CN108628133B - 固态定影器加热器和操作方法 - Google Patents

Abstract

一种定影装置包含加热器，所述加热器在定影器皮带与压力辊之间的辊隙处加热所述定影器皮带，薄片被输送通过所述辊隙以将图像永久地定影到所述薄片上。所述加热器具有硅晶片，所述硅晶片具有在所述辊隙处接触和加热所述定影器皮带的光滑测，以及在第二侧处的电路系统，其中所述电路系统通过所述硅晶片生成热以加热所述定影器皮带。所述电路系统可包含被蚀刻在所述硅晶片中的多个产热集成电路，其中每个产热集成电路被配置成加热所述定影器皮带。每个集成电路可自我控制其向所述硅晶片产生的热的量，例如，通过在热开启状态与热关断状态之间来回自动地切换以在加热所述定影器皮带的所述硅晶片内维持所需温度。

Description

固态定影器加热器和操作方法

技术领域

本发明大体上涉及静电摄影图像印刷设备，且更具体地说，涉及一种适应于将图像定影到印刷设备中的衬底上的固态加热器。

背景技术

在通常被称为干印印刷(xerographic printing)或复印(copying)的静电摄影印刷(electrostatographic printing)中，重要的工艺步骤被称为“定影”。在干印工艺的定影步骤中，使已经以成像方式放置在例如纸张的成像衬底上的例如墨粉的干标记制作材料经受热和/或压力，以便熔化墨粉且以其它方式将墨粉永久地定影在衬底上。以此方式，会在衬底上呈现持久的无抹污图像。

如商用打印机中所使用的定影装置的最常见设计包含通常被称为定影器辊和压力辊的两个辊，在这两个辊之间形成了辊隙以供衬底穿过所述辊隙。通常，定影器辊进一步包含安置在定影器辊的内部上的一个或多个加热元件，所述加热元件响应于电流通过所述加热元件而辐射热。来自加热元件的热通过定影器辊的表面，所述表面又接触衬底的具有待定影的图像的侧，使得热和压力的组合会将图像成功地定影，如例如第5,452,065号、第5,493,373号和第7,460,822B2号美国专利中所展示。

皮带式定影器是一种类型的定影器装置，在所述定影器装置中，环形皮带围绕导带器而循环。压力辊将具有墨粉图像的薄片按压到定影器辊上，其中环形皮带介入在压力辊与定影器辊之间。墨粉图像的固定温度是基于定影器辊的温度加以控制，定影器辊的温度可由例如在皮带的环路中且与定影器辊接触的传感器的传感器检测。辊隙区形成在位于定影器辊与压力辊之间的按压部分上。皮带式定影器上的皮带通常很短，这是因为定影器组合件常常被围封在匣盒内，且期望此类定影器匣盒尽可能地小。举例来说，第7,228,082B1号、第7,986,893B2号和第8,121,528B2号美国专利中展示了皮带式定影器的实例。

一种用于辐射热的配置是适应于加热定影器皮带的电阻性加热器，其中所述加热器包括由例如氮化铝的陶瓷制成的加热板，以及形成在所述加热板上方的电阻性迹线，其中加热板将热从电阻性迹线传递到定影器皮带。举例来说，在氮化铝表面上提供电阻性迹线，且在迹线(电阻性层)中生成热，然后，热必须从电阻性层迁移到氮化铝表面且然后从氮化铝表面迁移以加热皮带。正是这种复杂的热传递向定影器皮带提供热以促进定影器皮带所承担的定影功能。举例来说，如第7,193,180B2号美国专利中所展示，公开了一种适应于加热定影器皮带的电阻性加热器，其中所述加热器包括：衬底；第一电阻性迹线，第一电阻性迹线形成在衬底上方；以及第二电阻性迹线，第二电阻性迹线被形成为与第一迹线至少部分地重叠。另一种用于在定影器辊或皮带内部辐射热的配置是使用被配置成对加热板进行加热的灯。这些定影器固态加热器元件包括在耗时的工艺中制造的高成本基础材料和油墨，且针对轴向温度控制和预暖需要复杂的控制策略以防止皮带失速。

金属和陶瓷材料被已知为具有极好的热传导性质且在连续地暴露于高温时耐受热击穿的能力增大，正是这些材料被已知为最适合用于例如定影器单元中所使用的高温生热元件的高温生热元件中。在特定设计中，添加了热辊以充分地耗散根据加热过程而生成的过多的热。然而，出于上述原因，且出于对于本领域的技术人员来说在阅读和理解本说明书后就将变得显而易见的下述其它原因，本领域中需要静电摄影印刷中的新型加热元件设计。在此类设计有效地调解对热辊和其它额外结构的任何需要的情况下将是有益的。还需要改进加热元件的独立控制。

