JP3913597B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱される定着回転体の温度を制御可能な定着装置およびこの定着装置を備えた複写機、ファクシミリ、各種プリンター等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録材上にトナー像として可視像化された画像情報を当該記録材に定着するために用いる定着装置は、熱源としてのヒータで加熱される定着回転体としてのローラ部材やベルト部材と、加圧部材としての加圧ローラとを備えている。これら定着回転体と加圧ローラは互いに対向して圧接状態にあり、その温度検知には接触式と非接触式の形態がある。
【０００３】
接触式の温度検知は、一般にサーミスタをローラ表面やベルト表面に接触させて、これらの表面温度を検知し、その検知結果に応じてローラ部材やベルト部材の温度制御を行うものである。このような接触式の温度検知では、サーミスタをローラ部材やベルト部材に接触させるために当該サーミスタで部材表面を傷付けてしまうおそれがある。部材表面が傷ついた場合、ローラやベルト交換あるいは定着装置の全体（ユニット）交換となり、交換コストの上昇を招くことになる。サーミスタは通常、定着装置に取り付けられているので、定着装置交換の際には使用可能であるサーミスタも同時に廃棄することになり、コスト的な面でも資源節約の面でも好ましいものではなかった。また、サーミスタは応答性が好ましくなく、精密な制御を行うには不向きである。特に省エネを考慮した定着装置では、装置待機時は低電力で、使用時のみに高速で定着温度が立ち上がることが求められているため、応答性の良い検知手段が求められている。ベルトを用いた定着装置では、ベルトを巻き掛けるローラ部材の立ち上がり時間を短縮するために、ローラの芯金や弾性体層を薄くするなどして熱容量を減らしている。
【０００４】
例えば図１３に示すように、非接触式の温度検知手段を採用する定着装置は、熱源としてヒータ３を内蔵する加熱ローラ２と、加圧ローラに圧接する加圧ローラ４と、非接触温度検知手段としてのサーモパイル１とを備えており、矢印Ａ方向に進む記録材としての用紙１３６を両ローラ間で挟み、用紙１３６に担持されたトナー像に熱と圧力を加えて定着している。サーモパイル１は、熱すなわち、赤外線を受光してこれを電気信号に変換する赤外線センサであって、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、温度検知面となる赤外線入射部としての開口窓５を形成されたケーシングとしてのキャンケース６と、開口窓５を塞ぐようにキャンケース６に設けられ、赤外線を通すためのフィルター８と、キャンケース６内部に配設された光線吸収部９と、ケーシング座面６ａと、フィルター８と反対側に配置された端子７とを備えている。この端子７から外部に出力された信号は、図示しない制御手段に入力される。
【０００５】
このような構成の定着装置では、加圧ローラ２から放射された赤外線が、サーモパイル１の開口窓５、フィルター８を通して光線吸収部９で受光される。そして、受光した赤外線量に応じて電気信号（出力信号）が端子７から図示しない制御手段に送られ、出力の変動に応じてヒータ３の点灯を制御して加熱ローラ２の表面温度を一定範囲に維持している。
【０００６】
一般に、サーモパイル１は環境温度に対する依存性が強く、周囲温度が変動すると、それに応じて素子自身の温度が変化して出力特性も変化するという特徴がある。ここでの測定対象物となる加熱ローラの温度は以下の式によって求められる。
Ｖｏｕｔ＝Ａ（Ｔｂ^４−Ｔｓ^４）
Ａ：比例定数 Ｔｂ：測定対象物の温度（Ｋ) Ｔｓ：サ−モパイル温度（Ｋ)このため、サ−モパイル１の内部に温度補償用のサ−ミスタを内蔵し、サ−ミスタの出力をもってサ−モパイルの温度を認識し、デジタルまたはアナログ補正を行うのが一般的である。赤外線を感知して電気信号を出力する非接触温度センサには、サーモパイルのほかに焦電型センサがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
