(57)【要約】【課題】赤外線が入射する部位に汚れが付着した場合でも正確な温度を得ることができる非接触式温度検知装置を得る。【解決手段】第１の非接触式温度センサ３が検知する第１測定面９の温度を接触式温度センサ１１により正確に検知する。これらのセンサ３，１１の検知温度のずれに基づいて、第２の非接触式温度センサ４の検知温度の補正を行う。第２の非接触式温度センサ４は、測定対象である第２測定面１０の温度を検知する。【選択図】    図１
2005024440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度測定対象から放射される赤外線を受光して温度測定対象の表面温度を非接触状態で検知する非接触式温度検知装置において、
表面温度が既知である第１の領域の表面温度を検知する第１の非接触式温度センサと、
温度測定対象である第２の領域の表面温度を検知する第２の非接触式温度センサと、
前記第１の非接触式温度センサが検知した前記第１の領域の表面温度と前記第１の領域の既知の表面温度とのずれに基づいて前記第２の非接触式温度センサが検知する温度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする非接触式温度検知装置。
【請求項２】
前記第１の領域に接触して設けられ前記第１の領域の温度を接触状態で検知して前記第１の領域の温度を既知にする接触式温度センサを備えることを特徴とする請求項１記載の非接触式温度検知装置。
【請求項３】
前記接触式温度センサは、前記第１の非接触式温度センサの赤外線検知域内の前記第１の領域に接触していることを特徴とする請求項２記載の非接触式温度検知装置。
【請求項４】
前記第１の領域の表面性状と前記第２の領域の表面性状とは、略同じであることを特徴とする請求項１，２又は３記載の非接触式温度検知装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の非接触式温度センサを内蔵する単一のパッケージを備えることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の非接触式温度検知装置。
【請求項６】
前記パッケージに形成され前記非接触式温度センサに到達する赤外線が通過する開口部と、
赤外線が透過し前記開口部を遮蔽する遮蔽部材と、
を備えることを特徴とする請求項５記載の非接触式温度検知装置。
【請求項７】
前記遮蔽部材は、前記第１の領域から放射され前記第１の非接触式温度センサに到達する赤外線と前記第２の領域から放射され前記第２の非接触式温度センサに到達する赤外線とが通過する単一のレンズである、ことを特徴とする請求項６記載の非接触式温度検知装置。
【請求項８】
前記レンズは、凸レンズであることを特徴とする請求項７記載の非接触式温度検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機などに内蔵される熱定着装置に用いられる非接触式温度検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機などに使用され、記録紙上にトナー像として形成された画像情報を当該シートに定着させるために用いられる熱定着装置がある。熱ローラ方式の定着装置を図６に示す。
【０００３】
図６に示すように、熱ローラ方式の定着装置１００は、ヒータ１０１を内蔵した加熱ローラ１０２と、この加熱ローラ１０２に圧接する加圧ローラ１０３とを備える。そして、加熱ローラ１０２と加圧ローラ１０３とで表面にトナー像が形成された記録紙１０４を挟持搬送する。このときのトナー像に対する加熱と加圧によりトナー像が記録紙１０４に融着し定着される。
【０００４】
このような定着装置１００では、トナー像に対する加熱を最適にするために、加熱ローラ１０２の表面温度を検知し、その温度検知に基づいてヒータ１０１の温度制御を行い加熱ローラ１０２の表面温度を一定範囲に維持するようにしている。
【０００５】
温度検知の方法の一つに接触式がある。接触式温度検知では、一般的にサーミスタ（図示せず）を加熱ローラ１０２の表面に接触させて、加熱ローラ１０２の表面の温度を検知する。しかしながら、サーミスタを加熱ローラ１０２に接触させるが故に、サーミスタで加熱ローラ１０２の表面を傷付けてしまうおそれがあり、加熱ローラ１０２に傷が付いた場合は、加熱ローラ１０２交換又は定着装置１００交換になり、多額の交換費用が必要となってしまっていた。更に、サーミスタは定着装置１００に一体に取り付けられているので、定着装置１００を廃棄する際にはサーミスタも同時に廃棄することになり、コスト的な面でも資源節約の面でも好ましいものではなかった。
