具有雙功能加熱能力的混合加熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】用于電子照相成像設(shè)備的定影器加熱器構(gòu)件，包括加熱器構(gòu)件。根據(jù)示例性實(shí)施例，加熱器構(gòu)件包括：正溫度系數(shù)(PTC)材料，其設(shè)置成沿著定影器組件的定影器壓印線的寬度；第一電極和第二電極，其設(shè)置成沿著PTC材料而設(shè)置的表面；中間層，其被設(shè)置在第二電極上；以及至少一個(gè)電阻跡線，其設(shè)置成沿著中間層，中間層沿著定影器壓印線的寬度。加熱器構(gòu)件包括耦合到第一電極和第二電極和電阻式元件上的多個(gè)線段，其用于在定影操作期間從PTC材料和至少一個(gè)電阻跡線的至少其中一個(gè)產(chǎn)生熱量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有雙功能加熱能力的混合加熱器
[0001]相關(guān)應(yīng)用的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)涉及到2010年12月17日提交的且題目為“Fuser Heating Element for anElectrophotographic Imaging Device”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)12/971,679，其內(nèi)容通過(guò)引用全部被并入本文。本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.119(e)要求于2013年9月25日提交的且題目為“HybridFuser Heater of a Belt Fuser Using Heat Control Circuitry” 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)枮?1/882，462的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過(guò)引用全部被并入本文。
[0003]關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究或研發(fā)的聲明
[0004]無(wú)。
[0005]引用順序列表等
[0006]無(wú)。
[0007]背景
[0008]1.公開(kāi)領(lǐng)域
[0009]本公開(kāi)大體上涉及在電子照相成像設(shè)備中的定影器，并具體地涉及帶式定影器的加熱器和控制加熱器的熱量產(chǎn)生。
[0010]2.相關(guān)技術(shù)描述
[0011]在激光成像設(shè)備中，使用各種電子照相技術(shù)而被轉(zhuǎn)移到片材的介質(zhì)上的墨粉則通過(guò)定影器而被熔化到介質(zhì)上，定影器對(duì)墨粉施加熱和壓力。在部分地由支承輥形成的定影壓印線處施加熱和壓力。當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)定影器壓印線時(shí)，定影器大體上永久地將墨粉黏合到介質(zhì)上。墨粉定影是在激光成像設(shè)備的打印過(guò)程中的最后步驟。
[0012]有很多不同的定影器結(jié)構(gòu)，諸如熱輥定影器和帶式定影器。帶式定影器使用比在熱輥定影器中的熱輥更薄的帶。因此，帶式定影器具有更低的熱質(zhì)量，從而減少預(yù)熱時(shí)間和能量使用以用于更快且更有效率的打印過(guò)程。
[0013]然而，當(dāng)在窄介質(zhì)上打印時(shí)，帶式定影器的較低熱質(zhì)量提出了挑戰(zhàn)。這是因?yàn)闆](méi)有接觸到窄介質(zhì)片材的定影器壓印線的部分很快地過(guò)度加熱，從而可能損壞帶式定影器的一些部件。每當(dāng)使用窄介質(zhì)時(shí)，可以通過(guò)放慢打印過(guò)程來(lái)避免帶式定影器的損壞，諸如增加在介質(zhì)路徑中連續(xù)頁(yè)面之間的間隙。通過(guò)放慢打印過(guò)程的速度，允許多余的熱量從窄介質(zhì)通過(guò)的定影器壓印線的部分軸向地傳導(dǎo)。相比之下，熱輥定影器甚至在沒(méi)有放慢在窄介質(zhì)上的打印的情況下也將多余的熱量進(jìn)行軸向地?cái)U(kuò)散。
[0014]需要一種帶式定影器，其當(dāng)在窄介質(zhì)上打印時(shí)以與熱棍定影器大致相同的速度進(jìn)行打印，但保持其快速預(yù)熱和能量效率。
[0015]概述
[0016]本公開(kāi)的示例性實(shí)施例提供了用于帶式定影器的混合定影器加熱器，該混合定影器加熱器包含提供使用窄介質(zhì)的更快打印過(guò)程速度、有效率的定影操作和相對(duì)快速的預(yù)熱時(shí)間的加熱器設(shè)計(jì)架構(gòu)。
[0017]在示例性實(shí)施例中，用于帶式定影器組件的加熱器包括正溫度系數(shù)(PTC)材料、第一電極和第二電極、中間層、一個(gè)或多個(gè)電阻跡線和保護(hù)層。PTC材料具有第一表面和相對(duì)的第二表面，且PTC材料的長(zhǎng)度大小被設(shè)定為延伸貫穿帶式定影器組件的定影器壓印線的寬度。第一電極和第二電極被設(shè)置為分別抵靠PTC材料的第一表面和第二表面。當(dāng)電極被耦合到AC線路電壓時(shí)，可以利用電極在PTC材料的兩端施加電壓差以產(chǎn)生熱量。中間層被設(shè)置為抵靠第二電極。一個(gè)或多個(gè)電阻跡線沿著中間層設(shè)置以便大體上延伸穿過(guò)PTC材料的長(zhǎng)度，用于在經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)電阻跡線的電流通路上產(chǎn)生熱量。保護(hù)層大體上覆蓋一個(gè)或多個(gè)電阻跡線和中間層。保護(hù)層和中間層可以是聚酰亞胺和玻璃成分中的一者。加熱器包括將第二電極和一個(gè)或多個(gè)電阻跡線的第一端部電連接在一起的導(dǎo)體。
[0018]在另一示例性實(shí)施例中，中間層可以是具有對(duì)應(yīng)于PTC材料長(zhǎng)度的長(zhǎng)度的剛性襯底，并可以包括被設(shè)置在襯底和第二電極之間的熱脂層。襯底可以是陶瓷。剛性襯底有利地允許PTC材料更薄以進(jìn)行更有效率的熱傳遞，同時(shí)阻止PTC材料裂損。
[0019]附圖簡(jiǎn)述
[0020]結(jié)合附圖，參考以下所公開(kāi)的實(shí)施例的描述，所公開(kāi)的實(shí)施例的上述特征和其他特征及優(yōu)點(diǎn)以及獲得它們的方式將變得更明顯并更好地被理解，其中:
[0021 ]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖像形成設(shè)備的側(cè)視圖；
[0022]圖2是圖1的定影器組件的橫截面圖；
[0023]圖3是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的、圖2的加熱器構(gòu)件的橫截面圖；
[0024]圖4是根據(jù)連接到熱控制電路的示例性實(shí)施例的、圖3的加熱器構(gòu)件的底部透視圖，其中沒(méi)有示出其底部保護(hù)層；
[0025]圖5是圖4的加熱器構(gòu)件的俯視圖；
[0026]圖6是根據(jù)連接到熱控制電路的另一示例性實(shí)施例的、圖3的加熱器構(gòu)件的底視圖，其中也沒(méi)有示出其底部保護(hù)層；
[0027]圖7是根據(jù)第二示例性實(shí)施例的、圖2的加熱器構(gòu)件的橫截面圖；
[0028]圖8是根據(jù)第三示例性實(shí)施例的、圖2的加熱器構(gòu)件的橫截面圖；
[0029]圖9是圖8的加熱器構(gòu)件的底視圖；
[0030]圖10是圖9的加熱器構(gòu)件的俯視圖；
[0031]圖11是圖8的加熱器構(gòu)件的底視圖；