发明内容

下文呈现简化概述以便提供对本教示的一个或多个实施例或实例的一些方面的基本理解。此概述并不是全面概览，不旨在识别本教示的关键或决定性要素，也不旨在限定本公开的范围。更确切地说，此概述的主要目的仅仅是以简化形式将一个或多个概念呈现为稍后呈现的详细描述的序言。在附图的描述、本公开的详细描述以及权利要求书中，额外的目标和优点将变得更明显。

实例包含作为定影器皮带加热器的硅晶片，其中整个定影器皮带加热器可建立用于能量产生的电路路径。本发明人已发现，硅晶片材料展现质量与现今所使用的目前高成本陶瓷类似的热传导(图3)。硅晶片加热器可耐受370℃到380℃的温度，其远超过约150℃到250℃的典型定影器温度要求。硅晶片加热器还在硅晶片与皮带接触区域之间具有将帮助其自身具有低磨损率的表面性质。

通过使用半导体技术，可使用通过已知的制造工艺而产生的硅晶片加热器制品或展现所需电导率(例如，0.005到100ohm-cm)的再生硅晶片。另外，电路系统可集成到硅晶片中以用于温度的自我调节/控制，这提供了从干印设备的打印机中移除这种功能要求的益处。通过这种设计，不会需要对元件进行热检测，因此消除了外部热敏电阻器、控制电路和热偏移。所有硅晶片电路组件(例如，热敏电阻器、电阻器、二极管、晶体管)可以是实际加热器元件的部分。这些电路中的许多电路可放置在单个硅晶片元件上或中，因此形成了独立控制温度块的矩阵。由于这些元件的大小，此类硅晶片加热器相比于现有定影器系统可以较低的成本被制造和操作。

本公开中体现的前述和/或其它方面以及效用可通过提供一种适应于将图像印刷到薄片上的印刷设备而实现。所述印刷设备可包含：成像装置，所述成像装置用于处理图像且将所述图像印刷到所述薄片上；图像显影装置，所述图像显影装置用于使所述图像显影；转印设备，所述转印设备用于将所述图像转印到所述薄片上；以及定影装置。所述定影器装置可包含定影器和压力辊。所述定影器可包含加热器和定影器皮带，其中所述加热器具有硅晶片，所述硅晶片具有被配置成在辊隙处接触和加热所述定影器皮带的第一侧，以及在所述辊隙的远端的第二侧处附接到所述硅晶片的电路系统。所述电路系统可被配置成通过所述硅晶片生成热以加热所述定影器皮带。所述压力辊可在所述定影器皮带与所述压力辊之间形成辊隙，薄片被输送通过所述辊隙以将图像永久地定影到所述薄片上。

根据本文中所说明的方面，一种可用于印刷设备中的示范性定影装置可包含加热器，所述加热器被配置成在定影器皮带与压力辊之间的辊隙处加热所述定影器皮带，薄片被输送通过所述辊隙以将图像永久地定影到所述薄片上，所述加热器具有硅晶片，所述硅晶片具有被配置成在所述辊隙处接触和加热所述定影器皮带的第一侧，以及在所述辊隙的远端的第二侧处附接到所述硅晶片的电路系统，所述电路系统被配置成通过所述硅晶片生成热以加热所述定影器皮带。所述电路系统可包含多个产热集成电路，其中每个产热集成电路被配置成加热所述硅晶片的从所述产热集成电路到所述硅晶片的所述第一侧的区段。所述产热集成电路可例如通过蚀刻而被配制在所述硅晶片中，其中每个产热集成电路是隔离电阻性加热元件。所述产热集成电路可被制造成阵列，所述阵列形成长度大于横穿所述辊隙的任何薄片的宽度的固态硅晶片阵列加热器。每个集成电路可被有意地设计成自我控制其向所述硅晶片产生的热的量，例如，通过在热开启状态与热关断状态之间来回自动地切换以在加热所述定影器皮带的所述硅晶片内维持所需温度。

