(57)【要約】  【課題】本発明は、上記の問題点に鑑み、被温度測定物の温度を応答性良く正確に検知することが可能になるとともに、被温度測定物との接触面へのトナー等の付着を防止することが可能なる温度検知装置およびそれを備えた定着装置を提供することを目的とする。  【解決手段】本発明に係る温度検知装置１６３は、温度検知部１６３ｂが設置されるポリインドシート１６３ａと、ポリイミドシート１６３ａ上に備えられ、温度を検知するサーミスタ等からなる温度検知部１６３ｂと、温度検知部１６３ｂ上に備えられ、温度検知部１６４ｂを保護するための保護部材のポリイミドシート１６３ｅと、ポリイミドシート１６３ｅの外周より内側に成膜された高熱伝導材１６３ｆと、ポリイミドシート１６３ｅおよび高熱伝導材１６３ｆを覆うように成膜された高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇと、から成る構成とされている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被温度測定物の表面温度を間接的に検知する温度検知部と、該温度検知部を保護する保護部材と、を有して成る温度検知装置であって、
前記保護部材上に金属部材、高熱伝導性フッ素コーティング剤の順に成膜されていることを特徴とする温度検知装置。
【請求項２】
前記金属部材は、前記保護部材の外周より内側に成膜されていることを特徴とする請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項３】
前記高熱伝導性フッ素コーティング剤の色が、黒色であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温度検知装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の温度検知装置を備えていることを特徴する定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における定着ローラなどの被温度測定物の表面温度を測定する温度検知装置およびそれを備えた定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、用紙上にトナー像を形成して可視画像を得る画像形成装置においては、例えば、図６に示すように、定着部５０（すなわち、定着装置）に備えられ、熱源のハロゲンランプ５１を内蔵した定着ローラ５２（加熱ローラ）と加圧ローラ５３との圧接部分に用紙Ｐを通過させて、用紙Ｐ上のトナーを加熱および加圧することで、用紙Ｐ上に形成されたトナー像の用紙へ定着処理が行われている。なお、実線矢印は、用紙Ｐの搬送方向を示す。
【０００３】
また、定着処理おいて用紙上に良好なトナー像を得るには、定着処理中に定着ローラ５２を予め設定された適正温度に保つ必要があるため、図６に示すように、温度検知装置５４を定着ローラ５２の表面に接触させて、温度検知装置５４の出力に基づいて、ハロゲンランプ５１がＯＮ／ＯＦＦ制御されている。
【０００４】
また、定着ローラ５２の温度を検知する従来の温度検知装置５４は、図７に示すように、サーミスタ等の温度検知部５５が、その保護部材であるオレンジ色のポリイミドシート５６、５７で挟まれた構成から成る。そして、温度検知部５５が定着ローラ５２の表面に接触するポリイミドシート５６により定着ローラ５２との摩擦から保護されている。
【０００５】
また、温度検知装置に対して参考となる技術文献として、定着ローラと接触するテフロン（登録商標）シートの保護部材と温度検知素子の間に金属片を配置するとともに、金属片と温度検知素子の間に絶縁性耐熱シートを配設した温度検知ユニットが開示・提案されている（例えば、特許文献１を参照）
【特許文献１】特開平１１−２３１７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、従来の温度検知装置５４であれば、温度検知部５５をポリイミドシート５６により定着ローラ５２との摩擦から保護することが可能であるとともに、被温度測定物である定着ローラ５２の表面の温度を検知することが可能である。
【０００７】
また、特許文献１に開示されている温度検知ユニットであれば、温度検知素子の絶縁不良による温度誤検知が発生することなく、定着ローラの温度を検知することが可能である。また、定着ローラと接触する保護部材がテフロン（登録商標）シートであるため、定着ローラに付着してしまったトナーの保護部材への付着を低減することができる。
【０００８】