[0032]圖12是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的、圖8的加熱器構(gòu)件的橫截面圖；
[0033]圖13、14和16是示出了連接到圖2的加熱器構(gòu)件的圖1的圖像形成設(shè)備的熱控制電路的示例性實(shí)施例的原理圖；以及
[0034]圖15是示出圖13和14的示例性實(shí)施例的操作的流程圖。
[0035]詳細(xì)說(shuō)明
[0036]應(yīng)該理解，本公開(kāi)在應(yīng)用時(shí)并不局限于以下的說(shuō)明書(shū)中提出的或附圖中示出的構(gòu)造細(xì)節(jié)和組件安排。本公開(kāi)能有其他實(shí)施例并且能以多種方式實(shí)踐或執(zhí)行。還應(yīng)當(dāng)理解，本文使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的且不應(yīng)被視為具有限制性。在本文中的“包括”、“包含”或“具有”以及它們的變體的使用旨在包括其后列出的項(xiàng)目和其等同物以及額外的項(xiàng)目。除非另外限制，否則術(shù)語(yǔ)“連接”、“親合”和“安裝”以及它們的變體在本文中被廣泛地使用，并包括直接和間接的連接、耦合和安裝。另外，術(shù)語(yǔ)“連接”和“耦合”以及它們的變體并不受限于物理的或機(jī)械的連接或耦合。
[0037]使用諸如“頂部”、“底部”、“前面”、“后面”和“側(cè)面”、“在...之上”、“在...之下”、“在下面”、“更低”、“在上面”、“上面的”等的空間相關(guān)的術(shù)語(yǔ)是為了描述的容易以解釋一個(gè)元件相對(duì)于第二元件的位置。諸如“第一”、“第二”等的術(shù)語(yǔ)被用于描述各種元件、區(qū)域、部分等，并且不旨在為限制性的。另外，術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“一”在本文中不表示對(duì)數(shù)量的限制，而表示參考項(xiàng)目的至少一個(gè)的存在。
[0038]此外，并且如在后面段落中描述的，在附圖中示出的具體配置旨在例證本公開(kāi)的實(shí)施例并且其他備選的配置是可能的。
[0039]現(xiàn)在將具體地參考如在附圖中示出的示例實(shí)施例。只要有可能，將貫穿附圖使用相同的參考標(biāo)號(hào)來(lái)指代相同或相似的部分。
[0040]圖1根據(jù)示例性實(shí)施例示出了彩色圖像形成設(shè)備100。圖像形成設(shè)備100包括具有四個(gè)顯影劑單元104的第一墨粉轉(zhuǎn)移區(qū)域102，顯影劑單元104大體上從圖像形成設(shè)備100的一端延伸到其相反的一端。顯影劑單元104沿著中間轉(zhuǎn)移構(gòu)件(ITM)106進(jìn)行設(shè)置。每一個(gè)顯影劑單元104持有不同的顏色墨粉?？梢园聪鄬?duì)于由在圖1中箭頭指示的ITM 106的方向的順序校準(zhǔn)顯影劑單元104，其中黃色顯影劑單元104Y是最上游，接著是青色顯影劑單元104C、紫紅色顯影劑單元104M，以及黑色顯影劑單元104K是沿著ITM 106的最下游。
[0041]可操作地將每個(gè)顯影劑單元104連接到用來(lái)接收用于打印操作的墨粉的墨粉儲(chǔ)存器108。控制每一個(gè)墨粉儲(chǔ)存器108來(lái)向其對(duì)應(yīng)的顯影劑單元104按需供應(yīng)墨粉。每一個(gè)顯影劑單元104與光電導(dǎo)構(gòu)件110相關(guān)聯(lián)，光電導(dǎo)構(gòu)件110在墨粉顯影期間由此接收墨粉以在其上形成調(diào)色圖像。每一個(gè)光電導(dǎo)構(gòu)件110與用于在第一轉(zhuǎn)移區(qū)域102處向ITM 106轉(zhuǎn)移墨粉的轉(zhuǎn)移構(gòu)件112配對(duì)。
[0042]例如，在彩色圖像形成期間，每一個(gè)光電導(dǎo)構(gòu)件110的表面被充電到諸如-800伏特的額定電壓。來(lái)自打印頭或激光掃描單元(LSU)130的至少一個(gè)激光束LB被指向到每一個(gè)光電導(dǎo)構(gòu)件110的表面，并且將其接觸的那些區(qū)域放電以形成其上的潛像。在一個(gè)實(shí)施例中，將光電導(dǎo)構(gòu)件110上的由激光束LB照射的區(qū)域放電到大約-100伏特。顯影劑單元104然后將墨粉轉(zhuǎn)移到光電導(dǎo)構(gòu)件110以形成其上的墨粉圖像。墨粉被吸引到光電導(dǎo)構(gòu)件110表面的被來(lái)自LSU 130的激光束LB放電的區(qū)域。
[0043]將ITM 106設(shè)置在鄰近于每個(gè)顯影劑單元104處。在此實(shí)施例中，ITM106被形成為圍繞驅(qū)動(dòng)輥和其他輥設(shè)置的環(huán)形帶。在圖像形成操作中，ITM106沿順時(shí)針?lè)较?如圖1中看見(jiàn)的)移動(dòng)經(jīng)過(guò)光電導(dǎo)構(gòu)件110。一個(gè)或多個(gè)光電導(dǎo)構(gòu)件110在它各自的顏色中將其墨粉圖像應(yīng)用到ITM 106。對(duì)于單色的圖像，從單個(gè)光電導(dǎo)構(gòu)件IlOK應(yīng)用墨粉圖像。對(duì)于多顏色圖像，從兩個(gè)或多個(gè)光電導(dǎo)構(gòu)件110應(yīng)用墨粉圖像。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，部分地由轉(zhuǎn)移構(gòu)件112形成的正電壓場(chǎng)將墨粉圖像從相關(guān)的光電導(dǎo)構(gòu)件110吸引到移動(dòng)的ITM 106的表面。
[0044]ITM 106旋轉(zhuǎn)和收集來(lái)自一個(gè)或多個(gè)顯影劑單元104的一個(gè)或多個(gè)墨粉圖像，然后在第二轉(zhuǎn)移區(qū)域114處將一個(gè)或多個(gè)墨粉圖像傳送到介質(zhì)片材上。第二轉(zhuǎn)移區(qū)域114包括在至少一個(gè)支承輥116和第二轉(zhuǎn)移輥118之間形成的第二轉(zhuǎn)移壓印線。
[0045]定影器組件120設(shè)置在第二轉(zhuǎn)移區(qū)域114的下游，并接收具有疊置于其上的未定影的墨粉圖像的介質(zhì)片材。一般而言，定影器組件120向介質(zhì)片材施加熱和壓力以便將墨粉定影到介質(zhì)片材。在離開(kāi)定影器組件120后，介質(zhì)片材被放置在輸出介質(zhì)區(qū)122中或者進(jìn)入雙面介質(zhì)路徑124以傳送到第二轉(zhuǎn)移區(qū)域114，用于在介質(zhì)片材的第二表面上成像。
[0046]在圖1中，圖像形成設(shè)備100被描述為彩色激光打印機(jī)，其中墨粉在兩個(gè)步驟操作中轉(zhuǎn)移到介質(zhì)片材?？蛇x擇地，圖像形成設(shè)備100可以是彩色激光打印機(jī)，其中墨粉在單個(gè)步驟過(guò)程中轉(zhuǎn)移到介質(zhì)片材一一從光電導(dǎo)構(gòu)件110直接到介質(zhì)片材上。在另一可選示例性實(shí)施例中，圖像形成設(shè)備100可以是單色激光打印機(jī)，其僅利用單個(gè)顯影劑單元104和光電導(dǎo)構(gòu)件110用于將黑色墨粉直接沉積到介質(zhì)片材。此外，圖像形成設(shè)備100可以是具有用于掃描打印的片材的圖像掃描器及其他功能的多功能產(chǎn)品的一部分。
