加熱器、具有加熱器的圖像加熱裝置和其中的圖像形成設(shè)備的制造方法
【專利說明】加熱器、具有加熱器的圖像加熱裝置和其中的圖像形成設(shè)備
[0001]本申請是申請日為2010年9月3日、申請?zhí)枮?01080039448.4、發(fā)明名稱為“加熱器、具有加熱器的圖像加熱裝置和其中的圖像形成設(shè)備”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及適合用在諸如電子照相復(fù)印機(jī)或電子照相打印機(jī)之類的圖像形成設(shè)備中設(shè)置的加熱定影裝置中的加熱器、其上安裝有該加熱器的圖像加熱裝置以及圖像形成設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]作為在影印機(jī)或打印機(jī)中設(shè)置的定影裝置，存在如下類型的定影裝置，該定影裝置包括環(huán)狀帶(endless belt)、與該環(huán)狀帶的內(nèi)表面接觸的陶瓷加熱器以及經(jīng)由環(huán)狀帶與該陶瓷加熱器一起形成定影壓合部的加壓輥。當(dāng)由設(shè)置有該定影裝置的圖像形成設(shè)備連續(xù)地打印小尺寸的片材時，出現(xiàn)其中在定影壓合部的縱向方向上沒有片材經(jīng)過的區(qū)域中溫度逐漸上升的現(xiàn)象(非片材進(jìn)給部分的溫度上升)。如果非片材進(jìn)給部分的溫度過度地上升，則裝置中的多部件被損傷，或者當(dāng)在溫度在非片材進(jìn)給部分處上升的狀態(tài)下打印大尺寸片材時，在與小尺寸片材的非片材進(jìn)給部分對應(yīng)的區(qū)域中引起高溫下的調(diào)色劑偏離。
[0004]作為用于抑制非片材進(jìn)給部分的溫度上升的手段之一，考慮的是在陶瓷襯底上的發(fā)熱電阻器由具有負(fù)電阻溫度特性的材料制成。即使非片材進(jìn)給部分的溫度上升，非片材進(jìn)給部分的發(fā)熱電阻器的電阻值也降低。因此，考慮的是，即使在電流流過非片材進(jìn)給部分的發(fā)熱電阻器時，非片材進(jìn)給部分的發(fā)熱也被抑制。在負(fù)電阻溫度特性中，當(dāng)溫度上升時，電阻降低。在下文中，該特性將被稱為負(fù)溫度系數(shù)(NTC)。相反地，建議的是發(fā)熱電阻器由具有正電阻溫度特性的材料制成。考慮的是，當(dāng)非片材進(jìn)給部分的溫度上升時，非片材進(jìn)給部分的發(fā)熱電阻器的電阻值上升，并且流過非片材進(jìn)給部分的發(fā)熱電阻器的電流被抑制，以便抑制非片材進(jìn)給部分的發(fā)熱。在正電阻溫度特性中，當(dāng)溫度上升時，電阻上升。在下文中，該特性將被稱為正溫度系數(shù)(PTC)。
[0005]然而，具有NTC的材料通常具有非常高的體電阻。非常難以將一個加熱器中形成的發(fā)熱電阻器的總電阻設(shè)定到可與商業(yè)電源一起使用的范圍。相反地，具有PTC的材料具有非常低的體電阻。以與具有NTC的材料相同的方式，非常難以將加熱器中的發(fā)熱電阻器的總電阻設(shè)定到可與商業(yè)電源一起使用的范圍。
[0006]為了解決這種問題，在陶瓷襯底上形成的PTC的發(fā)熱電阻器在加熱器的縱向方向上被分成多個發(fā)熱塊(heat block)。在每一個發(fā)熱塊中，兩個導(dǎo)電部件被布置在該塊的在襯底的橫向方向上的兩端處，使得電流在加熱器的橫向方向(記錄片材的傳送方向)上流過該塊。此外，日本專利申請公開N0.2005-209493公開了串聯(lián)電連接的多個發(fā)熱塊。根據(jù)這種構(gòu)造，即使在使用PTC的發(fā)熱電阻器時，加熱器的總電阻也可以容易地被設(shè)定到可與商業(yè)電源一起使用的范圍。此外，該文獻(xiàn)還公開了，多個發(fā)熱電阻器被并聯(lián)地電連接在兩個導(dǎo)電部件之間以便形成發(fā)熱塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問題
[0008]然而，由于每個導(dǎo)電部件的電阻值不為零，并且由于導(dǎo)電部件中出現(xiàn)的電壓降的影響，因此施加到一個發(fā)熱塊的中心中的發(fā)熱電阻器的電壓小于施加到其兩端處的發(fā)熱電阻器的電壓。每個發(fā)熱電阻器的發(fā)熱量與施加的電壓的平方成比例。因此，發(fā)熱塊的中心的發(fā)熱量不同于發(fā)熱塊的每一端部的發(fā)熱量。以該方式，當(dāng)在發(fā)熱塊中出現(xiàn)發(fā)熱不均勻度時，在加熱器的縱向方向上的發(fā)熱分布不均勻度也增大。
