DE102012021203A1

DE102012021203A1 - Mikrowellen-Heizeinrichtung und diese verwendende Bildfixiervorrichtung

Info

Publication number: DE102012021203A1
Application number: DE102012021203A
Authority: DE
Inventors: Shinzo Yoshikado; Yoshihiro Shojo; Ryosuke Tahara; Isao Fukuda
Original assignee: Murata Machinery Ltd; Doshisha Co Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd; Doshisha Co Ltd
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-09-05
Also published as: JP2013097976A; JP5559127B2; US20130108338A1; US8831500B2; CN103096554A; CN103096554B

Abstract

Die Mikrowellen-Heizeinrichtung enthält einen Mikrowellenerzeugungsabschnitt, der eine Mikrowelle ausgibt, eine leitende Heizkammer, in welche die Mikrowelle geleitet wird und welche ein kurzgeschlossenes Abschlussende in einer Laufrichtung der Mikrowelle aufweist, und eine zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt und der Heizkammer bereitgestellte Abstimmeinrichtung. Die Heizkammer weist eine Öffnung zum Durchlaufenlassen eines zu erwärmenden Gegenstands auf. Die Abstimmeinrichtung reflektiert die am Abschlussende der Heizkammer reflektierte Mikrowelle auf die Heizkammerseite zurück. Das Mikrowellenausgabeende des Mikrowellenerzeugungsabschnitts und die Abstimmeinrichtung sind durch einen rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter, der aus einem leitenden Material besteht, verbunden. Die Abstimmeinrichtung und das Abschlussende der Heizkammer sind durch einen rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter, der, abgesehen von der Öffnung zum Durchlaufenlassen des zu erwärmenden Gegenstands, aus einem leitenden Material besteht, verbunden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mikrowellen-Heizeinrichtung mit hohem Heizwirkungsgrad. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Bildfixiervorrichtung, welche eine solche Mikrowellen-Heizeinrichtung mit hohem Heizwirkungsgrad zum Verschmelzen von Entwicklungspartikeln (Toner) verwendet.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Bildfixiervorrichtung verschmilzt ein Tonermaterial auf einem Blatt (zu bedruckenden Gegenstand), um ein Bild auf einem Blatt zu fixieren. Eine herkömmliche Bildfixiervorrichtung beaufschlagt das Blatt mittels einer Schmelzwalze mit Wärme oder Druck, um Toner auf dem Blatt zu verschmelzen.
Bei der herkömmlichen Konfiguration jedoch verschleißt die Schmelzwalze mit der Zeit. Als ein Verfahren zur Lösung eines solchen Problems wurde in den letzten Jahren ein Verfahren zum berührungslosen Verschmelzen von Toner mittels einer Mikrowelle entwickelt (siehe zum Beispiel JP-A-2003-295692 ).
Die 10A und 10B sind prinzipielle Zeichnungen, welche eine in der JP-A-2003-295692 offengelegte Konfiguration einer Mikrowelleneinrichtung zeigen.
Wie in 10A gezeigt, beinhaltet eine Mikrowelleneinrichtung 100 ein eine Mikrowelle erzeugendes Magnetron 110, einen Einkopplungswandler 113, welcher die vom Magnetron 110 erzeugte Mikrowelle in eine Resonatorkammer 103 einkoppelt, einen Wasserbehälter 111 und einen Zirkulator 112. Zwischen dem Einkopplungswandler 113 und der Resonatorkammer 103 ist eine Kopplungsöffnung 114 mit einer Blende bereitgestellt. Die Resonatorkammer 103 hat eine Seitenfläche 109, welche mit einem Durchlaufabschnitt 107 zum Durchlaufenlassen und Führen eines Blatts 101 versehen ist. Die Resonatorkammer 103 weist auf der dahinterliegenden Seite einen Abschlussende-Schieber 115 aus Metall auf. Der Abschlussende-Schieber 115 ist bezüglich der Resonatorkammer 103 waagerecht verschiebbar und erstreckt sich in die Resonatorkammer 103.
10B ist eine schematische perspektivische Ansicht des Abschnitts der Resonatorkammer 103. Eine vom Magnetron 110 erzeugte Mikrowelle wird in die Resonatorkammer 103 geleitet. Zum besseren Verständnis zeigt 10B die Mikrowelle als eine im Wesentlichen sinusförmige Welle.
Die Resonatorkammer 103 hat die Seitenfläche 109 und eine Seitenfläche 109', welche einander gegenüberliegen und mit dem Durchlaufabschnitt 107 beziehungsweise einem Durchlaufabschnitt 107' versehen sind. Das Blatt 101 durchläuft den Durchlaufabschnitt 107' und wird in die Resonatorkammer 103 geleitet. Dann durchläuft das Blatt 101 den Durchlaufabschnitt 107 gegenüber dem Durchlaufabschnitt 107' und wird es daraus ausgeworfen. Die Bewegungsrichtung des Blatts 101 wird durch einen Pfeil angezeigt.
Die Durchlaufabschnitte 107 und 107' beinhalten ein bewegliches Element 104. Das Element 104 ist ein Stab aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und erstreckt sich in die Resonatorkammer 103.
In der JP-A-2003-295692 kann die Position des Elements 104 in der Resonatorkammer 103 in Längsrichtung verschoben werden. Die Position des Elements 104 wird verschoben, um die Resonanzbedingungen in der Resonatorkammer 103 einzustellen. Deshalb kann die Mikrowellenabsorption auf dem Blatt 101 gesteigert werden.