【０００６】
また、サーミスタは応答性が悪く、精密な制御を行うことが困難であった。最近では、省エネのために待機時は低電力にしておき、使用時のみ高速で立ちあげる定着装置１００が求められている。よって、温度応答性の良い検知手段が求められている。以上は熱ロ−ラ方式に限定されるものではなく、最近急速に普及してきた加熱ベルト定着方式や誘導加熱定着方式にも言える。ベルト定着は加熱ローラ１０２の立上り時間を短縮するために、ロ−ラの熱容量を減らすための一つの手段である。誘導加熱定着方式は熱効率を上げて定着の消費電力を減らすための有効な省エネ手段である。
【０００７】
温度応答性の良い検知手段として、図６に示すようなサーモパイル１１１などを使用した非接触式温度センサ１１０を用いての非接触式温度検知が以前から提案されている（例えば、特許文献１ないし９参照）。
【０００８】
今までは、サーモパイル１１１、制御回路などのコスト高や、経時的に汚れ等が入射面に付着し検知精度が低下する、などの理由でそのようなセンサ１１０は商品化されていなかった。しかし最近では、再び非接触式の温度検知が要望されるようになってきた。つまり、カラープリンタ／複写機などが急速に普及してきたが、現在のカラー機はロ−ラ及びベルト表面がシリコンゴムであり、高価で傷がつきやすいため、接触式温度検知によって生じるロ−ラ傷による交換コストが非常に高くなってきたことによる。
【０００９】
ここで、図７は非接触式温度センサ１１０を示す外観斜視図、図８は非接触式温度センサ１１０の内部構造を概略的に示す断面図である。
【００１０】
図７及び図８に示すように、非接触式温度センサ１１０は、赤外線吸収部としてのサーモパイル１１１が台座１１２に取り付けられている。そして、サーモパイル１１１を覆うようにキャンケース１１３が台座１１２に取り付けられている。このキャンケース１１３には、赤外線を受け入れる開口部である入射窓１１４が形成されている。入射窓１１４には赤外線が透過可能な窓部材１１５が取り付けられて入射窓１１４を遮蔽している。非接触式温度センサ１１０には、検知した温度情報を出力する端子１１６が設けられている。
【００１１】
このような構造では、加熱ローラ１０２から放射される赤外線が、非接触式温度センサ１１０の入射窓１１４、窓部材１１５を通してサーモパイル１１１に照射され、これに伴い、受光した赤外線に応じた電気信号が出力され、端子１１６を通して外部に電圧として取り出せるようになっている。そして、定着装置１００ではこの非接触式温度センサ１１０の温度検知出力によってヒータ１０１を制御し、前述したように加熱ローラ１０２の表面温度を一定範囲に維持するようになっている。
【００１２】
【特許文献１】
特開昭６０−１３４２７１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４１０９公報
【特許文献３】
特許第３２１４０００号公報
【特許文献４】
特開２０００−２５９０３４公報
【特許文献５】
特開平１１−１５３９２３号公報
【特許文献６】
特開平０９−２１２０３３号公報
【特許文献７】
特開平０７−０７７８９２号公報
【特許文献８】
特開平０７−０７７８９１号公報
【特許文献９】
特開平０７−０７７８８８号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複写機、プリンタなどではオフセット画像の発生を防止するために加熱ローラ１０２の表面にわずかなシリコンオイルを塗布したり、トナー中にワックスを含有したりして表面離形性を向上させる方法がとられている。このオイル、ワックスなどが定着熱によって蒸発（ガス化）して機内を浮遊する。また、プリント、コピー時は機械内の浮遊トナー等がファンによって撹拌されている。
【００１４】
これら、オイル、ワックス、浮遊トナーが長期使用によって非接触式温度センサ１１０の窓部材１１５の表面に付着し、付着した付着物によってサーモパイル１１１への赤外線入射光量が変化し、サーモパイル１１１の出力が変化するという現象が生じてくる。これによって、実際の温度測定対象である加熱ローラ１０２の温度よりも高く、あるいは低く温度検知をしてしまう。これにより、加熱ローラ１０２の制御温度が目標値よりも低く、あるいは高くなり、異常画像が発生することが問題になる。