[0047]圖像形成設(shè)備100還包括控制器140和可通信地與其耦合的存儲(chǔ)器142。盡管沒(méi)有在圖1中示出，控制器140也可以耦合到在圖像形成設(shè)備100中的組件和模塊，用來(lái)控制圖像成型設(shè)備100中的組件和模塊。例如，控制器140可以耦合到墨粉儲(chǔ)存器108、顯影劑單元104、光電導(dǎo)構(gòu)件110、定影器組件120和/Slsu 130，以及耦合到用來(lái)向其給予運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)(未示出)。另外，控制器140與耦合到定影器組件120的熱控制電路144相關(guān)聯(lián)以控制將墨粉定影到介質(zhì)片材所使用的熱的產(chǎn)生。應(yīng)該理解的是，控制器140可以被實(shí)施為任何數(shù)量的控制器和/或處理器，以用于適當(dāng)?shù)乜刂茍D像形成設(shè)備100來(lái)執(zhí)行打印操作及其他功能。
[0048]相對(duì)于圖2，定影器組件120可包括傳熱構(gòu)件202和與傳熱構(gòu)件202配合的支承輥204，以限定用于將介質(zhì)片材輸送在其中的定影器壓印線N。傳熱構(gòu)件202可包括殼體206、支撐在殼體206上和/或至少部分地在殼體206中的加熱器構(gòu)件208、以及繞殼體206放置的環(huán)形柔性定影帶210。
[0049]定影帶210圍繞殼體206和用來(lái)在其附近移動(dòng)的加熱器構(gòu)件208設(shè)置。為了打印時(shí)的更高的處理速度，定影帶210可以是不銹鋼帶。支承輥204接觸定影帶210，使得定影帶210繞殼體206和加熱器構(gòu)件208旋轉(zhuǎn)以響應(yīng)支承輥204旋轉(zhuǎn)。隨著定影帶210圍繞殼體206和加熱器構(gòu)件208旋轉(zhuǎn)，定影帶210的內(nèi)表面接觸加熱器構(gòu)件208，以便將定影帶210加熱至足以將墨粉定影到介質(zhì)片材的溫度。
[0050]支承輥204可包括圍繞其設(shè)置一個(gè)或多個(gè)層的中心組件。支承輥在本領(lǐng)域中是公知的，因而為了方便起見(jiàn)將不提供支承輥204的詳細(xì)描述。支承輥204可以由電動(dòng)機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)可以是很多不同類(lèi)型電動(dòng)機(jī)中的任何電動(dòng)機(jī)。例如，電動(dòng)機(jī)可以是無(wú)刷直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，并且也可以通過(guò)包括但不限于齒輪系(未示出的)的很多機(jī)械耦合機(jī)構(gòu)耦合到支承輥204。
[0051 ]在定影操作期間，熱控制電路144控制加熱器構(gòu)件208以在定影溫度的期望的范圍內(nèi)產(chǎn)生熱量。另外，在定影操作期間，控制器140可以控制驅(qū)動(dòng)支承輥204的電動(dòng)機(jī)來(lái)使得其以所需的定影速度旋轉(zhuǎn)。期望的定影速度和定影溫度的范圍被選擇用于實(shí)現(xiàn)相對(duì)高的處理速度以及有效的墨粉定影而不會(huì)明顯地影響定影器組件120的部件(如支承輥204和定影帶210)的使用壽命。
[0052]圖3是根據(jù)第一示例性實(shí)施例的加熱器構(gòu)件208的橫截面立視圖。在此示例性實(shí)施例中，加熱器構(gòu)件208A包括正溫度系數(shù)(PTC)材料230和連接到其相對(duì)側(cè)的頂部電極和底部電極232、234，頂部電極和底部電極232、234用于將電壓差應(yīng)用在PTC材料230的兩端以由此產(chǎn)生熱量。加熱器構(gòu)件208A也包括頂部保護(hù)層240和中間保護(hù)層242，其分別覆蓋電極232和234的外表面。加熱器構(gòu)件208A還包括當(dāng)電流穿過(guò)其中時(shí)用于產(chǎn)生熱量的至少一個(gè)電阻跡線。尤其是，加熱器構(gòu)件208A包括沿著中間保護(hù)層242設(shè)置的且固定到中間保護(hù)層242的電阻跡線252、254。加熱器構(gòu)件208A能夠使用PTC材料230和/或電阻跡線252、254將穿過(guò)定影器壓印線N的介質(zhì)片材加熱，如將下更詳細(xì)地解釋的。
[0053]為了提供與定影帶210接觸的大體上耐磨的外表面，加熱器構(gòu)件208A包括大體上覆蓋電阻跡線252、254的底部保護(hù)層244和沒(méi)有被電阻跡線252、254覆蓋的中間保護(hù)層242的外表面。加熱器構(gòu)件208A還包括諸如熱敏電阻256的至少一個(gè)溫度傳感器，其大體上耦合到頂部保護(hù)層240或安裝成與頂部保護(hù)層240接觸。熱敏電阻256用于感測(cè)加熱器構(gòu)件208A的溫度。
[0054]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，PTC材料230的形狀為矩形棱鏡，其具有沿著棱鏡的長(zhǎng)度的大體上相同的矩形截面。PTC材料230的長(zhǎng)度橫向地在定影器壓印線N中延伸，正交于其中的介質(zhì)流的方向，以便加熱元件208A可以有效地對(duì)具有窄寬度的介質(zhì)片材和具有圖像形成設(shè)備100能夠在其上打印的最大寬度的介質(zhì)片材進(jìn)行加熱。例如，PTC材料230的長(zhǎng)度對(duì)于A4圖像形成設(shè)備100可以是大約220mm。另外，PTC材料230的寬度是由定影器壓印線N的期望長(zhǎng)度所限定的。PTC材料230的寬度可以在大約8mm和大約16mm之間。應(yīng)該理解的是，較薄的PTC材料230向正在定影的墨粉提供更有效率的傳熱，并且較厚的PTC材料230提供更好的加熱器構(gòu)件208A的結(jié)構(gòu)剛度。在示例性實(shí)施例中，PTC材料230的厚度可以是大約0.8mm到大約2.2mm，并且尤其在大約1.2mm到大約1.6mm之間。
[0055]在示例性實(shí)施例中，PTC材料230具有鈣鈦礦陶瓷晶體結(jié)構(gòu)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，PTC材料230是鈦酸鋇(BaT13)合成物。BaT13合成物用在壓電換能器、多層電容器和PTC熱敏電阻的制作，由于BaT13的鐵電性能使得BaT13合成物在低于它對(duì)應(yīng)的居里溫度(大約120C)的溫度處表現(xiàn)出自發(fā)極化。純BaT13陶瓷是絕緣體，但是可以由控制的摻雜制成半導(dǎo)體。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，BaT13合成物與鍶(Sr)和/或鉛(Pb)摻雜，其中Sr用于降低材料的居里點(diǎn)，而Pb用于提高其居里點(diǎn)。以這個(gè)方式摻雜BaT13合成物改變顆粒邊界條件，使得在居里點(diǎn)之上，PTC材料230的電阻大體上增加。這樣摻雜的效應(yīng)被稱為電阻率的正溫度系數(shù)(PTCR)效應(yīng)。例如，Pb摻雜百分比可以在大約百分之十二和大約百分之二十之間，其產(chǎn)生在大約180C和大約220C之間的居里點(diǎn)。在可選的實(shí)施例中，基于定影器組件120的期望運(yùn)行溫度的居里點(diǎn)范圍可以在大約220C和大約300C之間。在形成PTC材料230時(shí)，可以利用傳統(tǒng)陶瓷制備工藝來(lái)產(chǎn)生摻雜的BaT13 ο 一些示例過(guò)程可包括流延澆鑄、輥壓縮、粉漿澆鑄、干壓和注塑成型。因此，提供PTC材料230，使得在預(yù)定溫度范圍內(nèi)，其電阻率變化很小，或者電阻率大體上不變(取決于加熱器構(gòu)件208A的功率要求)，但是在高于預(yù)定范圍的溫度下，PTC材料230的電阻率顯著地上升。
[0056]對(duì)于大小被調(diào)整以對(duì)A4片材大小或更大的介質(zhì)片材進(jìn)行定影并用于提供大約600W到大約1200W的標(biāo)稱加熱功率范圍的加熱器構(gòu)件208A，PTC材料230的電阻率范圍可以從大約875ohm-cm到大約16200ohm-cm。預(yù)定定影溫度范圍可以是定影器組件120的運(yùn)行溫度，在該溫度處墨粉被定影到介質(zhì)上(例如，在大約200C和大約240C之間)。
