JP2004354517A

JP2004354517A - 定着装置

Info

Publication number: JP2004354517A
Application number: JP2003149697A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fukuda; 福田　　剛士; Shigeru Watanabe; 茂渡邊; Yasutaka Goto; 康孝後藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【解決課題】簡単な構成によって、コストアップを招くことなく、非接触式の温度検知手段に、雰囲気温度や排熱用のエアーフローが影響するのを可能な限り防止し、加熱ロール等の加熱部材の表面温度を安定して検知することができ、最適な定着温度を得ることが可能な定着装置を提供することを課題とする。
【解決手段】加熱部材の温度を非接触式の温度検知手段を用いて検知し、当該非接触式温度検知手段の検知結果に基づいて加熱部材の温度を制御する定着装置において、前記非接触式の温度検知手段本体の周囲を覆い、当該温度検知手段本体と周囲の雰囲気とを遮蔽する遮蔽部材を設けるように構成して課題を解決した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特に、記録媒体上のトナー像を加熱定着する定着装置に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】特開平１１−１３３７９６号公報
【０００３】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ロールに、加圧ロールや定着ベルトを圧接し、これら加熱ロールと加圧ロールや定着ベルトとの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録用紙を通過させることにより、未定着トナー像を熱及び圧力によって記録用紙上に定着させるように構成したものがある。
【０００４】
かかる定着装置では、例えば、加熱ロールの表面温度を、当該加熱ロールの非通紙部である端部に設けた接触式の温度センサーによって検知し、加熱源への通電を制御することにより、加熱ロールの通紙部の表面温度が所定の温度になるように予測制御するように構成されている。
【０００５】
また、上記定着装置では、加熱ロールの異常な昇温を防止するため、当該加熱ロールの軸方向に沿った中央部に、サーモスタット等の過熱防止手段を配置し、加熱ロールの表面温度が異常に上昇した場合に、加熱源への通電を遮断することによって、記録用紙が発火したりするのを確実に防止するようになっている。
【０００６】
ところで、上記画像形成装置に使用される定着装置の場合、フルカラーの画像を比較的高い生産性で形成するためには、加熱ロールの内部に配設される加熱源として発熱量の大きなものを使用するとともに、加熱ロールの回転速度を増速させる必要がある。
【０００７】
すると、上記加熱ロールの表面温度を検出する温度センサーとして、加熱ロールの非通紙部である端部に設けた接触式の温度センサーを用い、加熱ロールの通紙部の表面温度を予測制御するように構成した場合には、加熱ロールの通紙部の温度を直接検知するものではないため、加熱ロールの通紙部が異常に昇温する虞れが生じるという問題点を招来することになる。
【０００８】
そこで、上記の問題点を解決するため、特開平１１−１３３７９６号公報に開示されているように、加熱ロールの通紙部の中央に、非接触式の温度センサーを配置し、当該非接触式の温度センサーによって、加熱ロールの通紙部中央の温度を検知し、加熱源への通電を制御することにより、加熱ロールの通紙部が異常に昇温する虞れが生じるのを防止することが考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平１１−１３３７９６号公報に開示されているように、加熱ロールの通紙部の中央に、非接触式の温度センサーを配置した場合には、当該非接触式の温度センサーが、雰囲気温度や排熱用のエアーフローの影響を受け、安定した温度検知結果を得難いという問題点を有していた。そのため、上記従来の定着装置では、加熱ロールの表面温度が変動してしまい、安定した定着性が得られず、特に定着するために多くの熱量を必要とするフルカラー画像の場合には、画像の光沢性等に差が生じるなど、画質変動が発生してしまうという問題点を有していた。
【００１０】
かかる問題点を解決するためには、連続したプリント枚数や環境温度等に応じて、外乱を考慮して加熱ロールの温度を予測制御するように設計することも考えられるが、この場合でも、数百枚の連続プリントや、外気あるいは設置環境の大幅な変化など、予測を越えた温度変化の影響には対応することができず、最適な定着温度を得ることが困難であるという問題点を有している。
【００１１】
また、予測制御の範囲を拡大することによって、数百枚の連続プリントや、外気あるいは設置環境の大幅な変化などに対応することも可能であるが、この場合でも、予測制御には限界がある上に、予測制御に伴なって制御系のメモリーを多く使用することになるため、メモリー容量の面などからコストアップを招くという新たな問題点が生じる。
【００１２】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成によって、コストアップを招くことなく、非接触式の温度検知手段に、雰囲気温度や排熱用のエアーフローが影響するのを可能な限り防止し、加熱ロール等の加熱部材の表面温度を安定して検知することができ、最適な定着温度を得ることが可能な定着装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、加熱部材の温度を非接触式の温度検知手段を用いて検知し、当該非接触式温度検知手段の検知結果に基づいて加熱部材の温度を制御する定着装置において、前記非接触式の温度検知手段本体の周囲を覆い、当該温度検知手段本体と周囲の雰囲気とを遮蔽する遮蔽部材を設けたことを特徴とする定着装置である。ここで、上記加熱部材としては、例えば、加熱ロールが用いられる。
