JP2019078645A - 温度検出装置、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の箇所を共通の素子で検出することで、装置の構成を簡易化することが可能な温度検出装置を提供する。【解決手段】複数の加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を計測する温度検出装置７０であって、加熱部それぞれから射出される赤外線を受光して、受光結果に応じた信号を出力する温度検出素子７２と、加熱部ごとに設けられ、加熱部から射出される赤外線を、温度検出素子へ導光する導光部８０を有する導光手段と、を備える。【選択図】図８

Description

本実施形態は、温度検出装置、定着装置、及び画像形成装置に関する。

複合機などの画像形成装置は、トナー像を用紙に定着させるための定着装置を備えている。定着装置では、例えばサーミスタやサーモパイルなどの温度検出素子を用いて、定着装置のヒータや定着ベルトの温度が検出される。

近年の画像形成装置が備える定着装置は、ヒータの加熱部が分割され、用紙のサイズに応じて、選択的に加熱部を発熱させることで、用紙を加熱する際の消費電力を抑制することが可能なヒータを備える。このため、加熱部ごとに温度を計測しようとすると、複数の温度検出素子が必要となる。

特開２０１５−０３１５２２号公報

本発明は、上述の事情の下になされたもので、複数の箇所を共通の素子で検出することで、装置の構成を簡易化することを課題とする。

上記課題を解決するため、本実施形態に係る温度検出装置は、複数の加熱部の温度を計測する温度検出装置であって、前記加熱部それぞれから射出される赤外線を受光して、受光結果に応じた信号を出力する温度検出素子と、前記加熱部ごとに設けられ、前記加熱部から射出される赤外線を、前記温度検出素子へ導光する導光部を有する導光手段と、を備える。

本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 画像形成部を拡大して示す図である。 定着装置の一例を示す図である。 ヒータの斜視図である。 ヒータの平面図である。 ヒータのＡＡ断面を示す図である。 ヒータと定着制御回路の配線図である。 温度計測ユニットの構成を示す図である。 導光部材の斜視図である。 温度検出素子の受光面を模式的に示す図である。 画像形成装置を構成する制御系のブロック図である。 従来例を説明するための図である。 変形例に係る導光部材を備える温度計測ユニットの構成を示す図である。 変形例に係る導光部材の斜視図である。 変形例に係る導光部材を備える温度計測ユニットの構成を示す図である。 変形例に係る導光部材の斜視図である。 変形例に係る温度計測ユニットの構成を示す図である。 集光レンズの支持構造を説明するための図である。 変形例に係る温度検出素子の受光面を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。説明に当たっては、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を適宜用いる。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置１０は、例えば複合機（ＭＦＰ：Multi-Function Peripherals）である。画像形成装置１０は、本体部１１と、本体部１１の上方に配置される自動原稿搬送装置（ＡＤＦ:Auto Document Feeder）１３から構成される。画像形成装置の本体部１１の上部には透明ガラスからなる原稿台１２があり、原稿台１２の上面側に自動原稿搬送装置１３が開閉自在に設けられている。また、本体部１１の上部には操作部１４が設けられている。操作部１４は、各種のキーを有するオペレーションパネルとタッチパネル式の表示器を有している。

原稿台１２の下方には、原稿を読み取るためのスキャナ部１５が設けられている。スキャナ部１５は、自動原稿搬送装置１３によって送られる原稿または原稿台１２に置かれた原稿を読み取って画像データを生成する。スキャナ部１５は、イメージセンサ１６を備えている。

イメージセンサ１６は、原稿台１２に載置された原稿の画像を読み取る場合は原稿台１２に沿って＋Ｘ方向へ移動しながら、原稿の画像を読み取る。また、自動原稿搬送装置１３によって原稿台１２へ供給される原稿の画像を読み取る場合には、イメージセンサ１６は、図１に示される位置に固定され、順次送られる原稿の画像を原稿ごとに読み取る。

本体部１１の内部には画像形成部１７と、各種サイズの用紙を収容する複数の給紙カセット１８が配置されている。

画像形成部１７は、スキャナ部１５で読み取った画像データや、パーソナルコンピュータなどで作成された画像データを処理して、給紙カセット１８に収容される用紙などの記録媒体に画像を形成する。

画像形成部１７は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、画像形成部に応じて設けられる、走査ヘッド１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋと、中間転写ベルト２１などを有している。

