专利名称：使墨粉定影到转印材料上的装置的制作方法
技术领域：
本发明特别涉及一种定影装置，其可应用在使用热熔化显影剂的电子照相系统中的图像形成装置(例如复印装置和打印机装置)中，且其将显影剂定影在输出对象上。
背景技术：
结合到图像形成装置中的定影装置使用电子照相处理将热量提供给位于输出对象(即，记录材料)上的墨粉(toner，又称色调剂)(显影剂)以软化墨粉，并对墨粉施加压力以使墨粉定影到记录材料上。近年来，广泛使用感应加热作为加热系统，其能够减少从电源启动到温度达到可以软化墨粉的定影温度所需的时间，即加热时间。
然而，在使用感应加热的定影装置中，很难正确检测用于将墨粉定影到记录材料上的热辊(加热件)的温度。
已经有很多提议来改进这些方面。
例如，在第2003-229242号日本专利申请中描述了一种用于通过感应加热来加热加热对象元件的装置(定影装置)，其具有光学系统以及用于将从加热对象元件发出的红外线引导至红外线检测装置的反射镜，并基于检测到的红外线控制提供给用于加热加热对象件的加热装置的能量。
例如，在日本专利申请公开出版物第10-31390号中描述了具有非接触温度检测装置的用于电子照相装置的定影装置，该温度检测装置具有自身温度检测装置，通过用自身温度检测装置检测到的自身温度和由非接触温度检测装置检测到的热辊附近的温度的多元方程式获得热辊的温度。
例如，在USP第5,819,136号中提出的，在图像形成装置的定影装置中，产生朝向定影装置的气流，并且基于位于气流经过的区域的非接触温度检测装置检测的温度来控制定影装置的温度。
然而，尽管通过上述文件中所提出的任一方法，很难在微小的温度管理宽度内正确检测加热件(热辊)的温度。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够准确检测加热对象的温度并在固定条件范围内将墨粉牢固地固定到记录材料上的定影装置。
根据本发明，提供了一种加热装置，包括加热件，向其提供能量来产生热量，从而加热记录材料和显影剂；多个加热机构，其向加热件提供能量，并关于加热件的纵向被设置，且其根据加热件在纵向上的温度分布，选择性地允许加热件产生热量；以及多个温度检测机构，包括多个辐射热检测部，在不接触加热件的情况下，检测从加热件反射的辐射热；以及多个温度检测部，用于检测辐射热检测部的周围温度；以加热件产生热量的区域为一个单位，设置多个温度检测机构。
此外，根据本发明，提供了一种定影装置，包括加热件，被提供磁场来产生热量，从而加热记录材料和显影剂；多个第一和第二线圈元件，向加热件提供磁场以产生感应热，并位于加热件的纵向上，能够独立地提供磁场；多个温度检测机构，包括多个辐射热检测部，在不接触加热件的情况下检测从加热件反射的辐射热；以及多个温度检测部，检测辐射热检测部的周围温度；以加热件产生热量的区域为一个单位，设置多个温度检测机构；以及压力供应件，在预定位置与加热件接触，并且将显影剂固定到通过压力供应件和加热件之间的记录材料上。
此外，根据本发明，提供了温度检测装置，包括辐射温度检测部，包括至少一个射线发射部分，其至少辐射射线；以及射线检测部分，检测射线并能够在不接触检测对象的情况下检测温度；第一气温检测部，检测辐射温度检测部的气温，并在气温不高于预定温度的情况下输出具有高温跟踪(follow-up)特性的温度信息；以及第二气温检测部，检测辐射温度检测部的气温，并在气温超过预定温度的情况下，输出具有高温跟踪特性的温度信息。
将在下面的说明书中阐明本发明的其它目的和优点，通过说明书或本发明的实例，可以清楚地了解本发明的目的和优点。本发明的目的和优点可以通过下文中指出的方法和组合来实现。
附图结合于此并作为说明书的一部分，描述了本发明的实施例，并与上述的一般描述和下面的详细描述一起，用来解释本发明的原理。
图1是示出使用本发明的实施例的定影装置的一实例的示意图；图2是示出结合在图1所示的定影装置中的加热装置的实例的示意图；图3是示出图2所示的加热装置的另一实例的示意图；图4是示出结合在图1所示的定影装置中的温度检测机构(非接触)的实例的示意图；图5是示出如图4所示的温度检测机构(非接触)的输出特性的示意图；图6是示出操作如图1和2(或3)所示的定影装置的驱动电路(温度控制电路)的实例的示意图；图7是示出一实例的示意图，其中，使用如图4所示的温度检测机构的输出，通过如图6所示的驱动电路设定如图1和2所示的定影装置的热辊的温度；图8是示出如图7所示的设定温度的步骤中在显示部中所示的一显示的实例的示意图；图9是示出在如图7所示的设定温度的步骤中有效利用如图5所示的输出特性的温度控制的一实例的示意图；以及图10是示出在如图7所示的设置温度的步骤中有效利用如图5所示的输出特性的温度控制的另一实例的示意图。
具体实施例方式
下文中将结合附图描述本发明的实施例。
图1示出结合在诸如复印装置和打印机装置的图像形成装置中的定影装置，用于将热熔化显影剂定影到片状的输出介质上以获得复印件(即，打印输出)。
定影装置被广泛地用于将墨粉(显影剂)定影到片状输出介质上以获得打印输出。片状输出介质包括纸张、树脂薄片以及类似物。显影剂(墨粉)被静电固定在片状的输出介质上。定影装置将热量施加给墨粉和片状输出介质以软化墨粉，并以这样的方式施加预定压力以将墨粉定影到介质上。
定影装置1具有热辊3、压辊5、以及感应加热系统的加热装置7。热辊3的轴线与压辊5的轴线彼此平行。