【００１４】
また、請求項２に記載された発明は、前記遮蔽部材が、加熱部材と、温度検知手段本体との間に位置する雰囲気とを遮蔽することを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００１５】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記遮蔽部材は、当該遮蔽部材と温度検知手段本体との隙間が、１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
なお、このタンデム型のフルカラープリンタは、小型のフルカラープリンタとしての特徴を有するものであり、しかも、フルカラーの画像を高い生産性（例えば、Ａ４サイズで２４枚／分）でプリントすることが可能となっている。
【００１８】
図２において、０１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体０１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（ＰｒｉｎｔＨｅａｄＤｅｖｉｃｅ）０２と、このプリントヘッドデバイス０２の像担持体としての４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）０３と、上記プリントヘッドデバイス０２の各色の現像装置４１，４２，４３，４４に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋと、上記プリントヘッドデバイス０２に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット０５と、上記プリントヘッドデバイス０２からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置７０と、この定着装置７０によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス０２の転写部へと搬送する両面用搬送経路０７と、プリンタ本体０１の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段０８と、プリンタの動作を制御するコントローラ０９と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路１０とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴは、プリンタ本体０１の上部に一体的に配置されている。
【００１９】
上記プリンタ本体０１の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ０３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのポリゴンミラーやｆ−θレンズ、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００２０】
図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００２１】
このプリントヘッドデバイス０２は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）１１，１２，１３，１４を有する画像形成ユニット１，２，３，４と、これら感光体ドラム１１，１２，１３，１４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２１，２２，２３，２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４を照射するＲＯＳ（露光装置）０３（図２参照）と、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４のうちの２つの感光体ドラム１１，１２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）５１及び他の２つの感光体ドラム１３，１４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール（転写部材）６０とで、その主要部が構成されている。
【００２２】
感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１，１２，１３，１４軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１，１２，１３，１４と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２３】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路１０（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ０３に入力される。このＲＯＳ０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１，１２，１３，１４に照射される。
【００２４】
上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、例えば、１５１ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール２１，２２，２３，２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２５】