非接触温度センサのうち、サーモパイルは周囲温度の影響を受けるため、周囲温度をサ−ミスタで検知して温度補償を行っている。しかし、このサ−ミスタの応答性が悪いと、急激に周囲温度が変化したときにはそれに追従できなくなって測定対象物の温度を正確に検出できなくなり、制御精度が低下してしまう。例えば、定着装置が設けられる画像形成装置内の冷えている状態、所謂冷態で電源を入れると、加熱ローラの温度は急激に上昇して、ローラ近傍にあるサ−モパイル１周囲温度も急激に上昇する。そしてサ−ミスタ出力が変化し周囲温度変化を検知して補正するが、サ−ミスタの応答性の悪さが原因となって周囲温度を低く検知することになる。このため、正確な測定対象物の温度を把握できないので設定した温度に制御できず、定着性に問題を生じることがある。また、サ−モパイルの最大使用温度は、一般に８０℃で前後であるので、定着装置のような１００℃を超える場合もある高温環境で使用すると、熱に耐えられず素子が壊れてしまうことも有り得る。このため、定着装置に非接触温度検知センサとしてサーモパイルを用いるには、耐熱性能を高めることが要望されている。
【０００８】
定着装置では、オフセット画像の発生を防止するために、定着回転体となるローラ部材やベルト部材の表面にわずかなシリコンオイルを塗布したり、トナー中にワックスを含有して表面離形性を向上させる方法が採られている。しかしながら、これらオイルやワックス等は、定着時の熱によって蒸発して装置を浮遊する。また、定着装置を備えた画像形成装置では、プリントやコピー時に、浮遊トナー等がファンによって撹拌されている。これら、浮遊物となるオイル、ワックス、浮遊トナーが機器の長期使用によってサーモパイルへの赤外線入射面のフィルターやレンズ等の表面に付着すると、付着物に赤外線が吸収されてセンサに対する入射量が減少し、サ−モパイルの出力が低下する現象が生じる。このため、サーモパイル等の非接触式温度検知手段では、測定対象部の温度を実際の温度よりも低く検知してしまうので、正常に戻そうとして結果として制御温度が高くなり、異常画像が発生する場合がある。例えば１８０℃を定着温度とし、それに相当する非接触式温度検知手段からの出力（Ｖｏｕｔ）を２Ｖとしたとき、汚れによって１．８Ｖに出力が落ちたとする。つまり、検知温度が０．２Ｖ相当低くなるので、２Ｖに戻そうとする制御が働き、結果として２００℃近くで定着温度を制御することになる。
【０００９】
本発明の目的は、熱変化を精度良く検知できる非接触温度検知手段の耐熱性能を向上させて、耐久性の向上と高精度な温度制御が可能な定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある。本発明の目的は、定着部材の定着温度の安定を図って定着性のよい定着装置や画像形成装置を提供することにある。本発明の目的は、検知面への汚れ付着を防止して正確な温度制御が可能な定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することにある
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る定着装置は、加熱手段で加熱される定着回転体と、この定着回転体に対して非接触状態に設けられ、定着回転体から放射される熱を検知する非接触温度検知手段と、非接触温度検知手段の検知結果に基づいて定着回転体の温度制御を行うものであって、非接触温度検知手段に外側から装着されるホルダーを有し、非接触温度検知手段とホルダーとが装着状態のときに、非接触温度検知手段の外面とホルダーの内面との間に空間部が形成されるように、非接触温度検知手段の外面あるいはホルダーの内面の少なくとも一方を形成したことを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る定着装置の特徴は、空間部が、非接触温度検知手段の外面を取り囲むように形成され、ホルダーには、非接触温度検知手段を保持する保持部や、空間部に連通して空気供給を受ける空気取入口が形成されていることにある。
【００１２】
本発明に係る定着装置の特徴は、ホルダーに、非接触温度検知手段の温度検知面側で非接触温度検知手段を支持する複数のリブと、温度検知面側で前記空間部と連通する空気排出口とが形成されていることにある。空気排出口は、温度検知面に空気が案内されるように形成するのが、冷却性とともに、温度検知面への遮蔽層を空気により形成することができるので好ましい。
