(57)【要約】      （修正有）【課題】最小限のドロワコネクタおよび単一の電圧がすべての箇所にある要素にわたって使用され、ニップを通じて給送され得る様々なサイズのシートに熱を与える単一加熱トレース設計を提供する。【解決手段】改善された定着器２００は、画像形成されるシート２４に接する定着ローラ２１０の表面に均一性をもたらすヒータ９０Ａを含む。ヒータ９０Ａは、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている抵抗トレースから構成されている新規の加熱要素を含むように構成されている。抵抗トレースの一方の端部は、共通として参照される、単一の連続した導電性トレースになっている。他方の端部において、抵抗トレースは、異なる紙幅を加熱することを可能にするための３つ以上の別個の導電性トレースになっている。【選択図】図１
2017045050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を処理し、工程方向に進行する複写シート上に記録するための画像形成装置と、
前記画像を現像するための現像装置と、
前記画像を前記複写シート上に転写するための転写デバイスと、
前記画像を前記複写シート上に定着させるための定着器であって、前記定着器は、前記画像を前記複写シート上に永続的に定着させるために前記複写シートが搬送されるニップを間に形成する定着ローラおよび加圧ローラを含む、定着器と、
前記工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている抵抗トレースを備える、前記定着ローラ内のヒータとを備え、抵抗性インクを使用して基板上に抵抗トレースが印刷され、導電性インクを使用して前記基板上に導電性経路が印刷され、
前記抵抗トレースの一方の端部は単一の連続した導電性トレースになっており、他方の端部は、異なる紙幅の加熱を可能にするように複数の接点において前記抵抗トレースに接続されている複数の導電性トレースになっている、複写シート上に画像を印刷するように適合されているゼログラフィデバイス。
【請求項２】
ただ１つの熱動開閉器を含む、請求項１に記載のゼログラフィデバイス。
【請求項３】
前記抵抗トレースは、少なくとも３つの並列セグメントを含むように構成されている、請求項２に記載のゼログラフィデバイス。
【請求項４】
印刷に有用な機械のための定着器であって、前記定着器は、画像を複写シート上に永続的に定着させるために前記複写シートが搬送されるニップを間に形成する定着ローラと加圧ローラとを備え、前記定着ローラは、複数の複写シートサイズに対応するために所定の幅において２つの外側セグメントを呈するように構成されている単一の抵抗トレースを有するヒータを含み、複数の導電性トレースは、前記抵抗トレース、および、前記外側セグメントの各々の独立した制御を促進するために、複数の接点において前記抵抗トレースおよび外側セグメントに接続されている、定着器。
【請求項５】
前記ヒータは単一の抵抗トレースを含み、前記単一の抵抗トレースは、３つ以上の並列セグメントとして構成されている、請求項４に記載の定着器。
【請求項６】
前記定着ローラは高伝導性セラミック材料から作成されている、請求項５に記載の定着器。
【請求項７】
前記抵抗トレースおよび前記導電性トレースは、高伝導性セラミック材料の上に取り付けられている、請求項４に記載の定着器。
【請求項８】
前記複数の導電性トレースは、６つの導電性トレースを含む、請求項５に記載の定着器。
【請求項９】
前記抵抗トレースおよび外側セグメントに対する前記複数の接点は、６つの接点を含む、請求項４に記載の定着器。
【請求項１０】
画像を処理し、複写シート上に記録するための画像形成装置と、前記画像を現像するための現像装置と、前記画像を前記複写シート上に転写するための転写デバイスと、前記画像を前記複写シート上に定着させるための定着器であって、前記定着器は、前記画像を前記複写シート上に永続的に定着させるために複写シートが搬送されるニップを間に形成する定着ローラおよび加圧ローラを含む、定着器とを備える、複写シート上に画像を印刷するように適合されている印刷機であって、前記定着ローラは単一の抵抗トレースを有するヒータを含み、前記単一の抵抗トレースには、複数の点において、前記抵抗トレースを、異なる幅の複写シートを加熱するための２つの外側セグメントにセグメント化する複数の導電性トレースが接している、印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、静電複写再生機に関し、より詳細には、複数の紙幅を取り扱うように適合されている定着器に関し、中心を見当合わせされた機械において特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
ゼログラフィ印刷もしくは複写として一般的に知られている静電複写印刷において、重要な工程段階は「定着」として知られている。ゼログラフィ工程の定着段階において、紙のような画像形成基板上に像様に配置されているトナーのような固体印字材料が、トナーを基板上に永続的に融着または他の様態で定着させるために、熱および／または圧力を受ける。このように、耐久性があり、にじまない画像が基板上にレンダリングされる。
【０００３】
