JP2003035601A - 温度検知装置及びこれを用いた定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加熱体の温度検知を正確に行う。 【解決手段】 加熱源２により加熱される被加熱体１の
表面温度を非接触検知する温度検知装置であって、前記
被加熱体１に対向配置され且つ当該被加熱体１より放出
された赤外線を測定する非接触型温度センサ３と、前記
非接触型温度センサ３を収容するケース４とを備えたセ
ンサユニット５と、前記センサユニット５を収容すると
共に当該センサユニット５の周囲温度を均一に維持せし
める外殻ケース６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱源により加熱
せしめられる被加熱体の表面温度を非接触検知する温度
検知装置に係り、特に、被加熱体の表面温度検知を正確
に行うことのできる温度検知装置及びこれを用いた定着
装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機、プリンタ、ファクシミ
リ等の画像形成装置にあっては、例えば電子写真プロセ
スにより記録シート上に保持された未定着トナー像を定
着する定着装置が広く用いられている。従来この種の定
着装置としては、例えば互いに圧接配置されて接触転動
する一対の定着部材（一対の定着ロールや定着ロールと
定着ベルトとの組合せなど）を有し、少なくともいずれ
か一方の定着部材を加熱源としてのヒータで加熱すると
共に、これらの定着部材間のニップ域に記録シートを通
過させ、その際の熱と圧力との作用により記録シート上
の未定着トナー像を定着し、永久像を形成するものが知
られている。このような定着装置では、ホットオフセッ
ト、コールドオフセット等を防ぐように適切な温度で定
着を行う必要があり、そのために定着部材の表面温度を
検知し、その検知結果に基づいて定着部材に対して加熱
制御を行うようにしている。

【０００３】このような定着部材の温度制御を適切に行
うための一つの条件は、定着部材の表面温度を正確に検
知することである。より詳しくは、ニップ域通過時に記
録シート上のトナー像に対してどれだけの熱量を与える
かが問題となるため、定着部材表面上のトナー像が接触
する領域（以下「画像領域」という）の表面温度を正確
に検知することである。従来における温度検知装置とし
ては、定着部材の表面温度を正確に検知するために、接
触型温度センサとして例えばサーミスタを定着部材の表
面に接触させ、その温度を検知する方式が多く採用され
ている。このような接触型温度検知方式において、定着
部材の画像領域にサーミスタを接触させる手法は、正確
な温度検知という観点からは理想的であるが、その接触
により定着部材表面の画像領域を傷付け、その傷部分で
の定着不良を招き、結果として画像欠陥が生じる懸念が
ある。また、そのサーミスタにオフセットトナーが付
着、堆積すると温度検知の精度が悪化してしまう。更
に、堆積したオフセットトナー塊がサーミスタから外れ
ると、その後そのオフセットトナー塊は記録シート上に
定着し、画像欠陥となってしまう。

【０００４】また、接触型温度検知方式において、定着
部材の非画像領域（記録シートが通過しないシート非通
過領域に相当）にサーミスタを接触させる手法は、これ
ら接触傷による画像欠陥、トナーの付着による検知精度
の低下や画像欠陥などの問題は生じないが、正確な温度
検知という観点からは必ずしも好ましい方法ではない。
すなわち、理想的には定着部材上の画像領域の温度を検
知すべきであるにもかかわらず、実際には非画像領域の
表面温度を計測しているため、これらの温度間に食い違
いが生じてしまうことによる。そこで、このような接触
型温度検知方式に代わって、従来にあっては、定着部材
表面の傷の発生を低減すべく、非接触型温度センサを用
いて定着部材に接触することなく温度検知を行う方式
（非接触型温度検知方式）が既に提案されている（例え
ば特開平５−１００５９１号公報、特開平５−１２６６
４７号公報参照）。

【０００５】ここで、上記公報においては、非接触型温
度センサとして所謂サーモパイル式温度センサが用いら
れている。サーモパイル式温度センサは、二種類の異種
金属又は半導体を接合した熱電対が多数直列に接続され
たサーモパイルを備えた測温素子で、その温接点を絶縁
薄膜のような熱容量の小さな部材上に配置し、その冷接
点をヒートシンクのような熱容量の大きな部材上に配置
し、前記温接点を赤外線吸収体によって覆ったものであ
る。そして、定着部材から放出（輻射）された赤外線が
温接点上に形成された赤外線吸収体に吸収されて熱に変
換されると、冷接点と温接点との間に温度差が生じ、サ
ーモパイル両端に形成された電極間に温度差に応じた起
電力が生じることによって定着部材の表面温度を測定す
るものである。

