(57)【要約】【課題】定着回転体の表面を傷つけることなく、しかも温度検知素子から延びるリード線の疲労を防止することができる温度検知装置を提供する。【解決手段】被温度検知部材３０の温度を検知する温度検知素子９０と、当該被温度検知部材側に当該温度検知素子９０を保持する弾性体９１とを備え、当該弾性体９１の被温度検知部材側からその反対側までの厚みｔが１．５ｍｍ以下である。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被温度検知部材の温度を検知する温度検知素子と、当該被温度検知部材側に当該温度検知素子を保持する弾性体とを備え、当該弾性体の被温度検知部材側からその反対側までの厚みが１．５ｍｍ以下である温度検知装置。
【請求項２】
前記弾性体は対峙する二面を備え、一方の面に前記温度検知素子を保持し、他方の面に当該温度検知素子を被温度検知部材側に押し当てる押当部材とを有する請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項３】
前記押当部材は板バネである請求項２に記載の温度検知装置。
【請求項４】
被温度検知部材と温度検知素子との間に、熱伝導性板を備える請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記温度検知素子から延びるリード線を備え、当該リード線は前記弾性体の前記一方の面側から前記他方の面側に引き回される請求項２〜４のいずれかに記載の温度検知装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の温度検知装置と、当該温度検知装置により表面温度が検知される定着回転体とを備える定着装置。
【請求項７】
前記被温度検知部材としての定着回転体の内部には熱源を備えない請求項６に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度検知装置に関し、より詳しくは、電子写真方式、静電写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置に好適な温度検知装置の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平３−１６７４３１号公報
【０００３】
従来から、電子写真方式（静電転写方式）を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が広く知られている。このような画像形成装置では、記録媒体上にトナーによる画像を形成し、定着装置により当該画像を記録媒体上に熱及び圧力により定着することにより永久像を得ているものである。ここで、定着装置を構成する定着回転体の温度を計測し、その温度を一定に保つことなどの制御により、高画質のトナー画像を得ている。
【０００４】
ここで、定着回転体の温度を検知する温度検知装置としては、例えば、特許文献１に開示されているように、サーミスタなどの温度検知素子を（定着回転体表面を傷付けないように）スポンジなどの弾性体で定着回転体に押し当て、その温度を検知するものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被検知対象である定着回転体に残留トナーが存在している状態や、温度検知素子にトナーが付着している状態で、定着回転体が回転すると、そのトナーによる衝撃で、温度検知素子を振動させ、温度検知素子から延びるリード線に過大な負荷が掛かる。そして場合によっては、経時的な使用により、そのリード線が断線してしまうおそれもある。特に、このような不具合は、比較的高温の状態（トナーが融解しやすい状態）で回転される熱源を備える定着回転体の温度を検知する温度検知装置よりも、比較的低温の状態（トナーが融解しにくい状態）で回転される熱源を有さない定着回転体の温度を検知する温度検知装置に発生しがちである。
【０００６】
本発明は、このような技術的な課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着回転体の表面を傷つけることなく、しかも温度検知素子から延びるリード線の疲労を防止することができる温度検知装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、被温度検知部材の温度を検知する温度検知素子と、当該被温度検知部材側に当該温度検知素子を保持する弾性体とを備え、当該弾性体の被温度検知部材側からその反対側までの厚みが２．０ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下である温度検知装置である。このように温度検知装置を構成することにより、弾性体の厚みが比較的薄いため、固化状態のトナーが衝突しても温度検知素子の振動が抑えられるため、その温度検知素子から延びるリード線への疲労が軽減される。また、弾性体の存在により、被温度検知部材が傷付くことを防止することもできる。
【０００８】
ここで、当該弾性体の被温度検知部材側からその反対側までの厚みが１．０ｍｍ以下とすることもできる。一方、被温度検知部材が傷付くのを防止する観点からは、当該弾性体の被温度検知部材側からその反対側までの厚みが温度検知素子の厚みよりも厚い（又は実質的に同一）ことが好ましい。他方、被温度検知部材の傷を無視すれば、弾性体を設けなくてもよい。また、前記温度検知素子としては、例えばサーミスタを挙げることができる。また、前記弾性体の材質としては、例えば発泡部材（スポンジ）や、ゴムを挙げることができる。