[0009]問題的解決方案
[0010]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的在于提供一種加熱器和包括該加熱器的圖像形成設(shè)備，該加熱器包括:襯底、設(shè)置在襯底上的第一導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)電部件以及在第一導(dǎo)電部件與第二導(dǎo)電部件之間互相連接的發(fā)熱電阻器，第一導(dǎo)電部件被沿襯底的縱向方向設(shè)置，第二導(dǎo)電部件在與第一導(dǎo)電部件在襯底的橫向方向上的位置不同的位置處被沿縱向方向設(shè)置，多個發(fā)熱電阻器被并聯(lián)電連接在第一導(dǎo)電部件與第二導(dǎo)電部件之間，多個發(fā)熱塊包括并聯(lián)電連接的多個發(fā)熱電阻器并且沿縱向方向布置，多個發(fā)熱塊被串聯(lián)電連接，其中包括串聯(lián)電連接的多個發(fā)熱塊的行在襯底上沿橫向方向布置，并且第一行的發(fā)熱塊的位置與第二行的發(fā)熱塊的位置在縱向方向上偏移，使得第一行中的發(fā)熱塊的端部不與第二行中的發(fā)熱塊的端部在縱向方向上交迭。
[0011]此外，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種圖像形成設(shè)備，其包括:在記錄材料上形成未定影的圖像的圖像形成部；以及定影部，包括環(huán)狀帶、與環(huán)狀帶的內(nèi)表面接觸的加熱器以及與加熱器一起經(jīng)由環(huán)狀帶而形成壓合部的壓合部形成部件，所述壓合部形成部件被配置為在壓合部處夾持和傳送具有未定影的圖像的記錄材料的同時對記錄材料上的未定影的圖像進(jìn)行加熱和定影，所述加熱器包括襯底、在襯底上沿襯底的縱向方向設(shè)置的第一導(dǎo)電部件以及在襯底上在與第一導(dǎo)電部件在襯底的橫向方向上的位置不同的位置處沿縱向方向設(shè)置的第二導(dǎo)電部件、以及在第一導(dǎo)電部件與第二導(dǎo)電部件之間并聯(lián)電連接的具有正電阻溫度特性的多個發(fā)熱電阻器，所述加熱器具有如下的發(fā)熱塊結(jié)構(gòu)，在所述發(fā)熱塊結(jié)構(gòu)中在設(shè)置有發(fā)熱電阻器的區(qū)域中的在襯底的縱向方向上最遠(yuǎn)離記錄材料傳送基準(zhǔn)的部分包括并聯(lián)連接的多個發(fā)熱電阻器，其中多個發(fā)熱電阻器在相對于縱向方向和記錄材料傳送方向具有角度的情況下被布置，以使得獲得如下的位置關(guān)系，即每個發(fā)熱電阻器的最短電流路徑與在縱向方向上彼此相鄰設(shè)置的發(fā)熱電阻器的最短電流路徑在縱向方向上交迭，以及多個發(fā)熱電阻器被布置為使得當(dāng)具有比由設(shè)備處理的最大標(biāo)準(zhǔn)記錄材料尺寸小的尺寸中的至少一個特定尺寸的記錄材料經(jīng)過壓合部時，所述記錄材料在縱向方向上的邊緣的邊不經(jīng)過設(shè)置有在設(shè)置在最端部部分中的發(fā)熱塊的兩端處的發(fā)熱電阻器的區(qū)域。
[0012]發(fā)明的有利效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，可以抑制加熱器的縱向方向上的發(fā)熱分布不均勻度。
[0014]根據(jù)以下參考附圖的示例性實施例的描述，本發(fā)明更多的特征將變得清晰。
【附圖說明】
[0015][圖1]圖1是本發(fā)明的圖像加熱裝置的截面圖。
[0016][圖2A、圖2B和圖2C]圖2A、圖2B和圖2C是示例I的加熱器構(gòu)造示圖。
[0017][圖3A、圖3B和圖3C]圖3A、圖3B和圖3C是示例I的加熱器的發(fā)熱分布的說明性示圖。
[0018][圖4A、圖4B和圖4C]圖4A、圖4B和圖4C是比較示例的加熱器的發(fā)熱分布的說明性示圖。
[0019][圖5]圖5是示出在示例I的加熱器與片材尺寸之間的關(guān)系的示圖。
