温度検出装置および定着装置
【課題】定着ローラの温度を非接触で検出する温度検出装置において温度検出精度をより向上できる装置を提供すること。
【解決手段】サーモパイルユニット３４は、ステム１０１、ＣＡＮ１０２、サーモパイルチップ１０３等を備える。ＣＡＮ１０２の内面１０２１とサーモパイルチップ１０３との間の位置には、赤外線Ａの光路を取り囲むようにして、円筒状の導光部材１０６が配設されている。導光部材１０６は、ガラス等からなり、その内周面には赤外線反射膜１１１が設けられている。ＣＡＮ１０２の内面１０２１からサーモパイルチップ１０３に向かう輻射熱による赤外線Ｂは、導光部材１０６の赤外線反射膜１１１で反射し、ステム１０１に導かれる。
【解決手段】サーモパイルユニット３４は、ステム１０１、ＣＡＮ１０２、サーモパイルチップ１０３等を備える。ＣＡＮ１０２の内面１０２１とサーモパイルチップ１０３との間の位置には、赤外線Ａの光路を取り囲むようにして、円筒状の導光部材１０６が配設されている。導光部材１０６は、ガラス等からなり、その内周面には赤外線反射膜１１１が設けられている。ＣＡＮ１０２の内面１０２１からサーモパイルチップ１０３に向かう輻射熱による赤外線Ｂは、導光部材１０６の赤外線反射膜１１１で反射し、ステム１０１に導かれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱体の温度を非接触で検出する温度検出装置および当該温度検出装置を備える定着装置に関し、特に被加熱体の温度検出精度を向上させる技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置は、シート上の未定着画像を加熱、加圧により定着させるための定着装置を備えている。この定着装置には、定着ローラと、定着ローラに圧接される加圧ローラと、定着ローラを加熱するヒータと、定着ローラの表面温度を検出するセンサ等が設けられており、当該センサからの検出信号に基づいて、定着ローラの表面温度が所定の定着温度に維持されるようになっている。
【０００３】
上記センサとしては、定着ローラ表面に接触して温度を検出する接触型のサーミスタが用いられることが多かったが、接触による定着ローラ表面の傷付き、磨耗等が発生してしまう。そのため、従来から定着ローラ表面に接触せずに温度を検出できる非接触型のセンサ、具体的にはサーモパイルを用いる構成が提案されている。
図１０は、従来のサーモパイルの構成例を示す図である。
【０００４】
同図に示すように、サーモパイルユニット９００は、ステム９０１、キャップ状のＣＡＮ９０２、サーモパイルチップ９０３、サーミスタ９０４およびレンズ９０５などを備える。
サーモパイルチップ９０３は、定着ローラからの輻射熱による赤外線Ａを、レンズ９０５を介して受光して、受光量に応じた電気信号を出力する。
【０００５】
サーミスタ９０４は、サーモパイルチップ９０３の環境（温度）変化に対する温度補償を行うものであり、ステム９０１の温度をサーモパイルチップ９０３の基準温度として検出する。このサーミスタ９０４による温度検出の結果に基づいて、環境変化によるサーモパイルチップ９０３の出力誤差が補正される。
サーモパイルチップ９０３とサーミスタ９０４は、ステム９０１上に配置され、金属製のＣＡＮ９０２により密閉されている。これにより湿気等の侵入が防止される。
【０００６】
このような構成の場合、定着ローラの温度が上昇すると、ＣＡＮ９０２の温度も上昇し、時間経過に連れてサーモパイルチップ９０３には、定着ローラからの赤外線Ａと、ＣＡＮ９０２からの輻射熱による赤外線Ｂとが合わせて入射されるようになり、時間経過の前後で温度検出結果に差が生じるようになる。
また、ＣＡＮ９０２からステム９０１への熱伝達によりステム９０１の温度が上昇する。その際、ステム９０１の中心部（サーモパイルチップ９０３の配置位置の部分）よりもステム９０１の周縁部の方がＣＡＮ９０２に近いため、ステム９０１の中央部よりも周縁部の方が、温度が上がることになる。従って、ステム９０１の温度上昇に連れて、サーモパイルチップ９０３とサーミスタ９０４間の距離の分だけ、両者の配置位置における温度差が大きくなる。その結果、サーモパイルチップ９０３の実際の温度とサーミスタ９０４による検出温度との差が増大して検出誤差が大きくなるということも生じる。
【０００７】
そこで、特許文献１には、サーモパイルユニット９００をアルミ等の外殻ケースにそっくり収容する構成が開示されている。熱ローラからの赤外線が外殻ケースにより遮断されて直接サーモパイルユニット９００のＣＡＮ９０２に当たらなくなると共に、サーモパイルユニット９００の周囲温度が均一化されるので、サーモパイルチップ９０３の実際の温度とサーミスタ９０４による検出温度との差を小さくでき、検出誤差が低減されるというものである。
【特許文献１】特開２００３−３５６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成としても、時間が経過して外殻ケースの温度が上昇すると、外殻ケースからサーモパイルユニット９００に向けて赤外線が放射され、サーモパイルユニット９００のＣＡＮ９０２の温度が上がってしまう。そうなると、上記同様にサーモパイルチップ９０３に、熱ローラからの赤外線ＡとＣＡＮ９０２からの赤外線Ｂが入射されることになり、結果的に検出誤差が大きくなるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、被加熱体の温度を非接触で検出する場合の温度検出精度をより向上できる温度検出装置および当該温度検出装置を備える定着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る温度検出装置は、被加熱体の温度を非接触で検出する温度検出装置であって、赤外線入射窓を有するケースと、前記ケース内部に収容され、前記被加熱体から放射される輻射熱による赤外線を、前記赤外線入射窓を介して受光する受光センサと、前記ケース内部に収容され、前記ケース内面から前記受光センサの赤外線受光部に向かって放射される輻射熱による赤外線を別の方向に導く導光部材と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ケースは、ステムと、当該ステムに取り付けられるキャップ状のカバーを有し、前記赤外線入射窓は、前記カバーに設けられ、前記受光センサは、前記カバーに被われるようにして前記ステム上に配置され、前記導光部材は、前記カバー内面と前記受光センサとの間の位置であり、前記赤外線入射窓から入射される赤外線の光路を除く位置に配されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記導光部材は、前記光路の周囲を取り囲むようにして配されていることを特徴とする。
また、前記導光部材は、入射した赤外線を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする。
さらに、前記導光部材は、入射した赤外線を反射して、前記被加熱体が位置する方向に導くことを特徴とする。
【００１３】
また、前記導光部材は、入射した赤外線の一部を屈折させ、および別の一部を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする。
さらに、前記導光部材は、樹脂またはガラスからなり、赤外線反射膜を有することを特徴とする。