【０００９】
また、前記弾性体は対峙する二面を備え、一方の面に前記温度検知素子を保持し、他方の面に当該温度検知素子を被温度検知部材側に押し当てる押当部材とを有するよう構成することができる。この場合、前記一方の面と他方の面との（押し当て方向の）厚みが２．０ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下となる。ここで、前記一方の面と他方の面とは、一般には（実質的に）水平であるが、水平でなくてもよい。また、前記弾性体の形状としては、楕円柱状、円柱状、多角柱状（三角柱状、四角柱状（ブロック状）、五角柱状など）などが挙げられ、これらの底面と上面とが「一方の面」、「他方の面」に対応する。
【００１０】
また、前記押当部材としては、例えば板バネを挙げることができる。このような押当部材により、例えば、被温度検知部材と温度検知装置との接触面積が、８×５ｍｍ＝４０ｍｍ２である場合には、の接触荷重は、３０〜５０ｇｆ、好ましくは３５〜４０ｇｆとすることができる。したがって、接触圧力は０．７５〜１．２５ｇｆ／ｍｍ２、好ましくは０．８７５〜１．０００ｇｆ／ｍｍ２とすることができる。
【００１１】
さらに被温度検知部材が傷付くのを防止する観点からは、温度検知素子が直接的に被温度検知部材に接触するのではなく、間接的に接触するものでもよい。具体的には、被温度検知部材と温度検知素子との間に、熱伝導性板を備えることができる。この熱伝導性板は金属であり、例えば銅（燐青銅など）を採用することができる。
【００１２】
また、一般に温度検知素子は前記温度検知素子から延びるリード線を備えるが、当該リード線は前記弾性体の前記一方の面側から前記他方の面側に引き回されるものでもよい。このような場合には、比較的リード線に負荷が掛かりやすい状態であり、本発明の効果が顕著に発揮される。
【００１３】
また、このような温度検知装置は、（画像形成装置の）定着装置に適用することができる。すなわち、本発明はこれらの温度検知装置と、当該温度検知装置により表面温度が検知される定着回転体とを備える定着装置として捉えることもできる。ここで、本発明の効果が顕著に発揮されるのは、（回転時に比較的高温となる）内部に熱源を備える定着回転体に本温度検知装置を備える場合よりも、（回転時にあまり高温とならない）内部に熱源を備えない定着回転体に本温度検知装置を備える場合である。なお、回転体の形状としては、ロール形状や無端ベルト形状を挙げることができる。
【００１４】
【発明の実施による形態】
実施例
実施例に係る定着装置は、図１に示すように、記録用紙Ｐに電子写真方式等を利用して形成されるトナーからなる未定着像Ｔを定着させる加熱ロール２０と、この加熱ロール２０に圧接して上記未定着像を担持する記録用紙Ｐを通過させる定着ニップ部Ｎを形成する加圧ロール３０とでその主要部が構成されるロールニップ型の定着装置である。
【００１５】
図１中の符号３５は記録用紙Ｐを定着ニップ部Ｎに案内するための導入用ガイド、３６は定着後の記録用紙Ｐを加熱ロール２０等から剥離させるための剥離つめ、３７は加熱ロール２０の表面温度を検出するための温度検出素子（温度センサの検出部）である。また、一点破線は記録用紙Ｐの搬送経路とその搬送方向を示す。
【００１６】
加熱ロール２０は、金属材料等からなる円筒状のロール基体とそのロール表面に形成される離型層などで構成されたものであり、本体フレーム１０にベアリング等の軸受を介して回転可能に装着されている。また、この加熱ロール２０は、その一端部に図示しない駆動伝達ギヤが取り付けられており、図示しない回転駆動装置からの動力が伝えられて矢印方向に回転駆動する。
【００１７】
さらに、加熱ロール２０の内部空間には、加熱ロール２０を加熱するための外観がガラス筒からなる２本の電熱ランプ４０、５０が配置されている。この電熱ランプ４０、５０は、温度検知装置９からの検出情報や制御プログラムに応じて加熱動作が適宜制御されて加熱ロール２０の表面を所定の温度に保持するようになっている。
【００１８】
加圧ロール３０は、金属材料等からなる円筒状のロール基体とそのロール表面に形成される弾性層などで構成されたものであり、その両端部の軸が図示しない支持フレームにベアリング等の軸受１２を介して回転可能に装着されている。また、この加圧ロール３０は、図示しないスプリング等により加熱ロール２０にむけて所定の荷重で付勢されており、加熱ロール１０の回転に追従して矢印方向に回転する。また、加圧ロール（被温度検知部材、内部に熱源を備えない定着回転体）３０の表面の画像領域内に温度検知装置９が設けられている。なお、加熱ロール２０、加圧ロール３０ともにその外径は３５ｍｍである。
【００１９】
図２は、この温度検知装置９の構成を説明する斜視図である。この温度検知装置９は、サーミスタ（温度検知素子）９０と、スポンジ体（弾性体）９１と、板バネ（押当部材）９２と、燐青銅片（熱伝導性板）９３と、二本のジメット線（リード線）９４ａ、ｂとにより構成されている。
【００２０】
スポンジ体９１は、樹脂を発泡させブロック形状としたもの採用しており、その上面９１Ａ側にサーミスタ９０を保持し、サーミスタ９０により加圧ロール３０表面が傷付くのを防止している。さらに、上面９１Ａ側には、加圧ロール３０表面が傷付くのを防止するため、サーミスタ９０に対し図中細矢印の方向に燐青銅片９３が被されている。なお、この燐青銅片９３は熱伝導性が非常に高いため、サーミスタ９０による加圧ロール３０表面の温度検知精度を損なうことは殆ど無い。
【００２１】
