CN101082802B - 定影设备及图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明的定影设备包括加热辊(2)，其为具有中心轴的圆柱形元件；加压辊(3)，用于在加热辊(2)上施加压力；以及温度检测元件(6)，用于检测加热辊(2)的温度。基于由温度检测元件(6)检测到的温度信息来感应加热加热辊(2)的外围表面。因而定影设备使用感应加热。本发明的特征在于温度检测元件(6)被置于位于加热元件(2)的中心轴的垂直下方和加热元件的外围表面的垂直下方的区域中。因此，温度检测元件(6)被设置在不可能经受加热辊(2)的热对流的位置处。

Description

定影设备及图像形成设备

技术领域

本发明涉及对纸张上的显影剂图像进行定影的定影设备，以及诸如复印机或打印机的安装了该定影设备的图像形成设备。

背景技术

利用数字技术的图像形成设备(例如，电子复印机)具有在加压下将热熔显影剂图像定影在纸张上的定影设备。

定影设备包括熔化例如色调剂(toner，墨粉)的显影剂的加热辊、和向加热辊施加预定压力的加压辊。在加热辊和加压辊之间的接触区域(辊隙部)形成预定的接触宽度(辊隙宽度)。在来自加压辊的压力下，将由来自加热辊的热量熔化的纸张上的显影图像定影在通过辊隙部的纸张上。近年来，已经利用了在加热辊外侧形成薄膜金属导电层并使用感应加热来加热该金属导电层的感应加热装置。

用于感应加热装置的一种已知方法使用与加热辊表面接触的检测元件来检测表面温度。从而该方法基于检测到的温度来控制加热辊的感应加热。然而，当该接触式温度检测元件在加热辊表面上滑过时，会劣化加热辊表面。这可能会不利地减小加热辊的使用寿命。劣化的加热辊表面还可能减小温度检测元件的敏感度，这会导致错误地检测对象温度。

一种已知的技术使用检测由加热辊发射的红外辐射的温度检测元件来以非接触方式确定加热辊的温度。该非接触式温度检测元件通过聚光透镜聚集来自对象的红外辐射，以基于接收到的红外辐射量来检测对象温度。这使得能够检测表面温度而不损伤加热辊。

然而，剥落在定影设备中的色调剂和纸屑会不利地污染温度检测元件的透镜。被污染的透镜会减少温度检测元件所接收到的红外辐射量。这会造成温度检测元件检测到的值中的误差。

例如，日本专利申请第2001-34109号KOKAI公开中披露了一种图像形成设备。该图像形成设备测量相对于检测非接触式温度检测传感器39c和39d的本身温度的电热调节器205和206的输出变化的、热电堆203和204的输出特性的变化。基于这些变化，图像形成设备检测传感器表面的污染以根据污染的状况来补偿所检测到的温度特性。

日本专利申请第2003-4536号KOKAI公开中披露了一种包括可移动过滤器4的定影设备。可移动过滤器4在作为温度检测对象的加热元件1和与加热元件1相对设置的非接触式温度传感器3的检测表面3a之间自由移动，并使得红外辐射通过；红外辐射是由加热元件1发出的。

日本专利申请第10-31390号KOKAI公开中披露了一种电子照相设备，该设备基于非接触式温度传感器14的检测输出来控制加热辊9的温度。在该设备中，非接触式温度传感器14具有用于基于其自身温度和作为对象的加热辊的温度之间的差来提供检测输出的自身温度检测装置。当将来自自身温度检测装置的检测输出定义为T0，且将自身温度输出定义为T1时，基于其值，即，基于T1的多阶方程：T＝C(T1)+f(T1)×T0+g(T1)×T0^2+h(T1)×T0^3+…和T1的函数表达式：C(T1)，f(T1)，g(T1)，h(T1)，…(例如，f(T1)＝常数A+α×T1+β×T1^2+γ×T1^3+…)(常数A，α，β，和γ为非零实数)来控制加热辊的温度T。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种定影设备，包括：

加热元件，其为具有中心轴的圆柱形元件，该加热元件具有被加热的外围表面；

温度检测元件，被置于位于加热元件的中心轴的垂直下方和加热元件的外围表面的垂直下方的区域中，该温度检测元件包括接收来自加热元件的红外辐射的检测面，该温度检测元件基于接收到的红外辐射来检测加热元件的外围表面的温度；以及

加热装置，其基于由温度检测元件检测到的温度将加热元件加热到目标温度。

根据本发明的另一个方面，提供了一种成像装置，包括：

图像载体，用于静电保持显影图像；

转印装置，用于将显影图像从图像载体转印至转印介质；

加热元件，其为具有中心轴的圆柱形元件，该加热元件具有被加热的外围表面；

加压元件，用于向加热元件施加预定的压力以熔化显影图像并使显影图像在压力下与转印介质接触，转印介质在加压元件和加热元件之间通过；

温度检测元件，被置于位于加热元件的中心轴的垂直下方和加热元件的外围表面的垂直下方的区域中，该温度检测元件包括接收来自加热元件的红外辐射的检测面，该温度检测元件基于接收到的红外辐射来检测加热元件的外围表面的温度；