Bei der Technik der JP-A-2003-295692 ist die Kopplungsöffnung 114 mit einer Blende zwischen dem Einkopplungswandler 113 und der Resonatorkammer 103 bereitgestellt. Dadurch wird eine stehende Mikrowelle in der Resonatorkammer 103 gebildet. Jedoch hat der Blendenabschnitt eine schräge Seitenfläche, welche Mikrowellenreflexion bewirkt und dadurch den Wirkungsgrad der Übertragung verringert. Das heißt, um eine energiereiche Mikrowelle in die Resonatorkammer 103 zu leiten, ist es erforderlich, mit dem Magnetron eine höhere Mikrowellenenergie zu erzeugen. Folglich nimmt der Energieverbrauch zu.
Auf dem Gebiet der Mikrowellen war bekannt, dass die Temperatur eines einer Mikrowelle ausgesetzten Blatts ansteigt. In einer Anwendung, in welcher es erforderlich ist, Toner in einer sehr kurzen Zeit auf einem Blatt zu verschmelzen, z. B. in einem Drucker oder einem Kopiergerät, kann jedoch ein Verfahren, welches eine Temperaturerhöhung nur zum Verschmelzen von Toner in solch einer kurzen Zeit ermöglicht, gegenwärtig nicht geschaffen werden. Als ein typisches Beispiel eines elektronischen Geräts, welches eine Erwärmung mittels einer Mikrowelle durchführt, war z. B. ein Mikrowellenofen bekannt. Selbst wenn ein in einen elektronischen Ofen gelegtes Blatt für eine bis etwa mehrere Sekunden mit einer Mikrowelle beaufschlagt wird, kann jedoch die Temperatur des Blatts nicht um 100°C oder mehr erhöht werden.
Bei der Technik der JP-A-2003-295692 ist es schwierig, Toner in einer sehr kurzen Zeit zu verschmelzen. Darüber hinaus ist es zur Verkürzung der Schmelzzeit mittels der Technik erforderlich, mit dem Magnetron eine sehr hohe Mikrowellenenergie zu erzeugen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Mikrowellen-Heizeinrichtung bereitzustellen, welche eine wirkungsvolle Mikrowellenenergie-Übertragung gestattet, um sowohl eine Senkung des Energieverbrauchs als auch eine Steigerung des Heizwirkungsgrads zu erreichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, durch Verwenden einer solchen Mikrowellen-Heizeinrichtung zum Verschmelzen von Entwicklungspartikeln eine berührungslose Bildfixiervorrichtung mit hohem Heizwirkungsgrad bereitzustellen.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, beinhaltet eine Mikrowellen-Heizeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Mikrowellenerzeugungsabschnitt, der eine Mikrowelle ausgibt, eine leitende Heizkammer, in welche die Mikrowelle geleitet wird und welche in einer Laufrichtung der Mikrowelle ein kurzgeschlossenes Abschlussende aufweist, und eine zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt und der Heizkammer bereitgestellte Abstimmeinrichtung, wobei die Heizkammer eine Öffnung zum Durchlaufenlassen eines zu erwärmenden Gegenstands in der Heizkammer in einer Richtung, welche nicht parallel zur Laufrichtung der Mikrowelle ist, aufweist, die Abstimmeinrichtung die am Abschlussende der Heizkammer reflektierte Mikrowelle auf die Heizkammerseite zurückreflektiert, das Mikrowellenausgabeende des Mikrowellenerzeugungsabschnitts und die Abstimmeinrichtung durch einen rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter aus einem leitenden Material verbunden sind, die Abstimmeinrichtung und das Abschlussende der Heizkammer durch einen rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter verbunden sind, der Wellenleiter, abgesehen von der Öffnung zum Durchlaufenlassen des zu erwärmenden Gegenstands, aus einem leitenden Material besteht.
Gemäß einer solchen Konfiguration wird die am Abschlussende der Heizkammer reflektierte Mikrowelle durch die Abstimmeinrichtung auf die Heizkammerseite zurückreflektiert. Deshalb kann die Mikrowelle in der Heizkammer mehrfach reflektiert werden. Demgemäß kann die elektrische Feldstärke der stehenden Mikrowelle in der Heizkammer höher sein, ohne die vom Mikrowellenerzeugungsabschnitt erzeugte Mikrowellenenergie merklich zu erhöhen. Deshalb kann die Temperatur in der Heizkammer innerhalb einer kurzen Zeit abrupt erhöht werden.
In der obigen Konfiguration ist die Abstimmeinrichtung bevorzugt eine E-H-Abstimmeinrichtung.
Bei einer solchen Konfiguration kann die am Abschlussende der Heizkammer reflektierte Mikrowelle in einem sehr hohen Maß auf die Heizkammerseite zurückreflektiert werden.
Bevorzugt beinhaltet die Mikrowellen-Heizeinrichtung zusätzlich zur obigen Konfiguration ferner einen Umformer für elektrische Felder, welcher ein starkes Dielektrikum mit einer höheren Dielektrizitätszahl als Luft ist, wobei der Umformer eine Breite von über (4N – 3)λg'/8 und unter (4N – 1)λg'/8 hat, wobei λg' die Wellenlänge einer stehenden Mikrowelle in dem starken Dielektrikum ist und N (N > 0) eine natürliche Zahl ist, wobei der Umformer in einer Position, die einen Wellenknoten der stehenden Mikrowelle zwischen der Abstimmeinrichtung und der Heizkammer enthält, eingeschoben ist.
Bevorzugter kann der Umformer für elektrische Felder eine Breite haben, welche ein ungerades Vielfaches von λg'/4 ist, und so bereitgestellt sein, dass eine Oberfläche der Heizkammer auf der Seite des Abschlussendes sich in einer Position im Wellenknoten der stehenden Mikrowelle befindet.
