(57)【要約】【課題】赤外線検出素子の検出精度を高めると共に、検出機構のレイアウトを容易化する。【解決手段】本発明の定着装置１８は、加熱体２１と、加熱体２１を加熱する熱源２５と、加熱体２１の外周面から放射される赤外線を検出する赤外線検出素子４６を有する検出機構２６と、を備え、加熱体２１は、記録媒体の搬送方向である第１の方向とは交差する第２の方向を長手方向とし、加熱体２１の外周面には、赤外線検出素子４６によって赤外線を検出される被検出領域が設けられ、検出機構２６は、加熱体２１の外周面に正対する姿勢から傾いた姿勢で設けられ、被検出領域の第１の方向の幅よりも被検出領域の第２の方向の幅が広いことを特徴とする。【選択図】図５
2016130750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられる加熱体と、
前記加熱体に圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧体と、
前記加熱体を加熱する熱源と、
前記加熱体の外周面から放射される赤外線を検出する赤外線検出素子を有し、前記加熱体に対して非接触で設けられる検出機構と、を備え、
前記加熱体は、記録媒体の搬送方向である第１の方向とは交差する第２の方向を長手方向とし、
前記加熱体の外周面には、前記赤外線検出素子によって赤外線を検出される被検出領域が設けられ、
前記検出機構は、前記加熱体の外周面に正対する姿勢から傾いた姿勢で設けられ、前記被検出領域の前記第１の方向の幅よりも前記被検出領域の前記第２の方向の幅が広いことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記熱源は、
複数の輝点部と、
複数の前記輝点部よりも発熱量の小さい複数の暗点部と、を備え、
前記被検出領域の前記第２の方向の幅は、複数の前記輝点部のうちで前記第２の方向の幅が最も狭い前記輝点部の前記第２の方向の幅の２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記検出機構は、前記第２の方向において前記熱源の発熱領域よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱体と前記検出機構の間に配置される遮熱部材を更に備え、
前記遮熱部材には、前記加熱体の外周面から放射される赤外線を通過させるための開口部が設けられ、
前記検出機構と前記遮熱部材の間には、冷却風の流路が前記開口部とは間隔を介して設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱体の外周面には、中央領域と、前記第２の方向において前記中央領域よりも外側に形成される端部領域と、が設けられ、
前記検出機構は、複数の前記赤外線検出素子を有し、
複数の前記赤外線検出素子は、
前記中央領域から放射される赤外線を検出する第１赤外線検出素子と、
前記端部領域から放射される赤外線を検出する第２赤外線検出素子と、を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記検出機構は、
前記加熱体の外周面から放射される赤外線を前記赤外線検出素子に集めるレンズと、
雰囲気温度を検出する温度検出素子と、を更に有し、
前記赤外線検出素子の検出値及び前記温度検出素子の検出値に基づいて、前記加熱体の温度が算出されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置を備えてい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、記録媒体にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンターなどの電子写真方式の画像形成装置は、用紙などの記録媒体にトナー像を定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加熱体（特許文献１の「定着ローラ４」参照）と、加熱体に圧接して定着ニップを形成する加圧体（特許文献１の「加圧ローラ５」参照）と、加熱体を加熱する熱源（特許文献１の「ヒータ３」参照）と、加熱体に対して非接触で設けられる検出機構（特許文献１の「非接触型温度検知手段３４」参照）と、を備えた定着装置が開示されている。
【０００４】
上記の検出機構は、サーモパイルなどの赤外線検出素子を備えている場合がある。このような場合には、加熱体の外周面から放射される赤外線を赤外線検出素子が検出し、この検出値などに基づいて加熱体の温度が算出されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２８７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような構成の定着装置においては、通常、熱源の温度分布にばらつきが存在しているため、熱源によって加熱される加熱体の温度分布にもばらつきが生じている。そのため、加熱体の外周面のうちで最も温度が高い部分から放射される赤外線を赤外線検出素子が検出する場合と加熱体の外周面のうちで最も温度が低い部分から放射される赤外線を赤外線検出素子が検出する場合とで赤外線検出素子の検出値が大きく異なってしまい、赤外線検出素子の検出精度が低下する恐れがある。
