JPH0869203A - 熱転写定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】用紙へのトナー像の転写および定着を同時に、
しかも良好な転写効率で行うことを可能とする。 【構成】用紙４の温度である環境温度Ｔ１、誘電体ベル
ト９の温度Ｔ２、加熱ロール１の表面温度Ｔ３、加圧ロ
ール２の表面温度Ｔ４を温度センサ８，１１，６，７で
それぞれ検出する。演算部１２は、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ
３，Ｔ４および、［０．１０＜ｋ１＜０．３０］［０．
０１＜ｋ２＜０．４０］［０．２０＜ｋ３＜０．７０］
［０．０２＜ｋ４＜０．２０］なる条件で予め定めた係
数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４を用いて［ｋ１・Ｔ１＋ｋ２
・Ｔ２＋ｋ３・Ｔ３＋ｋ４・Ｔ４］なる式でニップ部Ｎ
におけるトナー予測温度Ｔｔを求める。減算器１３およ
び加熱ロール温度制御回路１５により、トナー予測温度
Ｔｔが目標トナー温度ＴＭ（ＴＨ＞ＴＭ＞ＴＬ）となる
ように加熱部材１ｃの発熱量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば誘電体ベルトを
像担持体に使用した電子写真プロセスに適用され、像担
持体に形成されたトナー像を用紙に転写・定着させる熱
転写定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスでは、誘電体ベルトな
どの像担持体に形成された静電潜像をトナーによって現
像してトナー像を得たのち、このトナー像を用紙に転写
し、定着させる。

【０００３】熱転写定着装置はこの電子写真プロセスに
おける転写と定着とを同時に行うものであり、トナー像
が形成された像担持体に用紙を重ねた状態で、加熱ロー
ルと加圧ロールとで挟持することにより加圧するととも
に、加熱ロールの発熱によりトナー像を溶融して用紙に
転写・定着させる。

【０００４】ところでこのような熱転写定着装置では、
理想的には全てのトナーが用紙に転写され、像担持体に
はトナーが残留しないことが望まれる。なぜならば、像
担持体にトナーが残留すると、像担持体のクリーニング
部に負担をかけるばかりでなく、印字濃度が薄くなると
いうことが起こるためである。

【０００５】さて、上述の構成の熱転写定着装置におけ
る転写効率は、加熱ロールと加圧ロールとのニップ部に
おけるトナー温度が重要となり、転写効率の良い、良好
な転写を実現するためには、ニップ部におけるトナー温
度を所定のホット・オフセット限界温度より小さく、か
つ所定のコールド・オフセット限界温度より大きな範囲
に調整する必要がある。なぜならば、ニップ部における
トナー温度が所定のホット・オフセット限界温度以上で
あると、トナーの流動性が増してトナーが像担持体に残
留しやすくなるために転写効率が悪くなり、また、ニッ
プ部におけるトナー温度が所定のコールド・オフセット
限界温度以下であると、トナーが十分に溶けないために
用紙に付着しにくくなり、転写効率が悪くなるためであ
る。

【０００６】ニップ部におけるトナー温度を管理するた
めには、ニップ部におけるトナー温度を検出することが
必要であるが、ニップ部におけるトナー温度を温度セン
サで直接的に検出することは物理的に非常に困難であ
る。

【０００７】このため従来は、例えば特公昭56−7236号
公報や特公昭57-24546号公報に開示されるような方法が
取られている。図１３は特公昭56−7236号公報に示され
た接触加圧定着装置の構成を示す図である。この接触加
圧定着装置は、互いに平行に、かつ接触して配置された
加熱ロール１と加圧ロール２とにより、トナー像３が転
写されたのちの用紙４を挟持・搬送する構成をなす。

【０００８】加熱ロール１は、芯金１ａおよび耐熱性弾
性部材１ｂよりなるロールの内部に加熱部材１ｃを配置
してなり、加熱部材１ｃの発熱により、加圧ロール２と
のニップ部を通過するトナーを加熱・溶融させる。なお
５は、加熱・溶融されて用紙４に定着されたトナー像で
ある。

