(57)【要約】【課題】  定着装置のヒートローラの表面温度を検知する非接触式の温度センサをヒートローラに対して常に高精度に位置決めして、温度センサの検知精度の向上を図り、ヒートローラを的確に温度制御して、定着性を向上し画質向上を図る。【解決手段】  アームをヒートローラのローラ軸に突き当てて、赤外線温度センサを固定配置する支持板をローラ軸を基準としてヒートローラに対して常に高精度に位置決めする。これにより赤外線温度センサをヒートローラに対して常に高精度に位置決めする。【選択図】図２
2006259718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスの加熱手段と、
前記加熱手段を加熱する加熱源手段と、
前記加熱手段に圧接してニップを形成し、前記加熱手段と共にトナー像を有する被定着媒体を所定方向に挟持搬送する加圧手段と、
前記加熱手段の温度を検知する非接触の温度検知手段と、
前記加熱手段の前面にて間隙を介して前記加熱手段の回転軸と平行に設けられる支持面に前記温度検知手段を取着し、前記支持面の両側を前記回転軸を基準に位置決めしてなり、前記温度検知手段と前記加熱手段との間隔を一定に維持する支持手段とを具備することを特徴とする画像形成装置の定着装置。
【請求項２】
前記加熱手段は加熱ローラであり、前記支持手段は、前記両側を前記加熱ローラ手段のローラ軸に突き当てて、前記温度検知手段と前記加熱手段との間隔を一定に維持することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の定着装置。
【請求項３】
前記加熱手段は複数のバックアップローラ間に掛け渡される定着ベルト手段であり、前記支持手段は、前記両側を前記バックアップローラの軸に突き当てて、前記温度検知手段と前記加熱手段との間隔を一定に維持することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の定着装置。
【請求項４】
前記加熱源手段は前記回転軸方向に複数個設けられ、前記温度検知手段は前記複数個の加熱源手段に対応する位置に少なくとも１個ずつ設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置の定着装置。
【請求項５】
前記温度センサによる前記加熱手段の温度検知位置の両側に、前記加熱手段に接触して前記加熱手段の温度を検知する接触温度検知手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置の定着装置。
【請求項６】
前記支持手段は前記加熱手段から前記被定着媒体を剥離する剥離手段を支持することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置の定着装置。
【請求項７】
前記加熱手段と前記支持面との前記間隙に、前記温度検知手段の検知位置に対応して検知窓が形成される遮蔽手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の定着装置。
【請求項８】
前記支持手段は、耐熱性樹脂により形成された前記耐熱性樹脂の色は、白色、グレーあるいはシルバーのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載され、トナー像を加熱定着する画像形成装置の定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される定着装置として、ヒートローラ及び加圧ローラからなる一対のローラ間、あるいは同様のベルト間に形成されるニップにシート紙を挿通し、トナー像を加熱加圧定着する定着装置がある。この様な加熱式の定着装置にあっては、ヒートローラを一定の定着可能温度に維持するために、ヒートローラの表面温度を温度センサで検知して、検知結果に応じて加熱源をＯＮ乃至ＯＦＦ制御している。
【０００３】
温度センサとして、近年赤外線温度センサのようにヒートローラに接触しないで温度検知をおこなう非接触式の温度センサが用いられている。非接触式の温度センサは、ヒートローラ表面を傷つけることが無く、ヒートローラの長寿命化を図れる。
【０００４】
このような非接触式の温度センサは、高い検知精度を得るためにヒートローラに対して高精度に位置決めする必要がある。このため従来ヒートローラの定着ケーシングに形成される位置決め凹部に温度センサの位置決めピンを挿入して、ヒートローラと温度センサとを所定間隔に対向配置する熱定着装置が開示されている。（例えば特許文献１参照。）また従来、ヒートローラに近接配置される剥離部材に温度検知素子としての温度ヒューズを取り付けて、ヒートローラに対して温度ヒューズを位置決めする定着装置が開示されている。（例えば特許文献２参照。）