【０００７】
また、上記のような構成の定着装置においては、加熱体の外径側に向かって検出機構が大きく突出した場合に、検出機構のレイアウトが困難になる恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、赤外線検出素子の検出精度を高めると共に、検出機構のレイアウトを容易化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の定着装置は、回転可能に設けられる加熱体と、前記加熱体に圧接して定着ニップを形成し、回転可能に設けられる加圧体と、前記加熱体を加熱する熱源と、前記加熱体の外周面から放射される赤外線を検出する赤外線検出素子を有し、前記加熱体に対して非接触で設けられる検出機構と、を備え、前記加熱体は、記録媒体の搬送方向である第１の方向とは交差する第２の方向を長手方向とし、前記加熱体の外周面には、前記赤外線検出素子によって赤外線を検出される被検出領域が設けられ、前記検出機構は、前記加熱体の外周面に正対する姿勢から傾いた姿勢で設けられ、前記被検出領域の前記第１の方向の幅よりも前記被検出領域の前記第２の方向の幅が広いことを特徴とする。
【００１０】
上記のように加熱体の外周面に正対する姿勢から傾いた姿勢で検出機構が設けられることで、加熱体の外周面から検出機構に至る赤外線の光路の距離を十分に確保しつつ、加熱体の外径側に向かって検出機構が大きく突出するのを抑制することが可能となる。そのため、検出機構のレイアウトを容易化することが可能となる。
【００１１】
また、上記のように被検出領域の第１の方向の幅よりも被検出領域の第２の方向の幅が広いことで、熱源の第２の方向の温度分布のばらつきに伴って加熱体の第２の方向の温度分布にばらつきが生じていても、このばらつきが赤外線検出素子の検出値に与える影響を小さくすることが可能となる。そのため、赤外線検出素子の検出精度を高めることが可能となる。
【００１２】
前記熱源は、複数の輝点部と、複数の前記輝点部よりも発熱量の小さい複数の暗点部と、を備え、前記被検出領域の前記第２の方向の幅は、複数の前記輝点部のうちで前記第２の方向の幅が最も狭い前記輝点部の前記第２の方向の幅の２倍以上であっても良い。
【００１３】
このような構成を採用することで、赤外線検出素子の検出精度を一層高めることが可能となる。
【００１４】
前記検出機構は、前記第２の方向において前記熱源の発熱領域よりも外側に配置されていても良い。
【００１５】
このような構成を採用することで、加熱体から検出機構への熱影響による検出機構の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００１６】
前記加熱体と前記検出機構の間に配置される遮熱部材を更に備え、前記遮熱部材には、前記加熱体の外周面から放射される赤外線を通過させるための開口部が設けられ、前記検出機構と前記遮熱部材の間には、冷却風の流路が前記開口部とは間隔を介して設けられていても良い。
【００１７】
上記のように加熱体と検出機構の間に遮熱部材が配置されると共に検出機構と遮熱部材の間に冷却風の流路が設けられることで、検出機構の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００１８】
また、冷却風の流路が開口部とは間隔を介して設けられることで、開口部付近にはほとんど冷却風が流れなくなる。そのため、加熱体周辺の熱が開口部を介して検出機構側の空間に引き込まれるのを抑制し、加熱体が不必要に冷却されるのを回避することが可能となる。これに伴って、定着装置の省エネルギー性を高めることが可能となる。
【００１９】
前記加熱体の外周面には、中央領域と、前記第２の方向において前記中央領域よりも外側に形成される端部領域と、が設けられ、前記検出機構は、複数の前記赤外線検出素子を有し、複数の前記赤外線検出素子は、前記中央領域から放射される赤外線を検出する第１赤外線検出素子と、前記端部領域から放射される赤外線を検出する第２赤外線検出素子と、を含んでいても良い。
【００２０】
このような構成を採用することで、加熱体の中央領域から放射される赤外線と加熱体の端部領域から放射される赤外線の両方を単一の検出機構によって検出することが可能となる。
【００２１】
前記検出機構は、前記加熱体の外周面から放射される赤外線を前記赤外線検出素子に集めるレンズと、雰囲気温度を検出する温度検出素子と、を更に有し、前記赤外線検出素子の検出値及び前記温度検出素子の検出値に基づいて、前記加熱体の温度が算出されても良い。
【００２２】
このような構成を採用することで、加熱体の実際の温度に対する加熱体の算出温度の応答性を高めることが可能となる。
【００２３】