【０００６】ところで、このような原理のサーモパイル
式温度センサで検出できるのは、温接点と冷接点との間
の温度差のみであるから、温接点の温度を決めるために
は、基準となる冷接点の温度を確定させる必要がある。
冷接点を確定させる手法としては、例えば冷接点＝室温
（例えば２０℃）とみなすことも可能ではあるが、より
正確に定着部材の表面温度を測定するためには、冷接点
の正確な温度を測定することが必要となる。そこで、上
記公報においては、サーモパイルが取り付けられるベー
ス上の当該サーモパイル近傍にサーミスタを装着し、こ
のサーミスタで測定された温度を冷接点温度とし、前記
サーモパイルによる測定温度を補正するようにしてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サーモ
パイル式温度センサは、湿気等の侵入を防止する目的
で、通常、ベース上のサーモパイル及びサーミスタがＣ
ＡＮとよばれるキャップで封入する構造を採用している
ため、定着部材から受けた熱によってＣＡＮの定着部材
側が加熱されると、ＣＡＮの内壁からも赤外線の放出が
行われることとなってしまい、その結果、サーモパイル
の各冷接点の温度にばらつきが生じるという技術的課題
がみられた。また、ＣＡＮの定着部材側が加熱され、そ
の後熱伝導によってベースが加熱されることとなるた
め、基板の端部と中央部とで基板の温度が異なるという
事態が生じてしまい、その結果、実際の冷接点の温度と
サーミスタによる測定温度との間の温度差が大きくなっ
て測定温度の誤差が増大してしまうという技術的課題が
みられた。

【０００８】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、非接触型温度センサ内部の
温度差を小さくすることにより、正確な温度検知を行う
ことのできる温度検知装置及びこれを用いた定着装置を
提供するものである。また、本発明は、非接触型温度セ
ンサ及びサーミスタ等の補正用温度センサの温度差を小
さくすることにより、正確な温度検知を行うことのでき
る温度検知装置及びこれを用いた定着装置を提供するも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第一
の態様は、図１に示すように、加熱源２により加熱され
る被加熱体１の表面温度を非接触検知する温度検知装置
であって、前記被加熱体１に対向配置され且つ当該被加
熱体１より放出された赤外線を測定する非接触型温度セ
ンサ３と、前記非接触型温度センサ３を収容するケース
４とを備えたセンサユニット５と、前記センサユニット
５を収容すると共に当該センサユニット５の周囲温度を
均一に維持せしめる外殻ケース６とを備えることを特徴
とする。

【００１０】このような技術的手段において、本発明の
第一の態様は、センサユニット５と、外殻ケース６とが
別個に構成される態様を前提とする。そして、外殻ケー
ス６は、センサユニット５を密閉した状態で収容するよ
うにしてもよいし、一部を開放した状態で収容するよう
にしてもよい。

【００１１】また、前記外殻ケース６は、前記センサユ
ニット５の周囲温度を均一に維持せしめる機能を有する
ものであれば適宜選定して差し支えないが、構成の簡易
化という観点からすれば、外殻ケース６の熱伝導性を調
整することが好ましく、例えば、前記被加熱体１に近い
側の熱伝導性よりも前記被加熱体１から遠い側の熱伝導
性を高く設定したり、あるいは、外殻ケース６全体を熱
伝導性のよいもので構成したりすることが好ましい。

【００１２】また、本発明の第二の態様は、図２に示す
ように、加熱源２により加熱される被加熱体１の表面温
度を非接触検知する温度検知装置であって、前記被加熱
体１に対向配置され且つ当該被加熱体１より放出された
赤外線を測定する非接触型温度センサ３と、前記非接触
型温度センサ３を収容するケースユニット７とを備えた
センサユニット８を有し、前記ケースユニット７には内
側に配設されるインナーケース７ａと、外側に配設され
るアウターケース７ｂと、これらインナーケース７ａと
アウターケース７ｂとの間に設けられる断熱層９とを具
備させることを特徴とする。

【００１３】このような技術的手段において、本発明の
第二の態様は、センサユニット８にインナーケース７ａ
及びアウターケース７ｂが一体的に設けられる態様を前
提とする。また、インナーケース７ａ及びアウターケー
ス７ｂは完全に分離していることが好ましいが、これに
限られるものではなく、例えば一部が接触していてもよ
い。

【００１４】ここで、断熱層９としては、アウターケー
ス７ｂからインナーケース７ａへの熱伝導を防止できる
ものであれば適宜選定して差し支えなく、例えばガスを
充填する態様、断熱材を充填する態様、真空引きした真
空層を設ける態様等適宜選定して差し支えない。

【００１５】また、本発明の第一の態様及び第二の態様
において、非接触型温度センサ３は、被加熱体１の表面
温度を非接触検知可能なものであれば適宜選定して差し
支えないが、取り扱い性の容易さ及び性能の高さという
観点からすれば、サーモパイル式温度センサを用いるこ
とが好ましい。

【００１６】そして、前記非接触型温度センサ３として
サーモパイル式温度センサを用いる態様においては、よ
り正確な温度測定を行うという観点からすれば、前記サ
ーモパイル式温度センサの冷接点温度を測定する補正用
温度センサ１０を具備させることが好ましい。ここで、
補正用温度センサ１０としては例えばサーミスタやダイ
オード等が挙げられるが、これに限られるものではな
く、適宜選定して差し支えない。

【００１７】尚、本発明の第一の態様において、ケース
４と外殻ケース６との間に断熱層を形成するようにして
もよいし、あるいは、本発明の第二の態様において、ア
ウターケース７ｂの熱伝導性を調整するようにしてもよ
いことは勿論である。