しかしながら、従来の温度検知装置５４は、温度検知部５５を保護しているポリイミドシート５６が、熱伝導率が低く、かつ、その表面がオレンジ色であるため輻射熱の熱吸収性（集熱効果）が低いことから、温度検知部５５に定着ローラ５２からの熱が効率良く伝導しなかったため、その温度検知の応答性が低かった。また、温度検知部５５の温度検知の応答性を向上させる手段として、ポリイミドシート５６の厚さを薄くすることによって対応することは可能であるが、ポリイミドシート５６の耐久性が低下してしまう。また、従来の温度検知装置５４は、定着ローラ５２に付着してしまったトナーがポリイミドシート５６に付着して、定着ローラ５２の表面温度を誤検知してしまう可能性があった。
【０００９】
特許文献１に開示されている温度検知ユニットは、保護部材、金属片および絶縁性耐熱シートは重ねあわされているのみなので、定着ローラの温度検知の応答性を向上させる余地があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、被温度測定物の温度を応答性良く正確に検知することが可能になるとともに、被温度測定物との接触面へのトナー等の付着を防止することが可能となる温度検知装置およびそれ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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る温度検知装置は、被温度測定物の表面温度を間接的に検知する温度検知部と、該温度検知部を保護する保護部材と、を有して成り、前記保護部材上に金属部材、高熱伝導性フッ素コーティング剤の順に成膜されている構成とされている。このような構成とすることにより、温度検知部への熱伝導が向上し、被温度測定物の表面の温度を応答性良く正確に検知することが可能となる。また、高熱伝導性フッ素コーティング剤が成膜されているため、被温度測定物との摺動性を向上させることが可能となるとともに、温度の誤検知を発生させるトナー等の部材の付着を防止することが可能となる。
【００１２】
また、上記構成から成る温度検知装置の前記金属部材は、前記保護部材の外周より内側に成膜されている構成とされている。このような構成とすることにより、温度検知部との接触による漏電や温度検知装置外の部材と接触による熱漏れを防止することができる。
【００１３】
また、上記構成から成る温度検知装置の前記高熱伝導性フッ素コーティング剤の色が、黒色である構成とされている。このような構成とすることにより、被温度測定物からの輻射熱を高熱伝導性フッ素コーティング剤に効率良く吸収させることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る定着装置は、上記構成から成る温度検知装置のうちいずれかを備える構成とされている。このような構成とすることにより、定着ローラの表面の温度を応答性良く正確に検知することが可能となる。また、温度検知装置の定着ローラとの摺動性が向上し、定着ローラの表面を磨耗させることなく、トナーの付着を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記したように、本発明に係る温度検知装置およびそれを備えた定着装置であれば、被温度測定物の温度を応答性良く正確に検知することが可能になるとともに、被温度測定物との接触面へのトナー等の付着を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下では、本発明に係る温度検知装置が定着部（定着装置に相当）に備えられた複写機を例に挙げて図を参照して本実施形態の説明を行う。図１は、本発明に係る温度検知装置が備えられた複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【００１７】
複写機１は、図１に示すように、原稿を自動搬送する原稿搬送部１１と、原稿搬送部１１から搬送された原稿を取り込んで画像データを生成する原稿取込部１２と、操作手段（テンキーやタッチパネルなど）と表示手段（液晶ディスプレイなど）から成る操作表示部１３と、画像データに基づいて用紙へのトナー像の画像形成を行う画像形成部１５（プリンタヘッドや感光ドラム等から成るプリント部１５１を含む）と、画像形成部１５に給紙を行う給紙部１４と、画像形成部１５で用紙上に形成されたトナー像を加熱および加圧して用紙に定着させる定着部１６と、定着部１６によりトナー像が定着された用紙の排紙先となる排紙部１７と、を有して成る。なお、本図には示していないが、複写機１は、装置全体の動作を制御する中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ［Central Processing Unit］と呼ぶ）や各種制御プログラム等が格納されたＲＯＭ［Read Only Memory］やワーク領域として用いられるＲＡＭ［Random Access Memory］から成るメモリ部などを当然に有して成る。
【００１８】
給紙部１４は、画像形成部１５への給紙元となる複数段（本実施形態では３段）の用紙収納部１４１ａ〜１４１ｃと、各用紙収納部１４１ａ〜１４１ｃから画像形成部１５への共通した用紙搬送経路となる用紙搬送部１４２と、を有して成る。
