(57)【要約】【目的】熱吸収フィルムへの風の影響をなくすとともに、トナーや紙粉等による熱吸収フィルムの汚れを防ぐことができ、定着体の温度検知をより安定的に且つ高精度に行うことができる定着装置を提供すること。【構成】ヒータ（加熱源）４を有し、記録材Ｓ上の未定着トナー像Ｔを定着する加熱ローラ（定着体）２と、該加熱ローラ２に圧接し、記録材Ｓを挟持搬送するニップを形成する加圧ローラ（加圧体）３と、前記加熱ローラ２に非接触で対向配置され、耐熱フィルム（熱吸収フィルム）８を用いて加熱ローラ２の温度検知を行う温度検知素子（温度検知体）５と、前記加熱ローラ２と前記温度検知素子５とを支持するフレーム１２とを有する定着装置１において、前記温度検知素子５をばね（付勢手段）１４によって前記フレーム１２に押圧固定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源を有し、記録材上の未定着トナー像を定着する定着体と、該定着体に圧接し、記録材を挟持搬送するニップを形成する加圧体と、前記定着体に非接触で対向配置され、熱吸収フィルムを用いて定着体の温度検知を行う温度検知体と、前記定着体と前記温度検知体とを支持するフレームとを有する定着装置において、
前記温度検知体を付勢手段によって前記フレームに押圧固定したことを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置、静電記録装置等に用いられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒーターにより加熱される加熱ローラを用いた定着装置は、複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において多用されている。このような定着装置では、加熱ローラの表面温度を所定温度に維持するためのサーミスタや、加熱ローラの異常昇温時にヒーターへの通電経路を遮断するための温度ヒューズ、サーモスイッチ等の温度検知素子を加熱ローラ表面に当接させている。このため、加熱ローラに接触傷が発生し、白スジ、黒スジ、定着不良等の問題が発生することがある。
【０００３】
そこで、温度検知部材を記録材の通過領域である画像域外において加熱ローラに当接させる方法が考えられるが、画像域内の温度検知が不可能であることや、定着装置が大型化するという不具合があるため、最近では温度検知手段を画像域内において加熱ローラに非接触で近接させる方法が考えられている。
【０００４】
ところで、非接触温度検知手段は、赤外線を透過させる透過窓を有するケーシングと、このケーシングに内装されるとともに、透過窓を透過した赤外線を吸収する高分子材料から成る赤外線吸収フィルムと、この赤外線吸収フィルムに密着するように配設されたフィルム温度検知用のサーミスタ素子と、この赤外線検知用サーミスタ素子の付近に設けられた周囲温度を検出するための温度補償用のサーミスタ素子を含んで構成されている。
【０００５】
上記非接触温度検知手段においては、ケーシングの透過窓を透過した赤外線がその透過窓の直下に配設した赤外線吸収フィルムに吸収されることによって赤外線吸収膜の温度が上昇すると、赤外線吸収フィルムに密着して配設したサーミスタ素子がその温度変化を検出する。そして、温度補償用サーミスタ素子との温度差をブリッジ回路で電位差として検出することにより、透過窓を透過した赤外線の絶対量を検知し、被測定体の温度を非接触で測定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例で説明した非接触温度検知手段では、赤外線吸収フィルムの温度変化を検出するため、加熱ローラの回転により発生する風や、装置内部を冷却するファンの風が赤外線吸収フィルムに当たると、該赤外線吸収フィルムが風の影響で温度変化してしまう。そのため、加熱ローラの温度変化に対して赤外線吸収フィルムの温度変化が追従できなくなり、加熱ローラの温度を正確に検知できなくなるという問題がある。
【０００７】
又、赤外線吸収フィルムの周りに気流が発生すると、トナーや紙粉が舞い、赤外線吸収フィルムが汚れてしまう。そして、赤外線吸収フィルムが汚れると、加熱ローラの温度変化に対して赤外線吸収フィルムの温度変化が追従できなくなり、加熱ローラの温度を正確に検知できなくなるという問題がある。
【０００８】
以上説明したように、赤外線吸収フィルムの周りに気流が発生すると、正確に温度検知できなくなるため、赤外線吸収フィルム近傍で極力気流が発生しない構成にすることが望ましい。
【０００９】