【００１８】このような温度検知装置は各種被加熱体１
の温度検知に適用されるが、代表例として定着装置への
適用例について説明する。定着装置には各種態様がある
が、定着装置への適用例としては、例えば互いに圧接配
置されて接触転動する一対の定着部材（被加熱体１に相
当）を有し、少なくとも一方の定着部材の内部若しくは
外部に加熱源２を配設すると共に、少なくとも何れか一
方の定着部材の表面温度を温度検知装置にて検知するよ
うにした定着装置において、前記温度検知装置として、
検知対象である定着部材に対向配置され且つ当該定着部
材より放出された赤外線を測定する非接触型温度センサ
３を具備する上記温度検知装置を用いたものが挙げられ
る。この態様において、「何れか一方の定着部材の表面
温度を検知」としたのは、加熱源２を配設した定着部材
は直接的に加熱される被加熱体１であり、また、加熱源
２を配設していない定着部材は熱伝導により間接的に加
熱される被加熱体１であるから、いずれをも温度検知対
象としたものである。そして、加熱源２は被加熱体１と
非接触若しくは接触するいずれの態様をも含む。

【００１９】また、定着装置への別の適用例としては、
発熱層を有し且つ未定着像が担持搬送せしめられる像担
持搬送体（被加熱体１に相当）と、この像担持搬送体の
発熱層を発熱させる加熱装置と、この像担持搬送体の加
熱装置に対向する部位の下流位置に配設され且つ像担持
搬送体上で溶融した未定着像を記録材上に少なくとも押
圧して転写、定着する押圧定着部材とを備え、像担持搬
送体又は押圧定着部材の表面温度を温度検知装置にて検
知するようにした定着装置において、前記温度検知装置
として、検知対象である定着部材に対向配置され且つ当
該定着部材より放出された赤外線を測定する非接触型温
度センサ３を具備する上記温度検知装置を用いたものが
挙げられる。本態様において、発熱層としては、電磁誘
導発熱層や抵抗発熱層がある。また、加熱装置として
は、発熱層に応じて適宜選定すればよく、電磁誘導発熱
層であれば励磁コイル、また、抵抗発熱層であれば通電
デバイスが挙げられる。更に、押圧定着部材は少なくと
も押圧機能を具備していればよく、必要に応じて補助的
に静電界を作用させるもの等適宜選定して差し支えな
い。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図３は本発明が適用された定着装置の実施の形態１の全
体構成を示す説明図である。同図において、定着装置
は、互いに圧接配置されて接触転動する一対の定着ロー
ル１１，１２を有し、本例では、両方の定着ロール１
１，１２に夫々ランプヒータ１３，１４を内蔵させ、各
定着ロール１１，１２としては適宜選定して差し支えな
いが、例えば金属製ロールシャフト上に耐熱性のウレタ
ン樹脂からなる被覆層を設け、両定着ロール１１，１２
間に所定の定着ニップ域を確保するようにしたものであ
る。

【００２１】また、本実施の形態にあっては、各定着ロ
ール１１，１２の表面温度を非接触検知する一対の温度
検知装置１５（具体的には１５ａ，１５ｂ）が配設され
ている。本例において温度検知装置１５は、例えば定着
ロール１１，１２の軸方向位置のうち、記録シートＰが
通過するシート通過領域に対応した位置に配設されてい
る。

【００２２】また、本実施の形態において、温度検知装
置１５（１５ａ，１５ｂ）からの検知データは温度制御
装置１６に取り込まれ、この温度制御装置１６は各定着
ロール１１，１２の表面温度を検知し、この検知データ
に基づいて電源回路１７に制御信号を送出し、各ランプ
ヒータ１３，１４をオンオフ制御するものである。

【００２３】図４は、温度検知装置１５（１５ａ）の詳
細図を示したものである。本実施の形態において、温度
検知装置１５は、箱状の形状を有するハウジング２１
と、このハウジング２１の内部に取り付けられるサーモ
パイル式温度センサユニット２２と、このサーモパイル
式温度センサユニット２２が設置される基板２３とを有
している。ここで、ハウジング２１は、定着ロール１１
と対向する側に設けられる第一ハウジング部材２１ａ
と、逆側に設けられる第二ハウジング部材２１ｂとを備
えている。そして、前記第一ハウジング部材２１ａのう
ち、定着ロール１１とサーモパイル式温度センサユニッ
ト２２との対向部に対応する位置には、赤外線を透過可
能なシリコンフィルタ２１ｃが配設されている。これら
第一ハウジング部材２１ａ及び第二ハウジング部材２１
ｂは互いにはめ込まれることでハウジング２１を形成す
るようになっており、両者の嵌合部にはわずかに隙間が
生じるようになっている。本実施の形態において、前記
第一ハウジング部材２１ａは、例えばセラミック、ポリ
エチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、Ｐ
ＢＴ樹脂等の熱伝導率の低い材料で構成され、前記第二
ハウジング部材２１ｂは前記第一ハウジング部材２１ａ
よりも熱伝導性のよいアルミニウム等の金属で構成され
ている。尚、温度検知装置１５ｂも前記温度検知装置１
５ａと同じ構造を有している。