本発明は、シート上の未定着画像を、被加熱体としての定着ローラの熱により定着させる定着装置であって、前記定着ローラの温度を検出する温度検出手段として、上記に記載の温度検出装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような導光部材を配設することにより、ケースからの輻射熱による赤外線の影響をほとんど受けることなく被加熱体の温度検出を行えるようになり、温度検出精度の向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る温度検出装置および定着装置を、モノクロのレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）の定着部に適用した場合を例に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るプリンタ１全体の概略構成を示す図である。
同図に示すように、プリンタ１は、画像形成部１０、給紙部２０、定着部３０および制御部４０を備えている。
【００１６】
給紙部２０は、給紙カセット２１、給送ローラ２２およびタイミングローラ対２３等を備え、給紙カセット２１に収容されたシートＳを給送ローラ２２により１枚ずつ繰り出し、シート搬送路（破線）に沿ってタイミングローラ対２３を介して転写位置Ｔまで給送させる。
画像形成部１０は、感光体ドラム１１を一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム１１表面をプリンタヘッド１２内部のレーザダイオード（不図示）から出射されるレーザビームの走査により露光して感光体ドラム１１上に静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像してトナー像を形成した後、そのトナー像を転写位置Ｔにおいて、給紙部２０からのシートＳに転写ローラ１３の静電的作用により転写させるものである。
【００１７】
定着部３０は、定着ローラ３１、定着ローラ３１に圧接される加圧ローラ３２、定着ローラ３１を加熱するヒータ３３、および定着ローラ３１の表面温度（以下、「ローラ表面温度」という。）を検出するための非接触センサとしてのサーモパイルユニット３４等を備える。
定着ローラ３１と加圧ローラ３２は、矢印方向に回転駆動されており、定着ローラ３１と加圧ローラ３２の圧接部をトナー像（未定着画像）が転写されたシートＳが通過する際に当該トナー像が加熱、加圧されてシート上に定着される。定着後のシートＳは、排出ローラ対２５を介して排出トレイ２６上に排出される。
【００１８】
制御部４０は、画像形成部１０、給紙部２０および定着部３０の動作を統括的に制御して円滑な画像形成動作を実行させる。また、制御部４０は、サーモパイルユニット３４からの出力信号を受信し、ローラ表面温度を監視して、ローラ表面温度が所定の定着温度に維持されるようにヒータ３３への電力供給量を制御する。
図２（ａ）は、サーモパイルユニット３４の内部構成を示す図であり、図２（ｂ）は、サーモパイルユニット３４の１つの構成要素である導光部材１０６の構成を示す斜視図である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、サーモパイルユニット３４は、ステム１０１とＣＡＮ１０２からなるケース１００、サーモパイルチップ１０３、サーミスタ１０４、レンズ１０５および導光部材１０６などを備える。同図では、ＣＡＮ１０２、レンズ１０５および導光部材１０６を縦方向に切断したときの断面で示している。
ケース１００は、ステム１０１に、金属製のキャップ状のカバーからなるＣＡＮ１０２が嵌め込まれてなり、サーモパイルチップ１０３とサーミスタ１０４を収容する。ケース１００は密閉されており、ケース１００の内部には、窒素ガス等の不活性ガスが封入されている。ＣＡＮ１０２の、定着ローラ３１と対向する側の面には、赤外線入射窓としてのレンズ１０５が設けられている。ステム１０１上には、サーモパイルチップ１０３とサーミスタ１０４が配置されている。
【００２０】
サーモパイルチップ１０３（受光センサ）は、サーモパイルからなる赤外線受光部１０３１を有し、定着ローラ３１からの輻射熱による赤外線Ａを、レンズ１０５を介して赤外線受光部１０３１で受光して、その受光量に応じた電気信号を出力する。より具体的には、サーモパイルが定着ローラ３１からの赤外線Ａの入射により加熱されると、その加熱量に応じた電圧を出力する。
【００２１】
サーミスタ１０４は、ステム１０１の温度をサーモパイルチップ１０３の基準温度として検出し、その検出信号を出力する。制御部４０は、サーミスタ１０４からの検出信号に基づいて、サーモパイルチップ１０３の、環境（温度）変化による出力電圧の誤差を補正する。
図３は、サーモパイルチップ１０３の出力電圧（補正後）とローラ表面温度との関係の例を示す図である。
【００２２】
同図に示すように、サーモパイルチップ１０３の出力電圧（補正後）とローラ表面温度とが略比例の関係になっていることが判る。制御部４０は、同図に示す出力電圧とローラ表面温度との関係を示す情報を予め保持しており、この情報を参照して、出力電圧（補正後）からローラ表面温度を特定する。
図２（ａ）に戻って、ＣＡＮ１０２の内面１０２１と、サーモパイルチップ１０３の赤外線受光部１０３１との間であり、熱ローラ３１からの赤外線Ａの光路１０７（レンズ１０５から赤外線受光部１０３１までの間の赤外線の光路）を除く位置には、円筒状の導光部材１０６が、当該光路１０７の周囲を取り囲むようにして配設されている。
【００２３】
導光部材１０６は、図２（ｂ）に示すように、外径が略一定で、内径がステム１０１に近づくに連れて小さくなる形状になっている。導光部材１０６は、ここではアクリル系の樹脂またはガラスにより形成され、その内周面１１３には、赤外線反射膜１１１が設けられている。赤外線反射膜１１１は、アルミ、金または銀などからなり、蒸着またはメッキなどにより、導光部材１０６の内周面１１３の全面に渡って形成される。
【００２４】
この導光部材１０６は、定着ローラ３１の熱により加熱されたＣＡＮ１０２から赤外線受光部１０３１に向かって放射される、輻射熱による赤外線を別の方向に導いて、赤外線受光部１０３１への入射を防止するものである。
図４は、導光部材１０６により赤外線が導光される様子を示す模式図である。
同図に示すように、ＣＡＮ１０２の輻射熱による赤外線のうち、ＣＡＮ１０２の内面１０２１からサーモパイルチップ１０３に向かう赤外線Ｂは、導光部材１０６の外周面１１２から入射して導光部材１０６の内部を通り、導光部材１０６の内周面に設けられた赤外線反射膜１１１により反射されて、ステム１０１上におけるサーモパイルチップ１０３の配置部分以外の部分（領域）に導かれる。
【００２５】
これによりＣＡＮ１０２の温度が上昇し、ＣＡＮ１０２から輻射熱が放射されるようになっても、サーモパイルチップ１０３に向かう赤外線Ｂを赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができる。換言すれば、ＣＡＮ１０２の温度が低いときでも高いときでも赤外線Ｂの影響をほとんど受けずにローラ表面温度を検出することができる。
従って、従来のようにＣＡＮ１０２の温度が低いときには赤外線Ａだけを検出し、ＣＡＮ１０２の温度が高くなると赤外線ＡとＢの両方を検出してしまい、本来であれば同じ温度が検出されるべきところ時間の前後で検出温度が異なるといったことを生じ難くすることができ、温度検出精度の向上を図れる。
【００２６】