本発明の画像形成装置は、上記したいずれかの定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、赤外線検出素子の検出精度を高めると共に、検出機構のレイアウトを容易化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る定着装置を示す側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る定着装置において、ハロゲンランプを示す平面図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る定着装置において、定着ベルト及び検出機構を示す平面図である。（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る定着装置において、定着ベルトの前後方向の位置と定着ベルトの温度の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る定着装置の前上部を示す側面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る定着装置の制御システムを示すブロック図である。
【図７】本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置の前上部を示す側面図である。
【図８】本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置において、定着ベルト及び検出機構を示す平面図である。
【図９】本発明の他の異なる実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
まず、図１を用いて、プリンター１（画像形成装置）の全体の構成について説明する。各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の前側、後側、左側、右側、上側、下側を示している。
【００２７】
プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には、用紙（記録媒体）を収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の上面には、排紙トレイ４の側方に上カバー５が開閉可能に取り付けられ、上カバー５の下方にはトナーコンテナ６が収納されている。
【００２８】
プリンター本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器７が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器７の下方には、画像形成部８が設けられている。画像形成部８には、像担持体である感光体ドラム１０が回転可能に設けられており、感光体ドラム１０の周囲には、帯電器１１と、現像器１２と、転写ローラー１３と、クリーニング装置１４とが、感光体ドラム１０の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。
【００２９】
プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１５が設けられている。搬送経路１５の上流端には給紙部１６が設けられ、搬送経路１５の中流部には、感光体ドラム１０と転写ローラー１３によって構成される転写部１７が設けられ、搬送経路１５の下流部には定着装置１８が設けられ、搬送経路１５の下流端には排紙部１９が設けられている。搬送経路１５の下方には、両面印刷用の反転経路２０が形成されている。
【００３０】
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。
【００３１】
プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１８の温度設定等の初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
【００３２】
まず、帯電器１１によって感光体ドラム１０の表面が帯電された後、露光器７からのレーザー光（図１の二点鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１０に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１２がトナーによりトナー像に現像する。
【００３３】
一方、給紙部１６によって給紙カセット３から取り出された用紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１７へと搬送され、転写部１７において感光体ドラム１０上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、搬送経路１５を下流側へと搬送されて定着装置１８に進入し、この定着装置１８において用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１９から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム１０上に残留したトナーは、クリーニング装置１４によって回収される。
