローラ６４との間に定着ベルト６２を挟み込むように定着ベルト６２のおもて面に当接して定着ニップを形成している。そして、この定着ニップにおいて、熱伝導によって定着ベルト６２をおもて面から加熱する。定着装置６０は、図示しないランプ電源、おもて面温度検知センサ、おもて面加熱制御回路なども有している。ランプ電源は、ハロゲンランプ６１Ｂに電圧を供給するものである。また、上記おもて面温度検知センサは、定着ニップを通過した直後における定着ベルト６２のおもて面の温度を検知して、検知結果に対応する温度信号を出力するものである。また、上記おもて面加熱制御回路は、上記おもて面温度検知センサからの温度信号に基づいて、上記ランプ電源からハロゲンランプ６１ｂへの電源供給をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。このＯＮ／ＯＦＦ制御により、定着ニップを通過した直後における定着ベルト６２のおもて面の温度が所定の範囲（例えば１６０〜１８０℃など）内に制御される。
【００４３】
上記ニップ裏側ローラ６４は、金属製の芯金６４ｂと、これに被覆されたゴム等からなる肉厚の弾性層６４ａとを有している。そして、定着ベルト６２を介したおもて面加熱ローラ６３からの押圧によって肉厚の弾性層６４ａを柔軟に弾性変形させることで、上記定着ニップをベルト周方向においてより大きく形成する役割を担っている。
【００４４】
上記下側張架ローラ６６は、金属製の芯金６６ｂと、これに被覆されたゴム等からなる弾性層６６ａとを有している。そして、定着ベルト６２の無端移動に伴って、図中時計回りに従動回転する。
【００４５】
上記裏面加熱体６７は、定着装置６０の裏面側加熱手段の一部を構成している。この裏面側加熱手段は、ベルト部材たる定着ベルト６２を裏面（ループ内面）側から加熱する手段である。裏面加熱体６７の他、これに電圧を供給する図示しない裏面加熱電源、定着ベルト６２の裏面温度を検知する図示しない裏面温度検知センサ、これによる検知結果に基づいて上記電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する裏面加熱制御回路などを有している。裏面加熱体６７は、定着ベルト６２の周方向における裏面全領域のうち、次の領域に当接するように配設されている。即ち、上記両面転写手段の一部である第２転写ユニット２４の最も近くに配設された下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域である。そして、内部に配設されている図示しない抵抗発熱体からの熱を接触伝導させてこの領域を加熱する。
【００４６】
図示しない上記裏面温度検知センサは、上記裏面加熱体６７との接触位置を通過した直後における定着ベルト６２の裏面温度を検知するように配設されている。また、上記裏面温度制御回路は、この裏面温度検知センサからの温度信号に基づいて、上記裏面加熱電源から裏面加熱体６７への電源供給をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。このＯＮ／ＯＦＦ制御により、裏面加熱体６７を通過した直後における定着ベルト６２の裏面温度が所定の範囲（例えば１６０〜１８０℃など）内に制御される。
【００４７】
上記両面転写手段によって両面にそれぞれフルカラー画像が転写された転写紙Ｐは、第２転写ユニット２４の第２中間転写ベルト１６によって図中下方から定着手段６０に向けて搬送される。そして、その先端を、定着ベルト６２の周方向における全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架箇所と、上記定着ニップとの間の領域に突き当てた後、定着ベルト６２に徐々に密着しながら、上記定着ニップに向けて搬送される。定着ニップに至ると、裏面加熱体６７によって昇温せしめられている定着ベルト６２に第１面が強く密着せしめられて加熱されると同時に、第２面がおもて面加熱ローラ６１に強く密着せしめられて加熱される。定着ニップで両面側から加熱されるのである。このような両面側からの加熱により、転写紙Ｐの両面に存在する図示しないフルカラー画像が、それぞれ加熱及び加圧されてそれぞれの面に定着せしめられる。
【００４８】
上記クリーニングローラ６５は、金属製の芯金６５ｂと、これに被覆された弾性層６５ａとを有しており、定着ニップを通過した直後の定着ベルト６２のおもて面に当接しながら図中反時計回りに回転するように配設されている。弾性層６５ａは、表面粗さ（Ｒｚ）が定着ベルト６２のおもて面よりも粗くなっている。定着ニップを通過した後の定着ベルト６２のおもて面に付着している少量の定着残トナー（オフセットトナーなど）は、加熱によって柔らかくなっているため、おもて面から、より表面の粗いクリーニングローラ６５に転移する。この転移により、定着ベルト６２のおもて面に付着したトナーがクリーニングされる。なお、クリーニング手段たるクリーニングローラ６５の表面に転移したと定着残トナーは、クリーニングローラ６５に当接する図示しないクリーニングブレードによって除去される。なお、本プリンタ（１００）においては、上記第２転写ユニット２４の第２中間転写ベルト１６の線速と、定着装置６０の定着ベルト６２の線速とが等しく設定されている。
【００４９】