図５は、従来相当の構成のサーモパイルユニットを用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図であり、図６は、従来相当のサーモパイルユニットを用いた場合におけるステムとＣＡＮの温度変化の例を示す図であり、図７は、本発明のサーモパイルユニット３４を用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図である。
図５、図７は、実験として、定着ローラ３１表面にサーミスタを接触させる構成をとると共に、当該サーミスタの温度検出結果に応じてローラ表面温度を１４０〔℃〕に維持する制御を行った場合に、時間経過に連れてサーモパイルユニットにより検出される温度がどのように遷移したのかを示すグラフである。なお、横軸は時間軸であり、単位を秒で表わしており、測定開始から図５では４５０秒、図７では５００秒までの間については、実際のローラ表面温度とサーモパイルユニットによる検出温度とが略同じであったので省略している。
【００２７】
図５の従来相当の例では、測定開始から４５０秒を過ぎた当たりから、サーモパイルユニットによる検出温度が実際のローラ表面温度（１４０〔℃〕）を上回っており、検出誤差が生じている。この検出誤差は、測定開始から５０００秒の付近では、約２０〔℃〕になっていることが判る。これは、上記のように従来相当のサーモパイルユニットの場合、ＣＡＮの温度上昇によりＣＡＮからの赤外線Ｂを検出して、実際のローラ表面温度よりも高い温度を検出してしまったものと考えられる。
【００２８】
ローラ表面温度が実際の温度よりも２０〔℃〕も高く検出されるということは、このサーモパイルユニットを用いると、ローラ表面温度は、本来の定着温度よりも２０〔℃〕低い温度で制御されることになり、定着が正常に行われないおそれが生じる。
また、図６に示すように、ステムの温度とＣＡＮの温度にも時間の経過に連れて差が生じており、同図では測定開始から５０００秒後に約５〔℃〕の温度差になっている。
【００２９】
この温度差が大きくなるということは、上記のようにサーモパイルチップの基準温度の検出誤差が大きくなることを意味するので、結果的に検出温度の誤差が大きくなることになる。
これに対し、図７に示す本発明の構成例の場合、測定開始から５０００秒を過ぎるまでの間、サーモパイルユニット３４による検出温度と実際のローラ表面温度とが略一致しており、検出誤差がほとんど生じていないことが判る。これは、導光部材１０６の配置によりＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂがステム１０１に導かれ、赤外線Ｂの影響をほとんど受けずに温度検出を行えたからであると考えられる。
【００３０】
また、図示していないが、赤外線Ｂがステム１０１に導かれることにより、ステム１０１の温度が従来相当の構成例よりも上昇し、ステム１０１とＣＡＮ１０２の温度が略同じになっていることが判った。従来相当に比べて、ステム１０１とＣＡＮ１０２の温度差が少なくなり、さらなる検出温度の誤差低減を図れたものと思われる。
以上説明したように、サーモパイルユニット３４に導光部材１０６を配設したので、ＣＡＮ１０２からの輻射熱の影響をほとんど受けることなくローラ表面温度を検出できるようになり、温度検出精度の向上を図ることができる。
【００３１】
なお、導光部材１０６の大きさ、形状、材料、赤外線反射膜１１１の材料、膜厚、ステム１０１表面に対する角度θ（図４）等については、実験等から赤外線の導光に最適な大きさ、材料、角度等が決定される。このことは以下の実施の形態等について同様である。
（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂをステム１０１の位置する方向に導く構成としたが、本実施の形態では、その逆の方向に導くとしており、この点が異なっている。以下、説明の都合上、第１の実施の形態と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
【００３２】
図８（ａ）は、本実施の形態に係るサーモパイルユニット２３４の構成例を示す図であり、図８（ｂ）は、サーモパイルユニット２３４の構成要素である導光部材２０６の構成例を示す斜視図であり、図８（ｃ）は、反射部材２０１の構成例を示す斜視図である。
導光部材２０６は、第１の実施の形態に係る導光部材１０６の代わりになるものであり、図８（ｂ）に示すように、円筒状であって、外径が略一定で、内径がステム１０１に近づくに連れて大きくなる形状になっている。導光部材２０６の材料としては、上記導光部材１０６と同じとすることができる。導光部材２０６の内周面には、赤外線反射膜２１１が設けられている。赤外線反射膜２１１は、第１の実施の形態に係る赤外線反射膜１１１と同じものを用いることができる。
【００３３】
反射部材２０１は、図８（ｃ）に示すように円筒状で円錐台形状をした部材であり、金属またはガラス等から形成され、その外表面には赤外線反射膜２０２が形成されている。赤外線反射膜２０２は、第１の実施の形態に係る赤外線反射膜１１１と同じものが用いられる。反射部材２０１は、その径が最小の部分でレンズ１０５の径よりもやや大きくなっており、径の最小の部分とレンズ１０５とが対向するように、ＣＡＮ１０２の上面に配置されている。
【００３４】
図８（ａ）に示すように、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂは、導光部材２０６の外周面２１２から入射して導光部材２０６の内部を通り、導光部材２０６の内周面に設けられた赤外線反射膜２１１で反射されて、ＣＡＮ１０２の上部１０２２の方向に導かれる。
これによりＣＡＮ１０２の上部１０２２の温度が上昇するが、その輻射熱による赤外線Ｃが定着ローラ３１の方向（同図の上方）に放射されると、その赤外線Ｃは、反射部材２０１の赤外線反射膜２０２により、サーモパイルユニット２３４の外部に向けて反射される。従って、第１の実施の形態と同様に、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂを赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができ、赤外線Ｂの影響をほとんど受けずにローラ表面温度を検出することができる。
【００３５】
なお、赤外線Ｂを別の方向に導くという点からすれば、反射部材２０１を設けない構成をとるとしてもある程度の効果を得ることができる。
（第３の実施の形態）
図９（ａ）は、本実施の形態に係るサーモパイルユニット３３４の構成例を示す図であり、図９（ｂ）は、サーモパイルユニット３３４の構成要素である導光部材３０６の構成例を示す斜視図である。
【００３６】
導光部材３０６は、図９（ｂ）に示すように、円筒状であって、内径が略一定で、外径がステム１０１に近づくに連れて大きくなる形状になっている。導光部材３０６の内周面には、赤外線反射膜３１１が設けられている。導光部材３０６と赤外線反射膜３１１の材料としては、第１の実施の導光部材１０６と赤外線反射膜１１１と同じものを用いることができる。
【００３７】
図９（ａ）に示すように、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂの一部は、導光部材３０６の外周面３１２で屈折してステム１０１上の、サーモパイルチップ１０３が配置されていない部分に導かれる。また、赤外線Ｂの別の一部は、導光部材３０６の内周面に設けられた赤外線反射膜３１１で反射され、ステム１０１上の、サーモパイルチップ１０３が配置されていない部分に導かれる。
【００３８】
