專利名稱：圖象加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以與成像設(shè)備，如復印機和打印機一起使用的圖像加熱裝置，尤其涉及一種當加熱元件升至非正常溫度時，其自身的加熱電路被斷開的圖像加熱裝置。
日本專利申請?zhí)亻_昭63-313182，特開平1-263679和特開平2-157878、特開平4-44075-44083等申請的代理人已提出了一種薄膜加熱型加熱裝置。
在這種加熱裝置中，將帶有當其受到能量激發(fā)時即產(chǎn)生熱量之發(fā)熱元件的加熱元件支撐在支撐元件上，并使加熱元件和做為一個壓力元件的彈性壓輥彼此以其間的耐熱膜材料(或片材)擠壓形成一個加熱輥隙。在壓輥與耐熱膜材料之間，引入擬加熱的元件，并與耐熱膜材料一起被送過輥隙，以此使加熱元件的熱能通過熱輥隙中的耐熱膜材料加給待加熱的元件。這類加熱裝置的優(yōu)點在于，所用的加熱元件具有較低的熱容量，能快速升溫并能集總供熱。
加熱裝置可用作諸如復印機或打印機之類成像設(shè)備中定影圖像的圖像加熱裝置，特別是用作將通過比如電攝影過程、靜電記錄過程或磁記錄過程等成像過程(轉(zhuǎn)印型或直接型)在記錄材料(轉(zhuǎn)換材料、光敏紙、靜電記錄紙等)上形成和承載的未定影的調(diào)色劑圖像定影成永久的固定圖像的加熱裝置。
做為一個具有低熱容量、高升溫速度的加熱元件的例子，有一種被稱為陶瓷加熱器的，它有一個耐熱并絕緣的高熱導率陶瓷襯底，和一個印刷或燒結(jié)在其上的發(fā)熱電阻。對發(fā)熱電阻供以電能，以產(chǎn)生熱能。
通過包括用于檢測加熱器溫度的溫敏元件(熱敏電阻等)的溫度控制系統(tǒng)來控制供給發(fā)熱電阻的電能，以在圖像熱定影裝置中保持160℃～180℃的預定溫度。
做為一項安全措施，將諸如溫度保險絲的安全元件與電能供應(yīng)系統(tǒng)中的發(fā)熱電阻串聯(lián)在一起，并類似于熱敏電阻，與加熱器的背側(cè)接觸。
當比如溫度控制系統(tǒng)中的熱敏電阻之類的溫敏元件，或者為A/D轉(zhuǎn)換器、控制機構(gòu)(CPU)或發(fā)熱電阻供送電能的系統(tǒng)中的比如交流驅(qū)動器或三端雙向可控硅元件等電能控制系統(tǒng)熔斷時，可不經(jīng)控制而將電能供送給加熱器的發(fā)熱電阻。如果出現(xiàn)這種情況，加熱器的溫度可能要不斷升高(加熱器失控)。
考慮到諸如保險絲等安全元件發(fā)生故障或擾動，作為一項重復的安全措施還提供了一種方法，自發(fā)地使加熱器與交流線路(發(fā)熱電阻本身和與之相連的導電路線)中斷。
更具體地說，給加熱器配備一個敞口或劃線槽形式的薄弱部分，以在由于失控引致的過熱狀態(tài)下將加熱器中的熱應(yīng)力集中到該薄弱部分，從而通過使加熱器發(fā)生切斷，導致交流線路斷路而停止這種失控。
在這種情況下，加熱器的斷開方式或斷開位置是很重要的。例如，不會導致交流線路斷路的斷開方式或斷開位置，沒有破壞交流線路和直流線路(熱敏電阻和在加熱器上形成的導電路線)之間絕緣性的斷開方式或斷開位置，或僅僅是直流線路斷路的斷開方式或斷開位置都不能停止加熱器的失控。
加熱器薄弱部分的設(shè)置保證了加熱器失控的停止。
然而，當以在加熱器中制成薄弱部分做為這種重復的措施時，因為此種加熱器在薄弱部分較易損壞，使加熱器本身在制造過程中的產(chǎn)量降低。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種圖像加熱裝置，其中通過中止或斷開加熱器來避免裝置的熱損耗而不降低加熱器效率。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種圖像加熱裝置，其中在支撐加熱器的支撐元件中至少用于加熱器的支撐部分是由熱塑性材料制造的。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種圖像加熱裝置，其中支撐元件在沿用以接受加熱器之凹槽的縱向的端部設(shè)置一個臺階。
