JP2010039313A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エネルギー消費量を抑制した状態で、ホットオフセットの発生を防止することができる定着装置を提供する。
【解決手段】 定着装置４０は、互いに対向するように配置される第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間を通過する記録用紙に形成されるトナー像を溶融させて定着する。定着装置４０が有する第１，２ヒータランプ６７，７７は、第１，２定着ベルト６０，７０のそれぞれを内側から加熱する。また、ペルチェ素子からなる第１，２冷却手段６２，７２は、第１，２定着ベルト６０，７０のそれぞれを内側から冷却する。このとき、温度制御手段９０は、第１，２定着ベルト６０，７０の加熱手段近傍領域における温度と、冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、定着装置、および該定着装置を備える電子写真方式の画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に備えられる定着装置は、互いに圧接された上定着ベルトと下定着ベルト（または下定着ローラ）とを含んで構成される。このような定着装置においては、上定着ベルトの内部に配置されたハロゲンランプなどからなる加熱手段により上定着ベルトを所定の温度（定着温度）に加熱した状態で、未定着トナー画像が形成された記録用紙を、上定着ベルトと下定着ベルト（または下定着ローラ）との圧接部（定着ニップ部）を通過させて、熱と圧力によりトナー画像を記録用紙に定着させる。

定着ベルトを用いる定着装置は、定着ニップ部の距離を長くすることができるため、熱エネルギーが記録用紙上の未定着トナーに伝わりやすく、優れた定着性を得ることができる。しかしながら、記録用紙上の未定着トナーが過度に加熱されると、ホットオフセットが発生する場合がある。

このような問題を解決するものとして、たとえば、特許文献１には、定着ベルトを冷却するファンが設けられた定着装置が開示されている。特許文献１に開示される定着装置は、記録用紙上の未定着トナーを加熱溶融させた後、ファンが定着ベルトを冷却することによってトナーを冷却するように構成されており、ホットオフセットが発生するのを防止することができる。

特開平４−２１６５７９号公報

しかしながら、特許文献１に開示される定着装置では、加熱溶融したトナーを冷却するために、ファンが定着ベルトを冷却するようになっているので、冷却された定着ベルトの温度を定着温度にまで再上昇させるために熱エネルギーが必要となり、エネルギー消費量を抑制することが困難である。

したがって本発明の目的は、エネルギー消費量を抑制した状態で、ホットオフセットの発生を防止することができる定着装置を提供することである。また、該定着装置を備える画像形成装置を提供することである。

本発明は、複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材である第１定着ベルトと、前記支持ローラとは異なる複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材であり第１定着ベルトと対向するように第１定着ベルトの延在方向に延びる第２定着ベルトとを含み、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、
第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのうち、未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する側の定着ベルトである第１定着ベルトを内側から加熱する加熱手段と、
加熱手段よりも第１定着ベルトの回転方向下流側に配置されて、第１定着ベルトを内側から冷却するペルチェ素子からなる冷却手段と、
第１定着ベルトの回転方向において、加熱手段よりも下流側で、かつ冷却手段よりも上流側における第１定着ベルトの温度を検出する加熱側温度検出手段と、
第１定着ベルトの回転方向において、冷却手段よりも下流側における第１定着ベルトの温度を検出する冷却側温度検出手段と、
加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、第１定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度と、冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する温度制御手段とを含み、
ペルチェ素子からなる冷却手段から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを利用して、加熱手段による第１定着ベルトの加熱が行われるように構成され、
第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間であり、かつ前記加熱手段と前記冷却手段との間に形成されるニップ部において、記録媒体上の未定着トナー像を定着させることを特徴とする定着装置である。

また本発明は、前記加熱手段は、前記第１定着ベルトを張架する複数の支持ローラのうち、第１定着ベルトの回転方向最上流側に配置される支持ローラの内部に設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記第１定着ベルトの延在方向に延びて、第１定着ベルトにおける、前記第２定着ベルトと対向する領域以外の領域を外方から覆う断熱部材を備えることを特徴とする。

また本発明は、前記第１定着ベルトの回転方向において、前記加熱手段と前記冷却手段との間に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトを介して互いに圧接してニップ部を形成する一対の加圧ローラを含むことを特徴とする。

また本発明は、複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材である第１定着ベルトと、前記支持ローラとは異なる複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材であり第１定着ベルトと対向するように第１定着ベルトの延在方向に延びる第２定着ベルトとを含み、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、
第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれを内側から加熱する加熱手段と、
加熱手段よりも第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向下流側に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれを内側から冷却するペルチェ素子からなる冷却手段と、
第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向において、加熱手段よりも下流側で、かつ冷却手段よりも上流側における第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのぞれぞれの温度を検出する加熱側温度検出手段と、
第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向において、冷却手段よりも下流側における第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれの温度を検出する冷却側温度検出手段と、
加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの加熱手段近傍領域におけるそれぞれの温度と、冷却手段近傍領域におけるそれぞれの温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する温度制御手段とを含み、
ペルチェ素子からなる冷却手段から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを利用して、加熱手段による第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれに対する加熱が行われるように構成され、
第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間であり、かつ前記加熱手段と前記冷却手段との間に形成されるニップ部において、記録媒体上の未定着トナー像を定着させることを特徴とする定着装置である。

また本発明は、前記加熱手段は、前記第１定着ベルトおよび前記第２定着ベルトをそれぞれ張架する複数の支持ローラのうち、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向最上流側に配置されるそれぞれの支持ローラの内部に設けられることを特徴とする。

また本発明は、前記第１定着ベルトおよび前記第２定着ベルトの延在方向に延びて、第１定着ベルトと第２定着ベルトとが対向する領域以外の領域を、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれの外方から覆う断熱部材を備えることを特徴とする。

また本発明は、前記第１定着ベルトおよび前記第２定着ベルトの回転方向において、前記加熱手段と前記冷却手段との間に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトを介して互いに圧接してニップ部を形成する一対の加圧ローラを含むことを特徴とする。