一方、スポンジ体９１の底面９Ｂは、上面９１Ａと略並行に対峙しており、板バネ９２が固定されている。このような板バネ９２により、図中太矢印の方向に付勢され、温度検知装置９と加圧ロール３０との接触荷重は、３０〜５０ｇｆ、とし、温度検知装置９の接触面積は８×５ｍｍ＝４０ｍｍ２であるから、接触圧力は０．７５〜１．２５ｇｆ／ｍｍ２となっている。また、サーミスタ９０から延びるジメット線９４ａ、ｂは、スポンジ体９１の上面９１Ａ側から底面９１Ｂ側へと引き回されており、一般には振動によりジメット線９４ａ、ｂに負荷の加わりやすい状態である。
【００２２】
ここで、スポンジ体９１の厚みｔを互いに並行な上面９１Ａと底面９１Ｂとの距離と定義すると、本実施例ではスポンジ体９１の厚みｔは比較的薄い１．５ｍｍである。このようにスポンジ体９１の厚みｔを薄く構成することにより、加圧ロール３０が回転し加圧ロール３０表面に残留する固着トナーが温度検知装置９に連続的に衝突する場合にも、装置９が大きく振動することが無く、ジメット線９４ａ、ｂに大きな負荷が加わることがない。また、このスポンジ体９１の厚みｔは、０でもよいが（すなわちスポンジ体９０を設けない）、加圧ロール３０に傷をつけてしまうおそれがあるため、サーミスタ９０自身の厚みよりも厚い方が好ましい。
【００２３】
なお、内部に熱源を有さない加圧ロール３０は内部に電熱ランプ４０、５０を有する加熱ロール２０に比べて表面温度が低く、残留トナーが融解しにくく、残留トナーの衝撃が大きくなる傾向がある。
【００２４】
実験例１（空転）
本発明の効果を確認するため、本発明者らは次のような実験を行った。本実施例にかかる定着装置を用いて、加熱ロール２０のコントロール温度を２００℃、加熱ロール２０及び加圧ロール３０の回転速度を１７５ｒｐｍに調整し、加圧ロール３０表面上の温度検知装置９が接触する部分に、周方向に四箇所、固着したトナーに見立てた０．７ｍｍの段差を設け、温度検知装置９の故障（ジメット線９４の断線の有無）を調べた。
【００２５】
ここで、温度検知装置９として、図２に示した本実施例に係る温度検知装置９と、図３に示す比較例に係る温度検知装置９’とを用意した。この比較例に係る温度検知装置９’は、スポンジ体９１の厚みＴが３．０ｍｍである以外は、実施例に係る温度検知装置９と同様の構成である。
【００２６】
【表１】
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表１は、この実験の結果を説明するものである。比較例に係る温度検知装置９’は、用意した６個のうち、３個のジメット線９４が断線してしまった。なお、断線が生じたのは連続的に５時間程度空転させた場合である。一方、本発明を適用した実施例に係る温度検知装置９は、用意した４個の温度検知装置９はいずれもそのジメット線９４が断線することはなかった。なお、この場合１５０時間連続空転を継続した。
【００２７】
実験例２（通紙）
本発明の効果を確認するため、本発明者らは次のような実験を行った。本実施例にかかる定着装置を用いて、加熱ロール２０のコントロール温度を２００℃、加熱ロール２０及び加圧ロール３０の回転速度を１７５ｒｐｍに調整し、トナー画像を保持する記録用紙を通紙し、温度検知装置９の故障（ジメット線９４の断線の有無）を調べた。なお、実験例１のような段差は設けていない。
【００２８】
ここで、温度検知装置９として、図２に示した本実施例に係る温度検知装置９と、図３に示した比較例に係る温度検知装置９’と、図示しない実施例に係る温度検知装置９”とを用意した。この他の実施例に係る温度検知装置９”は、スポンジ体９１を有さない点（サーミスタ９０が板バネ９２に直接取り付けられている）以外は、実施例に係る温度検知装置９と同様の構成である。
【００２９】
【表２】
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表２は、この実験の結果を説明するものである。比較例に係る温度検知装置９’は、用意した５個のうち、３個のジメット線９４が断線してしまった。なお、断線が生じたのはそれぞれ連続的に５万枚、５．５万枚、２３．５万枚通紙させた場合である。一方、本発明を適用した実施例に係る温度検知装置９は、用意した３個の温度検知装置９はいずれもそのジメット線９４が断線することはなかった。また、１個用意した他の実施例に係る温度検知装置９”も、そのジメット線９４が断線することはなかった。なお、この場合３０万枚連続通紙を継続した。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、定着回転体の表面を傷つけることなく、しかも温度検知素子から延びるリード線の疲労を防止することができる温度検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例に係る定着装置の断面概略図である。
【図２】図２は、実施例に係る温度検知装置の斜視図である。
【図３】図３は、比較例に係る温度検知装置の斜視図である。
【符号の説明】
３０…加圧ロール（被温度検知部材）、９…温度検知装置（実施例）、９’…温度検知装置（比較例）、９”…温度検知装置（他の実施例）、９０…サーミスタ（温度検知素子）、９１…スポンジ体（弾性体）、９２…板バネ（押当部材）、９３…青銅片（熱伝導性板）、９４ａ、ｂ…ジメット線（リード線）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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