商用プリンタに使用されるような定着装置の最も一般的な設計は、一般的に定着ローラおよび加圧ローラと呼ばれる２つのローラを含み、それらの間に、基板を通すためのニップが形成される。一般的に、定着ローラは、その内部に配置される、電流の通過に応答して熱を放射する１つまたは複数の加熱要素をさらに含む。加熱要素からの熱は定着ローラの表面を通過し、定着ローラは、基板の、定着されるべき画像を有する面に接しており、それによって、熱および圧力の組み合わせによって、画像が首尾よく定着される。熱を放射するための１つの構成は、定着ベルトを加熱するように適合されている抵抗ヒータであり、ヒータは、重なり合う基板、すなわち、基板の上に形成される第１の抵抗トレース、および、第１のトレースに少なくとも部分的に重なり合うように形成されている第２の抵抗トレースを備える。いくつかの事例において、ローラ内部の加熱は、特定サイズのシートがニップを通じて給送されているという事実を考慮に入れて行われる。定着ローラ内部で熱を放射するための１つの構成は、発熱材料を加熱するように構成されている並列ランプを使用することであり、同時に、発熱材料のより小さい部分がすべて直列に接続されている。このように、可変加熱パターンを生成するように、発熱材料の異なる部分を選択的に加熱することができる。各ランプ内の加熱要素のこの特定の構成は、相対的に高温の端部および相対的に低温の端部を有することになる。すなわち、いずれかのランプに電力が加えられると、ランプの一方の端部が、ランプの他方の端部よりも大きく熱を生成し、結果として、媒体に適切に定着されない画像の領域が存在する。
【０００４】
中心を見当合わせされた機械において、加熱要素は、媒体の進行方向に対するクロスプロセス方向において発熱領域を制限するための分岐通電路になるように配置されている三叉形状の発熱層を有する加熱ボードである。通電路は、複数の加熱トレースを使用することによって、または、加熱トレース間導電性タップを使用することによって生成および／または維持される。そのような通電路の生成は、複数のドロワコネクタおよび複数の電圧を使用することを必要とする。たとえば、中心を見当合わせされた機械において、４つの個別の紙サイズに対応することが所望される場合、８つのドロワコネクタおよび４つの電圧源が必要になる。
【０００５】
複数の加熱トレースを使用すると、熱伝達性能、したがって、拡張性が損なわれることが分かっている。加熱トレース間導電性タップを有する設計は、自由度に影響を与え／損ない、追加のピンを用いるより大きいドロワコネクタを必要とするコールドスポットを有する。現在の中心を見当合わせされた単一加熱トレース設計は、媒体幅の連続的な制御または完璧な知識を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した理由から、また、本明細書を読み理解すれば当業者には明らかになる、後述する他の理由から、最小限のドロワコネクタおよび単一の電圧がすべての箇所にある要素にわたって使用され、ニップを通じて給送され得る様々なサイズのシートに熱を与える単一加熱トレース設計を提供する、静電複写印刷における新規の加熱要素設計が、当該技術分野において必要とされている。また、加熱要素の独立した制御を改善することも必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている抵抗トレースから構成される新規の加熱要素を構成することによって、定着器の、画像形成シートに接する表面において均一性をもたらすヒータを含む、改善された定着器が開示される。抵抗トレースの一方の端部は、コモンとして参照される、単一の連続した導電性トレースになっている。他方の端部において、抵抗トレースは、異なる紙幅を加熱することを可能にするための３つ以上の別個の導電性トレースになっている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の定着装置の第１の実施形態を含む例示的なトナー画像形成静電複写機の関連する要素を示す立面図である。
【図２】図２は、図１の定着装置の拡大概略端面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている独立して制御可能な抵抗トレースを利用する、図２の改善された定着器の第１の実施形態のヒータ部分の部分平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、一実施形態による、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている抵抗トレースの概略図である。
【図４】図４は、一実施形態による、異なる紙幅を加熱するための同じまたは変動する抵抗のセグメントを有する単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。
【図５】図５は、一実施形態による、全体的な抵抗を増大させるために誘電体を注入されている単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。
【図６】図６は、一実施形態による、単一の高電圧レベルによって全体的な抵抗を増大させるために加熱ゾーンの上部および下部において誘電体を注入されている単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。
【図７】図７は、一実施形態による、単一の高電圧レベルを生成するように構成されている誘電体を注入されている単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。
【図８】図８は、一実施形態による抵抗トレースの発熱セグメントを制御するための方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に開示されているデバイス、システム、および方法の例示的な実施例を下記に与える。デバイス、システム、および方法の一実施形態は、下記に記載する実施例のいずれか１つまたは複数、および、任意の組み合わせを含んでもよい。
【００１０】
