JP2016095454A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーモパイルアレイの取付け誤差を補正する調整部材を備え、比較的低いコストで、定着部材の温度を正確に検出できる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置は、未定着画像に接触して回転する定着部材と、定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、電力により定着部材を加熱する加熱手段と、定着部材の表面温度を検出する、複数のサーモパイルからなるサーモパイルアレイと、サーモパイルアレイの検出温度に基づいて加熱手段への通電を制御する温度制御手段と、サーモパイルアレイを支持する支持部材と、支持部材とサーモパイルアレイの間にあり、サーモパイルアレイの取付け誤差を補正する形状の調整部材と、を備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、定着装置、及びその定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置は、熱と圧力を加えることにより記録媒体に担持されたトナー像を記録媒体に融解・浸透させて定着を行う。

近年、市場からは、電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度までに要する時間（ウォームアップ時間）の短縮化が求められている。また、印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間（ファーストプリント時間）の短縮化も求められている。

これらの要求に対し、定着部材に薄肉のローラや、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材などを使用して、定着部材の低熱容量化を図っている。また、加熱手段も、輻射熱で定着部材を加熱するハロゲンヒータやグラファイトヒータのほか、セラミックヒータや、加熱効率が高いＩＨ方式などを用いることで、急速加熱を実現している。

定着部材が低熱量化されると、加熱される非通紙部において急激な温度上昇が生じる。記録媒体のサイズが様々であると、加熱される非通紙部の温度を検出するためには多くの温度検出手段が必要となり、コストアップとなる問題がある。このコストアップを避けるため、特許文献１には、温度検出手段としてサーモパイルアレイを用い、定着部材全体又はその一部の温度を検出することが開示されている。

本発明の課題は、サーモパイルアレイの取付け誤差を補正する調整部材を備え、比較的低いコストで、定着部材の温度を正確に検出できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題は、未定着画像に接触して回転する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、電力により前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記定着部材の表面温度を検出する、複数のサーモパイルからなるサーモパイルアレイと、前記サーモパイルアレイの検出温度に基づいて前記加熱手段への通電を制御する温度制御手段と、前記サーモパイルアレイを支持する支持部材と、前記支持部材と前記サーモパイルアレイの間にあり、前記サーモパイルアレイの取付け誤差を補正する形状の調整部材と、
を備えることを特徴とする定着装置によって、解決される。

本発明の定着装置は、取付け誤差を補正する形状を有する調整部材を介してサーモパイルアレイを支持部材に取り付けるので、定着部材の通紙部及び非通紙部の温度を正確に検出することができる。また、サーモパイルアレイの構成部品の精度や、部品の取付け精度を現状以上に上げる必要がなく、比較的コストを抑えることができる。

画像形成装置の一実施形態であるカラープリンタの断面を示す模式図である。 画像形成装置に搭載された定着装置の模式図である。 サーモパイルアレイの概略回路を示す模式図である。 サーモパイルアレイのセンサ部を示す模式図である。 サーモパイルアレイの温度検出を示す模式図である。 取付け誤差が大きいサーモパイルアレイの温度検出を示す模式図である。 本実施形態に係るサーモパイルアレイの取り付け部分を示す模式図である。 本実施形態に係る調整部材の詳細を示す図である。 サーモパイルアレイのＸ軸方向の取付け誤差による温度検出の区分を示す模式図である。 本実施形態に係る調整部材の選択手順を示す図である。 本実施形態に係る調整部材の詳細（その２）を示す図である。 本実施形態に係る定着装置における加熱手段の加熱領域と通紙領域との関係を示す図である。

以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。

図５は、サーモパイルアレイの温度検出を示す模式図である。図５に示すように、サーモパイルアレイ４０は、８つのサーモパイルからなるサーモパイル部４６と、シリコーンレンズ５６などを備える。温度を検出する領域を温度検出領域ｒ１〜ｒ８と呼び、温度検出領域同士の間隔を検出間隔ｄと呼ぶ。受光部であるサーモパイル部４６は、面積がほぼ等しい温度検出領域ｒ１〜ｒ８の温度を、ほぼ等間隔の検出間隔ｄで検出できる。