根据本文中所说明的方面，一种用于操作可用于印刷设备中的定影器的方法包含：将薄片输送通过辊隙；加热硅晶片的第一侧，其中作为电路系统的多个集成电路附接到所述硅晶片，所述多个集成电路中的每个集成电路被配置成加热所述硅晶片的在所述相应集成电路与所述硅晶片的所述第一侧之间的区段；以及在所述辊隙处经由皮带运用经加热的所述硅晶片将图像定影到所述薄片上。所述加热步骤可包含运用被蚀刻到所述硅晶片中的多个集成电路来加热所述硅晶片的所述第一侧，所述多个集成电路被布置成长度大于所述薄片的宽度的阵列。所述方法还可包含：所述集成电路通过以下方式自我控制由所述集成电路中的每个集成电路施加的热的量：在热开启状态与热关断状态之间来回自动地切换以在加热所述定影器皮带的所述硅晶片内维持所需温度。

本文中描述了示范性实施例。然而，设想到，结合本文中所描述的装置和系统的特征的任何系统都被示范性实施例的范围和精神所涵盖。

附图说明

将参考以下附图来详细地描述所公开的装置、机构和方法的各个示范性实施例，在附图中，相似的参考数字指代类似的或相同的元件，且：

图1是展示示范性墨粉成像静电摄影机器的相关元件的正视图，所述机器包含本公开的定影装置的实施例；

图2是图1的定影装置的放大示意性侧视图；

图3是描述氧化铝、氮化铝和硅的分析性质的表；

图4是根据示范性实施例的硅晶片的俯视图；

图5是根据示范性实施例的集成电路加热元件的示意图；且

图6是根据示范性实施例的定影装置的横截面图。

具体实施方式

下文提供本文中所公开的设备、系统和方法的说明性实例。所述设备、系统和方法的实施例可包含下文所描述的实例中的任何一个或多个实例以及其任何组合。然而，本发明可以许多不同形式加以体现，且不应被认作限于下文所阐述的实施例。更确切地说，提供这些示范性实施例是为了使得本公开将详尽且完整，且将向本领域的技术人员充分地传达本发明的范围。因此，示范性实施例旨在涵盖如可包含在如本文中所描述的装置、机构和方法的精神和范围内的所有替代型式、修改型式和等效型式。

所公开的打印机和定影器系统可通过常规控制系统的适当操作进行操作和控制。众所周知且优选的是，运用常规或通用微处理器的软件指令来编程和执行成像、印刷、纸处置以及其它控制功能和逻辑，如众多现有专利和商用产品所教示。当然，此类编程或软件可取决于所利用的特定功能、软件类型和微处理器或其它计算机系统而变化，但是将可用于例如本文中所提供的功能性描述的功能性描述和/或对常规功能的先验知识连同计算机软件领域中的常识，或在不对其进行过度实验的情况下将是可容易编程的。替代地，可在硬件中使用标准逻辑电路或单芯片VLSI设计来部分地或全部地实施任何所公开的控制系统或方法。

最初，我们指出，可仅仅总结或省略众所周知的起始材料、处理技术、组件、设备和其它众所周知的细节的描述，以免不必要地混淆本公开的细节。因此，在细节以其它方式众所周知的情况下，我们通过对本公开的应用来建议或规定与那些细节相关的选择。相应的工程师和其他人员应了解，本文中所说明的特定组件安装、组件致动或组件驱动系统中的一些仅仅是示范性的，且相同的新颖运动和功能可通过许多其它已知的或可容易得到的替代型式加以提供。在适当的情况下，所有引用的参考文献和其参考文献的全文以引用的方式结合在本文中，以便教示额外或替代细节、特征和/或技术背景。本领域的技术人员熟知的内容不需要在本文中进行描述。

结合数量而使用的修饰语“约”包含所陈述的值且具有上下文所规定的含义(举例来说，其至少包含与特定数量的测量相关联的误差度)。在与特定值一起使用时，所述修饰语还应被认为公开了那个值。

在本文中提及值的任何数值范围时，此类范围被理解为包含所陈述的范围最大值与最小值之间的每个数和/或分数。除非上下文另有清楚的规定，否则上述情况适用于本文中所阐述的每个其它数值性质和/或基本范围。

术语“印刷介质”、“印刷衬底”、“印刷薄片”和“薄片”大体上是指用于图像的通常是柔性的物理纸张、聚合物、聚脂薄膜材料、塑料，或其它合适的物理印刷介质衬底、薄片、卷筒纸等等，而无论是预切割的还是卷筒式给纸。

如本文中所使用的术语“印刷设备”、“成像机器”或“印刷系统”是指数字复印机或打印机、扫描仪、图像印刷机器、干印设备、静电摄影设备、数字生产用压机、文档处理系统、图像复制机器、制书机、传真机、多功能机器，或大体上是可用于执行印刷工艺等等的装置，且可包含若干标记引擎、送纸机构、扫描组合件以及其它印刷介质处理单元，例如馈纸器、整理器等等。“印刷系统”可处置薄片、卷筒纸、衬底等等。印刷系统可将标记放置在任何表面等等上，且是读取输入薄片上的标记的任何机器；或此类机器的任何组合。