[0057]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，對(duì)PTC材料230進(jìn)行加熱以提供加熱以便以達(dá)到至少每分鐘約35頁(yè)(ppm)的速度對(duì)窄介質(zhì)進(jìn)行定影。頂部和底部電極232、234是由導(dǎo)電材料構(gòu)成的。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，每個(gè)電極232、234是具有約10微米的厚度的銀化合物。每個(gè)電極232、234的寬度和長(zhǎng)度的大小可以調(diào)整成大體上沿PTC材料230延伸貫穿其主表面。使用諸如陶瓷玻璃膠或其他膠黏劑的附著機(jī)構(gòu)將電極232、234機(jī)械地、熱地和電耦合到PTC材料230。
[0058]可以從任何類(lèi)型的電阻材料構(gòu)造電阻跡線252、254，電阻材料從傳遞諸如220V或120V的電源的AC電流經(jīng)其流動(dòng)產(chǎn)生必需的熱。在此實(shí)施例中，電阻跡線252、254向圖像形成設(shè)備100提供足以對(duì)具有最大或接近最大的可打印寬度的介質(zhì)(在下文中“全寬介質(zhì)”)以高于約35ppm的速度進(jìn)行定影的熱量。使用電阻加熱以顯著更高的速度打印全寬介質(zhì)并使用由PTC材料230的加熱以達(dá)到約35ppm的速度打印窄介質(zhì)，另外使用單獨(dú)的電阻式加熱打印窄介質(zhì)是不可能的。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，電阻跡線252和254是兩條平行的跡線，每一條跡線大約三毫米寬且由約0.5mm到約1.5mm的間隙隔開(kāi)。在形成電阻跡線252和254時(shí)，使用各種不同方法的任何一個(gè)(如厚膜方法或如在中間保護(hù)層242和底部保護(hù)層244之間設(shè)置的薄金屬箔)將每個(gè)電阻跡線打印到中間保護(hù)層242上。
[0059]底部保護(hù)層244充當(dāng)對(duì)相對(duì)快速移動(dòng)的定影帶210的保護(hù)涂層并充當(dāng)對(duì)不銹鋼帶210的電絕緣涂層。因此，底部保護(hù)層244向定影帶210提供低摩擦表面以將流過(guò)電阻跡線252、254的AC電流進(jìn)行滑動(dòng)和絕緣。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，頂層240、中間層242和底部保護(hù)層244的每個(gè)可以是玻璃層。此外，頂部、中間和底部保護(hù)層240、242、244每一個(gè)可以具有約50微米到約150微米的厚度。
[0060]在可選的示例性實(shí)施例中，保護(hù)層240、242、244中的一個(gè)或多個(gè)可以是聚酰亞胺層，而不是玻璃。為保護(hù)層242、244使用聚酰亞胺材料提供了許多好處。與玻璃相比，用于層242、244的聚酰亞胺材料作為粘接劑，以對(duì)電阻跡線252、254的分層給予更多的靈活性并允許厚膜絲網(wǎng)印刷或其他形成聚酰亞胺層的方法。此外，聚酰亞胺層242、244允許使用上述指明的方法形成電阻跡線252、254，并提供了相對(duì)良好的電絕緣和與加熱器構(gòu)件208A本質(zhì)上不可用的機(jī)械潤(rùn)滑性能，其中潤(rùn)滑性提供了抵靠不銹鋼帶210的層244的改進(jìn)的外表面。
[0061]接收中心饋電介質(zhì)的定影器將具有不接觸窄介質(zhì)片材的兩部分的定影器壓印線N，其被稱為“非介質(zhì)區(qū)”，而不是對(duì)于參考邊緣饋電介質(zhì)的貫穿定影器壓印線N的單個(gè)非介質(zhì)區(qū)。通常，這將要求更多的用來(lái)感測(cè)溫度的儀器以快速地防止非介質(zhì)區(qū)的過(guò)度加熱，并且要求用于以其他方式處理兩個(gè)非介質(zhì)區(qū)的更高復(fù)雜性。然而，對(duì)于沒(méi)有電阻式加熱的典型PTC加熱器，將在有介質(zhì)的地方產(chǎn)生熱量，并且PTC的自調(diào)整行為將限制在兩個(gè)非介質(zhì)區(qū)產(chǎn)生的熱。從而，PTC材料230和聚酰亞胺層242、244的組合是協(xié)同的，因?yàn)榈湫蚉TC加熱器的自調(diào)整性能與聚酰亞胺覆蓋的電阻跡線加熱器的電絕緣和機(jī)械潤(rùn)滑性能相合并。因此，當(dāng)PTC材料產(chǎn)生熱量時(shí)和當(dāng)電阻跡線產(chǎn)生熱量時(shí)，聚酰亞胺層有利地提供電絕緣和潤(rùn)滑性。
[0062]在形成聚酰亞胺層中，PTC材料230和與其耦合的底部電極234可以與聚酰亞胺層242、244層壓?？梢酝ㄟ^(guò)在底部電極234上施加聚酰亞胺的中間保護(hù)層242制成這樣的加熱器。然后可以將電阻跡線252、254添加到中間聚酰亞胺保護(hù)層242。然后將底部聚酰亞胺保護(hù)層244應(yīng)用到中間保護(hù)層242和電阻跡線252、254上。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)厚膜打印方法或通過(guò)罩住無(wú)聚酰亞胺材料區(qū)域的浸涂方法形成聚酰亞胺層242、244。這樣的層壓是可實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榫埘啺穼?42、244和電阻跡線252、254的亞胺化溫度并不超過(guò)PTC材料230的燒制溫度?？偟膩?lái)說(shuō)，采用由玻璃或聚酰亞胺材料制成的保護(hù)層242、244的混合加熱器構(gòu)件208A通過(guò)無(wú)論窄介質(zhì)是通過(guò)定影組件120的中心饋電還是參考邊緣饋電來(lái)提高窄介質(zhì)的打印速度保持相比于純PTC加熱器的優(yōu)點(diǎn)。
[0063]圖4示出了圖3的加熱器構(gòu)件208A的底部透視圖而沒(méi)有底部保護(hù)層244。線3-3是從其取圖3的橫截面圖。加熱器構(gòu)件208A包括電導(dǎo)體260、262和264以及電線270、272和274。加熱器構(gòu)件208A的中間保護(hù)層242具有相對(duì)較小的切口部分，以暴露底部電極234的一部分234Ao
[0064]電導(dǎo)體260、262、264中的每一個(gè)可以由諸如金屬的任何類(lèi)型的電導(dǎo)體材料形成。電導(dǎo)體260、262、264設(shè)置在中間玻璃層242上且以與電阻跡線252、254相似的方式形成。在此實(shí)施例中，導(dǎo)體跡線260對(duì)電阻跡線252、254的鄰近第一端進(jìn)行電短路。此外，電導(dǎo)體262將電阻跡線252的第二端、電線272和底部電極234電連接在一起(經(jīng)由暴露的部分234A)。電導(dǎo)體264電連接電阻跡線254的第二端和電線274。從而，形成電通路以使AC電流在電線272和274之間流動(dòng)并通過(guò)電阻跡線252、254而產(chǎn)生熱量。此外，在電導(dǎo)體262連接到底部電極234和電線272上，并且在電線270耦合到頂部電極232上的情況下，在電線270和272之間創(chuàng)建電通路用來(lái)傳送電流穿過(guò)PTC材料230，從而形成其電壓差。通過(guò)此方式，電線270、272和274形成與加熱器構(gòu)件208A的三線連接，以用于使得熱量由PTC材料230和/或電阻跡線252、254產(chǎn)生。