【００３４】
次に、定着装置１８について、図２〜図５を用いて説明する。図２、図５の矢印Ｉは前後方向内側を示し、図２、図５の矢印Ｏは前後方向外側を示している。図３の矢印Ｙは、用紙の搬送方向を示している。
【００３５】
図２、図３に示されるように、定着装置１８は、定着ベルト２１（加熱体）と、定着ベルト２１の下側（外径側）に配置される加圧ローラー２２（加圧体）と、定着ベルト２１の内径側に配置される押圧部材２３と、定着ベルト２１の内径側且つ押圧部材２３の上側に配置される支持部材２４と、定着ベルト２１の内径側且つ支持部材２４の上側に配置されるハロゲンランプ２５（熱源）と、定着ベルト２１の前上側（外径側）に配置される検出機構２６と、定着ベルト２１と検出機構２６の間に配置される遮熱部材２７と、を備えている。
【００３６】
定着ベルト２１は、用紙の搬送方向である左右方向（第１の方向）とは直交（交差）する前後方向（第２の方向）を長手方向としており、略円筒状を成している。定着ベルト２１は、可撓性を有しており、周方向には無端状である。定着ベルト２１は、回転可能に設けられている。定着ベルト２１の前後両端部には、キャップ３０が装着されている。
【００３７】
定着ベルト２１の外周面には、中央領域Ｒ１と、中央領域Ｒ１の前後両側（中央領域Ｒ１よりも前後方向外側）に形成される端部領域Ｒ２と、が設けられている。中央領域Ｒ１は、第１サイズの用紙（例えば、最大サイズの用紙）及び第２サイズの用紙（例えば、最小サイズの用紙）が通過する領域である。各端部領域Ｒ２は、第１サイズの用紙は通過するが、第２サイズの用紙は通過しない領域である。
【００３８】
定着ベルト２１は、例えば、基材層と、この基材層に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層と、によって構成されている。定着ベルト２１の基材層は、例えば、ニッケル電鋳によって形成されている。定着ベルト２１の基材層は、例えば、厚さ３５μｍである。定着ベルト２１の弾性層は、例えば、シリコンゴムによって形成されている。定着ベルト２１の弾性層は、例えば、厚さ２００μｍである。定着ベルト２１の離型層は、例えば、ＰＦＡによって形成されている。定着ベルト２１の離型層は、例えば、厚さ３０μｍである。なお、各図において、定着ベルト２１の各層（基材層、弾性層、離型層）は、特に区別されずに表示されている。
【００３９】
加圧ローラー２２は、前後方向を長手方向としており、略円柱状を成している。加圧ローラー２２は定着ベルト２１に圧接しており、定着ベルト２１と加圧ローラー２２の間には定着ニップＮが形成されている。加圧ローラー２２は、回転可能に設けられている。加圧ローラー２２の後端部には、駆動ギア３１が固定されている。加圧ローラー２２の左側部には、温度センサー３２が間隔を介して対向している。温度センサー３２は、例えば、サーミスターによって構成されている。
【００４０】
加圧ローラー２２は、例えば、円柱状の芯材３３と、この芯材３３に周設される弾性層３４と、この弾性層３４を被覆する離型層（図示せず）と、によって構成されている。加圧ローラー２２の芯材３３は、例えば、アルミニウム等の金属によって形成されている。加圧ローラー２２の弾性層３４は、例えば、シリコンスポンジゴムによって形成されている。加圧ローラー２２の弾性層３４は、例えば、厚さ３．５ｍｍである。加圧ローラー２２の離型層（図示せず）は、例えば、ＰＦＡチューブによって形成されている。加圧ローラー２２の離型層は、例えば、厚さ５０μｍである。
【００４１】
押圧部材２３は、前後方向を長手方向としている。押圧部材２３は、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の耐熱性樹脂によって形成されている。押圧部材２３の下面は、定着ベルト２１を下側（加圧ローラー２２側）に向かって押圧している。
【００４２】
支持部材２４は、前後方向を長手方向としている。支持部材２４は、例えば、ＳＵＳ等の金属によって形成されており、四角筒状を成している。支持部材２４の下面には、押圧部材２３の上面が当接している。
【００４３】
ハロゲンランプ２５は、前後方向を長手方向としている。ハロゲンランプ２５は、定着ベルト２１の内部空間の略中央部に配置されている。
【００４４】
図４（ａ）等に示されるように、ハロゲンランプ２５には、発熱領域Ｈが設けられている。発熱領域Ｈは、コイル状のフィラメントによって構成されている。発熱領域Ｈの前後方向の幅は、例えば、３００ｍｍである。発熱領域Ｈには、フィラメントの巻きムラによって、複数の輝点部３６と、複数の輝点部３６の間隔に設けられる複数の暗点部３７と、が形成されている。各暗点部３７は、フィラメントの巻き密度が各輝点部３６よりも低いため、発熱量が各輝点部３６よりも少ない。複数の輝点部３６の前後方向の幅には、ばらつきがある。以下、複数の輝点部３６のうちで前後方向の幅が最も狭い輝点部３６の前後方向の幅を、「最小輝点幅Ｗｍｉｎ」と称する。本実施形態では、最小輝点幅Ｗｍｉｎは１０ｍｍである。
【００４５】