図６は、取付け誤差が大きいサーモパイルの温度検出を示す模式図である。図６に示すように、サーモパイルアレイ４０ｂのシリコーンレンズ５６が定着ベルト２１に対し傾いて取付けられている。この場合、検出間隔ｄ及び温度検出領域ｒ１〜ｒ８は、サーモパイルアレイ４０ｂから遠ざかるにつれて大きくなる。したがって、サーモパイルアレイ４０（図５）とサーモパイルアレイ４０ｂ（図６）において、温度検出領域に誤差が生じる。

このように、サーモパイルアレイは、光学レンズやサーモパイルなどの内部素子の取付け誤差、及びサーモパイルアレイ自体の取付け誤差が原因で、温度検出領域に誤差が生じる。そのため、サーモパイルアレイは、サーモパイル（単眼）に比べ、定着ベルト２１の通紙部と非通紙部を正確に捉えにくいという問題がある。

温度検出領域の誤差を小さくするために、サーモパイルアレイの取付け誤差を小さくする（精度を高める）ことは技術的に可能であるが、部品の製造・組み立てにおいてコストアップを生じるおそれがある。

以下の実施形態では、サーモパイルアレイの取付け誤差を補正する調整機構を備え、比較的低いコストで、定着部材の温度を正確に検出できる定着装置及び画像形成装置について説明する。

図１は、画像形成装置の一実施形態であるカラープリンタの断面を示す模式図である。画像形成部には、複数の（図示した例では４つの）画像形成手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ及び１Ｋが設けられている。これら４つの画像形成手段１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ及び１Ｋには、各々イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像が形成される。なお、これら画像形成手段は現像剤（トナー）色の違い以外はそれぞれ同一の構成であるため、以下の説明では参照符号におけるＹ、Ｃ、Ｍ及びＫの添え字を適宜省略して説明する。

画像形成手段１には、静電潜像担持体であるドラム状の感光体２が配置されており、感光体２の周りに、帯電部材３、現像装置４及びクリーニング手段５が設けられている。この感光体２は時計回りに回転駆動し、感光体２の表面には帯電部材３が圧接されていて、この帯電部材３は、感光体２の回転駆動に伴い従動回転する。また、この帯電部材３には、図示しない高圧電源により所定のバイアス電圧が印加され、回転駆動する感光体２の表面を一様に帯電できるようになっている。なお、これら感光体２、帯電部材３、現像装置４及びクリーニング手段５は、各々画像形成装置１００から着脱自在に配置されている。

また、４つの画像形成手段１の斜め下方にはこれらに平行して露光装置６が設けられている。この露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有している。露光装置６は、各色トナーの画像データに応じて形成された画像情報に基づいて、帯電部材３により帯電させられた各感光体２を露光し、それぞれの感光体２上に静電潜像を作り出す。この露光装置６を用いて感光体２上に形成された静電潜像は、感光体２の回転により現像装置４を通るときに各色トナーが付与されることで現像され、顕像化される。なお、画像形成装置１００内部の上方には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナーが充填されたトナーボトル１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｋが配置されている。これらトナーボトル１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｋから図示しない搬送経路を介して、所定補給量のトナーがそれぞれ各色現像装置４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ及び４Ｋに補給される。

さらに、各画像形成手段の感光体２に対向して、中間転写体として構成された無端ベルト状の中間転写ベルト７が配置され、この中間転写ベルト７の表面には各感光体２が当接している。図１に示した中間転写ベルト７は、複数の支持ローラ（例えば、支持ローラ９ａ，９ｂなど）に巻き掛けられて構成されている。図示した例では、支持ローラ９ａが、図示しない駆動源としての駆動モータと連結されており、この駆動モータの駆動によって中間転写ベルト７は図中反時計回りに回転移動し、これに伴って従動回転可能な支持ローラ９ｂも回転する。また、中間転写ベルト７の内側には、ベルトを挟んで感光体２に対向して位置する一次転写ローラ８が配置されている。この一次転写ローラ８に図示しない高圧電源から一次転写バイアスが印加され、現像装置４により顕像化されたトナー像が中間転写ベルト７に一次転写されるようになっている。なお、一次転写されずに感光体２上に残された一次転写残トナーは、感光体２による次の画像形成動作に備えるためにクリーニング手段５により除去され、感光体２上におけるトナーは完全に除去される。