また本発明は、前記温度制御手段は、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのうち、未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する側の定着ベルトの温度が未定着のトナー像を溶融可能な所定の定着温度となり、かつ他方側の定着ベルトの温度が前記定着温度よりも所定の温度範囲で低くなるように加熱手段を制御することを特徴とする。

また本発明は、複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材である定着ベルトと、定着ベルトの回転方向最上流側に配置される支持ローラに定着ベルトを介して圧接可能に設けられる定着ローラとを含み、定着ベルトと定着ローラとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、
未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する定着ベルトを内側から加熱する加熱手段と、
加熱手段よりも定着ベルトの回転方向下流側に配置されて、定着ベルトを内側から冷却するペルチェ素子からなる冷却手段と、
定着ベルトの回転方向において、加熱手段よりも下流側で、かつ冷却手段よりも上流側における定着ベルトの温度を検出する加熱側温度検出手段と、
定着ベルトの回転方向において、冷却手段よりも下流側における定着ベルトの温度を検出する冷却側温度検出手段と、
加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度と、冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する温度制御手段とを含み、
ペルチェ素子からなる冷却手段から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを利用して、加熱手段による定着ベルトの加熱が行われるように構成され、
定着ベルトの回転方向における、前記加熱手段と前記冷却手段との間に形成されるニップ部において、記録媒体上の未定着トナー像を定着させることを特徴とする定着装置である。

また本発明は、前記定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、互いに対向するように配置される第１定着ベルトと第２定着ベルトとを含み、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置である。定着装置に備えられる加熱手段は、未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する側の定着ベルトである第１定着ベルトを内側から加熱する。また、加熱手段よりも第１定着ベルトの回転方向下流側に配置されるペルチェ素子からなる冷却手段は、第１定着ベルトを内側から冷却する。このとき、温度制御手段は、加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、第１定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度と、冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する。

温度制御手段によって制御されて、加熱手段が、第１定着ベルトの加熱手段近傍領域においてトナーが溶融するのに十分な加熱を行っても、冷却手段が、第１定着ベルトの冷却手段近傍領域において所定の温度までトナーの温度を下げることができるので、ホットオフセットの発生や定着汚れの発生を防止することができる。

また、冷却手段は、ペルチェ素子で構成される。ペルチェ素子は、２種類の金属板の接合部に電流を流すと、一方の金属板から他方の金属板に熱が移動するというペルチェ効果を利用した半導体素子である。このようなペルチェ素子では、接合部に電流が流れると、一方の金属板が吸熱して他方の金属板が発熱する。

冷却手段では、ペルチェ素子の吸熱する側の金属板（以下、「吸熱面」と呼ぶ）で第１定着ベルトの冷却を行うが、ペルチェ素子の発熱する側の金属板（以下、「発熱面」と呼ぶ）から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを、第１定着ベルトを加熱するときの熱エネルギーとして有効利用することができ、エネルギー消費量を抑制することができる。

また本発明によれば、加熱手段は、第１定着ベルトを張架する複数の支持ローラのうち、第１定着ベルトの回転方向最上流側に配置される支持ローラの内部に設けられる。これによって、加熱手段による熱エネルギーを支持ローラ内部に蓄積することができるので、定着装置の停止後の再スタート時において、第１定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度を、速やかに、所定の温度に制御することができる。

また本発明によれば、第１定着ベルトの延在方向に延びて、第１定着ベルトを外方から覆う断熱部材を備える。これによって、加熱手段によって加熱された第１定着ベルトの熱が、定着装置外部に放出するのを抑制することができ、定着装置の停止後の再スタート時において、第１定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度を、速やかに、所定の温度に制御することができる。

また本発明によれば、第１定着ベルトの回転方向において、加熱手段と冷却手段との間に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトを介して互いに圧接してニップ部を形成する一対の加圧ローラを含む。これによって、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過して、加熱手段によって溶融された記録媒体上のトナー像のトナー同士を、加圧ローラの圧接力によって密着させることができ、記録媒体上のトナー像の定着強度を向上させることができる。

また本発明によれば、互いに対向するように配置される第１定着ベルトと第２定着ベルトとを含み、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置である。定着装置に備えられる加熱手段は、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれを内側から加熱する。また、加熱手段よりも第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向下流側に配置されるペルチェ素子からなる冷却手段は、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれを内側から冷却する。このとき、温度制御手段は、加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれの加熱手段近傍領域における温度と、それぞれの冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する。

温度制御手段によって制御されて、加熱手段が、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの両方の定着ベルトを加熱するので、片方の定着ベルトを過度に加熱しなくても、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過する記録媒体上の未定着トナー像を十分に溶融することができる。そして、冷却手段が、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの冷却手段近傍領域において所定の温度までトナーの温度を下げるので、ホットオフセットの発生や定着汚れの発生を防止することができる。

また、冷却手段は、ペルチェ素子で構成されるので、ペルチェ素子の吸熱面で第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの冷却を行うが、ペルチェ素子の発熱面から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトを加熱するときの熱エネルギーとして有効利用することができ、エネルギー消費量を抑制することができる。

また本発明によれば、加熱手段は、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトをそれぞれ張架する複数の支持ローラのうち、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向最上流側に配置されるそれぞれの支持ローラの内部に設けられる。これによって、加熱手段による熱エネルギーをそれぞれの支持ローラ内部に蓄積することができるので、定着装置の停止後の再スタート時において、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの加熱手段近傍領域におけるそれぞれの温度を、速やかに、所定の温度に制御することができる。

また本発明によれば、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの延在方向に延びて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれを外方から覆う断熱部材を備える。これによって、加熱手段によって加熱された第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの熱が、定着装置外部に放出するのを抑制することができ、定着装置の停止後の再スタート時において、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの加熱手段近傍領域におけるそれぞれの温度を、速やかに、所定の温度に制御することができる。