通過下列結(jié)合附圖對實施例的描述，將使本發(fā)明的各種目的、特征及優(yōu)點變得愈加清楚。


圖1是成像設(shè)備的一個實例的示意圖；圖2是采用薄膜型加熱裝置的圖像熱定影裝置主要部分的放大截面圖；圖3是圖2所示裝置的縱向截面圖；圖4(a)是加熱器(陶瓷加熱器)的局部斷開的平面圖，圖4(b)是后視圖；圖5是加熱器和加熱器支撐元件的分解透視圖；圖6是另一個實施例中加熱器支撐元件和加熱器的分解透視圖；圖7是圖像加熱裝置主要部分的縱向截面圖；圖8是又一個實施例中加熱器和加熱器支撐元件的分解透視圖；圖9表示又一個實施例中加熱器與加熱器支撐元件端部間的關(guān)系；圖10是加熱器沿寬度方向彎翹e的頂視平面圖(放大圖)；圖11是再一個實施例中加熱器和加熱器支撐元件的分解透視圖；圖12是加熱器斷開位置的圖示；圖13是在一個參考例中加熱器和加熱器支撐元件的分解透視圖；圖14是圖13所示裝置的一個端側(cè)的放大示意圖；圖15表示另一參考例中裝置的結(jié)構(gòu)；圖16(a)、(b)和(c)表示其它一些實例中薄膜型加熱裝置的結(jié)構(gòu)。
以下將參考附圖描述本發(fā)明的具體實施例。實施例1(圖1-圖5)(1)成像設(shè)備的實例。
圖1表示采用了本發(fā)明的一種成像設(shè)備的實例。此例的成像設(shè)備是一個利用圖像轉(zhuǎn)印型電攝影過程的激光打印機。標號13代表的是一個做為圖像顯示元件的可轉(zhuǎn)動的鼓形電攝影光敏元件，它以預定的圓周速度(處理速度)沿箭頭所示的順時針方向旋轉(zhuǎn)。本例中的光敏元件13是一個OPC光敏元件，其直徑為30mm，轉(zhuǎn)速為25mm/sec。
標號14代表的是一個接觸型充電輥，該輥作為與光敏元件13接觸的主充電裝置。充電輥14由充電偏壓源提供預定的充電偏壓，使得可旋轉(zhuǎn)的光敏元件13的周面均勻帶電(初次充電)。在本例中，充電達到-650V。
可旋轉(zhuǎn)光敏元件的充電表面經(jīng)過激光束的掃描曝光，其中激光束發(fā)自激光掃描器的激光二極管15，根據(jù)代表目標圖像(圖像曝光)L的圖像信息信號調(diào)制，由此在可旋轉(zhuǎn)光敏元件13的表面上形成靜電潛象。
接著，通過一個顯影裝置16使靜電潛象顯現(xiàn)成一個調(diào)色劑圖像。在本例中，顯影裝置是采用磁性單成份調(diào)色劑的反向跳動顯影型裝置。
另一方面，通過驅(qū)動送紙輥17將做為一種記錄材料的轉(zhuǎn)印材料P從供紙盒一張接一張地送入裝置中，并以預定的時間間隔引入轉(zhuǎn)印輥18和光敏元件13之間的間隙中，將導入的表面上的調(diào)色劑圖像連續(xù)地轉(zhuǎn)印到引入的轉(zhuǎn)印材料表面上。從未予示出的轉(zhuǎn)印偏壓源給轉(zhuǎn)印輥18提供預定的轉(zhuǎn)印偏壓。
已經(jīng)穿過轉(zhuǎn)印部分的轉(zhuǎn)印材料P與可旋轉(zhuǎn)光敏元件13的表面分離，并被引入熱定影裝置A，使得未被定影的調(diào)色劑圖像定影，繼而使轉(zhuǎn)印材料放電。
在與轉(zhuǎn)印材料分離后，用一個在清潔裝置19中與光敏元件13之表面接觸的尿脘人造橡膠制的清潔刮板清潔光敏元件13的表面，由此除去殘留物質(zhì)，如未轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑，以準備重復進行成像操作。(2)熱定影裝置A本例的熱定影裝置A是成環(huán)帶形式的采用耐熱膜材料(耐熱套)的薄膜加熱型裝置。
圖2是主要部分的放大截面圖；圖3是主要部分的縱向截面圖；圖4(a)表示加熱器，圖4(b)顯示其背面；圖5是做為加熱元件和加熱器支撐元件的加熱器的分解透視圖。
標號6代表的是加熱器。本例中的加熱器是一個沿垂直于轉(zhuǎn)印材料輸送方向的方向延伸的細長的平板形陶瓷加熱器，其中的轉(zhuǎn)印材料做為待加熱元件被送入裝置中。該加熱器是一個低熱容量加熱器，在激勵發(fā)熱電阻5時它能快速提高溫度，以下將對其進行描述。