さらに、中間転写ベルト７の駆動方向下流側に、二次転写装置としての二次転写ローラ１０が設けられている。この二次転写ローラ１０は、中間転写ベルト７を挟んで支持ローラ９ｂと対向しており、二次転写ローラ１０と支持ローラ９ｂとで中間転写ベルト７を介して二次転写ニップ部を形成している。また、画像形成装置１００は、記録媒体である用紙Ｓの積載部としての給紙カセット１２、給送ローラ１３に加え、レジストローラ対１４などを備える。さらに、二次転写ローラ１０から見て用紙Ｓの搬送方向下流側には、定着装置２０及び排紙ローラ対１５が設けられている。

次に、画像形成動作について説明する。まず、感光体２が図示しない駆動源により時計回りに回転駆動され、このとき感光体２表面に図示しない除電装置からの光が照射されて表面電位が初期化される。次に、感光体２の表面は、帯電部材３によって所定の極性に一様に帯電される。次いで、感光体２表面には露光装置６からのレーザ光が照射され、これによって感光体２表面に静電潜像が形成される。このとき各感光体２に露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各トナー色情報に分解した単色の画像情報である。そして、感光体２上に形成された静電潜像は、現像装置４を通る際に現像装置４からの各色トナー（現像剤）が付与され、顕像化されたトナー像として可視化される。

また、中間転写ベルト７は、図中反時計回りに走行駆動させられる一方、一次転写ローラ８には、感光体２上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加される。これにより、感光体２と中間転写ベルト７との間に転写電界が形成され、感光体２上のトナー像が、その感光体２と同期して回転駆動される中間転写ベルト７上に静電的に一次転写される。このようにして、一次転写される各色トナー像は、中間転写ベルト７の搬送方向上流側から逐次タイミングを併せて中間転写ベルト７上に重ね合わされ、所望のフルカラー画像が形成される。

一方、画像形成される用紙Ｓは、給紙カセット１２に積載された用紙束から給送ローラ１３などの搬送部材によってレジストローラ対１４まで一枚ごとに分離されて給送される。その際、搬送された用紙Ｓの先端は、回転駆動を開始していないレジストローラ対１４のニップ部に突き当たり、ループを形成し、用紙Ｓのレジストレーションが行われる。その後、中間転写ベルト７上に担持されたフルカラートナー像とのタイミングを図って、レジストローラ対１４の回転駆動が開始され、支持ローラ９ｂと二次転写ローラ１０で構成される二次転写ニップ部に向けて用紙Ｓが送出される。本実施形態では、二次転写ローラ１０に中間転写ベルト７表面におけるトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これにより中間転写ベルト７表面に形成されたフルカラートナー像が用紙Ｓ上に一括して転写される。次いで、トナー像を転写された用紙Ｓは定着装置２０まで搬送され、定着装置２０を通過するときに熱と圧力を加えられ、永久画像としてトナー像が用紙Ｓに定着させられる。次いで、用紙Ｓは、排紙ローラ対１５を介して排出トレイなどの用紙排出部に排出され、画像形成動作が完了する。なお、二次転写ニップ部で転写されずに中間転写ベルト７上に残留した残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング手段１６により取り除かれ回収される。

以上の説明は、用紙Ｓ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、画像形成手段のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。また、本実施形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、画像形成手段１Ｋの感光体ドラム２Ｋ上にのみ静電潜像を形成して同手段によって現像して用紙Ｓに転写し、定着装置２０で定着すればよい。