【０００９】６，７，８はそれぞれ温度センサであり、
温度センサ６は加熱ロール１の表面温度を、温度センサ
７は加圧ロール２の表面温度を、そして温度センサ８は
用紙４の温度であり、機内温度である環境温度をそれぞ
れ検出するものである。

【００１０】そして特公昭56−7236号公報では以上の構
成の接触加圧定着装置において、温度センサ６が検出す
る加熱ロール１の表面温度をＴ３、温度センサ７が検出
する加圧ロール２の表面温度をＴ４、そして温度センサ
８が検出する機内温度（用紙４の温度）をＴ１とした場
合に、 Ｔ３＋Ｔ４／α＋Ｔ１／β＝一定 なる式が成り立つように加熱部材１３の発熱量を制御す
る。

【００１１】なおα，βは、 ０．５≦α≦１０ ０．５≦β なる範囲内で実験によって求める。

【００１２】一方、特公昭57-24546号公報に開示される
のは、加熱ロールおよび加圧ロールのそれぞれの表面温
度を検出する感知手段を設け、加圧ロールの温度が上昇
しているときには加熱ロールの温度を低くして結果的に
ニップ時のトナー温度が一定になるように加熱ロールの
温度を制御するようにした定着装置である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが特公昭57-245
46号公報のものは、ニップ部におけるトナー温度を制御
するのに、加圧ロールの表面温度と、加熱ロールの表面
温度の２つの温度のみを用いており、用紙温度は考慮さ
れていない。また特公昭57-24546号公報のものは、用紙
に転写されたのちのトナーを定着する装置であるため
に、ニップ部において像担持体はトナーに接触しないの
で、像担持体の温度も考慮されていない。

【００１４】また、特公昭56−7236号公報では、用紙の
温度も考慮したものにはなっているものの、やはり用紙
に転写されたのちのトナーを定着する装置であるため
に、像担持体の温度は考慮されていない。

【００１５】このため、以上の従来技術を熱転写定着装
置に適用したとしても、ニップ部におけるトナー温度
を、コールド・オフセット限界温度よりも大きく、かつ
ホット・オフセット限界温度よりも小さな範囲内に確実
に制御し得るとは限らない。

【００１６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、用紙へのトナ
ー像の転写および定着を同時に、かつ良好な転写効率で
行うことができる熱転写定着装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに第１の発明は、例えば誘電体ベルトなどの像担持
体、加熱ロールおよび加圧ロールのいずれかが接触する
以前における用紙の温度Ｔ１を検出する用紙温度検出手
段と、前記加熱ロール、前記加圧ロールおよび前記用紙
のいずれかが接触する以前における前記像担持体の温度
Ｔ２を検出する担持体温度検出手段と、前記像担持体、
前記加圧ロールおよび前記用紙のいずれかが接触する以
前における前記加熱ロールの表面温度Ｔ３を検出する加
熱ロール温度検出手段と、前記像担持体、前記加熱ロー
ルおよび前記用紙のいずれかが接触する以前における前
記加圧ロールの表面温度Ｔ４を検出する加圧ロール温度
検出手段と、前記温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４および、 ０．１０＜ｋ１＜０．３０ ０．０１＜ｋ２＜０．４０ ０．２０＜ｋ３＜０．７０ ０．０２＜ｋ４＜０．２０ なる条件で予め定められた係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４
とを用いて、 Ｔｔ＝ｋ１・Ｔ１＋ｋ２・Ｔ２＋ｋ３・Ｔ３＋ｋ４・Ｔ
４ なる式で求まる、前記トナー像をなすトナーの前記ニッ
プ部での予測温度Ｔｔが、所定のコールド・オフセット
限界温度よりも大きく、かつ所定のホット・オフセット
限界温度よりも小さくなるように前記加熱ロールの温度
を制御する制御手段とを備えた。