【００１３】
本発明に係る定着装置の特徴は、空気取入口側での空気圧力が空気排出口側での空気圧力よりも高く、空気排出口側での空気圧力が大気圧より高くなるように設定されていることにある。空気取入口は、空気供給通路を介して空気供給手段と接続されている。
【００１４】
本発明に係る定着装置の特徴は、空気供給手段として送風ファンや脈流ポンプを用いる点にあり、特に脈流ポンプを用いる場合、脈流ポンプによる空気供給が所定の部材の開閉動作と連動することを特徴とする。空気供給通路としては、単独通路でも空気取入口への途中で分岐する何れの形態であってもよい。空気供給通路が分岐している場合、分岐された１つの空気取入口に接続し、他の空気供給通路を別な部材の冷却通路としても用いることができるので好ましい。
【００１５】
本発明に係る定着装置の特徴は、非接触温度検知手段が制御基板を有し、ホルダーに形成された係合部材によって制御基板を係止することでホルダーに位置決めされる点にある。この係合部材を弾性変形可能な部材で構成すると、非接触温度検知手段とホルダーの着脱が容易に行えるので好ましい。非接触温度検知手段の耐熱性能を考慮すると、ホルダーには耐熱性樹脂を用いるのが好ましい。定着回転体としては、ローラ部材や複数のローラに掛け渡された無端状のベルト部材が挙げられる。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像を現像手段によりトナー像として可視像化し、トナー像を記録材に転写した後、この記録材を定着装置に通して定着を行うものであり、この定着装置として前記特徴を備えた何れかの定着装置を用いたことを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。従来技術と同一の構成は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略する。図５は、画像形成装置としてのプリンターの概略構成を示す。プリンターは、給紙装置１０４と、レジストローラ対１０６と、像担持体としての感光体ドラム１０８と、転写手段１１０と、定着装置としての定着ユニット３０等を備えている。
【００１８】
給紙装置１０４は、用紙１３６が積載状態で収容される給紙トレイ１１４と、給紙トレイ１１４に収容された用紙１３６を最上のものから順に給送する給紙コロ１１６及び分離部材１１７等を備えている。給紙コロ１１６によって送り出される用紙１３６は、レジストローラ対１０６で一旦停止され、斜めずれを修正された後、感光体ドラム１０８の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ドラム１０８上に形成されたトナー像の先端と用紙１３６の搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対１０６により転写部位Ｎへ送り出される。
【００１９】
感光体ドラム１０８の周囲には、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１１８と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー１２０と、現像ローラ１２２ａを備えた現像手段１２２と、転写手段１１０と、クリーニングブレード１２４ａを備えたクリーニング手段１２４等が配置されている。帯電ローラ１１８と現像手段１２２の間において、ミラー１２０を介して感光体ドラム１０８上の露光部１２６に露光光１０３が照射され、走査されるようになっている。
【００２０】
プリンターにおける画像形成動作は、従来と同様に行われる。感光体ドラム１０８が回転を始めると、感光体ドラム１０８の表面が帯電ローラ１１８により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光１０３が露光部１２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム１０８の回転により現像手段１２２へ移動し、現像ローラ１２２ａによりトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。感光体ドラム１０８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｎに進入してきた用紙１３６上に転写手段１１０による転写バイアスの印加により転写される。トナー像を担持した用紙１３６は定着ユニット３０へ向けて搬送され、定着ユニット３０で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。