通过加压机构9(弹簧和辊固定结构)对压辊5施加压力，并因此将压辊压到热辊3上。可使用多种应用于弹簧和辊的固定结构的已知结构，只要压辊5可以由预定压力压到热辊3上。
根据加压机构9提供的压力，压辊5的外围部分变形。变形区域被称作辊隙N。辊隙N具有预定宽度，其为辊3和5的外围表面的长度。压辊5的外直径和材料，压到热辊3的压力，热辊3的外直径和硬度以及类似参数都以辊隙N的宽度落在固定范围内的方式适当设定。
爪11位于限定在热辊旋转期间沿着热辊3的外围辊隙N的下游侧的预定位置。爪11用于将由于在热辊表面侧(纸张S)弯曲而附着在热辊3表面上的纸张S(片状的介质)释放(剥离)。该附着是由纸张S本身因为热辊3的表面与纸张S上的墨粉之间的熔化结合或加热引起的卷曲造成的。
可以设置多个爪11，而其与纸张S与热辊3的表面的熔化结合强度或纸张S向辊表面侧卷曲的程度(即，可剥离性)有关。在(纸张S的)可剥离性很高的时候，可以省略爪11。爪11可以被放置在压辊5的外围，在空间关系上类似相对于热辊3的位置。
清洁辊13和/或油(涂布)辊15被放置在环绕热辊3和压辊5中任意一个或两者的预定位置。清洁辊13被用来去除墨粉、灰尘(特别是由纸张S产生的微粒)以及时常粘着到热辊3和压辊5表面的类似物。油(涂布)辊15防止墨粉固定到热辊3和压辊5的表面，并/或向对应辊的表面提供油以增加上述的纸张S的可剥离性。该油是，例如，优选地为基于硅树脂的油。
非接触温度检测装置(温度检测机构)17及安全装置19被放置在热辊3和压辊5中的任意一个或两者的周围的预定位置。温度检测机构17和安全装置19被放置在不会被加热装置17产生的磁通量(磁力线)影响的位置。温度检测机构17是温度传感器(非接触)，例如，热电堆型。温度检测机构17可包含，例如，接触型的热敏电阻。至少两个温度检测机构17以预定间隔被放置在热辊3的纵向上。
例如，在从热辊3外围方向(与轴垂直交叉的平面的方向)观察时，温度检测机构17放置在包含热辊3的轴的任意表面上。当从热辊3外围方向(与轴垂直交叉的平面的方向)观察时，温度检测机构17可以被放置在任意位置，例如，在辊隙N的附近(热辊3的旋转方向的上游)或加热装置7的附近(加热装置7和热辊3之间的空间)。当从热辊3外围方向(与轴垂直交叉的平面的方向)观察时，温度检测机构17能够检测，例如，热辊3和加热装置7之间的空间温度以及在辊隙N附近热辊3周围的温度。安全装置19例如是温度调节装置。温度调节装置19使加热装置7的运行停止，即，在热辊3的表面温度上升到非期望温度的情况下，停止感应电流的输出。热辊3的表面温度上升到非期望温度是由，例如温度检测机构17的异常(烧坏/损坏)造成的。
热辊3具有金属导电层3a，其通过由加热装置7提供的磁场(磁力线)产生的涡电流产生热量，并且形成例如管形或棒形。热辊3由电动机(图中未示出)或电力传输机构提供的旋转力以固有轴线为中心沿箭头所示方向旋转。热辊3的外围表面以预定的速度[mm/秒]移动(热辊3以预定的旋转次数旋转，因此外围表面移动的速度可以通过旋转次数获得)。能够减少剩余的墨粉和类似物的弹性层，和/或脱模(mold release)层被放置在热辊3的外部表面。
压辊5通过辊隙N与热辊3的外部表面接触。因此，当热辊3旋转时，压辊以预定的旋转次数沿箭头方向旋转。压辊5的外部表面以预定运动速度(mm/秒)运动。
加热装置7具有线圈21，向热辊3的金属导电层3a提供具有预定强度的磁场。线圈21以预定的匝数缠绕由磁性材料形成的磁芯23，并形成预定的形状。当热辊3是管状(中空的)时，线圈21(加热装置7)可以被放置在热辊3的内部。
如图2所示，例如，沿热辊3的纵向将线圈21分成三个部分。设置有用于线圈的磁芯，尽管没有详细说明。当线圈21被分成三个部分，形成在热辊3的纵向中间的线圈与位于两个相对端的线圈电学等效(electrically equivalent)。当将线圈21分成三个部分时，在纵向上位于热辊3中间的线圈被称为第一线圈21-1。相对于热辊3的纵向，位于第一线圈21-1的相对侧(热辊3纵向上的两端)的线圈被称为第二线圈21-2。当确定第二线圈之一时，它们分别被称为第一端线圈21-2a、第二端线圈21-2b。第二线圈的第一端线圈21-1a与第二端线圈21-2b以串连方式电连接。通过相同的控制操作除第一线圈21-1外的其它线圈。
按以下方式限定第一线圈21-1的尺寸，该方式为可以在纸张S至少具有A4大小并且纸张S的短边在传送期间以直角通过纸张S运送方向被传送的情况下，加热与热辊3相接触的纸张的长度。当接触热辊的纸张S的区域(宽度)比热辊3的长度小时，仅以只有对应纸张S的接触宽度的区域被加热的方式向中间(第一)线圈21-1供电。因为线圈21被分成中间(第一)线圈21-1和相对两端(第二)线圈21-2，热辊3纵向上的温度分布可以是均匀的。
在使用定影装置的图像形成装置中，当墨粉经过辊隙N时，即，定影点与纸张S一起时，墨粉被热辊3提供的热所加热以软化(墨粉静电附着在纸S上作为要被固定在纸S上的图像)。软化的墨粉在辊隙N中接收来自热辊3和压辊5的预定压力。通过上述描述，墨粉，即要输出的图像被定影在纸张S上。
接下来，将描述温度检测机构17所放置的“位置”。