画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、中間転写ベルト２１の下方に配置されている。画像形成部１７では、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが、−Ｘ側から＋Ｘ側へ配列されている。走査ヘッド１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋは、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの下方にそれぞれ配置されている。

図２は、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのうち、画像形成部２０Ｋを拡大して示す図である。各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは同等の構成を有している。このため、画像形成部２０Ｋを例に、各画像形成部の構成について説明する。

画像形成部２０Ｋは、像担持体である感光体ドラム２２を有する。感光体ドラム２２の周囲には、矢印ｔに示される方向に従って帯電チャージャ２３、現像器２４、一次転写ローラ２５、クリーナ２６、ブレード２７等が配置されている。感光体ドラム２２の露光位置には、走査ヘッド１９Ｋから光が照射される。これにより、感光体ドラム２２の表面に静電潜像が形成される。

画像形成部２０Ｋの帯電チャージャ２３は、感光体ドラム２２の表面を一様に帯電させる。現像器２４は、現像バイアスが印加される現像ローラ２４ａによりトナーを感光体ドラム２２に供給し、静電潜像の現像を行う。クリーナ２６は、ブレード２７を用いて感光体ドラム２２の表面の残留トナーを除去する。

また、図１に示されるように、画像形成部２０Ｙ〜２０Ｋの上部には、各現像器２４にトナーを供給するトナーカートリッジを保持するホルダ２８が設けられている。ホルダ２８には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーカートリッジ２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋが収容されている。

中間転写ベルト２１は、駆動ローラ３１及び従動ローラ３２に張架されている。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ３１が回転することで、図１における左回りに回転する。また、図１に示されるように、中間転写ベルト２１は、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの感光体ドラム２２それぞれの上面に接している。中間転写ベルト２１の感光体ドラム２２に対向する位置には、一次転写ローラ２５により一次転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム２２の表面上のトナー像が、中間転写ベルト２１に一次転写される。

中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ３１には、二次転写ローラ３３が対向して配置されている。駆動ローラ３１と二次転写ローラ３３の間を用紙Ｐが通過する際に、二次転写ローラ３３により、二次転写電圧が用紙Ｐに印加される。これにより、中間転写ベルト２１の表面上のトナー像が用紙Ｐに二次転写される。中間転写ベルト２１の従動ローラ３２の近傍には、図１に示されるように、ベルトクリーナ３４が設けられている。ベルトクリーナ３４によって、中間転写ベルト２１の表面の残留トナーが除去される。

図１に示されるように、給紙カセット１８と二次転写ローラ３３の間には、給紙ローラ３５が設けられている。給紙カセット１８の近傍に配置されたピックアップローラ１８ａによって給紙カセット１８から取り出された用紙Ｐは、給紙ローラ３５によって、中間転写ベルト２１と二次転写ローラ３３の間に搬送される。

二次転写ローラ３３の上方には定着装置５０が設けられている。また、定着装置５０の上方には、排紙ローラ３７が設けられている。中間転写ベルト２１と二次転写ローラ３３を通過した用紙Ｐに転写されたトナー像は、定着装置５０によって加熱される。これにより、用紙Ｐにトナー像が定着する。定着装置５０を通過した用紙Ｐは、排紙ローラ３７によって、排紙部３８に排出される。

図３は、定着装置５０の一例を示す図である。定着装置５０は、定着ベルト５１、プレスローラ５２、定着ベルト５１の内側に配置されるヒータ６０及び温度計測ユニット７０を有している。

定着ベルト５１は、長手方向をＹ軸方向とする筒状の部材であり、その長さは用紙Ｐの幅（Ｙ軸方向の寸法）よりも大きい。定着ベルト５１は、例えばポリイミドスリーブを素材とする部材である。定着ベルト５１の外側には、Ｎｉ層、Ｃｕ層などの金属層が形成されている。定着ベルト５１は、Ｙ軸に平行な軸回りに回転可能に支持されている。

図４は、ヒータ６０の斜視図である。ヒータ６０は、長手方向をＹ軸方向とする長方形状の部材である。ヒータ６０は、長手方向をＹ軸方向とする基板６１を有している。基板６１は、例えばセラミックからなる。