標號3代表的是一個做為加熱元件支撐元件的細長的加熱器支撐件。加熱器6被置于呈槽形的擴孔22中，該槽在加熱器外側(cè)，在帶加熱器的加熱器支撐元件3的底面上沿縱向延伸。加熱器6可焊接到加熱器支撐元件3的擴孔22中或簡單地固定。加熱器支撐元件3是一種熱塑性樹脂材料的，例如一種液晶聚合物，PPS等，它們有不低于200℃的耐熱性，并且在不低于250℃的溫度下增塑。
此結(jié)構(gòu)由位于加熱器支撐元件3上表面?zhèn)?與加熱器支撐側(cè)相對的一側(cè))的有隧道形截面的加強板20支持。
加熱器6，支撐元件3和加強板20的組件被固定在一個未予示出的支撐件上，該元件上的加熱器6面朝下。
標號11和12代表的是平行于加熱器6，支撐元件3和加強板20的組件而設(shè)置的驅(qū)動輥和張力輥。
標號1是一個環(huán)帶形的耐熱膜材料(定影膜)，它圍繞著加熱器6、驅(qū)動輥11和張力輥12伸展。
定影膜1可以是一種PTFE、PFA等的單層膜，或者是一種包括聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、PEEK、PES、PPS等的底膜和PTFE、PFA、FEP等的夾層的復合層。它的總厚度為100μm，最好為20～40μm，并且有耐熱性、分離特性、高強度和耐用性。
標號2代表一個做為壓力元件或支撐元件的壓輥，它有一個具有高分離特性的耐熱彈性層，如硅烷橡膠。對彈性層施加以預定的壓力，使該元件壓接觸在其間有定影膜1的加熱器6的下表面，從而形成一個有預定寬度(定影間隙)的加熱縫隙部分N。
通過驅(qū)動輥11的轉(zhuǎn)動，定影膜1至少在圖像的定影操作過程中以預定的圓周速度(同于輸入裝置A的轉(zhuǎn)印材料P的送進速度)沿箭頭指示的方向順時針旋轉(zhuǎn)，同時在加熱器的底面上滑動，與加熱器6的底面緊密接觸。由于定影膜1的轉(zhuǎn)動，壓輥2被驅(qū)動。
在定影膜1轉(zhuǎn)動并且通過電源給加熱器6的發(fā)熱電阻5供電將加熱器6控制于預定溫度的情況下，將轉(zhuǎn)印材料P引入定影縫隙N的定影膜1與壓輥2之間，使轉(zhuǎn)印材料P在保持與定影膜1緊密接觸的同時穿過定影縫隙N。
在穿過定影縫隙的過程中，透過定影膜1將熱能從加熱器6送給轉(zhuǎn)印材料P，使轉(zhuǎn)印材料P上未定影的調(diào)色劑圖像T受熱而熔融并被定影。轉(zhuǎn)印材料P在穿過定影縫隙后與定影膜1分離并且放電。
薄膜加熱型裝置的優(yōu)點在于可采用熱容量很低的加熱器6，從而可大大減少達到預定加熱溫度所需的時間。
另外，它還易于將溫度升高到較高溫度而形成正常的溫度，因此當裝置處于無印刷作業(yè)的預備狀態(tài)時不需要預備溫度控制。
以下將參考圖4描述陶瓷加熱器6的構(gòu)成元件。
加熱器基板是一個陶瓷基板30，如鋁土，它的熱容量低、熱導性高、電絕緣特性強，而且形狀為細長平板狀，長度為270mm，寬度為70mm，厚度為0.635mm。
本例中的發(fā)熱電阻5為34Ω并以Ag/Pa等圖案印制或燒結(jié)到細劃紋中所述劃紋大致在加熱器基板30的兩個表面之一(前側(cè))寬度的中心部分上沿縱向延伸。
由Ag等制造的第一和第二電能供給電極圖案32、33通過圖案印制或繞結(jié)到加熱器基板的表面上而與發(fā)熱電阻5的相對端部電連接。
加熱器基板的表面上設(shè)有由耐熱玻璃等形成的加熱器表面保護層31，以覆蓋除電極圖案32和33部分以外的發(fā)熱電阻5。
通過圖案印制和燒結(jié)或熔結(jié)在加熱器基板30的另一側(cè)(背側(cè))上的適當位置而設(shè)置做為溫度敏感元件的熱敏電阻4。
通過圖案印制和燒結(jié)，在加熱器基板上設(shè)置兩個導電路徑圖案36和37及第三和第四電極圖案38和39，做為與熱敏電阻4相連的信號傳輸線。
通過與耐熱粘著材料按壓接觸，溫控保險絲21設(shè)置在加熱器基板背側(cè)的適當位置，做為一種安全元件。
交流線路由發(fā)熱電阻5、加熱器6中的第一和第二電極圖案32、33組成。