【００１５】
上記現象をもう少し詳しく述べると、我々の実験では、汚れの初期においては、サーモパイル１１１の出力が増加することが分かっている。これは、ワックス等の汚れが非常に薄く付いた時、ワックス表面の微細凹凸によって、視野角外からも赤外線を拾って、出力が上昇するものと考えられる。さらに汚れが付着すると、今度は汚れに赤外線が吸収されてサーモパイル１１１の出力が減少し始める。
【００１６】
たとえば１８０℃を定着温度とし、それに相当するＶｏｕｔが２Ｖとしたとき、温度測定対象である加熱ローラ１０２の温度が１８０℃であったにも係わらず、初期汚れによって２．２Ｖに出力が上がったとする。つまり、検知温度が０．２Ｖ高くなり、２Ｖに戻そうと制御が働き、結果として１６０℃近くで定着制御することになる。この汚れを放置しておくと、やがてはＶｏｕｔが低下し始め、１８０℃の温度測定対象の温度に対し、ついには１．８Ｖになったとする。すると、２Ｖに戻そうとする制御によって、温度測定対象の温度が上げられ、結果として、２００℃近くで定着制御することになる。
【００１７】
本発明の目的は、赤外線が入射する部位に汚れが付着した場合でも正確な温度を得ることができる非接触式温度検知装置を得ることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、温度測定対象から放射される赤外線を受光して温度測定対象の表面温度を非接触状態で検知する非接触式温度検知装置において、表面温度が既知である第１の領域の表面温度を検知する第１の非接触式温度センサと、温度測定対象である第２の領域の表面温度を検知する第２の非接触式温度センサと、前記第１の非接触式温度センサが検知した前記第１の領域の表面温度と前記第１の領域の既知の表面温度とのずれに基づいて前記第２の非接触式温度センサが検知する温度を補正する補正手段と、を備える。
【００１９】
ここで、第１及び第２の非接触式温度センサはそれぞれ単一であっても良いし、複数であっても良い。
【００２０】
したがって、第１及び第２の非接触式温度センサへ到る赤外線が入射する部位の環境を略同一とすることで、例えば、第１及び第２の非接触式温度センサへの赤外線が入射する部位に汚れが付着してそれらが検知する温度に誤差が生じても、第１の非接触式温度センサが検知した第１の領域の表面温度と第１の領域の既知の表面温度とのずれに基づいて第２の非接触式温度センサが検知する温度が補正され、温度測定対象の第２の領域の正確な表面温度が得られる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の非接触式温度検知装置において、前記第１の領域に接触して設けられ前記第１の領域の温度を接触状態で検知して前記第１の領域の温度を既知にする接触式温度センサを備える。
【００２２】
したがって、確実に第１の領域の正確な温度を得ることが可能である。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の非接触式温度検知装置において、前記接触式温度センサは、前記第１の非接触式温度センサの赤外線検知域内の前記第１の領域に接触している。
【００２４】
したがって、第１の非接触式温度センサと接触式温度センサとの温度検知部位が一致するので、より高精度な補正が可能となる。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の非接触式温度検知装置において、前記第１の領域の表面性状と前記第２の領域の表面性状とは、略同じである。
【００２６】
したがって、測定領域の放射率が略同じになり、温度測定精度が向上する。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３又は４記載の非接触式温度検知装置において、前記第１及び第２の非接触式温度センサを内蔵する単一のパッケージを備える。
【００２８】
したがって、非接触式温度検知装置の構造が簡素となる。
【００２９】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の非接触式温度検知装置において、前記パッケージに形成され前記非接触式温度センサに到達する赤外線が通過する開口部と、赤外線が透過し前記開口部を遮蔽する遮蔽部材と、を備える。
【００３０】
したがって、異物がパッケージ内部に侵入するのが防止され、これにより、パッケージ内部が汚れるのが防止される。