【００２４】図５は、サーモパイル式温度センサユニッ
ト２２の断面斜視図である。本実施の形態において、サ
ーモパイル式温度センサユニット２２は、定着ロール１
１，１２の温度検知を行うサーモパイルチップ３１（非
接触型温度センサに相当）と、断面凸字状の形状を有し
且つ前記サーモパイルチップ３１が載置されるＳＴＥＭ
３２と、このＳＴＥＭ３２上に前記サーモパイルチップ
３１に隣接して取り付けられるサーミスタ３３と、前記
ＳＴＥＭ３２にはめ込まれることで前記サーモパイルチ
ップ３１及びサーミスタ３３を外気から遮断するＣＡＮ
３４と、このＣＡＮ３４の上壁面に取り付けられるシリ
コンレンズ３５とを備えている。ここで、ＣＡＮ３４の
内部には、窒素ガスやＡｒガス等の不活性ガスが封入さ
れる。尚、符号３６はリード線を介してサーモパイルチ
ップ３１で生じた熱起電力が出力されるサーモパイル出
力端子、符号３７はリード線を介してサーミスタ３３の
電圧が出力されるサーミスタ出力端子、符号３８はリー
ド線を介してＳＴＥＭ３２の電位が出力されるＧＮＤ端
子である。

【００２５】ここで、サーモパイルチップ３１は、例え
ばシリコン及びアルミニウムを接合した熱電対が多数直
列に接続されたサーモパイル３１ａを備えた測温素子で
あり、その温接点を熱容量の小さい絶縁薄膜（図示せ
ず）上に配置し、その冷接点をシリコン製のヒートシン
ク３１ｂ上に配置し、前記温接点を赤外線吸収体（図示
せず）によって覆ったものである。このような構成のサ
ーモパイル式温度センサユニット２２は、従来公知のも
のである。

【００２６】次に、本実施の形態に係る定着装置の温度
検知装置の作動について説明する。まず、定着装置によ
る定着工程が行われる前に、温度検知装置１５による温
度検知サイクルが開始される。まず、図６に示すよう
に、温度検知装置１５（１５ａ）において、ハウジング
２１のうち定着ロール１１と対向する部位には、当該定
着ロール１１から放出された赤外線（図中矢印で示す）
が照射される。このとき、シリコンフィルタ２１ｃと対
向する部位に到達した赤外線は、当該シリコンフィルタ
２１ｃを透過して内部のサーモパイル式温度センサユニ
ット２２に到達する。一方、ハウジング２１の第一ハウ
ジング部材２１ａと対向する部位に到達した赤外線は、
当該ハウジング２１により遮られる。

【００２７】次に、サーモパイル式温度センサユニット
２２に到達した赤外線は、シリコンレンズ３５によって
集光され、サーモパイルチップ３１のサーモパイル３１
ａ（図５参照）上に照射される。すると、サーモパイル
３１ａの温接点が加熱され、冷接点との間にゼーベック
効果による熱起電力が発生し、サーモパイル出力端子３
６を介して温度制御装置１６（図３参照）へと出力され
る。一方、サーミスタ３３では、ＳＴＥＭ３２の温度に
応じて電気抵抗値が変化し、その出力がサーミスタ出力
端子３７を介して同じく温度制御装置１６へと出力され
る。そして、温度制御装置１６では、前記サーミスタ３
３によって測定された温度をサーモパイル３１ａの冷接
点温度とみなし、これに応じて前記サーモパイル３１ａ
で測定された温度を補正し、実際の温度を特定する。そ
して、温度制御装置１６は、特定された温度に基づいて
電源回路１７（図３参照）に制御信号を送出し、加熱制
御（温度制御）が行われる。

【００２８】本実施の形態では、ハウジング２１の内部
にサーモパイル式温度センサユニット２２を収容するこ
とにより、定着ロール１１，１２から放出された赤外線
がサーモパイル式温度センサユニット２２のＣＡＮ３４
に直接照射されることを防止しているので、ＣＡＮ３４
が直接加熱されることによる当該ＣＡＮ３４内壁からの
赤外線輻射量を少なくすることができる。

【００２９】また、赤外線が照射されたハウジング２１
の第一ハウジング部材２１ａは加熱されることとなる
が、この熱はすぐに第二ハウジング部材２１ｂに伝達さ
れるため、ハウジング２１の部位による温度差を小さく
することができ、サーモパイル式温度センサユニット２
２の周囲温度差を小さくすることが可能となる。

【００３０】従って、上述した理由により、サーモパイ
ル３１ａの冷接点の実際の温度とサーミスタ３３で測定
される温度との温度差を小さくすることができ、サーモ
パイル式温度センサユニット２２による測定温度の誤差
を小さくすることができる。それゆえ、正確な測定温度
に基づく制御を行うことが可能となる。