図５は、ヒータ６０の平面図である。図５に示されるように、基板６１の上面（−Ｘ側の面）の中央に、加熱部６２ａが形成されている。この加熱部６２ａを中心に、基板６１のＹ軸方向両端に向かって、加熱部６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅが順番に形成されている。加熱部６２ａ〜６２ｅは、Ｙ軸に平行な直線上に配置される。加熱部６２ａ〜６２ｅのＹ軸方向の寸法は、画像形成装置１０で使用される用紙Ｐのサイズによって決定されている。例えば、ヒータ６０の−Ｙ側端に位置する加熱部６２ｅの−Ｙ側端から、ヒータ６０の＋Ｙ側端に位置する加熱部６２ｅの＋Ｙ側端までの距離が、Ａ４判サイズの用紙Ｐの長手方向の長さに等しくなっている。また、例えば、ヒータ６０の−Ｙ側端に位置する加熱部６２ｄの−Ｙ側端から、ヒータ６０の＋Ｙ側端に位置する加熱部６２ｄの＋Ｙ側端までの距離が、Ｂ５判サイズの用紙Ｐの長手方向の長さに等しくなっている。このように、各加熱部６２ａ〜６２ｅの寸法は、用紙Ｐの大きさに応じて決定されている。そして、用紙Ｐへの画像形成時には、用紙Ｐのサイズに応じて選択的に加熱部６２ａ〜６２ｅを発熱させる。加熱部６２ａ〜６２ｅは、例えばＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＮＯ、ＮｂＳｉＯ、ＴｉＳｉＣＯ系の抵抗材料を含むサーメット膜からなる。

加熱部６２ａ〜６２ｅの＋Ｚ側端部は、電極６３に接続されている。そして、加熱部６２ａ〜６２ｅの−Ｚ側端は、それぞれ電極６４ａ〜６４ｅに接続されている。電極６３，６４ａ〜６４ｅは、例えば銅などの抵抗率が低い金属からなる。図６は、図５のＡＡ断面を示す図である。図５を参照するとわかるように、電極６３は、−Ｚ側端部が、加熱部６２ａ〜６２ｅと基板６１の間に位置するように設けられている。同様に、電極６４ａ〜６４ｅは、＋Ｚ側端部が、加熱部６２ａ〜６２ｅと基板６１の間に位置するように設けられている。

加熱部６２ａ〜６２ｅと電極６３，６４ａ〜６４ｅは、基板６１の＋Ｘ側の面に形成されるグレーズ層６５によって被覆されている。グレーズ層６５は、例えばガラス（ＳｉＯ_２）を主成分とする保護層である。

上述のように構成されるヒータ６０は、定着制御回路１５０に電気的に接続される。図７は、ヒータ６０とヒータ６０に電気的に接続される定着制御回路１５０の配線図である。図７に示されるように、定着制御回路１５０には、電極６３，６４ａ〜６４ｅがそれぞれ配線６６によって、電気的に接続される。

定着制御回路１５０は、後述する温度計測ユニット７０の出力等に基づいて、電極６３，６４ａ〜６４ｅに選択的に電圧を印加する。これにより、ヒータ６０の加熱部６２ａ〜６２ｅが、用紙Ｐの大きさに応じて選択的に発熱する。

図８は、温度計測ユニット７０の構成を示す図である。温度計測ユニット７０は、温度検出素子７２、集光レンズ７１、導光部材８０を備えている。

図９は、導光部材８０の斜視図である。導光部材８０は、長手方向をＹ軸方向とする、厚さが５ｍｍ程度の板状の部材である。導光部材８０は、例えばアルミからなる。導光部材８０の＋Ｘ側の側面は階段状に整形されている。具体的には、導光部材８０の＋Ｘ側の側面は、ＹＺ面に平行な平面８０ａ〜８０ｊと、平面８０ａ〜８０ｊの間に形成される９つの反射面Ｍ１〜Ｍ９からなる。平面８０ａ〜８０ｊは、Ｘ軸に沿って間隔Ｘｄで配列している。このため、平面８０ａ〜８０ｊの間に形成される反射面Ｍ１〜Ｍ９も、Ｘ軸方向に間隔Ｘｄで配列する。反射面Ｍ１〜Ｍ９は、ＹＺ面に対して４５度傾斜している。また、反射面Ｍ１〜Ｍ９は、研磨したり、反射率の高い塗装を施すことによって、鏡面（反射ミラー）となっている。