しかし、従来は、図７に示すように、非接触温度検知手段１０５を板金フレーム１１２の開口穴１１２ａに挿入してビス１２０で固定する構成を採用していたため、加熱ローラと加圧ローラを加圧支持するために板金フレーム１１２の取付面が変形したり、加熱ローラに暖められて板金フレーム１１２の熱変形で取付面が変形したりするため、板金フレーム１１２と非接触温度検知手段１０５との取付部に隙間が生じてしまう。このため、その隙間から加熱ローラの熱が逃げることによって気流が発生してしまい、前記問題が発生していた。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、熱吸収フィルムへの風の影響をなくすとともに、トナーや紙粉等による熱吸収フィルムの汚れを防ぐことができ、定着体の温度検知をより安定的に且つ高精度に行うことができる定着装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、加熱源を有し、記録材上の未定着トナー像を定着する定着体と、該定着体に圧接し、記録材を挟持搬送するニップを形成する加圧部材と、前記定着体に非接触で対向配置され、熱吸収フィルムを用いて定着体の温度検知を行う温度検知体と、前記定着体と前記温度検知体とを支持するフレームとを有する定着装置において、前記温度検知体を付勢手段によって前記フレームに押圧固定したことを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記付勢手段は、前記温度検知手段のフィルム開口部略中心の裏側を付勢すべきである。
【００１３】
そして、前記付勢手段は、弾性を有する線材で構成される。
【００１４】
又、前記フレームには、前記温度検知体のフィルム開口部が前記定着体に対向して取り付く温度検出体取付穴が形成されていることが好ましい。
【００１５】
そして、前記フレームと前記温度検知体とは、互いに平面で接することが望ましい。又、前記フレームは樹脂で構成されることが好ましい。
【００１６】
更に、前記フレームの前記温度検知体取付部は筒状の壁で構成され、前記温度検知体のフィルム開口部は筒状の壁で構成され、前記温度検知体の筒状壁が前記フレームの筒状壁の内部にオーバーラップして前記温度検知体が取り付けられることが好ましい。
【００１７】
そして、前記温度検知体は、前記フレームとの間に弾性シートを挟んでフレームに取り付けられることが一層好ましい。
【００１８】
従って、本発明によれば、温度検知体をフレームへ付勢手段により押圧固定するようにしたため、フレームと温度検知体との密閉性が高められ、フレームと温度検知体との隙間から定着体の熱が逃げることによる気流の発生を防ぐことができ、熱吸収フィルムへの風の影響をなくすとともに、トナーや紙粉等による熱吸収フィルムの汚れを防ぐことができ、定着体の温度検知をより安定的に且つ高精度に行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
記録紙上の未定着画像を定着させる定着装置を備える画像形成装置は、図示しないが、表面に静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体の表面の電荷を除電する前露光手段と、像担持体の表面を所望の電位に帯電させる１次帯電手段と、帯電した像担持体上を露光して静電潜像を形成させる露光手段と、像担持体上の静電潜像を現像剤で現像して可視像化する現像装置、該現像装置で現像された像担持体上のトナー画像を記録材に転写する転写装置等を装置本体内に設けて構成されており、各手段により画像形成の各プロセスが適宜実行されることにより所望の画像を得ることができるようになっている。
【００２１】
又、本発明に係る定着装置は、記録材に転写されたトナー画像を加熱及び加圧された加熱ローラによって溶融定着させるものであって、画像形成装置の所定位置に配置されている。尚、記録材には記録紙やＯＨＰ用紙等が用いられる。
【００２２】
次に、本発明に係る定着装置の構成を図１に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明に係る定着装置１の断面図であり、同図において、２は定着体としての加熱ローラであり、これはアルミニウム、鉄等のパイプ材にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成し、その表面をＰＦＡ、ＰＴＦＥ等の離型層で被覆して構成されている。又、加熱ローラ２に圧接して配設された加圧体としての加圧ローラ３も加熱ローラ２と同様に芯金の上にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成して構成されている。
【００２４】
上記加熱ローラ（加熱部材）２と加圧ローラ（バックアップ部材）３には記録材Ｓが通紙され、該記録材Ｓ上のトナーＴは、加熱ローラ２と加圧ローラ３との間で加熱及び加圧されて記録材Ｓに定着される。
【００２５】