如本文中所使用的术语“电路系统”是指具有用于在给定区域中获得例如但不限于热输出的所需电气输出或物理结果的预定电气性质的任何结构，而无论呈一个或多个离散元件的形式还是其它形式。

现在参看图1，展示静电摄影或墨粉印刷设备8。众所周知，具有可成像表面12且可在方向13上旋转的电荷感受器或光感受器10被充电设备14均一地充电且被曝光设备16成像曝光，以在表面12上形成静电潜像。此后，潜像由显影装置18显影，显影装置18例如包含用于向此类潜像施加带电墨粉粒子22的供应物的显影器辊20。显影器辊20可属于如本领域中所熟悉的各种设计中的任何设计，例如磁刷辊或施体辊。带电墨粉粒子22粘附到潜像的适当带电区域。然后，光感受器10的表面如由箭头13所展示而移动到被大体上指示为30的转印区。同时，从薄片供应堆叠36拉取将被印刷所需图像的印刷薄片24且沿着薄片路径40将印刷薄片24输送到转印区30。

在转印区30处，使印刷薄片24接触或至少接近光感受器10的表面12，表面12此时在其上运载墨粉粒子。转印区30处的电晕管或其它电荷源32致使光感受器10上的墨粉图像静电地转印到印刷薄片24。然后，印刷薄片24被转送到如本领域中所熟悉的后续站，且然后转送到输出托盘60，所述后续站包含具有本公开的高精度加热和定影装置200的定影站。在墨粉图像从表面12到印刷薄片24的此类转印之后，表面12上剩余的任何残余墨粉粒子被包含例如清洁刮板46的墨粉图像剥离表面清洁装置44移除。

如进一步所展示，印刷设备8包含大体上由参考标号90指示的控制器或电子控制子系统(ESS)，所述控制器或ESS优选地是具有中央处理器单元(CPU)、电子存储装置102和显示器或用户接口(UI)100的可编程自含式专用微型计算机。在UI 100处，用户可选择将被印刷的多个不同预定义大小的薄片中的一个薄片。在传感器、查找表202和连接的帮助下，常规ESS 90可读取、捕获、准备和处理图像数据，例如被产生和定影的墨粉图像的像素计数。因而，所述ESS是包含本公开的定影装置200的印刷设备8的组件和其它子系统的主控制系统。

现在参看图2，详细地绘示本公开的定影装置200，且定影装置200适合于对静电摄影印刷设备8中的未定影墨粉图像213进行均一且高质量的加热。如所绘示，定影装置200包含可旋转压力构件或辊204，可旋转压力构件或辊204被安装成与例如定影器皮带210的定影器辊构件形成定影辊隙206。加热器90A被定位成与定影器皮带210的内径接触。根据设计配置的需要，加热器90B是任选的。因此，可在箭头211的方向上将运载未定影墨粉图像213的复印薄片24馈送通过定影辊隙206以进行高质量定影。

虽然并不限于定影系统的任何特定配置，但是所公开的实例可特定地用于皮带型定影器系统，在所述皮带型定影器系统中，定影器皮带围绕皮带支撑件(例如，导带器、辊)和静止热源而驱动以将热赋予到定影器皮带表面中。根据所公开的实例，代替具有例如可以将辐射加热提供到定影器表面上的方式而安装的石英灯或陶瓷加热板，可在皮带与相对较软的对置压机构件(例如，压力辊)形成辊隙的点处将具有可呈集成电路(IC)阵列的形式的电路系统(例如，电极)、较大尺度的半连续电阻性元件或任何类似配置的硅晶片压到皮带上，所述辊隙具有根据针对图像形成设备而确立的定影要求的辊隙长度，这种皮带型定影器单元可构成所述图像形成设备的整体组件。定影器皮带根据复印薄片以及与压力辊的相互作用而被促使跨越硅晶片加热器元件的表面平移。

定影器皮带210的实例可包含包括由聚合材料的至少一个层。举例来说，定影器皮带210可包含形成内表面的基础层、覆盖基础层的中间层，以及形成覆盖中间层的外表面的外层。内层可由聚酰亚胺等等组成；中间层可由例如硅酮的适形材料组成；且外层可由例如聚四氟乙烯