図８に示されるように、導光部材８０は、−Ｘ側の側面がＹＺ面に平行になった状態で、ヒータ６０の−Ｘ側に配置される。この状態のときには、導光部材８０の反射面Ｍ１〜Ｍ９のＹ軸方向の位置は、ヒータ６０を構成する加熱部６２ａ〜６２ｅのＹ軸方向の位置と一致する。

集光レンズ７１は、長手方向をＸ軸方向とするレンズである、集光レンズ７１は、樹脂、或いはガラスからなる。集光レンズ７１は、＋Ｙ側から入射する光をＸ軸方向に収束させるパワー（屈折力）を有するレンズである。集光レンズ７１のＸ軸方向の寸法は、導光部材８０のＸ軸方向の寸法よりも大きい。集光レンズ７１は、導光部材８０の−Ｙ側に配置されている。

温度検出素子７２は、サーモパイルアレイセンサである。図１０は、温度検出素子７２の受光面７２ａを模式的に示す図である。図１０に示されるように、温度検出素子７２は、例えば２行１２列に配列された２４の受光素子Ｅｍｎを備えている。各受光素子Ｅｍｎは、入射する赤外線の強度に応じた信号を出力する。温度検出素子７２は、受光面７２ａがＸＺ面に平行になった状態で、集光レンズ７１の−Ｙ側に配置されている。

上述のように構成される温度計測ユニット７０では、ヒータ６０の加熱部６２ａ〜６２ｅが発熱することによって、加熱部６２ａ〜６２ｅから基板６１を介して射出される赤外線が、導光部材８０の反射面Ｍ１〜Ｍ９にそれぞれ入射する。反射面Ｍ１〜Ｍ９に入射した赤外線は、−Ｙ方向に反射される。これにより、Ｘ軸方向に間隔Ｘｄで等間隔に並ぶ９本の平行な赤外線が、集光レンズ７１に入射する。集光レンズ７１に入射した９本の赤外線は、集光レンズ７１によって収束し、温度検出素子７２に入射する。

図１０に示されるように、温度検出素子７２に入射した赤外線は、温度検出素子７２に形成された２４の受光素子Ｅｍｎのうちのいずれかにそれぞれ入射する。図１０に示されるように、温度計測ユニット７０では、反射面Ｍ１〜Ｍ９で反射された赤外線Ｒ１〜Ｒ９が、それぞれ受光素子Ｅ１２〜Ｅ１１０に入射するようになっている。温度検出素子７２からは、赤外線Ｒ１〜Ｒ９の強度に応じた信号Ｓ１〜Ｓ９が出力される。図７に示されるように、信号Ｓ１〜Ｓ９は、定着制御回路１５０へ出力される。

図３に戻り、プレスローラ５２は、長手方向をＹ軸方向とする金属製の芯材５２ａと、芯材の外周面に積層されたゴム層５２ｂを備える。プレスローラ５２の長さは、定着ベルト５１の長さとほぼ等しい。プレスローラ５２は、定着ベルト５１に向かう方向（−Ｘ方向）に、不図示の弾性部材によって付勢されている。これにより、プレスローラ５２が定着ベルト５１を介して、ヒータ６０に押し付けられる。これによって、プレスローラ５２の表面と、定着ベルト５１の表面が密着しニップが形成される。

上述のように構成される定着装置５０では、プレスローラ５２が回転することで、図３の矢印に示される方向にそれぞれ回転するプレスローラ５２と定着ベルト５１のニップを用紙Ｐが通過する。これにより、用紙Ｐに形成されたトナー像が、用紙Ｐに定着する。

図１１は、画像形成装置１０を構成する制御系のブロック図である。制御系は、例えば、画像形成装置全体を制御するＣＰＵ１００、バスライン１１０、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２１、インタフェース１２２、スキャナ部１５、入出力制御回路１２３、給紙・搬送制御回路１３０、画像形成制御回路１４０、定着制御回路１５０を備えている。ＣＰＵ１００と各回路はバスライン１１０を介して接続されている。

ＣＰＵ１００は、画像形成装置全体を制御するもので、ＲＯＭ１２０或いはＲＡＭ１２１に記憶されたプログラムを実行することにより、画像形成のための処理機能を実現する。ＲＯＭ１２０は、画像形成処理の基本的な動作を司る制御プログラム及び制御データなどを記憶する。ＲＡＭ１２１は、ワーキングメモリとして機能する。