上記加熱ローラ２の内部にはヒータ４が配設されており、このヒータ４は、加熱ローラ２を内部より加熱する。又、加熱ローラ２の表面温度を検知するために温度検知手段である温度検知素子５が加熱ローラ２に面して非接触に配置されており、この温度検知素子５によって加熱ローラ２の温度が検出される。そして、温度検知素子５からの検知データに基づいて前記ヒータ４が制御され、加熱ローラ３の表面温度が所定の設定温度（プリント温度）又は非定着時の待機温度（スタンバイ温度）に保たれるようになっている。
【００２６】
次に、温度検知素子５の構成の詳細を図２を用いて説明する。尚、図２（ａ）は温度検知素子５の側断面図、同図（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【００２７】
図２において、６はアルミニウム等の熱伝導性の高い材料で構成されたケースであり、該ケース６の一面に形成された開口部７には、加熱ローラ２から放射される赤外光を吸収する耐熱フィルム８が開口部７を閉塞するように設けられている。ここで、耐熱フィルム８は、ポリイミド等の耐熱樹脂で構成されたシート材であって、その厚さは約０．２ｍｍ程度である。
【００２８】
上記耐熱フィルム８のケース内面側には、赤外線検出用サーミスタ素子９が接着剤等で密着して固定されている。そして、赤外線検出用サーミスタ素子９の近傍には、ケース６内の雰囲気温度を測定するための温度補償用サーミスタ素子１０が配設されている。
【００２９】
赤外線検出用サーミスタ素子９と温度補償用サーミスタ素子１０のリード線１１は、ケース６に設けた不図示のソケットにそれぞれ接続して外部に取り出されている。そして、赤外線検出用サーミスタ素子９と温度補償用サーミスタ素子１０は、図３に示すように、抵抗Ｒ２，Ｒ３とのブリッジ回路を構成して使用され、その出力を端子Ａ，Ｂ間に発生する電位差として出力することによって赤外線の絶対量を検出する。
【００３０】
次に、温度検知素子５の動作について簡単に説明する。
【００３１】
先ず、ケース６の開口部７に取り付けた耐熱フィルム８に加熱ローラ２からの赤外線が入射すると、耐熱フィルム８に赤外線が吸収されて該耐熱フィルム８の温度が赤外線量に応じて上昇する。そして、耐熱フィルム８の温度は、該耐熱フィルム８の裏面に密着固定した赤外線検出用サーミスタ素子９に伝導して該サーミスタ素子９の抵抗変化として検出される。尚、赤外線検出用サーミスタ素子９の抵抗は室温による影響を受けているため、温度補償用サーミスタ素子１０を用いて室温に相当する温度を検出することによって、その影響を排除している。ここで、温度検知素子５のケース６をアルミニウム等の熱伝導性の高い材料で構成する理由は、雰囲気温度の変化に対する温度補償用サーミスタ素子１０の追従性を向上させるためである。
【００３２】
次に、非接触型の温度検知素子５の取付構造を図１、図４及び図５に基づいて説明する。尚、図４は温度検知素子の取付構造を示す斜視図、図５は同上面である。
【００３３】
加熱ローラ２を支持するフレーム１２（図１参照）は、加熱ローラ２の外周を僅かな空間を隔てて覆うように樹脂で構成されており、長手方向略中央部に温度検知素子５を取り付ける筒状壁１３が設けられており、該筒状壁１３に温度検知素子５が取り付くように構成されている。
【００３４】
ここで、筒状壁１３の内側の大きさは、温度検知素子５のケース６の一面に形成された筒状の開口部７が僅かな隙間（１ｍｍ以内）を開けて挿入できるように設定されている。そして、筒状壁１３の温度検知素子５の取付面１３ａは、温度検知素子５を取り付けた際、筒状壁１３と温度検知素子５とが密着するように平面になっている。
【００３５】
一方、温度検知素子５もケース６に設けた筒状開口部７の周り７ａは、筒状壁１３と温度検知素子５とが密着するように平面になっている。又、フレーム１２に設けられた筒状壁１３の厚さは、該筒状壁１３と温度検知素子５とが密着して隙間が開かないように２〜４ｍｍ程度に設定されている。
【００３６】
次に、温度検知素子５のフレーム１２への固定は、ばね１４により温度検知素子５をフレーム１２の筒状壁１３へ付勢することによってなされる。ばね１４は、図５に示すように、温度検知素子５の筒状開口部７の中央裏側を付勢しており、このように筒状開口部７の中央裏側を付勢することにより、筒状壁１３と温度検知素子５との密着性が高められる。
【００３７】
前記ばね１４は線材で構成されており、図１に示すように、その片端はフレーム１２の穴１２ａに引っ掛けられており、フレーム１２の１２ｂ部にばね１４の角部を突き当てることにより、ばね１４は矢印Ａ方向への付勢力を得るようになっている。ここで、ばね１４が線材で構成されている理由は、その熱容量を極力小さくするためである。因に、ばね１４の熱容量が大きいと、該ばね１４は温度検知素子５のケース６に当接しているためにケース６の熱がばね１４に移動し、雰囲気温度の変化に対する温度補償用サーミスタ素子１０の追従性が悪化し、温度検知精度が悪化してしまう。
【００３８】
又、フレーム１２に筒状壁１３を設け、この筒状壁１３に温度検知素子５の筒状開口部７を嵌め込む構成を採用することによって、フレーム１２と温度検知素子５との密閉性をより向上させている。