以上の構成の本プリンタ（１００）においては、第２転写ユニット２４の第２中間転写ベルト１６によって定着装置６０に向けて搬送される転写紙Ｐに対し、定着ベルト６２が表面移動しながら転写紙Ｐに接触する。そして、転写紙Ｐの第１面の上記第１トナー像を擦ることなく、転写紙Ｐを定着ニップに向けて案内する。よって、未定着のトナー像を擦ることによる画像の乱れを抑えることができる。
【００５０】
また、定着ベルト６２については、上記特許文献１に記載の拍車とは異なり、たとえオフセット等によるトナー汚れが生じたとしても、クリーニングローラ６５などといった公知の手段で容易にクリーニングすることができる。よって、拍車や定着ベルト６２などの案内部材に付着したトナーによって後続の転写紙Ｐを汚してしまうといった事態を容易に抑えることができる。
【００５１】
また、定着ベルト６２を裏面側から加熱する裏面側加熱手段として、定着ニップの裏側で定着ベルト６２を加熱するものでなく、定着ニップとは異なる位置でベルト部材を加熱するものを用いている。かかる構成では、定着ニップでベルト部材の裏面を支持するニップ裏側張架部材たるニップ裏側ローラ６４に熱源を設ける必要がない。このため、ニップ裏側ローラ６４として、肉厚の弾性層６４ａを柔軟に弾性変形させてより大きい定着ニップを形成するものを用いることができる。更には、ニップ裏側張架部材として熱源を設けたものを使用することによる定着装置６０の大型化やエネルギー効率の悪化を回避することができる。
【００５２】
また、下側張架ローラ６６による張架位置を通過した後の定着ベルト６２の裏面領域を加熱するように裏面側加熱手段を構成したことで、次のことが可能になる。即ち、図１に示したように上記張架位置で定着ベルト６２の裏面を加熱する場合に比べて、定着装置６０の熱源を両面転写手段たる第２転写ユニット２４から遠ざけることができる。そして、このことにより、第２転写ユニット２４を定着装置６０によって加熱してしまうことによる画像への悪影響を抑えることができる。
【００５３】
図６は、定着装置６０における裏面加熱体６７の周辺構成を、転写紙Ｐとともに示す拡大断面図である。同図において、裏面加熱体６７は、Ａｇ（金）／Ｐｄ（パラジウム）や、Ｔａ２Ｎなどからなる抵抗発熱体６７ａと、これを内包するアルミナ等の高熱伝導率且つ高電気抵抗率の材料からなる基体６７ｂとを有している。抵抗発熱体６７ａは、かかる材料をスクリーン印刷などによって面方向にストライプ状や蛇行する帯状に成形されたものである。抵抗発熱体６７ａが上記裏面加熱電源によって電源供給されることによって発熱し、この熱が基体６７ｂを介して定着ベルト６２の裏面に接触伝導する仕組みである。即ち、裏面加熱体６７を定着ベルト６２の裏面に接触させる接触加熱方式を採用しているのである。かかる構成では、ハロゲンランプなどといった輻射によって定着ベルト６２の裏面を加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめることができる。更には、輻射方式のものに比べてベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることもできる。
【００５４】
裏面加熱体６７は、図示のように、上記第２転写ユニット（図５の２４）から定着装置（図５の６０）に向けて送られてくる転写紙Ｐと接触した後の定着ベルトの裏面領域を加熱するように配設されている。かかる構成では、図７に示すように、定着ベルト６２がその表面移動に伴って転写紙Ｐの先端側を撓ませて転写紙Ｐの第１面の第１トナー像Ｉ１を良好に密着させてから、裏面側加熱手段の一部である裏面加熱体６７に加熱される。これにより、転写紙Ｐの第１面の第１トナー像Ｉ１は、定着ベルト６２に良好に密着せしめられてから、加熱によって軟化し始めることになる。
【００５５】
一方、図８に示すように、上記第２転写ユニット（図５の２４）から定着装置（図５の６０）に向けて送られてくる転写紙Ｐと接触する前の定着ベルトの裏面領域を加熱するように裏面加熱体６７を配設したとする。すると、図示のように、転写紙Ｐの第１面の第１トナー像Ｉ１を、定着ベルト６２のおもて面に十分に密着させる前から加熱することになる。そうすると、定着ベルト６２に十分に密着させないままに第１トナー像Ｉ１の軟化を開始させて、ダレ等によって第１トナー像Ｉ１を乱してしまうおそれがでてくる。特に、高画質化に伴って重合トナーなどといった円形度の高いトナーを好んで用いる傾向にある近年においては、かかる乱れが起こり易くなっている。
【００５６】
本プリンタ（１００）は、トナー像の形成に用いるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーとして、次の（ａ）〜（ｄ）の条件を何れも具備するものを使用するように、ユーザーに対して指定している。
（ａ）平均円形度が０．９０〜０．９９である。
（ｂ）形状係数ＳＦ−１が１２０〜１８０である。
（ｃ）形状係数ＳＦ−２が１２０〜１９０である。
（ｄ）体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０である。
【００５７】
かかるトナーを使用させるようにユーザーに指定する方法としては、例えば、上記（ａ）〜（ｄ）の条件を全て具備するトナーを、プリンタとともに梱包して出荷することが挙げられる。また例えば、かかるトナーの製品番号や商品名などを、プリンタ本体やこの取扱説明書などに明記することによって行ってもよい。また例えば、ユーザーに対して書面や電子データ等をもって上記製品番号や商品名などを通知することによって行ってもよい。また例えば、かかるトナーを収容しているトナー収容手段である上記トナーボトル（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）をプリンタ本体にセットした状態で出荷することによって行うこともできる。本プリンタでは、これら全ての方法を採用しているが、少なくとも何れか１つの方法を採用すれば足りる。