【特許文献１】特開２００４−１３０２４号公報(第６頁、図３)
【特許文献２】特開２００２−２９６９６３号公報(第３頁、図２)
【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）あるいは（特許文献２）のいずれにおいても、メンテナンス時等にヒートローラを交換しあるいは温度センサを取り外して再度温度センサを設置した時に、部品精度によりヒートローラと温度センサとの間隔がずれてしまい、温度センサによる検知精度が低下される恐れがあった。このため、軸方向に複数の加熱源を分散配置して夫々の加熱源により、対向する領域のヒートローラを加熱する装置等にあっては、軸方向においてヒートローラの表面温度が不均一になる恐れがある。この結果ヒートローラの表面温度の不均一が定着画像に現れ、同一画像上にて、光沢の異なる温度リップル跡が見られ、画質の低下を生じてしまう。
【０００６】
一方近年、加熱源として誘導加熱コイルを用いる誘導加熱方式の定着装置において、ヒートローラ表面に熱容量の小さい薄膜化された金属導電層を設けて、金属導電層の高速加熱を図るとともに、より一層の省エネルギー化を図る定着装置が開発されている。このような熱容量の小さい薄膜化された金属導電層を有するヒートローラは、温度の変動が大きい。この結果温度センサの検知精度が低下されると、ヒートローラの的確な表面温度制御が不能となる恐れがある。
【０００７】
そこで本発明は上記課題を解決するものであり、定着装置において、ヒートローラの交換や、メンテナンスによる部品の着脱操作にかかわらず、ヒートローラの表面温度を検知する非接触式の温度センサをヒートローラに対して高精度に位置決めして、ヒートローラを高精度に温度制御し、良好な定着性能による高画質を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するための手段として、エンドレスの加熱手段と、前記加熱手段を加熱する加熱源手段と、前記加熱手段に圧接してニップを形成し、前記加熱手段と共にトナー像を有する被定着媒体を所定方向に挟持搬送する加圧手段と、前記加熱手段の温度を検知する非接触の温度検知手段と、前記加熱手段の前面にて間隙を介して前記加熱手段の回転軸と平行に設けられる支持面に前記温度検知手段を取着し、前記支持面の両側を前記回転軸を基準に位置決めしてなり、前記温度検知手段と前記加熱手段との間隔を一定に維持する支持手段とを有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、部品精度にかかわらず、非接触の温度センサと加熱部材との間隔を常に高精度に位置決め出来る。従って加熱部材を走査方向全域にわたり高精度温度制御出来、走査方向及び搬送方向のいずれにもトナー像を常に一定温度で定着可能となり、定着性能の向上により定着画像上にリップル跡を生じること無く高画質の定着画像を得られる。また温度センサに悪影響を生じないよう加熱源を配置することから、温度センサの検知精度の維持を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、非接触の温度センサを、ヒートローラのローラ軸を基準とする支持板に配置する。
【実施例１】
【００１１】
以下、本発明の実施例１について図１乃至図５を用いて説明する。図１は本発明の実施例１の定着装置２６を搭載してなる画像形成装置１を示す概略構成図である。画像形成装置１は画像形成部２に被定着媒体である用紙Ｐを供給するカセット機構３を備え、上面には自動原稿送り装置４により供給される原稿Ｄを読取るスキャナ部６を備える。カセット機構３から画像形成部２に至る搬送路７上にはレジストローラ８が設けられる。
【００１２】
画像形成部２は、感光体ドラム１１周囲に、感光体ドラム１１の矢印ｑの回転方向に従い順次感光体ドラム１１を一様に帯電する帯電装置１２、帯電された感光体ドラム１１にスキャナ装置６からの画像データに基づき潜像を形成するレーザ露光装置１３、現像装置１４、転写チャージャ１６、剥離チャージャ１７、クリーナ１８、除電ＬＥＤ２０を有している。画像形成部２は、周知の電子写真方式による画像形成プロセスにて感光体ドラム１１上にトナー像を形成し、用紙Ｐに転写する。
【００１３】
画像形成部２の用紙Ｐの搬送方向下流には、トナー像を転写された用紙Ｐを排紙部２１方向に搬送する排紙搬送路２２が設けられる。排紙搬送路２２上には、感光体ドラム１１から剥離された用紙Ｐを定着装置２６に搬送する搬送ベルト２３、定着装置２６通過後の用紙Ｐを排紙部２１に排出する排紙ローラ２４が設けられる。
【００１４】