これにより、上記実施の形態と同様に、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂを赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができ、赤外線Ｂの影響をほとんど受けずにローラ表面温度を検出することができる。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
【００３９】
（１）上記第１の実施の形態では、赤外線反射膜１１１を導光部材１０６の内周面１１３に設けるとしたが、赤外線Ｂの直進を妨げて別の方向に導くことができれば良く、例えば内周面１１３に代えて外周面１１２に設けるとすることもできる。この場合、反射された赤外線Ｂがステム１０１の方向に導かれるように外周面１１２のステム１０１に対する角度を工夫することが好ましい。
【００４０】
さらに、導光部材１０６に赤外線反射膜１１１の全部または一部を設けないとしてもある程度の効果を得ることができる。導光部材１０６の配置により、赤外線Ｂの少なくとも一部を導光部材１０６の外周面１１２、内周面１１３で反射させることが可能になり、導光部材を配置しない従来の構成に比べて、赤外線Ｂの影響を受ける程度を低減できるからである。この場合、内周面１１３および／または外周面１１２を反射率等の向上のために鏡面化等しておくことが望ましい。これらのことは、第２、第３の実施の形態について同様である。
【００４１】
（２）また、上記実施の形態では、導光部材を円筒状のものとしたが、赤外線Ｂを別の方向に導くことができるものであれば、その形状が円筒状に限られないことはいうまでもない。例えば、断面が矩形の筒状としても良い。
さらに、上記実施の形態では、赤外線Ａの光路１０７の周囲を１周に渡って取り囲むように導光部材を配置するとしたが、一周に限られることはない。例えば、一部、具体的には半周だけとすることもできる。少なくとも、その半周分については、ＣＡＮ１０２から赤外線受光部１０３１に向かう赤外線Ｂを別の方向に導くことで赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができ、従来よりも温度検出精度の向上を図れる。
【００４２】
また、ケース１００をステム１０１とＣＡＮ１０２とで構成したが、サーモパイルチップ１０３と導光部材１０６を収容するケースであれば、これに限られないこともいうまでもない。
（３）上記実施の形態では、本発明に係る温度検出装置をサーモパイルユニットに適用した場合の例を説明したが、本発明は、被加熱体からの赤外線を受光して温度を検出する非接触式の温度検出装置一般に適用できる。また、被加熱体を、複写機、プリンタ等の画像形成装置の定着部における定着ローラとした場合の例を説明したが、温度検出対象となるべき被加熱体であれば、これに限られることもない。
【００４３】
また、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の温度検出装置は、温度検出精度を向上させる技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態に係るプリンタ１全体の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、サーモパイルユニット３４の内部構成を示す図であり、（ｂ）は、サーモパイルユニット３４の１つの構成要素である導光部材１０６の構成を示す斜視図である。
【図３】サーモパイルチップ１０３の出力電圧（補正後）とローラ表面温度との関係の例を示す図である。
【図４】導光部材１０６により赤外線が導光される様子を示す模式図である。
【図５】従来相当の構成のサーモパイルユニットを用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図である。
【図６】従来相当の構成のサーモパイルユニットを用いた場合におけるステムとＣＡＮの温度変化の例を示す図である。
【図７】本発明のサーモパイルユニット３４を用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図である。
【図８】（ａ）は、第２の実施の形態に係るサーモパイルユニット２３４の構成例を示す図であり、（ｂ）は、サーモパイルユニット２３４の構成要素である導光部材２０６の構成例を示す斜視図であり、（ｃ）は、反射部材２０１の構成例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、第３の実施の形態に係るサーモパイルユニット３３４の構成例を示す図であり、（ｂ）は、サーモパイルユニット３３４の構成要素である導光部材３０６の構成例を示す斜視図である。
【図１０】従来のサーモパイルユニットの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
３０ 定着部
３１ 定着ローラ
３３ ヒータ
３４、２３４、３３４ サーモパイルユニット
１００ ケース
１０１ ステム
１０２ ＣＡＮ
１０３ サーモパイルチップ
１０５ レンズ
１０６、２０６、３０６ 導光部材
１１１、２０２、２１１、３１１ 赤外線反射膜
１０３１ 赤外線受光部
Ａ 定着ローラからの赤外線
Ｂ ＣＡＮからの輻射熱による赤外線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱体の温度を非接触で検出する温度検出装置および当該温度検出装置を備える定着装置に関し、特に被加熱体の温度検出精度を向上させる技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置は、シート上の未定着画像を加熱、加圧により定着させるための定着装置を備えている。この定着装置には、定着ローラと、定着ローラに圧接される加圧ローラと、定着ローラを加熱するヒータと、定着ローラの表面温度を検出するセンサ等が設けられており、当該センサからの検出信号に基づいて、定着ローラの表面温度が所定の定着温度に維持されるようになっている。
【０００３】
上記センサとしては、定着ローラ表面に接触して温度を検出する接触型のサーミスタが用いられることが多かったが、接触による定着ローラ表面の傷付き、磨耗等が発生してしまう。そのため、従来から定着ローラ表面に接触せずに温度を検出できる非接触型のセンサ、具体的にはサーモパイルを用いる構成が提案されている。
図１０は、従来のサーモパイルの構成例を示す図である。
【０００４】
同図に示すように、サーモパイルユニット９００は、ステム９０１、キャップ状のＣＡＮ９０２、サーモパイルチップ９０３、サーミスタ９０４およびレンズ９０５などを備える。
サーモパイルチップ９０３は、定着ローラからの輻射熱による赤外線Ａを、レンズ９０５を介して受光して、受光量に応じた電気信号を出力する。
【０００５】
サーミスタ９０４は、サーモパイルチップ９０３の環境（温度）変化に対する温度補償を行うものであり、ステム９０１の温度をサーモパイルチップ９０３の基準温度として検出する。このサーミスタ９０４による温度検出の結果に基づいて、環境変化によるサーモパイルチップ９０３の出力誤差が補正される。
サーモパイルチップ９０３とサーミスタ９０４は、ステム９０１上に配置され、金属製のＣＡＮ９０２により密閉されている。これにより湿気等の侵入が防止される。
【０００６】
このような構成の場合、定着ローラの温度が上昇すると、ＣＡＮ９０２の温度も上昇し、時間経過に連れてサーモパイルチップ９０３には、定着ローラからの赤外線Ａと、ＣＡＮ９０２からの輻射熱による赤外線Ｂとが合わせて入射されるようになり、時間経過の前後で温度検出結果に差が生じるようになる。