温度检测机构(热电堆型温度传感器)17相对于三个分开的单独的线圈空间关于在如图2中所示的热辊3的纵向被放置。对于热电堆型温度传感器17，至少有两个传感器沿着热辊3轴以突出状态放置在第一线圈21-1和第一端线圈21-2a之间，以及第一线圈21-1和第二端线圈21-2b之间。对于热电堆型温度传感器17，优选地，三个传感器放置在主要由第一(中间)线圈21-1加热的区域，以及关于热辊3的纵向主要由第二线圈21-2a和21-2b加热的区域。加上上述的两个传感器，共放置了5个传感器。相对于热辊3的纵向，可以安装更多的热电堆型温度传感器17。例如，如图3所示，当第二线圈21-2以长度覆盖热辊3的两个相对端的方式形成时，另一线圈被放置在第二线圈21-2的每个相对端。加上上述的5个传感器，共放置7个传感器。
热电堆型温度传感器17被放置在热辊3的一端的分割区域中，当纸张S经过辊隙N在与热辊3的轴垂直交叉的平面上显示时，即，在以与图1中的方向相同的方向观察传感器时的状态。因为热电堆型温度传感器17被排列在上述的位置，第一线圈21-1、第一端线圈21-1a和第二端线圈21-2b中的任一个和热辊3的表面之间空间的温度可以被检测到。因为热电堆型温度传感器17被排列在上述的位置，在辊隙N附近的热辊3的表面温度也可以被检测到。
接下来，将描述热电堆型温度传感器(温度检测机构)17的构成。
如图2中的装置，在热辊3的纵向上排列了多个具有相同结构的热电堆型温度传感器17。
如图4所示，热电堆型温度传感器17包括第一和第二周围温度检测部分17a、17b，检测环境(大气)温度以告知符合预定规则(接口/协议)的温度，以及基片部分17c，其持有各自的检测部分。
在基片部分17c中，ASIC部分包括热电堆部分17d以及在此没有详细描述的整体放置的输出电路元件。热电堆部分17d具有红外线辐射部分，向温度检测对象(即，热辊3的表面)发射红外线；以及红外线检测部分，检测由热辊3的表面检测到的红外线。在热电堆部分17d中发射的红外线的辐射量可以被选择地设定。在热辊3的表面反射的红外线的量由于热辊3的表面的反射系数的变化而波动的情况下，这对于增强检测到的温度的精度而言是非常有用。热电堆型温度传感器检测从红外线部分发射的并且通过检测对象反射的红外线，参考周围温度(自身温度)，并获得对应检测对象温度的温度数据。
第一和第二周围温度检测部分17a、17b，基片17c，温热电堆部分17d以及热电堆型温度传感器的ASIC部分通过外部包装结构(尽管没有详细地描述)被保护，不受由热辊3产生的热量的影响。热电堆型温度传感器的一部分，特别是基片17c和ASIC部分的一部分可以被分开安装在远离热辊3的位置或安装在定影装置1的外部，以保证热辊3产生热的电阻。至少ASIC部件可以通过绝缘材料或外部覆盖来放置，外部覆盖放置在该部件与热辊3之间以保证热辊3产生热量的电阻。
如图5所示，第一和第二周围温度检测部分17a、17b，通过第一输出特性A或与第一输出特性不同的第二输出特性B中的一个告知检测到的周围(环境)温度。边界温度由各自的温度检测部分17a、17b的特性任意定义。
各个温度检测部分17a、17b输出对应检测温度的电信号，即温度数据。当温度检测机构17本来具有ASIC部分时，输出对应检测温度的电压值(转换的温度值)。由第一和第二温度检测部分17a、17b输出的温度数据被用于指定在定影装置1中的预定位置的自身温度。自身温度被用来与辊温度检测信号一起指定热辊3的表面温度，其中辊温度检测信号是来自热电堆部分17d的红外线检测部分输出的红外线检测值。
从温热电堆部分17d输出的辊温度检测信号(红外线检测值)作为热辊3的表面的温度数据与对应于从外部温度检测部分17a、17b输出的自身温度的温度数据一起被输出到外部或输出终端(图中未示出)。
当热电堆型温度传感器17本来具有ASIC部分时，热辊3的表面温度作为指示温度的电压值(转换的温度数据)被输出到外部或输出终端(图中未显示)。
图6示出了操作如图1和2所示的定影装置的驱动电路(温度控制电路)的一实例。
加热装置7的中间线圈21-1和端线圈21-2(串连连接的第一端线圈21-2a和第二端线圈21-2b被作为一个线圈)与电容器31a，31b并联连接用于共振。一组第一线圈21-3和电容器31a以及一组第二线圈21-2和电容器31b被连接到开关元件32a、32b。在单独的开关元件32a、32b中，可以使用能够提供大约100安培(A)电流的绝缘栅双极晶体管(IGBT)，电场效应晶体管(MOS-FET)和类似的物。
由中间(第一)线圈21-1、电容器31a以及开关件32a定义第一反相电路33a，由端(第二)线圈21-2、电容器31b以及转换件32b定义第二反相电路33b。
将由整流电路34整流的并且其纹波含量被平滑成预定的幅度的直流提供给各个反相电路33a、33b。整流电路34与商用的交流电源相连。能够检测加热装置7(第一线圈21-1、第二线圈21-2)的所有功率消耗的变压器35被放置在整流电路34之前。
将开关元件32a、32b的控制终端连接到驱动电路36a、36b，其可在预定的时间开启各个开关元件。每个驱动电路36a、36b将预定驱动电压施加到对应开关元件的控制终端。驱动电路36a或36b的操作时间，即由驱动电路36a或36b将控制电压施加到对应开关元件32a或32b的控制终端的时间，是由控制电路37a、37b来指示的。控制电路37a、37b将一范围内的频率，例如20到60kHz，指示给驱动电路36a、36b。当由驱动电路36a、36b提供具有预定频率的驱动电压时，所定义的包含开关元件32a、32b的反相电路33a、33b根据提供的频率被反复开启。当反相电路33a、33b根据提供的频率被反复开启时，具有预定幅值的电流被提供给反相电路33a、33b的第一线圈21-1和第二线圈21-2。电流的幅值是根据热辊3产生的热量的幅值来定义的。换句话说，由热辊3产生的热量的幅值取决于由控制电路37a、37b指示的频率。