【００３１】次に、本発明者が行った実験について説明
する。本発明者は、温度検知装置１５のハウジング２１
の有無及びハウジング２１を構成する材料による相違に
ついて検討を行った。準備したサンプルは次の通りであ
る。 ・サンプル１ ハウジング２１なし（サーモパイル式温
度センサユニット２２のみ） ・サンプル２ 第一ハウジング部材２１ａ：樹脂、 第
二ハウジング部材２１ｂ：樹脂 ・サンプル３ 第一ハウジング部材２１ａ：樹脂、 第
二ハウジング部材２１ｂ：アルミ ・サンプル４ 第一ハウジング部材２１ａ：アルミ、第
二ハウジング部材２１ｂ：アルミ そして、図６に示すように、ＣＡＮ３４の側面にサーミ
スタ３９ａを、また、基板２３の底面にサーミスタ３９
ａを配置し、定着ロール１１，１２の昇温プロセス及び
定着温度維持プロセスにおけるＣＡＮ３４と基板２３
（≒ＳＴＥＭ３２）との温度差、及び、ドリフト量すな
わちサーモパイル式温度センサユニット２２による測定
値及び定着ロール１１，１２の実際の表面温度との差を
観測した。尚、定着ロール１１，１２の表面温度は、定
着ロール１１，１２表面にサーミスタを接触配置して測
定した。

【００３２】結果を図７（ａ）（ｂ）に示す。ここで、
図７（ａ）は昇温動作開始からの経過時間と各温度との
関係を模式的に示したものであり、図７（ｂ）は各サン
プルで得られた結果である。尚、図７（ａ）において、
「サーモパイル温度」はサーモパイル式温度センサユニ
ット２２によって測定された温度を、「Ｈ／Ｒ絶対温
度」はサーミスタ３３で測定された温度を意味する。こ
れより、まず、ハウジング２１を設けないサンプル１に
比べ、ハウジング２１を設けたサンプル２〜４では、Ｃ
ＡＮ３４と基板２３との温度差が小さく、その結果ドリ
フト量が小さくなっていることが判明した。また、ハウ
ジング２１を設ける態様においては、熱伝導性の低い樹
脂のみを用いたサンプル２よりも、樹脂と熱伝導性のよ
いアルミとを組み合わせたサンプル３がよく、アルミの
みを用いたサンプル４が更によいことが明らかとなっ
た。これは、ハウジング２１の熱伝導性が高くなること
により、定着ロール１１側から基板２３側への熱の回り
込みが早くなり、その分、ハウジング２１内の温度分布
が小さくなったものと考えられる。

【００３３】尚、例えば図４に破線で示すように、第二
ハウジング部材２１ｂの外周面に赤外線反射防止膜２１
ｄを形成すれば、第二ハウジング部材２１ｂ外周面から
の熱の逃げを回避でき、その分、基板２３側の温度を早
く上げることすなわちハウジング２１内部の温度分布を
素早く均一化することが可能となる。

【００３４】◎実施の形態２ 図８は、実施の形態２に係る温度検知装置１５の断面図
を示す。本実施の形態に係る温度検知装置１５は、サー
モパイル式温度センサユニット４０のみで構成されてお
り、当該サーモパイル式温度センサユニット４０の外側
を二重構造とすることで断熱化を図ったものである。本
実施の形態において、サーモパイル式温度センサユニッ
ト４０は、定着ロール１１，１２（図３参照）の温度検
知を行うサーモパイルチップ４１と、断面凸字状の形状
を有し且つ前記サーモパイルチップ４１が載置されるＳ
ＴＥＭ４２と、このＳＴＥＭ４２上に前記サーモパイル
チップ４１に隣接して取り付けられるサーミスタ４３
と、前記ＳＴＥＭ４２にはめ込まれることで前記サーモ
パイルチップ４１及びサーミスタ４３を外気から遮断す
るＣＡＮ４４と、このＣＡＮ４４の上壁面に取り付けら
れるシリコンレンズ４５とを備えている。ここで、ＣＡ
Ｎ４４の内部には、窒素ガスやＡｒガス等の不活性ガス
が封入される。

【００３５】また、前記ＳＴＥＭ４２及びＣＡＮ４４で
構成されるインナーケース４６の外側には、基材４７
ａ、外側ＣＡＮ４７ｂ及びシリコンフィルタ４７ｃから
なるアウターケース４７が所定の距離を置いて形成され
ており、これらインナーケース４６とアウターケース４
７との間には、空気が充填された断熱層４８が設けられ
ている。尚、符号４９ａはリード線を介してサーモパイ
ルチップ４１で生じた熱起電力が出力されるサーモパイ
ル出力端子、符号４９ｂはリード線を介してサーミスタ
４３の電圧が出力されるサーミスタ出力端子、符号４９
ｃはリード線を介してＳＴＥＭ４２の電位が出力される
ＧＮＤ端子である。

【００３６】本実施の形態において、アウターケース４
７を構成する基材４７ａや外側ＣＡＮ４７ｂは、例えば
熱伝導率の低い樹脂（ポリエチレン樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等）あるいは熱伝導
性の高い金属等で構成することができる。ここで、熱伝
導性の低い材料を用いた場合には、ケースのコストを低
減することができるという利点があり、また、熱伝導性
の高い材料を用いた場合には、より温度ドリフトを低減
することができるので、温度精度を高めることができる
という利点がある。

