(57)【要約】【課題】赤外線を透過する透過部の表層に異物が付着しても、検知誤差の発生を防止して高精度に検知し得る温度検知装置を提供する。【解決手段】本発明は、被検知体から放射される赤外線を透過部材５３を通して受光素子５４で受光し、当該被検知体の表面温度を検知する温度検知装置５０におけるものである。前記透過部材５３を、当該透過部材５３に付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検知体から放射される赤外線を透過部を通して受光素子で受光し、当該被検知体の表面温度を検知する温度検知装置において、
前記透過部の少なくとも表層を、その表層に付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成したことを特徴とする温度検知装置。
【請求項２】
前記透過部は、赤外線を透過する透過部材を有し、当該透過部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成した請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項３】
前記透過部は、赤外線を透過する透過部材と、赤外線を透過すると共に前記透過部材の表面を被覆する被覆部材を有し、当該被覆部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成した請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項４】
前記透過部は、赤外線を透過する第１の透過部材と、当該第１の透過部材を透過した赤外線を透過する第２の透過部材を有し、前記第１の透過部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成した請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項５】
前記透過部は、赤外線を透過する第１の透過部材と、当該第１の透過部材を透過した赤外線を透過する第２の透過部材と、前記第１の透過部材の表面を被覆する被覆部材を有し、当該被覆部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成した請求項１に記載の温度検知装置。
【請求項６】
前記透過部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の光学ガラスで構成した請求項２又は４に記載の温度検知装置。
【請求項７】
前記被覆部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率のワックスで構成した請求項３又は５に記載の温度検知装置。
【請求項８】
前記透過部材を前記受光素子に対して着脱可能に構成した請求項２から７のいずれか１項に記載の温度検知装置。
【請求項９】
前記被検知体が記録媒体上の未定着画像を定着する定着部材である場合、前記付着物と同じ屈折率の材料として、前記定着部材の表面に塗布される離型剤、又はトナーに含有されている離型剤と同じ屈折率の材料を用いた請求項１から８のいずれか１項に記載の温度検知装置。
【請求項１０】
前記受光素子をサーモパイル素子とした請求項１から９のいずれか１項に記載の温度検知装置。
【請求項１１】
加熱手段によって加熱され記録媒体上の未定着画像を定着する定着部材と、当該定着部材と対向して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材の表面温度を検知するための温度検知装置を備えた定着装置において、
前記温度検知装置を、請求項１から１０のいずれか１項に記載の温度検知装置としたことを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
画像形成装置本体に対して前記定着装置と前記温度検知装置を一体的に着脱可能に構成した請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記温度検知装置を画像形成装置本体に設けた請求項１２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検知体から放射される赤外線を受光して、当該被検知体の表面温度を検知する温度検知装置、その温度検知装置を備えた定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタなどの画像形成装置には、一般に、用紙に転写されたトナー像を熱定着させるために、定着ローラ及び加圧ローラを備える熱定着装置が設けられている。このような熱定着装置は、用紙が定着ローラと加圧ローラとの間を通過する間に、用紙上のトナー像を熱で溶融して定着させる。
【０００３】
また、熱定着装置の定着ローラは、通常、ハロゲンランプなどからなるヒータが内装されると共に、その表面温度を検知するための温度センサが設けられている。この温度センサによる表面温度の検知に基づいてヒータのオン・オフが制御されることにより、定着ローラは所定の熱定着温度が維持されるように構成されている。
【０００４】