【００３１】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の非接触式温度検知装置において、前記遮蔽部材は、前記第１の領域から放射され前記第１の非接触式温度センサに到達する赤外線と前記第２の領域から放射され前記第２の非接触式温度センサに到達する赤外線とが通過する単一のレンズである。
【００３２】
したがって、第１及び第２の非接触式温度センサの設置環境は同一となり、かつ、第１及び第２の非接触式温度センサが受光する赤外線はパッケージに設けられた単一のレンズを介してパッケージの外側から内側へ入射するので、第１及び第２の非接触式温度センサへ到る赤外線が入射する部位の環境が同一となり、これにより、補正の精度が向上し、温度測定対象の表面温度をより正確に計測することが可能となる。また、レンズが単一であるので、非接触式温度検知装置の構造が簡素となる。
【００３３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の非接触式温度検知装置において、前記レンズは、凸レンズである。
【００３４】
したがって、第１及び第２の領域が離れた位置にある場合でもそれらが放射する赤外線を近い位置に結合させることが可能であり、これにより、第１及び第２の非接触式温度センサを近接して設けることができ、パッケージの小型化が可能である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。ここで、図１は、本実施の形態の非接触式温度検知装置を概略的に示す断面図である。
【００３６】
図１に示すように、非接触式温度検知装置１は、台座２に取り付けられた第１及び第２の非接触式温度センサ３，４を備えている。台座２には、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４を覆うようにキャンケース５が取り付けられている。このキャンケース５と台座２とにより第１及び第２の非接触式温度センサ３，４を内部に収納するパッケージ６が形成されている。
【００３７】
キャンケース５には、赤外線が入射する開口部である入射窓７が形成されている。入射窓７には、赤外線が透過可能な遮蔽部材である凸レンズ８が取り付けられ、この凸レンズ８により入射窓７が遮蔽されてパッケージ６の内部が密閉される。凸レンズ８は、例えば、シリコンウエハにより形成されている。そして、第１の領域である第１測定面９（基準温度測定面）から放射され入射窓７を通過してパッケージ６内に入射した赤外線は、凸レンズ８により、第１の非接触式温度センサ３に到達する。また、第２の領域である温度測定対象の第２測定面１０から放射されて入射窓７を通過してパッケージ６内に入射した赤外線は、凸レンズ８により、第２の非接触式温度センサ４に到達する。ここで、第１測定面９の表面性は、温度測定対象物である第２測定面１０の表面性状と略同じに設定する。
【００３８】
第１及び第２の非接触式温度センサ３，４は、同じ構成であり、赤外線を受光して受光した赤外線の量に応じて電圧を出力するサーモパイル３ａ，４ａ（図２参照）、及び、このサーモパイル３ａ，４ａに近接して設けられた温度補償用のサーミスタ３ｂ，４ｂ（図２参照）などから構成されている。サーモパイル３ａ，４ａでは、詳しくは、赤外線を受光した黒体（赤外線吸収体）の温度が上がり、この黒体の周りに形成された熱電対が温度に応じた起電力を発生し、これにより電圧が出力される。サーモパイル３ａ，４ａは、環境温度依存性が強く、サーモパイル３ａ，４ａ自身の温度が変化すると出力も変化してしまうという特徴がある。そこで、一般的に、温度測定対象物の温度は以下の式から求められる。
【００３９】
Ｖｏｕｔ＝Ａ×（Ｔｂ４−Ｔｓ４）
Ｖｏｕｔ：サーモパイル出力電圧
Ａ：比例定数
Ｔｂ：温度測定対象の温度（Ｋ）
Ｔｓ：サーモパイル温度（Ｋ）
サーモパイル３ａ，４ａの温度はサーミスタ３ｂ，４ｂにより検知される。
【００４０】
第１測定面９には、接触式温度センサ１１が接触状態で取り付けられている。詳しくは、接触式温度センサ１１は、第１測定面９における第１の非接触式温度センサ３の赤外線検知域内に接触している。これにより、第１の非接触式温度センサ３と接触式温度センサ１１との温度検知部位が一致する。接触式温度センサ１１としてはサーミスタを例示することができる。接触式温度センサ１１は、接触状態で第１測定面９の表面温度を検知する。このように接触式温度センサ１１は、接触状態で温度を検知するので、周囲の環境に影響されることなく、第１測定面９の正確な温度を検知することができる。