[0065]圖5是圖4的加熱器構(gòu)件208A的俯視圖。加熱器構(gòu)件208A包括被設(shè)置和/或形成于保護(hù)層240的頂部的電導(dǎo)體276、278。將電導(dǎo)體276、278電連接到熱敏電阻256上，以對(duì)由此產(chǎn)生的信號(hào)提供信號(hào)路徑。通常，熱敏電阻256感測(cè)加熱器構(gòu)件208A的溫度，然后通過(guò)所述信號(hào)路徑發(fā)送與其相關(guān)的電信號(hào)。電導(dǎo)體276、278可耦合到控制器140，用來(lái)為其提供指示加熱器構(gòu)件208A的溫度的電信號(hào)。
[0066]在此實(shí)施例中，熱敏電阻256被設(shè)置在沿著PTC材料230的長(zhǎng)度的大體上中心位置處的頂部保護(hù)層240上。
[0067]圖6是根據(jù)用來(lái)連接到熱控制電路144的另一示例性實(shí)施例的圖3的加熱器構(gòu)件208A的底視圖，其中沒(méi)有示出底部保護(hù)層244。加熱器構(gòu)件208A具有參考圖4如上所述的基本結(jié)構(gòu)。然而，圖6的實(shí)施例利用兩線連接，而不是到上述用于控制由加熱器構(gòu)件208A產(chǎn)生的熱量的熱控制電路的三線連接。具體來(lái)說(shuō)，電線270和274短接在一起，以便對(duì)頂部電極232和電阻跡線254進(jìn)行電短路。線段283可以從用于提供電連接的線270和274延伸到上面描述的熱控制電路。在此方式中，向熱控制電路144提供兩線連接，用于適當(dāng)?shù)乜刂萍訜崞鳂?gòu)件208A。將在下面描述具有上述的兩線連接的加熱器208的特殊使用。
[0068]圖7示出了根據(jù)第二示例性實(shí)施例的圖2的加熱器構(gòu)件208。加熱器構(gòu)件208B包括圖3的加熱器構(gòu)件208A的基本結(jié)構(gòu)。此外，在此實(shí)施例中，加熱器構(gòu)件208B不包括如關(guān)于圖3討論的在電極232的頂部上設(shè)置的頂部保護(hù)層240。而是，加熱器構(gòu)件208B包括諸如熱敏電阻286的溫度傳感器，其設(shè)置在頂部電極232的外表面上。加熱器構(gòu)件208B也包括電絕緣的玻璃層288。此電絕緣玻璃層288設(shè)置在頂部電極232的外表面的一部分上并且可以大體上與頂部電極232的外表面的一部分接觸。在此實(shí)施例中，熱敏電阻286耦合到傳熱構(gòu)件202的彈簧組件S。由在圖7中垂直箭頭表示的彈簧組件S可耦合到傳熱構(gòu)件202的殼體206以使熱敏電阻286保持在頂部電極232上的大體上固定的位置處。來(lái)自彈簧組件S的彈簧力推送熱敏電阻286確保準(zhǔn)確的溫度感測(cè)。
[0069]圖8-10描繪了根據(jù)第三示例性實(shí)施例的圖2的加熱器構(gòu)件208。加熱器構(gòu)件208C包括PTC材料230、附在其相對(duì)側(cè)的頂部電極232和底部電極234以及設(shè)置在頂部電極232的外表面上的頂部保護(hù)層240。使用的PTC材料230大體上比上面描述的PTC材料更薄，以便提供更有效率的熱傳遞。在示例性實(shí)施例中，PTC材料230的厚度可以在約0.4mm和約1.6mm之間，并且具體地在約0.8mm和約I.2mm之間。為了補(bǔ)償較薄的PTC材料230A，在加熱器構(gòu)件208C的電極234和電阻跡線312、314之間的中間層可包括相對(duì)剛性的襯底300，襯底300具有對(duì)應(yīng)于PTC材料230A長(zhǎng)度的長(zhǎng)度并且與其相對(duì)設(shè)置(和電極232、234)以形成隨之堆疊排列。相對(duì)剛性的襯底300與較薄的PTC材料230A結(jié)合以便承擔(dān)作用于加熱器構(gòu)件208C的定影器壓印力并防止破裂或它的其他變形。在示例性實(shí)施例中，襯底300可由陶瓷材料或其他導(dǎo)熱材料構(gòu)造。陶瓷材料可以與在現(xiàn)有定影器組件中所用的陶瓷襯底相同或相似，為了方便的原因?qū)⒉贿M(jìn)一步地描述其特殊合成物。
[0070]在此實(shí)施例中，加熱器構(gòu)件208C包括沿著襯底300設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)電阻跡線312、314以及大體上覆蓋襯底300和電阻跡線312、314的外表面的底部保護(hù)層316，底部保護(hù)層316用于電絕緣和對(duì)不銹鋼帶210的磨損保護(hù)。每個(gè)保護(hù)層240和316可以是玻璃絕緣層、聚酰亞胺層或具有與圖3的加熱器構(gòu)件208A相關(guān)的上述相似優(yōu)點(diǎn)的類(lèi)似層。加熱器構(gòu)件208C還包括諸如熱敏電阻318的至少一個(gè)溫度傳感器，溫度傳感器沿著其相鄰于PTC材料230和電極234的表面設(shè)置在襯底300上。
[0071]在圖8的示例性實(shí)施例中，在PTC電極234和襯底300之間沒(méi)有永久性連接。而是，可以在電極234和襯底300之間設(shè)置油脂層302。油脂層302可以是導(dǎo)熱且電絕緣的，用于促進(jìn)從PTC材料230A到襯底300的有效熱傳輸，以便將熱量有效地從PTC材料230經(jīng)過(guò)襯底300傳輸?shù)蕉ㄓ皫?10。另外，因?yàn)樵赑TC材料230和襯底300之間沒(méi)有永久性連接，相對(duì)薄的PTC材料230A較不易碎。這是因?yàn)橐r底300的熱膨脹可傾向于比PTC材料230A若是永久地粘合在襯底300時(shí)給較薄的PTC材料230A施加更小的壓力。
[0072]圖9是圖8的加熱器構(gòu)件208C的底部透視圖而沒(méi)有說(shuō)明保護(hù)層316。虛線8-8是從其取圖8的橫截面圖。加熱器構(gòu)件208C包括電導(dǎo)體320、322和324以及電線332、334和336。在此實(shí)施例中，電導(dǎo)體320、322和324設(shè)置在襯底300上。電導(dǎo)體320將電阻跡線312和314的相鄰的第一端短接在一起。電導(dǎo)體322將電阻跡線312和電線332的第二端短接在一起，以及電導(dǎo)體324將電阻跡線314和電線334的第二端短接在一起。
[0073]如以上實(shí)施例一樣，在此實(shí)施例中加熱器構(gòu)件208C可被配置為使用兩個(gè)或三個(gè)線連接到熱控制電路144。在與熱控制電路144的三線連接中，將一個(gè)PTC電極23 2、2 34連接到一個(gè)電阻跡線312、314的未連接端。例如，將線332連接到電阻跡線312和頂部PTC電極232的未連接端，將線334連接到電阻跡線314的未連接端，以及將線336連接到底部PTC電極234，而線332、334和336耦合到熱控制電路144上。
[0074]圖10示出了圖9的加熱器構(gòu)件208C的俯視圖。加熱器構(gòu)件208C包括沿著熱敏電阻318所在的襯底300的相同表面設(shè)置的電導(dǎo)體338、340。將電導(dǎo)體338和340電連接到來(lái)自熱敏電阻318的引線，用于耦合到控制器140。熱敏電阻318以如圖5討論的熱敏電阻256相同的方式確定加熱器構(gòu)件208C的溫度。另外，熱敏電阻318可大體上位于相鄰PTC材料230A的襯底300的頂部上的縱向方向的中心。
[0075]在與熱控制電路144的兩線連接中，兩根線的每一根將PTC電極232、234與電阻跡線312、314的未連接端短接在一起。例如，如圖11(其是加熱器構(gòu)件208C的另一個(gè)底視圖而為了清晰沒(méi)有示出保護(hù)層304)中所示，線332將電阻跡線312的未連接端電連接到頂部PTC電極232，以及線334將電阻跡線314的未連接端電連接到底部PTC電極234(經(jīng)由線336)，其中每根線332和334具有用于耦合到熱控制電路144的一端。將在下面作更詳細(xì)的描述用于加熱器構(gòu)件208C的兩線連接和三線連接的每個(gè)與熱控制電路144的各種連接，連同定影器組件120的操作的描述。