直流線路由熱敏電阻4、導電路徑圖案36、37和加熱器6中的第三、第四電極圖案38、39組成。
交流線路中的第一和第二電極圖案32、33在加熱器相對的兩端部與未標出的供電接線盒的供電接頭34、35(圖3、4)連接。直流線路的第三和第四電極圖案38、39與控制系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器連接。
跨過交流線路的第一和第二電極圖案32、33，由供電接頭34、35從交流電壓源S通過交流驅(qū)動器9供給電能，使發(fā)熱電阻5在其全長上產(chǎn)生熱量，從而迅速升高溫度。
利用熱敏電阻4探測加熱器6的升溫，并將測到的加熱器溫度信息經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器7從直流線路的第三和第四電極圖案38、39送至控制裝置(CPU)8。A/D轉(zhuǎn)換器7將熱敏電阻4的輸出信息數(shù)字化并將數(shù)字化的信號送至控制裝置8。
控制裝置8根據(jù)提供給它的輸入信號控制著含有三端雙向可控硅元件等的交流驅(qū)動器9，從而控制提供給交流線路中的發(fā)熱電阻5的激勵電能，使加熱器6的表面溫度維持在一個預定的加熱溫度(定影溫度)。本例中加熱器的目標溫度是165℃。
為控制發(fā)熱電阻5的電能供應(yīng)，采用相位控制，波數(shù)控制等。例如在波數(shù)控制中，將交流輸入電壓的14個波作為一個基本單元，并通過改變提供給發(fā)熱電阻5的14個波的波數(shù)而改變輸入電能。用占空率表示通/斷比率，并可將其控制在0～100％的范圍內(nèi)。(加熱器失控)在本例中，溫控保險絲21做為保險元件，其工作溫度為183℃，并被串接在向發(fā)熱電阻5的第一電極圖案32提供電能的接頭34和交流驅(qū)動器9之間，與加熱器基板30的背側(cè)接觸。標號40(圖3)代表加熱器支撐元件3的加熱器接收孔。
溫控保險絲21只要在加熱器6被控制在預定的目標溫度時就不會工作，因為此目標溫度不超過溫控保險絲21的工作溫度。
即使加熱器6的溫度因在起動時超過目標溫度而大大升高，因為溫控保險絲21的熱容量相對地比較大，所以保險絲的溫度也不會升高到工作溫度，因此不會中斷給加熱器6的發(fā)熱電阻5供送電能。
當加熱器6失去控制時，溫控保險絲21在達到工作溫度183℃時動作，中斷向發(fā)熱電阻5供給電能，從而避免一切問題。
雖然加熱器支撐元件3是熱塑性樹脂材料，它仍有不低于200℃的耐熱性，并在不低于250℃的溫度下可塑，使得其耐熱范圍顯著地高于加熱器6的目標溫度和溫控保險絲21的工作溫度，從而穩(wěn)定地保持加熱器支撐元件3的功能，而無熱形變。
當溫控保險絲21在加熱器失控的條件下斷裂，使溫控保險絲21不能動作或反應(yīng)極慢，加熱器6溫度持續(xù)升高，超過溫控保險絲21的工作溫度(過熱)而不見溫控保險絲21動作。
然而在這種情況下，當加熱器6的溫度達到250℃這一加熱器支撐元件3的可塑溫度時，至少加熱器支撐元件3的加熱器支撐面(安置面)被塑化，并由使加熱器6過熱的熱量所熔化。
對照圖3，這里的a是壓輥2以它與加熱器間的定影膜1被壓接觸到加熱器6上的長度范圍；b是定影膜1的寬度；c是加熱器6的長度，其中滿足a＜b＜c。
因此，加熱器6在與輥子長度對應(yīng)的范圍a內(nèi)受到壓輥2的推壓。加熱器6的長度大于由壓輥2提供的加熱器加載的長度范圍a，加熱器6的發(fā)熱電阻5的相對端部分別伸向由壓輥2所提供的加熱器加載長度范圍a之外。
在加熱器6處于失控狀態(tài)和溫控保險絲21熔斷的條件下，若加熱器6的溫度升高到不低于250℃，與加熱器加載長度范圍a對應(yīng)的加熱器支撐元件3的長度范圍，尤其在加熱器的支撐面附近，被熱和壓力塑化和熔化，造成形變，由此加熱器安裝座下沉。