【００２１】
転写部位Ｎで転写されずに感光体ドラム１０８上に残った残留トナーは、感光体ドラム１０８の回転に伴ってクリーニング手段１２４に至り、このクリーニング手段１２４を通過する間にクリーニングブレード１２４ａにより掻き落とされて清掃される。その後、感光体ドラム１０８上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
【００２２】
定着ユニット３０の構成について説明する。本形態の定着ユニット３０は、定着回転体としてハロゲンヒータ３で加熱される加熱ローラ２と、この加熱ローラ２に対向して圧接する加圧ローラ４とを有し、加熱ローラ２と加圧ローラ４のニップ部に未定着のトナー像を担持した用紙１３６を通して、熱と圧力により定着する周知のものである。
【００２３】
加熱ローラ２の周囲は上カバー３１で、加圧ローラ４の周囲は下カバー４１でそれぞれ覆われている。上カバー３１の近傍には、非接触温度検知手段であり赤外線センサとしてのサーモパイル１を有する温度検知ユニット２０が配設されている。
【００２４】
図１に示すように、温度検知ユニット２０は、サーモパイル１と、制御基板２２とで構成されている。本形態では、熱の影響や浮遊物の付着を避けるために、温度検知ユニット２０は、加熱ローラ２の真上ではなく、斜め上から検知するように配置されている。サーモパイル１のキャンケース６は金属製で筒状をなしている。キャンケース６の材料には、ステンレス材が使用されている。キャンケース６の基端側には、制御基板２２が接続されている。この制御基盤２２には、検知出力（Ｖｏｕｔ）用と電源供給用のケ−ブル２３が接続されている。このケーブル２３は、図示しない制御手段と接続されている。制御基板２２の互いに対向する側縁部には、係止部となる切欠き５３，５４が形成されている。
【００２５】
定着ユニット３０は、サーモパイル１に外側から装着されるホルダー２４を有している。このホルダー２４は、１００℃以上の軟化点の耐熱性樹脂で成形されている。ホルダー２４は、平坦な装着面２４ａと、これと直行する位置関係となる筒状のセンサ保護部２４０とホルダー取付面２８とを備えている。装着面２４ａには、キャンケース６をセンサ保護部２４０内に挿入するとともに、装着時にキャンケース６の外周と隙間無く嵌合してサーモパイル１を保持するための保持部としての開口部２５が形成されている。切欠き５３，５４と対応する位置には、切欠き５３，５４に対して進退する方向に弾性変形可能な係合部材としての爪部５１，５２が形成されている。各爪部は、切欠き５３，５４内に挿入可能な大きさであって、切欠き５３，５４内に挿入された際に、装着面２４ａとの間で制御基板２２の上面５６を押さえ込む押さえ部５５がそれぞれ形成されている。爪部５１，５２と切欠き５３、５４の幅は略同一な幅であって、温度検知ユニット２０がホルダー２４に装着されたときに、爪部５１，５２の側面が切欠き５３，５４の各側面５７，５８によってＸ方向への位置決めが行われる。
【００２６】
ホルダー取付面２８には、複数のネジ２０１・・の挿通孔２８ａ・・が形成されている。上カバー３１の入射面１ａとの対向部位には、サーモパイル１が加熱ローラ２に臨むための検出用開口部３２が形成されている。検出用開口部３２の近傍にはホルダー取付用のブラケット２９を取り付けるための複数のネジ孔３２ａ・・が形成されている。断面Ｌ字形のブラケット２９は、挿通孔２８ａ・・と対向する部位にネジ２０１用のネジ孔２９ａ・・が、ネジ孔３２ａ・・と対応する部位に挿通孔２９ｂ・・がそれぞれ形成されている。
【００２７】
温度検知ユニット２０が装着されたホルダー２４は、図３に示すように、ブラケット２９にネジ２０１・・で締結され、このブラケット２９を、ネジ２０２・・で、検知用開口部３２の近傍の上カバー３１に取り付けられることで、センサ保護部２４０が検知用開口部３２と対向して配置される。
【００２８】