図２は、画像形成装置に搭載された定着装置の模式図である。図２に示すように、定着装置２０は、未定着画像に接触して回転する定着部材としての定着ベルト２１と、この定着ベルト２１との間で定着ニップ部Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ３１とを備える。また、定着装置２０は、加熱手段であるハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂと、温度検出手段であるサーモパイルアレイ４０と、サーモパイルアレイ４０の温度に基づいて、ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂへの通電を制御する温度制御手段６０などを備える。

定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材で構成されている。ベルト部材としては、例えばニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いることができる。定着ベルト２１内には、２本のハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂと、ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂからの熱を定着ベルト２１へ反射する反射部材２２が設けられている。ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂと反射部材２２とにより、定着ベルト２１は内周側から輻射熱で直接加熱される。また、定着ベルト２１の内周側から加圧ローラ３１に当接して定着ニップ部Ｎを形成するニップ形成部材２３と、ニップ形成部材２３を支持するステー２４とが設けられている。

加圧ローラ３１は、回転自在なローラ部材であり、芯がね３２と、ソリッドゴム又は発泡スポンジにて成形される弾性層３３と、トナー離形性をよくするための表面層３４とにより構成される。加圧ローラ３１は、図示しないモータなどの駆動源により回転駆動する。また、加圧ローラは、スプリングなどにより定着ベルト２１側に押し付けられており、弾性層３３が押し潰されて変形することにより所定のニップ幅を有している。

ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂは、ぞれぞれの両端部が定着装置２０の図示しない側板に固定されている。ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂは、画像形成装置１００に設けられた電源部から供給される電力を温度制御手段６０により制御されて加熱するように構成されている。

サーモパイルアレイ４０は、熱電対の原理を応用した赤外線センサであるサーモパイルを複数一列状に並べて配置したセンサであり、定着ベルト２１の表面温度を検出する。サーモパイルアレイ４０の詳細な構成は後述する。

温度制御手段６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどを包含するコンピュータで構成されている。温度制御手段６０は、サーモパイルアレイ４０の検出温度に基づいて、定着ベルト２１の表面温度が一定の温度（定着温度）となるようにハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂへの通電を制御する。

図３はサーモパイルアレイの概略回路を示す模式図であり、図４はそのサーモパイルアレイのセンサ部を示す模式図である。図３に示すように、サーモパイルアレイ４０は、複数のサーモパイルが収納されたセンサ部４２と、センサ部４２の出力を処理する処理部５０とで構成されている。センサ部４２は、シリコン基板４３と、シリコン基板４３上に形成された、サーモパイル部４６、電気回路部４７、マルチプレクサ４８及びサーミスタ４９を有する。また、図４に示すように、センサ部４２は、シリコン基板上に形成された回路を収納するハウジング５５と、シリコーンレンズ５６とを有する。

図３に示すように、サーモパイル部４６は、ポリシリコンとアルミニウムからなる薄膜熱電対を複数直列に接続した第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈで構成された赤外線の受光部である。電気回路部４７は、第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈと各々接続された第１〜８の増幅器を含む電気回路４７ａ〜４７ｈで構成されている。

マルチプレクサ４８は、第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈの出力を順番に切り替える。マルチプレクサ４８は一定の周期で、第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈのいずれかの出力１つを処理部５０へ送る。マルチプレクサ４８により処理部を１つにできるので、サーモパイルアレイ４０は安価な構成となる。なお、マルチプレクサ４８は切替回路部の一例である。

サーミスタ４９は、サーモパイル部４６の周囲温度を検出するセンサであり、サーモパイル部４６の近傍に配置される。

センサ部４２は、図４に示すように、サーモパイルなどを埃などの汚れから保護するため、ハウジング５５内に収納されている。ハウジング５５の上部には、シリコーンレンズ５６が嵌め込まれており、これにより温度検出対象からの赤外線をサーモパイル部４６の第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈに集光することができる。なお、シリコーンレンズ５６は、レンズの一例である。

図３に示すように、処理部５０は、Ａ／Ｄコンバータ５１と、異常監視回路５２と、ＣＰＵ５３とを有する。Ａ／Ｄコンバータ５１は、マルチプレクサ４８によって選択された第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈのいずれか１つの出力と、サーミスタ４９の出力をアナログからデジタルに変換する回路である。