ＲＯＭ１２０（或いはＲＡＭ１２１）は、例えば、画像形成部１７や定着装置５０等の制御プログラムと、制御プログラムが使用する各種の制御データを記憶する。

定着装置５０の定着温度制御プログラムは、トナー像が形成された用紙における画像形成領域の大きさを判定する判定ロジックと、用紙が定着装置５０の内部に搬送される前に画像形成領域が通過する位置に対応する加熱部６２ａ〜６２ｅを発熱させるための加熱制御ロジックとを含んでいる。

インタフェース１２２は、ユーザ端末やファクシミリ等の各種装置との通信を行う。入出力制御回路１２３は、オペレーションパネル１４ａと表示器１４ｂを制御する。オペレーションパネル１４ａをユーザが操作することで、例えば用紙サイズや、原稿のコピー部数等を指定することができる。

給紙・搬送制御回路１３０は、ピックアップローラ１８ａ、給紙ローラ３５、或いは搬送路の排紙ローラ３７等を駆動するモータ群１３１を制御する。給紙・搬送制御回路１３０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて、給紙カセット１８近傍或いは搬送路上の各種センサ１３２の検知結果に応じてモータ群１３１を制御する。

画像形成制御回路１４０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて感光体ドラム２２、帯電チャージャ２３、走査ヘッド１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋ、現像器２４、一次転写ローラ２５をそれぞれ制御する。

定着制御回路１５０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて定着装置５０のプレスローラ５２を回転する駆動モータ１５１を制御する。また、定着制御回路１５０は、温度計測ユニット７０からの出力や、ＣＰＵから通知される用紙Ｐの大きさ等に基づいて、ヒータ６０を駆動する。

次に、上述のように構成される画像形成装置１０の印刷処理について説明する。画像形成装置１０での印刷処理は、インタフェース１２２を介して受信した画像データを印刷する場合、又はスキャナ部１５によって生成された画像データを印刷する際に行われる。

印刷処理では、図１に示されるように、用紙Ｐが、ピックアップローラ１８ａによって給紙カセット１８から引き出され、給紙ローラ３５によって、中間転写ベルト２１と、二次転写ローラ３３の間に搬送される。

上記動作と並行して、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋでは、感光体ドラム２２にトナー像がそれぞれ形成される。各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの感光体ドラム２２に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１に順次転写される。これにより、中間転写ベルト２１に、イエロー（Ｙ）のトナー、マゼンダ（Ｍ）のトナー、シアン（Ｃ）のトナー、ブラック（Ｋ）のトナーからなるトナー像が形成される。

中間転写ベルト２１と、二次転写ローラ３３の間に搬送された用紙Ｐが、中間転写ベルト２１と、二次転写ローラ３３を通過するときに、中間転写ベルト２１に形成されたトナー像が、用紙Ｐに転写される。これにより、用紙Ｐには、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーからなるトナー像が形成される。

トナー像が形成された用紙Ｐは、定着装置５０を通過する。このとき、定着制御回路１５０は、用紙Ｐの大きさに応じて、通電する加熱部６２ａ〜６２ｅを選択する。そして、定着制御回路１５０は、温度計測ユニット７０から出力される信号Ｓ１〜Ｓ９を受信して、ヒータ６０の加熱部６２ａ〜６２ｅの温度をモニタしながら、選択した加熱部６２ａ〜６２ｅに電圧を印加して、加熱部６２ａ〜６２ｅを所定の温度で発熱させる。用紙Ｐは、定着装置５０を通過することで加熱される。これにより、用紙Ｐに転写されたトナー像が用紙Ｐに定着し、用紙Ｐに画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、排紙ローラ３７によって、排紙部３８に排紙される。

以上説明したように、本実施形態に係る温度計測ユニット７０では、図８を参照するとわかるように、ヒータ６０の加熱部６２ａ〜６２ｅから、当該加熱部６２ａ〜６２ｅの温度に応じた強度の赤外線が、基板６１を介して射出される。加熱部６２ａ〜６２ｅから射出された赤外線それぞれは、導光部材８０の反射面Ｍ１〜Ｍ９によって反射され、相互に平行になった状態で、集光レンズ７１に入射する。そして、赤外線それぞれは、集光レンズ７１によって収束し、共通の温度検出素子７２に受光される。このため、ヒータ６０の加熱部が複数あったとしても、１つの温度検出素子７２によって、各加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を計測することが可能となる。したがって、加熱部ごとにセンサを配置する必要がなく、画像形成装置の構成を簡易化することができる。