另一方面，因為缺少壓力或熱量的產(chǎn)生，或因為溫度不夠，加熱器支撐元件除范圍a以外的部分不變形，并因此相對于范圍a發(fā)生偏差或階躍。接著，在與范圍a的兩端對應(yīng)的Z位置處(實際上是對應(yīng)于壓輥2的兩端)，沿垂直于加熱器6表面的方向產(chǎn)生應(yīng)力。這對于斷開交流線路中的發(fā)熱電阻5，停止對發(fā)熱電阻5提供電能，進而避免加熱器溫度升高到象400℃這樣的溫度是有效的。因此，在本例中，當超過溫控保險絲21的工作溫度時，可在預定位置Z處，準確地發(fā)生加熱器的斷裂，使得不需要在預定位置處預備薄弱部分而能安全地避免過熱。
因此，可以避免當加熱器設(shè)有薄弱部分做為預定的加熱器斷裂位置時效率的降低。
加熱器支撐元件3的整體可以是一種熱塑性樹脂材料，以提供熱變形特性，或僅對加熱器支撐表面部分(放置加熱器的位置)提供熱變形特性。實施例2(圖6、7)如圖6所示，此例中通過在加熱器的擴孔22內(nèi)設(shè)置一附加的凹槽而給加熱器支撐元件3配置一個內(nèi)擴孔23。
采用這種結(jié)構(gòu)，當如前所述的由于過熱而使加熱器失控時，使加熱器支撐元件3的支撐表面附近被熱和壓力塑化并且熔化。在這種情況下，塑化并被熔化的部分形變進入擴孔23內(nèi)，可使加熱器的安置位置進一步嵌入。如果內(nèi)擴孔23不延伸到置放加熱器的擴孔22的縱向端部，即如果僅在加熱器6內(nèi)側(cè)沿縱向提供擴孔22，就會使垂直于加熱器6表面的應(yīng)力聚集到內(nèi)擴孔23的端部23a、23b。這樣，加熱器就在位置23a、23b(Z)處破裂。通過使孔23的端23a和23b與由壓輥2提供的加熱器加載長度范圍a的端部對準，當加熱器失控時，加熱器6就更容易在位置23a、23b處破裂。
如圖7所示，通過將加熱器支撐元件3的內(nèi)擴孔23的端部與壓輥2的端表面對準，使由壓輥22的壓力而產(chǎn)生的應(yīng)力和由于對加熱器支撐元件3熱傳導的不同而導致的應(yīng)力聚集到這部分上，從而促進了加熱器6的斷裂。實施例3本例中，在實施例1或2的結(jié)構(gòu)中，在熱塑性加熱器支撐元件3的加熱器支撐面部分設(shè)置不可熔構(gòu)件(不會因熱而被塑化)。
在加熱器6失控的情況下，若沒有保險絲21的動作，致使加熱器6的溫度繼續(xù)上升時，與前面所述的一樣，加熱器支撐元件3的加熱器支撐面(加熱器的置放位置)被塑化和熔斷，并因此而凹陷。但在不熔元件部分不凹陷，因此會有作用力施加于帶有起支點作用的不熔元件部分的加熱器的兩端，使得所述的破裂或折斷發(fā)生在支點部位。
圖8展示的本例中，將不可熔部件材料24放置在具有內(nèi)擴孔23的實施例2結(jié)構(gòu)中的內(nèi)擴孔23內(nèi)。
當加熱器6的長度為270mm，寬度為7mm時，不熔部件24相對于加熱器6的接觸寬度最好不超過1mm，或者接觸端成刃形更好。這是因為刃形結(jié)構(gòu)對于集中壓力更有效，從而更能確保加熱器6的破裂。只要相對于加熱器6的接觸位置位于距加熱器端部30mm處與其中心之間，相對于加熱器6的接觸位置就足夠了。如果它太靠近端部，則因為加熱器支撐元件在加熱器6的端部不熔化，使加熱器在兩個位置受到支撐。在這種情況下，加熱器不容易斷裂。
這種不熔部件24可以是一種具有耐熱性和不具熱塑性的材料，如熱固性聚酰亞胺、聚酰胺亞胺，聚酰胺，酚醛樹脂、陶瓷等。尤其最好是一種電絕緣材料，以避免加熱器6在破裂后導電。如果此材料比加熱器支撐元件3的熱膨脹性大，則更好。
在正常情況下，不熔部件24與加熱器6接觸，或者被安排成與之具有不超過0.1mm的距離。當加熱器支撐元件3開始熔化時，加熱器6用不熔部件24做為擴孔22中的支柱，在兩側(cè)由壓輥2推進。這樣，加熱器6在不熔部件24處破裂。
在上述實施例中，應(yīng)用了支撐元件的熱塑性。以下的描述是加熱器利用其自身的熱膨脹而破裂的實施例。實施例4在本實施例中，利用加熱器6沿縱向的熱膨脹來確定加熱器的破裂位置。
當加熱器6的基板30是由鋁基材料制成，其熱膨脹系數(shù)為7.2×10-6/℃，并且加熱器6的長度為270mm時，對應(yīng)于溫度從室溫升至400℃，算得的膨脹量為0.7mm。另一方面，加熱器支撐元件3不會膨脹這么多，因為其溫度并未隨著迅速升高。因此，通過向加熱器的一個部位加以應(yīng)力，就可以利用膨脹的不同來確定加熱器破裂的位置。