従来、熱定着装置に用いられる温度センサとしては、サーミスタなどの定着ローラと接触させる接触方式の温度センサや、赤外線センサなどの定着ローラと接触させない非接触方式の温度センサが知られている。このうち、非接触方式の温度センサは、定着ローラの表面と接触しないで温度検知できるので、耐久時に定着ローラの表面に傷がつきにくいなどの利点がある。このため、近年、非接触方式の赤外線センサが装備される熱定着装置が、各種提案されている。
【０００５】
ところで、熱定着装置においては、用紙に定着されるべきトナー像が定着ローラに付着してしまう所謂オフセット現象を防止するため、かかる定着ローラの表面に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させたりして、表面離型性を向上させる対策がとられている。
【０００６】
しかし、長期間の使用によって、シリコンオイルやワックス等の離型剤が、上記温度センサとしての非接触赤外線センサに設けられたシリコンフィルタの表面に付着すると、その付着物によってシリコンフィルタを通して受光する赤外線入射光量が変化する。これにより、センサの出力が変化するため、定着ローラの表面温度が実際よりも高いあるいは低い温度で誤って検知される。その結果、目標温度よりも高い温度又は低い温度で定着が行われて異常画像が発生するといった問題がある。なお、近年では、オイル塗布方式が減り、ワックス内在型のトナーが増えているため、特にワックス揮発成分の付着による温度検知ずれが発生しやすくなっている。
【０００７】
このような問題に対して、例えば、特許文献１（特開２００４−４５３３０号公報）では、非接触温度検知手段の窓部材（フィルタ）にフッ素コート、もしくはフッ素系オイル塗布することにより、表面に付着した汚れを除去しやすくすることが提案されている。
また、特許文献２（特開２００４−１２６６０号公報）では、受光部を保護する透過性の保護フィルムを巻取リールによって巻き取り可能に構成し、保護フィルムに汚れが付着したら巻き取って新しい面を受光部の位置に配置することが提案されている。
また、特許文献３（特許第３８７１１９８号公報）では、赤外線フィルタを透過状態と遮蔽状態とに切り換えるシャッタにクリーニング手段を設け、シャッタを移動させる際にクリーニング手段で赤外線フィルタをクリーニングすることが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記従来の方式は、フィルタ（窓部材）の汚れを除去しやすくする、もしくは汚れたフィルタ（保護フィルム）を定期的に更新して汚れのない面を配置するというものであり、フィルタに汚れがついた状態では検知誤差が発生し得る。
【０００９】
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、赤外線を透過するフィルタ等を有する透過部に異物が付着しても、検知誤差の発生を防止して高精度に検知し得る温度検知装置、その温度検知装置を備えた定着装置及び画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、被検知体から放射される赤外線を透過部を通して受光素子で受光し、当該被検知体の表面温度を検知する温度検知装置において、前記透過部の少なくとも表層を、その表層に付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成したものである。
【００１１】
透過部の表層に付着物が付着しても、その表層が付着物と同じ屈折率の材料で構成されているため、透過部を通過する赤外線の透過率は変化しない。このため、付着物が付着することによる温度検知ずれが発生しないので、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の温度検知装置において、前記透過部は、赤外線を透過する透過部材を有し、当該透過部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成したものである。
【００１３】
透過部材をそれに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成することにより、透過部材に付着物が付着しても、透過部材を通過する赤外線の透過率は変化しない。このため、付着物が付着することによる温度検知ずれが発生しないので、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１に記載の温度検知装置において、前記透過部は、赤外線を透過する透過部材と、赤外線を透過すると共に前記透過部材の表面を被覆する被覆部材を有し、当該被覆部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成したものである。
【００１５】
被覆部材をそれに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成することにより、被覆部材に付着物が付着しても、被覆部材を通過する赤外線の透過率は変化しない。このため、付着物が付着することによる温度検知ずれが発生しないので、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１に記載の温度検知装置において、前記透過部は、赤外線を透過する第１の透過部材と、当該第１の透過部材を透過した赤外線を透過する第２の透過部材を有し、前記第１の透過部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成したものである。