通过非接触温度检测装置(即，温度检测机构17)，检测热辊3的纵向上温度检测机构17的每个位置上由热辊3产生的热量。将由温度检测机构17检测到的热辊3纵向上的任意位置的温度信息输入到温度控制CPU 38。当温度检测机构17的结构分别需要ASIC部分时，温度检测电路放置在该机构和温度控制CPU 38的中间。当接触型温度传感器(图中未示出)被放置在温度检测机构17的旁边或内部，还将其输出信号(温度数据)输入温度控制CPU 38。
温度控制CPU 38参考从每个温度检测机构17输入的温度数据和热辊3所需的热量和/或热辊3的纵向上的温度分布来指定反相电路的开启以及提供频率。
通过控制电路37a、37b将所指定的频率输入到驱动电路36a、36b。将具有由温度控制CPU 38指定频率的驱动电压从驱动电路36a、36b提供给对应的开关元件32a、32b的控制终端。因此，根据被定影的纸张的大小，使热辊3所需的热量和/或热辊3的纵向的温度分布最优化。
在如图1和2所示的定影装置和图6所示的驱动电路中，描述了其中放置两(组)线圈的实例，但是线圈(组)的数量可以是任意设置的，可以放置三(组)或更多的线圈。温度检测机构17优选地根据线圈的数量而增加。至于所需的至少线圈数量，将线圈组的数量加到线圈的数量。
接下来，将结合热电堆型温度传感器的输出特性来描述用于设定热辊温度的温度控制的一实例。
如上所述，参考图4，温度检测机构，即，热电堆型温度传感器17具有第一和第二周围温度检测部分17a、17b。每个环境检测部分17a、17b通过第一输出特性A和与第一示出特性不同的第二输出特性B之一将检测的(环境)温度告知给温度控制CPU 38(参见图6)。
在第一输出特性A中，如图5所示的曲线，在周围温度为80℃时输出达到输出范围的90％。换句话说，当周围温度高于80℃时，输出不必反应周围温度。该特性(输出特性A)不变化，即使在由第一周围温度检测部分17a输出的温度信息是对应温度的电信号(电流值)时，例如，即使当ASIC部分是整体形成并且信息是电压值时。
在第二输出特性B中，如图5中的曲线b所示，在周围温度为120℃时，输出达到输出范围的90％。换句话说，当周围温度低于120℃时，输出不必反应周围温度。特别地，当周围温度为80℃或更低时，输出基本上是恒定的。该特性(输出特性B)不变化，即使在由第二周围温度检测部分17b输出的温度信息是对应温度的电信号(电流值)时，例如，即使当ASIC部分是整体形成并且信息是电压值时。
值得注意的是，当周围温度是120℃时，检测对象的周围温度，即，热辊3的表面温度基本上为200℃。
图7示出了使用热电堆型温度传感器(温度检测机构，以下称作温度传感器)17通过图6所示的驱动电路设定图1和图2所示的定影装置的热辊的温度的实例。
当图像形成装置(图中未示出)被启动时，将所有温度传感器17启动。此外，将具有预定频率的电能提供给所有第一和第二线圈(S1)。
从第一周围温度检测部分17a，第二周围温度检测部分17b以及每个温度传感器17的热电堆部分17d输出第一温度数据(自身温度)、第二温度数据(自身温度)以及辊温度检测信号(红外线检测值)。值得注意的是，当(在每个温度传感器17中)放置接触型热敏电阻时，将接触型热敏电阻的输出用于自身温度的检测(S2)。
当温度传感器本来具有ASIC部分，对应于每个温度传感器17的位置的，表示热辊3的表面温度的检测的温度信号是从第一温度数据(自身温度)，第二温度数据(自身数据)以及辊温度检测信号(红外线检测到的值)中获得的(S3)。当温度传感器与ASIC部分分开时，在许多情况下，对应于每个温度传感器17的位置，表示热辊3的表面温度的检测到的温度信号是由放置在温度控制CPU38的前面的温度检测电路(没有示出)获得的。
由温度控制CPU 38基于检测温度信号判断表面的温度是否达到参考温度，该参考温度是关于热辊3的纵向(轴向，即，主扫描方向)的所有区域的温度。同样判断温度是否达到参考温度，该参考温度涉及热辊3的外围方向的温度。温度数据(检测信号)输出的顺序可以被任意设定。也可以在温度控制CPU 38端上设定闭锁时间(S4)。
在步骤S4中当检测到热辊3的表面的温度达到参考温度时(S4-是)，由温度控制CPU 38判断由第一线圈21-1提升温度的区域的温度与由第二线圈21-2提升温度的区域的温度之间的差值否在预定范围内。如果需要，也可以判断热辊3的周围方向上的温度不均匀性(纹波)。
在步骤S5中，当热辊3的表面的温度差在预定范围内时(S5-是)，检查是否保留了打印(输出)(S6)。
当在步骤S6中没有保留打印(输出)(S6-否)时，执行“待机程序”(S7)，并且在“待机温度”执行用于保持热辊3的表面温度的“待机控制程序”(S8)。
当在步骤S6中保留打印(输出)(S6-是)时，将已被转印墨粉图像的纸张S连续地提供给热辊3和压辊5之间的辊隙N，以启动将墨粉定影在纸张S上的“印刷操作(图形形成步骤)”和“定影步骤”(S9)。
当在步骤S4中检测到热辊3的表面温度没有提升到参考温度(S4-否)，执行“温度提升程序(预热)”。即，具有预定频率的电能被持续提供给所有的线圈(S10)。