【００５８】
上記（ａ）の条件を具備するトナーを指定したのは次に説明する理由による。即ち、平均円形度が０．９０未満であるトナー、即ち、球形としてよりも不定形としての形状にあるトナーでは、転写性が急激に悪化するとともに、静電転写時における転写チリを急激に起こし易くなるからである。また、０．９０未満であると、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのが困難になるからでもある。更には、平均円形度が０．９９を越えると、ブレードクリーニングを採用している装置では、感光体や中間転写ベルトなどの被クリーニング体のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こし易くなるからでもある。画像面積率の比較的低い画像を出力する場合には、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることは少ない。しかし、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合や、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合などに、特にクリーニング不良が発生し易くなる。なお、より好ましい平均円形度の範囲は０．９３〜０．９７であり、円形度が０．９４未満になるトナー粒子を１０％以下に留めると更に好適である。
【００５９】
トナーの平均円形度については、次のようにして測定することができる。即ち、まず、被検トナーのトナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的にその粒子画像を撮影する。そして、個々の粒子画像について、投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値を求めたものの１万個あたりの平均値を算出する。この平均値が平均円形度である。かかる平均円形度を測定するには、例えばフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）などを用いるとよい。この装置を用いる場合には、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に被検トナーを０．１〜０．５［ｇ］程度加える。そして、この懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、分散液濃度を３０００〜１［万個／μｌ］に調整したものを、上記装置にかけてトナーの形状及び分布を測定する。
【００６０】
上記（ｂ）や（ｃ）の条件を具備するトナーを指定したのは以下に説明する理由による。即ち、形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状を表すパラメータの一つであり、粉体工学の分野では馴染みのパラメータである。ここで言う形状係数ＳＦ−１とは、トナー粒子等の球形物質における丸さの度合いを示す値である。図９に示すように、球形物質を２次元平面上に投影して得られる楕円状図形の最大径箇所の長さＭＸＬＮＧの二乗を面積ＡＲＥＡで除算し、更に１００π／４を乗じた値である。つまり、次式によって表すことができる。なお、形状係数ＳＦ−１の値が１００の球形物質は真球であり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、球形物質の形状は不定形となる。
【数１】
形状係数ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
【００６１】
また、形状係数ＳＦ−２は、球形物質の表面における凹凸の度合いを示す数値である。図１０に示すように、球形物質を２次元平面上に投影して得られる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を面積ＡＲＥＡで除算し、更に１００／４πを乗じて求められる値である。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次式によって表すことができる。なお、形状係数ＳＦ−２の値が１００である球形物質は、その表面に凹凸が全く存在しない。形状係数ＳＦ−２の値が大きくなるほど、球形物質の表面の凹凸は顕著となる。
【数２】
形状係数ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
【００６２】
トナーの形状が真球に近づく（ＳＦ−１、ＳＦ−２ともに１００に近づく）ほど、転写効率が高くなることが本発明者の検討により明らかになっている。これは、真球に近づくほど、トナー粒子とこれに接触するモノ（トナー粒子同士、像担持体など）との間の接触面積が小さくなって、トナー流動性が高まったり、モノに対する吸着力（鏡映力）が弱まって転写電界の影響を受け易くなったりするためと考えられる。本発明者の研究によれば、形状係数ＳＦ−１で１８０、形状係数ＳＦ−２で１９０をそれぞれ超えると、転写効率を急激に悪化させ始めることが明らかになった。