その後、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１，３２，３３，３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、ＲＯＳ０３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２６】
また、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１，４２，４３，４４によって現像され、感光体ドラム１１，１２，１３，１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００２７】
この実施の形態では、現像装置４１，４２，４３，４４として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００２８】
現像装置４１，４２，４３，４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置４１，４２，４３，４４には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋからトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１に現像剤を搬送するパドル４０３によって、当該現像ロール４０１の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ^２であり、また、このとき現像ロール４０１上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜３５μＣ／ｇ程度である。
【００２９】
上記現像ロール４０１上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１，１２，１３，１４と接触している。この現像ロール４０１にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０１上のトナーを感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。
【００３０】
この実施の形態では、上記現像装置４１，４２，４３，４４において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００３１】
次に、上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム１１，１２上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３２】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。
【００３３】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０^８Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム５１，５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００ μｍの高離型層（Ｒ＝１０^５〜１０^９Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０^５〜１０^９Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３４】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３５】
この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム１１，１２，１３，１４から第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００３６】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０^１１Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００ μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３７】
次に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３８】
図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。
【００３９】
この実施の形態に係る定着装置７０は、図５に示すように、内部に加熱源７０１を有する加熱部材としての加熱ロール７０２と、無端ベルト状の定着ベルト７０３と、前記定着ベルト７０３が回転自在となるように当該定着ベルト７０３の両端を支持するベルトガイド部材７０４と、前記定着ベルト７０３の内部に配設され、前記加熱ロール７０２の表面に定着ベルト７０３を圧接させる圧接部材７０５と、前記定着ベルト７０３の内面にオイルを供給するオイル供給部材としてのフェルト部材７０６とを備えるように構成されている。
【００４０】
上記加熱ロール７０２は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール７０２の内部には、加熱源として６５０Ｗのハロゲンランプ７０１が配設されている。
【００４１】
また、上記定着ベルト７０３は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。
【００４２】
さらに、上記ベルトガイド部材７０４は、図６に示すように、圧接部材７０５に一体的に組み付けられるように構成されている。