また、ＣＡＮ９０２からステム９０１への熱伝達によりステム９０１の温度が上昇する。その際、ステム９０１の中心部（サーモパイルチップ９０３の配置位置の部分）よりもステム９０１の周縁部の方がＣＡＮ９０２に近いため、ステム９０１の中央部よりも周縁部の方が、温度が上がることになる。従って、ステム９０１の温度上昇に連れて、サーモパイルチップ９０３とサーミスタ９０４間の距離の分だけ、両者の配置位置における温度差が大きくなる。その結果、サーモパイルチップ９０３の実際の温度とサーミスタ９０４による検出温度との差が増大して検出誤差が大きくなるということも生じる。
【０００７】
そこで、特許文献１には、サーモパイルユニット９００をアルミ等の外殻ケースにそっくり収容する構成が開示されている。熱ローラからの赤外線が外殻ケースにより遮断されて直接サーモパイルユニット９００のＣＡＮ９０２に当たらなくなると共に、サーモパイルユニット９００の周囲温度が均一化されるので、サーモパイルチップ９０３の実際の温度とサーミスタ９０４による検出温度との差を小さくでき、検出誤差が低減されるというものである。
【特許文献１】特開２００３−３５６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成としても、時間が経過して外殻ケースの温度が上昇すると、外殻ケースからサーモパイルユニット９００に向けて赤外線が放射され、サーモパイルユニット９００のＣＡＮ９０２の温度が上がってしまう。そうなると、上記同様にサーモパイルチップ９０３に、熱ローラからの赤外線ＡとＣＡＮ９０２からの赤外線Ｂが入射されることになり、結果的に検出誤差が大きくなるという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、被加熱体の温度を非接触で検出する場合の温度検出精度をより向上できる温度検出装置および当該温度検出装置を備える定着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る温度検出装置は、被加熱体の温度を非接触で検出する温度検出装置であって、赤外線入射窓を有するケースと、前記ケース内部に収容され、前記被加熱体から放射される輻射熱による赤外線を、前記赤外線入射窓を介して受光する受光センサと、前記ケース内部に収容され、前記ケース内面から前記受光センサの赤外線受光部に向かって放射される輻射熱による赤外線を別の方向に導く導光部材と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ケースは、ステムと、当該ステムに取り付けられるキャップ状のカバーを有し、前記赤外線入射窓は、前記カバーに設けられ、前記受光センサは、前記カバーに被われるようにして前記ステム上に配置され、前記導光部材は、前記カバー内面と前記受光センサとの間の位置であり、前記赤外線入射窓から入射される赤外線の光路を除く位置に配されていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記導光部材は、前記光路の周囲を取り囲むようにして配されていることを特徴とする。
また、前記導光部材は、入射した赤外線を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする。
さらに、前記導光部材は、入射した赤外線を反射して、前記被加熱体が位置する方向に導くことを特徴とする。
【００１３】
また、前記導光部材は、入射した赤外線の一部を屈折させ、および別の一部を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする。
さらに、前記導光部材は、樹脂またはガラスからなり、赤外線反射膜を有することを特徴とする。
本発明は、シート上の未定着画像を、被加熱体としての定着ローラの熱により定着させる定着装置であって、前記定着ローラの温度を検出する温度検出手段として、上記に記載の温度検出装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記のような導光部材を配設することにより、ケースからの輻射熱による赤外線の影響をほとんど受けることなく被加熱体の温度検出を行えるようになり、温度検出精度の向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る温度検出装置および定着装置を、モノクロのレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）の定着部に適用した場合を例に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るプリンタ１全体の概略構成を示す図である。
同図に示すように、プリンタ１は、画像形成部１０、給紙部２０、定着部３０および制御部４０を備えている。
【００１６】
給紙部２０は、給紙カセット２１、給送ローラ２２およびタイミングローラ対２３等を備え、給紙カセット２１に収容されたシートＳを給送ローラ２２により１枚ずつ繰り出し、シート搬送路（破線）に沿ってタイミングローラ対２３を介して転写位置Ｔまで給送させる。
画像形成部１０は、感光体ドラム１１を一様に帯電させ、帯電された感光体ドラム１１表面をプリンタヘッド１２内部のレーザダイオード（不図示）から出射されるレーザビームの走査により露光して感光体ドラム１１上に静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像してトナー像を形成した後、そのトナー像を転写位置Ｔにおいて、給紙部２０からのシートＳに転写ローラ１３の静電的作用により転写させるものである。
【００１７】
定着部３０は、定着ローラ３１、定着ローラ３１に圧接される加圧ローラ３２、定着ローラ３１を加熱するヒータ３３、および定着ローラ３１の表面温度（以下、「ローラ表面温度」という。）を検出するための非接触センサとしてのサーモパイルユニット３４等を備える。
定着ローラ３１と加圧ローラ３２は、矢印方向に回転駆動されており、定着ローラ３１と加圧ローラ３２の圧接部をトナー像（未定着画像）が転写されたシートＳが通過する際に当該トナー像が加熱、加圧されてシート上に定着される。定着後のシートＳは、排出ローラ対２５を介して排出トレイ２６上に排出される。
【００１８】
制御部４０は、画像形成部１０、給紙部２０および定着部３０の動作を統括的に制御して円滑な画像形成動作を実行させる。また、制御部４０は、サーモパイルユニット３４からの出力信号を受信し、ローラ表面温度を監視して、ローラ表面温度が所定の定着温度に維持されるようにヒータ３３への電力供給量を制御する。
図２（ａ）は、サーモパイルユニット３４の内部構成を示す図であり、図２（ｂ）は、サーモパイルユニット３４の１つの構成要素である導光部材１０６の構成を示す斜視図である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、サーモパイルユニット３４は、ステム１０１とＣＡＮ１０２からなるケース１００、サーモパイルチップ１０３、サーミスタ１０４、レンズ１０５および導光部材１０６などを備える。同図では、ＣＡＮ１０２、レンズ１０５および導光部材１０６を縦方向に切断したときの断面で示している。
ケース１００は、ステム１０１に、金属製のキャップ状のカバーからなるＣＡＮ１０２が嵌め込まれてなり、サーモパイルチップ１０３とサーミスタ１０４を収容する。ケース１００は密閉されており、ケース１００の内部には、窒素ガス等の不活性ガスが封入されている。ＣＡＮ１０２の、定着ローラ３１と対向する側の面には、赤外線入射窓としてのレンズ１０５が設けられている。ステム１０１上には、サーモパイルチップ１０３とサーミスタ１０４が配置されている。