温度検出素子７２として、サーモパイルアレイセンサを用いる場合であって、ヒータ６０の加熱部６２ａ〜６２ｅのように、複数の計測対象が直線上に配置されている場合を考える。一般に、サーモパイルアレイセンサを用いて温度を計測する際には、計測対象が、サーモパイルアレイセンサの視野内に位置している必要がある。したがって、図１２に示されるように、導光部材８０を用いることなく、加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を計測しようとすると、温度検出素子７２を、ヒータ６０の−Ｘ側に、ヒータ６０から離間して配置する必要がある。具体的には、温度検出素子７２をヒータ６０から２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度離間して配置する必要がある。そのため、従来は、定着ベルト５１の内部に配置されるヒータ６０の温度を、サーモパイルアレイセンサを用いて計測することが困難であった。

本実施形態に係る温度計測ユニット７０では、図８に示されるように、導光部材８０によって、ヒータ６０から射出される赤外線それぞれがヒータ６０に沿うように反射され、集光レンズ７１によって、温度検出素子７２に集光される。このため、定着ベルト５１の内側に配置されるヒータ６０に設けられた複数の加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を、１つのサーモパイルアレイセンサを用いて計測することが可能となる。したがって、画像形成装置の構成が簡易化し、結果的に、設計の自由度を向上することができる。

本実施形態に係る導光部材８０は、例えば、アルミ等の金属からなる。このため、反射する赤外線が吸収されることがなく、ヒータ６０の加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を、精度よく計測することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、導光部材８０を、アルミからなる板状の部材から構成した。これに限らず、導光部材８０の構成は種々考え得る。以下、導光部材８０の変形例について説明する。

《変形例１》
図１３は、変形例に係る導光部材８０Ａを備える温度計測ユニット７０の構成を示す図である。導光部材８０Ａは、金属からなる薄板からなる点で、導光部材８０と相違している。

図１４は、導光部材８０Ａの斜視図である。図１４に示されるように、導光部材８０Ａは、アルミやステンレスを素材とする長方形の薄板かなるベース８１と、ベース８１と同様に、薄板からなる仕切り板８０１〜８１０から構成されている。ベース８１は、長手方向をＹ軸方向とする長方形に整形されている。

仕切り板８０１〜８１０それぞれは、高さが相互に等しい。そして、長手方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸に沿って等間隔に配列した状態で、ベース８１に固定されている。仕切り板８０１を除く、仕切り板８０２〜８１０には、途中の３か所が折り曲げられることにより、ＹＺ面に対して４５度傾斜する反射面Ｍ１〜Ｍ９が形成されている。反射面Ｍ１〜Ｍ９は、研磨したり、反射率の高い塗装を施すことによって、鏡面となっている。

図１３に示されるように、導光部材８０Ａは、各仕切り板８０１〜８１０が、ＹＺ面に平行になるように、ヒータ６０の−Ｘ側に配置される。この状態のときには、各仕切り板８０２〜８１０に形成された反射面Ｍ１〜Ｍ９のＹ軸方向の位置は、ヒータ６０を構成する加熱部６２ａ〜６２ｅのＹ軸方向の位置と一致する。上述のように構成される導光部材８０Ａは、導光部材８０と同様に機能する。

導光部材８０Ａを備える温度計測ユニット７０は、ヒータ６０の加熱部が複数あったとしても、１つの温度検出素子７２によって、各加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を計測することができる。したがって、画像形成装置の構成を簡易化することができる。

《変形例２》
図１５は、変形例に係る導光部材８０Ｂを備える温度計測ユニット７０の構成を示す図である。導光部材８０Ｂは、溝が形成された金属板からなる点で、導光部材８０，８０Ａと相違している。