的具有低摩擦性质的含氟聚合物组成。定影器皮带210具有允许其在定影装置200中弹性地变形的厚度和材料成分。

在其它实例中，定影器皮带210可包含金属或金属合金(例如，钢、不锈钢)。金属或金属合金可被涂覆有形成中间层的弹性体材料(例如，硅酮)。具有低摩擦性质的材料(例如，聚四氟乙烯(PFTE)、全氟烷氧基(PFA))可施加在中间层上方以形成定影器皮带210的外层。

硅作为加热器材料的额外益处是有机会在材料自身上生成电路系统。这允许将硅晶片用作固态定影器加热器。如本文中所使用的术语“固态”是指完全地由固体材料构建的那些电路或设备，在所述电路或设备中，电流局限于固体材料内被特别设计用于切换和放大电流的固体元件和化合物。如本文档中所提及的固态可包含具有有源和无源组件的半导电衬底。有源组件包含在描述例如收音机的“固态”设备时通常作为关联术语的晶体管和二极管。尽管仅具有无源组件的设备(例如，晶体管、电容器、电感器)由固体材料制成，但是所述设备并不被认为是“固态”，这是因为这些设备不具有任何放大或整流能力。在引入固态设备—晶体管—之前，包含以上所讨论的相关技术定影器加热器的这些无源设备已与真空管一起使用了数十年。

图4是包含多个裸片的硅晶片400的示范性俯视图，所述多个裸片包含裸片410。如本文中所使用，术语“晶片”是指用于制造例如集成电路和其它微电子设备的“裸片”的例如硅晶体的电子级半导体材料薄片。如本领域中众所周知，晶片充当使用例如掺杂或离子注入、蚀刻、各种材料的沉积以及光刻图案化的制造处理步骤而在其中和其上制造裸片的衬底。在图4中，每个裸片是由可制造裸片的潜在制造区域420内的微小矩形表示。矩形410表示一个特定裸片。如本文中所使用，术语“裸片”是指可在其上制造给定功能电路的小块半导电材料。通常，在晶片400中和/或上产生多个裸片。术语“裸片”、“微芯片”、“芯片”和“集成电路”在本文中被可互换地使用，其中“集成电路”是指连接在小片半导电材料上以实现共同目标的电子组件(例如，电阻器、晶体管、电容器)的电子电路。

硅晶片400可被切割(或“分割”)成许多片。具体地说，晶片可被切割成形成示范性定影器加热器的裸片410的群组或阵列420，其中所述裸片是隔离加热元件。如本领域中众所周知，阵列420可例如通过划线和切断、通过机械锯切(通常运用被称为分割锯的机器)或通过激光切割而分离(或“分割”)。还可从晶片400分割裸片410的其它阵列，其中所述阵列的大小并不限于任何特定大小或数目的裸片410。

应理解，加热器元件的尺寸仅仅是示范性的且并不将范围限于任何特定尺寸。根据实例，加热器90A包含裸片的硅晶片阵列420。阵列420可具有约350mm的横跨长度和约12mm的上下宽度。在实例中，阵列420可具有长于由印刷设备印刷的任何印刷薄片24的宽度的长度，以至少覆盖被馈送通过定影器辊隙206的印刷薄片的宽度。加热器可包含一个阵列420，一个阵列420可沿着加热器90A的长度延伸以充分地加热定影器皮带210，从而跨越在箭头211的方向上被馈送通过定影辊隙206的印刷薄片24的宽度而对印刷薄片进行定影。现在仅以允许考虑长度为至少约350mm的硅晶片阵列的大小来合理地制造硅晶片。加热器还可包含多个阵列420，多个阵列420组合起来沿着加热器的长度延伸以确保整个印刷薄片的加热从而进行定影。

仍参看图4，晶片400具有被配置成在辊隙206(图2)处接触定影器皮带210的内表面且加热定影器皮带的光滑侧，以及安装到晶片的与光滑侧相对的粗糙侧的电路系统(例如，集成电路(IC))，其中所述电路系统被配置成通过晶片的光滑侧生成热以加热定影器皮带。集成电路与光滑测之间的硅晶片的厚度可小于约1mil，且由于硅材料的高传导性，从个别电路产生的热容易通过到达定影器皮带210。硅材料还提供了趋向于致使硅表面的局部加热更均一的优点。晶片阵列420是如包含完全地由固体材料构建的产热电路的固态加热器，在所述产热电路中，电荷载流子完全地局限于硅晶片内。

电路系统可被配置和/或配制有硅晶片阵列420的方式有很多种。个别电路可能会看起来类似于提供电迹线以加热常规加热器组件表面的常规电路系统。可提供可以是自我生成和/或自我控制的电阻性元件和阵列的组合。与常规的定影器加热棒组件相比，益处在于个别“像素化”电路能够作为被蚀刻到硅晶片400中的产热集成电路。代替确定用于散热以避免热电路的方式，产热电路被设计成产生(生成)热，其中耗散机构将热传递到定影器皮带。

