(57)【要約】【課題】非接触型の赤外線検知体を用いても、設置場所の考慮が必要無く、検出精度が良く、定着装置交換時のコストアップともならない画像形成装置を提供する。【解決手段】サーモパイル５の位置決めを行うために筐体板金９にくぼみを設けており、サーモパイル５をくぼみに嵌めて安定した状態で固定すると同時に、サーモパイル５と筐体板金９とが密に接触して熱的に結合できるように固定部材１０で押さえ付けている。【選択図】  図３
2005003773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段を有する定着回転体と、
該定着回転体に圧接する加圧回転体と、
前記定着回転体から放射される赤外線量を前記定着回転体から離間して測定する非接触型の赤外線検知体と、
該赤外線検知体からの検知出力を温度出力へ出力変換する出力変換手段と、
前記出力変換手段からの温度出力に応じて当該温度出力を所定温度に制御するように前記加熱手段への給電量を制御する給電量制御手段と、
前記赤外線検知体と画像形成装置の筐体部とが熱的に結合するように、前記赤外線検知体を前記筐体部に固定する固定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記赤外線検知体と前記筐体部との間及び前記赤外線検知体と前記固定手段との間に熱伝導する熱伝導シート部材を介在させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記筐体部と前記固定手段とによって、前記赤外線検知体の受光部に対しての視野角を制限する視野角制限手段を構成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、定着装置の温度検出を非接触で赤外線量により検出する場合の赤外線検知体の配置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機・プリンタ等の画像形成装置では、定着装置の温度検出体としてサーミスタが利用されていた。
【０００３】
このようなサーミスタでの温度検出は、例えば定着装置内部の定着ローラにサーミスタを接触させることで温度を検出する手法が多く用いられていた。接触型のサーミスタによる温度検出方式では、温度検出体であるサーミスタの使用温度範囲が広く、定着ローラの加熱部分の温度を接触状態で直接検出することが可能であった。
【０００４】
また、近年、定着ローラに非接触な非接触型の検知体にて画像形成装置の定着装置の温度制御を行う方式も提案されている。
【０００５】
特許文献１には、非接触型の赤外線温度センサを定着装置内部の定着ローラの温度検出及び記録材の搬送状態の検出に利用した内容が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２５９０３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非接触型の赤外線温度センサの中でもサーモパイル等に関しては、以下のような課題がある。
【０００８】
（１）非接触型のサーモパイルを利用した場合、サーモパイルの使用温度範囲がサーミスタより制約を受けるので設置する場所を考慮する必要がある。
【０００９】
（２）サーモパイルを利用した際、サーモパイルの周囲温度による温度の補正が必要であり周辺回路が複雑化すると共に、周囲温度変化が大きいと、検出精度にも影響を与える場合がある。
【００１０】
（３）上述の（２）のようにサーモパイルと周辺回路が複雑化するため、定着装置の交換等が必要になった場合に、サーモパイルや周辺回路を定着装置内部に配置していると、定着装置交換時のコストアップの要因にもなる。
【００１１】
本発明は上記の従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、非接触型の赤外線検知体を用いても、設置場所の考慮が必要無く、検出精度が良く、定着装置交換時のコストアップともならない画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、加熱手段を有する定着回転体と、該定着回転体に圧接する加圧回転体と、前記定着回転体から放射される赤外線量を前記定着回転体から離間して測定する非接触型の赤外線検知体と、該赤外線検知体からの検知出力を温度出力へ出力変換する出力変換手段と、前記出力変換手段からの温度出力に応じて当該温度出力を所定温度に制御するように前記加熱手段への給電量を制御する給電量制御手段と、前記赤外線検知体と画像形成装置の筐体部とが熱的に結合するように、前記赤外線検知体を前記筐体部に固定する固定手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
前記赤外線検知体と前記筐体部との間及び前記赤外線検知体と前記固定手段との間に熱伝導する熱伝導シート部材を介在させることが好適である。
【００１４】