図１６は、導光部材８０Ｂの斜視図である。図１６に示されるように、導光部材８０Ｂは、加工が容易なアルミなどの金属を素材とする長方形の部材からなる。導光部材８０Ｂの表面には、９つのＬ字状の溝８１１〜８１９が形成されている。溝８１１〜８１９は、Ｘ軸に平行な部分とＹ軸に平行な２部分からなり、上記２部分が交わるコーナ部分には、ＹＺ面に対して４５度傾斜し、鏡面となった反射面Ｍ１〜Ｍ９が形成されている。

図１５に示されるように、導光部材８０Ｂは、長手方向をＹ軸方向として、ヒータ６０の−Ｘ側に配置される。この状態のときには、溝８１１〜８１９のＸ軸に平行な部分と反射面Ｍ１〜Ｍ９のＹ軸方向の位置は、ヒータ６０を構成する加熱部６２ａ〜６２ｅのＹ軸方向の位置と一致する。上述のように構成される導光部材８０Ｂは、導光部材８０，８０Ａと同様に機能する。

導光部材８０Ｂを備える温度計測ユニット７０は、ヒータ６０の加熱部が複数あったとしても、１つの温度検出素子７２によって、各加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を計測することができる。したがって、画像形成装置の構成を簡易化することができる。

《変形例３》
図１７は、変形例に係る温度計測ユニット７０の構成を示す図である。本変形例に係る温度計測ユニット７０では、導光部材８０，８０Ａ，８０Ｂが、赤外線を導光することが可能な光ファイバー９０から構成されている。各光ファイバー９０は、一端部がそれぞれヒータ６０を構成する加熱部６２ａ〜６２ｅに垂直になった状態で、各加熱部６２ａ〜６２ｅの−Ｙ側まで引き回されている。そして、他端部がそれぞれＹ軸に平行になった状態で集光レンズ７１の近傍に引き回されている。

ヒータ６０の加熱部６２ａ〜６２ｅが発熱することによって、加熱部６２ａ〜６２ｅから基板６１を介して射出される赤外線は、光ファイバー９０の一端にそれぞれ入射する。光ファイバー９０に入射した赤外線は、光ファイバー９０の他端から射出され集光レンズ７１に入射する。集光レンズ７１に入射した赤外線は、集光レンズ７１によって収束され、温度検出素子７２に入射する。

したがって、本変形例に係る温度計測ユニット７０では、ヒータ６０の加熱部が複数あったとしても、１つの温度検出素子７２によって、各加熱部６２ａ〜６２ｅの温度を計測することができる。したがって、画像形成装置の構成を簡易化することができる。

上記実施形態及び変形例に係る温度計測ユニット７０において、集光レンズ７１の姿勢を調整可能にしてもよい。図１８に示される例では、集光レンズ７１は、Ｚ軸に平行な軸７５ａを中心に回転可能な支持板７５に載置されている。支持板７５は、−Ｘ側端部が、Ｙ軸方向に伸縮可能な押しバネ７７と、Ｙ軸方向に移動可能な調整ネジ７６と挟持されることで、位置決めされている。画像形成装置１０のユーザやオペレータは、調整ネジ７６を回してＹ軸方向に移動することで、支持板７５とともに集光レンズ７１を、軸７５ａを中心に回動することができる。これにより、温度検出素子７２に入射する赤外線が収束する位置を微調整することができる。また、集光レンズ７１を支持する支持板７５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能であってもよい。

上記実施形態では、図１０に示されるように、温度検出素子７２が、例えば２行１２列に配列された２４の受光素子Ｅｍｎを備えている場合について説明した。これに限らず、温度検出素子７２は、９以上で２３以下、或いは２５以上の受光素子を備えていてもよい。また、図１９に示されるように、赤外線Ｒ１〜Ｒ９それぞれを複数の受光素子Ｅｍｎで受光することとしてもよい。この場合には、１本の赤外線が入射する受光素子Ｅｍｎの信号に示される値の合計が、１つの加熱部の温度を示す。

上記実施形態では、図８に示されるように、ヒータ６０が９つの加熱部６２ａ〜６２ｅを有している場合について説明した。これに限らず、ヒータ６０は、１０以上の加熱部を有していてもよい。この場合には、加熱部の数よりも多くの受光素子Ｅｍｎを有するサーモパイルアレイセンサを温度検出素子７２として用いることで、１つの温度検出素子７２で、複数の加熱部の温度を計測することができる。