集成电路可制造于可定义特定定影温度设定点(例如，约150℃至250℃)的硅晶片阵列420上。所述电路可用于通过选定材料来生成能量以加热皮带，从而对图像进行定影。图5是可制造于硅晶片400中或上以形成裸片410中的一个裸片的示范性集成电路500的示意图。电路500是通过电阻性或焦耳加热将电转换成热的加热元件。来自电压源510的电流通过晶体管520(例如，NPN晶体管)且遇到负载电阻器530(例如，500Ω)，从而引起电路的加热。集成电路500还被有意地设计成自我控制或自我调节其向硅晶片产生的热的量。在图5中可看出，电路500的加热在晶体管520开启时继续。

电路500包含热敏电阻器540、550。虽然并不限于特定理论，但是在示范性集成电路500中，热敏电阻器540是随着温度上升而增大电阻的正温度系数(PTC)热敏电阻器(例如，10KΩ)，且热敏电阻器550是随着温度上升而减小电阻的负温度系数(NTC)热敏电阻器(例如，1KΩ)。PTC热敏电阻器540可被设定为很高，例如，10KΩ，以产生低电流电平且避免在PTC晶体管有效地关断时形成二次加热方法。这允许晶体管520工作直到NTC热敏电阻器550的电阻达到或下降到低于与加温负载电阻器530持平，如下文更详细地所讨论。

最初，在将NTC热敏电阻器550设定为高于电阻器530的情况下，晶体管520饱和且“开启”，且电路500和周围硅被加热。随着电路温度上升，NTC热敏电阻器550的电阻减小。最终，在温度上升的情况下，NTC热敏电阻器550的电阻下降到低于负载电阻器530的电阻。在发生这种情况时，晶体管520被切换为“关断”且电流不流过电阻器530。代替地，电流从热敏电阻器540流到热敏电阻器550。在电流不流过电阻器530的情况下，电路500从其加热温度冷却，这又随着温度下降而增大NTC热敏电阻器550的电阻。NTC热敏电阻器电阻的这种增大继续直到电阻上升到高于电阻器530的设定电阻，此时，晶体管520被切换为“开启”，且电路500随着电流再次流过电阻器530而变热。当然，在电路温度上升的情况下，NTC热敏电阻器电阻再次下降，最终低于电阻器530的设定电阻，这使晶体管“关断”。热开启状态与热关断状态之间的这种来回自动切换使集成电路500的温度围绕例如加热器90A(图2)的定影温度的所需温度振荡。因此，集成电路500的这种自我控制特征可在硅晶片内维持所需温度以加热定影器皮带。

多个个别生热电路当中的每个个别生热电路500可以是自我控制的，这在于其被设计成根据固态加热器元件的设计而以特定温度进行操作且相对于那个个别温度进行自我调节。在实施例中，为了基于例如被形成为由定影器装置定影在纸介质上的图像的不同大小、成分和材料而解决如上文所指示的所需热输入能力的差异，可施加电偏置以例如改变每个生热元件的特定温度设定点。

图6描绘可用于印刷设备中的类似于图1和图2的定影装置200的示范性定影装置600。举例来说，可使用图6所展示的定影装置600的实施例来代替印刷设备8中的定影装置200。印刷设备8可用于从具有各种大小和重量的例如涂覆的或未涂覆的(普通)纸张的各种介质产生印刷品。

定影装置600包含具有外表面612和内表面614的连续定影器皮带210，以及具有接触外表面612的外表面616的压力辊204。压力辊204的外表面616和定影器皮带210的外表面612形成辊隙206。在实例中，压力辊204是驱动辊，且定影器皮带210是自由旋转的通过与压力辊204接合而驱动。压力辊204可顺时针地旋转以致使皮带逆时针地旋转且将介质输送通过辊隙206。

所绘示的压力辊204包含芯618、提供在芯上的内层620，以及提供在内层上的外层622。芯618可包含金属、金属合金或耐用塑料；内层620是由例如硅酮的弹性材料组成；且外层622是由例如