実施例１は、画像を処理し、工程方向に進行する複写シート上に記録するための画像形成装置と、上記画像を現像するための現像装置と、画像を上記複写シート上に転写するための転写デバイスと、画像を上記複写シート上に定着させるための定着器であって、上記定着器は、画像を上記複写シート上に永続的に定着させるために上記複写シートが搬送されるニップを間に形成する定着ローラおよび加圧ローラを含む、定着器と、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている抵抗トレースを備える、上記定着ローラ内のヒータとを備え、抵抗性インクを使用して基板上に抵抗トレースが印刷され、導電性インクを使用して基板上に導電性経路が印刷され、抵抗トレースの一方の端部は単一の連続した導電性トレースになっており、他方の端部は、異なる紙幅の加熱を可能にするように複数の接点において上記抵抗トレースに接続されている複数の導電性トレースになっている、複写シート上に画像を印刷するように適合されているゼログラフィデバイスを含む。
【００１１】
実施例２は、実施例１の主題を含み、ただ１つの熱動開閉器を含む。
【００１２】
実施例３は、実施例２の主題を含み、上記抵抗トレースは、少なくとも３つの並列セグメントを含むように構成されている。
【００１３】
実施例４は、実施例１の主題を含み、抵抗性インクの導電性は、少なくとも３つの並列セグメントの各々における抵抗トレースの抵抗を選択的に制御するように変更される。
【００１４】
実施例５は、実施例１の主題を含み、上記複数の導電性トレースは、３つ以上の導電性トレースを含む。
【００１５】
実施例６は、実施例１の主題を含み、抵抗トレースおよび複数の導電性トレースに対する複数の接点は、４つ以上の接点を含む。
【００１６】
実施例７は、実施例１の主題を含み、少なくとも３つの並列セグメントの各々において抵抗は実質的に等しい。
【００１７】
実施例８は、実施例１の主題を含み、２つ以上の抵抗性経路を含む。
【００１８】
実施例９は、印刷に有用な機械のための定着器を含み、上記定着器は、画像を複写シート上に永続的に定着させるために上記複写シートが搬送されるニップを間に形成する定着ローラと加圧ローラとを備え、上記定着ローラは、複数の複写シートサイズに対応するために所定の幅において２つの外側セグメントを呈するように構成されている単一の抵抗トレースを有するヒータを含み、複数の導電性トレースは、上記抵抗トレース、および、上記外側セグメントの各々の独立した制御を促進するために、複数の接点において上記抵抗トレースおよび外側セグメントに接続されている。
【００１９】
実施例１０は、実施例９の主題を含み、上記ヒータは単一の抵抗トレースを含み、上記単一の抵抗トレースは、３つ以上の並列セグメントとして構成されており、上記定着ローラは、高抵抗性セラミック材料から作成されており、上記抵抗トレースおよび導電性トレースは高抵抗性セラミック材料上に取り付けられており、上記複数の導電性トレースは６つの導電性トレースを含み、かつ／または、上記抵抗トレースおよび外側セグメントに対する上記複数の接点は６つの接点を含む。
【００２０】
実施例１１は、画像を処理し、複写シート上に記録するための画像形成装置と、上記画像を現像するための現像装置と、画像を上記複写シート上に転写するための転写デバイスと、画像を上記複写シート上に定着させるための定着器であって、上記定着器は、上記画像を上記複写シート上に永続的に定着させるために複写シートが搬送されるニップを間に形成する定着ローラおよび加圧ローラを含む、定着器とを備える、複写シート上に画像を印刷するように適合されている印刷機を含み、上記定着ローラは単一の抵抗トレースを有するヒータを含み、上記単一の抵抗トレースには、複数の点において、上記抵抗トレースを、異なる幅の複写シートを加熱するための２つの外側セグメントにセグメント化する複数の導電性トレースが接している。
【００２１】
本発明の実施形態はこの点において限定されないが、たとえば、「処理（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「計算（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「算出（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「決定（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」、「適用（ａｐｐｌｙｉｎｇ）」、「受信（ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ）」、「確立（ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ）」、「分析（ａｎａｌｙｚｉｎｇ）」、「チェック（ｃｈｅｃｋｉｎｇ）」などのような用語を利用した説明は、コンピュータのレジスタおよび／またはメモリ内の物理（たとえば、電子）量として表されるデータを操作および／または変換して、同様にコンピュータのレジスタおよび／もしくはメモリ、または、動作および／もしくは工程を実施するための命令を記憶することができる他の情報記憶媒体内の物理量として表される他のデータにする、コンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、または他の電子コンピューティングデバイスの動作（複数可）および／または工程（複数可）を参照し得る。
【００２２】
