CN109789707B - 耗散加热元件的热量 - Google Patents

Abstract

在一些示例中，用于图案形成系统的加热器组件包括：支撑件、和被安装在所述支撑件上的加热元件，其中所述加热元件用于响应于所述加热元件的激活而产生朝向目标被引导的热量，以在所述目标上形成图案。散热器被热连接到所述加热元件并且包括热量耗散表面的图案，所述热量耗散表面的图案包括通道，以耗散由所述加热元件产生的热量。

Description

耗散加热元件的热量

背景技术

热打印机能够通过加热对于热量敏感的打印介质来形成打印图像。在一些示例中，这样的打印介质(被称作″热打印介质″)能够被涂覆有热敏涂层。热敏涂层能够在热敏涂层的被加热的部分中改变颜色(例如，从白色转变成黑色，或者在其他颜色组合之间改变)。改变颜色的部分在打印介质上形成目标图像。能够通过使用被设置在热打印机的热印头(thermal head)上的加热元件来执行加热。

附图说明

参考下面的附图描述了本公开的一些实施方式。

图1A和图1B分别是根据一些示例的热打印机的俯视图和侧视图。

图2是根据一些示例的包括加热器、电路板、电缆和背板(backing plate)的组件的框图。

图3A-图3C是根据另外的示例的各自包括加热器、电路板、加热块和背板的相应组件的截面侧视图。

图4是根据另外的示例的包括加热器、电路板和加热块的组件的一部分的截面侧视图。

图5A和图5B是根据替代性示例的作为图4的组件的部分的导电层的俯视图。

图6是根据一些示例的图像形成系统的一部分的框图。

图7是根据一些示例的加热器组件的框图。

图8是根据另外的示例的热打印机的透视侧视图。

具体实施方式

在本公开中，冠词″一(a)″、″一个(an)″或″该″能够被用于指代单个元件，或者替代性地指代多个元件，除非上下文明确地另有指示。同样，术语″包括(includes)″、″包括(including)″、″包含(comprises)″、″包含(comprising)″、″具有(have)″或者″具有(having)″是开放式的，并且指定存在所陈述的(一个或多个)元件但不排除存在或添加其他元件。

在热打印机的打印操作期间，热打印机的加热器的加热元件被激活以生成被引导到打印介质的热量。打印介质的被加热的部分能够改变颜色以在打印介质上形成目标图像。

由于由打印操作(特别是在相对短的时间跨度中一页接一页地打印较多页的打印操作)所导致的升高的温度，热打印机可能会遭受的图像质量和电池寿命的恶化。加热元件(例如，加热电阻器)可能会变得过热，这可能会降低这样的加热元件的切换速度(在开与关之间切换)。同样地，在升高的温度下，热打印机中的电池可能会更快地损失电荷，并且因此如果热打印机在过高的温度下操作，则电池寿命可能会遭受影响。

虽然在本公开的一些示例中对用于与热打印机一起使用的热量耗散技术或机构进行参考，不过应当注意到的是，在另外的示例中，热量耗散技术或机构能够被应用到使用热量来在目标上形成图案的其他系统，其中目标能够包括平面结构、三维物体等等。

根据本公开的一些实施方式，提供热量耗散机构以用于增加图案形成系统(例如，热打印机或能够使用热量来在目标上形成图案的其他系统)中的热量耗散，以耗散由图案形成系统的加热元件产生的热量。根据一些实施方式的热量耗散机构能够包括散热器(heat sink)，该散热器被热连接到加热元件并包括热量耗散表面的图案，该热量耗散表面的图案包括通道，以耗散由加热元件产生的热量。当第一部件和第二部件彼此处于直接接触时，或者替代性地，当导热层(或者多个导热层)被提供在第一部件和第二部件之间以便提供在第一部件和第二部件之间的热量传递时，第一部件被″热连接″到第二部件。

在另外的示例或者替代性示例中，被电连接到加热元件的导电层能够被形成为具有通道(例如，开口)，以提供热量耗散表面来耗散由加热元件产生的热量。

图1A和图1B描绘了热打印机100。图1是热打印机100的一部分的俯视图，而图1B是热打印机100的一部分的截面侧视图。热打印机包括限定内腔室104的外壳体102，热打印机100的部件位于内腔室104中。外壳体102能够由单个壳体结构形成，或者被形成为被附接在一起的多个壳体结构。壳体102具有打印介质馈送容器106，打印介质108(例如，纸基底或者另一类型的基底)能够被传送通过该打印介质馈送容器106以执行将图像打印到打印介质108上。如图1A和图1B中所示出，打印介质108在打印操作期间沿打印方向110被传送通过打印机100。