前記筐体部と前記固定手段とによって、前記赤外線検知体の受光部に対しての視野角を制限する視野角制限手段を構成することが好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１〜図３を参照して、第１の実施の形態について説明する。
【００１７】
まず、図１を用いて画像形成装置の全体構成及び動作を説明する。図１は画像形成装置の概略構成断面図を示す。
【００１８】
画像形成装置本体４０の上面には、自動原稿読み取り部４１が位置している。自動原稿読み取り部４１は、原稿の両面を反転し、プラテンガラス上に自動給送し、ＣＣＤ等の受光素子によってプラテンガラス上の原稿の画像情報を読み取り、画像信号として出力する。
【００１９】
次に、不図示の画像処理部で自動原稿読み取り部４１より出力する画像信号を、レーザ記録に適した記録信号に変換、処理を行う。
【００２０】
レーザ光学系４２は、記録信号によって発光し、回転する感光ドラム４３上に光走査を行い、一次帯電器４５によって帯電された感光ドラム４３上に潜像を形成する。
【００２１】
ここで、感光ドラム４３とその周辺部に設けた一次帯電器４５、表面電位計５０、現像器４６、ポスト帯電器４７、転写帯電器５１、分離帯電器５２、クリーナ４８、前露光ランプ４９とから画像形成部４４が構成されている。
【００２２】
画像形成部４４は、感光ドラム４３上の潜像を現像してトナー像とする。その後、トナー像は、感光ドラム４３上から給紙部２０のいずれかから同期して給紙されるシートとしての記録材Ｐ上に転写される。
【００２３】
片面画像形成モード時は、転写後のトナー像を保持した記録材Ｐは搬送ベルト５３で搬送され定着装置１で定着された後、排紙部５６より排出される。
【００２４】
なお、排紙部５６には、図示されていないが、ステープル等の仕上げを可能とするフィニッシャが設けられていて、排紙された複数枚の記録材Ｐ毎にステープル処理がなされる。
【００２５】
両面画像形成モード時は、定着装置１によって記録材Ｐの片面への画像定着を終了した片面画像形成済みの記録材Ｐは、反転搬送部６０へ搬送され、反転部３１で反転された後、反転された記録材Ｐを搬送する反転搬送路を通過して画像形成部４４へ再送され、記録材Ｐの裏面へのトナー像の転写が行われる。
【００２６】
次に図２を用いて本発明の特徴部分である定着装置１の周辺構成を説明する。
【００２７】
図２において、定着装置１には定着回転体としての定着ローラ２が配置されている。定着ローラ２の内部は中空構造であり、加熱手段としてのヒータ３が配置されている。
【００２８】
定着ローラ２には加圧回転体としての加圧ローラ４が押し当てられており、定着ローラ２に加圧ローラ４が圧接している。
【００２９】
よって、定着ローラ２と加圧ローラ４との間を未定着トナー画像を載せた記録材Ｐが通過することで、記録材Ｐ上にトナー画像が固定定着される。
【００３０】
定着ローラ２に離間して非接触型の赤外線検知体としてのサーモパイル５が配置されている。
【００３１】
サーモパイル５は、定着ローラ２と加圧ローラ４とが長手方向において記録材Ｐを通過させる通過域で定着ローラ２に対向して配置され、定着ローラ２の表面の赤外線量を測定する。
【００３２】
サーモパイル５につながった出力変換手段６は、サーモパイル５の赤外線量を検知した検知出力の信号を、サーモパイル５の周囲温度等補正項を加えて定着ローラ２の表面の温度出力に変換する。
【００３３】
出力変換手段６につながった給電量制限手段７は、出力変換手段６の温度出力と、画像形成装置の各動作モードによって与えられる目標温度（図示せず）と、の比較を行い、給電量制限手段７で交流入力８を制御してヒータ３へ接続されるラインの給電量を減らし、定着装置１の定着ローラ２の表面温度を一定にしている。
【００３４】
本実施の形態では、定着装置１の定着ローラ２の表面温度について、画像形成装置の各動作モードによって与えられる目標温度（図示せず）による比較を行い、給電量制限手段７にて選択されたヒータ３の電力量を制御して、所定の目標温度の範囲に温度制御している。
【００３５】
次に、図３を用いて非接触型の赤外線センサであるサーモパイルの実装状態について説明する。
【００３６】
本実施の形態では、画像形成装置の筐体部である筐体板金９にサーモパイル５を固定手段としての固定部材１０で押さえ付けて固定されている。
【００３７】
サーモパイル５は、定着装置１の内部の定着ローラ２における記録材Ｐの通過域の表面温度を測定するために、定着ローラ２に対向する位置に離間して配置されると同時に、画像形成装置の構造体である筐体板金９に固定部材１０で押さえ付けて固定されている。
【００３８】
本実施の形態では、サーモパイル５の位置決めを行うために筐体板金９にくぼみを設けており、サーモパイル５をくぼみに嵌めて安定した状態で固定すると同時に、サーモパイル５と筐体板金９とが密に接触して熱的に結合できるように固定部材１０で押さえ付けている。
【００３９】
以上の構成によって、サーモパイル５の使用温度範囲がサーミスタより制約を受けても、設置する場所を考慮する必要が無く、画像形成装置の筐体板金９に設置できる。
【００４０】