次に定着装置２６について述べる。図２は定着装置２６を軸方向から見た概略構成図、図３は定着装置２６を軸と直交する方向から見た概略配置図であり、図４は加熱手段であるヒートローラ２７を加熱する制御系１００を示すブロック図である。定着装置２６は、ヒートローラ２７と、このヒートローラ２７に圧接する加圧手段である加圧ローラ２８を有する。ヒートローラ２７は上フレーム２６ａに支持され、加圧ローラ２８は下フレーム２６ｂに支持される。更に定着装置２６は、ヒートローラ２７の外周に、約１．５ｍｍのギャップを介して、ヒートローラ２７を加熱する１００Ｖ電源用の加熱源手段である誘導加熱コイル３０、４０、５０を有する。誘導加熱コイル３０、４０、５０はヒートローラ２７と略同軸形状となっている。
【００１５】
更にヒートローラ２７の外周には、ヒートローラの矢印ｒの回転方向に沿って、定着後の用紙Ｐの巻きつきを防止する剥離爪３１、ヒートローラ２７の表面温度を非接触で検出するサーモパイル式の複数の赤外線温度センサ３２、ヒートローラ２７両端の表面温度を検知する接触温度検知手段であるサーミスタ４１、ヒートローラ２７の表面温度の異常を検知して、加熱を遮断するためのサーモスタット３３及び、クリーニングローラ３４が設けられる。誘導加熱コイル３０、４０、５０と赤外線温度センサ３２は、ヒートローラ２７を挟んでほぼ対向する位置に配置されている。
【００１６】
ヒートローラ２７は芯金２７ａ周囲に厚さ５ｍｍの発泡ゴム２７ｂ、ニッケル（Ｎｉ）からなる厚さ４０μｍの金属導電層２７ｃ、厚さ２００μｍのソリッドゴム層２７ｄ及び、厚さ３０μｍの離型層２７ｅを順に形成され、φ４０ｍｍとされる。ソリッドゴム層２７ｄ及び離型層２７ｅは保護層を構成する。
【００１７】
加圧ローラ２８は、芯金２８ａの周囲にシリコンゴムあるいはフッ素ゴム等の表面層２８ｂを被覆してなり、φ４０ｍｍとされる。加圧ローラ２８は軸２８ｃを加圧スプリング３６により付勢され、ヒートローラ２７に対して圧接される。これによりヒートローラ２７及び加圧ローラ２８間に一定幅のニップ２９が形成される。また加圧ローラ２８周囲には、矢印ｓの回転方向に沿って加圧ローラ２８から用紙Ｐを剥離する剥離爪３８、クリーニングローラ３７が設けられる。
【００１８】
誘導加熱コイル３０、４０、５０は、それぞれ駆動電流の供給により磁界を生じ、この磁界により金属導電層２７ｃに渦電流を発生させて、金属導電層２７ｃを加熱する。各誘導加熱コイル３０、４０、５０は、ヒートローラ２７の長手方向のＡ、Ｂ、Ｃの領域をそれぞれ加熱する。
【００１９】
ヒートローラ２７の両側の領域Ｂ、Ｃを加熱する誘導加熱コイル４０、５０は直列接続され、同じ制御で駆動される。Ａ４横サイズやＡ３サイズの大きい用紙を定着する場合、あるいはＡ４縦サイズやその他の小さいサイズの用紙を定着する場合に応じて、各誘導加熱コイル３０、４０、５０の駆動比率を制御して、ヒートローラ２７の長手方向の温度分布を均一化する。
【００２０】
次にヒートローラ２７を加熱する制御系１００について述べる。図４のブロック図に示すようにヒートローラ２７を加熱する制御系１００は、誘導加熱コイル３０、４０、５０に駆動電流を供給するインバータ回路６０、インバータ回路６０に１００Ｖ直流電源を供給する整流回路７０、画像形成装置１全体を制御することから、位置センサ９による用紙Ｐの検知結果等が入力されるとともに、赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１の検出結果に応じてインバータ回路６０を制御するＣＰＵ８０を有する。ＣＰＵ８０は、赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１の検出結果に応じて、誘導加熱コイル３０あるいは誘導加熱コイル４０、５０のいずれか一方のみが出力するように駆動しても良いし、誘導加熱コイル３０及び誘導加熱コイル４０、５０の両方を同時に駆動しても良い。
【００２１】
整流回路７０は１００Ｖ用であり、商用交流電源７１からの電流を１００Ｖの直流に整流して、インバータ回路６０に供給する。整流回路７０と商用交流電源７１との間には、電力モニタ７２が接続され、商用交流電源７１から提供される電力を検知して、ＣＰＵ８０にフィードバックしている。
【００２２】
インバータ回路６０は、自励式の準Ｅ級回路を用いている。インバータ回路６０の誘導加熱コイル３０には共振用の第１のコンデンサ６１ａが並列に接続されて第１の共振回路６１を構成し、直列に接続される誘導加熱コイル４０、５０には共振用の第２のコンデンサ６２ａが並列に接続されて第２の共振回路６２を構成する。第１の共振回路６１には第１のスイッチング素子６３ａが直列に接続されて第１のインバータ回路６３を構成し、第２の共振回路６２には第２のスイッチング素子６４ａが直列に接続されて第２のインバータ回路６４を構成する。スイッチング素子６３ａ、６４ａは、高耐圧、大電流で使用可能なＩＧＢＴが用いられる。スイッチング素子６３ａ、６４ａはＭＯＳ−ＦＥＴ等でも良い。