加热装置，用于基于由温度检测元件检测到的温度将加热元件加热到目标温度；以及

控制部，连接至图像载体、转印装置、和加热装置以整体控制图像载体、转印装置、和加热装置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种定影设备，包括：

加热元件，其为具有中心轴的圆柱形元件，该加热元件具有被加热的外围表面；

温度检测装置，被置于位于加热元件的中心轴的垂直下方和加热元件的外围表面的垂直下方的区域中，该温度检测装置包括接收来自加热元件的红外辐射的检测面，该温度检测装置基于接收到的红外辐射来检测加热元件的外围表面的温度；以及

加热装置，用于基于由温度检测装置检测到的温度将加热元件加热到目标温度。

在下面的描述中将阐述本发明的其他目的和优点，并从描述中部分地变得显而易见，或通过实施本发明而了解。可以利用下文中特别指出的手段和组合来实现和获得本发明的目的和优点。

附图说明

结合并构成说明书一部分的附图，示出了本发明的实施例，并与上述的概括描述和下面给出的实施例的详细描述一起用于说明本发明的原理。

图1是示出根据本发明的图像形成设备的实例的示意图；

图2是示出图1中所示的定影设备的实例的示意图；

图3是示出图2中所示的温度检测元件的实例的示意图；

图4是示出图2中所示的温度检测元件的实例的透视图；

图5是示出图2中所示的温度检测辊和加热辊之间的位置关系的示意图；

图6是示出可用于图2中所示的温度检测元件的内部布线电路的实例的示意图；

图7是示出用于计算可用于图2中所示的定影设备的感应加热控制方法的校正值的测试的示意图；

图8是示出温度检测元件的自身温度和由与测试相关的温度检测元件检测到的温度中的误差之间的关系的示意图；

图9是示出温度检测元件的自身温度的检测值的斜率和由温度检测元件检测到的温度中的误差之间的关系的示意图；以及

图10是示出可用于图2中所示的定影设备的感应加热控制方法的实例的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施例。

(第一实施例)

如图1所示，图像形成设备(数字复印设备)101包括：图像读取装置(扫描仪)102，其从读取或复印对象(文档)P读取图像来生成图像信号；成像部103，基于由扫描仪102输出的图像信号来形成图像；以及外壳201，位于图像形成设备的最外部或下面描述的装置或电路之间。扫描仪102与自动送稿机(ADF)202设置为一体。

成像部103包括定影设备1、充电器104、感光鼓105、曝光装置106、显影装置107、纸盒108、拾取辊109、传送路径110、对准辊111、转印装置112、出纸辊113、以及出纸盘114。

充电器104将感光鼓105的表面充电到预定的电势。充电器104可以是电晕导线、接触辊、或接触片。

感光鼓(图像载体、图像运载装置)105在其外围表面上具有感光元件；施加了预定电势的感光元件被光照射来改变被光照射到的区域的电势，并能够保持作为静电图像的电势改变达预定的时间。感光元件可以被形成为带状来代替鼓状。

曝光装置106沿感光鼓105旋转方向位于充电器104的下游侧。曝光装置105使由扫描仪102提供的图像信号被具有变化的光强的激光束LB曝光。激光束LB可以具有对应于图像密度等的预定的光强。曝光装置106可以使用LED来代替激光器。

显影装置107沿感光鼓105旋转方向位于曝光装置106的下游侧。显影装置107容纳包括载体和色调剂的两种成分的显影剂，并向感光鼓105的表面提供显影剂(色调剂)。这在感光鼓105的表面上显现潜像以形成色调剂图像。显影剂可以是只包括色调剂的一种成分的显影剂。

纸盒108容纳纸张(片状物)Q，以及拾取辊109拾取纸张。被拾取的纸张Q通过传送路径110传送至对准辊111。

对准辊111以预定的定时旋转以将纸张Q传送至转印位置，以使纸张Q与形成在感光鼓105上的色调剂图像对准。

转印装置112向纸张Q施加预定的电势，以将感光鼓105上的色调剂图像转印到纸张Q上。转印装置112可以是电晕导线、接触辊、或接触片。

定影设备1向保持色调剂图像的纸张Q施加预定的热和压力，以熔化和定影纸张Q上的色调剂图像。

出纸辊113将由定影设备1释放的纸张Q传送至出纸盘114。

图2是示出用于图1所示的图像形成设备中的定影设备的实例的示意图。

图2是示出定影设备1的实例的平面示意图。

定影设备1包括加热辊2、加压辊3、压力机构4、剥离爪5、温度检测元件6、清洁元件7、热误差检测元件8、剥离爪9、清洁辊10、感应加热装置11、以及励磁线圈11a。