【００１９】
定着部１６は、後述の温度検知装置１６３からの出力値に基づいて、ＣＰＵ（不図示）により定着処理に最適な温度に保つために制御され、後述の定着ローラ１６１を加熱するハロゲンランプ１６２と、内部に配置されたハロゲンランプ１６２により加熱され、後述の加圧ローラ１６４との当接部分を通過するトナー像が形成された用紙を、加熱および加圧する定着ローラ１６１と、定着ローラ１６１の表面に接触し、定着ローラ１６１の温度を検知する温度検知装置１６３と、定着ローラ１６１に当接し、その当接部分を通過するトナー像が形成された用紙を加圧する加圧ローラ１６４と、を有して成る。また、温度検知装置１６３は、検知温度に応じた出力をＣＰＵ（不図示）に入力する。
【００２０】
次に、上記構成から成る複写機１における原稿複写動作について説明する。複写機１における原稿複写動作では、まず原稿搬送部１１から原稿取込部１２に原稿が搬送され、原稿取込部１２による該原稿の取込み（画像データの生成）が行われる。生成された画像データは、一旦メモリ部（不図示）に格納された後、再び読み出されて画像形成部１５に送出される。その後、画像形成部１５では、入力された画像データに基づく用紙へのトナー像の画像形成処理が行われる。そして、温度検知装置１６３からの出力に基づいて、ハロゲンランプ１６２の制御が行われて定着処理に最適な温度に保たれた定着部１６で、用紙上に形成されたトナー像が用紙に定着される。そして、トナー像が定着された用紙は、排紙部１７に排紙される。
【００２１】
次に、複写機１の定着部１６に備えられた本発明に係る温度検知装置１６３について以下に説明する。図２は、本発明に係る温度検知装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。図３は、ホルダーに取り付けられた温度検知装置を模式的に示す斜視図である。
図４は、定着ローラ支持筐体に取り付けられた温度検知装置を加圧ローラ側から見た場合を模式的に示す斜視図である。
【００２２】
本発明に係る温度検知装置１６３の構成を下層側（図２の紙面下側）から説明すると、本発明に係る温度検知装置１６３は、図２に示すように後述の温度検知部１６３ｂが設置されるポリインドシート１６３ａと、ポリイミドシート１６３ａ上に備えられ、温度を検知するサーミスタ等からなる温度検知部１６３ｂと、温度検知部１６３ｂ上に備えられ、温度検知部１６４ｂを保護するための保護部材のポリイミドシート１６３ｅと、ポリイミドシート１６３ｅの外周より内側に成膜された高熱伝導材１６３ｆと、ポリイミドシート１６３ｅおよび高熱伝導材１６３ｆを覆うように成膜された高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇと、から形成されている。
【００２３】
温度検知部１６３ｂは、図２に示すように、２つのリード線１６３ｃ、１６３ｄを備えている。また、各ポリイミドシート１６３ａ、１６３ｅは、厚さが約５０μｍで、一辺が約１０ｍｍである。
【００２４】
高熱伝導材１６３ｆは、アルミニウム、銅、金、銀などの高熱伝導率の金属を用いることができる。また、高熱伝導材１６３ｆは、ポリイミドシート１６３ｅ上に真空蒸着法、化学気相成長法（ＣＶＤ[Chemical Vapor Deposition]）、物理気相成長法（ＰＶＤ[Physical Vapor Deposition]）などの成膜方法で約２０〜３０μｍの厚さで、ポリイミドシート１６３ｅの外周よりも内側に密着性良く成膜されている。高熱伝導材１６３ｆが、ポリイミドシート１６３ｅの外周よりも内側に成膜されることで、リード線１６３ｃとの漏電や温度検知装置１６３外の部材と接触による熱漏れを防止することができる。なお、高熱伝導材１６３ｆは、アルミニウム、銅、金、銀などの金属の合金が用いられてもよい。
【００２５】
また、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇは、輻射熱の吸熱効果が高い黒色（カーボンが含有されているため黒色）で、その熱伝導率が０．２ｗ／ｍ・℃以上のものが用いられてポリイミドシート１６３ｅおよび高熱伝導材１６３ｆを覆うように密着性良く成膜されている。高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇは、他の部材との摺動性が優れるため、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇを成膜することで、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇの表面と接触する被温度測定物との摺動性を向上させることができる。このため、温度検知装置１６３は、定着ローラ１６１の表面を磨耗させることなく、トナーの付着を防止することができる。