また本発明によれば、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向において、加熱手段と冷却手段との間に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトを介して互いに圧接してニップ部を形成する一対の加圧ローラを含む。これによって、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過して、加熱手段によって溶融された記録媒体上のトナー像のトナー同士を、加圧ローラの圧接力によって密着させることができ、記録媒体上のトナー像の定着強度を向上させることができる。

また本発明によれば、温度制御手段は、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのうち、未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する側の定着ベルトの温度が未定着のトナー像を溶融可能な所定の定着温度となり、かつ他方側の定着ベルトの温度が前記定着温度よりも所定の温度範囲で低くなるように、加熱手段を制御する。これによって、記録媒体の両面に画像を形成する場合に、記録媒体の未定着トナー像が形成される側の表面をトナー像が溶融可能な所定の定着温度にしてトナー像を定着させるとともに、既に定着されたトナー像が形成される側の表面を定着温度よりも所定の温度範囲で低い温度にして、定着トナー像が溶融してしまうのを防止することができる。このように、既に定着されたトナー像が溶融してしまうのを防止するので、画像の光沢が過度に上昇することを抑制することができる。

また本発明によれば、複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する定着ベルトと、定着ベルトの回転方向最上流側に配置される支持ローラに定着ベルトを介して圧接可能に設けられる定着ローラとを含み、定着ベルトと定着ローラとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置である。定着装置に備えられる加熱手段は、未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する定着ベルトを内側から加熱する。また、加熱手段よりも定着ベルトの回転方向下流側に配置されるペルチェ素子からなる冷却手段は、定着ベルトを内側から冷却する。このとき、温度制御手段は、加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度と、冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する。

温度制御手段によって制御されて、加熱手段が、定着ベルトの加熱手段近傍領域においてトナーが溶融するのに十分な加熱を行っても、冷却手段が、定着ベルトの冷却手段近傍領域において所定の温度までトナーの温度を下げることができるので、ホットオフセットの発生や定着汚れの発生を防止することができる。

また、冷却手段は、ペルチェ素子で構成されるので、ペルチェ素子の吸熱面で定着ベルトの冷却を行うが、ペルチェ素子の発熱面から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを、定着ベルトを加熱するときの熱エネルギーとして有効利用することができ、エネルギー消費量を抑制することができる。

また本発明によれば、画像形成装置が前記定着装置を備えることによって実現される。画像形成装置は、ホットオフセットの発生や定着汚れの発生を防止することが可能な前記定着装置を備えているので、高品位な画像を形成することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を示す図である。本実施形態では、画像形成装置１は、スキャナユニット１０またはネットワークを介して接続される各端末装置から送信される画像データに基づいて、記録媒体（記録用紙）に対してカラー画像またはモノクロ画像を形成する乾式電子写真方式のマルチファンクションプリンタである。画像形成装置１は、スキャナユニット１０と、画像形成ユニット５０と、定着装置４０と、給紙ユニット２０と、用紙搬送部３０と、排紙トレイ３１とを含む。

スキャナユニット１０は、原稿の画像を読取る。スキャナユニット１０は、図示しないプラテンガラス、露光ランプ、反射ミラー、結像レンズ、ＣＣＤ（Charge Coupled
Device）を備えている。スキャナユニット１０では、露光ランプが原稿の表面をプラテンガラスを介して照射し、反射ミラーが原稿の反射光を結像レンズへと導く。そして、結像レンズが原稿の反射光をＣＣＤに集光させて、原稿の表面の画像をＣＣＤ上に結像させる。このようにして、スキャナユニット１０は、原稿の画像を読取る。このようにして、スキャナユニット１０が原稿の画像を読取ると、原稿の画像を示す画像データがマイクロコンピュータなどの制御部に入力され、ここで画像データに各種の画像処理が施され、この画像データが画像形成ユニット５０へと出力される。

画像形成ユニット５０は、感光体ドラム５１と、帯電装置５２と、レーザスキャナユニット（ＬＳＵ）５３と、現像ユニット５４と、転写ローラ５５と、クリーニング装置５６とを含む。帯電装置５２、現像ユニット５４、転写ローラ５４およびクリーニング装置５６は、感光体ドラム５１の回転方向まわりに、この順序で配置される。

感光体ドラム５１は、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転駆動可能に支持され、図示しない導電性基体と、導電性基体の表面に形成される有機感光層とを含む。導電性基体および有機感光層は、この分野で常用されるものを使用することができる。また、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを使用することもできる。

帯電装置５２は、感光体ドラム５１を臨み、感光体ドラム５１の長手方向に沿って感光体ドラム５１表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム５１表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電装置５２には、スコロトロン帯電器、コロトロン帯電器、帯電ローラや帯電ブラシを用いた接触型帯電器などが使用できる。

ＬＳＵ５３は、レーザ露光器であり、画像データに応じたレーザ走査による露光を行い、帯電装置５２によって帯電された感光体ドラム５１の表面電位を変化させることで、画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像ユニット５４は、感光体ドラム５１を臨んで配置され、静電潜像が形成された感光体ドラム５１の表面に現像剤を供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像剤としては、この分野で常用される現像剤を用いることができ、たとえば、非磁性トナーからなる非磁性一成分現像剤、非磁性トナーおよびキャリアからなる非磁性二成分現像剤、磁性トナーからなる磁性現像剤などを挙げることができる。

転写ローラ５５は、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転駆動可能に支持されて、感光体ドラム５１を臨んで配置され、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加されており、このバイアス電圧を記録用紙に与えることによって、感光体ドラム５１上のトナー像を記録用紙に転写する。

クリーニング装置５６は、図示しないクリーニングブレードと、クリーナハウジングとを備えている。クリーニングブレードは、エッジ部を感光体ドラム５１の表面に感光体ドラム５１の回転方向に対して逆向きに圧接させて配置することにより、エッジ部にて感光体ドラム５１表面の残留物を掻き取るものである。クリーナハウジングは、掻き取られた残留物を収容するものである。