異常監視回路５２は、デジタル化された第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈの出力が、所定の閾値を超えていないか（異常温度）を監視し、出力が閾値を超えた場合にＣＰＵ５３に対して警報を出力する回路である。

ＣＰＵ５３は、デジタル化された第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈの出力を、サーミスタ４９で検出した周囲温度などにより補正した後、温度に換算し、温度制御手段６０にその温度データを送る。ただし、異常監視回路５２の警報を受けた場合は、温度制御手段６０に停止命令を送る。停止命令を受けた温度制御手段６０は直ちにハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂへの電力を遮断する。

以下より、本発明の特徴部分について説明する。

図７は、本実施形態に係るサーモパイルアレイの取り付け部分を示す模式図である。図７に示すように、定着装置２０の筐体に設けられた支持部材７０に調整部材７５が取付けられ、調整部材７５にサーモパイルアレイ４０が取付けられている。

調整部材７５は、Ｌ型部７６と台部７７とノックピン７８とからなる部材である。Ｌ型部７６の直角の２面には、サーモパイルアレイ４０が２つの側面を接して取付けられている。サーモパイルアレイ４０とＬ型部７６の互いに接する２面は、両者の取付け誤差を無視できる程度の直角度と平面粗さに加工することが望ましい。また、図７に示すように、調整部材７５は位置決め部材であるノックピン７８を支持部材７０に挿入することで、支持部材７０に対し位置決めされている。

図８は、本実施形態に係る調整部材の詳細を示す図である。調整部材７５は、取付け誤差に応じて形状の異なるものを複数用意する。図８に示すように、各調整部材７５ａ〜７５ｅにおいて、Ｌ型部７６、台部７７及びノックピン７８の形状と、台部７７に対するノックピン７８の位置は同じである。ただし、台部７７に対するＬ型部７６の位置は、それぞれ異なる。

調整部材７５ｃを基準として、例えば、調整部材７５ｃと調整部材７５ｂにおけるＬ型部７６の変位量は、Ｘ軸方向に＋ΔＬオフセットしている。また、調整部材７５ｃと調整部材７５ｄにおけるＬ型部７６の変位量は、Ｘ軸方向に−ΔＬオフセットしている。

先の図７において、調整部材７５は、５種類の調整部材７５ａ〜７５ｅのいずれかを用いることができる。上述したように、各調整部材７５ａ〜７５ｅは、サーモパイルアレイ４０の２つの側面と接する２面と、支持部材７０に挿入するノックピン７８とを有する。そのため、例えば調整部材７５ｃから調整部材７５ｂに変更した場合、サーモパイルアレイ４０の取付け位置は、Ｘ軸方向に＋ΔＬ分移動されるが、Ｙ軸方向及びＺ軸方向には移動されない。

図９は、サーモパイルアレイのＸ軸方向の取付け誤差による温度検出範囲の区分を示す模式図である。比較しやすいように、取付け誤差の異なる５つのサーモパイルアレイと、温度検出範囲を段階ごとに並べて配置している。また、Ｘ軸は定着ベルトの長手方向に平行な軸である。サーモパイルアレイＮは取付け誤差がないものとし、その温度検出範囲をＤ３とする。例えば、サーモパイルアレイＬ２はＸ軸方向に−ΔＬの取付け誤差があり、温度検出範囲はＤ１であるとする。

サーモパイルアレイとその取り付け誤差の対応を表１に示す。

図９及び表１から分かるように、サーモパイルアレイの温度検出範囲がＤ１〜Ｄ５のいずれかの区分に対応するのが分かれば、取付け誤差の大きさが分かり、取付け誤差を補正する調整部材７５を選択することができる。

図１０は、本実施形態に係る調整部材の選択手順を示す図である。ここでは、所望の温度検出範囲を区分Ｄ３とする。まず、図１０に示すように、支持部材７０には、調整部材７５ｃを間に挟んでサーモパイルアレイ４０を取付ける。サーモパイルアレイ４０の取付け誤差の大きさと向きは分からないため、まずは取付け誤差がないものとして、Ｘ軸方向のオフセットのない調整部材７５ｃを用いる。