的低摩擦材料组成。

定影装置600进一步包含定影器610，定影器610具有位于定影器皮带210内部的加热器90A。加热器90A包含静止的且沿着定影器皮带210轴向地(纵向地)延伸的裸片410的硅晶片阵列420。在实例中，晶片阵列420位于辊隙206处且被配置成加热旋转到辊隙的定影器皮带210。晶片阵列420包含具有面向皮带的表面的光滑侧630，以及相对的粗糙侧632，其中面向皮带的表面被配置成接触定影器皮带210的内表面614。硅晶片阵列420通过热传导来加热定影器皮带210。光滑侧630的面向皮带的表面可以是平坦的，且基本上整个面向皮带的表面可接触定影器皮带210的内表面614。由硅制成的光滑侧630被已知为具有低摩擦系数，这使硅晶片阵列420的面向皮带的表面与定影器皮带的内表面614之间的摩擦最小化。

定影器皮带210由位于定影器皮带内部的定影器壳体640支撑。定影器壳体640沿着定影器辊210的轴向方向(纵向方向)延伸，且包含接触定影器皮带210的内表面614的部分的外部引导表面642。定影器壳体640可包括具有低热导率的材料(即，热绝缘体)以减少从硅晶片阵列420和定影器皮带210到定影器壳体640的热传递。

硅晶片阵列420可被配置成使得面向皮带的表面的尺寸可以大约例如为在辊隙宽度方向上的约12mm乘轴向地在皮带横向方向上的多达350mm。硅晶片阵列420可安装到定影器壳体640，定影器壳体640然后可向阵列420和定影器皮带210提供结构支撑，同时还向作为定影装置的电气电路系统和控制电路系统与硅晶片阵列420中的集成电路410之间的接口的接线组件650提供支撑。定影器壳体640可被安装成使得其提供必要的结构支撑以及与压力辊204所施加的力相反的力，以便在辊隙206处施加适当的辊隙压力。因此，定影器壳体640可以促进将热赋予通过定影器皮带210的内表面614的方式将硅晶片阵列420压到所述内表面上。

在操作期间，印刷介质24被馈送到辊隙206。图2和图6展示印刷介质在过程方向A上朝着辊隙206行进。印刷介质24可以是例如具有至少一个墨粉图像的纸张。在辊隙206处，压力辊204的外表面616和定影器皮带210的外表面612接触印刷介质的相对表面。定影器皮带210向印刷介质24供应足够的热能以将标记材料加热到高到足以将标记材料固定到印刷介质的温度。在实例中，硅晶片阵列420加热器具有被配置成在辊隙处接触和加热定影器皮带210的光滑侧，以及在辊隙远端的粗糙侧处附接到硅晶片的电路系统。电路系统通过硅晶片生成热以将硅晶片的光滑侧以及定影器皮带加热到定影温度且将图像固定到印刷介质上。电路系统可包含被配制在硅晶片中的多个集成电路作为像素化加热电路，其中每个集成电路被配置成加热硅晶片的在相应集成电路与硅晶片的第一侧之间的区段。集成电路可自动地自我控制由多个集成电路中的每个集成电路施加到硅晶片的热：例如，通过在热开启状态与热关断状态之间来回自动地切换以在加热定影器皮带的硅晶片内维持所需温度。

先前，因为在热得不到控制的情况下可能会存在基于硅的集成电路的热击穿，所以熟练的技术人员将不会容易考虑被设计成适用于高温环境的硅晶片。如上文所指出，通过广泛的实验而确定了中大型硅晶片具有允许将所述硅晶片考虑用于此类用途的可接受的热承受能力。在典型的基于硅的IC电路设计中，例如使生热保持处于最低程度以及促进除热的设计参数被已知为用于避免导致基于硅的IC电路的热击穿的热积累。就此来说，与关于典型的基于硅的集成电路的正常考虑相反的是，根据定影所需的所设计的高温曲线来驱动此类基于硅的集成电路。

应了解，上文所公开的以及其它特征和功能中的各种特征和功能或其替代型式可被合意地组合成许多其它不同系统或应用。而且，本领域的技术人员随后可对其做出目前未预见或未预料到的各种替代型式、修改型式、变化型式或改进型式。

Claims (20)

1.一种可用于印刷设备中的定影装置，所述定影装置包括加热器，所述加热器被配置成在定影器皮带与压力辊之间的辊隙处加热所述定影器皮带，薄片被输送通过所述辊隙以将图像永久地定影到所述薄片上，所述加热器具有硅晶片，所述硅晶片具有被配置成在所述辊隙处接触和加热所述定影器皮带的第一侧，以及在所述辊隙的远端的第二侧处附接到所述硅晶片的电路系统，所述电路系统被配置成通过所述硅晶片生成热以加热所述定影器皮带，所述电路系统包含多个产热集成电路，每个产热集成电路被配置成加热所述硅晶片的从所述产热集成电路到所述硅晶片的所述第一侧的区段。