用紙搬送部３０は、複数の搬送ローラからなり、記録用紙を給紙ユニット２０から排紙トレイ３１に向けて搬送する。このとき、用紙搬送部３０によって搬送される記録用紙は、画像形成ユニット５０でトナー像が形成されて、本発明の定着装置４０へと導かれる。

図２は、本発明の第１実施形態である定着装置４０の構成を示す図である。定着装置４０は、互いに対向するように配置されて、逆方向に回転駆動する第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０とを含み、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間を通過する記録用紙上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録用紙上にトナー像を定着させる装置である。定着装置４０においては、対向して配置される２つの定着ベルトのうち、第１定着ベルト６０の表面が、記録用紙の両面のうち未定着トナー像が形成される側の表面に接触する。なお、記録用紙の両面に画像を形成する場合には、まず一方面側の未定着トナー像が第１定着ベルト６０表面に接触して定着処理され、その後、手動で、または反転機構などを用いて記録用紙を反転させて、他方面側の未定着トナー像が第１定着ベルト６０表面に接触して定着処理される。記録用紙の他方面側の未定着トナー像を定着処理するときには、一方面側には既に定着処理された定着トナー像が形成されており、この一方面側は第２定着ベルト７０表面に接触することになる。

第１定着ベルト６０は、複数の支持ローラである第１加熱ローラ６１と第１牽引ローラ６３とによって張架されて、第１加熱ローラ６１の回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材である。第２定着ベルト７０は、第１定着ベルト６０と同様に構成されており、第２加熱ローラ７１と第２牽引ローラ７３とによって張架されて、第２加熱ローラ７１の回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材であり、第１定着ベルト６０と対向するように第１定着ベルト６０の延在方向（回転方向）に延びて配置される。

第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０は、それぞれ、耐熱性を有するポリイミドからなる厚さ１ｍｍのベース層の外側に、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）チューブからなる厚さ約３０μｍの離型層が設けられて構成されている。なお、離型層の材料としては、耐熱性、耐久性に優れ、トナーとの離型性が優れているものであればよく、ＰＦＡの他、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系材料を使用してもよい。

第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１は、それぞれ、回転可能に設けられ、図示しない駆動手段である駆動モータによって回転駆動される。この第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１の回転に伴って、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０が、それぞれ回転するようになっている。第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１は、それぞれ、アルミニウムからなる円筒状のドラムで、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の回転方向最上流側に配置されている。そして、第１加熱ローラ６１の内部には、熱輻射を行うハロゲンランプからなる加熱手段である第１ヒータランプ６７が設けられ、第２加熱ローラ７１の内部には、熱輻射を行うハロゲンランプからなる加熱手段である第２ヒータランプ７７が設けられている。このように、加熱手段である第１ヒータランプ６７および第２ヒータランプ７７が、第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１の内部に設けられることによって、加熱手段による熱エネルギーを各加熱ローラ内部に蓄積することができるので、定着装置４０の停止後の再スタート時において、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の加熱手段近傍領域における温度を、速やかに、所定の温度に調整することができる。なお、本実施の形態では、第１ヒータランプ６７および第２ヒータランプ７７のそれぞれは、１本のハロゲンランプからなるが、これに限らず、たとえば、記録用紙のサイズに応じて最適な温度分布を形成できるように、軸方向に発熱分布を分割した複数のハロゲンランプを用いてもよい。

第１ヒータランプ６７は、後述する温度制御手段９０により制御されて、未定着トナー像が形成される記録用紙表面に接触する側の定着ベルトである第１定着ベルト６０を、ベルト自身の第１加熱ローラ６１と接触する領域である加熱手段近傍領域における温度が所定の温度（定着温度）となるように、ベルト内側から加熱する。第１ヒータランプ６７の加熱による第１定着ベルト６０の加熱手段近傍領域における温度は、トナーの溶融粘度に基づいて、１３０〜２００℃の範囲に設定することができ、本実施の形態では１８０℃に設定される。

第２ヒータランプ７７は、後述する温度制御手段９０により制御されて、定着トナー像が形成される（またはトナー像が形成されていない）記録用紙表面に接触する側の定着ベルトである第２定着ベルト７０を、ベルト自身の第２加熱ローラ７１と接触する領域である加熱手段近傍領域における温度が所定の温度となるように、ベルト内側から加熱する。第２ヒータランプ７７の加熱による第２定着ベルト７０の加熱手段近傍領域における温度は、第１定着ベルト６０において設定される前記定着温度よりも２０〜５０℃低い温度に設定され、本実施の形態では１５０℃に設定される。

また、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０とが対向して配置されるとき、第１加熱ローラ６１と第２加熱ローラ７１とは、ばね部材からなる弾性部材（不図示）によって、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０を介して所定の荷重（たとえば、４００Ｎ）で圧接されている。これによって、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間に圧力が発生し、トナー像の熱溶融が促進される。

第１牽引ローラ６３および第２牽引ローラ７３は、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０を介して対向するように配置されて、ばね部材からなる弾性部材（不図示）がそれぞれ付設され、第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１から水平方向に離れるように、所定の荷重（たとえば、１００Ｎ）がかけられている。これによって、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０のたるみがなくなり、記録用紙の搬送をスムーズに行うことができる。