【００２３】
スイッチング素子６３ａ、６４ａの制御端子には、スイッチング素子６３ａ、６４ａをＯＮさせるためのＩＧＢＴ駆動回路６６、６７がそれぞれ接続されている。ＣＰＵ８０は、ＩＧＢＴ駆動回路６６、６７の印加タイミングを制御する。インバータ回路６０は、ＣＰＵ８０によりスイッチング素子６３ａ、６４ａのＯＮ時間を制御することにより周波数を２０〜６０ｋＨｚに可変する。各誘導加熱コイル３０、４０、５０は駆動電流の周波数２０〜６０ｋＨｚに応じて電力値を制御され、各誘導加熱コイル３０、４０、５０の電力値により、金属導電層２７ｃの発熱量が変動され、ヒートローラ２７が温度制御される。
【００２４】
次に赤外線温度センサ３２は、図５に示すように、ハウジング１００に設けられるシリコン基板１０１上にポリシリコンとアルミニウムからなる薄膜熱電対を多数直列に接続したサーモパイル１０２を有する。ハウジング１００はシリコンレンズ１０３を有し、ヒートローラ２７からの赤外線をサーモパイル１０２に集光する。赤外線を受光することによりサーモパイル１０２に発生した温接点部の温度変化を、熱電対の起動電力としてＣＰＵ８０に出力する。
【００２５】
このようなサーモパイル式の赤外線温度センサ３２は従来公知であり、薄膜熱電対の温接点部の熱容量を小さくした構造となっているので、温度応答性が高い。サーモパイル式の赤外線温度センサ３２は、従来の赤外線温度センサ等に対して２０倍程度応答速度が速い。ＣＰＵ８０は赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１の検知結果に応じて各誘導加熱コイル３０、４０、５０の駆動電流の周波数を制御して、誘導加熱コイル３０、４０、５０に与える電力値を制御する。
【００２６】
赤外線温度センサ３２は、支持手段である支持板４２の支持面４２ａにネジあるいはピン等により固定して設置される。支持板４２は、例えばガラス入りのモールド樹脂、カーボン、セラミック等、ヒートローラからの熱対流によって熱変形しない材質がより好ましい。更に支持板４２の材質としては、支持板４２の温度が赤外線温度センサ３２に影響を及ぼす恐れが無いように、例えばＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＳ樹脂（ポリスチレン樹脂）あるいはＡＢＳ樹脂（アクリルニトリルとブタジェンとスチレンの共重合体樹脂）等の耐熱性樹脂材料がより好ましい。また支持面４２には、剥離爪３１が固着されている。
【００２７】
ヒートローラ２７の両側には、ヒートローラ２７のローラ軸２７ｆを支持するベアリング（図示せず）が設けられる。支持板４２の両側のアーム４２ｂは上フレーム２６ａにより支持されるとともに、先端にはローラ軸２７ｆのベアリングに嵌まる切欠き４２ｃが形成される。支持板４２はアーム４２ｂ先端をローラ軸２７ｆのベアリングに突き当てて、切欠き４２ｃをローラ軸２７ｆに嵌めることにより、ヒートローラ２７と支持面４２ａとの距離を常に一定に保持している。この結果支持面４２ａに支持される赤外線温度センサ３２はヒートローラ２７に対して常に高精度に位置決めされる。同様に支持面４２ａに固着される剥離爪３１もヒートローラ２７に対して常に高精度に位置決めされる。
【００２８】
赤外線温度センサ３２は支持面４２ａ上にて、各誘導加熱コイル３０、４０、５０のほぼ中央部に相当する位置、及び各誘導加熱コイル３０、４０、５０の間に相当する位置の５箇所に設置されている。またサーモスタット４１は、上フレーム２６ａに支持され、ヒートローラ２７両端の非画像形成領域Ｄ、Ｅに接触して、赤外線温度センサ３２と同じ位相でヒートローラ２７の温度を検知する。
【００２９】
次に作用について述べる。画像形成装置１の電源ＯＮによりウォームアップが開始される。ウォームアップの間、ヒートローラ２７は軸方向である走査方向全域にわたり均等温度に加熱される。ヒートローラ２７の表面温度は赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１からの出力値（電圧値）から算出される。赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１に検知され、ヒートローラ２７がレディ温度に達するまでは、ＣＰＵ８０はインバータ回路６０のスイッチング素子６３ａ、６４ａを制御して誘導加熱コイル３０、４０、５０の出力電力値を高くする。
【００３０】