【００６３】
但し、トナーの形状が真球に近づくほど、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。これは、トナー流動性が高まったり、クリーニング部材と被クリーニング体との僅かな間隙をトナーが容易に通過したりするためと考えられる。本発明者らの研究によれば、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２ともに、１２０を下回ると、クリーニング性が急激に悪化し始めることが明らかになった。
【００６４】
なお、形状係数ＳＦ−１や形状係数ＳＦ−２については、次のようにして求めることが可能である。即ち、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー粒子を無作為に１００個選んで順次その画像を撮影し、その画像情報をニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入してＭＸＬＩＮＧ、ＡＲＥＡ、ＰＥＲＩを求める。そして、上述した式によって得た形状係数の１００個あたりの平均値として算出するのである。
【００６５】
上記（ｄ）の条件を具備するトナーを指定したのは以下に説明する理由による。即ち、体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎとは、トナーの粒度分布を表すパラメータの一つである。体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０、好ましくは１．１０〜１．２５である乾式トナーでは、トナーの粒度分布が狭くなるため、様々なメリットが発生する。
【００６６】
例えば、体積平均粒径Ｄｖが４〜８［μｍ］であり、且つ、体積平均粒径Ｄｖ／個数平均粒径Ｄｎが１．０５〜１．３０である粉体トナーでは、次のようなメリットがある。即ち、その中から、静電潜像のパターンに適した粒径のトナー粒子が他のトナーに優先して現像に寄与するといった現象が進みやすいため、様々なパターンの画像を安定して形成することができる。また、感光体等の像担持体に残留したトナーを回収してリサイクル使用する構成を装置に採用している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされる。このようなリサイクルにおいて粒度分布の比較的大きいものを用いると、新たなトナー補給から次のトナー補給に至るまでの粒度変動が大きくなり、現像性能に悪影響を及ぼしてしまう。また、体積平均粒子径Ｄｖが上述の範囲よりも小さいトナーでは、二成分現像剤として用いた場合に現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させる。また、一成分現像剤として用いた場合には現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させ易くなる。逆に、体積平均粒子系Ｄｖが上述の範囲よりも大きいと、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることが多くなる。
【００６７】
なお、トナーの粒度分布については、コールターカウンター法による測定装置、例えば、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）によって測定することができる。具体的には、まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。電解水溶液としては１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）を用いることができる。得られた溶液に更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。そして、その溶液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、上述した測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径Ｄｖ、個数平均粒径Ｄｎを求めることができる。なお、チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上４０．３０μｍ未満のトナー粒子を対象とする。なお、Ｄｖ、Ｄｎはともに１万個あたりの平均である。
【００６８】
図１１は、本プリンタの第１変形例装置における定着装置６０を、第２転写ユニット２４の一部とともに示す拡大構成図である。この第１変形例装置の定着装置６０は、裏面側加熱手段として、裏面加熱体を定着ベルト６２の裏面に接触させるものではなく、発光発熱体たるハロゲンランプ６８ａによって裏面を非接触で加熱するものを用いている。具体的には、裏面側加熱手段は、ハロゲンランプ６８ａと、これらかの光を定着ベルト６２の裏面に向けて反射させる反射板６８ｂとを有する裏面加熱器６８を有している。また、ハロゲンランプ６８ａに電圧を供給する図示しない裏面加熱電源、定着ベルト６２の裏面温度を検知する図示しない裏面温度検知センサ、これによる検知結果に基づいて上記電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する裏面加熱制御回路なども有している。裏面加熱器６８は、実施形態に係るプリンタの上記裏面加熱体（６７）と同様に、定着ベルト６２の周方向における裏面全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域を加熱する。