【００４３】
この圧接部材７０５は、図６及び図７に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング７０７と、当該ベルトハウジング７０７に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム７０８と、定着ベルト７０３を加熱ロール７０２に圧接させるためのニップヘッド部材７０９と、当該ニップヘッド部材７０９に装着されるパッド部材７１０とから、主に構成されている。
【００４４】
また、上記ベルトガイド部材７０４は、図６及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８の両端部に互いに平行に突設された嵌合部７０８ａに嵌合された状態で、ベルトハウジング７０７の両端部に装着されるようになっている。
【００４５】
さらに、上記オイル供給部材としてのフェルト部材７０６は、例えば、ノーメックス（商品名）からなり、当該フェルト部材７０６には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなるオイルが、２．０ｇ程度含浸されている。このフェルト部材７０６は、図５及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。
【００４６】
また、上記圧接部材７０５は、図８に示すように、ベルトガイド部材７０４を介して、アーム部材７１７に取り付けられており、このアーム部材７１７は、コイルスプリング７１８によって圧接部材７０５を加熱ロール７０２に所定の圧力で圧接させるように構成されている。なお、図７及び図８中、７１９は定着ベルト７０３と０圧接部材７０５との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト７０３と圧接部材７０５との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００４７】
ところで、この実施の形態に係る定着装置は、加熱部材の温度を非接触式の温度検知手段を用いて検知し、当該非接触式温度検知手段の検知結果に基づいて加熱部材の温度を制御する定着装置において、前記非接触式の温度検知手段本体の周囲を覆い、当該温度検知手段本体と周囲の雰囲気とを遮蔽する遮蔽部材を設けるように構成されている。
【００４８】
また、この実施の形態では、前記遮蔽部材が、加熱部材と、温度検知手段本体との間に位置する雰囲気とを遮蔽するように構成されている。
【００４９】
さらに、この実施の形態では、前記遮蔽部材は、当該遮蔽部材と温度検知手段本体との隙間が、１ｍｍ以下に設定されている。
【００５０】
すなわち、この実施の形態では、図１及び図５に示すように、加熱ロール７０２の表面と間隙を介して対向するように、当該加熱ロール７０２の表面温度を検知する非接触式の温度検知手段としての非接触式温度センサー７２０が配設されている。この非接触式温度センサー７２０は、加熱ロール７０２の軸方向の略中央部において、圧接部材７０５が当接する位置と、１８０度反対側の位置に配設されている。
【００５１】
上記非接触式温度センサー７２０は、図９に示すように、そのセンサー本体７２１が、鉛等の金属によって細長い略直方体状に形成されており、当該センサー本体７２１の前面には、略楕円形の筒状に開口された検知部７２２が設けられている。この検知部７２２の奥には、サーミスタ等の小さな温度検知素子７２３が配設されているとともに、センサー本体７２１の内部にも、図示しない温度検知素子が配設されている。そして、上記非接触式温度センサー７２０は、センサー本体７２１の内部に配設された図示しない温度検知素子の出力を参照しつつ、検知部７２２の奥に配設された温度検知素子７２３によって、加熱部材としての加熱ロール７０２の表面温度を、±２〜３℃程度の精度で検知することが可能となっている。この非接触式の温度センサー７２０としては、例えば、石塚電子（株）社製の製品名：ＮＣセンサー、型式：ＮＣ−Ｆ１６が用いられる。なお、図９中、７２４は温度センサー７２０の信号線を、７２５は取り付け用のネジ孔をそれぞれ示している。
【００５２】
上記非接触式の温度センサー７２０は、図１及び図５に示すように、定着装置７０のハウジング７２６の内部に取り付けられており、この定着装置７０のハウジング７２６には、非接触式の温度センサー本体７２１の周囲を覆い、当該温度センサー本体７２１と周囲の雰囲気とを遮蔽する第１の遮蔽部材７３０が一体的に設けられている。この第１の遮蔽部材７３０は、非接触式の温度センサー７２０よりも大幅に大きい直方体状の箱体状に形成されており、その背面側には、全面が開口した開口部７３１が設けられいる。上記第１の遮蔽部材７３０は、加熱ロール７０２の直径よりも大きな幅を有し、かつ加熱ロール７０２の略全長に渡って配設された側壁７３２を有しており、当該側壁７３２の上下両端部又は上端部のみには、上側壁７３３及び下側壁７３４が設けられている。なお、図５の例では、遮蔽部材７３０の下側壁７３４を、定着装置７０のハウジング７２６が兼ねている。
【００５３】
また、上記第１の遮蔽部材７３０は、その長手方向の両端部を、左右の両壁によって閉塞して、当該第１の遮蔽部材７３０の内部を密閉した空間としても良いが、図示の実施の形態では、第１の遮蔽部材７３０の内部が加熱ロール７０２からの熱によって必要以上に加熱されるのを防止するため、第１の遮蔽部材７３０の長手方向の両端部は、開口されている。なお、上記定着装置７０は、その長手方向の一端部からエアーフローＡによって、当該定着装置７０の周囲を冷却するように構成されているため、第１の遮蔽部材７３０の内部は、その長手方向の一端部から他端部に向けてエアーフローＡが形成されるように構成されている。なお、上記第１の遮蔽部材７３０は、箱状に形成しても良い。
【００５４】