加热辊2包括：轴元件2a，其被固定以可以在定影设备1中在预定的位置处旋转；弹性元件2b，设置在轴元件2a的周围；以及金属传导层2c。轴元件2a设置在加热辊2的旋转中心轴上，并连接至驱动机构M以沿箭头CW方向旋转。尽管未示出，但加热辊2可以包括环绕金属传导层2c外周围的弹性层或剥离层。

加压辊3包括轴元件3a、设置在轴元件3a外侧的弹性元件(例如，硅橡胶)3b、以及剥离层(例如，氟橡胶)3c。加压机构(压力施加机构)4在加压弹簧4b的压力下，通过连接至轴元件3a的支撑元件4a将加压辊3压向加热辊2。这在加热辊2和加压辊3之间的接触部中形成辊隙部，该辊隙部在传送纸张Q的方向上至少具有给定的宽度(辊隙宽度)。加压辊3沿箭头CCW的方向与加热辊2协调地旋转。

沿着旋转方向，在加热辊2和加压辊3之间的辊隙部的加热辊2下游周围依次设置剥离爪5、清洁元件7、以及感应加热装置11；剥离爪5从加热辊2剥离纸张Q，清洁元件7去除附着在加热辊2上的残留色调剂、纸屑等，以及感应加热装置11包括励磁线圈11a以向加热辊2的金属传导层2c施加预定的磁场。温度检测元件6和温度调节装置8沿加热辊2的纵向设置；温度检测元件6检测加热辊2的温度，以及温度调节装置8检测加热辊2的不正常表面温度以停止为加热加热辊而供电。优选地沿加热辊2的纵向设置多个温度检测元件6。优选地，沿加热辊2的纵向设置至少一个温度调节装置8。

剥离爪9和清洁元件10设置在加压辊3的周围；剥离爪9从加压辊3剥离纸张Q，以及清洁元件10去除附着在加压辊3上的色调剂。

在本实施例中，弹性元件2b由例如泡沫硅橡胶的泡沫橡胶组成。金属传导层2c由具有大约0.5mm～2mm厚度的铝、镍、铁等构成。设置在加热辊2的金属传导层2c的外周的弹性层和剥离层(未示出)的下述结构是可以使用的。例如，弹性层由具有大约几μm厚并含有硅的耐热粘合剂构成。剥离层形成在最外部，具有大约30μm厚度、并由氟树脂(PFA、PTFE(聚四氟乙烯)，或PFA和PTFE的混合物)构成。

温度检测元件6被置于位于加热辊2的旋转中心轴(轴元件2a的中心轴)的垂直下方、以及加热辊2的周围表面的垂直下方的区域中。

感应加热装置11连接至感应加热控制电路12，而感应加热控制电路12连接至温度检测元件6和主CPU 13。主CPU 13连接至记录有由温度检测元件6检测到的温度信息的ROM(记录部，记录装置)13A，以及控制驱动机构M的驱动电路14。感应加热装置11和感应加热控制电路12统称为加热装置。

主CPU 13整体控制定影设备1的定影操作。

由温度检测元件6检测到的关于加热辊2的辊温度信息被输入到感应加热控制电路12。因此，感应加热控制电路12基于该温度信息等可控地为感应加热装置11的线圈11a提供预定的电力。换言之，基于由温度检测元件6输出的加热辊2的辊温度，感应加热控制电路12可控地沿加热辊12的轴向均匀地使加热辊2的温度升高到定影所需的定影温度。

由感应加热控制电路12施加给感应加热装置11的线圈11a的高频电流使线圈11a产生预定的磁场，以使涡电流通过加热辊2的金属传导层2c。于是，由于金属传导层2c的电阻而产生焦耳热来加热加热辊2。就是说，加热辊2是由感应加热装置6感应加热的。

通过来自加热辊2的热量而熔化的色调剂T于是固定至纸张Q；色调剂所附着的纸张Q通过加热辊2和加压辊3之间的辊隙部，加压辊3在纸张Q上施加预定压力。

从而本发明的定影设备利用感应加热来加热形成在加热辊2的外围表面周围的金属传导层2c。这在提高能量效率的同时减少热损失以使得能够在短时间内将加热辊2的温度提高到给定值。

下面将参照图2～图5描述温度检测元件6的结构和位置。图3是温度检测元件6的剖视图。图4是温度检测元件6的透视图。图5是示出温度检测元件6和加热辊2之间的位置关系的示意图。