【００１７】
第１の透過部材をそれに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成することにより、第１の透過部材に付着物が付着しても、第１の透過部材を通過する赤外線の透過率は変化しない。このため、付着物が付着することによる温度検知ずれが発生しないので、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１に記載の温度検知装置において、前記透過部は、赤外線を透過する第１の透過部材と、当該第１の透過部材を透過した赤外線を透過する第２の透過部材と、前記第１の透過部材の表面を被覆する被覆部材を有し、当該被覆部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成したものである。
【００１９】
被覆部材をそれに付着する付着物と同じ屈折率の材料で構成することにより、被覆部材に付着物が付着しても、被覆部材を通過する赤外線の透過率は変化しない。このため、付着物が付着することによる温度検知ずれが発生しないので、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することができる。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項２又は４に記載の温度検知装置において、前記透過部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率の光学ガラスで構成したものである。
【００２１】
透過部材をそれに付着する付着物と同じ屈折率の光学ガラスで構成することにより、透過部材に付着物が付着しても、透過部材を通過する赤外線の透過率は変化しない。このため、付着物が付着することによる温度検知ずれが発生しないので、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することができる。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項３又は５に記載の温度検知装置において、前記被覆部材を、それに付着する付着物と同じ屈折率のワックスで構成したものである。
【００２３】
被覆部材をそれに付着する付着物と同じ屈折率のワックスで構成することにより、被覆部材に付着物が付着しても、被覆部材を通過する赤外線の透過率は変化しない。このため、付着物が付着することによる温度検知ずれが発生しないので、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することができる。また、この場合、既存の透過部材にワックスを被覆するだけの簡単な構成で安価に上記目的の作用・効果が得られる。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項２から７のいずれか１項に記載の温度検知装置において、前記透過部材を前記受光素子に対して着脱可能に構成したものである。
【００２５】
これにより、透過部材の表面又は被覆部材の表面に粉塵等の汚れが付着しても、透過部材を取り外すことにより、透過部材の清掃や交換等を容易に行うことができるので、長期に亘って温度制御を正確に行うことが可能となる。
【００２６】
請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の温度検知装置において、前記被検知体が記録媒体上の未定着画像を定着する定着部材である場合、前記付着物と同じ屈折率の材料として、前記定着部材の表面に塗布される離型剤、又はトナーに含有されている離型剤と同じ屈折率の材料を用いたものである。
【００２７】
これにより、温度検知装置を定着部材の表面温度を検知するために用いた場合に、透過部材又は被覆部材に前記離型剤が付着しても、離型剤の付着による赤外線の透過率の変化を防止することができる。
【００２８】
請求項１０の発明は、請求項１から９のいずれか１項に記載の温度検知装置において、前記受光素子をサーモパイル素子としたものである。
【００２９】
受光素子としてサーモパイル素子を適用可能である。
【００３０】
請求項１１の発明は、加熱手段によって加熱され記録媒体上の未定着画像を定着する定着部材と、当該定着部材と対向して定着ニップを形成する対向部材と、前記定着部材の表面温度を検知するための温度検知装置を備えた定着装置において、前記温度検知装置を、請求項１から１０のいずれか１項に記載の温度検知装置としたものである。
【００３１】
定着装置が、請求項１から１０のいずれか１項に記載の温度検知装置を備えることにより、これらの温度検知装置による上記効果が得られる。
【００３２】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００３３】
画像形成装置が、請求項１１に記載の定着装置を備えているので、この定着装置が備える温度検知装置による上記効果が得られる。
【００３４】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、画像形成装置本体に対して前記定着装置と前記温度検知装置を一体的に着脱可能に構成したものである。