【００３７】本実施の形態では、サーモパイル式温度セ
ンサユニット４０の外壁構造を二層にし、その間に断熱
層４８を設けることで、定着ロール１１，１２から放出
された熱がインナーケース４６に伝わるのを防止してい
るので、ＣＡＮ４４が直接加熱されることによる当該Ｃ
ＡＮ４４内壁からの赤外線輻射量を少なくすることがで
きる。

【００３８】従って、インナーケース４６内の温度上昇
が抑えられるため、サーモパイルチップ４１の冷接点の
実際の温度とサーミスタ４３で測定される温度との温度
差を小さくすることができ、サーモパイル式温度センサ
ユニット４０による測定温度の誤差を小さくすることが
できる。それゆえ、正確な測定温度に基づく制御を行う
ことが可能となる。

【００３９】また、サーモパイル式温度センサユニット
４０自体にインナーケース４６及びアウターケース４７
を設けているので、実施の形態１の態様と比較して、温
度検知装置１５を小型化することができる。

【００４０】尚、本実施の形態では、インナーケース４
６とアウターケース４７と完全に分離していたが、これ
に限られるものではなく、例えば図９に示すように、Ｓ
ＴＥＭ４２については共用化するようにしてもよい。こ
のような態様のものにおいても、ＣＡＮ４４と外側ＣＡ
Ｎ４７ｂとの間に断熱層４８を設けることで、ＣＡＮ４
４の加熱が防止されることとなる。

【００４１】また、本実施の形態では、断熱層４８に空
気を充填していたが、これに限られるものではなく、発
泡体等の断熱材を充填するようにしてもよいし、あるい
は、真空引きすることにより魔法瓶のような構造として
もよい。

【００４２】◎実施の形態３ 図１０は本発明が適用された定着装置の実施の形態３を
示す。同図において、定着装置は、定着ベルト５１と加
圧ロール５２とを互いに圧接配置し、定着ベルト５１と
加圧ロール５２との定着ニップ域に対応した定着ベルト
５１内にはホルダ５３を配設し、このホルダ５３にはヒ
ータ５４を介して弾性パッド５５を配設するようにした
ものである。このタイプにあっては、定着ベルト５１は
熱容量が小さいため、定着工程直前においてヒータ５４
をオンさせるようにすれば、ヒータ５４からの熱は弾性
パッド５５を介して定着ニップ域にて定着ベルト５１を
瞬間的に加熱することができる。

【００４３】本態様において、温度検知装置１５は、例
えば定着ベルト５１の定着ニップ域直後の表面温度を検
知するものであり、定着ニップ域出口側のうち、前記定
着ベルト５１の定着ニップ域直後に対向する部位に斜め
姿勢で配設されている。

【００４４】本態様においても、実施の形態１あるいは
実施の形態２で説明した温度検知装置１５を用いること
により、正確な温度検知及びこれに伴う正確な温度制御
を行うことが可能となる。尚、本実施の形態にあって
は、定着ニップ域に対応した位置にヒータ５４を設ける
ようにしたが、これに限られるものではなく、例えば定
着ベルト５１の定着ニップ域上流側内部に加熱源として
のヒータ５６を別途設けるようにしてもよい。

【００４５】◎実施の形態４ 図１１は本発明が適用された定着装置の実施の形態４を
示す。同図において、定着装置は、実施の形態１と同様
に、互いに圧接配置されて接触転動する一対の定着ロー
ル１１，１２を有しているが、実施の形態１と異なり、
定着ロール１１の外表面に外部加熱ロール１８を接触配
置し、定着ロール１１の外表面を加熱するようになって
いる。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実
施の形態１と同様の符号を付してここではその詳細な説
明を省略する。そして、定着ロール１１に対向する部位
には、温度検知装置１５が離間配設される。

【００４６】本態様においても、実施の形態１あるいは
実施の形態２で説明した温度検知装置１５を用いること
により、正確な温度検知及びこれに伴う正確な温度制御
を行うことが可能となる。

【００４７】◎実施の形態５ 図１２は本発明が適用された定着装置の実施の形態５を
組み込んだ画像記録装置を示す。同図において、この画
像記録装置は、例えば二つの張架ロール７１，７２に掛
け渡されて周面が周回移動する中間転写ベルト７０を備
えており、この中間転写ベルト７０と対向する位置に、
夫々イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像Ｔ
が形成せしめられる四つの作像ユニット８０（８０Ｙ，
８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋ）を配設したものである。ここ
で、各作像ユニット８０（８０Ｙ〜８０Ｋ）は、例えば
表面に静電潜像が形成される感光体ドラム８１と、感光
体ドラム８１表面を略一様に帯電する帯電装置８２と、
感光体ドラム８１上にレーザ光を照射して潜像を形成す
る露光装置８３と、感光体ドラム８１上の潜像にトナー
を選択的に転移させてトナー像Ｔを形成する現像装置８
４とを備えている。尚、符号８５は中間転写ベルト７０
を挟んで感光体ドラム８１と対向するように配置され、
感光体ドラム８１と中間転写ベルト７０との間に所定の
転写ニップ域を形成して感光体ドラム８１上の各色トナ
ー像Ｔを中間転写ベルト７０側に一次転写する一次転写
装置（本例では一次転写ロール）である。