図３に示すように、サーモパイル１とホルダー２４とが装着状態のときに、キャンケース６の外面６ａとセンサ保護部２４０の内面２４０ｂとの間には、空間部３２が形成される。この空間部３２は、キャンケース６の外面６ａの全周を取り囲むように形成されている。本形態では、ホルダー２４のセンサ保護部２４０の内面２４０ｂを窪ませて空間部３２を形成しているが、キャンケース６の外面６ａ側を窪ませる形態や、内面２４０ｂと外面６ａの双方を窪ませて空間部３２を形成する形態であっても良い。
【００２９】
サーモパイル１の温度検知面となる入射面１ａ側に位置するセンサ保護部２４０の端面２４０ａには、開口部２４３が形成されている。センサ保護部２４０には、図２，図３に示すように空間部３２に連通し、空気供給を受ける空気取入口２４１と、端面２４０ａに入射面１ａを支持する複数のリブ２４２と、入射面１ａ側で空間部３２と連通する空気排出口２４ａとが形成されている。サーモパイル１は、入射面１ａがリブ２４２に突き当たることで、ホルダー２４での挿入方向への位置が規制されるとともに、ホルダー２４からの後退位置が開口部２５によって規制されることで、矢印Ｙ方向における加熱ローラ２との距離が一定に保たれる。
【００３０】
空気排出口２４ａは、本形態ではサーモパイル１の軸方向に延長していて、入射面１ａ側でホルダー２４を貫通するように形成されており、入射面１ａに空気を案内されるように構成されている。
【００３１】
空気取入口２４１には、プラグ部材２６を介して空気供給通路を構成するチューブ２７の一端が接続されている。プラグ部材２６は中空状であって、その一端を空気取入口２４１に圧入されることでホルダー２４と一体化されている。プラグ部材２６の他端にはチューブ２７が圧入される。チューブ２７は、可撓性を有する耐熱性チューブであり、例えばシリコンチューブを用いる。チューブ２７の材質は、シリコンに限定されるものではない。
【００３２】
チューブ２７の他端は、図６に示すように、空気供給手段となる送風ファン３５のケーシング３６の先端３７と接続されている。送風ファン３５は、図６、図７に示すようにケーシング３６に複数のネジ２０４で着脱可能に取り付けられている。ケーシング３６は、プリンターの外装カバー３９に形成された取付孔３９ａに挿入されて、複数のネジ２０３で着脱自在に取り付けられている。ファン３５の機器の外部に露出している部位は、図６，図７では省略したが、ファンカバーやエア−フィルタ等が設けられていて、安全策が講じられている。
【００３３】
空気取入口２４１と空気排出口２４ａは、空気供給口２４１側での空気圧力が、空気排出口２４ａ側での空気圧力よりも高く、空気排出口２４ａ側での空気圧力が大気圧より高くなるように設定されている。
【００３４】
このような構成の定着ユニット３０において、プリンターの電源が導入されると、加熱ローラ２の表面は、ハロゲンヒータ３の発熱作用により１８０℃程度の高温まで上昇されるとともに、ファン３５の図示しない駆動モータが駆動されてファンが回転し、機外の空気がチューブ２７を介して空間部３２へと供給される。供給された空気がホルダー２４に入るとキャンケ−ス６に当り、全周に空幹部３２が形成されているため、キャンケ−ス６の外面６ａに沿って空気が流れる。キャンケ−ス６と開口部２５は、隙間なく嵌合しているので、空気は空気排出口２４ａに向かって流れてホルダー２４の外部へと排出される。
【００３５】
このため、加熱ローラ２からの輻射熱によるキャンケース６やホルダー２４の温度上昇を、供給された空気の冷却作用によって抑制することができ、サーモパイル１の耐久性の向上を図れ、サ−モパイル１の急激な温度変化を防止し、高精度な温度制御を行えるとともに、高温による素子の破損を防止できる。また、空間部３２に供給された空気は、空気排出口２４ａから排出されるので、入射面１ａ側に空気による遮蔽層、すなわちエアーカーテンが形成されることになるので、サーモパイル１のフィルター８等へ機器内を浮遊している浮遊物が付着することを防止することができ、正確な温度検知を行うことができる。
【００３６】
ホルダー２４は、入射面１ａ（フィルター８）を除いてキャンケ−ス６を覆っているので、キャンケース６の急激な温度上昇を抑えながら、キャンケース６事態への汚れ付着を防止することかできる。本形態では、図４に示すように、リブ２４２と空気排出口２４ａとをそれぞれ４つとしたが、例示した数に限定されるものではない。