図５等に示されるように、検出機構２６は、定着ベルト２１に対して非接触で設けられている。検出機構２６は、ハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈよりも前側（前後方向外側）に配置されている。
【００４６】
検出機構２６は、本体フレーム（プリンター本体２のフレーム）の一部を成すハウジング４１内に収容されている。ハウジング４１の後下部には、切欠部４２が設けられている。なお、図３では、ハウジング４１の下部のみが記載されており、ハウジング４１の下部以外の部分は記載が省略されている。
【００４７】
図４（ｂ）及び図５に示されるように、検出機構２６は、ハウジング４１の下部に取り付けられる基板４４と、基板４４に固定される筒状の本体４５と、本体４５の略中央部に収容されるサーモパイル４６（赤外線検出素子）と、本体４５の後端部に収容されるレンズ４７と、本体４５の前端側に設けられるサーミスター４８（温度検出素子）と、を備えている。
【００４８】
検出機構２６のサーモパイル４６は、定着ベルト２１の中央領域Ｒ１から斜めに放射される赤外線Ｉ１（以下、単に「赤外線Ｉ１」と称する）を検出する機能を有しており、定着ベルト２１の中央領域Ｒ１には、サーモパイル４６によって赤外線Ｉ１を検出される被検出領域Ｄが設けられている。
【００４９】
検出機構２６は、定着ベルト２１の外周面に正対する姿勢（図５の二点鎖線参照）から傾いた姿勢で設けられている。本実施形態では、定着ベルト２１の外周面に正対する姿勢からの検出機構２６の傾斜角度α（定着ベルト２１の被検出領域Ｄから垂直に放射される赤外線Ｉｖに対する赤外線Ｉ１の傾斜角度にも相当する）は、７０°である。
【００５０】
上記のように検出機構２６が定着ベルト２１の外周面に正対する姿勢から傾いた姿勢で設けられているため、定着ベルト２１の被検出領域Ｄは正円状ではなく楕円状を成している。そのため、被検出領域Ｄの左右方向の幅Ｗ１よりも被検出領域Ｄの前後方向の幅Ｗ２が広くなっている。なお、図５の点Ｍは、被検出領域Ｄのうちでハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈの前後方向中央部と前後方向の位置が対応する部分を示している。
【００５１】
検出機構２６のレンズ４７は、赤外線Ｉ１をサーモパイル４６に集める機能を有している。換言すると、レンズ４７は、サーモパイル４６の視野角βを狭くする機能を有している。これにより、定着ベルト２１以外の部材から放射される赤外線がサーモパイル４６によって検出されるのを防止可能となっている。本実施形態では、サーモパイル４６の視野角βは、５°であり、検出機構２６から定着ベルト２１の外周面までの距離ｄは、５０ｍｍであり、定着ベルト２１の被検出領域Ｄの前後方向の幅Ｗ２は、４４ｍｍである。このように、被検出領域Ｄの前後方向の幅Ｗ２（４４ｍｍ）は、前述の最小輝点幅Ｗｍｉｎ（１０ｍｍ）の４倍以上となっている。検出機構２６のサーミスター４８は、温度補償用の温度センサーであり、検出機構２６の雰囲気温度を検出する機能を有している。
【００５２】
遮熱部材２７（図２、図３、図５等参照）は、定着フレーム（定着装置１８のフレーム）の一部を成している。なお、定着フレームは、遮熱部材２７の他に、加圧ローラー２２の下側を覆う部分や定着ベルト２１及び加圧ローラー２２の前後両側を覆う部分等を備えているが、各図では定着フレームのうちの遮熱部材２７のみが記載されており、定着フレームの遮熱部材２７以外の部分は記載が省略されている。
【００５３】
遮熱部材２７は、定着ベルト２１の上側を覆う上壁部５０と、上壁部５０の左右両端部から下方に向かって屈曲され、定着ベルト２１の左右両側を覆う左壁部５１及び右壁部５２と、を備えている。なお、図２、図５では、右壁部５２の記載が省略されている。
【００５４】
遮熱部材２７の上壁部５０は、前後方向に沿って延びている。上壁部５０の前部には、傾斜部５３が上側（検出機構２６側）に向かって曲げ起こされている。傾斜部５３は、前後方向に対して傾斜している。傾斜部５３の前端側には、赤外線Ｉ１の光路に相当する部分に開口部５４が設けられており、赤外線Ｉ１を遮熱部材２７が遮断しないようになっている。
【００５５】
検出機構２６及びハウジング４１と遮熱部材２７の上壁部５０との間には、冷却風の流路５５が開口部５４とは間隔Ｇを介して設けられている。流路５５は、左右方向（前後方向と直交（公差）する方向）に沿って設けられている。流路５５の上流端部（本実施形態では右端部）にはファン５６が設置されており、ファン５６から流路５５に供給された冷却風が流路５５内を左右方向に沿って流動するようになっている。
【００５６】
図２、図３等に示されるように、定着装置１８のうちの検出機構２６、ハウジング４１及びファン５６を除く部分は、定着ユニット４９を構成している。定着ユニット４９は、プリンター本体２に対して着脱可能である。
【００５７】
次に、定着装置１８の制御システムについて、図６を用いて説明する。
【００５８】