【００３５】
定着装置と温度検知装置を画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成することにより、定着装置が寿命を迎えたときには、定着装置と温度検知装置を一体で交換できる。これにより、温度検知装置の定着装置に対する位置ずれをなくすことができ、温度検知装置の検知精度の低下を防止することができる。また、画像形成装置本体から温度検知装置を取り外し可能とすることで、温度検知装置の透過部に粉塵等が付着しても、粉塵等の清掃及び除去を容易に行うことができ、長期に亘って検知精度を良好に維持することができる。
【００３６】
請求項１４の発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、前記温度検知装置を画像形成装置本体に設けたものである。
【００３７】
温度検知装置を画像形成装置本体に設けることも可能である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る温度検知装置は、透過部の少なくとも表層を付着物と同じ屈折率の材料で構成しているため、透過部の表層に付着物が付着しても、赤外線透過率が変化するのを防止することができる。これにより、本発明によれば、透過部への付着物の有無に関係なく、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することが可能となり、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】前記画像形成装置に設けられた作像部の概略構成図である。
【図３】前記画像形成装置に設けられた定着装置の概略構成図である。
【図４】前記定着装置に設けられた温度センサの外観斜視図である。
【図５】前記温度センサの断面図である。
【図６】屈折率の異なる２物質間の界面に光が垂直入射したときの透過率を説明するための図である。
【図７】従来例の光学系モデルを模式的に示した図である。
【図８】本発明の光学系モデルを模式的に示した図である。
【図９】前記温度センサの他の実施形態の構成を示す図である。
【図１０】図９に示す実施形態における光学系モデルを模式的に示した図である。
【図１１】前記温度センサのさらに別の実施形態における光学系モデルを模式的に示した図である。
【図１２】前記定着装置の他の実施形態の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００４１】
まず、本発明に係る画像形成装置の基本構成及び基本動作について説明する。ただし、本発明は、図１に示す画像形成装置に限らず、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも適用可能である。
図１に示すように、画像形成装置本体１００の上部に配設されたトナー容器収容部３１には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した４つのトナー容器３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。トナー容器収容部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが並設されている。
【００４２】
トナー容器３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの下方には、それぞれ、図示しないトナー補給装置が配設されている。そして、トナー容器３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋに収容されているトナーは、それぞれ、トナー補給装置によって、作像部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの現像装置内に供給（補給）されるようになっている。
【００４３】
図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、像担持体（又は潜像担持体）としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、図示しない除電部等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。  
【００４４】
なお、他の３つの作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明を行うことにする。
【００４５】
図２を参照して、感光体ドラム１Ｙは、不図示の駆動モータによって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙに設けた帯電ローラ４ａの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光装置７（図１参照）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙが有する現像ローラ５ａとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。