当热辊3的表面的温差大于在S5中预定的幅值(没有纹波，即，温度不均匀)(S5-否)时，检测由一个线圈提升温度的区域的温度达到参考温度时的时间是否在所限定的时间内(S11)。
在步骤S11中检测由一个线圈提升温度的区域的温度达到参考温度时的时间是否在所限定的时间内，即使在热辊3的表面的温度不均匀(S11-否)。在该种情况下，执行步骤S10的“温度提升程序(预热)”。在该种情况下，具有预定频率的电能被提供给能够加热热辊3的表面温度低的区域的线圈。
在步骤S11中，由一个线圈提升热辊3的表面温度的区域的温度达到参考温度所需的时间超过限定的时间(在预定限定的时间内温度不提升)(S11-是)时。在该种情况下，判断“热辊3的表面劣化”。在该种情况下，在图像形成装置的显示部，例如如图8所示，显示诸如“更换热辊/清洁温度传感器”的催促维修的信息(S12)。
值得注意的是，当在步骤S7中设置“待机程序”时，热辊3的表面温度被维持在第一待机温度，其可以在一温度处被恢复为可以在预定时间内的一定时间中打印输出的温度，即使在步骤S6中输入用于打印(输出)的保留的情况下。当热辊3的表面温度被维持在第一待机温度时，应用与步骤S5相同的方式，应用在热辊3的纵向上的预定区域内温度不均匀(纹波)的方式，持续独立地或同时地向第一和第二线圈提供具有预定频率的电能。值得注意的是，基于温度传感器17的输出可以不连续地向各个线圈提供电能(通过改变提供电能的频率，有时可以停止向所有线圈的提供电能，以防止热辊3的表面的温度在第一待机温度被提升)。
当在步骤S6中输入用于打印(输出)的保留时，并在步骤S9中执行“定影步骤”，被提供给电能的线圈，提供电能所用的时间，或电能的频率，有时可以根据纸张S的大小而改变。例如，当图像形成区域的长度小于热辊3的长度时，向第二(端)线圈21-2提供电能所用的时间比向第一(中间)线圈21-1提供电能所用的时间要被设定得更短。向各个线圈提供电能所用的时间被设置为不变的，并且可以改变提供给每个线圈的频率(一种情况是，根据不同频率产生的干扰声音是在预定的范围内)。
另一方面，当与一般的纸张S相比在定影时间内吸收较大的热量时，根据单个温度传感器17的输出，增加提供给任意/所有线圈的电能(频率被改变)。例如，当对应多个基于可减原色被分解的颜色的墨粉在堆叠状态时，或当输出介质很厚时，电能增加。
值得注意的是，当步骤S9的“定影步骤”连续打印输出以及进行类似操作时，并且在定影装置中的气温达到高于80℃的温度时，温度传感器17的第一周围温度检测部分17a的输出超过80℃。此时，热辊3的温度是由第二周围温度检测部分17b的输出和热电堆部分17d的输出计算得到的，其中第二周围温度检测部分17b的输出特性指示在周围温度高于80℃的情况下的高温跟踪特性。也就是，根据检测对象的温度(检测温度)，利用具有关于周围温度的高跟踪特性的输出特性的检测部分的输出。换句话说，用于输入气温的热敏电阻，或用于计算来自由热电堆部分17d检测到的输出的检测对象的温度的温度信号基于气温被改变。
此外，在热辊3表面的温度维持在第一待机温度经过预定时间的情况下，或在步骤S9的“定影步骤”结束后经过预定时间的情况下，热辊3的表面被维持在第二待机温度，在此温度功率消耗小于在第一待机温度时的功率消耗。第二待机温度是热辊3的温度可以被重新设置的温度，其为在预定时间内在指示打印(输出)时向单个线圈供电的情况下，可以执行“定影步骤”的温度。不需说明，向单个线圈提供的电能是基于温度传感器17输出的热辊3的温度或温度信号被控制的。提供有电能的线圈，或提供给线圈的电能的频率还根据检测的温度而变化。值得注意的是，当第二待机温度持续时，并且因此定影装置中的气温下降到低于80℃时，热辊3的温度是通过第一周围温度检测部分17a的输出和热电堆部分17d的输出计算得到的，其中第一周围温度检测部分17a的输出特性指示在周围温度为80℃或更低的温度情况下的高温跟踪特性。也就是，根据检测对象的温度(检测温度)，应用来自具有关于周围温度高跟踪特性的输出特性的检测部分的输出。换句话说，用于输入气温、计算来自由热电堆部分17d检测到的输出的检测对象温度的热敏电阻，或温度信号基于气温被改变。
图9示出了有效使用上述的热电堆型温度传感器的特性进行温度控制来设定如图7所示的定影装置的热辊的温度的流程图的一实例。
在图7中所示的所有温度传感器17被开启时，作为子程序A，检测由单个温度传感器17检测到的气温是否高于边界温度，即，对于任一传感器，边界温度为“80℃”。不必说，边界温度“80℃”是根据温度传感器的特性任意设定的，而且可以，例如，设定为85℃或75℃(S21)。值得注意的是，可以使用特殊条件作为边界温度，例如，墨粉的熔点。例如，由热电堆部分17d获取的辊温度检测信号(红外线值)对应于相当高的温度，因此热辊3的表面温度已超过墨粉的熔点。在该种情况下，可以判断定影装置中的气温高于边界温度。
当在任一传感器中检测到的温度为“80℃或更低”(S21-否)，选择从第一周围温度检测部分17a输出的第一温度数据(输出特性A)(S22)，并作为“气温(自身温度)”在定影装置中应用(S23)。
当在某一传感器中检测到的气温“高于80℃”时(S21-是)，选择从第二周围温度检测部分17b输出的第二温度数据(输出特性B)(S24)，并在步骤S23，作为“气温”在定影装置中应用。