[0020][圖6A、圖6B和圖6C]圖6A、圖6B和圖6C是示例I的加熱器的非片材進(jìn)給部分溫度上升抑制效果的說明性示圖。
[0021][圖7]圖7是示例2的加熱器構(gòu)造示圖。
[0022][圖8A和圖8B]圖8A和圖8B是示例3的加熱器構(gòu)造示圖。
[0023][圖9A、圖9B和圖9C]圖9A、圖9B和圖9C是示例4的加熱器構(gòu)造示圖。
[0024][圖10]圖10是示出在示例4的加熱器與片材尺寸之間的關(guān)系的示圖。
[0025][圖11A、圖1lB和圖11C]圖11A、圖1lB和圖1lC是示例4的加熱器的非片材進(jìn)給部分溫度上升抑制效果的說明性示圖。
[0026][圖12]圖12是示例4的加熱器控制流程圖。
[0027][圖13]圖13是本發(fā)明的圖像形成設(shè)備的截面圖。
[0028][圖14]圖14是示例5的加熱器構(gòu)造示圖。
[0029][圖15A和圖15B]圖15A和圖15B是示例6的加熱器構(gòu)造示圖。
[0030][圖16A和圖16B]圖16A和圖16B是示例7的加熱器構(gòu)造示圖。
【具體實施方式】
[0031]圖1是作為圖像加熱裝置的一個示例的定影裝置的截面圖。定影裝置包括管狀膜(環(huán)狀帶)1、與膜I的內(nèi)表面接觸的加熱器10以及經(jīng)由膜I與加熱器10 —起形成定影壓合部N的加壓輥(壓合部形成部件)2。該膜的基底層的材料是諸如聚酰亞胺之類的耐熱樹脂或諸如不銹鋼之類的金屬。加壓輥2包括諸如鐵或鋁之類的材料的芯金屬2a和諸如硅酮橡膠之類的材料的彈性層2b。加熱器10被由耐熱樹脂制成的支持部件3支持。支持部件3還具有引導(dǎo)膜I的旋轉(zhuǎn)的引導(dǎo)功能。加壓輥2從馬達(dá)(未示出)接收動力，以便沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)。加壓輥2旋轉(zhuǎn)，并且因此，膜I旋轉(zhuǎn)。
[0032]加熱器10包括由陶瓷材料制成的加熱器襯底13、在襯底13上形成的發(fā)熱線(line)A(第一行(row))和發(fā)熱線B(第二行)以及覆蓋發(fā)熱線A和B的絕緣的表面保護(hù)層14(在本示例中為玻璃)。溫度檢測元件4(諸如熱敏電阻器)在加熱器襯底13的背面?zhèn)冉佑|具有打印機(jī)中設(shè)定的最小可用尺寸的片材的片材進(jìn)給區(qū)域。根據(jù)溫度檢測元件4的所檢測的溫度來控制要從商用的交流電源向發(fā)熱線供應(yīng)的電力。具有未定影的調(diào)色劑圖像的記錄材料(片材)P在被定影壓合部N壓合和傳送的同時被加熱并且被定影。安全元件5(諸如熱敏開關(guān))也接觸加熱器襯底13的背面?zhèn)?，并且安全元件操作為?dāng)加熱器的溫度異常上升時阻斷通向發(fā)熱線的電力供給線。安全元件5以與溫度檢測元件4相同的方式接觸具有最小尺寸的片材的片材進(jìn)給區(qū)域。由金屬制成的支架(stay) 6被配置為將彈簧(未示出)的壓力加到支持部件3。
[0033]示例I
[0034]圖2A?2C示出了用于說明加熱器結(jié)構(gòu)的示圖。圖2A是加熱器的正視圖，圖2B是示出發(fā)熱線A中的一個發(fā)熱塊Al的放大圖，并且圖2C是示出發(fā)熱線B中的一個發(fā)熱塊BI的放大圖。要注意，發(fā)熱線A中的發(fā)熱塊Al和發(fā)熱線B中的發(fā)熱塊BI中的每一個包括均具有PTC的發(fā)熱電阻器。
[0035]發(fā)熱線A (第一行)包括20個發(fā)熱塊Al到A20，并且發(fā)熱塊Al到A20串聯(lián)連接。發(fā)熱線B (第二行)包括20個發(fā)熱塊BI到B20，并且發(fā)熱塊BI到B20也串聯(lián)連接。此外，發(fā)熱線A和B被串聯(lián)地電連接。從與電力供應(yīng)連接器連接的電極AE和BE向發(fā)熱線A和B供應(yīng)電力。
[0036]發(fā)熱線A具有沿襯底縱向方向設(shè)置的導(dǎo)電圖案Aa(發(fā)熱線A的第一導(dǎo)電部件)以及在與導(dǎo)電圖案Aa在襯底的橫向方向上的位置不同的位置處沿襯底縱向方向設(shè)置的導(dǎo)電圖案Ab(發(fā)熱線A的第二導(dǎo)電部件)。導(dǎo)電圖案Aa沿襯底縱向方向被分成^^一個圖案(Aa-1到Aa-1l)。導(dǎo)電圖案Ab沿襯底縱向方向被分成十個圖案(Aa_l到Aa-1O)。如圖2B所