【００４６】
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様に行われる。すなわち、作像部の下方に配設された露光装置７から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光装置７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。  その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００４７】
ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、複数のテンションローラ１０，１１、中間転写クリーニング部１３等で構成される。中間転写ベルト８は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００４８】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００４９】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００５０】
その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１３の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
【００５１】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、画像形成装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００５２】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５３】
次に、上記定着装置２０の構成について詳しく説明する。
図３は、定着装置２０の概略構成図である。図３に示すように、定着装置２０は、記録媒体上の未定着画像を定着する定着部材（又は定着回転体）としての定着ベルト４３と、その定着ベルト４３と対向して定着ニップＮを形成する対向部材としての加圧ローラ４４等を備える。
【００５４】
定着ベルト４３は、無端ベルトであり、定着ローラ４０と及び加熱ローラ４１に掛け渡されている。定着ベルト４３の断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコンゴム層などの弾性層を形成した２層構造となっている。また、定着ベルト４３は、その内側からテンションローラ４２によって付勢されることにより、定着ベルト４３に所定の張力が付与されている。
【００５５】
加熱ローラ４１は、アルミ又は鉄等から成る中空ローラで構成されており、その内部には加熱手段としてのヒータ４５が配設されている。このヒータ４５が発熱することにより、定着ベルト４３が加熱されるようになっている。なお、本実施形態では、ヒータ４５として、ハロゲンヒータを用いているが、それ以外に、誘導加熱機構（ＩＨ）等も適用可能である。
【００５６】
定着ローラ４０は、芯金と、この芯金を被覆する耐熱多孔質層の弾性体層とを有する。なお、ここでは回転する定着ローラ４０を例に示したが、これに代えて非回転のパッドを用いて定着ベルト４３を加圧ローラ４４に当接させるようにしてもよい。また、定着ベルト４３を省略し、定着ローラ４０を加圧ローラ４４に直接当接させる構成（定着ローラ４０を定着部材として用いる構成）としてもよい。
【００５７】
上記加圧ローラ４４は、芯金にゴム等の弾性層が形成されて構成される。ここでは、加圧ローラ４４内に、加熱手段としてのヒータ４６が配設されている。加圧ローラ４４は、バネなどの図示しない弾性体により定着ローラ４０に圧接する向きに付勢されており、この弾性体の付勢力によって加圧ローラ４４は定着ベルト４３と圧接してニップ部Ｎを形成している。このニップ部Ｎに未定着画像Ｇを形成した記録媒体Ｐを通過させることで熱と圧力によりトナー像を記録媒体Ｐ上に定着させる。
【００５８】
また、定着ベルト４３の加熱ローラ４１に張架された部位に対向して、温度センサ５０が配設されている。この温度センサ５０によって定着ベルト４３の表面温度が検知され、その検知温度に基づいて、定着ベルト４３の温度が予め設定された目標温度となるように制御されている。温度センサ５０は、定着ベルト４３に対して非接触に配設された非接触型の温度検知装置であり、本実施形態では、定着ベルト４３（被検知体）から放射される赤外線量を測定してその表面温度を検知するサーモパイル型赤外線センサを用いている。ただし、温度センサ５０はこれに限定されるものではない。
【００５９】
図４は、温度センサ５０の外観斜視図、図５は、温度センサ５０の断面図である。
図４と図５において、符号５１は赤外線入光用の開口窓５２が形成されたケーシングを構成するキャンケース、符号５３はキャンケース５１の開口窓５２を覆うフィルタ、符号５４は受光素子としてのサーモパイル素子、符号５５はサーモパイル素子５４に配置されている熱電対（図示せず）で生じた起電力を外部に出力するための端子、符号５６は座面を示す。端子５５は、図示しない制御手段に電気的に接続されている。また、フィルタ５３は、赤外線を透過可能な透過部材で構成されている。