如图3所示，温度检测元件6可以利用红外辐射以非接触方式来检测对象的温度。温度检测元件6包括：热电堆型温度传感器(热电堆，第一检测部)61，用于检测目标温度和环境温度之间的差；以及电热调节器(第二检测部)62，用于提供根据热电堆61附近的环境温度而变化的电阻值。

如图3和图4所示，热电堆61和电热调节器62固定至基板63，并设置在壳体64所封闭的空间中。壳体64包括红外线窗口部，从该窗口部露出热电堆61和电热调节器62的检测面。该红外线窗口部包括例如聚光透镜65的红外线发送元件。

在本实施例中，热电堆61由热电偶构成并包括：热结，用于接收红外辐射以产生热量；以及冷结，其不管是否有红外辐射都不产生热量。热电堆61输出热结和冷结之间的温度差作为电压。电热调节器62测量冷结侧的温度，即，热电堆61的温度。

如下详细描述，温度检测元件6包括：连接器V1，通过其为热电堆61和电热调节器62供电；连接器V2，通过其输出热电堆61的输出电压；连接器V3，通过其输出来自电热调节器62的输出电压；连接器V4，用于检测温度检测元件6中的连接错误；以及地GND，热电堆61和电热调节器62与其连接。温度检测元件连接器15(见图6)安装在定影设备1中的预定位置处，并包括与连接器V1～V4成对的多个接收部。将温度检测元件6可靠地插入到温度检测元件连接器15中来保证连接器V1～V4和多个接收部之间的电连接。换言之，将温度检测元件6的连接器V1～V4和地GND连接至温度检测元件连接器15，使得将来自图像形成设备10的工作电源提供给温度检测元件6。从而，由热电堆61和电热调节器62检测到的温度信息被输出到感应加热控制电路12。

如图4所示，连接器V1～V4和地GND成一条直线设置在基板63的一侧上。连接器V1和V4设置在连接器组的相对端。

如图5所示，温度检测元件6包括：中心温度检测元件601，用于检测加热辊2的中央部的温度；以及侧部温度检测元件602，用于检测加热辊2的端部的温度。

中心温度检测元件601包括朝向加热辊2的外周上的被测位置2X的检测面601a。侧部温度检测元件602包括朝向加热辊2的外周上的被测位置2Y的检测面602a。在被测位置2X处，设置在中心温度检测元件601中的聚光透镜65的光轴穿过加热辊2的外围表面。在被测位置2Y处，设置在侧部温度检测元件602中的聚光透镜65的光轴穿过加热辊2的外围表面。

中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602都位于加热辊2的旋转轴的垂直下方。对中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602进行设置，以使设置在检测面601a和602a上的聚光透镜65的光轴沿辊2的轴向相对于加热辊2的外围表面倾斜预定的角度θ，该外围表面包括加热辊2上的被测位置2X和2Y。换言之，对中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602进行安装，以使它们的检测面601a和602a从加热辊2的斜下方朝向加热辊2。此外，换言之，聚光透镜65的光轴和包括被测位置2X或2Y的加热辊2的轴线之间的角度θ不为90°。该角度θ是聚光透镜65的光轴和包括被测位置2X和2Y的加热辊2的外围表面之间的界面的角度。

在本实施例中，中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602安装在使角度θ＝45°的位置处。

中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602中的每一个都具有放射状延伸的测量范围603，并且测量范围603之内的红外辐射量以检测目标温度。在防护罩元件604不会显著影响测量范围603的位置处，将防护罩元件604设置在加热辊2和中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602中的每一个之间。防护罩元件604防止色调剂尘、油、纸屑等掉落到检测面601a和602a上。

防护罩元件604被设置来覆盖位于中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602的垂直上方的空间。这能够保护检测面601a和602a不落上从中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602上方落下的色调剂尘、油、纸屑等。防护罩元件604还能够减少停止定影设备1的运行时飞落的、并附着至温度检测元件6的检测面601a和602a的色调剂尘、油、纸屑等。因此，中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602可以提供所需的红外辐射量来检测对象的温度，从而最小化检测温度误差。

在本实施例中，防护罩元件604形成为片状，并由对波长为1μm～15μm的红外辐射具有透射率至少为20％的材料构成。在该情况中，例如，即使由于在温度检测元件6中的制造差异，防护罩元件604部分重叠并进入测量范围603，仍可以减小红外辐射量的减少率，以避免影响温度检测元件6的检测。这可以最小化由中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602检测到的温度误差。

加热辊2上的测量位置2X和2Y中的每一个和中心温度检测元件601与侧部温度检测元件602的检测面601a和602a中相应的一个之间的距离为40mm。换言之，中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602的检测面601a和602a中的每一个、与加热辊2上的测量位置2X和2Y中相应的一个之间的间距在聚光透镜65光轴上为40mm。