2.如权利要求1所述的定影装置，其中所述产热集成电路被蚀刻到所述硅晶片中。

3.如权利要求1所述的定影装置，其中每个产热集成电路包含隔离电阻性加热元件。

4.如权利要求1所述的定影装置，其中所述多个产热集成电路被布置成长度大于所述薄片的宽度的阵列。

5.如权利要求1所述的定影装置，每个集成电路被配置成自我控制由其向所述硅晶片产生的热量。

6.如权利要求5所述的定影装置，所述集成电路通过以下方式自我控制由所述集成电路中的每个产生的所述热量：在热开启状态与热关断状态之间来回自动地切换以在加热所述定影器皮带的所述硅晶片内维持所需温度。

7.如权利要求1所述的定影装置，其中所述加热器是固态加热器。

8.如权利要求1所述的定影装置，其中所述硅晶片的所述第一侧比所述硅晶片的所述第二侧光滑。

9.一种适应于将图像印刷到薄片上的印刷设备，包括：

成像装置，所述成像装置用于处理图像且将所述图像印刷到所述薄片上；

图像显影装置，所述图像显影装置用于使所述图像显影；

转印设备，所述转印设备用于将所述图像转印到所述薄片上；

定影器，所述定影器具有加热器和定影器皮带，所述加热器具有硅晶片，所述硅晶片具有被配置成在辊隙处接触和加热所述定影器皮带的第一侧，以及在所述辊隙的远端的第二侧处附接到所述硅晶片的电路系统，所述电路系统被配置成通过所述硅晶片生成热以加热所述定影器皮带，所述电路系统包含多个产热集成电路，每个产热集成电路被配置成加热所述硅晶片的从所述产热集成电路到所述硅晶片的所述第一侧的区段；以及

压力辊，所述压力辊在所述定影器皮带与所述压力辊之间形成辊隙，薄片被输送通过所述辊隙以将图像永久地定影到所述薄片上。

10.如权利要求9所述的印刷设备，其中所述产热集成电路被蚀刻到所述硅晶片中。

11.如权利要求9所述的印刷设备，其中每个产热集成电路包含隔离电阻性加热元件。

12.如权利要求9所述的印刷设备，其中所述多个产热集成电路被布置成长度大于所述薄片的宽度的阵列。

13.如权利要求9所述的印刷设备，每个集成电路被配置成自我控制由其向所述硅晶片产生的热量。

14.如权利要求13所述的印刷设备，所述集成电路通过以下方式自我控制由所述集成电路中的每个产生的所述热量：在热开启状态与热关断状态之间来回自动地切换以在加热所述定影器皮带的所述硅晶片内维持所需温度。

15.如权利要求9所述的印刷设备，其中所述加热器是固态加热器。

16.如权利要求9所述的印刷设备，其中所述硅晶片的所述第一侧比所述硅晶片的所述第二侧光滑。

17.一种用于操作可用于印刷设备中的定影器的方法，所述定影器具有定影器皮带，所述定影器皮带被配置成在所述定影器皮带与压力辊之间形成辊隙，薄片被输送通过所述辊隙以将图像永久地定影到所述薄片上，所述定影器包含加热器，所述加热器具有硅晶片，所述硅晶片具有被配置成在所述辊隙处接触和加热所述定影器皮带的第一侧，以及在所述辊隙的远端的第二侧处附接到所述硅晶片的电路系统，所述电路系统被配置成通过所述硅晶片生成热以加热所述定影器皮带，所述方法包括：

a)将薄片输送通过所述辊隙；

b)加热所述硅晶片的所述第一侧，其中作为所述电路系统的多个集成电路附接到所述硅晶片，所述多个集成电路中的每个集成电路被配置成加热所述硅晶片的在相应集成电路与所述硅晶片的所述第一侧之间的区段；以及

c)在所述辊隙处经由所述皮带运用经加热的所述硅晶片将图像定影到所述薄片上。

18.如权利要求17所述的方法，其中步骤b)包含运用被蚀刻到所述硅晶片中的多个集成电路来加热所述硅晶片的所述第一侧，所述多个集成电路被布置成长度大于所述薄片的宽度的阵列。

19.如权利要求17所述的方法，进一步包括：所述集成电路自动地自我控制由所述多个集成电路中的每个施加到所述硅晶片的所述热。

20.如权利要求19所述的方法，所述集成电路通过以下方式自我控制由所述集成电路中的每个施加的所述热的量：在热开启状态与热关断状态之间来回自动地切换以在加热所述定影器皮带的所述硅晶片内维持所需温度。

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