Bei einer solchen Konfiguration kann die elektrische Feldstärke auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder, das heißt auf der Seite der Heizkammer, höher als auf der davorliegenden Seite sein. Demgemäß kann die Wirkung des abrupten Erhöhens der Temperatur in der Heizkammer innerhalb einer kurzen Zeit gesteigert werden.
Der Umformer für elektrische Felder besteht bevorzugt aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW-Polyethylen).
Bei einer solchen Konfiguration ist der Umformer für elektrische Felder hervorragend verarbeitbar und kann relativ preiswert erhältlich sein. Die Kosten des Herstellers können gesenkt werden.
Eine Bildfixiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Mikrowellen-Heizeinrichtung mit den obigen Merkmalen, wobei ein Aufzeichnungsblatt mit Entwicklungspartikeln die Öffnung durchläuft und in der Heizkammer erwärmt wird, wodurch die Entwicklungspartikel auf dem Aufzeichnungsblatt verschmolzen werden.
Bei einer solchen Konfiguration kann die Bildfixiervorrichtung die Entwicklungspartikel innerhalb einer kurzen Zeit auf dem Aufzeichnungsblatt verschmelzen, ohne irgendwelche mechanischen Schmelzmechanismen aufzuweisen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die am Abschlussende der Heizkammer reflektierte Mikrowelle durch die Abstimmeinrichtung auf die Heizkammerseite zurückreflektiert. Deshalb kann die Mikrowelle in der Heizkammer mehrfach reflektiert werden. Demgemäß kann die elektrische Feldstärke der stehenden Mikrowelle in der Heizkammer höher sein, ohne die vom Mikrowellenerzeugungsabschnitt erzeugte Mikrowellenenergie merklich zu erhöhen. Deshalb kann die Temperatur in der Heizkammer innerhalb einer kurzen Zeit abrupt erhöht werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine prinzipielle Konfigurationszeichnung einer Mikrowellen-Heizeinrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine Konfiguration einer Heizkammer zeigt;
3 ist eine prinzipielle Zeichnung, welche eine Verteilung eines elektrischen Felds in einem Wellenleiter zeigt, wobei die Heizkammer aus der Laufrichtung einer Mikrowelle gesehen ist;
4 ist eine prinzipielle Zeichnung einer Abstimmeinrichtung;
5 ist eine prinzipielle Zeichnung einer Mikrowellen-Heizeinrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine prinzipielle Zeichnung, welche eine Verteilung eines elektrischen Felds in einem Wellenleiter zeigt, wenn ein Umformer für elektrische Felder bereitgestellt ist;
7A ist eine prinzipielle Zeichnung zur Beschreibung eines Zustands eines elektrischen Felds in einem Wellenleiter, wenn ein Abschlussende eines Wellenleiters kurzgeschlossen ist;
7B ist eine prinzipielle Zeichnung zur Beschreibung eines Zustands eines elektrischen Felds in einem Wellenleiter, wenn das Abschlussende des Wellenleiters mit einem Material mit einer anderen Dielektrizitätszahl gefüllt ist;
7C ist eine prinzipielle Zeichnung zur Beschreibung von Zuständen eines elektrischen Felds vor dem Dielektrikum, innerhalb des Dielektrikums und hinter dem Dielektrikum, wenn der Wellenleiter mit einem Material mit einer anderen Dielektrizitätszahl gefüllt ist;
8 ist ein Schaubild, welches eine Veränderung der elektrischen Feldstärke zeigt, wenn der Umformer für elektrische Felder eingeschoben ist;
9A ist ein Schaubild, welches die Wellenform einer stehenden Mikrowelle zeigt, wenn der Umformer für elektrische Felder nicht eingeschoben ist;
9B ist ein Schaubild, welches eine Veränderung der elektrischen Feldstärke zeigt, wenn der Umformer für elektrische Felder mit einer Breite von 0,06 λg' eingeschoben ist;
9C ist ein Schaubild, welches eine Veränderung der elektrischen Feldstärke zeigt, wenn der Umformer für elektrische Felder mit einer Breite von 0,13 λg' eingeschoben ist;
9D ist ein Schaubild, welches eine Veränderung der elektrischen Feldstärke zeigt, wenn der Umformer für elektrische Felder mit einer Breite von 0,25 λg' eingeschoben ist;
9E ist ein Schaubild, welches eine Veränderung der elektrischen Feldstärke zeigt, wenn der Umformer für elektrische Felder mit einer Breite von 0,37 λg' eingeschoben ist;
9F ist ein Schaubild, welches eine Veränderung der elektrischen Feldstärke zeigt, wenn der Umformer für elektrische Felder mit einer Breite von 0,44 λg' eingeschoben ist;
9G ist ein Schaubild, welches den Zusammenhang zwischen dem Verhältnis von Vorderseite zu Rückseite des Umformers für elektrische Felder und der Breite des Umformers für elektrische Felder zeigt;
9H ist eine Tabelle, welche den Zusammenhang zwischen dem Verhältnis von Vorderseite zu Rückseite des Umformers für elektrische Felder und der Breite des Umformers für elektrische Felder zeigt;
10A ist eine prinzipielle Zeichnung, welche die Konfiguration einer herkömmlichen Mikrowelleneinrichtung zeigt; und
10B ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Resonatorkammer-Abschnitts der herkömmlichen Mikrowelleneinrichtung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine prinzipielle Konfigurationszeichnung einer Mikrowellen-Heizeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen von einer Seite gesehenen Zustand. Eine in 1 gezeigte Mikrowellen-Heizeinrichtung 1 beinhaltet einen Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3, welcher ein Magnetron ist, eine Heizkammer 5 zum Erwärmen eines mittels einer Mikrowelle zu erwärmenden Gegenstands und eine Abstimmeinrichtung 7 zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 und der Heizkammer 5. Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform ein Isolator 4 zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 und der Abstimmeinrichtung 7 bereitgestellt. Der Isolator 4 ist eine Schutzeinrichtung, welche die elektrische Leistung der von der Abstimmeinrichtung 7 in die Richtung der Seite des Mikrowellenerzeugungsabschnitts 3 reflektierten Mikrowelle in Wärmeenergie umwandelt und den Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 stabil betreibt. Jedoch ist der Isolator 4 in der Einrichtung der vorliegenden Erfindung nicht immer erforderlich.