本発明の実施形態はこの点において限定されないが、用語「複数」（“ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”ａｎｄ“ａ  ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”）は、本明細書において使用される場合、たとえば、「複数（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）」または「２つ以上（ｔｗｏ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」を含み得る。用語「複数の」（“ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”  ｏｒ  “ａ  ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”）は、本明細書全体を通じて、２つ以上の構成要素、デバイス、要素、ユニット、パラメータなどを記述するために使用され得る。たとえば、「複数の抵抗器」は、２つ以上の抵抗器を含み得る。
【００２３】
用語「コントローラ」は、本明細書においては、一般的に、工程または機械を指示または統制する１つまたは複数のデバイスの動作に関係する様々な装置を記述するために使用される。コントローラは、本明細書に論じられている様々な機能を実施するために多数の方法で（たとえば、専用ハードウェアによってなどで）実装することができる。「プロセッサ」は、本明細書に論じられている様々な機能を実施するためのソフトウェア（たとえば、マイクロコード）を使用してプログラムすることができる１つまたは複数のマイクロプロセッサを利用するコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを利用して実装されても、または利用せずに実装されてもよく、また、いくつかの機能を実施するための専用ハードウェアと、他の機能を実施するためのプロセッサ（たとえば、１つまたは複数のプログラム済みマイクロプロセッサおよび関連回路）との組み合わせとして実装されてもよい。本開示の様々な実施形態において利用されてもよいコントローラ構成要素の例は、限定ではないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む。
【００２４】
用語「印刷媒体」および「印刷シート」は、一般的に、事前に切断されているか、または、巻き取り紙として給送されるかのいずれかである、紙、プラスチック、または、画像に適した他の物理印刷媒体基板の通常は可撓性の、時として巻かれた物理シートを指す。
【００２５】
用語「印刷デバイス」または「印刷システム」は、本明細書において使用される場合、デジタル複写機または印刷機、スキャナ、画像印刷機、ゼログラフィデバイス、静電複写デバイス、デジタルプロダクションプレス、文書処理システム、画像再生機、製本機、ファクシミリ機、多機能機、または一般的に、印刷に有用な装置などを指し、いくつかのマーキングエンジン、給送メカニズム、スキャンアセンブリ、および、給紙機、仕上げ機械などのような他の印刷媒体処理ユニットを含むことができる。「印刷システム」は、シート、巻き取り紙、印字材料などを取り扱うことができる。印刷システムは、任意の表面上に印字することなどを行うことができ、入力シート上のマークを読み取る任意の機械、または、そのような機械の任意の組み合わせである。
【００２６】
本明細書において使用される場合、用語「ゼログラフィ」は、基板または担体、すなわち、紙の上に静電的に帯電した画像の少なくとも１つの複写を生成する工程を含むものとして理解される。このとき、ゼログラフィは、１つまたは複数の画像と関連付けられている、一般的には乾式トナーであるが必ずしもそうであるとは限らない印字材料が、印刷システムにおいて静電気力によって複写シート（印刷シート）に転写される任意の印刷動作である。
【００２７】
例示を目的として、用語「定着器」が本明細書において、本出願全体を通じて使用されているが、用語「定着器」はまた、限定ではないが、固定部材、加圧部材、加熱部材、および／または、ドナー部材を含む、印刷工程にとってまたは印刷システムにおいて有用な部材をも包含する。様々な実施形態において、定着器は、たとえば、ローラ、シリンダ、ベルト、プレート、フィルム、シート、ドラム、ドレルト（ベルトとドラムの中間）の形態、または、定着器部材の他の既知の形態であってもよい。「定着器」は、本明細書において記載および特許請求される場合、固体インクジェット印刷、イコノグラフィ、ゼログラフィ、フレキソ印刷、オフセット印刷などのような他のタイプの印刷において有用であるように適合されてもよい。
【００２８】
本明細書に開示されているものとしての実施形態はまた、コンピュータ実行可能命令を担持もしくは有するためのコンピュータ可読媒体またはその上に記憶されているデータ構造をも含んでもよい。そのようなコンピュータ可読媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または、コンピュータ実行可能命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を担持もしくは記憶するのに使用することができる任意の他の媒体を含むことができる。ネットワークまたは別の通信接続（有線、無線、またはそれらの組み合わせ）を介してコンピュータに情報が転送または提供されるとき、コンピュータは、適切に、この接続をコンピュータ可読媒体と考える。したがって、任意のそのような接続は適切に、コンピュータ可読媒体と称される。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００２９】