ここで、例えば、温度検出範囲がＤ１であったとすると、取付け誤差は−Ｘ軸方向にΔ２Ｌ分あることが分かる。その場合、調整部材７５ｃの代わりに調整部材７５ａ（X軸方向に＋Δ２Lのオフセット）を用いれば、取付け誤差を補正することができ、温度検出範囲をＤ３に合わせることができる。

なお、本実施形態では、取付け誤差を５つの区分としたが、あくまで一例でありこれに限定されない。所望の温度検出の精度により、区分数を増減してよい。

（変形例）
図８に示した調整部材７５は、定着ベルトに対する平行方向の取付け誤差を補正するものであった。サーモパイルアレイの取付け誤差には、定着ベルトに対して傾き方向の誤差もある。この傾き方向の誤差も補正することが望ましい。

図１１は、本実施形態に係る調整部材の詳細（その２）を示す図である。調整部材７５は、傾き方向の誤差に応じて形状の異なるものを複数用意する。図１１に示すように、各調整部材７５ｆ〜７５ｊにおいて、Ｌ型部７６、台部７７及びノックピン７８の形状と、台部７７に対するノックピン７８の位置は同じである。ただし、台部７７に対するＬ型部７６の位置は、それぞれ異なる。

調整部材７５ｈを基準として、調整部材７５ｈと調整部材７５ｇにおけるＬ型部７６の変位量は、Ｙ軸回りに−Δθ回転している。また、調整部材７５ｈと調整部材７５ｉにおけるＬ型部７６の変位量は、Ｙ軸回りに＋Δθ回転している。

先のＸ軸方向の取付け誤差を求める手順と同様に、サーモパイルアレイの傾き方向の取付け誤差と温度検出範囲の区分の対応が求まれば、適切な調整部材７５ｆ〜７５ｊを選択でき、傾き方向の取付け誤差を補正することができる。

サーモパイルアレイの取付け誤差には、定着ベルトに対する平行方向の取付け誤差と、傾き方向の誤差の両方が組み合わさった誤差も考えられる。その場合は、調整部材７５の形状を両方の誤差に対応できる形状、すなわち、定着ベルトに対して傾き、かつ平行移動している形状とすればよい。

また、支持部材７０を画像形成装置１００内の定着装置２０以外に設け、その支持部材７０に調整部材７５とサーモパイルアレイ４０を取付けて、定着ベルト２１の温度を検出してもよい。高温下で稼働する定着装置は、時にその製品寿命や故障のために交換されることがあるが、サーモパイルアレイ４０を画像形成装置１００内に残すことができ、交換時の費用を抑制することができる。

このように、サーモパイルアレイの取り付け誤差を補正した定着装置において、定着時の温度制御は以下のように行われる。

図１２は、本実施形態に係る定着装置における加熱手段の加熱領域と通紙領域との関係を示す図である。図１２に示すように、定着ベルト２１の中央部には加熱手段であるハロゲンヒータ２５ａの加熱領域があり、定着ベルト２１の両端部にはハロゲンヒータ２５ａの加熱領域とは重ならない位置に、ハロゲンヒータ２５ｂの加熱領域がある。定着ベルト２１に対向する位置には、ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂにより加熱された定着ベルト２１の温度を検出するサーモパイルアレイ４０が配置されている。サーモパイルアレイ４０は第１〜８のサーモパイル４６ａ〜４６ｈにより、それぞれ定着ベルト２１表面の温度検出領域ｒ１〜ｒ８の温度を検出することができる。また、ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂとサーモパイルアレイ４０は、それぞれ温度制御手段６０に接続されている。温度制御手段６０は、サーモパイルアレイ４０の検出温度に基づいて、ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂの通電を制御する。