Darüber hinaus wird, wie in 1 gezeigt, die Seite hinter der Heizkammer 5 durch einen Leiter (5a) abgeschlossen. Das Abschlussende 5a kann aus dem gleichen Metallwerkstoff wie die Heizkammer 5 bestehen.
Der Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 und die Abstimmeinrichtung 7 sowie die Abstimmeinrichtung 7 und die Heizkammer 5 sind durch aus leitenden Materialien (wie Metallen) bestehende rechteckige, röhrenförmige Rahmen verbunden, wodurch die erzeugte Mikrowelle eingeschlossen wird. Jedoch weist die Heizkammer 5 einen Schlitz 6 (der einer ”Öffnung” entspricht) auf.
Wie in der in den 10A und 10B gezeigten herkömmlichen Konfiguration ist in dieser Ausführungsform die Heizkammer 5 mit dem Schlitz 6 zum Durchlaufenlassen eines Blatts (das einem ”zu erwärmenden Gegenstand” entspricht) bereitgestellt. In 1 läuft das Blatt in Richtung des Pfeils d1 von der Rückseite zur Vorderseite. Das heißt, die Heizkammer 5 weist außerdem in der Rückseitenfläche einen dem Schlitz 6 gegenüberliegenden Schlitz auf. Das Blatt tritt durch den Schlitz in der Rückseitenfläche in die Heizkammer 5 ein, wird in der Heizkammer 5 erwärmt und wird durch den Schlitz 6 in der Vorderseitenfläche aus der Heizkammer 5 ausgeworfen. Tonerpartikel haften auf der Oberfläche des Blatts an. Die anhaftenden Tonerpartikel werden in der Heizkammer 5 erwärmt und werden auf dem Blatt verschmolzen.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Konfiguration der Heizkammer 5 zeigt. Die Heizkammer 5 hat eine rechteckige, röhrenförmige Form, so dass deren Außenfläche mit einem metallenen Leiter bedeckt ist, wobei der Schlitz 6 und ein Mikrowelleneinlass 8 in vordefinierten Oberflächen derselben vorgesehen sind. Das heißt, die Heizkammer 5 ist durch den Leiter auf der Oberfläche gegenüber dem Mikrowelleneinlass 8, der sich auf der vom Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 aus gesehen hintersten Seite befindet, kurzgeschlossen. Ein die Heizkammer 5 bildendes Material schließt ein nichtmagnetisches Metall (mit fast der gleichen magnetischen Permeabilität wie derjenigen des Vakuums) wie Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold, eine Legierung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, einen ein- oder mehrschichtigen Überzug mit einer Dicke, welche ein Mehrfaches der Oberflächen-Eindringtiefe des obigen Metalls oder der obigen Legierung beträgt, Folie, ein oberflächenbehandeltes (einschließlich Überzug aus einem leitenden Material) Metall, eine Legierung wie Messing und Harz ein.
Die Heizkammer 5 weist den Mikrowelleneinlass 8 in der Seitenfläche auf der Seite des Mikrowellenerzeugungsabschnitts 3 auf. Der Mikrowelleneinlass 8 ist eine Öffnung, um eine Mikrowelle in die Heizkammer 5 zu leiten. Die aus dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 ausgegebene Mikrowelle wird in der durch Pfeil d2 angegebenen Richtung vom Mikrowelleneinlass 8 in die Heizkammer 5 geleitet. Der Mikrowelleneinlass 8 hat eine im Wesentlichen rechteckige Form, so dass a eine Abmessung senkrecht zur Vorschubrichtung d1 eines Blatts 10 ist und b eine Abmessung parallel zu d1 ist.
In dieser Ausführungsform ist die sich in der Heizkammer 5 ausbreitende Mikrowelle im Grundmodus (H10-Modus oder TE10-Modus).
Der Schlitz 6 hat bevorzugt eine minimale Größe, die zum Durchlaufenlassen des zu erwärmenden Blatts 10 erforderlich ist. Dies hat den Grund, dass die eingeleitete Mikrowelle durch den Schlitz 6 entweicht und die Leistung der Mikrowelle in der Heizkammer 5 abnehmen kann, wenn der Schlitz 6 allzu groß ist.
3 ist eine prinzipielle Zeichnung, welche eine Verteilung eines elektrischen Felds in einem Wellenleiter zeigt, wobei die Heizkammer 5 aus der Laufrichtung einer Mikrowelle gesehen ist. 3 zeigt prinzipiell die elektrische Feldstärke einer stehenden Mikrowelle W in der Heizkammer 5.
Wie in 3 gezeigt, ändert sich die Größe der Leistung der stehenden Mikrowelle W je nach der Position in der Heizkammer 5. Der Schlitz 6 ist bevorzugt in einer Position bereitgestellt, in welcher die Leistung in der a-Richtung maximal ist.