【００６０】
上記定着ベルト４３から放射される赤外線は、温度センサ５０の開口窓５２からフィルタ５３を通してサーモパイル素子５４に受光される。そして、受光した赤外線量に応じた電気信号が出力され、端子５５を介して外部に電圧として取り出される。この検出出力によって上記加熱ローラ４１内のヒータ４５の点灯を制御し、定着ベルト４３の表面温度を一定範囲に維持するようになっている。
【００６１】
上述のように、従来では、トナーと定着部材の離型性の向上のために用いられるワックスやオイル等の離型剤が温度センサのフィルタに付着すると、フィルタを通過する赤外線の入射光量が変化して、センサの出力が変化してしまう不具合が生じる。そこで、本発明では、このような不具合を防止するため、フィルタ５３を、ワックスやオイル等の付着物の赤外線に対する屈曲率と同じ屈曲率の材料で構成している。具体的には、本実施形態のフィルタ５３は、トナーに含有されているワックスの揮発性物質の屈曲率と同じ屈曲率の材料で構成されている。例えば、パラフィンワックスを含有するトナーを使用する場合、フィルタ５３を、パラフィンワックスの屈折率１．５とほぼ同等の屈折率を有する光学ガラスで構成する。
【００６２】
以下、本発明の作用・効果について、従来例と比較して詳しく説明する。
例えば、図６に示すように、屈曲率がｎ１とｎ２の２種類の物質の界面に光が垂直入射した場合、光の透過率Ｔは下記式（１）で表される。
Ｔ＝４ｎ１ｎ２／（ｎ１＋ｎ２）2・・・・・式（１）
【００６３】
従来の一般的なサーモパイルは、図７（ａ）に示すように、シリコン製のフィルタ６３を透過した赤外光を受光素子６４によって検知するようになっている。ここで、シリコンの屈折率は３．４であるため、空気（屈折率１）とシリコンとの界面を透過する赤外光の透過率は、上記式（１）を用いて０．７と算出される。従って、全体の透過率は、空気からシリコンへの透過率０．７と、シリコンから空気への透過率０．７を乗算した値となるので、０．７×０．７＝０．４９となる。
【００６４】
次に、図７（ｂ）に示すように、フィルタ６３の表面にワックス７０が付着し、ワックス層ができた場合の赤外光の透過率を考える。
ワックス７０がパラフィンから成る場合、その屈折率は約１．５であるため、空気（透過率１）とワックスの界面での透過率は、上記式（１）を用いて０．９６と算出される。同様に、ワックス（屈折率約１．５）とシリコン（屈折率３．４）の界面での透過率は、０．８５と算出される。また、シリコンと空気の界面での透過光は、上記の通り０．７である。従って、この場合の全体の透過率は、空気からワックスへの透過率０．９６と、ワックスからシリコンへの透過率０．８５と、シリコンから空気への透過率０．７を乗算した値となるので、０．９６×０．８５×０．７＝０．５７となり、上記図７（ａ）で示すフィルタ６３にワックス７０が付着する前の透過率０．４９よりも大きくなる。その結果、受光素子が実際の温度よりも高く検知してしまう。なお、フィルタ６３の表面でのワックス７０の付着状態（形状や膜厚等）を考慮すると、実際はさらに複雑な系になっていると推察されるが、赤外線の透過率が変化するメカニズムとしては、このモデルのような現象が起こっていると考えられる。
【００６５】
一方、図８に示すのは、本発明に係る温度センサの構成の一例である。
図８（ａ）に示すように、本発明に係る温度センサでは、フィルタ５３を、トナーに含有されるパラフィン系ワックスの屈折率１．５とほぼ同等の屈折率を有する光学ガラス（屈折率１．５１）で構成している。なお、光学ガラスには、屈折率が１．４３〜２．１４のものがあり、ワックスの種類によって適宜選択できる。この場合、空気（屈折率１）と光学ガラスの界面での透過率は、上記式（１）を用いて０．９６と算出されるので、全体の透過率は、０．９６×０．９６＝０．９２となる。
【００６６】
また、図８（ｂ）に示すように、フィルタ５３の表面にトナーのワックス７０が付着した場合、本発明では、フィルタ５３をワックス７０（屈折率１．５）とほぼ同等の屈折率１．５１となるようにしているので、ワックスとフィルタの界面での透過率の変化はない。従って、この場合の全体の透過率は、空気からワックスへの透過率０．９６と、光学ガラスから空気への透過率０．９６を乗算した値となるので、０．９６×０．９６＝０．９２となり、上記図８（ａ）で示すフィルタ５３にワックス７０が付着する前の透過率０．９２と同じ値となる。このように、本発明の場合は、従来例と異なり、フィルタ５３にワックス７０が付着しても、赤外線透過率を０．９２に維持することができ、受光素子５４の出力が変化するのを防止することができる。
【００６７】
また、図９に、本発明に係る温度センサの他の実施形態の構成を示す。
上記説明した図５に示す実施形態では、透過部材としての１つのフィルタ５３を有する透過部を備えるが、図９に示す実施形態における温度センサ５０の透過部は、第１の透過部材及び第２の透過部材としての２つのフィルタ５９，５３を有している。
【００６８】
詳しくは、図９に示す温度センサ５０では、キャンケース５１を着脱可能なカバー部材５７で覆っている。カバー部材５７のキャンケース５１の開口窓５２と対応する箇所には、独自の開口窓５８が形成されており、この開口窓５８に、キャンケース５１の開口窓５２に設けたフィルタ５３とは別のフィルタ５９が設けられている。カバー部材５７に設けられたフィルタ５９を第１フィルタ（第１の透過部材）、キャンケース５１に設けられたフィルタ５３を第２フィルタ（第２の透過部材）と呼ぶと、定着ベルトから放射される赤外線は、第１フィルタ５９、第２フィルタ５３を順次通過してサーモパイル素子５４に受光されるようになっている。