【００１８】また第２の発明は、前記第１の発明におけ
る係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４のうちの３つを実験また
はシミュレーションによって定め、残る１つを、 １＝ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＋ｋ４ なる式によって定めるようにした。

【００１９】

【作用】このような手段を講じたことにより、トナー像
をなすトナーのニップ部での温度が、 ０．１０＜ｋ１＜０．３０ ０．０１＜ｋ２＜０．４０ ０．２０＜ｋ３＜０．７０ ０．０２＜ｋ４＜０．２０ なる条件内で実験などにより予め定められた係数ｋ１，
ｋ２，ｋ３，ｋ４を用い、用紙温度検出手段により検出
される用紙の温度Ｔ１、担持体温度検出手段により検出
される像担持体の温度Ｔ２、加熱ロール温度検出手段に
より検出される加熱ロールの表面温度Ｔ３および加圧ロ
ール温度検出手段により検出される加圧ロールの表面温
度Ｔ４に基づいて、 Ｔｔ＝ｋ１・Ｔ１＋ｋ２・Ｔ２＋ｋ３・Ｔ３＋ｋ４・Ｔ
４ なる簡単な一次式で正確に予測される。そして、予測温
度Ｔｔが所定のコールド・オフセット限界温度よりも大
きく、かつ所定のホット・オフセット限界温度よりも小
さくなるように加熱ロールの温度が制御される。

【００２０】これにより、あたかもトナー像をなすトナ
ーのニップ部での温度を直接的に検出した場合のような
正確な予測温度Ｔｔに基づいて、この予測温度Ｔｔが所
定の範囲内になるように加熱ロールの温度が制御される
ので、トナー像をなすトナーのニップ部での実際の温度
に基づいて当該トナーの温度を直接的に制御するのと同
様な正確なトナー温度の制御がなされる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につき
説明する。 （第１実施例）図１は本発明の第１実施例に係る熱転写
定着装置の要部構成を示す図である。なお、図１３と同
一部分には同一符号を付する。

【００２２】加熱ロール１は、中空の円筒状をなす芯金
１ａの外周面に、耐熱性弾性部材１ｂの層を形成すると
ともに、芯金１ａの中空部に例えば電熱線などを用いた
加熱部材１ｃを配置して構成されている。

【００２３】加圧ロール２は、円筒状をなす芯金２ａの
外周面に、耐熱性弾性部材２ｂの層を形成してなる。こ
の加圧ロール２は、加熱ロール１に平行に、かつ加熱ロ
ール１に接触してニップ部Ｎを形成するように配置され
ている。

【００２４】ニップ部Ｎには、用紙４と誘電体ベルト９
とが互いに重ね合わされた状態で挿通される。誘電体ベ
ルト９は、用紙４に転写すべきトナー像１０を担持する
ものであり、ニップ部Ｎ以外においても加熱ロール１に
接触し、図示の如くプリヒート部Ｐが形成されるように
配置される。

【００２５】温度センサ６は、加熱ロール１の表面のう
ちで加圧ロール２、用紙４および誘電体ベルト９のいず
れにも接触していない位置に対向して配置され、誘電体
ベルト９に接触する直前の加熱ロール１の表面温度Ｔ３
を検出する。

【００２６】温度センサ７は、加圧ロール２の表面のう
ちで加熱ロール１、用紙４および誘電体ベルト９のいず
れにも接触していない位置に対向して配置され、ニップ
部Ｎに到達する直前の加圧ロール２の表面温度Ｔ４を検
出する。

【００２７】温度センサ８は、装置機内温度であり用紙
温度である環境温度Ｔ１を検出する。１１は温度センサ
であり、誘電体ベルト９が加熱ロール１、加圧ロール２
および用紙４のいずれにも接触していない位置において
誘電体ベルト９に対向して配置されており、加熱ロール
１に接触する直前の誘電体ベルト９の温度Ｔ２を検出す
る。