[0076]圖12示出了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的圖8的加熱器構(gòu)件208C。傳熱構(gòu)件202可包括彈簧350，彈簧350設(shè)置在大體上沿著薄PTC材料230A的加熱器構(gòu)件208C的中心部分之上。在一個(gè)實(shí)施例中，彈簧350可耦合到傳熱構(gòu)件202的殼體206和/或與傳熱構(gòu)件202的殼體206在一端處接觸，且在第二端與加熱器構(gòu)件208C接觸。在此實(shí)施例中，彈簧350被設(shè)置為抵靠在頂部保護(hù)層240和/或大體上與頂部保護(hù)層240接觸。圖12也示出了反作用力Fl和F2的安排，反作用力Fl和F2被施加到加熱器構(gòu)件208C以抵消由支承輥204在定影帶210上施加的壓印力F。具體地，反作用力Fl和F2用于平衡壓印力F，以及彈簧350用于提供足夠的力來(lái)將PTC材料230A固定在相對(duì)于襯底300的大體上固定的位置中。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，傳熱構(gòu)件202可利用彈簧構(gòu)件或其他用于施加反作用力Fl和F2的已知偏置機(jī)制。
[0077]圖13、14和16示出了在圖像形成設(shè)備100的熱控制電路144和定影器組件120特別是其加熱器構(gòu)件208之間的各種連接配置。圖13是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的使用圖4和9的加熱器構(gòu)件208的三線連接的電路圖。圖像形成設(shè)備100接收來(lái)自AC電壓源360的AC線電壓，用于應(yīng)用AC電流經(jīng)過(guò)加熱器構(gòu)件208以便由此產(chǎn)生熱量。通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器142的固件的執(zhí)行，控制器140控制耦合到加熱器構(gòu)件208和AC線電壓360的熱控制電路144。在此實(shí)施例中，熱控制電路144包括繼電器電路372和三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路374。如圖13中所示，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路374由控制器140控制且作為用于將加熱器構(gòu)件208耦合到AC電壓源360的開(kāi)關(guān)。繼電器電路372耦合在三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路374和加熱器構(gòu)件208的三線其中的兩個(gè)(如，用于加熱器構(gòu)件208A的線270、274，和用于加熱器構(gòu)件208(:的線334和336)之間。交流電壓源360的第二端通過(guò)耦合到線272(圖4)和線332(圖9)也被耦合到加熱器構(gòu)件208。繼電器電路372由控制器140控制，用于在通過(guò)加熱器構(gòu)件208的電阻跡線提供電流(且從其中產(chǎn)生熱量)和通過(guò)其PTC材料230提供電流(且從其中產(chǎn)生熱量)之間切換。以這種方式，熱控制電路144可控制由加熱器構(gòu)件208產(chǎn)生的熱量，使得PTC材料230和加熱器構(gòu)件208的電阻跡線的一個(gè)或多個(gè)可以在定影操作期間產(chǎn)生熱量。
[0078]例如，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路374和繼電器電路372可由控制器140控制，以便當(dāng)定影比全寬介質(zhì)窄的介質(zhì)時(shí)，將加熱器構(gòu)件208的PTC材料230耦合到AC電壓源360。此外，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路374和繼電器電路372可由控制器140控制，以便當(dāng)定影全寬介質(zhì)時(shí)，耦合加熱器構(gòu)件208的電阻跡線。更進(jìn)一步地，在第三加熱器控制方法中，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路374和繼電器電路372可由控制器140控制，以便當(dāng)定影較窄的介質(zhì)時(shí)，交替地將加熱器構(gòu)件208的電阻跡線和PTC材料230耦合到AC電壓源360。具體地，繼電器電路372可最初通過(guò)加熱器構(gòu)件208的電阻跡線提供AC電流，以便在經(jīng)過(guò)PTC材料230提供AC電流之前適合地加熱加熱器構(gòu)件208，以完成較窄介質(zhì)上的定影操作。這個(gè)允許更快的加熱器預(yù)熱(即通過(guò)避開(kāi)用于PTC材料的較慢預(yù)熱時(shí)間)，同時(shí)有利地使用PTC材料230對(duì)較窄介質(zhì)進(jìn)行定影，以便防止定影器過(guò)度加熱。
[0079]圖14根據(jù)可選的示例性實(shí)施例說(shuō)明了熱控制電路144和用于控制加熱器構(gòu)件208的相同的三線連接。在這種情況下，熱控制電路144利用了雙三端雙向可控硅配置。三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376和378可通信地耦合到控制器140，以便由此控制。三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376和378是并聯(lián)在AC電壓源360和加熱器構(gòu)件208之間，其中三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376具有連接到PTC材料230的端(在圖4中的線270和在圖9中的線336)以及三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路378具有連接到加熱器構(gòu)件208的電阻跡線的端(在圖4中的線274和在圖9中的線334) AC電壓源360的第二端可經(jīng)過(guò)線272(圖4)和線332(圖9)耦合到加熱器構(gòu)件208。
[0080]在圖14的示例性實(shí)施例中，控制器140可在定影操作之前且在定影操作期間控制三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376、378，以便對(duì)加熱器構(gòu)件208的電阻跡線或PTC材料230進(jìn)行激活以產(chǎn)生熱量，其相似于圖13的實(shí)施例的功能。此外，控制器140可控制三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376和378，以便電阻跡線和PTC材料230可同時(shí)被激活來(lái)產(chǎn)生熱量。例如，在室溫下，在定影操作之前的預(yù)熱操作期間，可以激活電阻跡線252、254(圖4)和312、314(圖9)以產(chǎn)生熱量。通過(guò)閉合三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路378以連接AC線電壓360到加熱器構(gòu)件208的電阻跡線來(lái)完成這個(gè)。在預(yù)熱之后，如果定影較窄的介質(zhì)，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路378被打開(kāi)且三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376被閉合以連接AC線電壓360到PTC材料230。在預(yù)熱操作期間比通常規(guī)定的工作功率提供更少的熱量的PTC材料230從而在預(yù)熱之后被激活，用于在定影操作期間將墨粉定影到窄的介質(zhì)。