【００３７】
本形態では、図１に示すように、温度検知ユニット２０とホルダー２４との固定方法が、爪部５１，５２が切欠き５３，５４に入ることで位置決め固定されるので、Ｘ方向及びＹ方向方向への位置決めを容易に行え、サ−モパイル１と加熱ローラ２との距離が安定し、検知位置の相違による出力のバラツキを低減でき、より安定した定着温度の制御を行える。さらに、爪部５１，５２を矢印方向に広げれば、切欠き５３，５４との係合状態を容易に解除することができるので、ユニット交換を容易に行える。
【００３８】
図８，図９は、空気排出口３４の別な形態を示すものである。この空気排出口３４は、空間部３２に連通するとともに、その先端が入射面１ａと略平行となるように屈曲形成されている。このため、チューブ２７、空間部３２を通過した空気は、フィルター８を遮るように噴出するため、空気によって形成される遮蔽層（エアーカーテン）によって、空気排出口２４ａよりも一層機器内の浮遊物の付着を防止することができる。本形態においても、キャンケ−ス６の突き当て部となるリブ２４２は４つとしているが、これに限定されるものではない。チューブ２７から供給される空気の圧力は、ほんのわずかで良く、出口圧力（大気圧）よりもわずかに高ければ微量な空気量でも十分に付着防止効果がある。
【００３９】
図１０は、ファン３５に連通する空気供給通路を分岐させて、空気供給通路としてチューブ２７ａ，２７ｂで２つの経路を構成したものである。本形態では、ケーシング３６の先端３７０を２つの開口部４０，４１に形成し、開口部４０及び開口部４１にチューブ２７ａ，２７ｂをそれぞれ接続したものである。本形態において、チューブ２７ａは、空気取入口２４１へと配管され、チューブ２７ｂは、例えば定着ユニット３０のケーシング３１，３２や、現像ユニット１２２等へ配管している。このようにすれば１つのファン３５でサーモパイル１とこれ以外の部位の複数部分を同時に冷却でき、装置内の効率的な冷却を行える。
【００４０】
図１１は、空気供給手段として脈流ポンプ４２を用いたものである。この脈流ポンプ４２は、伸縮自在なベローズ部４２ａと、ベローズ４２ａの両端を保持する保持部４２ａ，４３ａとを備えている。保持部４２ａ側にはチューブ２７が接続され、開閉弁４６が内蔵されている。保持部４３ａは、支持部６０によって矢印方向にスライド自在に支持されたロッド４３の一端に形成されている。ロッドの他端４３ｂは、プリンターの図示しない開閉カバーと接続されている。
【００４１】
保持部４３ａには、ベローズ４２ａ内部と外部とを連通する空気通路４５が形成されている。保持部４３ａよりのベローズ４２ａ内には、空気通路４５を開閉する開閉弁４６が内蔵されている。
【００４２】
本形態では、手作業でプリンターの本体カバー等を開けると、ロッド４３が連動してスライドし、ベローズ４２ａがつぶれて内部のエア−が開閉弁４６を押し分けチューブ２７へと空気を供給する。供給された空気は、空間部３２を介して空気排出口２４ａからホルダー２４の外部に排出される。つぶれたベローズ４２ａは、復元力で戻り、その時、空気通路４５から空気が開閉弁４７を押しのけ、ベロ−ズ４２ａの内部に取り込まれる。ベローズ４２ａの材質は、ポリエチレンを使用した。肉厚は０．２ｍｍ程度の薄いものである。
【００４３】
図示しない開閉カバーの開閉動作としては、ＡＤＦの用紙セット時の圧板開閉や、ジャム、メンテナンス時の開閉カバーの開閉動作が挙げられる。このようなプリンターに設けられた各種開閉カバーの開閉動作と連動して脈流ポンプ４２による空気供給を行うことで、定期的に空気を空気排出口２４ａから排出することができるので、フィルター８近傍に付着した浮遊物を空気の噴射により取り除くことができる。本形態では、つぶれたベローズ４２ａの戻りをベローズ４２ａの復元力によって行っているが、戻り作用が弱い場合には戻し用のバネを追加しても良い。
【００４４】