【００２８】１２は演算部である。この演算部１２に
は、温度センサ６，７，８，１１のそれぞれの検出出力
が入力されており、各検出信号が示す検出温度を用いて
所定の演算を行うことによってニップ部Ｎにおけるトナ
ー予測温度Ｔｔを算出する。そして演算部１２は、温度
Ｔｔに相当するレベルの信号を減算器１３に出力する。

【００２９】減算器１３には、演算部１２が出力する信
号のほかに、目標トナー温度設定部１４が出力する信号
が与えられており、目標トナー温度設定部１４が出力す
る信号と演算部１２が出力する信号とのレベル差を求
め、そのレベル差に相当するレベルの信号を加熱ロール
温度制御回路１５へと与える。なお、目標トナー温度設
定部１４は、コールド・オフセット限界温度ＴＬよりも
大きく、かつホット・オフセット限界温度ＴＨよりも小
さな範囲内で任意に設定された目標トナー温度ＴＭに相
当するレベルの信号を出力する。従って演算部１３は、
予め設定された目標トナー温度ＴＭに対する温度Ｔｔの
誤差を求めている。

【００３０】加熱ロール温度制御回路１５は、加熱部材
１ｃを駆動制御して加熱ロール１の発熱を制御するもの
であり、減算器１３から与えられる信号のレベル（目標
トナー温度ＴＭに対する温度Ｔｔの誤差に対応）に基づ
き、この誤差が“０”となるように加熱部材１ｃへの印
加エネルギを増減する。

【００３１】１６は範囲監視部であり、演算部１２が出
力する信号が分岐入力されている。また範囲監視部１６
には、ホット・オフセット限界温度設定部１７が出力す
る信号およびコールド・オフセット限界温度設定部１８
が出力する信号がそれぞれ入力されている。そして範囲
監視部１６は、演算部１２が出力するレベルがホット・
オフセット限界温度設定部１７が出力する信号のレベル
よりも小さく、かつコールド・オフセット限界温度設定
部１８が出力する信号のレベルよりも大きいか否かを監
視し、この監視結果を示す信号を例えば本熱転写定着装
置が適用される装置の全体を制御する全体制御部などへ
と出力する。なお、ホット・オフセット限界温度設定部
１７はホット・オフセット限界温度ＴＨに対応するレベ
ルの信号を、またコールド・オフセット限界温度設定部
１８はコールド・オフセット限界温度ＴＬに対応するレ
ベルの信号をそれぞれ出力する。

【００３２】次に以上のように構成された熱転写定着装
置の動作を説明する。まず動作時には、加熱ロール１、
加圧ロール２および誘電体ベルト９は図示しない回転駆
動機構によって図中に矢印で示す方向に回転される。ま
た用紙４および誘電体ベルト９は、加熱ロール１および
加圧ロール２の回転に伴って図中に矢印で示す方向に搬
送される。

【００３３】これにより、誘電体ベルト９に形成された
トナー像１０はやがてニップ部Ｎに到達する。そしてト
ナー像１０をなすトナーはニップ部Ｎにおいて発熱ロー
ル１によって加熱されて溶融し、用紙４へと付着する。
かくして、誘電体ベルト９に形成されたトナー像１０
が、トナー像５として用紙４へと転写される。

【００３４】さて、十分な転写効率を得るためには、前
述の如くニップ部Ｎにおけるトナー温度の調節を行う必
要がある。以下にこのトナー温度の調節に係る動作を説
明する。

【００３５】まず、演算部１２は、温度センサ６，７，
８，１１のそれぞれが出力する検出信号から各温度セン
サ６，７，８，１１で検出される環境温度Ｔ１、ベルト
温度Ｔ２、加熱ロール表面温度Ｔ３および加圧ロール表
面温度Ｔ４のそれぞれを判断し、次の（１）式によりニ
ップ部Ｎでのトナー予測温度Ｔｔを計算する。

【００３６】 Ｔｔ＝ｋ１・Ｔ１＋ｋ２・Ｔ２＋ｋ３・Ｔ３＋ｋ４・Ｔ４ …（１） なおこの（１）式において、ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４は
以下のようにして予め設定される係数である。