【００４１】
このような非接触式温度検知装置１の電装系は図２に示すように構成されている。非接触式温度検知装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２、コンピュータプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１４等で構成されるマイコン１５を保有している。
【００４２】
このマイコン１５には、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４、接触式温度センサ１１が接続されており、マイコン１５には、これらのセンサ３，４，１１からの出力が入力される。
【００４３】
次に、第２の非接触式温度センサ３，４が検知する温度測定対象の表面温度の補正について説明する。概略的には、第１の非接触式温度センサ３の第１測定面９に対する温度検知誤差から第２の非接触式温度センサ４の第２測定面１０に対す検知温度を補正する。
【００４４】
ここで、サーモパイル４ａの出力異常（例えば、入射窓７の汚れなど）により発生する第２の非接触式温度センサ４の出力誤差はサーモパイル４ａ出力（第２の非接触式温度センサ４出力−サーミスタ４ｂ出力）に略比例する。そこで、第１の非接触式温度センサ３の第１測定面９に対する出力誤差から第２の非接触式温度センサ４の第２測定面１０に対する出力を補正するには、第１測定面９と第２測定面１０とのサーモパイル３ａ，４ａ出力の比率に応じて誤差から補正値を計算する必要がある。
【００４５】
以下、ＣＰＵ１２がコンピュータプログラムに基づいて実行する検知温度補正処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４６】
まず、各温度センサ３，４，１１、及び、サーミスタ３ｂ，４ｂの検知温度を取得する（ステップＳ１）。
【００４７】
ここで、各温度センサ３，４，１１の検知温度を以下のように示すこととする。
＜第１測定面関係＞
接触式温度センサ１１の第１測定面９の検知温度（接触式温度センサ１１出力の温度換算値）：Ｔｏ
第１の非接触式温度センサ３の第１測定面９の検知温度（第１の非接触式温度センサ３出力の温度換算値）：Ｔｘ１
第１の非接触式温度センサ３の第１測定面９測定時のサーミスタ３ｂの検知温度（サーミスタ３ｂ出力の温度換算値）：Ｔａ１
＜第２測定面関係＞
第２の非接触式温度センサ４の第２測定面１０の検知温度（第２の非接触式温度センサ４出力の温度換算値）：Ｔｘ２
第２の非接触式温度センサ４の第２測定面１０測定時のサーミスタ４ｂの検知温度（サーミスタ４ｂ出力の温度換算値）：Ｔａ２
【００４８】
次に、サーモパイル３ａ，４ａに関する誤差補正係数Ｄを算出する（ステップＳ２）。誤差補正係数Ｄは、第１の非接触式温度センサ３の出力誤差（Ｔｘ１−Ｔｏ）と、第１測定面９を測定したときの第１の非接触式温度センサ３のサーモパイル３ａ出力（Ｔｘ１−Ｔａ１）とから次のように求まる。
Ｄ＝（Ｔｘ１−Ｔｏ）／（Ｔｘ１−Ｔａ１）
これは、サーモパイル３ａ，４ａ出力１℃あたりの測定誤差に対するものである。
【００４９】
この誤差補正係数Ｄを用いて第２の非接触式温度センサ４のサーモパイル４ａ出力の補正量Ｔｖを求める（ステップＳ３）。ここで、第２の非接触式温度センサ４のサーモパイル４ａ出力はＴｘ２−Ｔａ２であり、これから
Ｔｖ＝Ｄ（Ｔｘ２−Ｔａ２）
となる。ここで、表１に各温度センサ３，４，１１の検知温度例を示す。
【００５０】
【表１】
2005024440.tif 000003
【００５１】
このような検知温度の場合は、
Ｔｖ＝Ｄ（Ｔｘ２−Ｔａ２）＝６／４０×６０＝９℃
となる。
【００５２】
次に、この補正量Ｔｖを用いて第２の非接触式温度センサ４による第２測定面１０の検知温度の補正を行う（ステップＳ４）。すなわち、補正後の温度Ｔｘ´は、
Ｔｘ´＝Ｔｘ２＋Ｔｖ
となる。表１の例では、
Ｔｘ´＝Ｔｘ２＋Ｔｖ＝１７０＋９＝１７９℃
となる。ここで、ステップＳ２〜Ｓ４により補正手段の機能が実行される。
【００５３】
なお、非接触式温度検知装置１の初期誤差の補正としては、非接触式温度検知装置１が設置された初期状態（非接触式温度検知装置１が汚れておらずサーモパイル３ａ，４ａ出力が正常な状態）での第１の非接触式温度センサ３出力と、接触式温度センサ１１出力との誤差が０となるようにオフセット補正する。