在預(yù)熱之后，如果打印在全寬度介質(zhì)上，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路378保持閉合且三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376保持打開(kāi)，以便加熱器構(gòu)件208的電阻跡線在定影操作期間用于將墨粉定影到全寬度介質(zhì)。另外，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376和378的使用在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)同時(shí)閉合三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376和378來(lái)同時(shí)激活的PTC材料230和加熱器構(gòu)件208的電阻跡線而提供了關(guān)于功率增加的靈活性。此功率增加在寒冷的環(huán)境下是有利的(甚至低至約10C)以保證相對(duì)快速的預(yù)熱時(shí)間和第一次打印時(shí)間。例如，如果PTC材料230提供600W(在寒冷環(huán)境下300W)并且加熱器構(gòu)件208的電阻跡線提供1200W，總共預(yù)熱功率可能多達(dá)1500W。如果單獨(dú)使用，當(dāng)處于寒冷環(huán)境時(shí)，PTC材料230將提供少于600W。
[0081]圖15說(shuō)明了通過(guò)圖13和14的實(shí)施例執(zhí)行定影操作的方法400?？刂破?40在402處確定是否將執(zhí)行定影操作。對(duì)于圖14的實(shí)施例，當(dāng)判定是肯定時(shí)，然后控制器140在404處可確定圖像形成設(shè)備100的溫度并且將所述溫度與對(duì)應(yīng)于在寒冷環(huán)境下的溫度的預(yù)定溫度值進(jìn)行比較。如果圖像形成設(shè)備100的溫度低于預(yù)定溫度值，控制器140在其中PTC材料230和加熱器構(gòu)件208的電阻跡線同時(shí)被激活以產(chǎn)生熱量的期間可以在406處發(fā)起預(yù)熱操作。這可通過(guò)控制三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376和378的控制器140完成，用于同時(shí)使電流通過(guò)到PTC材料230和加熱器構(gòu)件208的電阻跡線。
[0082]如果圖像形成設(shè)備100的溫度高于關(guān)于圖14的實(shí)施例的預(yù)定溫度，則在其中電流經(jīng)過(guò)加熱器構(gòu)件208的電阻跡線期間在408處發(fā)起預(yù)熱操作而沒(méi)有使電流經(jīng)過(guò)PTC材料230。這通過(guò)控制器140控制圖14中的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路378以便將電阻跡線連接到AC線路電壓360來(lái)完成。因?yàn)閳D13的實(shí)施例并沒(méi)有被配置為同時(shí)激活PTC材料230和加熱器構(gòu)件208的電阻跡線，緊隨著在402處將執(zhí)行定影器操作的肯定的判定，在408處執(zhí)行預(yù)熱操作而不管圖像形成設(shè)備100的溫度。這通過(guò)控制繼電器電路372以引導(dǎo)電流到加熱器構(gòu)件208的電阻跡線來(lái)完成。
[0083]此后，方法400前進(jìn)到410處，其中控制器140確定窄介質(zhì)是否由定影器組件120定影。當(dāng)判定是肯定時(shí)，在412處激活PTC材料230以在定影操作期間產(chǎn)生熱量來(lái)將墨粉定影到窄介質(zhì)上。PTC材料230用于防止支承輥204和傳熱構(gòu)件202的不接觸介質(zhì)片材的部分過(guò)度加熱。在圖13的實(shí)施例中，通過(guò)控制繼電器電路372以引導(dǎo)電流到PTC材料230來(lái)激活PTC材料230。在圖14的實(shí)施例中，通過(guò)控制(閉合)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路376以引導(dǎo)電流到PTC材料230并通過(guò)控制(打開(kāi))三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路378來(lái)防止電流被引導(dǎo)到加熱器構(gòu)件208的電阻跡線來(lái)激活PTC材料230 ο當(dāng)PTC材料230被激活時(shí)，執(zhí)行定影操作。
[0084]參考圖16，示出了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的具有使用圖6和11的兩線連接配置的加熱器構(gòu)件208的熱控制電路144。熱控制電路144包括連接到PTC材料230和加熱器構(gòu)件208(圖6的加熱器構(gòu)件208A和圖11的加熱器構(gòu)件208C)的電阻跡線的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路380。在此實(shí)施例中，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路380作為用于向PTC材料230和電阻跡線同時(shí)提供電流的開(kāi)關(guān)。在存儲(chǔ)器142中存儲(chǔ)且由控制器140執(zhí)行的固件包括用以控制三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)電路380的軟件控制算法。在固件中的算法在整個(gè)定影操作期間可控制與加熱器構(gòu)件208的連接的閉合和斷開(kāi)。此兩線連接提供了利用加熱器構(gòu)件208的最經(jīng)濟(jì)的方法。
[0085]上述的固件控制算法被用于圖16的實(shí)施例，因?yàn)闊o(wú)論何時(shí)產(chǎn)生熱量PTC材料230和加熱器構(gòu)件208的電阻跡線均被通電。例如，在運(yùn)行溫度下的總熱量輸出被假定為約1200W。為了在PTC材料230和電阻跡線之間將1200W進(jìn)行分配，可以執(zhí)行實(shí)驗(yàn)以平衡對(duì)電阻跡線加熱(用于預(yù)熱)的需要和對(duì)PTC材料加熱(用于窄介質(zhì))的需要。因此，例如，實(shí)驗(yàn)可使PTC材料230為約600W和電阻跡線為約600W。由于電阻跡線相對(duì)于更典型的1200W設(shè)置僅可以為600W，定影器壓印線N的沒(méi)有與介質(zhì)片材接觸的部分僅可以加熱當(dāng)快速打印窄介質(zhì)時(shí)的一半快，從而提供相比于更典型的加熱性能的顯著的改進(jìn)。
[0086]如上文描述且在圖3-12中所示的加熱器構(gòu)件208可被用于除了將墨粉定影到介質(zhì)片材之外的應(yīng)用中產(chǎn)生熱量，諸如烹飪和小家電加熱器的應(yīng)用。例如，加熱器構(gòu)件208A-208D可用在烹飪爐中作為加熱元件以替代傳統(tǒng)的電阻加熱元件。放置在比加熱元件小的爐灶上的烹飪鍋可沿著爐灶產(chǎn)生溫度差。在這個(gè)場(chǎng)景下，加熱元件的外部分會(huì)比具有烹飪鍋的熱負(fù)荷的其內(nèi)側(cè)部分更熱，但PTC材料230由于PTC材料230的自我調(diào)節(jié)性質(zhì)而提供更均勻的加熱。
[0087]如上文中參考圖15說(shuō)明的，通過(guò)利用加熱器構(gòu)件208的電阻跡線和PTC材料230來(lái)產(chǎn)生熱量，加熱器構(gòu)件208對(duì)任何應(yīng)用在較短的時(shí)間內(nèi)可提供達(dá)到期望加熱溫度。PTC材料230和電阻跡線的可用性額外地導(dǎo)致加熱器構(gòu)件208具有更多的加熱選項(xiàng)和/或設(shè)置。例如，如果加熱應(yīng)用存在的環(huán)境對(duì)傳統(tǒng)PTC加熱器的PTC材料的最大制熱能力而言過(guò)于寒冷，加熱器構(gòu)件208的電阻跡線的額外利用可提供加熱增強(qiáng)。