【００６９】
かかる構成の定着装置６０を用いる本第１変形例装置においては、裏面側加熱手段が定着ベルト６２の裏面を非接触で加熱するので、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避することができる。
【００７０】
図１２は、本プリンタの第２変形例装置における定着装置６０を、第２転写ユニット２４の一部とともに示す拡大構成図である。この第２変形例装置の定着装置６０は、裏面側加熱手段として、磁界発生手段６９の発する磁界によって定着ベルト６２を裏面側から加熱するものを用いている。具体的には、裏面側加熱手段は、図示しない強磁性体やこれに巻き付けられたコイルなどを有する磁界発生手段６９を備えている。この磁界発生手段６９は、定着ベルト６２の周方向における裏面全領域のうち、下側張架ローラ６６による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域に、所定の間隙を介して対向するように配設されている。裏面側加熱手段は、上記コイルに電圧を供給する図示しない裏面加熱電源、定着ベルト６２の裏面温度を検知する裏面温度検知センサ、これによる検知結果に基づいて上記電源をＯＮ／ＯＦＦ制御する裏面加熱制御回路等も備えている。
【００７１】
一方、定着ベルト６２は、図１３に示すように、３層構造になっている。裏面側に設けられた基材層６２ａと、これのおもて側に被覆されたアルミや銅などの金属材料からなる発熱体たる発熱層６２ｂと、これのおもて面側に被覆されたＰＴＦＥやＰＦＡ等からなる離型促進層６２ｃとの３層である。上記裏面加熱電源から磁界発生手段６９の上記コイルへの電源供給が行われると、磁界発生手段６９と定着ベルト６２との間に磁界が発生する。定着ベルト６２の発熱層６２ｂは、この磁界による電磁誘導で発熱する。磁界発生手段６９の発する磁界による電磁誘導で発熱層６２ｂを発熱させて、定着ベルト６２を加熱するのである。
【００７２】
かかる構成の本第２変形例装置においても、定着ベルト６２を非接触で裏面側から加熱することができる。また、輻射方式によって加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめつつ、ベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。よって、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避しつつ、輻射方式によって加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめ且つベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。
【００７３】
なお、第１中間転写体や第２中間転写体として、それぞれ複数のローラに張架されながら無端移動せしめられる中間転写ベルトを用いた例について説明したが、ローラやドラムなど、他の形状のものを用いてもよい。但し、それぞれ中間転写ベルトを用いる場合には、次のような利点がある。即ち、図２に示した２次転写ニップのように、一方のベルトを、他方のベルトの張架部材による張架部分に巻き付けるように変形させて張架することにより、かなり長い２次転写ニップを形成することができる。このことにより、４色トナー像と転写紙Ｐや第２中間転写ベルト１６との接触時間を長く確保できるため、プロセス線速を速めて画像形成時間の短縮化を図ることができる。また、両ベルトを様々な張架形状で配設することができるので、ローラやドラム形状のものを用いる場合に比べて、本体内のレイアウト自由度を高めることもできる。
【００７４】
また、像担持体としてドラム状の感光体を用いた例について説明したが、ベルト状の感光体など、他の方式のものを用いてもよい。また、粉体トナーではなく、トナーと液体キャリアとを含有する液体現像剤を用いる画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、１次転写、２次転写、３次転写を何れも静電転写にて行うプリンタについて説明したが、少なくとも何れか１つの転写を加熱転写によって行う画像形成装置にも本発明の適用が可能である。なお、加熱転写とは、第１中間転写体等の転写元と、第２中間転写体等の転写先とを加熱しながら密着せしめてトナー像を軟化させた後、両者を離間させることで、トナー像を転写元から転写先に転写する方式である。
【００７５】
以上、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、上記定着ニップを通過した後、転写紙Ｐに接触する前の定着ベルト６２をクリーニングするクリーニング手段たるクリーニングローラ６５を定着装置６０に設けている。よって、拍車や定着ベルト６２などといった案内部材に付着したトナーによって後続の転写紙Ｐを汚してしまうといった事態を容易に抑えることができる。
【００７６】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、転写紙Ｐに接触した後のベルト領域を加熱させるように、定着装置６０の裏面側加熱手段を構成している。かかる構成では、上述したように、定着ベルト６２に十分に密着させないままに転写紙Ｐの第１トナー像Ｉ１の軟化を開始させることによる画像の乱れを抑えることができる。
