(57)【要約】      （修正有）【課題】少ない部品点数で熱ローラの表面温度を精度良く測定できる非接触式の温度検知素子を備えた定着装置を提供する。【解決手段】熱ローラに近接して非接触な位置に配設された温度検知素子１４によって検知した温度に基づいて熱源の温度調整制御を行う手段とを備えた定着装置において、上記温度検知素子１４の温度検知部を拭き取るロール状の清掃シート１６と、該温度検知素子１４を保持する保持部材１９と、前記清掃シート１６を巻き取る巻き取りローラ１８とを設け、前記清掃シート１６の幅方向の中央部に巻き取り方向に等間隔で並ぶ開口を全長に渡って複数設け、常時は温度検知素子１４の温度検知部と一の開口とが重なる位置で清掃シート１６が静止され、清掃時は前記巻き取りローラ１８を回転させて清掃シート１６を隣接する２つの開口間ピッチだけ巻き取った後、前記温度検知部と次の開口とが重なる位置で清掃シート１６が静止されることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源により加熱される被加熱回転体を備え、この被加熱回転体の温度検知を行なうために該被加熱回転体に近接して非接触な位置に配設された温度検知手段と、該温度検知手段によって検知した温度に基づいて上記熱源の温度調整制御を行う手段とを備えた定着装置において、上記温度検知手段の温度検知部を拭き取るロール状の清掃シートと、該清掃シートの拭き取り面が前記温度検知手段の温度検知部に摺擦するように該温度検知手段を保持する保持部材と、前記清掃シートを巻き取る巻き取り軸体とを設け、前記清掃シートの幅方向の中央部に巻き取り方向に間隔を置いて並ぶ開口を清掃シート全長に渡って複数設け、常時は温度検知手段の温度検知部と一の開口とが重なる位置で清掃シートが静止され、清掃時は前記巻き取りローラを回転させて清掃シートを隣接する２つの開口間ピッチだけ巻き取った後、前記温度検知手段の温度検知部と次の開口とが重なる位置で清掃シートが静止されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記温度検知手段に対して巻き取りの上流側と下流側に前記清掃シートの巻き取りをガイドするガイド手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記ガイド手段が、巻き取り方向に対して直交する方向に延設され清掃シートに当接して協働回転する回転部材であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ガイド手段が、巻き取り方向に対して直交する方向に延設され清掃シートと平面で当接してガイドする板状部材であることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記巻き取り軸体を巻き取りローラとするとともに、前記複数の開口を清掃シートの巻き取り方向に等間隔に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
清掃時、熱ローラを一定温度に制御した状態で清掃シートの巻き取りを開始した後、温度検知手段の温度検知部が隣接する開口間に位置し、両者が重ならない状態の時間を計測することにより、巻き取りローラの駆動手段の停止時間を算出し、該停止時間になったら駆動手段を停止することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
駆動手段によって回転駆動される巻き取り駆動ローラと、前記巻き取りローラを前記駆動ローラ側に加圧する加圧手段とを備え、巻き取りローラを巻き取り駆動ローラに圧接し協働回転させるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特にトナー像を記録材上に永久像として定着させる定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像記録装置では、像担持体上に静電潜像を形成し、現像によってトナー像とした後、記録材上に該トナー像を転写し、さらに該トナー像を記録材上に定着することにより画像を形成するが、この記録材上に付着したトナー像の定着には、図１３に示すような熱ローラ或いは熱ベルト等の被加熱回転体を備えた定着装置が多く用いられている。この定着装置は、例えば、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵して回転する熱ローラ８と、熱ローラ８と協働して押圧・回転する加圧ローラ（図示せず）との間に、トナー像が付着した記録材を挟持搬送し定着を行うものであるが、この熱ローラ定着装置による定着にあたって、熱ローラの温度はコントロール温度と呼ばれるある範囲の温度に保持するよう、熱ローラ８に接触して設けたサーミスタ等の温度センサー５０によって制御がなされていた。
【０００３】