上述した形態では、定着装置として加熱ローラ２と加圧ローラ３を用いたローラ定着方式とし、サ−モパイル１は、定着回転体となる加熱ローラ２からの放射熱（赤外線）を検知しているが、測定対象はこのようなローラ部材に限定されるものではない。例えば、図１２に示す定着装置３００のように、定着回転体として、ヒータ３０５で加熱されるローラ３０１とローラ３０２とに巻き掛けられたベルト部材としての定着ベルト３０３を用いる場合には、この定着ベルト３０３を測定対象とし、同ベルトからの放射熱（赤外線）をサ−モパイル１で検知するようにすればよい。ローラ３０１やベルト３０３の種類としては、現在、主流の硬質ローラ（金属ローラの表面にテフロン（登録商標）塗装）でなく、金属ローラ又はベルトの表面にシリコンゴム層を形成した軟質ローラやベルトが挙げられる。この場合、接触式温度検知手段では、検知対象となるローラやベルトの表面がゴムのためにすぐ傷が付き易いが、本発明のような非接触の温度検知手段を用いれば、このような不具合の心配はなくなり、サーモパイル１の耐久性の向上、サ−モパイル１の急激な温度変化の防止による高精度な温度制御を行えるとともに、高温による素子の破損を防止、サーモパイル１のフィルター８等へ機器内を浮遊している浮遊物が付着することを防止することができ、正確な温度検知を行うことができるベルト定着方式の定着装置や画像形成装置を提供することができる。
【００４５】
上記各形態では、空間部３２に空気取入口２４１と空気排出口２４ａまたは空気排出口３４を連通し、各種ポンプを用いて空気を強制的に供給しているが、空気供給手段となる各種ポンプのない形態であってもよい。この場合、空間部３２内の空気は、自然対流によって空気取入口２４１や空気排出口２４ａを介して空間部３２内に導入されることになる。空気取入口２４１や空気排出口２４ａあるいは空気排出口３４を持たず、単に空間部３２をキャンケース６の外面６ａとホルダー２４の内面２４の間に形成する形態の場合、空気の流動による冷却や付着物の除去は望めないが、空間部３２内の空気が断熱層として機能するので、空間部３２のない構成よりも、サ−モパイル１の急激な温度変化を防止でき、高精度な温度制御を行えるとともに、高温による素子の破損を防止することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、空間部の空気層に断熱効果や、空間部に供給されて流動する空気による冷却作用により、熱変化を精度良く検知できる非接触温度検知手段の耐熱性能を向上させて、耐久性の向上と高精度な温度制御を行えるとともに、定着部材の定着温度の安定を図れ定着性を向上することができる。
本発明によれば、空気排出口から排出される空気によって空気の遮蔽層が形成されるので、検知面に浮遊物が付着しにくくなるとともに、排出される空気によって検知面に付着しているものが取り除かれるので、正確な温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非接触温度検知手段とホルダー及びその周辺の構成を示す拡大斜視図である。
【図２】ホルダーの先端構成を示す一部破断拡大図である。
【図３】ホルダーの内部構成と、非接触温度検知手段の装着状態，及び空気の供給経路を示す拡大断面図である。
【図４】非接触温度検知手段を装着されたホルダーを、定着回転体側から見た拡大図である。
【図５】本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図６】空気供給手段と空気供給通路の構成を示す拡大断面図である。
【図７】空気供給手段の一形態であるファンの正面図である。
【図８】空気排出口の別な形態を備えたホルダーの内部構成と、非接触温度検知手段の装着状態，及び空気の供給経路を示す拡大断面図である
【図９】非接触温度検知手段を装着されたホルダーを、定着回転体側から見た拡大図である。
【図１０】分岐された空気供給通路の構成を示す拡大断面図である。
【図１１】空気供給手段の別な形態である脈動ポンプの構成例を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明が適用されたベルト定着方式の定着装置の構成を示す拡大断面図である。
【図１３】定着装置の概略構成図である。
【図１４】（ａ）はサーモパイルの構成を示す斜視図、（ｂ）はサーモパイルの断面図である。
【符号の説明】
１ 非接触温度検知手段
１ａ 温度検知面
２，３０３ 定着回転体
３，３０５ 加熱手段
４，３０４ 加圧手段
６ａ 非接触温度検知手段の外面
２２ 制御基板
２４ ホルダー
２４ａ，３４ 空気排出口
２４０ｂ ホルダーの内面
２５ 保持部