【００７７】
また、実施形態に係るプリンタにおいては、裏面側加熱手段として、裏面加熱体６７を定着ベルトの裏面に接触させるものを用いている。かかる構成では、輻射によって定着ベルト６２の裏面を加熱するものを用いる場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめつつ、ベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。
【００７８】
また、第１変形例装置においては、裏面側加熱手段として、発光発熱体たるハロゲンランプ６８ａによってベルト裏面を非接触で加熱するものを用いている。かかる構成では、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避することができる。
【００７９】
また、第２変形例装置においては、裏面側加熱手段として、磁界発生手段６９の発する磁界による電磁誘導で定着ベルト６２の発熱層６２ｂを発熱させることで、定着ベルト６２を裏面側から加熱するものを用いている。かかる構成では、裏面加熱体を裏面に摺擦させることによる定着ベルト６２の劣化を回避しつつ、輻射方式によって加熱する場合に比べて、少ないエネルギーで定着ベルト６２を昇温せしめ且つベルト裏面の温度立ち上がり時間を早くすることができる。
【００８０】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、０．９０〜０．９９の平均円形度のものを指定している。このことにより、安定した静電転写率を発揮して転写不足を抑えながら、転写チリをも抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００８１】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１８０の形状係数ＳＦ−１のものを指定しているので、転写不足と転写チリとをより抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００８２】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１９０の形状係数ＳＦ−２のものを指定しているので、転写不足と転写チリとを更に抑えた高画質の画像を形成することができる。
【００８３】
また、実施形態に係るプリンタや各変形例装置においては、トナー像の形成に用いるトナーとして、体積平均粒径Ｄｖを個数平均粒径Ｄｎで除算した値が１．０５〜１．３０であるものを指定しているので、安定した現像性能で現像された高画質の画像を得ることができる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１乃至１２の発明によれば、上述した（１）〜（５）の事項を何れも実現することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願人が開発中の新規な画像形成装置に用いるベルト定着方式の定着装置を示す概略構成図。
【図２】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】同プリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図４】同プリンタとパソコンとからなる画像形成システムを示す斜視図。
【図５】同プリンタの定着装置を、第２転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図６】同定着装置における裏面加熱体６７の周辺構成を、転写紙Ｐとともに示す拡大断面図。
【図７】転写紙Ｐの第１面に転写された第１トナー像が定着ベルトに密着せしめられてから加熱されることを説明する拡大断面図。
【図８】転写紙Ｐの第１面に転写された第１トナー像が定着ベルトに密着せしめられる前に加熱されてしまうことを説明する拡大断面図。
【図９】形状係数ＳＦ−１を説明するための模式図。
【図１０】形状係数ＳＦ−２を説明するための模式図。
【図１１】第１変形例装置における定着装置を、第２転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図１２】第２変形例装置における定着装置を、第２転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図１３】同第２変形例装置における磁界発生手段と定着ベルトとを示す拡大断面図。
【符号の説明】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 感光体（像担持体）
６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ プロセスカートリッジ（可視像形成手段の一部）
７ 露光装置（可視像形成手段の一部）
１５ 第１転写ユニット（両面転写手段の一部）
２４ 第２転写ユニット（両面転写手段の一部）
６０ 定着装置（定着手段）
６１ おもて面加熱ローラ６１（おもて面加熱体）
６２ 定着ベルト（ベルト部材）
６２ａ 発熱層（発熱体）
６４ ニップ裏側ローラ（張架部材）