さらに、上記第１の遮蔽部材７３０の内部には、非接触式の温度センサー本体７２１を収容可能なように、かつ、当該温度センサー本体７２１の外形よりも一回り大きい直方体状の箱体からなる第２の遮蔽部材７３５が、一体的に形成されている。この第２の遮蔽部材７３５は、図１及び図５に示すように、その側壁７３２が第１の遮蔽部材７３０と共通に構成されているとともに、当該側壁７３２の上下左右には、温度センサー本体７２１の周囲を覆う上下の側壁７３６，７３７と、左右の側壁７３８，７３９とが設けられている。また、これらの温度センサー本体７２１の周囲を覆う上下の側壁７３６，７３７と左右の側壁７３８，７３９は、図１に示すように、その高さが温度センサー本体７２１よりも高く設定されるが、第１の遮蔽部材７３０の裏面側を覆うカバー部材７４０との間に僅かな隙間が形成されるように設定しても良いが、図５に示すように、第１の遮蔽部材７３０の裏面側を覆うカバー部材７４０との間に隙間が形成されないように、その高さを設定するのが望ましい。
【００５５】
このように構成することによって、第２の遮蔽部材７３５の内部は、第１の遮蔽部材７３０の内部と異なって、密閉された空間となり、恒温槽の役割を果たすことになる。
【００５６】
また、上記第１の遮蔽部材７３０及び第２の遮蔽部材７３５の側壁７３２には、図１及び図５に示すように、温度センサー７２０の検知部７２２を挿通するための開口部７４１が設けられている。なお、上記第１の遮蔽部材７３０及び第２の遮蔽部材７３５の側壁７３２と温度センサー本体７２１との間に形成される隙間は、１ｍｍ以下に設定するのが望ましく、更には０．５ｍｍ以下に設定するのが望ましい。
【００５７】
この実施の形態では、図５に示すように、開口部７４１の外周には、遮蔽部材７３５の内側に向けて低い突き当て部７４２が突設されており、当該突き当て部７４２には、温度センサー本体７２１の底面が当接するように、温度センサー７２０が装着されている。その結果、上記側壁７３２と温度センサー本体７２１との間には、隙間が形成されないように構成されている。その結果、上記突き当て部７４２によって側壁７３２と温度センサー本体７２１との接触面積を減少させ、側壁７３２からの熱伝導を防ぐように構成されている。
【００５８】
さらに、上記第２の遮蔽部材７３５の長手方向の一端部に位置する側壁７３８には、図１に示すように、温度センサー７２０の信号線７２４を通すための切り欠き部７４３が設けられている。
【００５９】
また、上記第１及び第２の遮蔽部材７３０，７３５の背面に設けられた開口部７３１は、図１及び図５に示すように、遮蔽部材の一部を構成するカバー部材７４０によって閉じられており、温度センサー本体７２１の外周には、第２の遮蔽部材７３５によって、温度センサー本体７２１の外周を覆う小さな恒温槽が形成されているとともに、当該第２の遮蔽部材７３５の外周には、第１の遮蔽部材７３０によって、エアーフローＡが形成される空間か、又は密閉された空間が形成されている。
【００６０】
さらに、上記非接触式の温度センサー７２０の配置等について説明する。この実施の形態では、図１０に示すように、加熱ロール７０２の表面と間隙を介して対向するように、当該加熱ロール７０２の軸方向に沿って、非接触式の温度センサー７２０と、過熱防止手段としての２つのサーモスタット７５１，７５２が配設されている。なお、上記非接触式の温度センサー７２０の検知部７２２は、図５に示すように、例えば、その先端部が加熱ロール７０２の表面から４〜５ｍｍ程度離れた位置に配置されているとともに、その温度検知素子７２３は、加熱ロール７０２の表面から１０ｍｍ程度離れた位置に配置されている。
【００６１】
また、上記非接触式の温度センサー７２０と、２つ配設されたサーモスタット７５１，７５２のうち、一方のサーモスタット７５１は、図１０に示すように、定着装置７０によって通紙可能な最小サイズ（例えば、名刺サイズ）の記録用紙Ｐの通紙幅内に配置されている。なお、上記加熱ロール７０２の内部に配設される加熱源７０１は、加熱ロール７０２の通紙範囲の中心Ｃを基準にして、軸方向に沿った左右対象に発熱するように構成されている。
【００６２】
なお、この実施の形態では、図１０に示すように、加熱ロール７０２の軸方向の一端部に、当該加熱ロール７０２端部（非通紙部）の表面温度を検知する接触式の温度センサー７５３が配設されている。
【００６３】
図１１はこの実施の形態に係る定着装置の電気回路を示すものである。
【００６４】
加熱ロール７０２の内部に配設された加熱源７０１は、図１１に示すように、その一端部がコネクター７６０を介して、定着装置７０全体のコネクター７６１に接続されているとともに、その他端部は、互いに直列に接続された２つのサーモスタット７５１，７５２を介して、定着装置全体のコネクター７６１に接続されている。なお、２つのサーモスタット７５１，７５２は、リン青銅からなる板金７６６を介して、互いに直列に接続されている。このリン青銅からなる板金７６６は、２つのサーモスタット７５１，７５２の高さが異なる場合でも、確実に導通させるために設けられている。
【００６５】
また、上記非接触式の温度センサー７２０と、接触式の温度センサー７５３は、それぞれコネクター７６２，７６３を介して、定着装置全体のコネクター７６１に接続されている。さらに、上記定着装置全体のコネクター７６１には、排紙センサー７６４がコネクター７６５を介して、定着装置使用状態等を記憶させるための記憶素子７６６が直接、それぞれ接続されている。
【００６６】
そして、上記定着装置７０は、定着装置全体のコネクター７６１を介して、加熱源７０１が図示しないＳＳＲ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＲｅｌｌａｙ）に接続されているとともに、非接触式の温度センサー７２０や接触式の温度センサー７５３等が、定着装置の動作を制御する図示しないＣＰＵに接続されており、加熱源７０１への通電が制御されるようになっている。
【００６７】