如果防护罩元件604由对波长为1μm～15μm的红外辐射具有透射率至少为20％的材料构成，则它们可以设置在中心温度检测元件601和侧部温度检测元件602上，来完全覆盖温度检测元件的垂直上方的空间。这能够进一步减少附着到检测面601a和602a上的色调剂尘、油、纸屑等。

通过如上所述将温度检测元件6放置在加热辊2的旋转中心轴的垂直下方、以及加热辊2的外围表面的下方，可以减少热对流对温度检测元件6的不利影响。这阻止了来自通过感应加热装置11加热的加热辊2的热量造成热对流而引起热气流垂直向上流动从而急剧改变温度检测元件6的温度的状况。也就是说，加热辊2下方的区域比加热辊2上方的区域更不可能受到热对流的影响。因此将温度检测元件6放置在加热辊2的下方阻止了由电热调节器62或热电堆61的冷结检测到的温度的急剧变化，该变化是由热对流引起的。

这使得可以减少热对流对温度检测元件6的不利影响。因此，可以最小化由温度检测元件6检测到的温度中的误差来防止下列情形：错误地检测到低于对象温度的温度，从而基于来自温度检测元件6的输出信息而错误地加热加热辊2，或错误地检测到高于对象温度的温度，从而在定影操作过程中，加热辊2的温度降低到低于定影温度。这能够减少过度加热所涉及的功耗。因此可以最小化功耗对制造成本和效率的不利影响来提高生产率。这种构造还避免由于在低于定影温度的温度进行定影操作而导致的不适当的图像，从而能够适当地形成图像。

(第二实施例)

现在，将参照图6对可应用于温度检测元件6的内部布线电路进行描述。

如图6所示，温度检测元件6包括热电堆61、电热调节器62、运算放大器71和72、齐纳二极管73、电阻器R1～R5、以及电阻器C1和C2。

热电堆(第一检测部)61连接至连接器(第一端子)V1和第一放大部66。功率从连接器V1输入至热电堆61，热电堆61输出热电堆输出电压至第一放大部66。第一放大部66放大所输入的热电堆输出电压，并通过连接器(第二端子)V2输出被放大的热电堆输出电压(第一检测值)作为来自热电堆61的温度信息。

电热调节器(第二检测部)62连接至连接器V1和第二放大部67。为电热调节器62提供来自连接器V1的功率，以向第二放大部67输出电热调节器输出电压。第二放大部67放大所输入的电热调节器输出电压，以通过连接器(第三端子)V3输出经过放大的电热调节器输出电压(第二检测值)作为由电热调节器62检测到的温度信息。

为连接器V1提供操作温度检测元件6所需的功率。在本实施例中，通过连接器V1提供5V的电压，其中，在到达第一放大部66之前，该连接器还连接至连接器(第四端子)V4。换言之，可靠地电连接至温度检测元件连接器15的温度检测元件6形成输电线，通过该输电线通过连接器V1输入的功率经由连接器V4返回至图像形成设备。

连接器V1～V4和地GND经由温度检测元件连接器15电连接至图像形成设备。具体地，温度检测元件连接器15包括分别对应于连接器V1～V4和地GND的多个接收部15a、15b、15c、15d、和15e。接收部15a～15e连接至设置在图像形成设备101中的感应加热控制装置12、主CPU 13、电源电路16、以及测量装置17。

连接器V1电连接至温度检测元件连接器15的接收部15a，然后连接至电源电路16。连接器V2和V3分别电连接至温度检测元件15的接收部15b和15c，然后连接至感应加热控制电路12。连接器V4电连接至温度检测元件连接器15的接收部15d，然后连接至测量装置17。地GND电连接至温度检测元件连接器15的接收部15e，然后连接至设置在图像形成设备101侧中的地。

电源电路16提供运行图像形成设备101和定影设备1所需的功率。

如图2所示，测量装置17连接至主CPU 13，并测量通过连接器V4输出的电压以向主CPU 13输出所获得的电压。

主CPU 13可以基于由测量装置17检测到的电压来检查温度检测元件6和温度检测元件连接器15之间的电连接。

如果至少连接器V1和V4电连接至温度检测元件连接器15的适当的接收部，则连接器V4输出通过连接器V1提供的5V的电压。由于连接器V1和V4设置在布置在温度检测元件6中的多个端子组成的组的相对端，因此如果适当地连接这些连接器，则连接器V2和V3以及地GND电连接至温度检测元件连接器15。

因此，当测量装置17测量有5V的电压(其与提供给连接器V1的电压相同)时，主CPU 13指示定影设备1执行定影操作，例如，指示感应加热控制电路12加热加热辊2以及驱动电路14旋转加热辊2。

另一方面，如果连接器V1或V4没有电连接至温度检测元件连接器15，则测量装置17不能输出通过连接器V1提供的5V电压。在此情况下，主CPU 13执行例如停止定影操作的控制，使感应加热控制电路12停止加热加热辊2以及使驱动电路14停止旋转加热辊2。