4 ist eine prinzipielle Zeichnung der Abstimmeinrichtung 7 in dieser Ausführungsform. Die Abstimmeinrichtung 7 hat zwei T-förmige, zweigartige, hervorstehende Abschnitte auf den Oberflächen P1, P2 parallel zur Laufrichtung d2 einer Mikrowelle, was die sogenannte E-H-Abstimmeinrichtung ist. Das heißt, in der Abstimmeinrichtung 7 liegt von den Seitenflächen eines rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiters, dessen Außenfläche mit einem metallenen Leiter bedeckt ist, eine Seitenfläche P1, auf welcher sich ein erster T-förmiger Zweigpfad 11 befindet, parallel zur Vorschubrichtung d1 des Blatts und steht eine Seitenfläche P2, auf welcher sich ein zweiter T-förmiger Zweigpfad 12 befindet, senkrecht zu d1. Ein die Abstimmeinrichtung 7 bildendes Material schließt ein nichtmagnetisches Metall (mit fast der gleichen magnetischen Permeabilität wie derjenigen des Vakuums) wie Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold, eine Legierung mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, einen ein- oder mehrschichtigen Überzug mit einer Dicke, welche ein Mehrfaches der Oberflächen-Eindringtiefe des obigen Metalls oder der obigen Legierung beträgt, Folie, ein oberflächenbehandeltes (einschließlich Überzug aus einem metallenen Material) Metall, eine Legierung wie Messing und Harz ein.
In dieser Ausführungsform ist die Abstimmeinrichtung 7, welche eine E-H Abstimmeinrichtung ist, zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 und der Heizkammer 5 bereitgestellt. Die Leistung der in der Heizkammer 5 gebildeten stehenden Mikrowelle kann folglich merklich hoch sein. Spezieller wird eine einfallende Mikrowelle am Abschlussende 5a der Heizkammer 5 reflektiert und dann durch die E-H-Abstimmeinrichtung 7 auf die Seite der Heizkammer 5 zurückreflektiert. Diese Reflexionen wiederholen sich einige Male, so dass die elektrische Feldstärke der in der Heizkammer 5 erzeugten stehenden Mikrowelle höher sein kann. Demgemäß kann die zum vollständigen Verschmelzen des Toners erforderliche Zeit verkürzt werden, ohne die Energie der vom Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 ausgegebenen Mikrowelle merklich zu erhöhen. Die Ergebnisse werden später in Beispielen ausführlich beschrieben.
[Zweite Ausführungsform]
5 ist eine prinzipielle Zeichnung einer Mikrowellen-Heizeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im folgenden wird für die d2-Richtung die Seite des Abschlussendes 5a als ”dahinterliegend” bezeichnet und wird die Seite des Mikrowellenerzeugungsabschnitts 3 als ”davorliegend” bezeichnet.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich dadurch von der ersten Ausführungsform, dass ferner ein Umformer für elektrische Felder 15 auf der Seite hinter der Abstimmeinrichtung 7 (der Seite des Abschlussendes 5a) bereitgestellt ist.
Der Umformer für elektrische Felder 15 besteht aus einem Material mit hoher Dielektrizitätszahl. In dieser Ausführungsform wird Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMW-Polyethylen) verwendet. Jedoch können auch ein Kunstharzmaterial wie Polytetrafluorethylen, Quarz und andere Materialien mit hoher Dielektrizitätszahl verwendet werden. Darüber hinaus besteht der Umformer für elektrische Felder 15, wo möglich, bevorzugt aus einem schwer erwärmbaren Material. Unter dem Gesichtspunkt der Verarbeitbarkeit und der Kosten wird in der Praxis bevorzugt UHMW-Polyethylen verwendet.
Der Umformer für elektrische Felder 15 hat eine Breite in der Laufrichtung d2 einer Mikrowelle, welche ein ungerades Vielfaches von λg'/4 ist (λg'/4, 3λg'/4, ...), wobei λg' die Wellenlänge einer im gleichen Dielektrikum wie dem Umformer für elektrische Felder 15 gebildeten stehenden Mikrowelle ist (im folgenden als eine ”Dielektrikums-Wellenlänge” bezeichnet). Der Umformer für elektrische Felder 15 hat eine Breite, welche ein ungerades Vielfaches von λg'/4 ist, so dass die Einfügungswirkung des Umformers für elektrische Felder 15 maximal sein kann. Jedoch kann die Einfügungswirkung des Umformers für elektrische Felder 15 durch Einstellen der Breite des Umformers für elektrische Felder 15 dergestalt, dass sie später beschriebene Vergleichsbeziehungen erfüllt, erzielt werden.
Wenn λ die Wellenlänge einer vom Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 erzeugten Mikrowelle ist, ε' die Dielektrizitätszahl des Umformers für elektrische Felder 15 ist, λc eine Grenzwellenlänge ist und λg' eine Dielektrikums-Wellenlänge ist, wird Gleichung 1 gebildet. Aus dieser Vergleichsbeziehung kann die Dielektrikums-Wellenlänge λg' berechnet werden. [Gleichung 1]
Wie in 6 gezeigt, steht der Umformer für elektrische Felder 15 in dieser Ausführungsform fest. Spezieller ist der Umformer für elektrische Felder 15 in einer Position 20 bereitgestellt, welche ein Wellenknoten einer in der Heizkammer 5 gebildeten stehenden Mikrowelle ist. Spezieller ist der Umformer für elektrische Felder 15 in der Position 20 bereitgestellt, in welcher die Oberfläche des Umformers für elektrische Felder 15 auf der Seite des Abschlussendes 5a (der dahinterliegenden Seite) sich im Wellenknoten befindet.