【００３７】図２は、図１に示す熱転写定着装置におけ
る素材の物性値の一例を表わすものである。また図３お
よび図４は、各物性値を図２に示す状態としたときにお
いて係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４の値を求めた結果を示
すものであり、図３はプリヒート部Ｐの長さを２０ｍｍ
として、６２．５ｍｍ／ｓ，１２５ｍｍ／ｓ，２５０ｍ
ｍ／ｓ，５００ｍｍ／ｓなる４種類の周速のいずれかを
組み合わせた場合、また図４はプリヒート部Ｐの長さを
１００ｍｍとして、６２．５ｍｍ／ｓ，１２５ｍｍ／
ｓ，２５０ｍｍ／ｓ，５００ｍｍ／ｓなる４種類の周速
のいずれかを組み合わせた場合をそれぞれ示す。さらに
図５および図６は、図３および図４に示す結果から、周
速と係数との関係をグラフとして示した図であり、図５
が図３に、また図６が図４にそれぞれ対応する。

【００３８】係数ｋ１の求め方は、まず温度Ｔ１以外の
温度は一定として変動させずに温度Ｔ１をΔＴ１だけ微
小変化させる。この際に、温度Ｔ１および温度Ｔ１＋Δ
Ｔ１のそれぞれにおけるトナー予測温度Ｔｔおよびトナ
ー予測温度Ｔｔ＋ΔＴｔをシミュレーションによって求
め、その時の微小変化分ΔＴｔを求める。そして温度の
微小変化分ΔＴ１およびトナー予測温度の微小変化分Δ
Ｔｔを用い、 ｋ１＝ΔＴｔ／ΔＴ１ なる計算により係数ｋ１を求めている。

【００３９】同様にして、係数ｋ２，ｋ３，ｋ４を求め
ている。なお、図３および図４から、実用的な周速範囲
６２．５mm/sから５００mm/sにおいては係数ｋ１，ｋ
２，ｋ３，ｋ４がそれぞれ、 ０．１０＜ｋ１＜０．３０ ０．０１＜ｋ２＜０．４０ ０．２０＜ｋ３＜０．７０ ０．０２＜ｋ４＜０．２０ なる範囲内にあることが分かった。

【００４０】また係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４には、合
計がほぼ１になることが分かった。このため、係数ｋ
１，ｋ２，ｋ３，ｋ４を設定するに当たっては、この４
つの係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４のうちの任意の３つを
上述のようにして設定したのち、 ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＋ｋ４＝１ なる式が成り立つように残り１つの係数を設定すれば、
係数の設定にかかる作業を簡易化できる。

【００４１】次に、以上のようにして設定した係数ｋ
１，ｋ２，ｋ３，ｋ４を適用した場合の前記（１）式を
検証する。図７は、ｋ１を０．２６２、ｋ２を０．１１
７４、ｋ３を０．５４８８、ｋ４を０．０５４８にそれ
ぞれ設定した上で、Ｔ１を２０℃、４０℃、６０℃のい
ずれか、Ｔ２を２０℃、３５℃、５０℃のいずれか、Ｔ
４を２０℃、６０℃、１００℃のいずれかとした全ての
組み合わせでそれぞれＴ３をＴｔ＝１０５℃になるよう
に前記（１）式から求め、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４
を出揃った各値としてシミュレーションを行い、ニップ
部Ｎにおけるトナー温度を計算した結果を示すものであ
る。また図８は、図７に示す結果をグラフとして示した
ものである。

【００４２】この図から分かるように、温度Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３，Ｔ４が前記（１）式を満たしていれば、ニッ
プ部Ｎにおけるトナー温度は１０５℃に非常に近いもの
となる。なお、ニップ部Ｎにおけるトナー温度はわずか
ずつ１０５℃からずれているが、この差は計算誤差の範
囲程度である。