ヒートローラ２７がレディ温度に達した後は、赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１の検知結果に従い、レディ温度を保持するよう誘導加熱コイル３０、４０、５０の出力電力値を制御する。レディ状態において一定期間プリント動作が指示されない場合、定着装置２６は省エネモードとなり誘導加熱コイル３０、４０、５０の出力電力値が抑えられる。省エネモードでは、次にプリント動作が指示されたときに、規定された時間内にヒートローラ２７の温度をレディ温度に復帰可能とする。省エネモードにおいては、ヒートローラ２７を走査方向全域にわたり均等温度に加熱せずに、ヒートローラ２７の部分加熱であっても良い。
【００３１】
次にプリント動作が指示されると、レディ状態であれば直ちに、また省エネモードであれば、赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１によりヒートローラ２７の温度を検知して、レディ温度に達するのを待って、画像形成プロセスを開始する。画像形成部２では矢印ｑ方向に回転する感光体ドラム１１が、帯電装置１２により一様に帯電され、レーザ露光装置１３により原稿情報に応じたレーザ光を照射され静電潜像を形成される。次いで静電潜像は現像装置１４により現像され、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。
【００３２】
感光体ドラム１１上のトナー像は、転写チャージャ１６にて用紙Ｐに転写される。次いで用紙Ｐは感光体ドラム１１から剥離され、定着装置２６に搬送されて矢印ｒ方向に回転され、例えば１６０℃の定着可能温度に加熱されるヒートローラ２７及び矢印ｓ方向に回転される加圧ローラ２８間のニップ２９に挿通され、トナー像を加熱加圧定着される。
【００３３】
トナー像を定着する間、定着装置２６では、ニップ２９の下流に配置される赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１により、ニップ２９を通過した定着終了後の、温度低下されたヒートローラ２７の表面温度を検知する。ＣＰＵ８０は、赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１からの検知結果により、ヒートローラ２７の表面温度と定着可能温度１６０℃との温度差に応じて、インバータ回路６０のスイッチング素子６３ａ、６４ａを制御する。誘導加熱コイル３０、４０、５０に電力を供給し、ヒートローラ２７の温度低下を生じた領域に対して誘導加熱コイル３０、４０、５０を励磁すると、金属導電層２７ｃに渦電流が発生され、ヒートローラ２７が加熱される。
【００３４】
これによりヒートローラ２７は、誘導加熱コイル３０、４０、５０を通過後次にニップ２９に到達するまでに走査方向全域にわたり定着可能温度の１６０℃に加熱復帰される。従ってニップ２９におけるヒートローラ２７の表面温度は、走査方向全域にわたり常に定着可能温度の１６０℃に加熱されていて、用紙Ｐに形成されるトナー像は、走査方向及び搬送方向のいずれにも温度リップル跡を生じることなく、均質に定着される。
【００３５】
また誘導加熱コイル３０、４０、５０の励磁により発生される磁束は、一般に金属導電層２７ｃのみでなく、周囲の導電材にも影響を及ぼし、赤外線温度センサ３２にあっては赤外線温度センサ３２自身が加熱されあるいは、ノイズを生じる恐れがある。但し本実施例において赤外線温度センサ３２は、ヒートローラ２７を挟んで、誘導加熱コイル３０、４０、５０と対向する位置に離れて配置されている。従って赤外線温度センサ３２は誘導加熱コイル３０、４０、５０の磁束による影響を受けることが無く、ヒートローラ２７上の検知位置の温度を高精度に検知している。
【００３６】
尚このように定着を行う間、用紙Ｐのサイズ、厚さ、材質あるいは環境変化により、赤外線温度センサ３２の検出温度と定着可能温度１６０℃との温度差が変動した場合は、ＣＰＵ８０は、温度差に従い、インバータ回路６０を制御して誘導加熱コイル３０、４０、５０の出力電力値を変動し、ニップ２９におけるヒートローラ２７の表面温度を常に定着可能温度の１６０℃に制御する。
【００３７】
定着終了後は、赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１の検出温度に従い、インバータ回路６０のＯＮ−ＯＦＦ制御によりヒートローラ２７をレディ温度に維持制御して次の定着操作を待機する。一定期間プリント動作が指示されない場合、省エネモードとし赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１の検出温度に従い、ヒートローラ２７を温度コントロールする。
【００３８】
この間にヒートローラ２７を交換しあるいは、その他定着装置２６のメンテナンスを行う場合、赤外線温度センサ３２は、支持板４２の両側のアーム４２ｂを引き抜き先端の切欠き４２ｃをローラ軸２７ｆから外して定着装置２６から取り出す。上フレーム２６ａに新たなヒートローラ２７を取り付けた後、アーム４２ｂ先端をローラ軸２７ｆに突き当てて切欠き４２ｃをローラ軸２７ｆに嵌めて、支持板４２を新たなローラ軸２７ｆに取り付ける。