また、本実施の形態では、サーモパイル５の周囲温度変化が大きくても、サーモパイル５と筐体板金９及びサーモパイル５と固定部材１０とが密に接触して熱的に結合されており、サーモパイル５の熱は筐体板金９及び固定部材１０に分散されるので、サーモパイル５の検出精度に影響は無い。
【００４１】
さらに、サーモパイル５と周辺回路が複雑化して設けられていても、定着装置１とは離間して定着装置１の内部に設けられていないので、定着装置１の交換時のコストアップの要因とはならない。
【００４２】
（第２の実施の形態）
図４を用いて第２の実施の形態を説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態とサーモパイルの実装状態が異なるだけである。その他の構成は略同一であるので、同符号を付して説明を省略する。
【００４３】
第１の実施の形態のように、サーモパイル５を直接筐体板金９に固定すると、サーモパイル５に機械的なストレスを与える可能性がある。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、サーモパイル５と画像形成装置の構造体である筐体板金９との間に、熱伝導シート部材としてのシート１１（例えば熱伝導の良いシートや熱伝導の良好で且つ電気的導電性を有するシート等）を挿入する。即ち、サーモパイル５と筐体板金９との間及びサーモパイル５と固定部材１０との間に、シート１１を介在させている。
【００４５】
このシート１１によって、サーモパイル５と筐体板金９との熱的結合を保持しつつ、サーモパイル５の機械的なストレスを緩和させる機能を持たせることで、サーモパイル５についての機械的なストレスに対しても安定した構成となる。
【００４６】
（第３の実施の形態）
図５を用いて第３の実施の形態を説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態とサーモパイルの実装状態が異なるだけである。その他の構成は略同一であるので、同符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施の形態でも、サーモパイル５は、画像形成装置の筐体板金９に固定部材１０で押さえ付けて固定されている。
【００４８】
そして、画像形成装置の筐体板金９側には、サーモパイル５を安定して固定及び位置決めを行うためのくぼみ、並びに、サーモパイル５の受光部である窓部前側（くぼみの定着ローラ２側）については、定着ローラ２の方向へ向かうに連れて縮径されるテーパ部を設けて視野角を制限している。
【００４９】
また、固定部材１０も、サーモパイル５の窓部前側に視野角を制限するように固定部材１０を定着ローラ２の方向へ向かうに連れて縮径されるテーパ部を設けて延長することで、筐体板金９及び固定部材１０にて視野角制限手段を構成している。
【００５０】
この構成によって、第１の実施の形態で得られる効果の他に、サーモパイル５の視野角制限手段を構成することによって、簡単な構成にて定着ローラ２の赤外線量を正確に測定することができ、安定した温度検出が可能となる。
【００５１】
また、第１の実施の形態と同様にサーモパイル５を筐体板金９に直接固定すると、サーモパイル５に機械的なストレスを与える可能性があるので、第２の実施の形態のようにシート１１をサーモパイル５と筐体板金９との間に挿入する構成とすることもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、非接触型の赤外線検知体を定着装置から離間して画像形成装置の筐体に設置するので、設置場所の考慮が必要無い。
【００５３】
また、非接触型の赤外線検知体と画像形成装置の筐体との熱的結合を行うことで、周辺温度の温度変化等によらず、安定した状態で精度の良い温度測定が可能となった。
【００５４】
さらに、非接触型の赤外線検知体やその周辺回路を定着装置とは別に分離して配置するので、非接触型の赤外線検知体やその周辺回路は定着装置等のトラブルの際にも交換が不要となり、コストアップともならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る定着装置を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係るサーモパイルの実装状態を示す概略構成図である。
【図４】第２の実施の形態に係るサーモパイルの実装状態を示す概略構成図である。
【図５】第３の実施の形態に係るサーモパイルの実装状態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１  定着装置
２  定着ローラ
３  ヒータ
４  加圧ローラ
５  サーモパイル
６  出力変換手段
７  給電量制限手段
８  交流入力
９  筐体板金
１０  固定部材
１１  シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005003773.tif 000006
【図５】
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