【００４３】温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の可変範囲を
さらに広げた場合について前記（１）式を検証してみる
と、図９および図１０に示すような結果が得られる。図
９は、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４を互いに同じ温度で０℃，５０
℃，１００℃，１５０℃，２００℃と変化させ、Ｔ３を
Ｔｔ＝１０５℃となるように前記（１）式にて計算し、
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を出揃った各値としてシミュレ
ーションを行い、ニップ部Ｎにおけるトナー温度を計算
した結果を示すものである。また図１０は、図９に示す
結果をグラフとして示したものである。

【００４４】なお、以上の検証におけるシミュレーショ
ンは、図１に示す構成において成り立つ連立の１階常微
分方程式を状態方程式で表わし、パデ法の近似解法する
方法により行うものであり、コンピュータを用いて実施
した。この例を図１１に示す。

【００４５】以上の検証から明らかなように、ほとんど
全ての温度範囲において前記（１）式が成り立ち、演算
部１２において前記（１）式の計算を行うことによって
ニップ部Ｎにおけるトナーの温度を精度良く予測するこ
とができる。

【００４６】このように精度良く予測された温度に対応
する信号は減算器１３において目標トナー温度設定部１
４が出力する目標トナー温度ＴＭに対応したレベルの信
号とのレベル差が求められる。そして加熱ロール温度制
御回路１５において、その差が０になるように、差が正
の時には加熱部材１ｃの加熱量を減らし、差が負の時に
は加熱量を増やすように加熱ロール１の表面温度を制御
する。

【００４７】なお目標トナー温度ＴＭは、例えばホット
・オフセット限界温度ＴＨとコールド・オフセット限界
温度ＴＬとの平均値、すなわち、 ＴＭ＝（ＴＨ＋ＴＬ）／２ とすれば良い。

【００４８】さて範囲監視部１６では、演算部１２が出
力する信号のレベルが、ホット・オフセット限界温度設
定部１７が出力する信号のレベルよりも小さく、かつコ
ールド・オフセット限界温度設定部１８が出力する信号
のレベルよりも大きいか否かを監視することによって、
トナー予測温度Ｔｔが、 ＴＬ＜Ｔｔ＜ＴＨ …（２） なる範囲内にあるか否かを監視している。

【００４９】そして前記（２）式が成り立つなら、範囲
監視部１６は全体制御部等へとレディ信号を出力する。
また、トナー予測温度Ｔｔが一定時間に亙ってホット・
オフセット限界温度ＴＨより大きかった場合には、範囲
監視部１６は全体制御部等へアラーム信号を出力する。

【００５０】かくして本実施例によれば、用紙４の温度
である環境温度Ｔ１、誘電体ベルト９の温度Ｔ２、加熱
ロール１の表面温度Ｔ３および加圧ロール２の表面温度
Ｔ４をそれぞれ検出し、これらを前記（１）式に代入し
てニップ部Ｎにおけるトナー温度を予測するので、ニッ
プ部Ｎにおける実際のトナー温度を精度良く予測するこ
とができ、ニップ部Ｎにおける実際のトナー温度を目標
トナー温度ＴＭに確実に制御することができる。これに
より、良好な転写、定着が可能となる。

【００５１】また本実施例によれば、トナー予測温度Ｔ
ｔが目標トナー温度ＴＭとは若干違っていても、前記
（２）式が成り立っていればレディとするので、待機時
間を短縮でき、安定動作状態の期間を長くすることがで
きる。

【００５２】（第２実施例）図１２は本発明の第２実施
例に係る熱転写定着装置の要部構成を示す図である。な
お、図１および図１３と同一部分には同一符号を付す
る。

【００５３】ここで本実施例の熱転写定着装置が前記第
１実施例の熱転写定着装置と異なる点は、演算部１２に
代えて演算部２０を設けるとともに、この演算部２０に
温度センサ６，７，８，１１がそれぞれ出力する信号の
他に、目標トナー温度設定部１４が出力する信号を入力
し、また減算器１３に演算部１２が出力する信号と温度
センサ６が出力する信号とをそれぞれ入力する構成をな
す点である。