Der Umformer für elektrische Felder 15 hat eine höhere Dielektrizitätszahl als Luft, so dass die Wellenlänge der in den Umformer für elektrische Felder 15 laufenden stehenden Mikrowelle kurz wird. Demgemäß kann die elektrische Feldstärke einer stehenden Mikrowelle W' auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 (der Seite des Abschlussendes 5a) höher sein. Insbesondere wenn eine Breite L des Umformers für elektrische Felder 15 innerhalb des Bereichs der folgenden Vergleichsbeziehung eingestellt wird, kann die elektrische Feldstärke der stehenden Mikrowelle W' merklich höher sein. In der folgenden Vergleichsbeziehung ist N eine natürliche Zahl.
(Vergleichsbeziehung)

(4N – 3)λg'/8 < L < (4N – 1)λg'/8

Diese Ergebnisse werden durch später beschriebene Beispiele einleuchten.
Wie in der ersten Ausführungsform und in dieser Ausführungsform werden in der die stehende Mikrowelle in der Heizkammer 5 erzeugenden Konfiguration ein Abschnitt mit hoher elektrischer Feldstärke (Wellenbauch) und ein Abschnitt mit niedriger elektrischer Feldstärke (Wellenknoten) entsprechend dem Abstand in der Richtung vom Abschlussende 5a zum Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3 hin bewirkt. Wie in 6 gezeigt, kann die elektrische Feldstärke der stehenden Mikrowelle W' auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 insbesondere durch Bereitstellen des Umformers für elektrische Felder 15 im Wellenknoten der stehenden Mikrowelle höher sein. So kann die Verschmelzbarkeit des Toners verbessert werden.
Das heißt, der Schlitz 6 ist auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 bereitgestellt, um das Blatt 10 durchlaufen zu lassen, wodurch eine Erwärmungsbehandlung basierend auf der stehenden Mikrowelle W' mit erhöhter Leistung durchgeführt wird. Die Tonerschmelzzeit kann weiter verkürzt werden.
Durch Bereitstellen des Umformers für elektrische Felder 15 kann die elektrische Feldstärke auf der dahinterliegenden Seite höher sein, was auch durch die folgende Theorie gestützt wird.
(Beschreibung der Theorie)
Wie in 7A gezeigt, ist das Lastende des rechteckigen Wellenleiters durch eine Impedanz Z_r abgeschlossen. Wenn in Anbetracht des TE₁₀-Modus E_i die Amplitude einer einfallenden elektrischen Feldstärke am Lastende ist und E_r die Amplitude einer reflektierten elektrischen Feldstärke am Lastende ist, werden E_y und H_x an Punkten auf der Z-Achse des Wellenleiters durch Gleichung 2 ausgedrückt. Die a-Richtung in 2 entspricht der X-Achse, die b-Richtung darin entspricht der Y-Achse, und die d2-Richtung darin entspricht der Z-Achse. E_y entspricht der Y-Achsen-Komponente eines elektrischen Felds, und H_x entspricht der X-Achsen-Komponente eines Magnetfelds. [Gleichung 2]
In Gleichung 2 ist Z₀₁ ein Wellenwiderstand und ist γ₁ eine Ausbreitungskonstante.
Hier, wie in 7B gezeigt, enthält ein Gebiet I eine Atmosphäre und ist ein Gebiet II mit dem an einem Abschlussende c kurzgeschlossenen Dielektrikum als einer Impedanz Z_R gefüllt. Wenn E_i1 die einfallende elektrische Feldstärke des Gebiets I ist, ist E_r1 die reflektierte elektrische Feldstärke des Gebiets I, ist E_i2 die einfallende elektrische Feldstärke des Gebiets II und ist E_r2 die reflektierte elektrische Feldstärke des Gebiets II, und Gleichung 3 wird durch Gleichung 1 und unter den Randbedingungen bei z = 0 gebildet. [Gleichung 3]
Hier wird, da in 7B die Oberfläche des Abschlussendes c kurzgeschlossen ist, Gleichung 4 gebildet. Die Z-Koordinate in der Kopfposition (auf der Mikrowellenerzeugungsseite) im Gebiet II ist 0, und die Breite des Gebiets II in der Z-Achsen-Richtung ist d. [Gleichung 4]
Wenn Gleichung 4 für E_i2 gelöst ist, wird Gleichung 5 gebildet. [Gleichung 5]
Wenn in Gleichung 5 der Verlust vernachlässigt wird, um die absoluten Werte zu nehmen, wird Gleichung 6 gebildet. [Gleichung 6]
In Gleichung 6 ist β_1g eine komplexe Komponente (Phasenkonstante) einer Wellenleiter-Wellenlänge λ_1g im Gebiet I und ist β_2g eine komplexe Komponente (Phasenkonstante) einer Wellenleiter-Wellenlänge λ_2g im Gebiet II. Außerdem ist K eine Konstante.
Laut Gleichung 6 ist, wenn β_2gd ein ungerades Vielfaches von π/2 ist, die elektrische Feldstärke des Gebiets II gleich der einfallenden elektrischen Feldstärke, und ist, wenn β_2gd ein gerades Vielfaches von π/2 ist, die elektrische Feldstärke des Gebiets II gleich 1/K der einfallenden elektrischen Feldstärke. Wenn die Grenzfläche zwischen den Gebieten mit verschiedenen Dielektrizitätszahlen sich im Wellenbauch des elektrischen Felds befindet, sind die elektrischen Feldstärken der Gebiete beiderseits der Grenzfläche gleich. Wenn die Grenzfläche zwischen den Gebieten mit verschiedenen Dielektrizitätszahlen sich im Wellenknoten des elektrischen Felds befindet, sind die elektrischen Feldstärken der Gebiete beiderseits der Grenzfläche umgekehrt proportional zum Verhältnis der Phasenkonstanten β_g der Gebiete.
