(57)【要約】【課題】  非接触型温度検知素子を用いて被検知部材の温度を検知する温度検知装置において、温度検知素子に、トナー、紙粉等の塵埃が付着するのを防止する。【解決手段】  筒型のカバーを被検知部材と温度検知素子の間に配置し、筒の長さＬ１と内周径Ｌ２とを、条件４×Ｌ２≦Ｌ１≦４０×Ｌ２、を満たすように設定する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知部材から間隔をおいて配置され、該被検知部材の温度を検知する非接触型温度検知素子及び前記被検知部材と前記非接触型温度検知素子との間に配置されたカバーを有する温度検知装置であって、
前記カバーは、少なくとも前記被検知部材側に開口を有し、長さＬ１、内径Ｌ２が次の条件を満たす筒状部材からなり、前記非接触型温度検知素子と前記カバーとの結合部において、前記非接触型温度検知素子をほぼ外部から遮蔽したことを特徴とする温度検知装置、
４×Ｌ２≦Ｌ１≦４０×Ｌ２。
【請求項２】
前記カバーは、前記開口が下向きとなるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の温度検知装置を有することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【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、これらの機能を合わせ持つ複合機等の画像形成装置に関し、特に、トナー像を加熱定着する定着装置における温度検知技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスにより記録材に画像を形成する画像形成装置においては、トナーからなる画像を加熱・加圧により定着することが広く行われている。
【０００３】
定着工程では温度管理が重要であり、ホットオフセットやコールドオフセットが発生しないように、一般には、記録材を加熱する加熱部材の温度を検知し、検知結果を熱源の制御にフィードバックする制御のもとに定着が行われる。そして、加熱ローラ等の加熱部材の温度検知には、サーミスタを加熱部材の表面に接触させて温度を検知する接触型の温度検知素子が従来用いられてきた。しかしながら、接触型温度検知素子はトナーや紙粉が加熱部材から温度検知素子に付着して、検知誤差が出るという問題がある。また、接触型温度検知素子は加熱部材表面を擦るので、加熱部材表面を傷つけるという問題がある。
【０００４】
後者の問題は次のような技術的背景から近年特に注目されている。すなわち、省エネルギーの観点から加熱部材の熱容量を小さくすることを目的として薄肉の加熱部材が用いられるが、加熱部材の薄肉化に伴って、加熱部材内における熱の移動性が低下する。また、カラー画像形成装置においては、適度な光沢を画像に付与する等のために、弾性層を有する加熱部材が用いられるが、弾性層を有する加熱部材においても加熱部材内における熱の移動性が低下する。
【０００５】
このように熱の移動性が低い加熱部材では、記録材と接触し、記録材により熱が奪われる画像領域と熱の奪取がほとんどない周辺領域との間に温度差が生ずるために、周辺領域の温度を検知して温度制御を行った場合に正確な制御が行われなくなり、画像領域における温度が低くなって、コールドオフセットが発生する等の問題が生ずる。接触型温度検知素子は、接触により加熱部材表面を損傷する等の問題があり、前記の画像領域と周辺領域間の温度差の問題を解決するのに適当な手段ではない。
【０００６】
このために非接触型温度検知素子が検討されている。非接触型温度検知素子は、加熱部材が発生する赤外線を検知して加熱部材の温度を検知するものであるが、赤外線を受光する窓にトナーや紙粉が付着して検知精度を低下させるという問題がある。
【０００７】
特許文献１ではこの問題に対して、赤外線受光窓に保護フィルタを設け、且つ、該保護フィルタをクリーナでクリーニングしている。
【特許文献１】特開２００２−３４０６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１のように、フィルタ及び該フィルタをクリーニングするクリーナを設けることは、コストをアップさせるので望ましくない。また、フィルタを完全にクリーニングすることは困難であり、検知素子の感度の変動が避けられない。特に、長期間の作動により、付着した汚れのクリーニングが困難になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、非接触型温度検知素子を用いた温度検知装置において、トナーや紙粉による汚れで検知感度が変化する問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の本発明の目的は下記の発明により達成される。
１．
被検知部材から間隔をおいて配置され、該被検知部材の温度を検知する非接触型温度検知素子及び前記被検知部材と前記非接触型温度検知素子との間に配置されたカバーを有する温度検知装置であって、
前記カバーは、少なくとも前記被検知部材側に開口を有し、長さＬ１、内径Ｌ２が次の条件を満たす筒状部材からなり、前記非接触型温度検知素子と前記カバーとの結合部において、前記非接触型温度検知素子をほぼ外部から遮蔽したことを特徴とする温度検知装置、
４×Ｌ２≦Ｌ１≦４０×Ｌ２。
２．
前記カバーは、前記開口が下向きとなるように設けられたことを特徴とする前記１に記載の温度検知装置。
３．
前記１又は前記２に記載の温度検知装置を有することを特徴とする定着装置。
４．
前記３に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜４のいずれかの発明により、非接触型温度検知素子を用いて加熱部材の温度を検知することにより、画像領域における加熱部材の温度が正確に検知され、しかも、赤外線を受光する入射部の汚れが良好に防止されるので、長期間に亘って、高精度の温度検知性能が維持され、加熱部材の温度を正確に制御することが可能となる。