【００３９】
このとき、部品精度により上フレーム２６ａに対する新たなヒートローラ２７の取り付け位置にぶれを生じる場合がある。但し支持板４２は、ヒートローラ２７のローラ軸２７ｆに対して位置決めされるので、ヒートローラ２７の交換操作、あるいはメンテナンス操作を行っても、ヒートローラ２７と支持面４２ａに支持される赤外線温度センサ３２との距離は常に一定に維持される。この結果赤外線温度センサ３２によるヒートローラ２７の表面温度の検知精度は高精度に維持され、定着装置２６はヒートローラ２７の交換前、あるいはメンテナンス前と同様に温度リップル跡の無い均質な定着を行える。
【００４０】
この実施例１によれば、赤外線温度センサ３２を固定配置する支持板４２はアーム４２ｂを、ヒートローラ２７のローラ軸２７ｆに突き当てることにより、部品精度にかかわらず、ローラ軸２７ｆを基準としてヒートローラ２７に対して常に高精度に位置決めが成されている。これにより、ヒートローラ２７を交換しあるいはメンテナンスを行った後であっても、アーム４２ｂをローラ軸２７ｆに突き当てるのみで、赤外線温度センサ３２はヒートローラ２７に対して常に高精度に位置決めされる。従って赤外線温度センサ３２は常にヒートローラ２７の表面温度を高精度に検知可能となり、赤外線温度センサ３２の検知結果に応じて行われるヒートローラ２７の温度制御を、走査方向全域にわたり高精度に行うことが出来る。この結果走査方向及び搬送方向のいずれにもトナー像を一定温度で定着可能となり、定着画像上にリップル跡を生じることが無く良好な定着性能による画質向上を得られる。
【００４１】
またこの実施例１によれば、ヒートローラ２７を挟んで誘導加熱コイル３０、４０、５０と赤外線温度センサ３２とをほぼ対向する位置に配置している。従って誘導加熱コイル３０、４０、５０から発生される磁束が赤外線温度センサ３２に影響を及ぼすことが無く、赤外線温度センサ３２はヒートローラ２７の温度を高精度に検知可能となる。
【実施例２】
【００４２】
次に本発明の実施例２について説明する。この実施例２は実施例１における、ヒートローラを定着ベルトとするものであり、他は実施例１と同様である。従ってこの実施例２にあっては、前述の実施例１で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
実施例２の図６に示す定着装置１２６は、エンドレスの加熱部材である周長７０×π（ｍｍ）の定着ベルト１２７を、第１及び第２のバックアップローラ１２８、１３０間に掛け渡している。第１のバックアップローラ１２８位置にて定着ベルト１２７には加圧ローラ２８が圧接され、定着ベルト１２７及び加圧ローラ２８間に一定幅のニップ１２９が形成される。定着ベルト１２７の矢印ｖ方向の回転方向に沿って、ニップ１２９の下流には、定着後の用紙Ｐの巻きつきを防止する剥離爪１３１、定着ベルト１２７の表面温度を非接触で検出するサーモパイル式の赤外線温度センサ３２及びサーミスタ４１、定着ベルト１２７の表面温度の異常を検知して、加熱を遮断するためのサーモスタット３３が設けられる。
【００４４】
定着ベルト１２７を挟んで赤外線温度センサ３２と対向する側には、定着ベルト１２７と約１．５ｍｍのギャップを介して、定着ベルト１２７を加熱する１００Ｖ電源用の誘導電流発生手段である誘導加熱コイル１３０、１４０、１５０が設けられる。
【００４５】
定着ベルト１２７は、図７に示すように４０μｍ厚さのニッケル（Ｎｉ）基材１２７ａの表面に、弾性力を有するシリコンゴム１２７ｂを３００μｍ被覆し、更に離型性を付与するためにフッ素樹脂からなる離型層１２７ｃを３０μｍ被覆してなる３層ベルトとなっている。定着ベルトの基材は、導電性を有するものであれば、ＳＵＳ、あるいはポリイミド樹脂に金属層をコーティングしたものであっても良い。
【００４６】
赤外線温度センサ３２を固定設置してなる支持板４２のアーム４２ｂは、第１のバックアップローラ１２８のローラ軸１２８ａに突き当てられ、切欠き４２ｃをローラ軸１２８ａに嵌めることにより、定着ベルト１２７と支持面４２ａとの距離すなわち定着ベルト１２７と赤外線温度センサ３２との距離を常に一定に維持している。従って、赤外線温度センサ３２は、定着ベルト１２７の表面温度を常に高精度に検知して、定着ベルト１２７を的確に温度制御して、温度リップル跡の無い均質な定着を行う。
【００４７】
この結果実施例１と同様、メンテナンス等により、支持板４２のアーム４２ｂをローラ軸１２８ａから一旦引き抜いた後に再度ローラ軸１２８ａに嵌めたとしても、部品精度にかかわらず、定着ベルト１２７と支持面４２ａに支持される赤外線温度センサ３２との距離を常に一定に維持出来る。この結果赤外線温度センサ３２による定着ベルト１２７の表面温度の検知精度を高精度に維持出来、定着ベルト１２７の交換前、あるいはメンテナンス前と同様に定着装置１２６は温度リップル跡の無い均質な定着を行うこととなる。