热打印机100包括馈送器112以便将打印介质108传送通过热打印机100的通路，在一些示例中该馈送器112包括辊114和116。每个辊114或116是可旋转结构。辊114和116限定在辊114和116之间的间隙，打印介质108在打印操作期间能够传送通过该间隙。当打印介质108被插入到在辊114和116之间的间隙中时，辊114和116接合打印介质108的相应相反表面。辊114和116的旋转引起打印介质108沿打印方向110的运动。馈送器112还包括马达118，当被激活时该马达118引起辊114旋转。在其他示例中，马达118能够被操作地连接到辊116以便当马达118被激活时旋转辊116。

更大体来说，馈送器112包括当被致动时引起打印介质108沿打印方向110运动的部件。在其他示例中，能够在馈送器112中提供不同的辊设置。在另外的示例中，代替使用马达118，不同致动器能够被用于旋转辊114和116。在又另外的示例中，代替使用辊，馈送器112能够使用不同的可动部件来使得打印介质108沿打印方向110运动。例如，可动部件能够包括滑动件。在又另外的示例中，由馈送器112导致的打印介质108的运动能够基于使用强制气流，该强制气流沿打印方向110引导打印介质108。

热打印机包括被热连接到背板122的加热器120。背板122能够指代能够被用于支撑加热器120以及其他部件(未示出)的任何类型的支撑结构。如在下文中进一步讨论的，这样的其他部件能够包括电路板。

背板122能够由金属、包括金属和另一材料的复合物(compound)或者任何其他导热材料形成。加热器120包括加热元件124的阵列，所述加热元件124沿加热器120的宽度延伸，其中加热器120的宽度沿大体垂直于打印方向110的方向延伸。加热元件124沿打印介质108的宽度延伸。随着在打印操作期间打印介质108沿打印方向110前进经过加热器120，所选择的加热元件124能够被激活以引起在打印介质108上形成图像。打印介质108能够被涂覆有热敏涂层，该热敏涂层能够在热敏涂层的被所选择的加热元件124加热的部分中改变颜色(例如，从白色转变成黑色，或者在其他颜色组合之间改变)。

随着打印介质108沿打印方向110前进，针对每行打印介质108激活加热器120的所选择的加热元件124，以便在打印介质108上形成目标图像的相应部分。虽然未示出，不过也能够在热打印机100的内腔室104中提供台板(platen)，以在打印介质108传送通过热打印机100时支撑打印介质108。

在一些示例中，每个加热元件124被实施为电阻器，其响应于传送通过电阻器的电流而升温。虽然在图1A和图1B中未示出，但驱动器能够被用于驱动至加热元件124的信号，其中驱动器被选择性地激活以控制加热元件124中的哪些被激活来执行加热。

如图1B中进一步示出的，加热器120通过加热块126或者能够被提供在加热器120和背板122之间的其他导热层被热连接到背板122。加热块126被安装在背板122的第一表面130(在图1B中所示出的取向中的上表面)上，并且用作用于加热器120的支撑件。加热块126与背板122热接触。加热块126由导热材料形成，该导热材料例如是金属、包括金属和另一材料的复合物、或者非金属导热材料。在另外的示例中，加热器120能够与背板122直接热接触。

背板122的一部分被形成为具有通道128，所述通道128能够包括切入到背板122的第二表面132(在图1B所示出的取向中的下表面)中的槽。在背板122上在通道128之间提供散热片。被形成在背板122中的通道128限定(在散热片之间的)耗散表面的加热图案，以耗散由加热器120的加热元件124传递到背板122的热量。通过在背板122中形成通道128，相比于其中不形成通道128的背板122的实施方式，提供了更大的热量耗散表面面积。

气流也能够传送通过通道128以将热量带离由通道128限定的热量耗散表面。有效地，背板122(或者背板122的一部分)是用于耗散在打印操作期间由加热器120的加热元件124产生的热量的散热器。

图2示出了包括背板122(散热器的示例)、加热器120和电路板202的组件。虽然图2中示出了部件的特定设置，不过应当注意的是，在其他示例中，能够使用部件的其他设置。电路板202具有多个驱动器206，该驱动器可控制以激活加热器120的相应加热元件124。虽然图2中示出了多个驱动器，不过应当注意的是，在其他示例中，能够提供仅一个驱动器。每个驱动器206具有输出引脚，该输出引脚被导电电线208电连接到加热器120的连接器部分204的导电迹线。连接器部分204的导电迹线被电连接到对应加热元件124。