[0088]出于說(shuō)明的目的，已經(jīng)呈現(xiàn)了本發(fā)明的若干方法和實(shí)施例的上述描述。其并非旨在窮盡性的或?qū)⒈景l(fā)明限制于所公開(kāi)的精確步驟和/或形式，并且明顯的是，根據(jù)上述教導(dǎo)，許多修改和變型是可能的。要指出的是，本發(fā)明的范圍由本文所附的權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種加熱器，包括: 正溫度系數(shù)(PTC)材料，所述正溫度系數(shù)材料具有第一表面和相對(duì)的第二表面，所述PTC材料的長(zhǎng)度大小被設(shè)定為大體上延伸貫穿定影器組件的定影器壓印線的寬度； 第一電極和第二電極，所述第一電極設(shè)置成抵靠所述PTC材料的第一表面，而所述第二電極設(shè)置成抵靠所述PTC材料的第二表面，所述第一電極和所述第二電極用于在所述PTC材料的兩端施加電壓差以由此產(chǎn)生熱量； 至少一個(gè)中間層，所述至少一個(gè)中間層設(shè)置成抵靠所述第二電極； 至少一個(gè)電阻跡線，所述至少一個(gè)電阻跡線設(shè)置成沿著所述至少一個(gè)中間層，以便大體上延伸貫穿所述PTC材料的長(zhǎng)度，所述至少一個(gè)電阻跡線用于在電流經(jīng)過(guò)的通路上產(chǎn)生熱量；以及 保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋所述至少一個(gè)電阻跡線和所述至少一個(gè)中間層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其中，所述至少一個(gè)中間層包括玻璃層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其中，所述至少一個(gè)中間層包括聚酰亞胺層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其中，所述至少一個(gè)中間層包括襯底，所述襯底具有大體上對(duì)應(yīng)于所述PTC材料長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱器，其中，所述至少一個(gè)中間層還包括熱脂層，所述熱脂層被設(shè)置在所述第二電極和所述襯底之間。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加熱器，其中，所述熱脂層直接地接觸所述第二電極和所述襯底。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱器，其中，所述襯底包括陶瓷材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其中，所述保護(hù)層包括聚酰亞胺。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其中，所述加熱器還包括沿著所述至少一個(gè)中間層和所述第二電極設(shè)置的第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體用來(lái)電連接所述第二電極和所述至少一個(gè)電阻跡線的第一端部。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱器，還包括連接到所述至少一個(gè)電阻跡線的第二端部的第二導(dǎo)體、連接到所述第一導(dǎo)體的第一電線和連接到所述第二導(dǎo)體的第二電線。11.一種定影器組件，包括: 殼體； 帶，所述帶能夠旋轉(zhuǎn)地放置在所述殼體的周?chē)⑶揖哂袃?nèi)表面； 支承輥，所述支承輥被設(shè)置成大體上抵靠所述帶以便隨之形成定影器壓印線；以及 加熱器構(gòu)件，所述加熱器構(gòu)件設(shè)置成大體上在所述殼體內(nèi)，所述加熱器構(gòu)件包括: 正溫度系數(shù)(PTC)材料，所述正溫度系數(shù)材料具有第一表面和相對(duì)的第二表面，所述PTC材料的長(zhǎng)度大小被設(shè)定為大體上延伸貫穿所述定影器壓印線的寬度； 第一電極和第二電極，所述第一電極設(shè)置成抵靠所述PTC材料的第一表面，而所述第二電極設(shè)置成抵靠所述PTC材料的第二表面，所述第一電極和所述第二電極用于在所述PTC材料的兩端施加電壓差以由此產(chǎn)生熱量； 至少一個(gè)中間層，所述至少一個(gè)中間層設(shè)置成抵靠所述第二電極； 至少一個(gè)電阻跡線，所述至少一個(gè)電阻跡線設(shè)置成沿著所述至少一個(gè)中間層以便大體上延伸貫穿所述PTC材料的長(zhǎng)度，所述至少一個(gè)電阻跡線用于在電流經(jīng)過(guò)的通路上產(chǎn)生熱量，以及所述至少一個(gè)電阻跡線被設(shè)置在所述帶的內(nèi)表面附近以用于對(duì)其加熱；以及 保護(hù)層，所述保護(hù)層覆蓋所述至少一個(gè)電阻跡線和所述至少一個(gè)中間層。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定影器組件，其中，所述至少一個(gè)中間層和所述保護(hù)層中的一個(gè)或多個(gè)包括聚酰亞胺材料。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定影器組件，其中，所述至少一個(gè)中間層包括襯底，所述襯底具有對(duì)應(yīng)于所述PTC材料長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的定影器組件，其中，所述至少一個(gè)中間層還包括熱脂層，所述熱脂層被設(shè)置在所述第二電極和所述襯底之間。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的定影器組件，其中，所述熱脂層直接地接觸所述第二電極和所述襯底。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的定影器組件，其中，所述襯底包括陶瓷襯底。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的定影器組件，還包括至少一個(gè)偏壓構(gòu)件，每一個(gè)至少一個(gè)偏壓構(gòu)件具有第一端和相對(duì)的第二端，所述第一端設(shè)置成大體上沿著接近于所述第二電極的所述襯底的長(zhǎng)度并且接觸所述襯底，且所述相對(duì)的第二端設(shè)置成大體上抵靠所述殼體。18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定影器組件，還包括具有第一端和相對(duì)的第二端的至少一個(gè)偏壓構(gòu)件，所述第一端大體上被設(shè)置在沿著所述PTC材料的寬度的中心部分上以直接接觸所述加熱器構(gòu)件，以及所述相對(duì)的第二端被設(shè)置成大體上抵靠所述殼體。19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定影器組件，其中，所述加熱器還包括沿著所述中間層和所述第二電極設(shè)置的第一導(dǎo)體，所述第一導(dǎo)體用來(lái)電連接所述第二電極和所述至少一個(gè)電阻跡線的第一端部。
【文檔編號(hào)】G03G15/20GK105849649SQ201480071433
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月22日
【發(fā)明人】邁克爾·克拉克·坎貝爾, 保羅·韋斯利·埃特爾, 詹姆斯·阿德里安·萊利, 杰瑞·韋恩·史密斯
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