【００２０】
サーモパイルチップ１０３（受光センサ）は、サーモパイルからなる赤外線受光部１０３１を有し、定着ローラ３１からの輻射熱による赤外線Ａを、レンズ１０５を介して赤外線受光部１０３１で受光して、その受光量に応じた電気信号を出力する。より具体的には、サーモパイルが定着ローラ３１からの赤外線Ａの入射により加熱されると、その加熱量に応じた電圧を出力する。
【００２１】
サーミスタ１０４は、ステム１０１の温度をサーモパイルチップ１０３の基準温度として検出し、その検出信号を出力する。制御部４０は、サーミスタ１０４からの検出信号に基づいて、サーモパイルチップ１０３の、環境（温度）変化による出力電圧の誤差を補正する。
図３は、サーモパイルチップ１０３の出力電圧（補正後）とローラ表面温度との関係の例を示す図である。
【００２２】
同図に示すように、サーモパイルチップ１０３の出力電圧（補正後）とローラ表面温度とが略比例の関係になっていることが判る。制御部４０は、同図に示す出力電圧とローラ表面温度との関係を示す情報を予め保持しており、この情報を参照して、出力電圧（補正後）からローラ表面温度を特定する。
図２（ａ）に戻って、ＣＡＮ１０２の内面１０２１と、サーモパイルチップ１０３の赤外線受光部１０３１との間であり、熱ローラ３１からの赤外線Ａの光路１０７（レンズ１０５から赤外線受光部１０３１までの間の赤外線の光路）を除く位置には、円筒状の導光部材１０６が、当該光路１０７の周囲を取り囲むようにして配設されている。
【００２３】
導光部材１０６は、図２（ｂ）に示すように、外径が略一定で、内径がステム１０１に近づくに連れて小さくなる形状になっている。導光部材１０６は、ここではアクリル系の樹脂またはガラスにより形成され、その内周面１１３には、赤外線反射膜１１１が設けられている。赤外線反射膜１１１は、アルミ、金または銀などからなり、蒸着またはメッキなどにより、導光部材１０６の内周面１１３の全面に渡って形成される。
【００２４】
この導光部材１０６は、定着ローラ３１の熱により加熱されたＣＡＮ１０２から赤外線受光部１０３１に向かって放射される、輻射熱による赤外線を別の方向に導いて、赤外線受光部１０３１への入射を防止するものである。
図４は、導光部材１０６により赤外線が導光される様子を示す模式図である。
同図に示すように、ＣＡＮ１０２の輻射熱による赤外線のうち、ＣＡＮ１０２の内面１０２１からサーモパイルチップ１０３に向かう赤外線Ｂは、導光部材１０６の外周面１１２から入射して導光部材１０６の内部を通り、導光部材１０６の内周面に設けられた赤外線反射膜１１１により反射されて、ステム１０１上におけるサーモパイルチップ１０３の配置部分以外の部分（領域）に導かれる。
【００２５】
これによりＣＡＮ１０２の温度が上昇し、ＣＡＮ１０２から輻射熱が放射されるようになっても、サーモパイルチップ１０３に向かう赤外線Ｂを赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができる。換言すれば、ＣＡＮ１０２の温度が低いときでも高いときでも赤外線Ｂの影響をほとんど受けずにローラ表面温度を検出することができる。
従って、従来のようにＣＡＮ１０２の温度が低いときには赤外線Ａだけを検出し、ＣＡＮ１０２の温度が高くなると赤外線ＡとＢの両方を検出してしまい、本来であれば同じ温度が検出されるべきところ時間の前後で検出温度が異なるといったことを生じ難くすることができ、温度検出精度の向上を図れる。
【００２６】
図５は、従来相当の構成のサーモパイルユニットを用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図であり、図６は、従来相当のサーモパイルユニットを用いた場合におけるステムとＣＡＮの温度変化の例を示す図であり、図７は、本発明のサーモパイルユニット３４を用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図である。
図５、図７は、実験として、定着ローラ３１表面にサーミスタを接触させる構成をとると共に、当該サーミスタの温度検出結果に応じてローラ表面温度を１４０〔℃〕に維持する制御を行った場合に、時間経過に連れてサーモパイルユニットにより検出される温度がどのように遷移したのかを示すグラフである。なお、横軸は時間軸であり、単位を秒で表わしており、測定開始から図５では４５０秒、図７では５００秒までの間については、実際のローラ表面温度とサーモパイルユニットによる検出温度とが略同じであったので省略している。
【００２７】
図５の従来相当の例では、測定開始から４５０秒を過ぎた当たりから、サーモパイルユニットによる検出温度が実際のローラ表面温度（１４０〔℃〕）を上回っており、検出誤差が生じている。この検出誤差は、測定開始から５０００秒の付近では、約２０〔℃〕になっていることが判る。これは、上記のように従来相当のサーモパイルユニットの場合、ＣＡＮの温度上昇によりＣＡＮからの赤外線Ｂを検出して、実際のローラ表面温度よりも高い温度を検出してしまったものと考えられる。
【００２８】
ローラ表面温度が実際の温度よりも２０〔℃〕も高く検出されるということは、このサーモパイルユニットを用いると、ローラ表面温度は、本来の定着温度よりも２０〔℃〕低い温度で制御されることになり、定着が正常に行われないおそれが生じる。
また、図６に示すように、ステムの温度とＣＡＮの温度にも時間の経過に連れて差が生じており、同図では測定開始から５０００秒後に約５〔℃〕の温度差になっている。
【００２９】
この温度差が大きくなるということは、上記のようにサーモパイルチップの基準温度の検出誤差が大きくなることを意味するので、結果的に検出温度の誤差が大きくなることになる。
これに対し、図７に示す本発明の構成例の場合、測定開始から５０００秒を過ぎるまでの間、サーモパイルユニット３４による検出温度と実際のローラ表面温度とが略一致しており、検出誤差がほとんど生じていないことが判る。これは、導光部材１０６の配置によりＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂがステム１０１に導かれ、赤外線Ｂの影響をほとんど受けずに温度検出を行えたからであると考えられる。
【００３０】
また、図示していないが、赤外線Ｂがステム１０１に導かれることにより、ステム１０１の温度が従来相当の構成例よりも上昇し、ステム１０１とＣＡＮ１０２の温度が略同じになっていることが判った。従来相当に比べて、ステム１０１とＣＡＮ１０２の温度差が少なくなり、さらなる検出温度の誤差低減を図れたものと思われる。
以上説明したように、サーモパイルユニット３４に導光部材１０６を配設したので、ＣＡＮ１０２からの輻射熱の影響をほとんど受けることなくローラ表面温度を検出できるようになり、温度検出精度の向上を図ることができる。
【００３１】
なお、導光部材１０６の大きさ、形状、材料、赤外線反射膜１１１の材料、膜厚、ステム１０１表面に対する角度θ（図４）等については、実験等から赤外線の導光に最適な大きさ、材料、角度等が決定される。このことは以下の実施の形態等について同様である。
（第２の実施の形態）
上記実施の形態では、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂをステム１０１の位置する方向に導く構成としたが、本実施の形態では、その逆の方向に導くとしており、この点が異なっている。以下、説明の都合上、第１の実施の形態と同じ内容についてはその説明を省略し、同じ構成要素については、同符号を付すものとする。