さらに、本発明の定着装置４０には、第１加熱ローラ６１よりも第１定着ベルト６０の回転方向下流側における第１定着ベルト６０の内側に、ペルチェ素子からなる第１冷却手段６２が配置されている。このとき、第１冷却手段６２は、ペルチェ素子吸熱面が第２定着ベルト７０と対向する側の第１定着ベルト６０の内面に近接して対向し、ペルチェ素子発熱面が第２手着ベルト７０と対向する側とは反対側の第１定着ベルト６０の内面に対向するように配置されている。これによって、第１冷却手段６２は、ペルチェ素子吸熱面の吸熱作用により第２定着ベルト７０と対向する側の第１定着ベルト６０の内面を冷却し、ペルチェ素子発熱面の発熱作用（ペルチェ素子吸熱面における冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーで発熱する作用）により第２定着ベルト７０と対向する側とは反対側の第１定着ベルト６０の内面を加熱する。つまり、第１定着ベルト６０の表面は、回転駆動に伴って、第１加熱ローラ６１によって加熱された後、回転方向下流側に配置される第１冷却手段６２のペルチェ素子吸熱面の吸熱作用によって冷却され、さらにその後、第１冷却手段６２のペルチェ素子発熱面の発熱作用によって加熱されることになる。このようにして、ペルチェ素子吸熱面における冷却エネルギーに相当して、ペルチェ素子発熱面から発生する発熱エネルギーを、第１定着ベルト６０を加熱するときの熱エネルギーとして有効利用するので、エネルギー消費量を抑制することができる。

また、第２加熱ローラ７１よりも第２定着ベルト７０の回転方向下流側における第２定着ベルト７０の内側に、ペルチェ素子からなる第２冷却手段７２が配置されている。このとき、第２冷却手段７２は、ペルチェ素子吸熱面が第１定着ベルト６０と対向する側の第２定着ベルト７０の内面に近接して対向し、ペルチェ素子発熱面が第１手着ベルト６０と対向する側とは反対側の第２定着ベルト７０の内面に対向するように配置されている。これによって、第２冷却手段７２は、ペルチェ素子吸熱面の吸熱作用により第１定着ベルト６０と対向する側の第２定着ベルト７０の内面を冷却し、ペルチェ素子発熱面の発熱作用により第１定着ベルト６０と対向する側とは反対側の第２定着ベルト７０の内面を加熱する。つまり、第２定着ベルト７０の表面は、回転駆動に伴って、第２加熱ローラ７１によって加熱された後、回転方向下流側に配置される第２冷却手段７２のペルチェ素子吸熱面の吸熱作用によって冷却され、さらにその後、第２冷却手段７２のペルチェ素子発熱面の発熱作用によって加熱されることになる。このようにして、ペルチェ素子吸熱面における冷却エネルギーに相当して、ペルチェ素子発熱面から発生する発熱エネルギーを、第２定着ベルト７０を加熱するときの熱エネルギーとして有効利用するので、エネルギー消費量を抑制することができる。

ここで、第１冷却手段６２は、第１加熱ローラ６１よりも第１定着ベルト６０の回転方向下流側で、かつ回転方向最下流側に配置されて第１定着ベルト６０を懸架する第１牽引ローラ６３の近傍に配置される。そして、第２冷却手段７２は、第２加熱ローラ７１よりも第２定着ベルト７０の回転方向下流側で、かつ回転方向最下流側に配置されて第２定着ベルト７０を懸架する第２牽引ローラ７３の近傍に配置される。

そして、第１冷却手段６２および第２冷却手段７２のそれぞれのペルチェ素子発熱面の発熱作用によって、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の内面を、エネルギー損失が十分に抑制された状態で加熱することが可能なように、第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１の外径と、第１牽引ローラ６３および第２牽引ローラ７３の外径とが設定されている。つまり、第１牽引ローラ６３および第２牽引ローラ７３の外径が、第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１の外径に対して所定の割合に設定されて、小さな外径に設定されることによって、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の内面が、第１冷却手段６２および第２冷却手段７２のペルチェ素子発熱面に近接することになる。具体的には、第１牽引ローラ６３および第２牽引ローラ７３の外径は、第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１の外径に対して、２０〜８０％の割合に設定すればよい。

また、第１冷却手段６２および第２冷却手段７２のそれぞれのペルチェ素子発熱面で発生する熱エネルギーを電気エネルギーに変換して、その電気エネルギーを第１ヒータランプ６７および第２ヒータランプ７７に供給するようにしてもよい。

後述する温度制御手段９０により制御される第１冷却手段６２によって冷却される第１定着ベルト６０は、第１冷却手段６２の近傍である冷却手段近傍領域の温度が、トナーのホットオフセット発生防止温度に基づいて設定される、８０〜１２０℃の範囲（本実施の形態では１００℃）に調整される。また、後述する温度制御手段９０により制御される第２冷却手段７２によって冷却される第２定着ベルト７０は、第２冷却手段７２の近傍である冷却手段近傍領域の温度が、８０〜１２０℃の範囲（本実施の形態では１００℃）に調整される。

たとえば、定着装置４０において記録用紙を連続処理するときに、領域の大きさが７０ｍｍ×３００ｍｍである第１定着ベルト６０の加熱手段近傍領域の温度が１８０℃となるように、第１ヒータランプ６７による加熱を制御した場合には、３００Ｗ程度の電力が消費され、領域の大きさが８０ｍｍ×３００ｍｍである第１定着ベルト６０の冷却手段近傍領域の温度が１００℃となるように、第１冷却手段６２による冷却を制御した場合には、２５０Ｗ程度の電力が消費される。さらに、領域の大きさが７０ｍｍ×３００ｍｍである第２定着ベルト７０の加熱手段近傍領域の温度が１５０℃となるように、第２ヒータランプ７７による加熱を制御した場合には、２００Ｗ程度の電力が消費され、領域の大きさが８０ｍｍ×３００ｍｍである第２定着ベルト７０の冷却手段近傍領域の温度が１００℃となるように、第２冷却手段７２による冷却を制御した場合には、１５０Ｗ程度の電力が消費される。本発明の定着装置４０が備える第１冷却手段６２および第２冷却手段７２は、ペルチェ素子から構成されているので、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０を冷却するためにペルチェ素子に投入する電力に相当する熱エネルギーと、ペルチェ素子近傍を冷却することにより拡散される熱エネルギーを、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０を加熱するときの熱エネルギーとして有効利用することができる。そのため、定着装置４０において記録用紙を連続処理するときに消費されるトータル電力消費量は、９００Ｗ程度となる。