定着装置１８には、制御部６１が設けられている。制御部６１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶部６２と接続されており、記憶部６２に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御部６１が定着装置１８の各部の制御を行うように構成されている。
【００５９】
制御部６１はモーター等によって構成される駆動源６３に接続されており、駆動源６３は駆動ギア３１を介して加圧ローラー２２に接続されている。そして、制御部６１からの信号に基づいて駆動源６３が加圧ローラー２２を回転させるようになっている。
【００６０】
制御部６１はハロゲンランプ２５に接続されている。そして、制御部６１からの信号に基づいてハロゲンランプ２５に電力が供給されることでハロゲンランプ２５が点灯し、ハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈが発熱するようになっている。
【００６１】
制御部６１は、検出機構２６のサーモパイル４６に接続されており、サーモパイル４６が赤外線Ｉ１を検出すると、その検出値が制御部６１に出力されるようになっている。制御部６１は、検出機構２６のサーミスター４８に接続されており、サーミスター４８が検出機構２６の雰囲気温度を検出すると、その検出値が制御部６１に出力されるようになっている。
【００６２】
制御部６１は、温度センサー３２に接続されており、温度センサー３２が加圧ローラー２２の温度を検出すると、その検出値が制御部６１に出力されるようになっている。
【００６３】
上記のように構成された定着装置１８において、用紙にトナー像を定着させる際には、制御部６１からの信号に基づいて駆動源６３が加圧ローラー２２を回転させる（図３の矢印Ａ参照）。このように加圧ローラー２２が回転すると、加圧ローラー２２に圧接する定着ベルト２１が加圧ローラー２２とは逆方向に従動回転する（図３の矢印Ｂ参照）。
【００６４】
また、用紙にトナー像を定着させる際には、制御部６１からの信号に基づいてハロゲンランプ２５を点灯させる。このようにハロゲンランプ２５が点灯すると、ハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈが発熱し、定着ベルト２１が加熱される。この状態で、未定着のトナー像が形成された用紙が定着ニップＮを通過すると、トナー像が加熱されて溶融し、用紙にトナー像が定着される。
【００６５】
上記のように定着ベルト２１が加熱されると、定着ベルト２１の被検出領域Ｄから赤外線Ｉ１が放射される。この赤外線Ｉ１は、遮熱部材２７の開口部５４を通過し、検出機構２６のレンズ４７によって集められ、検出機構２６のサーモパイル４６に到達する。このように赤外線Ｉ１がサーモパイル４６に到達すると、サーモパイル４６が赤外線Ｉ１を検出し、その検出値を制御部６１に出力する。また、検出機構２６の雰囲気温度を検出機構２６のサーミスター４８が検出し、その検出値を制御部６１に出力する。制御部６１は、サーモパイル４６の検出値及びサーミスター４８の検出値に基づいて、定着ベルト２１の温度を算出する。具体的には、定着ベルト２１の温度は、次式から逆算される。
Ｖｏｕｔ＝Ａ（Ｔｂ４−Ｔｓ４）
Ｖｏｕｔ：サーモパイル４６の検出値  Ａ：比例定数  Ｔｂ：定着ベルト２１の温度（Ｋ）  Ｔｓ：サーミスター４８の検出値
【００６６】
このような構成を採用することで、定着ベルト２１の外周面に接触する温度検出部材（例えば、サーミスター）のみを検出機構２６として用いる場合と比較して、定着ベルト２１の実際の温度に対する定着ベルト２１の算出温度の応答性を高めることができるため、精密な制御に対応することが可能となる。特に、省エネルギー性を重視した定着装置１８において、定着装置１８の待機時には低電力を実現し、定着装置１８の使用時には定着温度（用紙にトナー像を定着させることが可能な温度）まで定着装置１８を高速で立ち上げることが可能となる。
【００６７】
また、定着ベルト２１の外周面に接触する温度検出部材によって定着ベルト２１の温度を検出すると、温度検出部材が定着ベルト２１の外周面を傷付けてしまう恐れがある。このように定着ベルト２１の外周面に傷が付くと、定着ベルト２１の交換又は定着装置１８全体の交換が必要となり、定着装置１８のランニングコストの上昇を招くことになる。これに対して、本実施形態では、検出機構２６が定着ベルト２１に対して非接触で設けられている。そのため、検出機構２６によって定着ベルト２１の外周面が傷付けられる恐れはなく、定着ベルト２１又は定着装置１８全体の交換頻度を少なくして、定着装置１８のランニングコストを安くすることができる。
【００６８】
また、上記のような接触式の温度検出部材を用いる場合、通常、温度検出部材は定着ユニット４９に取り付けられることになる。そのため、定着ユニット４９の交換時には、たとえ温度検出部材がまだ使用可能であっても、温度検出部材を定着ユニット４９とともに廃棄せざるを得ず、コスト面でも資源節約の面でも好ましくない。これに対して、本実施形態では、プリンター本体２のフレームの一部を成すハウジング４１に非接触式の検出機構２６が取り付けられている。そのため、定着ユニット４９の交換時に検出機構２６を定着ユニット４９とともに廃棄する必要が無く、コストの低廉化及び資源の節約を図ることができる。