因此，如果测量装置17输出与提供给连接器V1的电压相同的电压，则主CPU 13可以确定温度检测元件6可靠地电连接到了温度检测元件连接器15。另一方面，如果没有提供与提供给连接器V1的电压相同的电压，则主CPU 13可以确定温度检测元件6和15之间没有建立电连接。也就是说，主CPU 13可以通过将由测量装置17测量的电压和由电源电路16提供给连接器V1的电压进行比较来检查温度检测元件6的电连接。

这能够检测例如由将温度检测元件6倾斜插入到温度检测元件连接器15中所导致的温度检测元件6和温度检测元件连接器15之间的不良连接。还可以检测到由于震动等造成的温度检测元件6已经从温度检测元件连接器15中滑出。

从而，这种配置可以防止由于不能在温度检测元件6和温度检测元件连接器15之间建立电连接导致的对象温度的错误检测而造成的加热辊2过热或将加热辊2的温度减小到定影温度以下。这使得能够减小过度加热所涉及的功耗。这样可以最小化功耗对制造成本和效率的不利影响以提高生产率。这种配置还可以避免以低于定影温度的温度进行的定影操作造成的不良图像，从而使得可以适当地形成图像。

连接器V1和V4设置在布置在温度检测元件6中的多个连接器端子组成的组的相对端。这能够检测温度检测元件6的倾斜安装。这还使得可以增加检测温度检测元件6中的误差检测(例如，由不稳定安装造成的不良连接)的精度。

在本实施例的描述中，通过连接器V1提供的电源为5V。然而，本发明并不限于此。可以提供对应于温度检测元件6的任意电源。此外，在本实施例的描述中，主CPU 13将由测量装置17所测量的电压和提供给连接器V1的5V电压进行比较，以确定是否已经检测到了由测量装置17确定的电压(5V)。然而，本发明并不限于此。主CPU 13可以确定测量装置17是否已经检测到了接近5V的电压。换言之，如果测量装置17输出的电压低于提供给连接器V1的电压预定的值(例如，0.5V)，则主CPU 13可以可控地停止加热装置。

(第三实施例)

现在，参照图7～图10，将对可应用于定影设备1的温度检测方法进行描述。

首先，参照图7～图9，将对用于计算可用于本实施例的感应加热控制方法的参数的测试进行描述。

图7是示出用于测试的定影设备的示意图。图8是示出温度检测元件6的自身温度和由温度检测元件6检测到的温度中的误差之间关系的示意图。图9是示出温度检测元件6的自身温度的检测值的斜率和由温度检测元件6检测到的温度中的误差之间的关系的示意图。

如图7所示，用于测试的定影设备包括检测加热辊2的外围表面的温度的温度检测元件6。如上所述，温度检测元件6设置在位于加热辊2的可旋转中心轴的垂直下方和加热辊2的圆周表面的垂直下方的区域中。温度检测元件6包括：热电堆61，用于检测对象温度和气温之间的差；以及电热调节器62，用于基于对应于热电堆61附近的气温的变化的阻抗值的变化来检测温度检测元件6的自身温度。热电堆61检测测量范围R6中的温度。热电偶603设置在测量范围R6的附近来检测测量范围R6附近的加热辊2的温度。

如此配置的定影设备使用以上的感应加热装置来加热加热辊2。温度检测元件6检测温度T1，热电偶603检测温度T2，以及温度检测元件6的电热调节器62检测温度T3。

测试包括计算来自温度检测元件6的温度T1和来自热电偶603的温度T2之间的差(T2-T1)，即，由温度检测元件6检测到的温度误差T4。然后，基于由温度检测元件6的电热调节器62检测的温度T3确定误差T4的斜率S5。斜率S5表示在10秒内由电热调节器62检测到的温度的变化量。图8是示出由温度检测元件6中的电热调节器62检测到的温度T3和由温度检测元件6检测到的温度误差T4之间的关系的示意图。

如图8所示，当由电热调节器62检测到的温度T3显著变化(0到大约1300秒之间)时，所检测到的温度误差T4很大。具体地，检测到的温度误差T4在由电热调节器62检测到的温度T3开始上升时最大，而在由电热调节器62检测到的温度T3开始稳定时变得稳定。即，在由电热调节器62检测到的温度T3开始上升时，由温度检测元件6检测到的温度误差最大，并且检测到低于实际温度的温度。