コンピュータ実行可能命令は、たとえば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または専用処理デバイスに、特定の機能または機能グループを実施させる命令およびデータを含む。コンピュータ実行可能命令はまた、独立してまたはネットワーク環境においてコンピュータによって実行されるプログラムモジュールをも含む。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を実施するプログラム、オブジェクト、コンポーネント、およびデータ構造等を含む。コンピュータ実行可能命令、関連データ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書に開示されている方法のステップを実行するためのプログラムコード手段の例を表す。そのような実行可能命令または関連データ構造の特定のシーケンスは、本明細書に記載されている機能を実施するための対応する動作の例を表す。
【００３０】
図１は、本開示の定着装置の第１の実施形態を含む例示的なトナー画像形成静電複写機の関連する要素を示す立面図である。
【００３１】
ここで図１を参照すると、静電複写またはトナー画像形成機８が示されている。既知であるように、画像形成可能面１２を有し、方向１３において回転可能である電荷受容体または感光体１０が荷電デバイス１４によって均一に荷電され、露光デバイス１６によって像様に露光されて、表面１２上に静電潜像が形成される。潜像はその後、たとえば、帯電トナー粒子２２の供給をそのような潜像に被着させるための現像ローラ２０を含む現像装置１８によって現像される。現像ローラ２０は、当該技術分野において知られている磁気ブラシローラまたはドナーローラのような様々な設計のいずれかであってもよい。帯電トナー粒子２２は潜像の適切に帯電した領域に付着する。その後、感光体１０の表面が、矢印１３によって示すように、概して３０として示されている転写ゾーンに移動する。同時に、所望の像が印刷されるべき印刷シート２４がシート供給スタック３６から引き込まれ、シート経路４０に沿って転写ゾーン３０まで搬送される。
【００３２】
転写ゾーン３０において、印刷シート２４は、この時点においてはその上にトナー粒子を担持している感光体１０の表面１２に接触させられるか、または、少なくとも当該表面に近接する。転写ゾーン３０にあるコロトロンまたは他の電荷源３２が、感光体１０上のトナー像が、印刷シート２４に静電的に転写されるようにする。印刷シート２４はその後、当該技術分野において知られているような、本開示の高精度加熱および定着装置２００を有する定着ステーションを含む後続のステーションに進められ、その後、排出トレイ６０に進められる。表面１２から印刷シート２４へのそのようなトナー像の転写の後、表面１２上に残っている任意の残留トナー粒子が、たとえば、クリーニングブレード４６を含むトナー像保持面クリーニング装置４４によって除去される。
【００３３】
さらに示すように、再生機８は、好ましくは、中央プロセッサユニット（ＣＰＵ）、電子記憶装置１０２、およびディスプレイまたはユーザインターフェース（ＵＩ）１００を有するプログラム可能な自己完結型専用ミニコンピュータである、概して参照符号９０によって示されているコントローラまたは電子制御サブシステム（ＥＳＳ）を含む。ＵＩ１００において、ユーザは、複数の異なる所定サイズのシートのうち、印刷されるべきものを選択することができる。従来のＥＳＳ９０は、センサ、ルックアップテーブル２０２および接続を用いて、生成および定着されているトナー像のピクセルカウントのような画像データを読み出し、キャプチャし、準備し、処理することができる。そのため、これは、本開示の定着装置２００を含む機械８の構成要素および他のサブシステムのための主制御システムである。
【００３４】
図２は、図１の定着装置の拡大概略端面図である。
【００３５】
ここで図２を参照すると、本開示の定着装置２００が詳細に示されており、静電複写再生機８内で定着されていないトナー像２１３を均一かつ良質に加熱するのに適している。図示されているように、定着装置２００は、高伝導性セラミック定着ローラ部材２１０とともに定着ニップ２０６を形成して取り付けられている回転可能加圧部材２０４を含む。ヒータ９０Ａは、定着ローラベルト２１０の内径と接して位置付けられている。ヒータ９０Ｂは、設計構成によって必要とされるときの任意選択である。したがって、定着されていないトナー像２１３を担持している複写シート２４を、高品質の定着のために定着ニップ２０６を通じて矢印２１１の方向に給送することができる。
【００３６】
図３Ａは、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている独立して制御可能な抵抗トレースを利用する、図２の改善された定着器の第１の実施形態をヒータ部分の部分平面図である。ヒータ部分は、抵抗性インクベースであり、概して端部トレースおよび中央トレースとしてラベリングされている複数の電気抵抗性インクベースのセグメントを含む。上記の記載を詳しく述べると、生成されているヒータは、導電性インク層および電気抵抗性インク層の両方を有する。導電性インク層は、抵抗性インク層の部分（コモンおよび端部トレースとラベリングされている）を電気的に短絡するパターンにおいて選択的に被着され、それによって、ヒータが、所望の抵抗曲線に従ってその幅または長さにわたって所定の抵抗テーパを有することが可能である。導電性インク層は、ある形状パターン、好ましくは矩形において被着され、抵抗性インク層は、シート内に被着され、導電性形状を境界および分離する線の格子状パターンを形成する。形状間の空間または間隙３５０は、どう見ても抵抗性インク層が１つの連続した要素であると考えることができるように、狭い。間隙３５０にわずかなコールドスポットが現れるが、その極めて小さい寸法に起因して、加熱において顕著な差を生じない。
【００３７】