【００６９】
一方で、上記のような非接触式の検出機構２６を用いる場合でも、以下のような２つの課題が存在する。
【００７０】
まず、非接触式の検出機構２６を用いる場合の第１の課題について説明する。本実施形態のように２つの検出値（サーモパイル４６の検出値及びサーミスター４８の検出値）に基づいて定着ベルト２１の温度を算出するためには、演算増幅回路が必要となる。通常、この演算増幅回路は、耐ノイズ性を考慮して検出機構２６の本体４５に搭載される。演算増幅回路は、耐熱温度が低いため（通常は、１００℃程度）、定着ベルト２１からの熱による検出機構２６の温度上昇を防ぐ必要がある。
【００７１】
そこで、本実施形態では、定着ベルト２１と検出機構２６の間に遮熱部材２７を配置すると共に検出機構２６と遮熱部材２７の間に冷却風の流路５５を設けており、この流路５５にファン５６からの冷却風が供給されるようになっている。このような構成を採用することで、検出機構２６の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００７２】
しかしながら、ファン５６から供給される冷却風が遮熱部材２７の開口部５４付近を流れると、空気の粘性により、定着ベルト２１周辺の熱が開口部５４を介して検出機構２６側の空間（本実施形態では、遮熱部材２７の上側の空間）に引き込まれてしまい、定着ベルト２１が不必要に冷却されて、定着装置１８の省エネルギー性が低下する恐れがある。
【００７３】
そこで、本実施形態では、開口部５４とは間隔Ｇを介して冷却風の流路５５を設けている。このような構成を採用することで、開口部５４付近にはほとんど冷却風が流れなくなるため、定着ベルト２１周辺の熱が開口部５４を介して検出機構２６側の空間に引き込まれるのを抑制し、定着ベルト２１が不必要に冷却されるのを回避することが可能となる。これに伴って、定着装置１８の省エネルギー性を高めることが可能となる。
【００７４】
次に、非接触式の検出機構２６を用いる場合の第２の課題について説明する。本実施形態では、定着ベルト２１を加熱するための熱源としてハロゲンランプ２５を用いており、このハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈには、フィラメントの巻きムラによって、複数の輝点部３６と複数の暗点部３７が形成されている。そのため、ハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈには前後方向の温度分布にばらつきが存在しており、ハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈによって加熱される定着ベルト２１にも、前後方向の温度分布にばらつきが生じている。具体的には、図４（ｃ）に示されるように、ハロゲンランプ２５の各輝点部３６と前後方向の位置が重なる部分では、定着ベルト２１の外周面の温度が高くなり、ハロゲンランプ２５の各暗点部３７と前後方向の位置が重なる部分では、定着ベルト２１の外周面の温度が低くなっている。そのため、定着ベルト２１の外周面のうちで最も温度が高い部分から放射される赤外線をサーモパイル４６が検出する場合と定着ベルト２１の外周面のうちで最も温度が低い部分から放射される赤外線をサーモパイル４６が検出する場合とでサーモパイル４６の検出値が大きく異なってしまい、サーモパイル４６の検出精度が低下する恐れがある。
【００７５】
このようなサーモパイル４６の検出精度の低下を回避するために、単純にサーモパイル４６の視野角βを広くすると、定着ベルト２１以外の部材から放射される赤外線をサーモパイル４６が検出してしまう恐れがある。また、サーモパイル４６の視野角βを広くすると、これに伴って遮熱部材２７の開口部５４も大きくしなければならなくなり、定着ベルト２１周辺の熱が開口部５４を介して検出機構２６側の空間に逃げやすくなり、定着装置１８の省エネルギー性が低下する恐れがある。
【００７６】
そこで、本実施形態では、定着ベルト２１の外周面に正対する姿勢から傾いた姿勢で検出機構２６を設けることで、定着ベルト２１の被検出領域Ｄの左右方向の幅よりも定着ベルト２１の被検出領域Ｄの前後方向の幅を広くしている。このような構成を採用することで、ハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈの前後方向の温度分布のばらつきに伴って定着ベルト２１の前後方向の温度分布にばらつきが生じていても、このばらつきがサーモパイル４６の検出値に与える影響を小さくすることが可能となる。そのため、サーモパイル４６の検出精度を高めることが可能となる。
【００７７】
また、上記のように定着ベルト２１の外周面に正対する姿勢から傾いた姿勢で検出機構２６が設けられることで、定着ベルト２１の外周面から検出機構２６に至る赤外線Ｉ１の光路の距離を十分に確保しつつ、定着ベルト２１の外径側（例えば、定着ベルト２１の上側）に向かって検出機構２６が大きく突出するのを抑制することが可能となる。そのため、検出機構２６が他の部材と干渉しにくくなり、検出機構２６のレイアウトを容易化することが可能となる。