【００３２】
図８（ａ）は、本実施の形態に係るサーモパイルユニット２３４の構成例を示す図であり、図８（ｂ）は、サーモパイルユニット２３４の構成要素である導光部材２０６の構成例を示す斜視図であり、図８（ｃ）は、反射部材２０１の構成例を示す斜視図である。
導光部材２０６は、第１の実施の形態に係る導光部材１０６の代わりになるものであり、図８（ｂ）に示すように、円筒状であって、外径が略一定で、内径がステム１０１に近づくに連れて大きくなる形状になっている。導光部材２０６の材料としては、上記導光部材１０６と同じとすることができる。導光部材２０６の内周面には、赤外線反射膜２１１が設けられている。赤外線反射膜２１１は、第１の実施の形態に係る赤外線反射膜１１１と同じものを用いることができる。
【００３３】
反射部材２０１は、図８（ｃ）に示すように円筒状で円錐台形状をした部材であり、金属またはガラス等から形成され、その外表面には赤外線反射膜２０２が形成されている。赤外線反射膜２０２は、第１の実施の形態に係る赤外線反射膜１１１と同じものが用いられる。反射部材２０１は、その径が最小の部分でレンズ１０５の径よりもやや大きくなっており、径の最小の部分とレンズ１０５とが対向するように、ＣＡＮ１０２の上面に配置されている。
【００３４】
図８（ａ）に示すように、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂは、導光部材２０６の外周面２１２から入射して導光部材２０６の内部を通り、導光部材２０６の内周面に設けられた赤外線反射膜２１１で反射されて、ＣＡＮ１０２の上部１０２２の方向に導かれる。
これによりＣＡＮ１０２の上部１０２２の温度が上昇するが、その輻射熱による赤外線Ｃが定着ローラ３１の方向（同図の上方）に放射されると、その赤外線Ｃは、反射部材２０１の赤外線反射膜２０２により、サーモパイルユニット２３４の外部に向けて反射される。従って、第１の実施の形態と同様に、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂを赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができ、赤外線Ｂの影響をほとんど受けずにローラ表面温度を検出することができる。
【００３５】
なお、赤外線Ｂを別の方向に導くという点からすれば、反射部材２０１を設けない構成をとるとしてもある程度の効果を得ることができる。
（第３の実施の形態）
図９（ａ）は、本実施の形態に係るサーモパイルユニット３３４の構成例を示す図であり、図９（ｂ）は、サーモパイルユニット３３４の構成要素である導光部材３０６の構成例を示す斜視図である。
【００３６】
導光部材３０６は、図９（ｂ）に示すように、円筒状であって、内径が略一定で、外径がステム１０１に近づくに連れて大きくなる形状になっている。導光部材３０６の内周面には、赤外線反射膜３１１が設けられている。導光部材３０６と赤外線反射膜３１１の材料としては、第１の実施の導光部材１０６と赤外線反射膜１１１と同じものを用いることができる。
【００３７】
図９（ａ）に示すように、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂの一部は、導光部材３０６の外周面３１２で屈折してステム１０１上の、サーモパイルチップ１０３が配置されていない部分に導かれる。また、赤外線Ｂの別の一部は、導光部材３０６の内周面に設けられた赤外線反射膜３１１で反射され、ステム１０１上の、サーモパイルチップ１０３が配置されていない部分に導かれる。
【００３８】
これにより、上記実施の形態と同様に、ＣＡＮ１０２からの赤外線Ｂを赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができ、赤外線Ｂの影響をほとんど受けずにローラ表面温度を検出することができる。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
【００３９】
（１）上記第１の実施の形態では、赤外線反射膜１１１を導光部材１０６の内周面１１３に設けるとしたが、赤外線Ｂの直進を妨げて別の方向に導くことができれば良く、例えば内周面１１３に代えて外周面１１２に設けるとすることもできる。この場合、反射された赤外線Ｂがステム１０１の方向に導かれるように外周面１１２のステム１０１に対する角度を工夫することが好ましい。
【００４０】
さらに、導光部材１０６に赤外線反射膜１１１の全部または一部を設けないとしてもある程度の効果を得ることができる。導光部材１０６の配置により、赤外線Ｂの少なくとも一部を導光部材１０６の外周面１１２、内周面１１３で反射させることが可能になり、導光部材を配置しない従来の構成に比べて、赤外線Ｂの影響を受ける程度を低減できるからである。この場合、内周面１１３および／または外周面１１２を反射率等の向上のために鏡面化等しておくことが望ましい。これらのことは、第２、第３の実施の形態について同様である。
【００４１】
（２）また、上記実施の形態では、導光部材を円筒状のものとしたが、赤外線Ｂを別の方向に導くことができるものであれば、その形状が円筒状に限られないことはいうまでもない。例えば、断面が矩形の筒状としても良い。
さらに、上記実施の形態では、赤外線Ａの光路１０７の周囲を１周に渡って取り囲むように導光部材を配置するとしたが、一周に限られることはない。例えば、一部、具体的には半周だけとすることもできる。少なくとも、その半周分については、ＣＡＮ１０２から赤外線受光部１０３１に向かう赤外線Ｂを別の方向に導くことで赤外線受光部１０３１に入射させないようにすることができ、従来よりも温度検出精度の向上を図れる。
【００４２】
また、ケース１００をステム１０１とＣＡＮ１０２とで構成したが、サーモパイルチップ１０３と導光部材１０６を収容するケースであれば、これに限られないこともいうまでもない。
（３）上記実施の形態では、本発明に係る温度検出装置をサーモパイルユニットに適用した場合の例を説明したが、本発明は、被加熱体からの赤外線を受光して温度を検出する非接触式の温度検出装置一般に適用できる。また、被加熱体を、複写機、プリンタ等の画像形成装置の定着部における定着ローラとした場合の例を説明したが、温度検出対象となるべき被加熱体であれば、これに限られることもない。
【００４３】
また、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の温度検出装置は、温度検出精度を向上させる技術として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態に係るプリンタ１全体の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、サーモパイルユニット３４の内部構成を示す図であり、（ｂ）は、サーモパイルユニット３４の１つの構成要素である導光部材１０６の構成を示す斜視図である。
【図３】サーモパイルチップ１０３の出力電圧（補正後）とローラ表面温度との関係の例を示す図である。
【図４】導光部材１０６により赤外線が導光される様子を示す模式図である。
【図５】従来相当の構成のサーモパイルユニットを用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図である。