温度检测部分输出的温度数据被用在步骤S22或S24中的定影装置的“气温”中，并因此从由热电堆部分17d和选择的“气温”获取的辊温度检测信号(红外线检测值)来获取表示对应每个温度传感器17的位置的热辊3的表面温度的检测温度信号(S25)。
如上所述，在本发明的一个实施例中，当根据检测值(电压值)计算加热对象的检测对象温度时，热敏电阻的输出值(电压值)达到限定值，其中检测值是来自热敏电阻的目标和输出的温度值，热敏电阻是用来检测放置了非接触温度检测机构(热电堆型温度传感器)的位置上的气温。在该种情况下，来自预先设定的热敏电阻的并具有另一温度特性(输出特性)的输出值(电压值)被看作是热敏电阻放置处的气温(自身温度)。加热对象的温度是通过来自加热对象的输出值和红外线辐射获得的。
具体地，设置用于至少两个(多个)系统的热敏电阻。
来自多个设置的热敏电阻的输出不被同时应用于检测对象的温度。例如，当目标温度是在第一温度范围内(例如，80℃或更低)，两个热敏电阻之一能够在80℃或更低的气温范围内精确地输出其输出值(在输出特性A中，温度跟踪特性很高)。当目标温度是在高于第一温度范围的第二温度范围内时(例如，高于80℃)，其它热敏电阻能够在高于80℃的气温的范围内精确地输出其输出值(在输出特性B中，温度跟踪特性很高)。尤其是，在第二温度范围内，气温例如为大约为120℃，并且由热电堆部分17d检测的检测对象的温度(要检测的温度)是150℃到190℃。两个热辊的输出值可以在边界温度处(例如，80℃)进行转换。
换句话说，当温度控CPU 38检测热辊3的表面温度时，两个或多个热敏电阻(温度传感器)能够提供由CPU 38采用的自身温度。温度传感器的温度特性(输出特性)大幅度波动时的温度例如为80℃，该温度被看作是边界温度，转换将CPU 38采用的自身温度提供给CPU 38的热敏电阻。
当温度传感器与ASIC部分分开时，在很多情况下，由安装在温度控制CPU 38之前的温度检测电路(图中未示出)获取指示对应于每个温度传感器17位置的热辊3的表面温度的检测到的温度信号。
每个温度传感器17的热电堆部分17d能够检测热辊3周围的多个位置的温度，并且可以任意设置输出时间(温度可以被同时检测或具有时间差别(在任意位置上的温度可以按预定的顺序被检测))。值得注意的是，当图像形成部分(图中未示出)的电源被开启时，将预定的电压提供给来自图像形成部分端的温度传感器17，并且检测到非控制状态的热辊3的温度。检测位置可以是可被所有温度传感器17检测到的位置。
如上所述，根据
具体实施例方式a)可以防止在定影图像中产生与温度检测装置接触而导致的摩擦等；b)减少了热辊表面的温度纹波(温度不均匀)；c)增加了在使用感应加热对热辊进行温度控制中的所控制的温度范围(减少了温度差)；d)抑制在定影图像中留下(产生)温度变化(波纹)的痕迹；以及e)可以减少预热时间。
图10示出了另一实例，其中使用上述的热电堆型温度传感器特性在图7所示的设置定影装置的热辊的温度的步骤中有效控制温度。
在上述的参考图7的流程图中，作为子程序B，当气温低于预定温度时，选择第一周围温度检测部分17a输出的具有相对于检测对象的高跟踪特性的第一温度数据(S31)。从由温热电堆部分17d获取的数据和辊温度检测信号(红外线检测值)中，获取指示热辊3的表面温度的检测的温度信号(S32)。
对于气温，第一周围温度检测部分17a检测检测对象的温度以输出数据，该输出数据基本上达到“输出/输出范围”的90％，并且此时，选择从第二周围温度检测部分17b输出的第二温度数据。即，(参见图6)根据检测气温在第一温度检测部分17a的“输出/输出范围”内的第一和第二周围温度检测部分17a、7b输出的度数，由温度控制CPU 38将输出转换到第二温度检测部分17b的输出(S33)。在该种情况下，将预定电能持续提供给第一和第二线圈21-1、21-2和/或基于预定温度控制将热辊3的表面维持在预定的温度。
当在步骤S33中气温达到预定温度时，选择来自第二温度检测部分的具有相对于检测对象温度的高跟踪特性的输出特性B的第二温度数据(S34)。从由温热电堆部分17d获取的数据和辊温度检测信号(红外线检测值)中，获得指示热辊3的表面温度的检测温度信号(S35)。
如上所述，在本发明的另一实施例中，根据每个温度传感器的“关于气温的输出/输出范围”，转换用于获取具有关于检测对象的温度的高跟踪特性的输出特性的检测值(电压值)的温度传感器(热敏电阻)。此时，在检测对象温度时不同时使用多个设置的热敏电阻的输出。例如，当气温是在第一温度范围内，其中目标温度值的“输出/输出范围”基本上达到90％，即，当气温不大于预定温度(在输出特性中的温度跟踪特性很高)时，两个热敏电阻之一能够精确地输出其输出值。当气温的“输出/输出范围”是在第二温度范围内，其中输出特性A的输出基本上超过“输出/输出范围”的90％，即，当气温高于预定温度(在输出特性B中的温度跟踪特性很高)时，另一热敏电阻能够精确输出其输出值。尤其是，在第二温度范围内，气温例如为120℃，并且由热电堆部分17d检测到的检测对象的温度(要检测的温度)是在150℃到190℃范围内。
换句话说，当温度控CPU 38检测热辊3的表面温度时，两个或多个热敏电阻(温度传感器)能够提供由CPU 38采用的自身温度。温度传感器的温度特性(输出特性)大幅度波动时的温度是，例如，在输出基本上是“输出/输出范围”的90％时的温度，该温度被看作是边界温度，转换将CPU 38采用的自身温度提供给CPU38的热敏电阻。值得注意的是，在将墨粉的熔点作为指定的边界温度的情况下，作为转换到第二周围温度检测部分17b的必要条件，例如，当墨粉的熔点大概是120℃时，上述的“输出/输出范围”的比例小于90％(气温的范围在50℃到100℃时，“输出/输出范围”的比率基本上为60％)。