【００４８】また、本実施の形態において、定着装置
は、発熱可能な中間転写ベルト７０と、この中間転写ベ
ルト７０を転写定着領域Ｘ（本例では張架ロール７２部
位）前の加熱領域Ｚにて加熱する加熱装置９０と、中間
転写ベルト７０の転写定着領域Ｘにて張架ロール７２に
対向配置されて中間転写ベルト７０を押圧する押圧定着
ロール１００とを備えている。ここで、中間転写ベルト
７０は、例えば図１３に示すように、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリイミドアミド等の耐熱性の高い樹脂からな
る基層７０ａと、その上に積層された電磁誘導発熱層
（導電層）７０ｂと、最も上層となる離型性の高いフッ
素樹脂、シリコーン樹脂等の表面離型層７０ｃとの３層
を基本的に備えている。前記電磁誘導発熱層７０ｂは、
電磁誘導加熱作用により自己発熱するものであれば適宜
選定し得るが、例えば銅、銀、アルミニウムが挙げられ
るが、固有抵抗値や熱効率の点、製造容易性（エッチン
グ処理の容易性）、更には、コストの面等を考慮する
と、銅が最適である。

【００４９】また、加熱装置９０は、例えば図１２及び
図１３に示すように、中間転写ベルト７０の内側に配設
されており、中間転写ベルト７０の搬送方向に直交する
幅方向に沿って配設される非磁性の長尺な板状の台座９
１と、この台座９１内に形成される凹部の中央に配設さ
れるフェライト等の磁性コア９２と、この磁性コア９２
に巻き回されて中間転写ベルト７０の厚さ方向に向かっ
て変動磁界を生成する励磁コイル９３とを備え、励磁回
路９４にて励磁コイル９３に給電することにより変動磁
界Ｈを生成し、中間転写ベルト７０の電磁誘導発熱層７
０ｂに渦電流Ｉｃを生じ、電磁誘導発熱層７０ｂを発熱
させるものである。

【００５０】更に、このような定着装置において、本実
施の形態では、加熱装置９０に対応する中間転写ベルト
７０の外側には、中間転写ベルト７０の加熱領域Ｚの温
度を検知するための温度検知装置１３０が配設されてい
る。本実施の形態において、温度検知装置１３０は、実
施の形態１及び２で説明した温度検知装置１５と同じ構
成を有するものである。尚、温度検知装置１３０は実施
の形態１に示すような温度制御装置に接続されて温度制
御用の温度データを入力するようになっている。

【００５１】次に、本実施の形態に係る定着装置及び温
度検知装置の作動について説明する。図１２に示すよう
に、各作像ユニット８０（８０Ｙ〜８０Ｋ）により、感
光体ドラム８１上にそれぞれ異なる色のトナー像Ｔが形
成される。一方、中間転写ベルト７０は一定方向に循環
移動しており、各作像ユニット８０の一次転写部では、
一次転写装置８５により感光体ドラム８１上のトナー像
Ｔが中間転写ベルト７０上に転写される。そして、四つ
の作像ユニット８０からトナー像Ｔが順次転写された
後、重ね合わされた四色のトナー像Ｔは中間転写ベルト
７０の移動により加熱装置９０と対向する加熱領域Ｚに
搬送される。

【００５２】この加熱領域Ｚでは、中間転写ベルト７０
上の四色のトナー像Ｔが、電磁誘導加熱により電磁誘導
発熱層７０ｂの発熱により溶融される。この後、溶融し
たトナー像Ｔは転写定着領域Ｘにて押圧定着ロール１０
０の押圧作用により室温の記録シートＰと圧接され、ト
ナー像Ｔが記録シートＰに浸透して転写定着されると共
に、トナー像Ｔは定着ニップ域の出口側に向かって搬送
される間に冷却される。定着ニップ域の出口では、トナ
ーの温度は充分に低くなっており、トナーの凝集力が大
きいため、オフセットを生ずることなく、トナー像Ｔは
そのまま略完全に記録シートＰ上に転写定着される。

【００５３】このような定着工程において、温度検知装
置１３０は中間転写ベルト７０の加熱領域Ｚでの表面温
度を検知し、図示外の温度制御装置は、前記検知温度に
基づいて加熱装置９０の励磁回路９４を制御するように
なっている。特に、本実施の形態では、加熱装置９０に
よって中間転写ベルト７０が加熱されると、中間転写ベ
ルト７０から放射された赤外線は温度検知装置１３０に
設けられたサーモパイルの検知面に照射される。

【００５４】本態様においても、温度検知装置１３０と
して実施の形態１あるいは実施の形態２で説明した温度
検知装置１５を用いることにより、正確な温度検知及び
これに伴う正確な温度制御を行うことが可能となる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非接触型温度センサユニットを収容する外殻ケースを具
備させるか、あるいは、センサユニットのケースユニッ
トを二層構造としてその間に断熱層を形成させること
で、非接触型温度センサ内部の温度差を小さくするよう
にしたので、正確な温度検知を行うことができる。