【００５４】演算部２０は、温度センサ６，７，８，１
１がそれぞれ出力する信号を受けて前記（１）式により
トナー予測温度Ｔｔを前記第１実施例と同様に求め、ト
ナー予測温度Ｔｔに対応するレベルの信号を範囲監視部
１６に与える。

【００５５】また演算部２０は、目標トナー温度設定部
１４が出力する信号から目標トナー温度Ｔｔ′を認識
し、目標加熱ロール温度Ｔ３′を前記（１）式を変形し
てなる、 Ｔ３′＝（Ｔｔ′−ｋ１・Ｔ１−ｋ２・Ｔ２−ｋ４・Ｔ
４）／ｋ３ なる式で求め、このＴ３′に対応するレベルの信号を減
算器１３へと出力する。

【００５６】演算部２０が出力する信号は減算器１３に
おいて温度センサ６が出力する信号とのレベル差が求め
られる。そして加熱ロール温度制御回路１５において、
その差が０になるように、差が正の時には加熱部材１ｃ
の加熱量を減らし、差が負の時には加熱量を増やすよう
に加熱ロール１の表面温度を制御する。これにより、温
度Ｔ３が目標加熱ロール温度Ｔ３′と等しくなるように
制御され、結果としてトナー予測温度Ｔｔは目標トナー
温度Ｔｔ′に等しくなるように制御されることになる。

【００５７】かくして本実施例によれば、前記第１実施
例と同様な効果が得られる上に、２重のフィードバック
・ループによる制御がなされることになるために、より
安定な制御が行える。なお本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の変形実施が可能である。

【００５８】

【発明の効果】第１の発明は、例えば誘電体ベルトなど
の像担持体、加熱ロールおよび加圧ロールのいずれかが
接触する以前における用紙の温度Ｔ１を検出する用紙温
度検出手段と、前記加熱ロール、前記加圧ロールおよび
前記用紙のいずれかが接触する以前における前記像担持
体の温度Ｔ２を検出する担持体温度検出手段と、前記像
担持体、前記加圧ロールおよび前記用紙のいずれかが接
触する以前における前記加熱ロールの表面温度Ｔ３を検
出する加熱ロール温度検出手段と、前記像担持体、前記
加熱ロールおよび前記用紙のいずれかが接触する以前に
おける前記加圧ロールの表面温度Ｔ４を検出する加圧ロ
ール温度検出手段と、前記温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４
および、 ０．１０＜ｋ１＜０．３０ ０．０１＜ｋ２＜０．４０ ０．２０＜ｋ３＜０．７０ ０．０２＜ｋ４＜０．２０ なる条件で予め定められた係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４
とを用いて、 Ｔｔ＝ｋ１・Ｔ１＋ｋ２・Ｔ２＋ｋ３・Ｔ３＋ｋ４・Ｔ
４ なる式で求まる、前記トナー像をなすトナーの前記ニッ
プ部での予測温度Ｔｔが、所定のコールド・オフセット
限界温度よりも大きく、かつ所定のホット・オフセット
限界温度よりも小さくなるように前記加熱ロールの温度
を制御する制御手段とを備えた。

【００５９】また第２の発明は、前記第１の発明におけ
る係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４のうちの３つを実験また
はシミュレーションによって定め、残る１つを １＝ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＋ｋ４ なる式によって定めるようにした。

【００６０】これらにより、トナー像をなすトナーのニ
ップ部での温度を、所定のコールド・オフセット限界温
度よりも大きく、かつ所定のホット・オフセット限界温
度よりも小さな範囲に確実に制御することができ、用紙
へのトナー像の転写および定着を同時に、しかも良好な
転写効率で行うことができる熱転写定着装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る熱転写定着装置の要
部構成を示す図。