当温度传感器与ASIC部分分开时，在很多情况下，由安装在温度控制CPU 38之前的温度检测电路(图中未示出)获取指示对应于每个温度传感器17位置的热辊3的表面温度的检测到的温度信号。
每个温度传感器17的热电堆部分17d能够检测热辊3周围的多个位置的温度，并且可以任意设定输出时间(温度可以被同时检测或具有时间差别(在任意位置上的温度可以按预定的顺序被检测))。值得注意的是，当图像形成部分(图中未示出)的电源被开启时，将预定的电压提供给来自图像形成部分端的温度传感器17，并且检测到非控制状态的热辊3的温度。检测位置是可被所有温度传感器17检测到的位置。
如上所述，根据
具体实施例方式
a)可以防止在定影的图像中产生与温度检测装置接触而导致的摩擦等；b)减少了热辊表面的温度纹波(温度不均匀)；以及c)增加了在使用感应加热对热辊进行温度控制中所控制的温度范围(减少了温度差)。
值得注意的是，使用上述热电堆型温度传感器17，并且作为检测对象的热辊3的表面温度是从由温热电堆部件17d获取的辊检测温度信号中获取的。在该种情况下，使用第一或第二温度检测机构部分的输出，即，在温度控制CPU中使用从第一和第二温度检测机构部分17a、17b输出的温度数据或温度信号可以按如下被区分。
例如，处于“连续复印操作时间”，当气温始终高于边界温度，当可以预见在结束连续复印操作以及类似操作之后经过预定的时间，气温低于边界温度时，在气温较高的情况下，可以使用具有高温跟踪特性的第二温度检测机构的输出。值得注意的是，为了指定边界温度，例如，当重复连续图像形成(输入纸张时)时，可以使用的次数。
另一方面，在定影装置中启动图像形成部分(图中未显示)的主开关之后，“当至少经过一个预定时间直到气温提高到边界温度时”，在气温低的情况下，第一温度检测机构的输出具有高温跟踪特性。
此外，当加热器3的表面温度降低到“第二待机温度”时，如前关于图9或图10的所述，第一或第二温度检测部分17a或17b的周围的气温是根据每个温度检测部分的输出的温度或温度数据而被指定的。(执行每个实施例的“转换步骤”)。值得注意的是，第二待机温度与图7中的主程序关联。在第二待机温度中，在待机状态还包含“当在结束连续复印操作之后预测气温低于边界温度之后经过预定时间”的情况下，需要预定时间直到温度返回到可执行“定影步骤”时的温度，并且在操作时间中向单个线圈供电用于打印(输出)。
值得注意的是，另一对热辊3表面不起作用的温度传感器，以可以检测温度传感器17所在位置的气温的方式，与热电堆型温度传感器17放置在一起，也可以指定对应于由温度控制CPU采用的检测对象温度的温度检测信号。
如上所述，根据本发明的方法，其中设置使用热电堆型温度传感器的定影装置的热辊的温度a)可以防止在定影的图像中产生与温度检测装置接触而导致的摩擦等；b)减少了热辊表面的温度纹波(温度不均匀)；c)增加了在使用感应加热对热辊进行温度控制中所控制的温度的范围(减少了温度差)；d)抑制在定影图像中留下(产生)的温度变化(纹波)的痕迹；以及e)可以减少预热时间。
因此，还降低了功率消耗。形成在记录材料上的墨粉图像的质量也得到了提高。值得注意的是，在本发明的实施例中，将感应加热系统描述为用于提高热辊温度的加热机构的一实例，但是只要热辊纵向上的温度可以被单独地控制，加热机构不特别地局限于此。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种加热装置，其特征在于包括加热件，被提供能量以产生热量，从而加热记录材料及显影剂；多个加热机构，用于向所述加热件提供能量，且其关于所述加热件的纵向被设置，并根据在所述纵向上所述加热件的温度分布，选择性地允许所述加热件产生热量；以及多个温度检测机构，包括多个辐射热检测部，用于在不接触所述加热件的情况下，检测从所述加热件反射的所述辐射热；以及多个温度检测部，用于检测所述辐射热检测部的周围温度；以所述加热件产生热量的区域为一个单位，设置所述多个温度检测机构。
2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述温度检测机构的所述辐射热检测部包括热电堆传感器。
3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，每个所述多个温度检测部都包括第一检测部分，其输出温度信号在不高于边界温度的气温下具有高温跟踪特性；以及第二检测部分，其输出温度信号在超过所述边界温度的气温下具有高温跟踪特性。
4.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，每个所述多个温度检测部都包括第一检测部分，能够输出具有高温跟踪特性的温度信号，直到由所述第一检测部分输出的温度信号的值达到所述第一检测部分能够输出所述温度信号的温度范围内的预定比率值；以及第二检测部分，能够在由所述第一检测部分输出的所述温度信号的值达到所述预定比率值时的温度或更高的温度下，输出具有高温跟踪特性的所述温度信号。
5.根据权利要求3所述的加热装置，其特征在于还包括温度计算部，其使用从所述辐射热检测部输出的温度数据和由所述温度检测部的所述第一检测部分和第二检测部分输出的所述温度信号之一，来计算所述加热件的温度。