特別是當在加熱器支撐元件和加熱器之間沿縱向設(shè)置縫隙時，如圖9所示，使縫隙g不超過0.7mm，并以一種方式設(shè)置該縫隙。縫隙在兩側(cè)不相等，而是一端較小。通過這樣做，先在鄰近較小縫隙位置處向加熱器施加應(yīng)力。特別是如圖3所示那樣，在加熱器的中央部分，加熱器被避免了由壓輥2帶來的變形，從而使加熱器的破裂趨于發(fā)生在加熱器未受壓力的相對端部。鑒于此觀點，將加熱器要在該處破裂的縫隙做得較小，而將從壓輥接觸區(qū)域延伸出的部分做得較長，從而可以在一端確定加熱器破裂的位置。
這樣，即使加熱器因失控而破裂，交流線路和熱敏電阻之間的絕緣也可維持。
正常情況下，加熱器6的溫度不超過250℃，因此這時由不小于0.3mm的縫隙使加熱器支撐元件3免于形成貼靠。實施例5在實施例4中，利用了加熱器6的縱向熱膨脹。在實施例5中，將加熱器6沿寬度方向上的因熱而翹曲用來確定加熱器在該處破裂的加熱器斷裂位置。
一般情況下，隨著溫度的升高，加熱器6沿寬度方向因溫度的上升而變形成扇狀，如圖10中所夸張表示的那樣。這是因為加熱器6的發(fā)熱中心偏離加熱器的物理中心，或因為在大多數(shù)情況下，定影縫隙N的中心部位和發(fā)熱分布的中央部分彼此偏離。這種偏差可在設(shè)計中審慎地給定，或者可由于制造的允許偏差而出現(xiàn)。
在這個例子中，加熱器6的斷裂緣于加熱器的失控，同時利用了加熱器在寬度方向上的翹曲e。當加熱器6如圖10所示那樣變形時，形成如圖11、12所示的加熱器支撐元件3的加熱器放置面的構(gòu)形(擴孔22的平面結(jié)構(gòu))。即寬度W2稍稍大于加熱器6的寬度W1，在其它部位的W3更大。標號d表示擴孔22的寬度W2部分和寬度W3部分之間的邊界部分，并呈階梯角的形式(加熱器置放位置的拐角)。因此，在擴孔22的縱向端形成階梯d。
當加熱器6因為過熱而沿其寬度方向如圖12(圖10)所示那樣變形時，拐角d被抵靠，并使應(yīng)力向那里集中，導致加熱器6的破裂。
實際的測量表明，當加熱器的寬度W1＝7mm，W2被設(shè)定為7.3mm(W2-W1＝0.3mm)，而W3被設(shè)定為7.7mm(W3-W1＝0.7mm)時，加熱器6在寬度方向上的翹曲e的最大值為0.5mm。點d位于距中心部位105mm的范圍內(nèi)。
這樣，當加熱器失控時，應(yīng)力集中于加熱器6的點d，必然地使加熱器6破裂。
本例中的點d被設(shè)在一個端部，但是可以將寬度為W2的部分設(shè)置在相反的一端，用以除去沿加熱器寬度方向上的縫隙。當縱向送入A4大小的紙時，加熱器6的發(fā)熱電阻5位于離開紙張送入中心(相對輸送的中心部位)向兩側(cè)大約105mm處，加熱器6的翹曲明顯地在離開中心部分的這個長度范圍內(nèi)，因此這個位置是最佳的。當縱向送入B4大小的紙時，點d最好位于離開紙張送入中心129mm的范圍內(nèi)。在橫向送入A4紙的情況下，它最好設(shè)置在離開此中心部位149mm之內(nèi)的一個位置上。
此外，僅加熱器支撐元件一端的加熱器接受面的寬度可以滿足下列關(guān)系式W3＞W(wǎng)2′＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1在這種情形中，左右端不相同。
當加熱器6失控而破裂時，交流線路和熱敏電阻之間的絕緣仍保持。
也是在這種情形中，在不超過250℃的溫度下，提供有足夠的縫隙，以避免加熱器6貼靠在支撐元件3上，在本實施例中，這縫隙為0.3mm。
在實施例1-5中，給加熱器6提供應(yīng)力，用以破裂加熱器。以下的描述將做為一個例子，其中溫控保險絲有較高的可靠性，并且溫控保險絲21的動作確保加熱器不被應(yīng)力破裂。在加熱器支撐元件與加熱器之間設(shè)有一個縫隙，它大于加熱器6因溫度從正常溫度的25℃變到40℃所導致的熱膨脹量。
圖13示出了這個例子，加熱器支撐元件50的加熱器安置面(加熱器安置擴孔51)有足夠的寬度方向間隙(W3-W1)＞0.7mm，和長度方向間隙(f-c)＞0.7mm。