１つのタイプの抵抗性インクベースの輻射ヒータ９０Ａが、様々な抵抗を有する炭素系インクによって印刷される。別のタイプの抵抗性インクベースの輻射ヒータ９０Ａは、様々な抵抗を有する銀含有インクによって印刷される。また別の導電性インクベースの輻射ヒータ９０Ａは、ポリエステルフィルム上に印刷される回路である。第１の実施形態において、ヒータは、均一な抵抗の抵抗トレースによって作成される。
【００３８】
図３Ａに示すヒータ構成は、工程方向に沿ったすべての紙幅にわたるシステム熱制御を可能にするマルチセグメント設計を使用する。図３Ｂにおいて、図３Ａのヒータの単純化された概略的な、電気的に等価である回路が、各々が共通接点パッド、および、電圧ドライバ（Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３）に対する第２の接点パッドに電気的に接続されている３つの抵抗セグメントＲ１、Ｒ２、およびＲ３を有するものとしてモデル化されている。この構成は、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている抵抗トレース３７５（たとえば、端部トレースおよび中央トレース）から構成されている単一の抵抗素子を含む。一方の端部は、共通として参照される、単一の連続した導電性トレースになっている。他方の端部は、Ａ３、Ａ４などに対応する紙２４に対応する幅のような異なる紙幅の加熱を可能にするための、３つ以上の別個の導電性トレースになっている。対称な中心を合わせられていない導電性トレース（端部トレース）は、定着器ドロワコネクタに必要とされるピンの数を制限するように、定着器ハーネス内または異なる垂直層内の要素内のいずれかでともに締結され得る。端部導電性トレースと中央導電性トレースとの間に小さいコールドスポット３５０があるが、この間隙は、この設計によって提供されるよりも３倍（３×）大きいコールドスポットを必要とする現行の「タップイン」設計と比較して１つのトレースマスク内で制御されるため、この領域は、設計において電流タップ内よりも小さい。ヒータは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３から構成されている抵抗トレースに沿ってコネクタパッド３１０、３１５、３２０において３つのタップＶ１、Ｖ２、Ｖ３のうちの１つに電圧を印加することによって加熱されることが分かる。コネクタパッド３０５は、０ボルトのような共通電圧に維持される。
【００３９】
図示されているように、ヒータ９０Ａは、複数の所定サイズの定着領域、すなわち、第１の端部トレース、中央トレース、および第２の端部トレースを有し、それら定着領域の各々は、コントローラ９０によって選択的に活性化可能である。図示されている定着領域は、定着ベルト２１０のクロスプロセス方向に沿って実質的に平行に配列されている。コントローラ９０は、コネクタパッドにおいて、定着装置２００に入るサイズ調整されたシートに対応するように１つまたは複数の電圧を印加することによって、定着領域の１つまたは複数を活性化する。たとえば、活性化されているとき、中央トレースにおける定着領域の幅は、Ａ４サイズの紙に対応してもよく、一方で、活性化されているときの所定サイズの定着領域端部トレースの幅は、Ａ４などのようなより小さい幅の紙に対応してもよい。設計は、トレースを、所望の紙サイズに対応することができるより小さいトレースにセグメント化することによって、追加のゾーンを含むように拡張することができる。たとえば、中央トレースは、まとめてＡ４サイズの紙（図示されている）に、または、各セグメントにおいてＡ６サイズの紙に対応することができる２つの領域にセグメント化することができる。見てとれるように、ヒータ９０Ａは、中心を見当合わせされた単一加熱トレース構成または端部トレース構成において独立して制御することができる。さらに、活性化されているときの所定サイズの定着領域中央トレースおよび端部トレースの幅は、Ａ３サイズの紙に対応することができる。
【００４０】
抵抗トレース３７５が、セラミック基板、または、加熱要素に対応することができる他の適切な構造に取り付けられる。抵抗トレース３７５は印刷抵抗である。印刷トレースは、セラミック基板上の印刷レイアウト上に堆積される抵抗性インクから作成される。様々な電気的要素を電気機能性インクを用いて印刷することができ、そのような要素は、特定の誘電特性、抵抗特性、伝導特性、半導体特性を呈するように適応させることができる。トレースは、抵抗性インクを用いて製造され、導電性経路は、導電性インクを用いて製造される。原則として、印刷抵抗は、Ｒ＝  Ω（Ｌ／Ａ）として定義することができ、式中、Ｒは抵抗であり、Ωは単位体積あたりのインクまたは抵抗のバルク抵抗率であり、Ｌは抵抗器インクの長さであり、Ａは抵抗性インクの断面積である。このとき、抵抗器インクの断面積は、抵抗器インクの印刷厚さ（Ｔ）と幅（Ｗ）との積に等しい。これらのパラメータを置換することによって、印刷抵抗器の抵抗の以下の式がもたらされる。Ｒ＝  Ω（Ｌ／ＴＷ）  したがって、印刷抵抗器の抵抗は、抵抗器を印刷するのに使用されるインクのバルク抵抗率、抵抗器インクの長さ（Ｌ）、印刷抵抗器インクの厚さ（Ｔ）および印刷抵抗器インクの幅（Ｗ）の関数である。したがって、種々の抵抗を有する抵抗器を、これらのパラメータ（Ｌ、Ｔ、またはＷ）のいずれかを変更することによって定式化することができる。抵抗器は、図５、図６、および図７に示す誘電特性および／または半導体特性を含むように適応させることができる。
【００４１】
単一の抵抗性インクを使用して所望の長さおよび抵抗値を有する抵抗器を作成することはできるが、これには、抵抗の高い抵抗器を印刷するのに非常に大きく長い抵抗器レイアウトが必要になる。抵抗器を作製するための好ましい方法は、複数の抵抗性インクから構成される抵抗器を印刷することである。しかしながら、使用される各追加の抵抗性インクについて、追加の印刷ステーションが必要になり、レイアウトに複雑性が加わることに起因して、さらに処理費用がかかる。処理費用は、所定の割合で混合されるとき、目標抵抗値および基板に対するインクの所望の寸法レイアウトに基づいて、混合されるインクの抵抗率が最適化されるように、複数のインクを選択する手順によって軽減することができる。