为了激活相应加热元件124，驱动器206在相应电线208上输出电信号，该相应电线208提供电流，该电流传送通过相应加热元件124以引起加热元件124的加热。

电路板202具有连接器210，连接器210能够被连接到电缆214的匹配的连接器212。电缆214能够是柔性电缆(flex cable)或者其他类型的电缆。电缆214携带通过连接器212和210被传达到电路板202的导电迹线的功率和信号。功率和信号被提供至相应驱动器206。热打印机100能够包括被连接到电缆214的控制器(未示出)。该控制器能够基于由控制器接收的图像数据来控制热打印机100的打印操作。响应于图像数据，控制器能够确定针对沿打印介质108的宽度的给定行要激活加热元件124中的哪些。

图3A是根据一些示例的包括背板122、电路板202、加热块126和加热器120的组件的截面侧视图。如图3A中所示出，电线208将驱动器206连接到加热器120的导电层302。导电层302延伸成与加热元件124(例如，由具有指定电阻的材料层形成的电阻器)的第一节点产生电接触。加热元件124的第二节点被电连接到另一导电层(图3A中未示出)。从驱动器206输出的电流在电线208上传送并通过导电层302到加热元件124。电流从加热元件124的第一节点传送到加热元件124的第二节点，以引起加热元件的加热。

如图3A中进一步示出的，形成通过加热块126的开口304。大体在加热块126的中心中形成的开口304限定热量耗散表面306以允许额外的热量耗散。气流能够传送通过开口304以便从热量耗散表面306带离热量。

图3A示出在背板122的一部分中形成的通道128。在图3A中所示出的取向中，背板122的在其中形成通道128的部分大体在加热器120下方。

图3B示出了与图3A的组件类似的组件的截面侧视图，只不过在图3B中更多通道128被形成在背板122的第二表面132中，以便在图3B的背板122中限定比在图3A的背板122中更多的热量耗散表面。此外，代替单个较大开口304被形成在图3A的加热块126中，在图3B中，多个开口310被形成在加热块126中。所述多个开口310提供限定热量耗散表面并提供气流路径的通道。

图3C示出与图3A的组件类似的组件的另一示例设置。在图3C中，较大通道322被形成在背板122的第二表面132中(通道322比图3A或图3B中所示出的通道128具有更大的宽度)。此外，开口324被形成在加热块126的侧部中，而不是如图3A中那样被形成在加热块126的中心区域中。

图4示出根据另外的示例的包括电路板202、加热块126和加热器120的组件的一部分。如图4中所示出，在加热器120的一部分上提供绝缘层402，并且在加热器120的一部分和驱动器206上提供另一绝缘层404。提供绝缘层402和404(其也能够被称为钝化层)以保护加热器120和电路板202的部件。虽然示出了两个绝缘层402和404，不过应当注意的是，在其他示例中，能够使用仅一个绝缘层，或者能够使用多于两个的绝缘层。

在一些示例中，绝缘层402能够掺杂有用于增加绝缘层402的导热性的材料。使绝缘层402掺杂有材料能够指的是向绝缘层402添加外来材料。例如，绝缘层402能够由氮化硅形成，并且能够掺杂有钇来增加绝缘层402的导热性。在其他示例中，绝缘层402能够由不同绝缘材料形成，并且能够掺杂有钇或其他材料来增加导热性。更大体来说，掺杂有增强其导热性的材料的绝缘层被称为导热绝缘层。绝缘层402传导来自加热元件124的热量，并且朝向打印介质或其他目标被引导。绝缘层402能够延伸达加热器120的大部分，并且能够延伸达多个加热元件124。

图5A中示出了根据一些示例的导热掺杂绝缘层402的俯视图。通道408被形成在导热掺杂绝缘层402中，其引起在导热掺杂绝缘层402中形成散热片。通道408被形成为具有切入到导热掺杂绝缘层402的边缘中的槽。通道408有效地增加导热掺杂绝缘层402的热量耗散表面面积，以便从加热器120的加热元件124耗散热量。

图5B示出了根据替代性示例的导热掺杂绝缘层402的俯视图。在图5B中，代替切入到导热掺杂绝缘层402的边缘中的通道408，图5B的通道包括被形成在导热掺杂绝缘层402中的开口410的阵列。开口410的阵列提供用于从加热器120的加热元件124耗散热量的增加的热量耗散表面。

在另外的示例中，导热掺杂绝缘层402能够包括其他结构，例如，通道408和开口410的组合，以便提供增加的热量耗散表面。

图6示出了图案形成系统600的一部分。图案形成系统600包括用于产生热量以在目标上形成图案的加热元件124。在加热元件124上提供类似于图4和图5A-图5B的导热掺杂绝缘层402的导热掺杂绝缘层602(或者另一类型的导热层)。如果绝缘层602覆盖或以其他方式与加热元件124以及另一物体热接触，并且被置于加热元件124与另一物体之间，则导热掺杂绝缘层602“被提供在”加热元件124“上(provided over)”。导热掺杂绝缘层402用于将热量从加热元件124朝向打印介质或其他目标传导。导热掺杂绝缘层602包括被形成在导热掺杂绝缘层602中的通道604，其中通道604提供热量耗散表面以耗散由加热元件124生成的热量。