图9是示出由温度检测元件6检测到的温度误差T4和斜率S5之间的关系的示意图。

如图9所示，当检测到的温度误差T4显著变化(0和大约1,300秒之间)时，斜率S5较大。具体地，当时间＝0秒时，检测到的温度误差T4约为2.4℃，然后增加到最大值＝约2.7℃。误差T4然后降回至约2.4℃。同时，斜率S5快速从约0.006增加到0.025(℃/10s)。检测到的温度误差T4随后逐渐接近于零。当斜率S5为0.01(℃/10s)或更小时，检测到的温度误差几乎变为零，此误差不显著影响加热辊2的感应加热控制。该变化需要约1,200.0秒。

当由于卡纸而打开图像形成设备101的外壳201导致定影设备1中的温度急剧改变时，会出现这样的温度误差。在这种情况下，由电热调节器62检测到的温度T3急剧变化，并且温度检测元件6检测到低于实际温度的温度。因此，加热辊2可能被加热至高于设置温度的温度，而造成不良的定影或劣化的图像质量。

因此，根据本发明的感应加热控制方法基于斜率S5的值向由温度检测元件6检测到的温度施加校正值，其中，斜率S5表示在10秒内由电热调节器62检测到的温度T3的变化量。这使得由温度检测元件6检测到的温度误差T4最小化。

下面将参照图10描述可应用于定影设备1的感应加热控制。

如图10所示，主CPU 13启动加热辊2的感应加热。主CPU 13将温度检测元件6的电热调节器62每隔10秒检测到的温度T3保存到ROM 13A中(ST1)。主CPU 13根据保存的温度T3计算出斜率S5(ST2)，以确定斜率S5的值是否至少为第一规定值0.025(ST3)。如果斜率S5的值至少为第一规定值0.025(ST3中的是)，则主CPU 13将由温度检测元件6检测到的温度(第三检测值)T1加上2.5℃的校正值，从而得到温度TX1。主CPU 13然后将温度TX1输出至感应加热控制电路12作为由温度检测元件6检测到的温度信息(ST4)。

如果斜率S5的值小于第一规定值0.025(ST3中的否)，则主CPU 13确定斜率S5的值是否至少为第二规定值0.01(ST5)。如果斜率S5的值至少为第二规定值0.01(ST5中的是)，则主CPU 13将由温度检测元件6检测到的温度(第三检测值)T1加上第二校正值166.66666×S5-1.66666，从而得到温度TX1。然后，主CPU 13将温度TX1输出至感应加热控制电路12作为由温度检测元件6检测到的温度信息(ST6)。

如果斜率S5的值小于第二规定值0.01(ST5中的否)，则主CPU 13将温度T1输出至感应加热控制电路12，而不向由温度检测元件6检测到的温度值T1添加校正值(ST7)。

基于由主CPU 13输出的来自温度检测元件6的温度信息TX1，感应加热控制电路12控制感应加热装置11将加热辊2加热至定影温度。

主CPU 13从而得到校正了温度检测元件6中的检测误差的温度检测信息。因此，即使定影设备1中的气温急剧变化，还是可以使由温度检测元件6检测到的温度T1更接近于实际温度。加热辊2于是可以被加热到定影温度，从而能够形成高质量的图像。

本发明不限于上述的实施例。在实施中，在不背离本发明的精神的情况下，可以改变实施例的部件。通过适当地结合以上实施例中公开的多个部件可以构成各种发明。例如，可以删除实施例中所示的一些部件。此外，可以将来自不同实施例的部件结合在一起。

例如，在上述描述中，加热辊2是通过加热控制电路12感应加热的。然而，本发明不限于此。加热辊2可以通过来自灯等的红外辐射来加热。

Claims (15)

1.一种定影设备，包括：

加热元件，其为具有中心轴的圆柱形元件，所述加热元件具有被加热的外围表面；

温度检测元件，被置于位于所述加热元件的所述中心轴的垂直下方和所述加热元件的所述外围表面的垂直下方的区域中，所述温度检测元件包括接收来自所述加热元件的红外辐射的检测面以及将来自所述加热元件的红外辐射聚集到所述检测面上的透镜，并且所述透镜的光轴以预定角度向所述加热元件的所述外围表面倾斜，所述加热元件的所述外围表面包括所述透镜的光轴和所述加热元件的表面交叉的点，所述温度检测元件基于所接收到的红外辐射来检测所述加热元件的所述外围表面的温度；以及

加热装置，用于基于由所述温度检测元件检测到的温度将所述加热元件加热至目标温度，并且所述加热装置位于所述加热元件的外部。

2.根据权利要求1所述的定影设备，其中，所述温度检测元件被设置为使所述透镜的所述光轴向所述加热元件的所述外围表面倾斜45°。

3.根据权利要求1所述的定影设备，进一步包括防护罩元件，其被设置在所述加热元件和所述温度检测元件之间，用于阻止掉落的物体落到所述温度检测元件的所述检测面上，以防止所述检测面被污染。