これに対して、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０を、ペルチェ素子から構成される第１冷却手段６２および第２冷却手段７２ではない他の２つの冷却手段（ファンなど）によって冷却する場合には、記録用紙を連続処理するときに消費されるトータル電力消費量は、第１ヒータランプ６７で消費される電力７００Ｗと、第２ヒータランプ７７で消費される電力６００Ｗと、ファンなどの２つの冷却手段で消費される電力２０Ｗとの合計である１３２０Ｗとなり、本発明の場合よりも多くの電力を消費することになる。

また、定着装置４０には、第１定着ベルト６０の回転方向において第１加熱ローラ６１よりも下流側で、かつ第１冷却手段６２よりも上流側における第１定着ベルト６０の温度を検出するサーミスタからなる第１加熱側温度検出手段６５が、第１定着ベルト６０の幅手方向（回転方向に直交する方向）中央部に接触するように配置されている。また、第２定着ベルト７０の回転方向において第２加熱ローラ７１よりも下流側で、かつ第２冷却手段７２よりも上流側における第２定着ベルト７０の温度を検出するサーミスタからなる第２加熱側温度検出手段７５が、第２定着ベルト７０の幅手方向（回転方向に直交する方向）中央部に接触するように配置されている。なお、第１加熱側温度検出手段６５の第１定着ベルト６０の幅手方向に対する配置位置と、第２加熱側温度検出手段７５の第２定着ベルト７０の幅手方向に対する配置位置とは、前記中央部に限定されるものではなく、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の幅手方向端部に配置してもよく、また、第１ヒータランプ６７および第２ヒータランプ７７の発熱量が幅手方向中央部と端部とで異なる場合には、幅手方向に複数の温度検出手段を設けてもよい。

また、定着装置４０には、第１定着ベルト６０の回転方向において第１冷却手段６２よりも下流側で、かつ第１牽引ローラ６３よりも上流側における第１定着ベルト６０の温度を検出するサーミスタからなる第１冷却側温度検出手段６６が、設けられている。また、第２定着ベルト７０の回転方向において第２冷却手段７２よりも下流側で、かつ第２牽引ローラ７３よりも上流側における第２定着ベルト７０の温度を検出するサーミスタからなる第２冷却側温度検出手段７６が、設けられている。

また、定着装置４０では、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の回転方向における、第１加熱ローラ６１および第２加熱ローラ７１と、第１冷却手段６２および第２冷却手段７２との間には、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０を介して互いに圧接してニップ部を形成する一対の加圧ローラ６４，７４が配置されるのが好ましい。これによって、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間を通過して、第１ヒータランプ６７によって加熱されて溶融された記録用紙上の未定着トナー像のトナー同士を、一対の加圧ローラ６４，７４の圧接力によって密着させることができ、記録用紙上のトナー像の定着強度を向上させることができる。一対の加圧ローラ６４，７４は、それぞれ、表面に耐熱性を有するシリコンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬さが２０度程度）からなる厚さ３ｍｍ程度の弾性層を備え、ばね部材からなる弾性部材（不図示）によって、互いに所定の荷重（たとえば、５００Ｎ）がかけられて圧接している。

さらに、定着装置４０は、第１定着ベルト６０の延在方向に延びて、第１定着ベルト６０における、第２定着ベルト７０と対向する領域以外の領域を外方から覆う断熱材からなる第１断熱部材６８を備え、第２定着ベルト７０の延在方向に延びて、第２定着ベルト７０における、第１定着ベルト６０と対向する領域以外の領域を外方から覆う断熱材からなる第２断熱部材７８を備えるように構成されるのが好ましい。これによって、第１断熱部材６８は、第１ヒータランプ６７によって加熱された第１定着ベルト６０の熱が定着装置４０の外部に放出するのを防止し、第２断熱部材７８は、第２ヒータランプ７７によって加熱された第２定着ベルト７０の熱が定着装置４０の外部に放出するのを防止することができる。そのため、定着装置４０の停止後の再スタート時において、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の加熱手段近傍領域における温度を、速やかに、所定の温度に調整することができる。第１断熱部材６８および第２断熱部材７８を構成する材料としては、２００℃以上の耐熱性を有する断熱材を好ましく使用することができ、セラミックファイバーやグラスウールなどをポリイミド樹脂で挟み込んだ板状体が使用できる。

図３は、定着装置４０の温度制御手段９０の構成を示す図である。定着装置４０に備えられる温度制御手段９０は、制御用集積回路基板からなる温度制御部９１と電力供給部９２とを備え、第１加熱側温度検出手段６５および第１冷却側温度検出手段６６による検出結果に基づいて、第１定着ベルト６０の加熱手段近傍領域における温度と冷却手段近傍領域における温度とが所定の温度となるように、第１ヒータランプ６７および第１冷却手段６２を制御し、第２加熱側温度検出手段７５および第２冷却側温度検出手段７６による検出結果に基づいて、第２定着ベルト７０の加熱手段近傍領域における温度と冷却手段近傍領域における温度とが所定の温度となるように、第２ヒータランプ７７および第２冷却手段７２を制御する。

温度制御手段９０の温度制御部９１は、第１定着ベルト加熱側温度制御部９１ａ、第１定着ベルト冷却側温度制御部９１ｂ、第２定着ベルト加熱側温度制御部９１ｃおよび第２定着ベルト冷却側温度制御部９１ｄを備え、それぞれ、第１加熱側温度検出手段６５、第１冷却側温度検出手段６６、第２加熱側温度検出手段７５、第２冷却側温度検出手段７６に接続され、各温度検出手段により検出された温度データは、温度制御部９１に送られる。