【００２６】
また、上記構成から成る温度検知装置１６３は、被温度測定物である定着ローラ１６３の表面温度の検知に用いられる場合には、図３に示すように、ホルダー１６５の各端子１６５ａ、１６５ｂにリード線１６３ｃ、１６３ｄがそれぞれ取り付けられることでホルダー１６５に固定される。また、温度検知装置１６３は、リード線１６３ｃ、１６３ｄ、ホルダー１６５の各端子１６５ａ、１６５ｂ、ホルダー１６５内で各端子１６５ａ、１６５ｂとそれぞれ電気的に接続された端子１６５ｃ、１６５ｄ、および端子１６５ｃ、１６５ｄに電気的に接続された配線１６７を介して、コネクタ１６６に電気的に接続されている。また、温度検知装置１６３の出力は、コネクタ１６６等を介して、ＣＰＵ（不図示）に入力される。
【００２７】
また、ホルダー１６５に固定された温度検知装置１６３は、図４に示すように、定着ローラ１６１が回転自在に取り付けられている定着ローラ支持筐体１６８に、ホルダー１６５がネジ止めされることで取り付けられている。また、温度検知装置１６３は、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇが、定着ローラ支持筐体１６８側の定着ローラ１６１のローラ表面に接触するように配置されている。なお、定着ローラ支持筐体１６８は、図４に示すように、ハロゲンランプ１６２が備えられた定着ローラ１６１の他に、定着ローラ１６１および加圧ローラ１６４からトナーが定着された用紙を分離するための分離爪１６８ａと、分離爪１６８ａにより分離された用紙を円滑に排紙部１７に送出すためのコロ１６８ｂと、を有して成る。また、図４の実線矢印は、用紙の搬送方向を示す。
【００２８】
また、上記のように定着部１６に取り付けられた温度検知装置１６３において、定着ローラ１６１から温度検知部１６３ｂまでの熱伝導について図１、図２および図４を参照して以下に説明する。
【００２９】
被温度測定物である定着ローラ１６１の熱が、温度検知装置１６３の高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇと定着ローラ１６１の表面との接触により、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇに伝導するほか、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇの色が輻射熱の吸収効果が高い黒色であるため、定着ローラ１６１からの輻射熱が、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇに効率良く吸収されて伝導する。
【００３０】
そして、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇは、高熱伝導性であるとともに、高熱伝導材１６３ｆに密着性良く成膜されている（すなわち、接触面積が大きい）ため、定着ローラ１６１から高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇに伝導した熱が高熱伝導材１６３ｆに効率良く速く伝導する。
【００３１】
また、高熱伝導材１６３ｆは、高熱伝導率の金属であるとともに、ポリイミドシート１６３ｅに密着性良く成膜されている（すなわち、接触面積が大きい）ため、高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇから高熱伝導材１６３ｆに伝導した熱が、ポリイミドシート１６３ｅに効率良く速く伝導する。そして、ポリイミドシート１６３ｅまで伝導した定着ローラ１６１からの熱が、ポリイミドシート１６３ｅから温度検知部１６３ｂに伝導する。なお、温度検知部１６３ｂでは、上記のように伝導した定着ローラ１６１の表面からの熱の温度に応じた出力が行われる。
【００３２】
次に、本発明に係る温度検知装置１６３を定着部１６に備えた複写機１における定着ローラ１６１の温度検知の応答性について図を参照して以下に説明する。
【００３３】
図５は、本発明に係る温度検知装置１６３および図７に示す従来の温度検知装置５４によりそれぞれ定着ローラ１６１の表面の温度検知が行われて、ＣＰＵ（不図示）より定着処理に最適な温度に保たれるようにハロゲンランプ１６２が制御された場合の安定状態での温度と時間の関係を示すグラフである。なお、横軸は、時間Ｔを示す。
【００３４】
図５に示す曲線Ａおよび曲線Ｂは、それぞれ本発明に係る温度検知装置１６３および図７に示す従来の温度検知装置５４が用いられた場合の定着ローラ１６１の表面温度の測定結果である。
【００３５】