【００３９】
以上のように、フレーム１２と温度検知素子５との密閉性をより向上させることによって、フレーム１２と温度検知素子５との隙間からヒータ４の熱が逃げることがない。このため、熱によって気流が発生することがなく、気流がフィルムを冷やしたり、気流によりトナーや紙粉がフィルムを汚したりすることがなくなる。よって、温度検知素子５の温度検知精度をより向上させることができるようになる。
【００４０】
又、本実施の形態では、定着装置１のフレーム１２を樹脂製としたため、本実施の形態に係る定着装置１の方が金属製フレームを用いた定着装置よりも断熱性に優れ、装置本体の消費電力を小さく抑えることができる。この理由のため、近年、樹脂フレームを用いた定着装置が増えてきている。尚、このフレームとしては、断熱性が優れた材質であれば、樹脂以外のもので構成しても問題はない。
【００４１】
一方、近年の環境問題に関して、リサイクル性を向上させるために樹脂にビットインサートを挿入する手法は適さなくなってきている。
【００４２】
上記２つの理由からも、本発明のように温度検知素子５をフレーム１２にばね１４で付勢して固定する構造の方が、フレーム１２にビットインサートを挿入し、温度検知素子５をフレーム１２にビス固定する構造よりも優れている。
【００４３】
又、近年は、複写機のファーストコピータイムとウェイトタイムの短縮を図る目的で、ヒータの点灯に対するローラ表面温度の追従性を向上させるように、加熱ローラの芯金部厚さを薄肉化する傾向にある。そして、それにより温度検出素子５に対しても加熱ローラ表面温度に対する高い熱応答性が要求されるようになってきている。このため、フレーム１２と温度検知素子５との間の僅かな隙間を流れる気流も検知精度に影響を及ぼすようになっている。このため、フレーム１２と温度検知素子５との密閉性をより向上させることが必要である。
【００４４】
そこで、図６に示すように、フレーム１２と温度検知素子５との間に弾性体としてのパッキン１５を挟むことによりフレーム１２と温度検知素子５との密閉性をより向上させることができる。ここで、パッキン１５は、シリコーンゴム等の耐熱性の高い弾性シートで構成されている。又、熱がフレーム１２に逃げるのを防止するため、フレーム１２だけでなく、パッキン１５も断熱性に優れていることが好ましい。
【００４５】
尚、本実施の形態では、樹脂フレームを用いた定着装置について説明したが、金属フレームを用いた定着装置においても、温度検知手段を付勢手段によりフレームに押圧して固定することにより同様の効果が得られることは勿論である。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、温度検知体をフレームへ付勢手段により押圧固定するようにしたため、フレームと温度検知体との密閉性が高められ、フレームと温度検知体との隙間から定着体の熱が逃げることによる気流の発生を防ぐことができ、熱吸収フィルムへの風の影響をなくすとともに、トナーや紙粉等による熱吸収フィルムの汚れを防ぐことができ、定着体の温度検知をより安定的に且つ高精度に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置の温度検知素子を示す断面図である。
【図３】本発明に係る定着装置の温度検知素子の回路図である。
【図４】本発明に係る定着装置の温度検知素子の取付構造を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る定着装置の温度検知素子の取付構造を示す上面図である。
【図６】本発明に係る定着装置の温度検知素子の取付構造の別形態を示す斜視図である。
【図７】温度検知素子の取付構造の従来例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１        定着装置
２        加熱ローラ（定着体）
３        加圧ローラ（加圧体）
４        ヒータ（加熱源）
５        温度検知素子（温度検知体）
６        ケース
７        開口部
８        耐熱フィルム（熱吸収フィルム）
９        赤外線検出用サーミスタ素子
１０      温度補償用サーミスタ素子
１１      リード線
１２      フレーム
１３      筒状壁
１４      ばね（付勢手段）
１５      パッキン（弾性シート）
Ｓ        記録材
Ｔ        トナー（未定着トナー像）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004151232.tif 000006
【図５】
2004151232.tif 000007
【図６】
2004151232.tif 000008
【図７】
2004151232.tif 000009