６５ クリーニングローラ（クリーニング手段）
６６ 下側張架ローラ（両面転写手段の最も近くに配設された張架部材）
６７ 裏面加熱体
６８ａ ハロゲンランプ（発光発熱体）
６９ 磁界発生手段
Claims (12)
- トナー像を担持する像担持体と、該像担持体の表面にトナー像を形成する可視像形成手段と、該像担持体上のトナー像を記録体の両面に転写する両面転写手段と、該記録体の両面にトナー像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
上記定着手段が、無端移動するベルト部材と、これを裏面から支持しながら張架する複数の張架部材と、該ベルト部材のおもて面に当接して定着ニップを形成しながら該おもて面を加熱するおもて面加熱体と、該ベルト部材を裏面側から加熱する裏面側加熱手段とを有し、該記録体を該定着ニップに挟み込んでその両面にトナー像の定着処理を施し、且つ、該ベルト部材の周方向における全領域のうち、上記両面転写手段の最も近くに配設された該張架部材による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達するまでの領域を加熱するように該裏面側加熱手段が構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１の画像形成装置において、
上記定着ニップを通過した後、上記記録体に接触する前の上記ベルト部材をクリーニングするクリーニング手段を、上記定着手段に設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１又は２の画像形成装置において、
上記記録体に接触した後のベルト領域を加熱させるように、上記裏面加熱手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記裏面加熱手段として、裏面加熱体を上記ベルト部材の裏面に接触させるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記裏面加熱手段として、発光発熱体によって上記ベルト部材の裏面を非接触で加熱するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記裏面加熱手段として磁界発生手段を有するものを用いるとともに、上記ベルト部材として発熱体を有するものを用い、該磁界発生手段の発する磁界による電磁誘導で該発熱体を発熱させて、該ベルト部材を加熱させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１乃至６の何れかの画像形成装置であって、
上記トナー像の形成に用いられるトナーを収容するトナー収容手段を備え、該トナー収容手段が、０．９０〜０．９９の平均円形度のトナーを収容していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１乃至７の何れかの画像形成装置であって、
上記トナー像の形成に用いるトナーとして、０．９０〜０．９９の平均円形度のものが指定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１乃至８の何れかの画像形成装置であって、
上記トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１８０の形状係数ＳＦ−１のものが指定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１乃至９の何れかの画像形成装置であって、
上記トナー像の形成に用いるトナーとして、１２０〜１９０の形状係数ＳＦ−２のものが指定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置であって、
上記トナー像の形成に用いるトナーとして、体積平均粒径Ｄｖを個数平均粒径Ｄｎで除算した値が１．０５〜１．３０であるものが指定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体の表面にトナー像を形成する像形成工程と、該像担持体上のトナー像を記録体の両面に転写する両面転写工程と、該記録体の両面に転写されたトナー像を該両面に定着せしめる定着工程とを実施して、該記録体に画像を形成する画像形成方法であって、
上記定着工程において、ベルト部材を複数の張架部材によって裏面から支持しながら張架する工程と、張架した該ベルト部材を無端移動させる工程と、該ベルト部材のおもて面におもて面加熱体を当接させて定着ニップを形成しながら該おもて面を加熱する工程と、該ベルト部材を裏面側から加熱する裏面側加熱工程と、該記録体を該定着ニップに挟み込んでその両面にトナー像の定着処理を施す工程とを実施し、且つ、該裏面側加熱工程において、該ベルト部材の周方向における全領域のうち、上記両面転写手段の最も近くに配設された該張架部材による張架位置を通過してから、上記定着ニップに到達する前の領域を加熱することを特徴とする画像形成方法。
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-
2003
- 2003-06-27 JP JP2003184877A patent/JP2005017869A/ja active Pending
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