しかし、熱ローラ８等の被加熱回転体に温度センサー５０を接触させて温度検知すると、硬化したトナーが温度センサー５０に付着して、温度センサー５０が接触している熱ローラ８等の回転体の一部にリング状の傷が付いて定着性能が劣化するという問題がある。
【０００４】
この問題を回避するために、図１４に示すように、熱ローラ表面から僅かに離れて非接触の温度センサー５１を設け、温度検知をする定着装置が多数提案されている（例えば、特許文献１参照）。或いは、図１５に示すように、熱ローラ８との対向部に開口を有するサーミスタカバー５３内に、サーミスタ（図示せず）を熱ローラ８の半径方向に移動自在に配設し、該サーミスタカバー５３にコロ５４を取り付けて、該サーミスタカバー５３と熱ローラ８が所定の間隙を保持するように配設した定着装置も提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平４−９９７３号公報
【特許文献２】特開平６−１９４９９４号公報（要約、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記特許文献１に記載されたような従来例では、熱ローラ８で定着する際、記録材上に付着しているトナーや記録材の紙粉が飛散し、それが温度センサー５１に付着したり、複写機等の画像形成装置の別ユニットからの飛散トナーや紙粉が、定着ユニットに入り込み温度センサー５１に付着していた。そのため、温度センサー５１は熱ローラ８の表面温度を精度良く測定できずにいた。
【０００６】
また、上記特許文献２に記載された定着装置では、サーミスタカバー５３がサーミスタを保護しているのでサーミスタへの飛散トナーや紙粉の付着は防止できるが、コロ５４を熱ローラ８に摺擦させているため温度検知装置としては完全には非接触式ではなく、接触式と同様に熱ローラ８の傷付きが問題となる。また、温度検知装置全体の部品点数が多く、コスト高となるだけでなく、調整部品も多く、調整作業に手間が掛かるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、少ない部品点数で被加熱回転体の表面温度を精度良く測定できる非接触式の温度検知手段を備えた定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、加熱源により加熱される被加熱回転体を備え、この被加熱回転体の温度検知を行なうために該被加熱回転体に近接して非接触な位置に配設された温度検知手段と、該温度検知手段によって検知した温度に基づいて上記熱源の温度調整制御を行う手段とを備えた定着装置において、上記温度検知手段の温度検知部を拭き取るロール状の清掃シートと、該清掃シートの拭き取り面が前記温度検知手段の温度検知部に摺擦するように該温度検知手段を保持する保持部材と、前記清掃シートを巻き取る巻き取り軸体とを設け、前記清掃シートの幅方向の中央部に巻き取り方向に間隔を置いて並ぶ開口を清掃シート全長に渡って複数設け、常時は温度検知手段の温度検知部と一の開口とが重なる位置で清掃シートが静止され、清掃時は前記巻き取りローラを回転させて清掃シートを隣接する２つの開口間ピッチだけ巻き取った後、前記温度検知手段の温度検知部と次の開口とが重なる位置で清掃シートが静止されることを特徴とする。
【０００９】
そして、前記温度検知手段に対して巻き取りの上流側と下流側に前記清掃シートの巻き取りをガイドするガイド手段を設けたことを特徴とする。ここで、前記ガイド手段が、巻き取り方向に対して直交する方向に延設され清掃シートに当接して協働回転する回転部材であることを特徴とする。或いは、前記ガイド手段が、巻き取り方向に対して直交する方向に延設され清掃シートと平面で当接してガイドする板状部材であることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記巻き取り軸体は、三角や四角の柱状体から板状体に至るまで様々な形状の部材を使用することができる。特に、前記巻き取り軸体を巻き取りローラとするとともに、前記複数の開口を清掃シートの巻き取り方向に等間隔に設けた場合は、清掃シートの巻き取り量の制御が容易になる。
【００１１】
清掃シートの巻き取り制御の具体例としては、清掃時、熱ローラを一定温度に制御した状態で清掃シートの巻き取りを開始した後、温度検知手段の温度検知部が隣接する開口間に位置し、両者が重ならない状態の時間を計測することにより、巻き取りローラの駆動手段の停止時間を算出し、該停止時間になったら駆動手段を停止する方法を挙げることができる。或いは、駆動手段によって回転駆動される巻き取り駆動ローラと、前記巻き取りローラを前記駆動ローラ側に加圧する加圧手段とを備え、巻き取りローラを巻き取り駆動ローラに圧接し協働回転させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、常時は、サーミスタ表面と一の開口とが重なる位置で清掃シートが静止されており、清掃時は、巻き取りローラを回転させて清掃シートを隣接する２つの開口間ピッチに相当する長さだけ定量的に巻き取った後、サーミスタ表面と次の開口とが重なる位置で清掃シートが静止されるようになっている。