図５に示すように、温度検知装置１６３および従来の温度検知装置５４が用いられて、定着ローラ１６１が定着処理に最適な温度に保たれるように、ハロゲンランプ１６２の点灯の基点となる温度が検知されてハロゲンランプ１６２が点灯された後に、極小温度Ａ１、Ｂ１が検知されてから、ハロゲンランプ１６２の消灯の基点となる温度が検知されてハロゲンランプ１６２が点灯された後に極大温度Ａ２、Ｂ２が検知され、再びハロゲンランプ１６２の点灯の基点となる温度が検知されてハロゲンランプ１６２が点灯された後に極小温度Ａ３、Ｂ３が検知されるまでの時間は、従来の温度検知装置５４（曲線Ｂ）では時間Ｔ２を必要とするが、本発明に係る温度検知装置１６３（曲線Ａ）では時間Ｔ２よりも短い時間Ｔ１である。
【００３６】
このことから、本発明に係る温度検知装置１６３は、従来の温度検知装置５４よりも熱伝導性が改善しているため、従来の温度検知装置５４よりも被温度測定物の温度検知に対する応答性が向上していることが解る。また、本発明に係る温度検知装置１６３は、図５のグラフから見積もると、被温度測定物の温度検知に対する応答性が従来の温度検知装置５４よりも約２０％向上している。
【００３７】
また、本発明に係る温度検知装置１６３は、従来の温度検知装置５４よりも被温度測定物からの熱の熱伝導性が向上しているため、ハロゲンランプ１６２のＯＮ／ＯＦＦ制御時の基点になる温度がより正確な値となる。そのため、図５の曲線Ａ、Ｂに示すように、本発明に係る温度検知装置１６３が用いられた際には（曲線Ａ）、定着ローラ１６１の表面が、従来の温度検知装置５４が用いられた際（曲線Ｂ）の温度範囲Ｂ４よりも狭い温度範囲Ａ４で制御することが可能である。
【００３８】
以上で説明したように、本実施形態の温度検知装置１６３を定着部１６（定着装置に相当）に備えた複写機１であれば、温度検知装置１６３が温度検知部１６３ｂへの熱伝導性を向上させた構成であるため、定着ローラ１６１の表面の温度を応答性良く正確に検知することが可能となる。また、温度検知装置１６３は、被温度測定物の定着ローラ１６１との接触面に高熱伝導性フッ素コーティング剤１６３ｇを有しているため、定着ローラ１６１との摺動性が向上し、定着ローラ１６１の表面を磨耗させることなく、トナーの付着を防止することができる。
【００３９】
なお、上記では、本発明に係る温度検知装置１６３は、複写機１における定着ローラ１６１の表面の温度検知に用いられたが、定着ローラ１６１以外の被温度測定物の温度検知に利用されてもよい。
【００４０】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における定着ローラなどの被温度測定物の表面温度を測定する温度検知装置およびそれを備えた定着装置全般に広く適用が可能であり、温度検知の応答性の向上に有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】は、図１は、本発明に係る温度検知装置が備えられた複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【図２】は、本発明に係る温度検知装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【図３】は、ホルダーに取り付けられた温度検知装置を模式的に示す斜視図である。
【図４】は、定着ローラ支持筐体に取り付けられた温度検知装置を加圧ローラ側から見た場合を模式的に示す斜視図である。
【図５】は、図７に示す従来の温度検知装置５４と本発明に係る温度検知装置１６３の温度検知の応答性を説明するためのグラフである。
【図６】は、従来の温度検知装置が備えられた定着部を模式的に示す縦断面図である。
【図７】は、従来の温度検知装置の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    複写機
１１    原稿搬送部
１２    原稿取込部
１３    操作表示部
１４    給紙部
１４１ａ〜１４１ｃ    用紙収納部
１４２    用紙搬送部
１５    画像形成部
１５１    プリント部
１６、５０    定着部
１６１、５２    定着ローラ
１６２、５１    ハロゲンランプ
１６３、５４    温度検知装置
１６３ａ、１６４ｅ、５６、５７  ポリイミドシート
１６３ｂ、５５    温度検知部
１６３ｃ、１６３ｄ    リード線
１６３ｆ    高熱伝導材
１６３ｇ    高熱伝導性フッ素コーティング剤
１６４    加圧ローラ
１６５    ホルダー
１６５ａ〜１６５ｄ    端子
１６６    コネクタ
１６７    配線
１６８    定着ローラ支持筐体
１６８ａ    分離爪
１６８ｂ    コロ
【図１】
2006330554.tif 000003
【図２】
2006330554.tif 000004
【図３】
2006330554.tif 000005
【図４】
2006330554.tif 000006
【図５】
2006330554.tif 000007
【図６】
2006330554.tif 000008
【図７】
2006330554.tif 000009