【００４８】
この実施例２によれば、赤外線温度センサ３２を固定配置する支持板４２が、バックアップローラ１２８のローラ軸１２８ａを基準として定着ベルト１２７に対して常に高精度に位置決めされることから、赤外線温度センサ３２は定着ベルト１２７に対して常に高精度に位置決めされる。従って赤外線温度センサ３２は常に定着ベルト１２７の表面温度を高精度に検知可能となり、定着ベルト１２７の温度制御を走査方向全域にわたり高精度行うことが出来る。この結果走査方向及び搬送方向のいずれにもトナー像を一定温度で定着可能となり、定着画像上にリップル跡を生じることが無く良好な定着性能による画質向上を得られる。
【００４９】
また定着ベルト１２７を挟んで誘導加熱コイル１３０、１４０、１５０と赤外線温度センサ３２とをほぼ対向して配置することにより誘導加熱コイル１３０、１４０、１５０の磁束が赤外線温度センサ３２に影響を及ぼすことが無く、赤外線温度センサ３２は定着ベルト１２７上の温度を高精度に検知可能となる。
【実施例３】
【００５０】
次に本発明の実施例３について説明する。この実施例３は前述の実施例１において、カセット機構から取り出した用紙を、垂直搬送する間にトナー像を定着するものであり、他は実施例１と同様である。従ってこの実施例３にあっては、前述の実施例１で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５１】
本実施例の画像形成装置の画像形成部２００は図８に示すように、矢印ｗ方向に回転する感光体ドラム２１１周囲に帯電装置２１２、レーザ露光装置２１３、現像装置２１４、転写チャージャ２１６、剥離チャージャ２１７、クリーナ２１８、除電ＬＥＤ２２０を有している。画像形成部２００は、周知の電子写真方式による画像形成プロセスにて感光体ドラム２１１上にトナー像を形成し、用紙Ｐに転写する。
【００５２】
画像形成部２００の用紙Ｐの矢印ｘ方向の搬送方向下流には、図９に示す定着装置２２６が配置される。定着装置２２６は、トナー像を転写された用紙Ｐを縦方向に搬送して、ヒートローラ２７及び加圧ローラ２８間の一定幅のニップ２９で、トナー像を加熱加圧定着する。誘導加熱コイル３０、４０、５０と支持板４２の支持面４２ａに固定して設置される赤外線温度センサ３２とは、ヒートローラ２７を挟んでほぼ対向する位置に配置されている。更に誘導加熱コイル３０、４０、５０はニップ２９より上に配置され、赤外線温度センサ３２はニップ２９より下に配置されている。
【００５３】
この実施例３によれば、赤外線温度センサ３２は、支持板４２を介してヒートローラ２７に対して常に高精度に位置決めされる。従って赤外線温度センサ３２は常にヒートローラ２７の表面温度を高精度に検知可能となり、赤外線温度センサ３２の検知結果に応じて行われるヒートローラ２７の温度制御を、走査方向全域にわたり高精度に行うことが出来る。この結果走査方向及び搬送方向のいずれにもトナー像を一定温度で定着可能となり、定着画像上にリップル跡を生じることが無く良好な定着性能による画質向上を得られる。
【００５４】
またこの実施例３によれば、ヒートローラ２７を挟んで誘導加熱コイル３０、４０、５０と赤外線温度センサ３２とがほぼ対向する位置に配置し更に、ニップ２９を介して、上方に誘導加熱コイル３０、４０、５０、下方に赤外線温度センサ３２を配置している。従って誘導加熱コイル３０、４０、５０から発生される磁束が赤外線温度センサ３２に影響を及ぼすことが無く、更に誘導加熱コイル３０、４０、５０に加熱されたヒートローラ２７の熱による影響も無く、赤外線温度センサ３２はヒートローラ２７の温度を高精度に検知可能となる。
【実施例４】
【００５５】
次に本発明の実施例４について説明する。この実施例４は前述の実施例１において、赤外線温度センサ３２を、定着装置２６の上フレーム２６ａの外側に配置するものであり、他は実施例１と同様である。従ってこの実施例３にあっては、前述の実施例１で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５６】
図１０は本実施例の定着装置３２６を軸方向から見た概略構成図、図１１は本実施例の上フレーム３２６ａ及び支持フレーム３４２を示す概略斜視図である。本実施例にて定着装置３２６の遮蔽手段である上フレーム３２６ａの側面にはヒートローラ２７からの赤外線を受光するための検知窓３３０が形成される。赤外線温度センサ３２は、上フレーム３２６ａの外側から、ヒートローラ２７のローラ軸２７ｆに突き当てられ、ローラ軸２７ｆを基準に位置決めされる温度センサ支持手段である支持フレーム３４２に固定して設置される。上フレーム３２６ａには、支持フレーム３４２のアーム３４２ｂを挿通するスリット３３１が形成される。