【００４２】
図３Ｂは、一実施形態による、工程方向において両側で導電性経路が側方に配置されている抵抗トレースの概略図である。図３Ｂは、セグメントされた単一の抵抗トレースの概略図であり、セグメント１、セグメント２およびセグメント３はそれぞれ、図３Ａに列挙されている加熱領域に対応する。ヒータは、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３から構成されている抵抗トレースに沿って３つのタップＶ１、Ｖ２、Ｖ３のうちの１つに電圧を印加することによって加熱されることが分かる。長さ、使用される抵抗性インク、および印加される電圧のために、各セグメントはそれ自体の単位長さあたりの電力密度を有することになる（「Ｗ／ｍｍ」）。電圧タップは、紙サイズ（Ａ１、Ａ２、Ａ３など）、紙厚さ、および、当該技術分野において知られている他の属性に基づいて制御アルゴリズムによって選択される。
【００４３】
図４は、一実施形態による、異なる紙幅を加熱するための同じまたは変動する抵抗のセグメントを有する単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。上述した第１の実施形態のものと同じである部分は、同じ参照符号によって示されており、第１の実施形態のものと同じ部分の記述は省かれることに留意されたい。図示されている実施形態において、抵抗トレースの長さおよび幅は変化しておらず、被着される抵抗性インクの厚さが、異なる加熱領域において異なる抵抗を有する固体ヒータを提供するために変更されている。抵抗トレース３７５は、図３Ａに使用されている抵抗性インクに対してより多い／より少ない量の抵抗性インクまたはより厚い／より薄い印刷抵抗器を有する第１の端部トレース４１５および第２の端部トレース４２０を有して示されている。結果として、図４におけるＲ１の抵抗電力密度は、図３ＡにおけるＲ１よりも高い／低い。中央トレースは、より多い抵抗性インクを含んでおらず、そのため、変化していないままであることに留意されたい。しかしながら、中央トレースは端部トレース４１５または４２０よりも相対的に長い（すなわち、均等なインク組成を仮定する）ため、依然としてより高い抵抗（Ｒ）値を有し得ることが留意されるべきである。
【００４５】
図５は、一実施形態による、全体的な抵抗を増大させるために誘電体を注入されている単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。先行する実施形態のものと同じである部分は、同じ参照符号によって示されており、先行する実施形態のものと同じ部分の記述は省かれることに留意されたい。図示されているように、抵抗トレース３７５は、抵抗性インク（５３０）から構成されており、誘電体（５２０）を用いて増強されて、誘電体抵抗トレース（ＤＲＴ）５９５を形成するように示されている。１つの技法において、誘電体が形成された後、厚いフィルム抵抗回路が、シルクスクリーンを使用して誘電体層の上に印刷される。別の技法では、インク抵抗トレースが最初に形成され、抵抗トレースの表面の一部分または全体の上に誘電体材料が被着される。誘電体５２０は、格子を形成するように配置または分散されている誘電体材料の複数の幾何形状を有する。誘電体材料は、円、正方形、円筒形、三角形または不規則のいずれかである断面形状を有する。誘電体材料を注入されている抵抗性インクは、全体的な抵抗が増大しているセグメントを生成し、業者がより多く繰り返し製造することができる、より抵抗の低いインク（５３０）を使用することが可能である。誘電体（５２０）の列は、全体的な熱的均一性を保証するために、互いからずらすことができる。ここでも、これによって、抵抗の低いインクをより容易な製造を使用することが可能である。この原理はまた、より低い抵抗が所望される場合には、小さい導電性サークルの格子によって逆にすることもできる。
【００４６】
上記の記載を詳しく述べると、抵抗トレース３７５に対応することができるセラミック基板または他の適切な構造が、任意の数の従来の方法を用いて所望のパターンで堆積される抵抗性インクを用いて準備される。たとえば、円盤状三角形または台形、円の断片、円形、三角形などのような幾何形状を有するもののような、スクリーン印刷には適切でない目標物体に対して、注入堆積が使用されてもよい。プラズマ噴霧コーティングのような噴霧も、本実施形態とともに使用するのに適切である。シンナーおよびチキソトロープ剤も、一般的に知られているシルクスクリーン技法を使用した堆積に適したものにするために、誘電体に添加することができる。誘電体材料は抵抗トレース３７５全体に加えられるものとして示されているが、誘電体材料を、トレースの特定のセグメントにのみ添加するなどの異なる応用形態が、本発明の範囲から逸脱することなく想定されることが留意されるべきである。
【００４７】
図６は、一実施形態による、単一の高電圧レベルによって全体的な抵抗を増大させるために加熱ゾーンの上部および下部において誘電体を注入されている単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。加熱ゾーンの上部および下部における抵抗は、誘電体５２０を上部および下部に配置し、抵抗性インク５３０の中層６５０をそのままにすることによって、中部に対して増大されている。これによって、基板に対するブリードオフが補償され、加熱ゾーンにおいてより均一な温度がもたらされる。ここでも、上述した先行する実施形態のものと同じ部分である部分は、同じ参照符号によって示されている。