記録媒体Ａを通紙した場合、サーモパイルアレイ４０は記録媒体Ａの通紙部の温度、すなわち温度検出領域ｒ４〜ｒ８の温度を検出できるので、温度制御手段６０は、ハロゲンヒータ２５ａ、２５ｂを適切に温度制御できる。ハロゲンヒータ２５ａの温度制御には、温度検出領域ｒ６〜ｒ８を用い、ハロゲンヒータ２５ｂの温度制御には、温度検出領域ｒ４〜ｒ５を用いる。また、サーモパイルアレイ４０は記録媒体Ａの非通紙部の温度、すなわち温度検出領域ｒ１〜ｒ３の温度を検出するので、温度制御手段６０は、非通紙部の温度が異常温度でないか監視できる。

以上説明したように、本実施形態に係る定着装置２０は、取付け誤差を補正する形状を有する調整部材７５を介してサーモパイルアレイ４０を支持部材７０に取り付けるので、定着ベルト２１（定着部材）の通紙部及び非通紙部の温度を正確に検出することができる。また、調整部材７５により取付け精度を補正するので、サーモパイルアレイ４０の構成部品の精度や、部品の取付け精度を現状以上に上げる必要がなく、比較的コストを抑えることができる。

なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能である。例えば、本実施形態のサーモパイルアレイは８つのサーモパイルを有し、８箇所の温度を検出できるとしたが、その数は特に限定されない。定着部材の大きさ、温度検出に求められる精度に応じて増減してよい。また、ハロゲンヒータの数も２本に限定されず、単一であってもよいし、２本より多くてもよい。

２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 反射部材
２３ ニップ形成部材
２５ａ、２５ｂ ハロゲンヒータ（加熱手段）
３１ 加圧ローラ（加圧部材）
３２ 芯がね
３３ 弾性層
３４ 表面層
４０、４０ａ、４０ｂ サーモパイルアレイ（温度検出手段）
４２ センサ部
４３ シリコン基板
４６ サーモパイル部
４６ａ〜４６ｈ 第１〜８のサーモパイル
４７ 電気回路部
４７ａ〜４７ｈ 第１〜８の電気回路
４８ マルチプレクサ（切替回路部）
４９ サーミスタ
５０ 処理部
５１ Ａ／Ｄコンバータ
５２ 異常監視回路
５３ ＣＰＵ
５５ ハウジング
５６ シリコーンレンズ（レンズ）
６０ 温度制御手段
７０ 支持部材
７５ 調整部材
７６ Ｌ型部
７７ 台部
７８ ノックピン
１００ 画像形成装置
Ｓ 用紙（記録媒体）

特開２０１２−１７７７９０号公報

Claims (7)

1. 未定着画像に接触して回転する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、電力により前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記定着部材の表面温度を検出する、複数のサーモパイルからなるサーモパイルアレイと、前記サーモパイルアレイの検出温度に基づいて前記加熱手段への通電を制御する温度制御手段と、前記サーモパイルアレイを支持する支持部材と、前記支持部材と前記サーモパイルアレイの間にあり、前記サーモパイルアレイの取付け誤差を補正する形状の調整部材と、
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記調整部材は複数有り、前記複数の調整部材は、複数の段階に区分けされた、前記サーモパイルアレイの前記定着部材に対する平行方向の取付け誤差を補正する形状をそれぞれ有し、前記取付け誤差に応じて選択されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記調整部材は複数有り、前記複数の調整部材は、複数の段階に区分けされた、前記サーモパイルアレイの前記定着部材に対する傾き方向の取付け誤差を補正する形状をそれぞれ有し、前記取付け誤差に応じて選択されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記サーモパイルアレイは、切替回路部により、前記複数のサーモパイルからの出力を順番に切替えて温度に換算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記サーモパイルアレイは、前記複数のサーモパイルのいずれかの出力が所定の閾値を超えた際に、前記温度制御手段に前記加熱手段への電力を遮断させる異常監視回路を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記定着装置が取り外し可能に構成され、前記定着装置が前記画像形成装置から取り外された際に、前記サーモパイルアレイは前記画像形成装置に残るように取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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