３０，３００ 定着装置
３２ 空間部
２４１ 空気取入口
２４２ 複数のリブ
２７，２７ａ，２７ｂ 空気供給通路
３５，４２ 空気供給手段
５１，５２ 係合部材
１０８ 像担持体
１２２ 現像手段
１３６ 記録材

Claims (14)

1. 加熱手段で加熱される定着回転体と、この定着回転体に対して非接触状態に設けられ、前記定着回転体から放射される熱を検知する非接触温度検知手段と、前記非接触温度検知手段の検知結果に基づいて前記定着回転体の温度制御を行う定着装置において、
   前記非接触温度検知手段に外側から装着されるホルダーを有し、前記非接触温度検知手段と前記ホルダーとが装着状態のときに、前記非接触温度検知手段の外面と前記ホルダーの内面との間に空間部が形成されるとともに、前記ホルダーには、前記空間部に連通し空気供給を受ける空気取入口が形成されていることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記空間部は、前記非接触温度検知手段の外面を取り囲むように形成されていることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または２記載の定着装置において、
   前記ホルダーには、前記非接触温度検知手段を保持する保持部が形成されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１，２または３記載の定着装置において、
   前記ホルダーは、前記非接触温度検知手段の温度検知面側で前記非接触温度検知手段を支持する複数のリブと、前記温度検知面側で前記空間部と連通する空気排出口とが形成されていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項４記載の定着装置において、
   前記空気排出口は、前記温度検知面に空気が案内されるように形成されていることを特徴とする定着装置。
6. 請求項４または５記載の定着装置において、
   前記空気取入口側での空気圧力が、前記空気排出口側での空気圧力よりも高く、前記空気排出口側での空気圧力が大気圧より高くなるように設定されていることを特徴とする定着装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の定着装置において、
   前記空気取入口は、空気供給通路を介して空気供給手段と接続されていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項７記載の定着装置において、
   前記空気供給手段は、送風ファンであることを特徴とする定着装置。
9. 請求項７記載の定着装置において、
   前記空気供給手段は脈流ポンプであり、この脈流ポンプによる空気供給は所定の部材の開閉動作と連動していることを特徴とする定着装置。
10. 請求項７、８または９記載の定着装置において、
    前記空気供給通路は分岐されていることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか１つに記載の定着装置において、
    前記非接触温度検知手段は制御基板を有し、前記ホルダーに形成された係合部材によって前記制御基板を係止することで前記ホルダーに位置決めされていることを特徴とする定着装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか１つに記載の定着装置において、
    前記ホルダーには、耐熱性樹脂が用いられていることを特徴とする定着装置。
13. 請求項１乃至１２の何れか１つに記載の定着装置において、
    前記定着回転体は、ローラまたは複数のローラに掛け渡されたベルトであることを特徴とする定着装置。
14. 像担持体上に形成された静電潜像を現像手段によりトナー像として可視像化し、前記トナー像を記録材に転写した後、この記録材を定着装置に通して定着を行う画像形成装置において、前記定着装置が、請求項１乃至１３の何れか１つに記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。

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