Deshalb wird, wie in 7C gezeigt, der Wellenleiter auf der Seite hinter einer Bezugsfläche a (Gebiet II) mit dem Dielektrikum mit einer Dicke von λ_2g/4 gefüllt und wird dann eine kurzgeschlossene Oberfläche c im Abstand λ_1g/4 auf der Seite hinter dem Gebiet II ab b (Gebiet III) angebracht. So wird Gleichung 7 gebildet. E_I, E_II und E_III geben elektrische Feldstärken in den Gebieten I, II beziehungsweise III an. [Gleichung 7]
Unter Berücksichtigung der Bedingung |E_I| = |E_II| wird Gleichung 8 gebildet.
[Gleichung 8]

|E_III| = K|E_I|

Laut Gleichung 8 ist die elektrische Feldstärke des Gebiets III K-mal die elektrische Feldstärke des Gebiets I. Das heißt, durch Einschieben des Dielektrikums mit einer Dicke von λ_2g/4, das heißt des Umformers für elektrische Felder 15, wird die elektrische Feldstärke auf der davorliegenden Seite verstärkt, damit sie sich zur dahinterliegenden Seite ausbreitet.
Wenn das Gebiet I eine Atmosphäre enthält und das Gebiet II das Dielektrikum mit einer Dielektrizitätszahl ε_r enthält, wird die Konstante K durch Gleichung 9 definiert. [Gleichung 9]
[Weitere Ausführungsformen]

<1> In den Ausführungsformen wird die Mikrowelle zum Verschmelzen von Toner auf dem Blatt verwendet. Jedoch kann die vorliegende Erfindung für weitere typische Anwendungen verwendet werden, bei welchen abruptes Erwärmen innerhalb einer kurzen Zeit erforderlich ist (z. B. Brennen und Sintern von Keramik, hohe Temperatur erfordernde chemische Reaktionen und Herstellung eines (leitenden) Verdrahtungsmusters mit Toner wie Metallpartikeln).
<2> In der zweiten Ausführungsform ist die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 bevorzugt ein ungerades Vielfaches von λg'/4. Jedoch sollte die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 zumindest die Vergleichsbeziehungen erfüllen und liegt sie bevorzugt nahe einem ungeraden Vielfachen von λg'/4, wo möglich. Wenn die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 ein gerades Vielfaches von λg'/4 ist, erfolgt keine Impedanzwandlung. Deshalb kann sich die Wirkung des Erhöhens der elektrischen Feldstärke auf der Seite der späteren Stufe (des Abschlussendes 5a) nicht entfalten.

Noch bevorzugter befindet sich die Oberfläche des Umformers für elektrische Felder 15 auf der Seite des Abschlussendes 5a in der Position im Wellenknoten der stehenden Mikrowelle, aber zumindest sollte sie sich in einer Nicht-Wellenbauch-Position befinden.

<3> In den Ausführungsformen weist die Heizkammer 5 den Schlitz 6 als Öffnung auf. Jedoch ist die Öffnung nicht darauf beschränkt, schlitzförmig zu sein. Zum Beispiel kann die Öffnung rund, quadratisch oder vieleckig sein. Insbesondere wenn der zu erwärmende Gegenstand eine Blattform hat wie Papier oder Stoff, ist die Öffnung bevorzugt schlitzförmig. Wenn der zu erwärmende Gegenstand eine lineare Form hat wie ein Faden, ist die Öffnung bevorzugt rund, quadratisch oder vieleckig.

Beispiele
(Erstes Beispiel)
Im folgenden werden die Versuchsergebnisse der Beispiele und des Vergleichsbeispiels unter Annahme der Konfigurationen der Ausführungsformen dargestellt. In den Beispielen und im Vergleichsbeispiel werden gemeinhin die folgenden Einrichtungen verwendet.
Der Mikrowellenerzeugungsabschnitt 3: Ein von MICRO DEVICE CO. LTD (jetzt MICRO ELECTRO CO. LTD) hergestelltes Produkt wird verwendet. Als Erzeugungsbedingungen beträgt eine Ausgangsenergie 400 W und beträgt eine Ausgangsfrequenz 2,45 GHz.
Der Isolator 4: Ein von MICRO DEVICE CO. LTD (jetzt MICRO ELECTRO CO. LTD) hergestelltes Produkt wird verwendet.
Die Heizkammer 5: Ein mit dem Schlitz 6 versehener Aluminium-Wellenleiter.
Das Blatt 10: Ein handelsübliches Blatt PPC-Blatt (unbeschichtetes Kopierpapier), das als neutralisiertes Papier bezeichnet wird, wird verwendet.
(Beispiel 1)
Als Abstimmeinrichtung 7 wird eine E-H-Abstimmeinrichtung (ein von MICRO DEVICE CO. LTD (jetzt MICRO ELECTRO CO. LTD) hergestelltes Produkt) verwendet. Die Heizkammer 5 hat die Abmessungen a = 109,2 mm und b = 54,6 mm. Der Umformer für elektrische Felder 15 ist nicht bereitgestellt. Wenn die E-H-Abstimmeinrichtung in den Beispielen und im Vergleichsbeispiel verwendet wird, wird die gleiche E-H-Abstimmeinrichtung verwendet.