【図６】従来相当の構成のサーモパイルユニットを用いた場合におけるステムとＣＡＮの温度変化の例を示す図である。
【図７】本発明のサーモパイルユニット３４を用いた場合におけるローラ表面温度の検出結果の例を示す図である。
【図８】（ａ）は、第２の実施の形態に係るサーモパイルユニット２３４の構成例を示す図であり、（ｂ）は、サーモパイルユニット２３４の構成要素である導光部材２０６の構成例を示す斜視図であり、（ｃ）は、反射部材２０１の構成例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、第３の実施の形態に係るサーモパイルユニット３３４の構成例を示す図であり、（ｂ）は、サーモパイルユニット３３４の構成要素である導光部材３０６の構成例を示す斜視図である。
【図１０】従来のサーモパイルユニットの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
３０ 定着部
３１ 定着ローラ
３３ ヒータ
３４、２３４、３３４ サーモパイルユニット
１００ ケース
１０１ ステム
１０２ ＣＡＮ
１０３ サーモパイルチップ
１０５ レンズ
１０６、２０６、３０６ 導光部材
１１１、２０２、２１１、３１１ 赤外線反射膜
１０３１ 赤外線受光部
Ａ 定着ローラからの赤外線
Ｂ ＣＡＮからの輻射熱による赤外線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱体の温度を非接触で検出する温度検出装置であって、
赤外線入射窓を有するケースと、
前記ケース内部に収容され、前記被加熱体から放射される輻射熱による赤外線を、前記赤外線入射窓を介して受光する受光センサと、
前記ケース内部に収容され、前記ケース内面から前記受光センサの赤外線受光部に向かって放射される輻射熱による赤外線を別の方向に導く導光部材と、
を備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
前記ケースは、ステムと、当該ステムに取り付けられるキャップ状のカバーを有し、
前記赤外線入射窓は、前記カバーに設けられ、
前記受光センサは、前記カバーに被われるようにして前記ステム上に配置され、
前記導光部材は、前記カバー内面と前記受光センサとの間の位置であり、前記赤外線入射窓から入射される赤外線の光路を除く位置に配されていることを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記導光部材は、
前記光路の周囲を取り囲むようにして配されていることを特徴とする請求項２に記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記導光部材は、
入射した赤外線を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする請求項２または３に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記導光部材は、
入射した赤外線を反射して、前記被加熱体が位置する方向に導くことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記導光部材は、
入射した赤外線の一部を屈折させ、および別の一部を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする請求項２または３に記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記導光部材は、樹脂またはガラスからなり、赤外線反射膜を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項８】
シート上の未定着画像を、被加熱体としての定着ローラの熱により定着させる定着装置であって、
前記定着ローラの温度を検出する温度検出手段として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の温度検出装置を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項１】
被加熱体の温度を非接触で検出する温度検出装置であって、
赤外線入射窓を有するケースと、
前記ケース内部に収容され、前記被加熱体から放射される輻射熱による赤外線を、前記赤外線入射窓を介して受光する受光センサと、
前記ケース内部に収容され、前記ケース内面から前記受光センサの赤外線受光部に向かって放射される輻射熱による赤外線を別の方向に導く導光部材と、
を備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
前記ケースは、ステムと、当該ステムに取り付けられるキャップ状のカバーを有し、
前記赤外線入射窓は、前記カバーに設けられ、
前記受光センサは、前記カバーに被われるようにして前記ステム上に配置され、
前記導光部材は、前記カバー内面と前記受光センサとの間の位置であり、前記赤外線入射窓から入射される赤外線の光路を除く位置に配されていることを特徴とする請求項１に記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記導光部材は、
前記光路の周囲を取り囲むようにして配されていることを特徴とする請求項２に記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記導光部材は、
入射した赤外線を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする請求項２または３に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記導光部材は、
入射した赤外線を反射して、前記被加熱体が位置する方向に導くことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記導光部材は、
入射した赤外線の一部を屈折させ、および別の一部を反射して、前記ステム上における前記受光センサの配置部分以外の部分に導くことを特徴とする請求項２または３に記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記導光部材は、樹脂またはガラスからなり、赤外線反射膜を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項８】
シート上の未定着画像を、被加熱体としての定着ローラの熱により定着させる定着装置であって、
前記定着ローラの温度を検出する温度検出手段として、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の温度検出装置を備えることを特徴とする定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２６２８５（Ｐ２００８−２６２８５Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０２４８１（Ｐ２００６−２０２４８１）
【出願日】平成１８年７月２５日（２００６．７．２５）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２５日（２００６．７．２５）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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