温度制御手段９０の電力供給部９２は、第１ヒータランプ電力供給部９２ａ、第１冷却手段電力供給部９２ｂ、第２ヒータランプ電力供給部９２ｃおよび第２冷却手段電力供給部９２ｄを備え、それぞれ、第１定着ベルト加熱側温度制御部９１ａ、第１定着ベルト冷却側温度制御部９１ｂ、第２定着ベルト加熱側温度制御部９１ｃおよび第２定着ベルト冷却側温度制御部９１ｄに接続される。そして、第１ヒータランプ電力供給部９２ａは第１ヒータランプ６７に接続され、第１冷却手段電力供給部９２ｂは第１冷却手段６２に接続され、第２ヒータランプ電力供給部９２ｃは第２ヒータランプ７７に接続され、第２冷却手段電力供給部９２ｄは第２冷却手段７２に接続され、温度制御部９１からの信号に基づき、それぞれ電力を供給することによって、第１定着ベルト６０、第２定着ベルト７０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。

次に、定着装置４０の動作について説明する。定着装置４０によれば、画像形成ユニット５０から所定の定着速度（たとえば、１７５ｍｍ／秒）で搬送され、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間に形成される定着ニップ部に供給される記録用紙を、回転駆動する第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０とで狭持しながら搬送する。

このとき、第１ヒータランプ６７および第２ヒータランプ７７は、温度制御手段９０によって制御されて、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の回転方向最上流側である、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０のそれぞれの加熱手段近傍領域においてトナーが溶融するのに十分な加熱を行い、記録用紙上の未定着トナー像を溶融させる。このように、第１ヒータランプ６７が第１定着ベルト６０を加熱し、第２ヒータランプ７７が第２定着ベルト７０を加熱するので、片方の定着ベルトを過度に加熱しなくても、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間を通過する記録用紙上の未定着トナー像を十分に溶融することができる。

そして、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０を介して互いに圧接する一対の加圧ローラ６４，７４は、溶融された記録用紙上のトナー像のトナー同士を、圧接力によって密着させる。これによって、記録用紙上のトナー像の定着強度を向上させることができる。

そして、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の回転方向において、加圧ローラ６４，７４よりも下流側に配置される第１冷却手段６２および第２冷却手段７２は、温度制御手段９０によって制御されて、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０のそれぞれの冷却手段近傍領域を所定の温度まで冷却する。これによって、記録用紙上のトナー像の温度を所定の温度まで下げることができるので、ホットオフセットの発生や定着汚れの発生を防止することができる。

以上のようにして定着装置４０によってトナー像の定着処理が行われて、第１定着ベルト６０および第２定着ベルト７０の回転方向最下流側に配置される第１牽引ローラ６３および第２牽引ローラ７３のローラ間を通過した後の記録用紙は、画像形成装置１の排紙トレイ３１に排出される。

図４は、本発明の第２実施形態である定着装置１００の構成を示す図である。
第２実施形態である定着装置１００は、前述した定着装置４０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。定着装置１００は、前述した定着装置４０と同様に、互いに対向するように配置されて、逆方向に回転駆動する第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０とを含み、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間を通過する記録用紙上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録用紙上にトナー像を定着させる装置である。定着装置１００における特徴的な構成は、第２定着ベルト７０を加熱する加熱手段と冷却する冷却手段とが配置されておらず、第２定着ベルト７０の表面温度を検出する加熱側温度検出手段と冷却側温度検出手段とが配置されていないことであり、それ以外は定着装置４０と同様に構成されている。

定着装置１００では、記録用紙の両面のうち、定着トナー像が形成される（またはトナー像が形成されていない）側の表面に接触する定着ベルトである第２定着ベルト７０の温度は制御されないものの、記録用紙の未定着トナー像が形成される側の表面に接触する第１定着ベルト６０の温度は定着装置４０と同様に制御されるので、第１定着ベルト６０と第２定着ベルト７０との間を通過する記録用紙上の未定着トナー像を十分に溶融することができるとともに、記録用紙上のトナー像の温度を所定の温度まで下げることができて、ホットオフセットの発生や定着汚れの発生を防止することができる。

図５は、本発明の第３実施形態である定着装置１４０の構成を示す図である。第３実施形態である定着装置１４０は、前述した定着装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。定着装置１４０は、前述した定着装置１００と同様に構成される第１定着ベルト６０と、第１定着ベルト６０の回転方向最上流側に配置される支持ローラである第１加熱ローラ６１に対して第１定着ベルト６０を介して圧接可能に設けられる定着ローラ１７１とを含み、第１定着ベルト６０と定着ローラ１７１との間を通過する記録用紙上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録用紙上にトナー像を定着させる装置である。定着装置１４０においては、前述したように、第２定着ベルト７０の代わりに定着ローラ１７１が配置されて、第１定着ベルト６０と定着ローラ１７１との間を通過する記録用紙上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録用紙上にトナー像を定着させるように構成されること以外は、定着装置１００と同様に構成されている。

定着装置１４０では、記録用紙の未定着トナー像が形成される側の表面に接触する第１定着ベルト６０の温度は定着装置１００と同様に制御されるので、第１定着ベルト６０と定着ローラ１７１との間を通過する記録用紙上の未定着トナー像を十分に溶融することができるとともに、記録用紙上のトナー像の温度を所定の温度まで下げることができて、ホットオフセットの発生や定着汚れの発生を防止することができる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態である定着装置４０の構成を示す図である。 定着装置４０の温度制御手段９０の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態である定着装置１００の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態である定着装置１４０の構成を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
４０，１００，１４０ 定着装置
５０ 画像形成ユニット
５１ 感光体ドラム
５２ 帯電装置
５３ レーザスキャナユニット
５４ 現像ユニット
５５ 転写ローラ
５６ クリーニング装置
６０ 第１定着ベルト
６１ 第１加熱ローラ
６２ 第１冷却手段
６３ 第１牽引ローラ
６４，７４ 加圧ローラ
６５ 第１加熱側温度検出手段
６６ 第１冷却側温度検出手段
６７ 第１ヒータランプ
６８ 第１断熱部材
７０ 第２定着ベルト
７１ 第２加熱ローラ
７２ 第２冷却手段
７３ 第２牽引ローラ
７５ 第２加熱側温度検出手段
７６ 第２冷却側温度検出手段
７７ 第２ヒータランプ
７８ 第２断熱部材
９０ 温度制御手段
１７１ 定着ローラ