【００５４】
次に、この非接触式温度検知装置１が画像形成装置（図示せず）において使用された場合の形態を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。画像形成装置としては複写機、プリンタ、ファクシミリなどを例示することができる。画像形成装置は従来と同じ構成のものであり詳しい説明は省略するが、電子写真方式で用紙にトナー像を形成し、そのトナー像を定着装置によって加熱・加圧し定着させるものである。このような画像形成装置において非接触式温度検知装置１は定着装置の加熱ローラの温度を検知するために取り付けられる。ここで、マイコン１５は、画像形成装置全体の制御を司るものとする。マイコン１５のＲＡＭ１４には、誤差補正係数Ｄが記憶されている。この誤差補正係数の初期値は「０」に設定されている。
【００５５】
図４に示すように、ＣＰＵ１２は、電源ＯＮに伴う電源ＯＮ処理を実行する（ステップＳ１１）。その後、規定時間待機し（ステップＳ１２）てから、接触式温度センサ１１による第１測定面９の検知温度Ｔｏを取得する（ステップＳ１３）。電源投入後に規定時間待機する理由は、加熱ローラ周辺の温度が安定するのを待つためであり、また、センサと測定面との温度差が大きくなるのを待つためである。
【００５６】
次に、第１の非接触式温度センサ３による第１測定面９の検知温度と、サーミスタ３ｂの検知温度Ｔａ１とを取得し（ステップＳ１４）、それらから誤差補正係数Ｄ´を算出する（ステップＳ１５）。
【００５７】
算出した誤差補正係数Ｄ´とＲＡＭ１４に記憶されている誤差補正係数Ｄとの差が既定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。それらの差が既定値以上であると判断した場合には（ステップＳ１６のＹ）、ＲＡＭ１４に記憶されている誤差補正係数Ｄの値をＤ´に変更し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に進む。一方、それらの値が既定値以上でない場合にはステップＳ１８に進む。
【００５８】
ステップＳ１８では、電源ＯＦＦがされたか否かを判断し、電源ＯＦＦがされていない場合には（ステップＳ１８のＮ）、ステップＳ１２に戻る。電源ＯＦＦがされた場合には（ステップＳ１８のＹ）、処理を終了する。
【００５９】
また、ステップＳ１１で電源ＯＮ処理を実行した後、ステップＳ１２の処理と並行してステップＳ１９の処理も実行する。ステップＳ１９では、第２の非接触式温度センサ４が常時検知している第２測定面１０の検知温度を取得して、その検知温度をＲＡＭ１４に記憶されている誤差補正係数Ｄに基づいて補正する。そしてステップＳ１８に進む。
【００６０】
このような温度検知に基づき定着装置の加圧ローラの温度の制御がなされる。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態の非接触式温度検知装置１は、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４への赤外線が入射する部位である凸レンズ８に汚れが付着してそれらが検知する温度に誤差が生じても、第１の非接触式温度センサ３が検知した第１測定面９の表面温度と接触式温度センサ１１が検知した第１測定面９の表面温度とのずれに基づいて第２の非接触式温度センサ４が検知する第２測定面１０の温度が補正されるので、温度測定対象物である第２測定面１０の正確な表面温度を得ることができる。
【００６２】
このように温度測定対象物の正確な表面温度を得ることができるので、画像形成装置などにおいて、長期にわたって、高精度な温度制御が可能となる。
【００６３】
また、接触式温度センサ１１の温度検知部位と、第１の非接触式温度センサ３の温度検知部位とが一致しているので、より高精度な補正を行うことができる。
【００６４】
また、第１測定面９の表面性状と第２測定面１０の表面性状とが略同じであることにより、測定領域の放射率が略同じになるので、温度測定精度を向上させることができる。
【００６５】
また、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４が単一のパッケージ６に内蔵されているので、各々を別々のパッケージに内蔵するのに比べて、非接触式温度検知装置１の構造を簡素にすることができる。