【図２】図１に示す熱転写定着装置における素材の物性
値の一例を表わす図。

【図３】各物性値を図２に示す状態とし、プリヒート部
Ｐの長さを２０ｍｍとして、６２．５ｍｍ／ｓ，１２５
ｍｍ／ｓ，２５０ｍｍ／ｓ，５００ｍｍ／ｓなる４種類
の周速のいずれかを組み合わせた場合において係数ｋ
１，ｋ２，ｋ３，ｋ４の値を求めた結果を示す図。

【図４】各物性値を図２に示す状態とし、プリヒート部
Ｐの長さを１００ｍｍとして、６２．５ｍｍ／ｓ，１２
５ｍｍ／ｓ，２５０ｍｍ／ｓ，５００ｍｍ／ｓなる４種
類の周速のいずれかを組み合わせた場合において係数ｋ
１，ｋ２，ｋ３，ｋ４の値を求めた結果を示す図。

【図５】図３に示す結果を周速と係数との関係を示すグ
ラフとして示した図。

【図６】図４に示す結果を周速と係数との関係を示すグ
ラフとして示した図。

【図７】（１）式を検証するためのシミュレーション結
果を示す図。

【図８】図７に示す結果をグラフとして示した図。

【図９】（１）式を検証するためのシミュレーション結
果を示す図。

【図１０】図９に示す結果をグラフとして示した図。

【図１１】（１）式を検証するためのシミュレーション
の方法を説明するための図。

【図１２】本発明の第２実施例に係る熱転写定着装置の
要部構成を示す図。

【図１３】従来技術を説明する図。

【符号の説明】

１…加熱ロール １ｃ…加熱部材 ２…加圧ロール ４…用紙 ５，１０…トナー像 ６，７，８，１１…温度センサ ９…誘電体ベルト １２，２０…演算部 １３…減算器 １４…目標トナー温度設定部 １５…加熱ロール温度制御回路 １６…範囲監視部 １７…ホット・オフセット限界温度設定部 １８…コールド・オフセット限界温度設定部 Ｎ…ニップ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体および用紙を互いに重ねた状態
   で加熱ロールと加圧ロールとで挟持することにより、前
   記加熱ロールと前記加圧ロールとの間に形成されるニッ
   プ部において圧力と加熱ロールの発熱とによって前記像
   担持体に付着したトナー像を前記用紙に転写・定着させ
   る熱転写定着装置において、 前記像担持体、前記加熱ロールおよび前記加圧ロールの
   いずれかが接触する以前における前記用紙の温度Ｔ１を
   検出する用紙温度検出手段と、 前記加熱ロール、前記加圧ロールおよび前記用紙のいず
   れかが接触する以前における前記像担持体の温度Ｔ２を
   検出する担持体温度検出手段と、 前記像担持体、前記加圧ロールおよび前記用紙のいずれ
   かが接触する以前における前記加熱ロールの表面温度Ｔ
   ３を検出する加熱ロール温度検出手段と、 前記像担持体、前記加熱ロールおよび前記用紙のいずれ
   かが接触する以前における前記加圧ロールの表面温度Ｔ
   ４を検出する加圧ロール温度検出手段と、 前記温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４および、 ０．１０＜ｋ１＜０．３０ ０．０１＜ｋ２＜０．４０ ０．２０＜ｋ３＜０．７０ ０．０２＜ｋ４＜０．２０ なる条件で予め定められた係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４
   とを用いて、 Ｔｔ＝ｋ１・Ｔ１＋ｋ２・Ｔ２＋ｋ３・Ｔ３＋ｋ４・Ｔ
   ４ なる式で求まる、前記トナー像をなすトナーの前記ニッ
   プ部での予測温度Ｔｔが、所定のコールド・オフセット
   限界温度よりも大きく、かつ所定のホット・オフセット
   限界温度よりも小さくなるように前記加熱ロールの温度
   を制御する制御手段と具備したことを特徴とする熱転写
   定着装置。
2. 【請求項２】 係数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４は、３つを
   実験またはシミュレーションによって定め、残る１つ
   を、 １＝ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＋ｋ４ なる式によって定めたことを特徴とする請求項１に記載
   の熱転写定着装置。