上記実施形態では定着装置５０の制御プログラム及び制御データを画像形成装置の記憶装置内に記憶してＣＰＵ１００で実行することとした。これに限らず、定着装置５０専用の演算処理装置と記憶装置を別途設けることとしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 画像形成装置
１１ 本体部
１２ 原稿台
１３ 自動原稿搬送装置
１４ 操作部
１４ａ オペレーションパネル
１４ｂ 表示器
１５ スキャナ部
１６ イメージセンサ
１７ 画像形成部
１８ 給紙カセット
１８ａ ピックアップローラ
１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋ 走査ヘッド
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 画像形成部
２１ 中間転写ベルト
２２ 感光体ドラム
２３ 帯電チャージャ
２４ 現像器
２４ａ 現像ローラ
２５ 一次転写ローラ
２６ クリーナ
２７ ブレード
２８ ホルダ
２８Ｙ，２８Ｍ，２８Ｃ，２８Ｋ トナーカートリッジ
３１ 駆動ローラ
３２ 従動ローラ
３３ 二次転写ローラ
３４ ベルトクリーナ
３５ 給紙ローラ
３７ 排紙ローラ
３８ 排紙部
５０ 定着装置
５１ 定着ベルト
５２ プレスローラ
５２ａ 芯材
５２ｂ ゴム層
６０ ヒータ
６１ 基板
６２ａ 加熱部
６２ｂ 加熱部
６２ｃ 加熱部
６２ｄ 加熱部
６２ｅ 加熱部
６２ａ〜６２ｅ 加熱部
６３，６４ａ〜６４ｅ 電極
６５ グレーズ層
６６ 配線
７０ 温度計測ユニット
７１ 集光レンズ
７２ 温度検出素子
７２ａ 受光面
７５ 支持板
７５ａ 軸
７６ 調整ネジ
７７ バネ
８０，８０Ａ，８０Ｂ 導光部材
８０ａ〜８０ｊ 平面
８１ ベース
９０ 光ファイバー
１００ ＣＰＵ
１１０ バスライン
１２０ リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
１２１ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
１２２ インタフェース
１２３ 入出力制御回路
１３０ 給紙・搬送制御回路
１３１ モータ群
１３２ センサ
１４０ 画像形成制御回路
１５０ 定着制御回路
１５１ 駆動モータ
８０１〜８１０ 仕切り板
８１１〜８１９ 溝
Ｅｍｎ 受光素子
Ｍ１〜Ｍ９ 反射面
Ｐ 用紙
Ｒ１〜Ｒ９ 赤外線
Ｓ１〜Ｓ９ 信号

Claims (8)

1. 複数の加熱部の温度を計測する温度検出装置であって、
   前記加熱部それぞれから射出される赤外線を受光して、受光結果に応じた信号を出力する温度検出素子と、
   前記加熱部ごとに設けられ、前記加熱部から射出される赤外線を、前記温度検出素子へ導光する導光部を有する導光手段と、
   を備える温度検出装置。
2. 前記加熱部は、直線上に配置され、
   前記導光手段は、
   前記赤外線を前記直線に平行な方向へ反射する複数の前記導光部と、
   前記導光部によって反射された前記赤外線それぞれを前記温度検出素子へ集光する集光レンズと、
   を備える請求項１に記載の温度検出装置。
3. 前記集光レンズの姿勢を調整する姿勢調整機構を備える請求項２に記載の温度検出装置。
4. 前記導光部は、反射ミラーである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の温度検出装置。
5. 前記導光部は、光ファイバーである請求項１に記載の温度検出装置。
6. 前記温度検出素子は、サーモパイルアレイセンサである請求項１乃至５のいずれか一項に記載の温度検出装置。
7. 回転可能に支持される環状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの内側に配置され、複数の加熱部を有するヒータと、
   前記定着ベルトに隣接して配置され、前記定着ベルトを、前記ヒータの前記加熱部それぞれに圧接するローラと、
   前記定着ベルトの内側に配置される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の温度検出装置と、
   を備える定着装置。
8. トナー像を、搬送方向へ搬送される媒体に転写する転写体と、
   前記転写体に、トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   前記転写体によって前記トナー像が転写された前記媒体を加熱して、前記トナー像を前記媒体に定着させる請求項７に記載の定着装置と、
   前記温度検出素子からの出力に基づいて、前記定着装置の温度を制御する制御手段と、
   を備える画像形成装置。

Images