【００６６】
また、パッケージ６の入射窓７が凸レンズ８により遮蔽されているので、異物がパッケージ６内部に侵入するのを防止することができ、これにより、パッケージ６内部が汚れるのを防止することができる。
【００６７】
また、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４は単一のパッケージ６に内蔵されているので設置環境が同一となり、かつ、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４が受光する赤外線はパッケージ６に設けられた単一の凸レンズ８を介してパッケージ６の外側から内側へ入射するので、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４へ到る赤外線が入射する非接触式温度検知装置１の各部の環境が同一となり、これにより、補正の精度が向上し、温度測定対象の表面温度をより正確に計測することができる。また、凸レンズ８が単一であるので、非接触式温度検知装置１の構造を簡素にすることができる。
【００６８】
また、凸レンズ８は、第１測定面９及び第２測定面１０が離れた位置にある場合でもそれらが放射する赤外線を近い位置に結合させることが可能であり、これにより、第１及び第２の非接触式温度センサ３，４を近接して設けることができ、パッケージ６を小型化することができる。
【００６９】
なお、非接触式温度検知装置１の使用例として画像形成装置の例を説明したが、非接触式温度検知装置１は様々な温度検知に使用することができる。特に、電子調理器、エアーコンディショナーなど装置内が汚れやすい装置に内蔵されることにより本実施の形態の非接触式温度検知装置１の効果が発揮される。
【００７０】
また、本実施の形態では、遮蔽部材として凸レンズ８を採用した例を説明したが、遮蔽部材はこれに限るものではなく、例えば、非球面レンズやフレネルレンズなどであっても良い。
【００７１】
次に、本発明の第二の実施の形態を図５に基づいて説明する。なお、第一の実施の形態と同じ部分は同一符号で示し説明も省略する。ここで、図５は本実施の形態の非接触式温度センサ３，４を概略的に示す断面図である。
【００７２】
本実施の形態の非接触式温度検知装置１のキャンケース５には、図５に示すように、赤外線が入射する開口部である入射窓２１，２２が第１及び第２非接触式温度センサ３，４毎に形成されている。
【００７３】
シリコンウエハ製であって赤外線が透過可能な単一の平板状の遮蔽板２３がそれらの入射窓２１，２２を遮蔽するように取り付けられている。そして、第１測定面９（基準温度測定面）から放射され入射窓２１からパッケージ６内に入射した赤外線は、遮蔽板２３を通過して第１の非接触式温度センサ３に到達する。また、温度測定対象の第２測定面１０から放射され入射窓７からパッケージ６内に入射した赤外線は、遮蔽板２３を通過して第２の非接触式温度センサ４に到達する。
【００７４】
このような構成により、平板状の遮蔽板２３は凸レンズ８よりも安価であるので、非接触式温度センサ３，４を安価にすることができる。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、温度測定対象から放射される赤外線を受光して温度測定対象の表面温度を非接触状態で検知する非接触式温度検知装置において、表面温度が既知である第１の領域の表面温度を検知する第１の非接触式温度センサと、温度測定対象である第２の領域の表面温度を検知する第２の非接触式温度センサと、前記第１の非接触式温度センサが検知した前記第１の領域の表面温度と前記第１の領域の既知の表面温度とのずれに基づいて前記第２の非接触式温度センサが検知する温度を補正する補正手段と、を備えることにより、第１及び第２の非接触式温度センサへ到る赤外線が入射する部位の環境が略同一となるように非接触式温度検知装置を設置することで、例えば、第１及び第２の非接触式温度センサへの赤外線が入射する部位に汚れが付着してそれらが検知する温度に誤差が生じても、第１の非接触式温度センサが検知した第１の領域の表面温度と第１の領域の既知の表面温度とのずれに基づいて第２の非接触式温度センサが検知する温度が補正されるので、温度測定対象の第２の領域の正確な表面温度を得ることができる。