【００５７】
上フレーム３２６ａは、上フレーム３２６ａ自身の温度が赤外線温度センサ３２に影響を及ぼす恐れが無いように、耐熱性樹脂材料で形成することがより好ましい。更に上フレーム３２６ａの色は、黒色等の濃い色に比べて熱吸収率が低い白、グレーあるいはシルバー等にすることがより好ましい。この様に配色すれば、上フレーム３２６ａの熱吸収による温度上昇を防止出来、上フレーム３２６ａの温度が赤外線温度センサ３２に影響を及ぼすのを防止出来る。
【００５８】
アーム３４２ａ先端には、ヒートローラ２７のローラ軸２７ｆに嵌まる切欠き３４２ｃが形成される。支持フレーム３４２はアーム３４２ｂをスリット３３１から上フレーム３２６ａ内に挿通して、先端をローラ軸２７ｆに突き当てて、切欠き３４２ｃをローラ軸２７ｆに嵌めることにより、ヒートローラ２７と赤外線温度センサ３２との距離を常に高精度に位置決めする。
【００５９】
また、赤外線温度センサ３２は上フレーム３２６ａの外部に配置されるので、誘導加熱コイル３０、４０、５０の磁束は上フレーム３２６ａにより確実に遮蔽され、赤外線温度センサ３２は、誘導加熱コイル３０、４０、５０の磁束による影響を全く受けず、ヒートローラ２７上の検知位置の温度を高精度に検知する。
【００６０】
この実施例４によれば、赤外線温度センサ３２は、支持板フレーム３４２に支持され、ヒートローラ２７に対して常に高精度に位置決めされる。従って赤外線温度センサ３２は常にヒートローラ２７の表面温度を高精度に検知可能となり、赤外線温度センサ３２の検知結果に応じて行われるヒートローラ２７の温度制御を、走査方向全域にわたり高精度に行うことが出来る。この結果走査方向及び搬送方向のいずれにもトナー像を一定温度で定着可能となり、定着画像上にリップル跡を生じることが無く良好な定着性能による画質向上を得られる。
【００６１】
またこの実施例４によれば、誘導加熱コイル３０、４０、５０と赤外線温度センサ３２との間に上フレーム３２６ａが介在している。従って、赤外線温度センサ３２は誘導加熱コイルの磁束の影響を確実に防止され、赤外線温度センサ３２はヒートローラ２７の温度を高精度に検知可能となる。
【００６２】
尚本発明は、上記実施例に限られるものではなく、本発明の範囲内で種々変更可能であり、例えば温度センサの種類、あるいは応答時間等は限定されない。また温度センサ支持手段は、温度センサを加熱手段に対して確実に位置決めできるものであればその形状は限定されず、例えば、加熱手段のローラ軸に固定されるリング等にアーム先端を取り付ける等しても良い。また加熱源も、誘導加熱コイルに限定されず、ヒータにより加熱しても良いし、誘導加熱コイルを加熱手段内部に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例１の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の定着装置をヒートローラの軸方向から見た概略構成図である。
【図３】本発明の実施例１の定着装置をヒートローラの軸と直交する方向から見た概略配置図である。
【図４】本発明の実施例１のヒートローラ加熱の制御系を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の実施例１の赤外線温度センサを示す概略説明図である。
【図６】本発明の実施例２の定着装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施例２の定着ベルトの層構成を示す概略説明図である。
【図８】本発明の実施例３の画像形成装置の画像形成部を示す概略構成図である。
【図９】本発明の実施例３の定着装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の実施例４の定着装置をヒートローラの軸方向から見た概略構成図である。
【図１１】本発明の実施例４の上フレーム及び支持フレームを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…画像形成装置
２…画像形成部
３…カセット機構
１１…感光体ドラム
２２…排紙搬送路
２６…定着装置
２７…ヒートローラ
２８…加圧ローラ
２９…ニップ
３０、４０、５０…誘導加熱コイル
３１…剥離爪
３２…赤外線温度センサ
３３…サーモスタット
４１…サーミスタ
１００…制御系
【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】
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