【００１２】
請求項２の発明により、温度検知素子への塵埃の付着が特に良好に防止され、温度検知装置の耐久性が向上する。
【００１３】
請求項３又は４の発明により、良好な定着性が長期間にわたって維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成図である。
【００１５】
図１に示す画像形成装置では、回転する感光体１の周囲に、帯電極２、露光手段３、現像器４、転写極５、除電極５Ａ、分離極６、およびクリーニング装置７を配設している。帯電極２によって感光体１の表面に一様帯電を行った後に、露光手段３のレーザによって、画像データに基づく光照射を行うことによって潜像を形成し、該潜像をバイアスを印加した現像器４により反転現像して感光体１の表面にトナー像を形成する。
【００１６】
一方、記録材収納手段８から給紙された記録材Ｐは転写位置へと送られ、転写位置において転写極５により前記トナー像が記録材Ｐ上に転写される。その後に、記録材Ｐは除電極５Ａにより裏面の電荷が消去され、分離極６により感光体１から分離される。分離極６の下流には中間搬送部９及び定着装置１０が配設されており、分離極６により分離された記録材Ｐは、中間搬送部９により搬送され、定着装置１０により加熱定着されて図示しない排紙皿へ排紙される。一方、感光体１の表面は、分離極６の下流においてクリーニング装置７により表面に残留しているトナーが除去され、次の画像形成に備える。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態に係る定着装置の概略断面図である。
【００１８】
図２において、定着装置１０は、被検知部材としての加熱ローラ１１、加熱ローラ１１に圧接する加圧ローラ１２、加熱ローラ１１内に配置された熱源１３及び加圧ローラ１２を加熱ローラに圧接させるバネ１４を有する。
【００１９】
加熱ローラ１１は、金属や硬質の樹脂で形成されたパイプ状の芯金１１ａと、芯金１１の表面に形成されたフッ素樹脂からなる離型層１１ｂからる。加圧ローラ１２は、金属や硬質の樹脂で形成されたパイプ状の芯金１２ａと、芯金１２の表面にゴム等で形成された弾性層１２ｂとからなる。
【００２０】
熱源１３はハロゲンランプからなる。
【００２１】
記録材Ｐは矢印のように定着装置１０に進入し、加熱ローラ１１と加圧ローラ１２間のニップを通過する際に、加熱・加圧されて、記録材Ｐ上のトナー像Ｔが定着される。
【００２２】
ＴＳは加熱ローラ１１の温度を検知する温度検知装置であり、制御手段ＣＲは温度検知装置ＴＳが検知した加熱ローラ１１の表面温度に基づいて、熱源１３に供給される電流を制御して、加熱ローラ１１０の表面温度を適正な定着温度に維持する。
【００２３】
図３は本発明の実施の形態に係る温度検知装置ＴＳを示す図である。
【００２４】
温度検知装置ＴＳは非接触型温度検知素子としての赤外線センサ１０１、該赤外線センサ１０１を支持する基板１０２及び基板１０２に基部が密着固定されたカバー１０３で構成される。カバー１０３は円筒形又は断面多角形の角筒形を有し、左端に赤外線入射部である開口１０３ａを有する。赤外線ＵＲは図示のように開口１０３ａから赤外線センサ１０１に入射する。赤外線センサ１０１はカバー１０３により、開口１０３ａを除いてほぼ密閉されている。このように、被検知部材である加熱ローラ１１に対して非接触型温度検知素子としての赤外線センサ１０１を、間隔をおいて配置し、間にカバー１０３を設けた温度検知装置ＴＳにより、赤外線センサ１０１の受光部１０１ａ近傍は外部から遮蔽される。すなわち、温度検知装置ＴＳ近傍では、加熱ローラ１１の高温と回転により、気流が発生し、トナーや紙粉等の塵埃が該気流に乗って浮遊しているが、温度検知素子１０１を筒状のカバー１０３で遮蔽することにより、温度検知素子１０１、特にその受光部１０１ａへの塵埃の付着が防止される。
【００２５】
カバー１０３は、その開口１０３ａから赤外線センサ１０１の受光部１０１ａまでの距離であるカバーの長さをＬ１、カバー１０３の内周面間の距離である内径をＬ２とするとき、
条件：４×Ｌ２≦Ｌ１≦４０×Ｌ２、
を満たす形状を有する。
【００２６】
内径Ｌ２は円筒形カバー１０３の場合は、筒の内周円の直径であり、断面が多角形や楕円形の場合は、換算内周円の直径である。
【００２７】
カバー１０３の形状が４×Ｌ２＞Ｌ１の場合、カバー１０３の塵埃遮蔽効果が低くなり、赤外線センサ１０１に塵埃が付着する場合がある。また、カバー１０３の形状がＬ１＞４０×Ｌ２の場合、赤外線センサ１０１の視野が狭くなって、測定誤差が大きくなる等性能が不安定になる場合がある。
【００２８】
図４は温度検知装置ＴＳの望ましい設置例を示す図である。温度検知装置ＴＳは加熱ローラ１１の表面を検知視野とするように設置されるが、水平線Ｈに対して、開口１０３ａが下方きとなるように設置される。すなわち、温度検知装置の検知視野の中心線Ｃが開口１０３ａ側を下に角度θ傾くように設置される。ただし、０°≦θ≦１８０°。しかも、温度検知装置ＴＳは、周辺領域１１ｓではなく、記録材が通過する加熱ローラ１１の画像領域１１ｇを検知視野とするように設置される。
【００２９】
このような配置により、定着に作用する加熱ローラの温度が正確に測定され、且つ、カバー１０３内に塵埃が進入することを阻止して、赤外線センサ１０１に塵埃が付着することを良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る温度検知装置を示す図である。
【図４】温度検知装置ＴＳの望ましい設置例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１  加熱ローラ
１２  加圧ローラ
１３  熱源
１０１  赤外線センサ
１０３  カバー
１０３  開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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