【００７６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の非接触式温度検知装置において、前記第１の領域に接触して設けられ前記第１の領域の温度を接触状態で検知して前記第１の領域の温度を既知にする接触式温度センサを備えることにより、確実に第１の領域の正確な温度を得ることができる。
【００７７】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の非接触式温度検知装置において、前記接触式温度センサは、前記第１の非接触式温度センサの赤外線検知域内の前記第１の領域に接触していることにより、第１の非接触式温度センサと接触式温度センサとの温度検知部位が一致するので、より高精度な補正ができる。
【００７８】
請求項４記載の発明によれば、請求項１，２又は３記載の非接触式温度検知装置において、前記第１の領域の表面性状と前記第２の領域の表面性状とは、略同じであることにより、測定領域の放射率が略同じになるので、温度測定精度を向上させることができる。
【００７９】
請求項５記載の発明によれば、請求項１，２，３又は４記載の非接触式温度検知装置において、前記第１及び第２の非接触式温度センサを内蔵する単一のパッケージを備えることにより、非接触式温度検知装置の構造を簡素にすることができる。
【００８０】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の非接触式温度検知装置において、前記パッケージに形成され前記非接触式温度センサに到達する赤外線が通過する開口部と、赤外線が透過し前記開口部を遮蔽する遮蔽部材と、を備えることにより、異物がパッケージ内部に侵入するのを防止することができ、これにより、パッケージ内部が汚れるのを防止することができる。
【００８１】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の非接触式温度検知装置において、前記遮蔽部材は、前記第１の領域から放射され前記第１の非接触式温度センサに到達する赤外線と前記第２の領域から放射され前記第２の非接触式温度センサに到達する赤外線とが通過する単一のレンズであることにより、第１及び第２の非接触式温度センサの設置環境は同一となり、かつ、第１及び第２の非接触式温度センサが受光する赤外線はパッケージに設けられた単一のレンズを介してパッケージの外側から内側へ入射するので、第１及び第２の非接触式温度センサへ到る赤外線が入射する部位の環境が同一となり、これにより、補正の精度が向上し、温度測定対象の表面温度をより正確に計測することができる。また、レンズが単一であるので、非接触式温度検知装置の構造を簡素にすることができる。
【００８２】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の非接触式温度検知装置において、前記レンズは、凸レンズであることにより、第１及び第２の領域が離れた位置にある場合でもそれらが放射する赤外線を近い位置に結合させることが可能であり、これにより、第１及び第２の非接触式温度センサを近接して設けることができ、パッケージを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の非接触式温度検知装置を概略的に示す断面図である。
【図２】非接触式温度センサの電気的接続を示すブロック図である。
【図３】検知温度補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】画像形成装置での検知温度補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第二の実施の形態の非接触式温度センサを概略的に示す断面図である。
【図６】従来の定着装置を示す断面図である。
【図７】従来の非接触式温度センサを示す斜視図である。
【図８】その断面図である。
【符号の説明】
１      非接触式温度検知装置
３      第１の非接触式温度センサ
４      第２の非接触式温度センサ
６      パッケージ
７      入射窓（開口部）
８      凸レンズ（レンズ、遮蔽部材）
９      第１測定面（第１の領域）
１０    第２測定面（第２の領域）
１１    接触式温度センサ
２３    遮蔽板（遮蔽部材）
Ｓ２〜Ｓ４  補正手段
【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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