【００５６】また、サーミスタ等の補正用温度センサに
より非接触型温度センサの温度補正を行う態様において
は、非接触型温度センサの実際の温度と補正用温度セン
サによって測定される温度との温度差を小さくすること
ができ、その分、正確な温度検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の態様に係る温度検知装置の概
要図である。

【図２】 本発明の第二の態様に係る温度検知装置の概
要図である。

【図３】 本発明が適用された実施の形態１に係る定着
装置の全体構成図である。

【図４】 温度検知装置の拡大断面図である。

【図５】 サーモパイル式温度センサユニットの斜視断
面図である。

【図６】 実施の形態１の温度検知装置の作用を説明す
る模式図である。

【図７】 （ａ）はウォーミングアップ動作における各
部位の温度変化を示すグラフの模式図であり、（ｂ）
は、各サンプルにおける実測値を示す図表である。

【図８】 実施の形態２におけるサーモパイル式温度セ
ンサユニットの断面図である。

【図９】 実施の形態２におけるサーモパイル式温度セ
ンサユニットの別の例の断面図である。

【図１０】 本発明が適用された実施の形態３に係る定
着装置の全体構成図である。

【図１１】 本発明が適用された実施の形態４に係る定
着装置の全体構成図である。

【図１２】 本発明が適用された実施の形態５に係る定
着装置を組み込んだ画像記録装置を示す説明図である。

【図１３】 実施の形態５で用いられる温度検知装置の
詳細を示す説明図である。

【符号の説明】

１…被加熱体，２…加熱源，３…非接触型温度センサ，
４…ケース，５…センサユニット，６…外殻ケース，７
…ケースユニット，７ａ…インナーケース，７ｂ…アウ
ターケース，８…センサユニット，９…断熱層，１０…
補正用温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 浩 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内 (72)発明者 前山 龍一郎 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 稲宮 竜一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 栗田 篤実 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 木島 勝 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 多賀 慎一郎 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 幸内 信光 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2G066 AC16 BA08 BB11 CA15 CA20 2H033 AA18 BA31 BA32 BB01 BB28 BE03 CA07

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱源により加熱される被加熱体の表面
   温度を非接触検知する温度検知装置であって、 前記被加熱体に対向配置され且つ当該被加熱体より放出
   された赤外線を測定する非接触型温度センサと、前記非
   接触型温度センサを収容するケースとを備えたセンサユ
   ニットと、 前記センサユニットを収容すると共に当該センサユニッ
   トの周囲温度を均一に維持せしめる外殻ケースとを備え
   ることを特徴とする温度検知装置。
2. 【請求項２】 加熱源により加熱される被加熱体の表面
   温度を非接触検知する温度検知装置であって、 前記被加熱体に対向配置され且つ当該被加熱体より放出
   された赤外線を測定する非接触型温度センサと、前記非
   接触型温度センサを収容するケースユニットとを備えた
   センサユニットを有し、 前記ケースユニットには内側に配設されるインナーケー
   スと、外側に配設されるアウターケースと、これらイン
   ナーケースとアウターケースとの間に設けられる断熱層
   とを具備させることを特徴とする温度検知装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の温度検知装置におい
   て、 前記断熱層にはガスが充填されることを特徴とする温度
   検知装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の温度検知装置におい
   て、 前記断熱層には断熱材が充填されることを特徴とする温
   度検知装置。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の温度検知装置におい
   て、 前記断熱層が真空層からなることを特徴とする温度検知
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１又は２に記載の温度検知装置に
   おいて、 前記非接触型温度センサがサーモパイル式温度センサで
   あることを特徴とする温度検知装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の温度検知装置におい
   て、 前記サーモパイル式温度センサの冷接点温度を測定する
   補正用温度センサを備えることを特徴とする温度検知装
   置。
8. 【請求項８】 互いに圧接配置されて接触転動する一対
   の定着部材を有し、少なくとも一方の定着部材の内部若
   しくは外部に加熱源を配設すると共に、少なくとも何れ
   か一方の定着部材の表面温度を温度検知装置にて検知す
   るようにした定着装置において、 前記温度検知装置として、検知対象である定着部材に対
   向配置され且つ当該定着部材より放出された赤外線を測
   定する非接触型温度センサを具備する請求項１又は２に
   記載の温度検知装置を用いることを特徴とする定着装
   置。
9. 【請求項９】 発熱層を有し且つ未定着像が担持搬送せ
   しめられる像担持搬送体と、この像担持搬送体の発熱層
   を発熱させる加熱装置と、この像担持搬送体の加熱装置
   に対向する部位の下流位置に配設され且つ像担持搬送体
   上で溶融した未定着像を記録材上に少なくとも押圧して
   転写、定着する押圧定着部材とを備え、像担持搬送体又
   は押圧定着部材の表面温度を温度検知装置にて検知する
   ようにした定着装置において、 前記温度検知装置として、検知対象である定着部材に対
   向配置され且つ当該定着部材より放出された赤外線を測
   定する非接触型温度センサを具備する請求項１又は２に
   記載の温度検知装置を用いることを特徴とする定着装
   置。