【００７８】
また、本実施形態では、定着ベルト２１の被検出領域Ｄの前後方向の幅Ｗ２（４４ｍｍ）は、最小輝点幅Ｗｍｉｎ（１０ｍｍ）の４倍以上となっている。このような構成を採用することで、サーモパイル４６の検出精度を一層高めることが可能となる。なお、サーモパイル４６の検出精度を高めるためには、被検出領域Ｄの前後方向の幅Ｗ２は、好ましくは最小輝点幅Ｗｍｉｎ以上であり、更に好ましくは最小輝点幅Ｗｍｉｎの２倍以上である。
【００７９】
また、検出機構２６は、ハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈよりも前側（前後方向外側）に配置されている。このような構成を採用することで、定着ベルト２１から検出機構２６への熱影響による検出機構２６の温度上昇を抑制することが可能となる。これに伴って、サーミスター４８の耐熱温度を低く設定することが可能となり、耐熱部品が不要となる。また、検出機構２６の雰囲気温度の変化を抑制することが可能となるため、サーミスター４８の検出精度を高めることが可能となる。
【００８０】
また、検出機構２６は、ハウジング４１内に収容されているため、流路５５内を流れる冷却風等の影響によって検出機構２６の雰囲気温度が変化するのを抑制することが可能となる。そのため、サーミスター４８の検出精度を一層高めることが可能となる。
【００８１】
本実施形態では、検出機構２６が単一のサーモパイル４６（赤外線検出素子）のみを有する場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、図７〜図９に示されるように、検出機構２６が複数のサーモパイル７１、７２（赤外線検出素子）を有しており、この複数のサーモパイル７１、７２に、定着ベルト２１の中央領域Ｒ１に形成される被検出領域Ｄ１から放射される赤外線Ｉ１を検出する第１サーモパイル７１（第１赤外線検出素子）と、定着ベルト２１の端部領域Ｒ２に形成される被検出領域Ｄ２から放射される赤外線Ｉ２を検出する第２サーモパイル７２（第２赤外線検出素子）と、が含まれていても良い。このような構成を採用することで、定着ベルト２１の中央領域Ｒ１から放射される赤外線と定着ベルト２１の端部領域Ｒ２から放射される赤外線の両方を単一の検出機構２６によって検出することが可能となる。
【００８２】
本実施形態では、定着装置１８が１個のハロゲンランプ２５を備えていたが、他の異なる実施形態では、図９に示されるように、定着装置１８が複数個（例えば２個）のハロゲンランプ２５（熱源）を備えていても良い。この場合、例えば、一のハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈを定着ベルト２１の中央領域Ｒ１と対応させると共に他のハロゲンランプ２５の発熱領域Ｈを定着ベルト２１の各端部領域Ｒ２と対応させて、第１、第２サーモパイル７１、７２の検出値に応じて、複数のハロゲンランプ２５を選択的に点灯させても良い。
【００８３】
本実施形態では、第１サイズの用紙（例えば、最大サイズの用紙）は通過するが、第２サイズの用紙（例えば、最小サイズの用紙）は通過しない領域を定着ベルト２１の各端部領域Ｒ２とする場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、いずれのサイズの用紙も通過しない領域を定着ベルト２１の各端部領域Ｒ２としても良い。
【００８４】
本実施形態では、定着ベルト２１を加熱体として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、加熱ローラーを加熱体として用いても良い。
【００８５】
本実施形態では、ハロゲンランプ２５を熱源として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、セラミックヒーターなどを熱源として用いても良い。
【００８６】
本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  プリンター（画像形成装置）
１８  定着装置
２１  定着ベルト（加熱体）
２２  加圧ローラー（加圧体）
２５  ハロゲンランプ（熱源）
２６  検出機構
２７  遮熱部材
３６  輝点部
３７  暗点部
４６  サーモパイル（赤外線検出素子）
４７  レンズ
４８  サーミスター（温度検出素子）
５４  開口部
５５  流路
７１  第１サーモパイル（第１赤外線検出素子）
７２  第２サーモパイル（第２赤外線検出素子）
Ｄ  被検出領域
Ｇ  間隔
Ｈ  放射領域
Ｎ  定着ニップ
Ｒ１  中央領域
Ｒ２  端部領域
【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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【図９】
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