これにより、搬送中の清掃シートの隣接する開口間の隙間部分とサーミスタ表面とで摺擦が起こり、サーミスタ表面が拭き取られ、汚れを取り除かれたサーミスタ表面が開口から熱ローラ表面に臨むように位置して再び温度検知を行うことができる。従って、少ない部品点数で熱ローラの表面温度を精度良く測定できる非接触式の温度検知素子を備えた定着装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図７は、本発明の第１の実施形態の画像形成装置の全体を示す正面図である。
【００１５】
図７に示す装置においては、一次帯電器２によって一様帯電された感光体１上に、露光装置３による露光が行われ、感光体１上の電位が減衰して潜像が形成されるようになっている。この潜像は、現像装置４により現像され、次いで転写ローラ５によって記録材上に転写される。該記録材は、給紙装置により転写のタイミングをとって上記転写部に供給されるようになっている。なお、感光体１上に残った現像剤はクリーニング器６によって除去される。
【００１６】
以上のように未定着現像剤像を転写された記録材は紙搬送装置７、紙ガイド１０によって熱ローラ８と加圧ローラ９の圧接位置へと送り出される。熱ローラ８の内部には加熱ヒータ１３が配設されており、該熱ローラ８の温度は、温度検知装置１１による検知温度に基づいて一定温度になるように加熱制御されている。また、熱ローラ８は回転駆動装置に連結されて所定方向に回転自在となっており、該熱ローラ８に圧接して従動回転する加圧ローラ９との間に形成する圧接部に上記記録材を挟持し、加熱・加圧しながら搬送することにより記録材上の未定着現像剤像を該記録材上に定着するようになっている。
【００１７】
熱ローラ８及び加圧ローラ９間を通過した記録材は、分離爪１２によってローラから分離されながら、排紙ローラ対４０によって機外へ排出される。
【００１８】
以上のような本実施例装置における温度検知装置１１は、図１又は図２に示すように熱ローラ８近傍に配設されている。温度検知装置１１は、基板１５上に設置されたサーミスタ１４を備えている。該サーミスタ１４は応答性の良好な非接触サーミスタ（以後サーミスタと呼ぶ）であり、熱ローラ８表面より例えば１ｍｍ離間して設けられ、その表面で熱ローラ８の表面温度を検知している。
【００１９】
サーミスタ１４によって検知される温度は周知の技術により画像形成装置本体の制御部にフィードバックされ、制御部はその温度データに応じて加熱ヒータ１３の温度コントロールを行っている。なお、サーミスタ１４には応答性の良好な熱電対、赤外線温度センサーを使用しても良い。
【００２０】
１６は、サーミスタ１４表面を拭き取るためのロール状の清掃シートであり、この清掃シート１６を二軸に巻き付け片側をシート送り側（送りローラ１７）、もう片側をシート巻き取り側（巻き取りローラ１８）として、清掃シート１６はシート送り側からシート巻き取り側へ搬送可能に設けられている。
【００２１】
基板１５は、熱ローラ８の長手方向の中央部に対向配置された一対のユニットステー１９，１９（図３参照）の間に保持されている。送りローラ１７及び巻き取りローラ１８は、両端に取り付け軸１７ａ，１８ａ（図３参照）をそれぞれ一体に備えており、各ローラ１７，１８は、該取り付け軸１７ａ，１８ａを介してそれぞれユニットステー１９間に回転可能に軸支されている。この構成によって、清掃シート１６の拭き取り面をサーミスタ１４表面に摺擦させる。
【００２２】
図１に示すように、サーミスタ１４に対して巻き取りの上流側と下流側には、清掃シート１６の巻き取りをガイドする一対のガイド手段２０が設けられている。ガイド手段２０としては、図３及び図４のようなガイドコロ２０１、或いは図５及び図６のようなガイド板２０２を使用することができる。ガイドコロ２０１は、巻き取り方向に対して直交する方向に延設され清掃シートに当接して協働回転する回転部材である。図３に示すように、ガイドコロ２０１は、両端に取り付け軸２０１ａを一体に備えており、該取り付け軸２０１ａを介してユニットステー１９間に回転可能に軸支されている。一方、巻き取り方向に対して直交する方向に延設され清掃シート１６と平面で当接してガイドする板状部材である。図５に示すように、ガイド板２０２はユニットステー１９間に支持されている。いずれにしても、サーミスタ１４表面と清掃シート１６の拭き取り面とが離れては拭き取りが行えない。そのため、図４又は図６に示すように、ガイドコロ２０１又はガイド板２０２のガイド面をサーミスタ１４表面よりもほんの数ｍｍ程度の距離ｄだけ内側に位置させるように配置している。
【００２３】