在加熱器安置面的端部D、D′提供R，并且即使貼靠的加熱器發(fā)生形變，加熱器的拐角也可避開，以致加熱器6沒有受到任何應(yīng)力。在這種情況下，R是通過下列方式確定的加熱器6的翹曲可以近似為一個圓周，因而半徑R′、中心角θ為R′θ＝135mm；R′-R′COSθ＝0.5mm。
在此，135mm是加熱器長度C＝270mm的一半，0.5mm是加熱器6沿寬度方向的翹曲程度e。
繼而，θ≈0.0024π，R′＝17904mm因此，當W1＝7mm時，加熱器端部的斜率W1θ＝0.052，如果這種傾斜可被減輕，加熱器支撐元件3的端部D、D′的R將是足夠的。
但是實際上，在一些情況下加熱器6本身可在加熱器支撐元件50的安置座51上傾斜，因此，R的伸出部分和端部間的差W4(圖14所示)最好不少于0.5mm。例如，半徑為10.5mm并且中心在距加熱器支撐元件50的擴孔51端部10mm處的拱形可為擴孔51的端面。在圖14中，R(圓)形成在加熱器寬度方向上的整個區(qū)域上，但如果半圓R形成在中心部位，它也是有效的，以致圖15中的結(jié)構(gòu)是可以利用的，它在其它部位是直線性。這樣，溫控保險絲不對加熱器動作，以致可以確保停止電源的供給。
圖16(a)、(b)和(c)表示可以應(yīng)用本發(fā)明的另外一些薄膜加熱型加熱裝置的圖例。
圖16(a)中，環(huán)帶形熱電阻膜1被拉伸并延伸繞過兩個部件，即驅(qū)動輥11和由加熱器支撐元件3支撐的加熱器6，由驅(qū)輥11所移動。
圖16(b)中，圓柱形熱電阻膜1被松馳地延伸環(huán)繞著也起薄膜導引作用的加熱器支撐元件3，膜1由壓輥2壓接觸到加熱器6上。通過轉(zhuǎn)動壓輥2，膜1也被轉(zhuǎn)動，同時膜1的內(nèi)表面與加熱器6的面滑動接觸(壓輥驅(qū)動型)。
圖16(c)中，熱電阻膜1是一個繞供紙軸41滾動的環(huán)形膜，在預定的速度下經(jīng)過加熱器6被送進卷紙軸。
本發(fā)明的加熱裝置不僅可用在前述實施例中的圖像加熱定影裝置A中，也可用在給載運圖像的記錄材料加熱，以改善表面特征(導引等)的裝置中，也可用在臨時定影圖像的裝置中，還可用在對所送紙類材料加熱的烘干或分層裝置中。
本發(fā)明可用在其中的被加熱器支撐元件所支撐的加熱元件直接與待加熱的部件接觸的裝置中。
雖然這里已參照公開的結(jié)構(gòu)描述了本發(fā)明，但它并不局限于已提出的具體內(nèi)容，這種應(yīng)用想要覆蓋凡為改善目的或下述各權(quán)利要求范圍內(nèi)這類改型或變化。
權(quán)利要求
1.一種圖像加熱裝置，它包括一個裝有發(fā)熱元件的加熱器，當以電激勵基板時，它可產(chǎn)生熱量；一個支撐所述加熱器的支撐元件；一個與所述加熱器壓接觸的輔助部件；其特征在于，記錄材料上的圖像被來自所述加熱器的熱量加熱；其中至少用做支撐所述加熱器的支撐元件的一部分是熱塑性材料。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)熱元件設(shè)置在所述基板的寬度內(nèi)。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述發(fā)熱元件的一個端部，所述加熱器有一個用于電激勵的電極。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輔助部件設(shè)置在所述發(fā)熱元件的寬度內(nèi)。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述加熱器是細長的，所述發(fā)熱元件沿所述基板的縱向被延伸。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，基板是一種陶瓷基板。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱塑性材料是熱塑性樹脂材料。