Claims (11)

1. 複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材である第１定着ベルトと、前記支持ローラとは異なる複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材であり第１定着ベルトと対向するように第１定着ベルトの延在方向に延びる第２定着ベルトとを含み、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、
   第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのうち、未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する側の定着ベルトである第１定着ベルトを内側から加熱する加熱手段と、
   加熱手段よりも第１定着ベルトの回転方向下流側に配置されて、第１定着ベルトを内側から冷却するペルチェ素子からなる冷却手段と、
   第１定着ベルトの回転方向において、加熱手段よりも下流側で、かつ冷却手段よりも上流側における第１定着ベルトの温度を検出する加熱側温度検出手段と、
   第１定着ベルトの回転方向において、冷却手段よりも下流側における第１定着ベルトの温度を検出する冷却側温度検出手段と、
   加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、第１定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度と、冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する温度制御手段とを含み、
   ペルチェ素子からなる冷却手段から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを利用して、加熱手段による第１定着ベルトの加熱が行われるように構成され、
   第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間であり、かつ前記加熱手段と前記冷却手段との間に形成されるニップ部において、記録媒体上の未定着トナー像を定着させることを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱手段は、前記第１定着ベルトを張架する複数の支持ローラのうち、第１定着ベルトの回転方向最上流側に配置される支持ローラの内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１定着ベルトの延在方向に延びて、第１定着ベルトにおける、前記第２定着ベルトと対向する領域以外の領域を外方から覆う断熱部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記第１定着ベルトの回転方向において、前記加熱手段と前記冷却手段との間に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトを介して互いに圧接してニップ部を形成する一対の加圧ローラを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の定着装置。
5. 複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材である第１定着ベルトと、前記支持ローラとは異なる複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材であり第１定着ベルトと対向するように第１定着ベルトの延在方向に延びる第２定着ベルトとを含み、第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、
   第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれを内側から加熱する加熱手段と、
   加熱手段よりも第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向下流側に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれを内側から冷却するペルチェ素子からなる冷却手段と、
   第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向において、加熱手段よりも下流側で、かつ冷却手段よりも上流側における第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのぞれぞれの温度を検出する加熱側温度検出手段と、
   第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向において、冷却手段よりも下流側における第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれの温度を検出する冷却側温度検出手段と、
   加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの加熱手段近傍領域におけるそれぞれの温度と、冷却手段近傍領域におけるそれぞれの温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する温度制御手段とを含み、
   ペルチェ素子からなる冷却手段から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを利用して、加熱手段による第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれに対する加熱が行われるように構成され、
   第１定着ベルトと第２定着ベルトとの間であり、かつ前記加熱手段と前記冷却手段との間に形成されるニップ部において、記録媒体上の未定着トナー像を定着させることを特徴とする定着装置。
6. 前記加熱手段は、前記第１定着ベルトおよび前記第２定着ベルトをそれぞれ張架する複数の支持ローラのうち、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトの回転方向最上流側に配置されるそれぞれの支持ローラの内部に設けられることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記第１定着ベルトおよび前記第２定着ベルトの延在方向に延びて、第１定着ベルトと第２定着ベルトとが対向する領域以外の領域を、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのそれぞれの外方から覆う断熱部材を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の定着装置。
8. 前記第１定着ベルトおよび前記第２定着ベルトの回転方向において、前記加熱手段と前記冷却手段との間に配置されて、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトを介して互いに圧接してニップ部を形成する一対の加圧ローラを含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の定着装置。
9. 前記温度制御手段は、第１定着ベルトおよび第２定着ベルトのうち、未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する側の定着ベルトの温度が未定着のトナー像を溶融可能な所定の定着温度となり、かつ他方側の定着ベルトの温度が前記定着温度よりも所定の温度範囲で低くなるように加熱手段を制御することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の定着装置。
10. 複数の支持ローラによって張架されて支持ローラの回転に伴って回転駆動する無端状のベルト部材である定着ベルトと、定着ベルトの回転方向最上流側に配置される支持ローラに定着ベルトを介して圧接可能に設けられる定着ローラとを含み、定着ベルトと定着ローラとの間を通過する記録媒体上に形成された未定着のトナー像を溶融させて、記録媒体上にトナー像を定着させる定着装置であって、
    未定着のトナー像が形成される記録媒体表面に対向する定着ベルトを内側から加熱する加熱手段と、
    加熱手段よりも定着ベルトの回転方向下流側に配置されて、定着ベルトを内側から冷却するペルチェ素子からなる冷却手段と、
    定着ベルトの回転方向において、加熱手段よりも下流側で、かつ冷却手段よりも上流側における定着ベルトの温度を検出する加熱側温度検出手段と、
    定着ベルトの回転方向において、冷却手段よりも下流側における定着ベルトの温度を検出する冷却側温度検出手段と、
    加熱側温度検出手段および冷却側温度検出手段による検出結果に基づいて、定着ベルトの加熱手段近傍領域における温度と、冷却手段近傍領域における温度とが、所定の温度となるように加熱手段および冷却手段を制御する温度制御手段とを含み、
    ペルチェ素子からなる冷却手段から発生する冷却エネルギーに相当する発熱エネルギーを利用して、加熱手段による定着ベルトの加熱が行われるように構成され、
    定着ベルトの回転方向における、前記加熱手段と前記冷却手段との間に形成されるニップ部において、記録媒体上の未定着トナー像を定着させることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images