以下、ガイド手段２０としてガイドコロ２０１を使用した実施例につき説明する。図３に示すように、巻き取りローラ１８の一方の取り付け軸１８ａの先端は、巻き取りモータ２１のモータ軸（図示せず）に連結されており、巻き取りローラ１８は巻き取りモータ２１によって一方方向（図１で見ると時計回り）に回転駆動される。巻き取りモータ２１の動作は、マイコン２２によって制御される。
【００２４】
図８に示すように、清掃シート１６の幅方向の中央部には、巻き取り方向に等間隔で並ぶ円形の開口１６ａを清掃シート１６全長に渡って複数設けている。開口１６ａの大きさは、サーミスタ１４表面が該開口１６ａから熱ローラ８表面に臨めるように、サーミスタ１４表面の大きさよりも若干大きめに設定されている。
【００２５】
図３に示すように、常時は、サーミスタ１４表面と一の開口１６ａn（ｎは任意の自然数）とが重なる位置で清掃シート１６が静止されており、サーミスタ１４表面が該開口１６ａnから熱ローラ８表面に臨んで非接触で温度検知を行っている。そして、一定期間（例えば、１０日間）たったこと判断した場合や、一定枚数（例えば、１０００枚）出力を行ったことを判断した場合には、マイコン２２の指示により、巻き取りローラ１８を回転させて清掃シート１６を隣接する２つの開口間ピッチＰ（図８参照）に相当する長さだけ巻き取った後、サーミスタ１４表面と次の開口１６ａn+1とが重なる位置で清掃シート１６が静止されるようになっている。これにより、搬送中の清掃シート１６の隣接する開口１６ａn，１６ａn+1間の隙間部分とサーミスタ１４表面とで摺擦が起こり、サーミスタ１４表面が拭き取られ、汚れを取り除かれたサーミスタ１４表面が開口１６ａn+1から熱ローラ８表面に臨むように位置して再び温度検知を行うことができる。
【００２６】
次に、上記のように定量的に清掃シート１６を巻き取る制御方法について図８〜図１０に基づいて説明する。サーミスタ１４表面が一の開口１６ａと重なっている状態、すなわち図８のＡの位置にあるときに、熱源１３に通電して発熱させて熱ローラ８を加熱する（ステップ＃１）。そして、熱ローラ８表面の温度をサーミスタ１４で検知し、所定の基準値と比較する（ステップ＃２）。所定温度に達したと判断されたとき（ステップ＃２の肯定判定）は、熱ローラ８の表面温度を一定温度に維持するように熱源１３の発熱を制御する（ステップ＃３）。
【００２７】
次に、巻き取りモータ２１を動作させ、巻き取りローラ１８を回転駆動して清掃シート１６の巻き取りを開始する（ステップ＃４）。このとき、清掃シート１６上におけるサーミスタ１４表面の相対位置は、図８のＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅのように変遷していく。ここで、ＡとＥは、サーミスタ１４表面が開口１６ａの範囲内にあり両者が完全に重なっている状態、ＢとＤは、サーミスタ１４表面と開口１６ａとが部分的に重なっている状態、Ｃは、サーミスタ１４表面が隣接する開口１６ａ間に位置し両者が全く重ならない（サーミスタ１４表面が清掃シート１６上に隠れている）状態を意味している。各位置におけるサーミスタ１４の表面温度の時間変化は図９のようになる。
【００２８】
そして、サーミスタ１４表面が隠れている時間、すなわち上記Ｃの位置をとっている時間ｔ（図９参照）をタイマーで計測する（ステップ＃５）。ここで、開口間ピッチＰ（図９参照）及び開口間の隙間長さＬ（図９参照）は、規定の寸法である。従って、開口間の隙間長さＬをサーミスタ１４の隠れ時間ｔで除すことにより、清掃シート１６の搬送速度Ｖが算出され（ステップ＃６）、さらに開口間ピッチＰを清掃シート１６の搬送速度Ｖで除すことにより、巻き取りモータ２１の停止時間Ｔ（図９参照）が算出される（ステップ＃７）。このような計算を、上記Ｄの位置にあるときに瞬時に行い、清掃シート１６の巻き取りを開始してから、すなわち巻き取りモータ２１の動作を開始してからステップ＃７で計算した停止時間Ｔになれば、巻き取りモータ２１を停止させる（ステップ＃８）。これにより、清掃シート１６の巻き取り量が多くなって巻き取りローラ１８の単位時間当りの巻き取り長さが増大しても、正確に開口間ピッチＰだけ清掃シート１６を搬送して、上記位置Ｅで静止させることができる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施形態を図１１及び図１２に基づいて説明する。これらの図において、上記第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
本実施形態においては、巻き取り駆動ローラ２３が巻き取りローラ１８の近傍に別途設けられている。巻き取り駆動ローラ２３は、両端に取り付け軸２３ａ（図１２参照）を一体に備えており、該取り付け軸２３ａを介してユニットステー１９間に回転可能に軸支されている。巻き取り駆動ローラ２３の一方の取り付け軸２３ａの先端は、巻き取りモータ２１のモータ軸（図示せず）に連結されており、巻き取り駆動ローラ２３は巻き取りモータ２１によって一方方向（図１１で見ると反時計回り）に回転駆動される。巻き取りモータ２１の動作は、マイコン２２によって制御される。