【００４８】
図７は、一実施形態による、単一の高電圧レベルを生成するように構成されている誘電体を注入されている単一の抵抗トレースのヒータ部分の部分平面図である。先行する実施形態のものと同じである部分は、同じ参照符号によって示されており、先行する実施形態のものと同じ部分の記述は省かれることに留意されたい。図３Ａの実施形態と図７の実施形態との間の構成の差は、この実施形態では、ヒータ部分が、要素のクロスプロセス方向加熱に対応することができることである。単一の高電圧レベルが所望される場合、多くの設計が、複数の抵抗性インクまたは加熱領域幅の大きい変動のいずれかを必要とする。誘電体格子を用いて、ただ１つの抵抗性インクを有するこれらの種々の抵抗を得ることができる。図示されているように、抵抗トレース３７５は、第１の端部トレース７４０および第２の端部トレース７４５に誘電体部分を有する。抵抗トレースの中央部分に抵抗の差があることが所望される場合、誘電体部分が中央トレースに追加されてもよい。誘電体部分があることによって、全体的な抵抗が増大されているトレース（中央トレースまたは端部トレース）が作成され、より抵抗の低いインクを使用することが可能である。
【００４９】
図８は、一実施形態による抵抗トレースの発熱セグメントを制御するための方法の流れ図を示す。方法は、印刷コマンドまたはヒータ要素（９０Ａまたは９０Ｂ）の電源投入のような開始８１０コマンドにおいて開始する。動作８２０において、シートサイズが検出され、または、サイズ、重量、色、コーティング、透明度などのような媒体属性がオペレータによって検知もしくは提供される。制御はその後、動作８３０に移り、コントローラ９０によって活性化または電圧の増大のためのトレースが選択される。動作８３０は、動作８２０において取得される媒体属性に基づいて必要である端部トレースまたは中央トレースのようなトレースを選択する。制御はその後、動作８４０に移り、複写工程の最後の複写に達したときなど、印刷ジョブが完了するまで、トレースを選択する動作が繰り返される。制御はその後、動作８５０に移り、選択されたトレースがオフにされる。加熱がもはや必要ないため、または、ヒータが待機などのような節電モードで操作されるべきである場合、方法はその後、動作８６０において停止される。
【００５０】
本明細書に開示されているものとしての実施形態はまた、コンピュータ実行可能命令を担持もしくは有するためのコンピュータ可読媒体またはその上に記憶されているデータ構造をも含んでもよい。そのようなコンピュータ可読媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または、コンピュータ実行可能命令もしくはデータ構造の形態の所望のプログラムコード手段を担持もしくは記憶するのに使用することができる任意の他の媒体を含むことができる。ネットワークまたは別の通信接続（有線、無線、またはそれらの組み合わせ）を介してコンピュータに情報が転送または提供されるとき、コンピュータは、適切に、この接続をコンピュータ可読媒体と考える。したがって、任意のそのような接続は適切に、コンピュータ可読媒体と称される。上記の組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００５１】
コンピュータ実行可能命令は、たとえば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または専用処理デバイスに、特定の機能または機能グループを実施させる命令およびデータを含む。コンピュータ実行可能命令はまた、独立してまたはネットワーク環境においてコンピュータによって実行されるプログラムモジュールをも含む。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を実施するプログラム、オブジェクト、コンポーネント、およびデータ構造等を含む。コンピュータ実行可能命令、関連データ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書に開示されている方法のステップを実行するためのプログラムコード手段の例を表す。そのような実行可能命令または関連データ構造の特定のシーケンスは、本明細書に記載されている機能を実施するための対応する動作の例を表す。
【００５２】
要約すると、本開示の実施形態は、複数の加熱トレースまたは加熱トレース間導電性タップのいずれかを必要とする、現行の中心を見当合わせされた固体ヒータの問題に対処する。複数の加熱トレースを使用すると、熱伝達性能、したがって、拡張性が損なわれる。加熱トレース間導電性タップを有する設計は、自由度に影響を与え／損ない、追加のピンを用いるより大きいドロワコネクタを必要とするコールドスポットを有する。現在の中心を見当合わせされた単一加熱トレース設計は、媒体幅の連続的な制御または完璧な知識を必要とする。
【００５３】
本開示の実施形態は、固体ヒータが異なる加熱領域に異なる抵抗を必要とすることが多いという問題に対処する。これによって、熱伝達について加熱要素の配置が最適でなくなり、より大きい（より高価な）基板が必要になる。固体ヒータは、加熱ゾーン内の抵抗を変動させる方法を提供しない。全体的な抵抗を増大させるために、小さい誘電体サークルの格子を抵抗性加熱ゾーンに加えることができる実施形態が開示されている。誘電体の列は、全体的な熱的均一性を保証するために、互いからずらすことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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