4.根据权利要求3所述的定影设备，其中，所述防护罩元件包括对于波长为1μm至15μm的红外辐射具有透射率至少为20％的材料。

5.根据权利要求1所述的定影设备，其中，所述温度检测元件的所述检测面和所述加热元件之间的间距在所述透镜的所述光轴上为20mm或以上。

6.根据权利要求1所述的定影设备，其中，所述温度检测元件包括：第一检测部，用于从所述检测面接收来自所述加热元件的所述外围表面的红外辐射，并检测所述加热元件的所述外围表面的温度；第二检测部，用于检测所述第一检测部的周围的气温；第一端子，通过其将功率提供给所述第一检测部和所述第二检测部中的至少一个；第二端子，通过其输出由所述第一检测部检测到的检测值；第三端子，通过其输出由所述第二检测部检测到的检测值；以及第四端子，连接在所述第一端子和所述第一检测部或所述第二检测部之间并设置在到所述第一端子的距离比到所述第二端子和所述第三端子的距离更远的位置处。

7.一种图像形成设备，包括：

图像载体，用于静电保持显影图像；

转印装置，用于将所述显影图像从所述图像载体转印到转印介质；

加热元件，其为具有中心轴的圆柱形元件，所述加热元件具有被加热的外围表面；

加压元件，用于在所述加热元件上施加预定的压力，以在压力下熔化所述显影图像并使所述显影图像与所述转印介

质接触，所述转印介质在所述加压元件和所述加热元件之间通过；

温度检测元件，被置于位于所述加热元件的所述中心轴的垂直下方和所述加热元件的所述外围表面的垂直下方的区域中，所述温度检测元件包括接收来自所述加热元件的红外辐射的检测面以及将来自所述加热元件的红外辐射聚集到所述检测面上的透镜，并且所述透镜的光轴向所述加热元件的所述外围表面倾斜预定角度，所述加热元件的所述外围表面包括所述透镜的光轴和所述加热元件的表面交叉的点，所述温度检测元件基于所接收到的红外辐射来检测所述加热元件的所述外围表面的温度；

加热装置，用于基于由所述温度检测元件检测到的温度将所述加热元件加热至目标温度，并且所述加热装置位于所述加热元件的所述外围表面；以及

控制部，其连接至所述图像载体、所述转印装置和所述加热装置，以整体控制所述图像载体、所述转印装置、和所述加热装置。

8.根据权利要求7所述的图像形成设备，其中，所述温度检测元件被设置为使所述透镜的所述光轴向所述加热元件的所述外围表面倾斜45°。

9.根据权利要求7所述的图像形成设备，进一步包括防护罩元件，其被设置在所述加热元件和所述温度检测元件之间，用于阻止掉落的物体落到所述温度检测元件的所述检测面上，以防止所述检测面被污染。

10.根据权利要求9所述的图像形成设备，其中，所述防护罩元件包括对于波长为1μm至15μm的红外辐射具有透射率至少为20％的材料。

11.根据权利要求7所述的图像形成设备，其中，所述温度检测元件的所述检测面和所述加热元件之间的间距在所述透镜的所述光轴上为20mm或以上。

12.根据权利要求7所述的图像形成设备，其中，所述温度检测元件包括：第一检测部，用于从所述检测面接收来自所述加热元件的所述外围表面的红外辐射，并检测所述加热元件的所述外围表面的温度；第二检测部，用于检测所述第一检测部周围的气温；第一端子，通过其将功率提供给所述第一检测部和所述第二检测部中的至少一个；第二端子，通过其输出由所述第一检测部检测到的检测值；第三端子，通过其输出由所述第二检测部检测到的检测值；以及第四端子，连接在所述第一端子和所述第一检测部或所述第二检测部之间并设置在到所述第一端子的距离比到所述第二端子和所述第三端子的距离更远的位置处。

13.根据权利要求12所述的图像形成设备，进一步包括测量装置，所述测量装置连接至所述第四端子和所述控制部，并用于测量通过所述第四端子输出的功率来向所述控制部输出该测量结果，所述控制部将通过所述第四端子输出的功率和提供给所述第一端子的功率进行比较，如果通过所述第四端子输出的所述功率至少低于提供给所述第一端子的功率预定值，则所述控制部使所述加热装置停止。

14.根据权利要求12所述的图像形成设备，其中，所述控制部执行控制以使所述加热装置根据所述加热元件的外围表面的所述温度加热所述加热元件，所述加热元件的外围表面的所述温度是通过将对应于由所述第一检测部检测到的第一检测值的变化量的校正值应用于由所述温度检测元件输出的第三检测值而得到的。

15.根据权利要求14所述的图像形成设备，其中，如果所述第一检测值的所述变化量至少为预定的设置值，则所述控制部将比在所述第一检测值的所述变化量小于所述预定的设置值的情况下所使用的校正值更大的校正值应用于所述第三检测值。

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