6.根据权利要求4所述的加热装置，其特征在于还包括温度计算部，其使用从所述辐射热检测部输出的温度数据和从所述温度检测部的所述第一检测部分和第二检测部分输出的温度信号之一，来计算所述加热件的温度。
7.一种定影装置，其特征在于包括加热件，被提供磁场以产生热量，从而加热记录材料和显影剂；多个第一和第二线圈件，用于向所述加热件提供所述磁场以产生感应热，其被设置在所述加热件的纵向上，能够独立提供所述磁场；多个温度检测机构，包括多个辐射热检测部，用于在不接触所述加热件的情况下，检测从所述加热件反射的辐射热；以及多个温度检测部，用于检测所述辐射热检测部的周围温度；以所述加热件产生热量的区域为一个单位，设置所述多个温度检测机构；以及压力供应件，其在预定位置与所述加热件接触，并将所述显影剂固定到通过所述压力供应件和所述加热件之间的所述记录材料上。
8.根据权利要求7所述的定影装置，其特征在于，所述第一线圈件在纵向上基本位于所述加热件的中间，而且多个所述第二线圈件彼此电连接，并沿所述加热件的纵向位于所述第一线圈件的相对侧在纵向上所述加热件的端部。
9.根据权利要求8所述的定影装置，其特征在于，所述温度检测机构的所述辐射热检测部包括热电堆传感器。
10.根据权利要求9所述的定影装置，其特征在于，每个所述多个温度检测部都包括第一检测部分，其输出温度信号在不高于边界温度的气温下具有高温跟踪特性；以及第二检测部分，其输出温度信号在超过所述边界温度的气温下具有高温跟踪特性。
11.根据权利要求9所述的定影装置，其特征在于，每个所述多个温度检测部都包括第一检测部分，能够输出具有高温跟踪特性的温度信号，直到由所述第一检测部分输出的所述温度信号的值达到所述第一检测部分能够输出所述温度信号的温度范围内的预定比率值；以及第二检测部分，能够在由所述第一检测部分输出的所述温度信号的值达到所述预定比率值时的温度或更高的温度下，输出具有高温跟踪特性的所述温度信号。
12.根据权利要求9所述的定影装置，其特征在于还包括温度控制部，用于向所述第一和第二线圈件中的至少一个提供具有预定频率的电能一段预定时间，并根据从所述各个温度检测机构输出的温度信息，将在纵向上的所述加热件的温度维持在预定温差范围内的温度。
13.根据权利要求10所述的定影装置，其特征在于还包括温度计算部，用于使用从所述辐射热检测部输出的温度数据和从所述温度检测部的所述第一检测部分和第二检测部分输出的所述温度信号之一，来计算所述加热件的温度；以及温度控制部，向所述第一和第二线圈件中的至少一个提供具有预定频率的电能一段预定时间，并根据由所述温度计算部计算的所述加热件的温度，将在纵向上的所述加热件的温度维持在预定温差范围内的温度。
14.根据权利要求11所述的定影装置，其特征在于还包括温度计算部，用于使用从所述辐射热检测部输出的温度数据和从所述温度检测部的所述第一检测部分和第二检测部分输出的所述温度信号之一，来计算所述加热件的温度；以及温度控制部，用于向所述第一和第二线圈件中的至少一个提供具有预定频率的电能一段预定时间，并根据通过所述温度计算部计算的所述加热件的温度，将在纵向上的所述加热件的温度维持在预定温差范围内的温度。
15.一种温度检测装置，其特征在于包括辐射温度检测部，包括至少一个射线发射部分，其至少辐射射线；以及射线检测部分，用于检测所述射线，并能够在不接触检测对象的情况下检测温度；第一气温检测部，用于检测所述辐射温度检测部的气温，并在所述气温不高于预定温度的情况下，输出具有高温跟踪特性的温度信息；以及第二气温检测部，检测所述辐射温度检测部的气温，并在所述气温超过所述预定温度的情况下，输出具有高温跟踪特性的温度信息。
16.根据权利要求15所述的温度检测装置，其特征在于，所述辐射温度检测部包括热电堆型温度传感器。
17.根据权利要求15所述的温度检测装置，其特征在于还包括温度计算部，其使用从所述辐射温度检测部输出的温度信息和从所述第一气温检测部和第二气温检测部输出的所述温度信号之一，来计算所述检测对象的温度。
18.根据权利要求16所述的温度检测装置，其特征在于还包括温度计算部，其使用从所述辐射温度检测部输出的温度信息和从所述第一气温检测部和第二气温检测部输出的所述温度信号之一，来计算所述检测对象的温度。
19.根据权利要求18所述的温度检测装置，其特征在于，所述第二气温检测部在由所述第一气温检测部输出的所述温度信号的值达到预定比率值时的温度或更高的温度下，输出具有所述温度跟踪特性的所述温度信息。
全文摘要
本发明涉及温度检测装置(17)，其具有辐射温度检测部，所述辐射温度检测部包括至少辐射射线的至少一个射线发射部分(17d)；以及射线检测部分，检测射线并能够在不接触检测对象的情况下检测温度；第一气温检测部(17a)，在辐射温度检测部的气温不高于预定温度的情况下，输出具有高温跟踪特性的温度信息；以及第二气温检测部(17b)，在辐射温度检测部的气温超过预定温度的情况下，输出具有高温跟踪特性的温度信息。
文档编号G01J5/00GK1752868SQ200510080598
公开日2006年3月29日 申请日期2005年6月30日 优先权日2004年9月21日
发明者曾根寿浩, 高木修, 木野内聪, 杖田义德 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司