【００６９】
また、本実施形態では、上記２つのフィルタ５３，５９のうち、第１フィルタ５９を、トナーに含有されるパラフィン系ワックスの屈折率１．５とほぼ同等の屈折率を有する光学ガラス（屈折率１．５１）で構成している。一方、第２フィルタ５３の材質は、一般的にフィルタに用いられるシリコンを適用している。それ以外の構成は、図１〜図５において説明した構成と同様であるので説明を省略する。
【００７０】
図１０は、図９に示す実施形態における光学系モデルを模式的に示した図である。
上記のように、本実施形態では、第１フィルタ５９によって第２フィルタ５３が覆われているため、図１０（ｂ）に示すように、離型剤としてのワックス７０は外側の第１フィルタ５９の表面に付着する虞がある。
以下、図１０を参照して、第１フィルタ５９の表面にトナーのワックス７０が付着した場合と付着していない場合とでの赤外線の透過率について説明する。
【００７１】
まず、図１０（ａ）において、第１フィルタ５９にワックス７０が付着していない場合の赤外線の透過率について説明する。
この場合、赤外線の透過率は、赤外線が第１フィルタ５９を通過するときの透過率と、第２フィルタ５３を通過するときの透過率を乗算した値となる。第１フィルタ通過時の透過率は、空気（屈折率１）と光学ガラス（屈折率１．５）の界面での透過率が、上記式（１）より０．９６となるので、０．９６×０．９６＝０．９２となる。また、第２フィルタ通過時の透過率は、空気（屈折率１）とシリコン（屈折率３．４）の界面での透過率が、上記式（１）より、０．７となるので、０．７×０．７＝０．４９となる。従って、全体の透過率は、０．９２×０．４９＝０．４６となる。
【００７２】
次に、図１０（ｂ）において、第１フィルタ５９にワックス７０が付着した場合の赤外線の透過率について説明する。
上記のように、本実施形態では、第１フィルタ５９をワックス７０（屈折率１．５）とほぼ同等の屈折率１．５１となるようにしている。このため、ワックスと第１フィルタの界面での透過率の変化はない。従って、この場合、第１フィルタ通過時の透過率は、上記図１０（ａ）で示すワックス７０が付着しない場合での透過率と同じ０．９２であり、第２フィルタ通過時の透過率も上記と同様の０．４９となるので、全体の透過率も上記と同じ０．４６（０．９２×０．４９）となる。
【００７３】
このように、本実施形態の場合も、上記実施形態と同様に、フィルタ（第１フィルタ５９）にワックスが付着しても、赤外線透過率を維持することができ、受光素子５４の出力が変化するのを防止することができる。さらに、図９に示す実施形態では、長期の使用によって第１フィルタ５９の表面に粉塵等の汚れが付着しても、カバー部材５７を取り外すことにより、第１フィルタ５９の清掃や交換等を容易に行うことができる。このため、長期に亘って温度制御を正確に行うことが可能である。
【００７４】
図１１は、本発明に係る温度センサのさらに別の実施形態における光学系モデルを模式的に示した図である。
図１１（ａ）に示すように、この実施形態に係る温度センサの透過部は、フィルタ５３と、フィルタ５３の表面を被覆する被覆層６０とを有する。フィルタ５３は、一般的に用いられるシリコンで構成されており、被覆層６０は、トナーに含有されるパラフィン系ワックスの屈折率１．５と同等の屈折率を有するワックス（屈折率１．５）で構成されている。本実施形態において、その他の構成については、図１〜図５において説明した構成と同様であるので説明を省略する。
【００７５】
上記のように、本実施形態では、フィルタ５３の表面を被覆層６０で覆っているため、図１１（ｂ）に示すように、離型剤としてのワックス７０は被覆層６０の表面に付着する虞がある。
以下、図１１を参照して、被覆層６０の表面にトナーのワックス７０が付着した場合と付着していない場合とでの赤外線の透過率について説明する。
【００７６】
まず、図１１（ａ）において、被覆層６０にワックス７０が付着していない場合の赤外線の透過率について説明する。
この場合、被覆層の屈折率は１．５であるため、空気（透過率１）と被覆層の界面での透過率は、上記式（１）を用いて０．９６と算出される。同様に、被覆層（屈折率約１．５）とシリコン（屈折率３．４）の界面での透過率は、０．８５と算出される。また、シリコンと空気の界面での透過光は、上記の通り０．７である。従って、この場合の全体の透過率は、空気から被覆層への透過率０．９６と、被覆層からシリコンへの透過率０．８５と、シリコンから空気への透過率０．７を乗算した値となるので、０．９６×０．８５×０．７＝０．５７となる。
【００７７】
次に、図１１（ｂ）において、被覆層６０にワックス７０が付着した場合の赤外線の透過率について説明する。
上記のように、本実施形態では、被覆層６０を離型剤としてのワックス７０（屈折率１．５）と同等の屈折率１．５のワックスで構成している。このため、離型剤としてのワックスと被覆層の界面での透過率の変化はない。従って、この場合、赤外線透過率は、上記図１１（ａ）で示すワックス７０が付着しない場合での透過率と同じ０．５７となる。