以上の構成において、この実施の形態に係る定着装置では、次のようにして、簡単な構成によって、コストアップを招くことなく、非接触式の温度検知手段に、雰囲気温度や排熱用のエアーフローが影響するのを可能な限り防止し、加熱ロール等の加熱部材の表面温度を安定して検知することができ、最適な定着温度を得ることが可能となっている。
【００６８】
すなわち、この実施の形態に係る定着装置７０では、図５に示すように、内部に加熱源７０１を有する加熱ロール７０２と、無端ベルト状に形成された定着ベルト７０３と、前記定着ベルト７０３が回転自在となるように当該定着ベルト７０３の両端を支持するベルトガイド部材７０４と、前記定着ベルト７０３の内部に配設され、前記加熱ロール７０２の表面に定着ベルト７０３を圧接させる圧接部材７０５と、前記定着ベルト７０３の内面にオイルを供給するフェルト部材７０６とを備え、前記加熱ロール７０２と定着ベルト７０３の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体Ｐを通過させることにより定着を行なうようになっている。
【００６９】
その際、上記定着装置７０では、図１及び図５に示すように、加熱ロール７０２の表面温度を、非接触式の温度センサー７２０によって検知し、当該加熱ロール７０２の内部に配設された加熱源７０１への通電を制御することによって、加熱ロール７０２の表面温度が所定の温度に等しくなるように加熱するようになっている。
【００７０】
ところで、この実施の形態では、図１及び図５に示すように、非接触式の温度センサー本体７２１の周囲を覆い、当該温度センサー本体７２１と周囲の雰囲気とを遮蔽する第１及び第２の遮蔽部材７３０，７３５を設けるように構成されているので、温度センサー本体７２１そのものが周囲の雰囲気温度や排熱用のエアーフローの影響を受けることがなく、安定した温度検知結果を得ることができる。
【００７１】
更に説明すると、この実施の形態では、図１及び図５に示すように、非接触式の温度センサー本体７２１が、第２の遮蔽部材７３５によって囲まれており、周囲の雰囲気から遮蔽されている。そのため、上記第２の遮蔽部材７３５の内部は、恒温槽として機能し、温度センサー本体７２１の温度を略一定に維持することによって、非接触式の温度センサー７２０の動作を安定させることができ、安定した温度検知結果を得ることができる。
【００７２】
また、上記第２の遮蔽部材７３５の側壁７３２は、加熱部材としての加熱ロール７０２と直接対向しているため、当該加熱ロール７０２からの輻射熱によって加熱されるが、第２の遮蔽部材７３５は、当該第２の遮蔽部材７３５よりも大幅に大きな第１の遮蔽部材７３０の内部に位置しており、第１の遮蔽部材７３０の内部は、エアーフロー等Ａによって略一定の温度に維持されている。その結果、上記第１の遮蔽部材７３０の内部に位置する第２の遮蔽部材７３５は、その内部の温度が第１の遮蔽部材７３０の内部よりも一層安定して略一定の温度に維持されている。したがって、上記第２の遮蔽部材７３５の内部は、恒温槽として機能し、温度センサー本体７２１の温度を略一定に維持することによって、非接触式の温度センサー７２０の動作を安定させることができ、安定した温度検知結果を得ることが可能となる。
【００７３】
なお、図示の実施の形態では、第１及び第２の遮蔽部材７３０，７３５の双方を設けた場合について説明したが、いずれか一方のみを設けるように構成しても良い。
【００７４】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、簡単な構成によって、コストアップを招くことなく、非接触式の温度検知手段に、雰囲気温度や排熱用のエアーフローが影響するのを可能な限り防止し、加熱ロール等の加熱部材の表面温度を安定して検知することができ、最適な定着温度を得ることが可能な定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す外観斜視図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す外観斜視図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す分解斜視図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧機構を示す構成図である。
【図９】図９はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の非接触式温度センサーを示す構成図である。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の主用部品を示す分解構成図である。
【図１１】図１１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の電気回路を示す回路図である。
【符号の説明】
７０：定着装置、７０１：加熱源、７０２：加熱ロール（加熱部材）、７０３：定着ベルト、７２０：非接触式の温度センサー、７２１：非接触式の温度センサー本体、７３０：第１の遮蔽部材、７３５：第２の遮蔽部材。

Claims

加熱部材の温度を非接触式の温度検知手段を用いて検知し、当該非接触式温度検知手段の検知結果に基づいて加熱部材の温度を制御する定着装置において、
前記非接触式の温度検知手段本体の周囲を覆い、当該温度検知手段本体と周囲の雰囲気とを遮蔽する遮蔽部材を設けたことを特徴とする定着装置。
前記遮蔽部材は、加熱部材と、温度検知手段本体との間に位置する雰囲気とを遮蔽することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記遮蔽部材は、当該遮蔽部材と温度検知手段本体との隙間が、１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の定着装置。