图7示出了能够在图案形成系统中使用的加热器组件700。加热器组件700包括被安装在支撑件702上的加热元件124，支撑件702能够被实施为加热块，例如在图1B、图3A-图3C和图4中所示出的加热块126。在其他示例中，支撑件702能够包括在加热器120和散热器704之间的较薄的导热层。在又另外的示例中，支撑件能够与加热器120整体地形成，并且被用于支撑加热元件124；在这样的后一示例中，图1B、图3A-图3C和图4中所示出的加热块126能够被省除，并且加热器120被直接安装在散热器704上。

支撑件702被设置在散热器704上，该散热器能够被实施为图1A-图1B、图3A-图3C的背板122。散热器704具有热量耗散表面706的图案，其组成用于耗散由加热元件124所产生的热量的通道。

图8是根据一些示例的热打印机100的透视侧视图。热打印机100的壳体102被形成为具有孔口802和804。孔口802被形成在壳体102的上部部分中，而孔口804被形成在壳体102的侧部部分中。在另外的示例中，仅提供孔口802，而没有孔口804，或者反之亦然。气流能够从热打印机100内部通过孔口802和/或804传送到热打印机100外部，以便将热量带离热打印机100的内部。

在前面的描述中，列出了大量细节来提供对本文公开的主题的理解。然而，可以在没有这些细节中的一些的情况下实践实施方式。其他的实施方式可以包括上文讨论的细节的改进和变型。所附权利要求旨在覆盖这样的改进和变型。

Claims (12)

1.一种用于图案形成系统的加热器组件，所述加热器组件包括：

支撑件；

被安装在所述支撑件上的加热元件，所述加热元件用于响应于所述加热元件的激活而产生朝向目标被引导的热量以在所述目标上形成图案；以及

散热器，所述散热器被热连接到所述加热元件并包括热量耗散表面的图案，所述热量耗散表面的图案包括通道，以耗散由所述加热元件产生的热量，其中，所述支撑件包括与所述散热器热接触的导热块。

2.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，所述热量耗散表面的图案由被形成在所述通道之间的散热片提供。

3.根据权利要求1所述的加热器组件，其中，开口被形成在所述导热块中以提供在所述导热块上的另外的热量耗散表面。

4.根据权利要求1所述的加热器组件，所述加热器组件进一步包括被提供在所述加热元件上的导热掺杂绝缘层。

5.根据权利要求4所述的加热器组件，其中，所述加热元件包括加热电阻器。

6.根据权利要求4所述的加热器组件，其中，通道被形成在所述导热掺杂绝缘层中以提供热量耗散表面。

7.根据权利要求6所述的加热器组件，其中，所述通道包括在所述导热掺杂绝缘层中的开口的阵列。

8.一种图案形成系统，所述图案形成系统包括：

加热元件，所述加热元件用于产生热量以便在目标上形成图案；

被提供在所述加热元件上的导热层，所述导热层包括多个通道，所述通道提供热量耗散表面以耗散由所述加热元件生成的热量；

支撑所述加热元件的导热块；以及

散热器，所述散热器与所述导热块热接触并包括热量耗散表面的图案，所述热量耗散表面的图案由通道限定，以耗散由所述加热元件产生的热量。

9.根据权利要求8所述的图案形成系统，所述图案形成系统进一步包括：

电路板，

其中，所述散热器支撑所述电路板。

10.根据权利要求8所述的图案形成系统，其中，形成通过所述导热块的开口，以提供在所述导热块中的热量耗散表面。

11.根据权利要求8所述的图案形成系统，所述图案形成系统进一步包括外覆盖件，所述外覆盖件包括孔口，气流通过所述孔口在所述图案形成系统的内腔室和所述图案形成系统的外部之间传送以用于热量耗散。

12.一种热打印机，所述热打印机包括：

馈送器，所述馈送器使打印介质传送通过所述热打印机的通路；

背板；和

被热连接到所述背板的加热器，所述加热器包括用于产生热量的加热元件，以在打印介质上形成图像，

其中，所述背板包括多个通道以限定热量耗散表面，以从所述加热元件耗散热量；

所述热打印机进一步包括：

被安装在所述背板上的电路板，所述电路板包括驱动器以激活所述加热元件的加热元件。

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