【００７８】
このように、本実施形態の場合、被覆層６０にワックスが付着しても、赤外線透過率を維持することができ、受光素子５４の出力が変化するのを防止することができる。また、この場合、既存のフィルタの表面をワックスで被覆するだけの簡単な構成でよいので、安価に作成することができる。
【００７９】
また、図示省略するが、図９に示す２つのフィルタ５３，５９を有する温度センサにおいて、外側の第１フィルタ５９の表面を、離型剤としてのワックスと同等の屈折率の被覆層で被覆してもよい。これにより、第１フィルタ５９にワックスが付着しても、上記と同様に赤外線透過率を維持することができると共に、第１フィルタ５９をシリコンなどで構成された既存のフィルタを適用することができ、簡単かつ安価な構成とすることが可能となる。
【００８０】
また、上記本発明の各実施形態では、図３に示すように、温度センサ５０を定着装置２０内に設け、温度センサ５０と定着装置２０を画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成しているので、定着装置２０が寿命を迎えたときには、定着装置２０と温度センサ５０を一体で交換できる。これにより、温度センサ５０の定着装置２０（定着ベルト４３）に対する位置ずれをなくすことができ、温度センサ５０の検知精度の低下を防止することができる。また、画像形成装置本体から温度センサ５０を取り外し可能とすることで、温度センサ５０のフィルタに粉塵等が付着しても、粉塵等の清掃及び除去を容易に行うことができ、長期に亘って検知精度を良好に維持することができる。
【００８１】
また、図１２に示すように、温度センサ５０を定着装置２０内に設けずに画像形成装置本体側に取り付けてもよい。この場合は、定着装置２０を取り外しても、温度センサ５０は画像形成装置本体に取り付けられたままとなるので、上記図９に示すような着脱可能なカバー部材５７を設けることにより、フィルタ（第１フィルタ５９）の清掃あるいは交換を容易に行うことが可能となる。これにより、定着装置２０の寿命よりも長い画像形成装置の寿命まで、同じ温度センサ５０を使用し続けることができ、コスト低減や省資源化に貢献できる。
【００８２】
また、図１２に示す定着装置２０は、定着ベルト４３へのトナー付着防止のために、シリコンオイルを定着ベルト４３表面に塗布する手段としての塗布ローラ８０を備えているが、この場合、温度センサ５０に設けたフィルタ５３又は第１フィルタ５９、あるいはそれらの表面を被覆する被覆層６０を、シリコンオイルと同じ屈折率の材料で構成することにより、フィルタ５３又は第１フィルタ５９、あるいは被覆層６０にシリコンオイルが付着しても、上記実施形態と同様に、赤外線透過率の変化を防止することができる。
【００８３】
以上のように、本発明に係る温度センサは、赤外線を透過する透過部の少なくとも表層をワックスやオイル等の付着物と同じ屈折率の材料で構成しているため、透過部の表層にワックスやオイル等が付着しても、赤外線透過率が変化するのを防止することができる。これにより、本発明によれば、透過部への付着物の有無に関係なく、長期に亘って温度検知精度を良好に維持することが可能となり、信頼性が向上する。また、本発明に係る温度センサを定着装置の温度検知手段として用いることで、定着温度を正確に測定できるようになる。その結果、定着設定温度に余裕を持たせることが不要となり、画像を定着可能な最低限の温度で制御することができるようになるので、省エネルギー化を実現できる。
【００８４】
なお、本発明が上述の実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上述の実施形態の中で示唆した以外にも、実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００８５】
２０    定着装置
４３    定着ベルト（定着部材）
４４    加圧ローラ（対向部材）
４５    ヒータ（加熱手段）
５０    温度センサ（温度検知装置）
５３    フィルタ（透過部材）
５４    サーモパイル素子（受光素子）
５９    フィルタ（透過部材）
６０    被覆層
７０    ワックス（付着物）
Ｎ      定着ニップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開２００４−４５３３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１２６６０号公報
【特許文献３】特許第３８７１１９８号公報
【図１】
2012073560.tif 000003
【図２】
2012073560.tif 000004
【図３】
2012073560.tif 000005
【図４】
2012073560.tif 000006
【図５】
2012073560.tif 000007
【図６】
2012073560.tif 000008
【図７】
2012073560.tif 000009
【図８】
2012073560.tif 000010
【図９】
2012073560.tif 000011
【図１０】
2012073560.tif 000012
【図１１】
2012073560.tif 000013
【図１２】
2012073560.tif 000014