【００３１】
巻き取りローラ１８は、両取り付け軸１８ａを介してユニットステー１９に回転可能に支持されるとともに、両取り付け軸１８ａを加圧手段であるスプリング２４によって巻き取り駆動ローラ２３の取り付け軸２３ａ側に加圧し、巻き取りローラ１８を巻き取り駆動ローラ２３に圧接し協働回転させるようにしている。
【００３２】
図１２に示すように、常時は、サーミスタ１４表面と一の開口１６ａn（ｎは任意の自然数）とが重なる位置で清掃シート１６が静止されており、サーミスタ１４表面が該開口１６ａnから熱ローラ８表面に臨んで非接触で温度検知を行っている。そして、一定期間（例えば、１０日間）たったことを判断した場合や、一定枚数（例えば、１０００枚）出力を行ったことを判断した場合には、マイコン２２の指示により、巻き取り駆動ローラ２３を回転させることにより、巻き取りローラ１８を協働回転させて清掃シート１６を隣接する２つの開口間ピッチＰ（図８参照）に相当する長さだけ巻き取った後、サーミスタ１４表面と次の開口１６ａn+1とが重なる位置で清掃シート１６が静止されるようになっている。これにより、搬送中の清掃シート１６の隣接する開口１６ａn，１６ａn+1間の部分とサーミスタ１４表面とで摺擦が起こり、サーミスタ１４表面が拭き取られ、汚れを取り除かれたサーミスタ１４表面が開口１６ａn+1から熱ローラ８表面に臨むように位置して再び温度検知を行うことができる。
【００３３】
本実施形態によると、巻き取り駆動ローラ２３は、清掃シート１６の巻き取り量によらず常に一定の速度で回転駆動されるため、清掃シート１６の搬送速度を一定に保つことが可能となる。つまり、規定の時間だけ巻き取りモータ２１を動作させることにより隣接する２つの開口間ピッチＰに相当する長さだけ清掃シート１６が巻き取られるので、確実に開口１６ａをサーミスタ１４表面位置で静止させることが可能となる。このため、清掃シート１６を定量的に巻き取るための制御を容易化できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、複写機等の画像形成装置に用いられる定着装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】は、本発明の第１の実施形態に係る温度検知装置の断面図である。
【図２】は、図１の温度検知装置を設けた定着装置の断面図である。
【図３】は、ガイド手段として回転部材を使用した例を示す図１の温度検知装置を矢印Ｘの方向から見た平面図である。
【図４】は、図３の温度検知装置の部分断面図である。
【図５】は、ガイド手段として板状部材を使用した例を示す図１の温度検知装置を矢印Ｘの方向から見た平面図である。
【図６】は、図５の温度検知装置の部分断面図である。
【図７】は、図１の温度検知装置を備えた画像形成装置の断面図である。
【図８】は、清掃シート上におけるサーミスタ表面の相対位置の変遷を示す平面図である。
【図９】は、図８の相対位置に対応した熱ローラ温度の時間変化の一例を示す図である。
【図１０】は、搬送シートを定量的に巻き取る制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】は、本発明の第２の実施形態に係る温度検知装置の断面図である。
【図１２】は、図１１の温度検知装置の平面図である。
【図１３】は、熱ローラの温度検知装置の第１の従来例を示す断面図である。
【図１４】は、熱ローラの温度検知装置の第２の従来例を示す断面図である。
【図１５】は、熱ローラの温度検知装置の第３の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    感光体
２    一次帯電器
３    露光装置
４    現像装置
５    転写ローラ
６    クリーニング器
７    紙搬送装置
８    熱ローラ
９    加圧ローラ
１０  紙ガイド
１１  温度検知装置
１２  分離爪
１３  加熱ヒータ
１３  熱源
１４  サーミスタ
１５  基板
１６ａ       開口
１６  清掃シート
１７  ローラ
１８  巻き取りローラ
１９  ユニットステー
２０  ガイド手段
２１  巻き取りモータ
２２  マイコン
２３  巻き取り駆動ローラ
２４  スプリング
４０  排紙ローラ対
２０１       ガイドコロ
２０２       ガイド板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006084751.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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