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述熱塑性樹脂材料是液晶聚合物或PPS材料。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述支撐元件整個都是熱塑性材料的。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱塑性材料在不低于250℃的溫度下被塑化。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述支撐元件帶有一個毗鄰所述加熱器的支撐部分的槽。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述槽設(shè)置在所述加熱器的寬度之內(nèi)。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，槽的端部位置對應(yīng)于所述輔助部件的一個端部的位置。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述支撐元件有一個對應(yīng)于加熱器支撐部分的不被熱塑化的部分。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述的不被熱塑化的部分是熱固性樹脂材料的。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，不被熱塑化部分的熱膨脹系數(shù)大于支撐元件的其它部分的熱膨脹系數(shù)。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述加熱器和輔助部件之間設(shè)有一層膜，該膜的一個側(cè)面相對于所述加熱器為滑動接觸，該膜的另一側(cè)面與載運圖像的記錄材料保持接觸并隨其一起移動。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，利用來自所述加熱器并穿過所述膜的熱量將圖像定影在記錄材料上。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輔助部件成壓輥形式。
20.一種圖像加熱裝置，它包括一個細長的帶有發(fā)熱元件的加熱器，當電激勵基板時，所述發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量；一個支撐加熱器的支撐元件；其特征在于，所述支撐元件有一個將加熱器安放在其中的槽；記錄材料上的圖像由來自加熱器的熱量加熱；支撐元件沿其縱向有一個毗鄰槽的端部的階梯。
21.一種根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，它有許多這樣的階梯。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述基底是一種陶瓷基底。
23.一種根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，還包括一個與所述加熱器滑動接觸的膜，一個用于與帶有膜的所述加熱器之間形成一縫隙的輔助部件，將載運圖像的記錄材料送入所述縫隙，圖像被來自加熱器并穿過所述膜的熱量定影在記錄材料上。
全文摘要
一種圖像加熱裝置，包括一個帶有發(fā)熱元件的加熱器，當電激勵基底時，所述發(fā)熱元件產(chǎn)生熱量；一個支撐加熱器的支撐部件；一個與加熱器壓接觸的輔助部件；其中記錄材料上的圖像由來自加熱器的熱量加熱；用作支撐加熱器的支撐部件的至少一部分是熱塑性材料的。
文檔編號G03G15/20GK1150264SQ9611228
公開日1997年5月21日 申請日期1996年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月28日
發(fā)明者大塚康正, 友行洋二, 矢野秀幸, 高野學, 吉岡真人, 向高理, 小川賢一, 渡邊泰成 申請人:佳能株式會社