(Beispiel 2)
Als Abstimmeinrichtung 7 wird die E-H-Abstimmeinrichtung verwendet. Die Heizkammer 5 hat die Abmessungen a = 109,2 mm und b = 54,6 mm. Als Umformer für elektrische Felder 15 wird UHMW-Polyethylen (Dielektrizitätszahl ε_r = 2,3) verwendet. Spezieller ist in der Heizkammer 5 UHMW-Polyethylen mit einer Breite von 25 mm ab der Position in einem Abstand von 500 mm vom Abschlussende 5a zur davorliegenden Seite hin eingeschoben.
(Beispiel 3)
Dieses Beispiel hat, abgesehen davon, dass die Heizkammer 5 die Abmessungen a = 70 mm und b = 54,6 mm hat, die gleichen Bedingungen wie Beispiel 1. Jedoch hat die E-H-Abstimmeinrichtung eine andere Größe als die Heizkammer 5. Deshalb sind die Abstimmeinrichtung 7 und die Heizkammer 5 durch einen sich verjüngenden Wellenleiter verbunden.
(Beispiel 4)
Dieses Beispiel hat, abgesehen davon, dass die Heizkammer 5 die Abmessungen a = 70 mm und b = 54,6 mm hat, die gleichen Bedingungen wie Beispiel 2. Jedoch sind die Abstimmeinrichtung 7 und die Heizkammer 5 aus dem gleichen Grund wie in Beispiel 3 durch einen sich verjüngenden Wellenleiter verbunden.
(Beispiel 5)
Dieses Beispiel hat, abgesehen davon, dass eine Irisblende (ein von MICRO DEVICE CO. LTD (jetzt MICRO ELECTRO CO. LTD) hergestelltes Produkt) als Abstimmeinrichtung 7 verwendet wird, die gleichen Bedingungen wie Beispiel 1.
(Vergleichsbeispiel 1)
Dieses Beispiel hat, abgesehen davon, dass die Abstimmeinrichtung nicht bereitgestellt ist, die gleichen Bedingungen wie Beispiel 1.
Unter den jeweiligen Bedingungen wird das Blatt 10 mit in einem vordefinierten Gebiet desselben aufgebrachtem Toner in den Schlitz 6 der Heizkammer 5 gelegt, um die zum Verschmelzen des Toners erforderliche Zeit zu messen. Dann wird die gemessene Zeit mit dem Verhältnis der Fläche des vordefinierten Gebiets zur Fläche eines A4-Blatts multipliziert, um die Zeit für die Verschmelzung des Toners auf dem A4-Blatt zu berechnen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. [Tabelle 1]
Wenn die Abstimmeinrichtung nicht bereitgestellt ist, ist es selbst nach Ablauf von 120 Sekunden schwierig, den Toner auf dem A4-Blatt zu verschmelzen. Im Gegensatz dazu wird der Toner in den Beispielen 1 bis 5, in welchen die Abstimmeinrichtung 7 bereitgestellt ist, in einer merklich kürzeren Zeit als 120 Sekunden verschmolzen. Demgemäß kann die Leistung der in der Heizkammer 5 gebildeten stehenden Mikrowelle durch Bereitstellen der Abstimmeinrichtung 7 merklich erhöht werden.
(Zweites Beispiel)
8 ist ein Schaubild, welches die elektrische Feldstärke in der Heizkammer 5 im zweiten Beispiel zeigt. Die waagerechte Achse zeigt Positionen in der Mikrowellen-Laufrichtung (Z-Achsen-Richtung) in der Heizkammer 5, und die senkrechte Achse zeigt die elektrische Feldstärke. Wie in 8 gezeigt, wird die elektrische Feldstärke auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 stark erhöht. In 8 und in den 9A bis 9F hat die elektrische Feldstärke auf der senkrechten Achse relative Werte (dimensionslose Werte), wobei ein vordefinierter Wert als Bezugswert dient.
Die 9A bis 9F sind Schaubilder, welche die elektrische Feldstärke in der Heizkammer 5 zeigen, wenn die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 in Beispiel 2 geändert wird. In diesem Beispiel wird das Dielektrikum mit der gleichen Breite direkt vor einer kurzgeschlossenen Platte eingeschoben. Dies geschieht, um identische Versuchsbedingungen zu schaffen, und beeinflusst nicht die Wirkung von Beispielen. Von Schaubild zu Schaubild ändert sich außerdem die Größe der elektrischen Feldstärke in einer Position im Wellental der stehenden Mikrowelle geringfügig, was im Berechnungsfehlerbereich liegt.
9G ist ein Schaubild, welches zeigt, wie sich bei Änderung der Breite des Umformers für elektrische Felder 15 das Verhältnis der Größen elektrischer Feldstärken auf der Seite vor und auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 ändert. 9H zeigt eine entsprechende Tabelle.
Die 9A, 9B, 9C, 9D, 9E und 9F sind Schaubilder für Breiten des Umformers für elektrische Felder 15 von 0 mm, 6 mm, 13 mm, 25 mm, 37 mm beziehungsweise 44 mm.
Da in 9A der Umformer für elektrische Felder 15 nicht eingeschoben ist, ändert sich die elektrische Feldstärke selbstverständlich nicht an Vorder- und Rückseite des Umformers für elektrische Felder 15 (elektrische Feldstärke = 4,2).
In 9B beträgt die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 6 mm (dies entspricht 0,06 λg'). Auf der Seite vor dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 4,2. Auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 5,3. Die elektrische Feldstärke ist auf der Rückseite 1,26-mal höher als auf der Vorderseite des Umformers für elektrische Felder 15.
In 9C beträgt die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 13 mm (dies entspricht 0,13 λg'). Auf der Seite vor dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 3,8. Auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 6,8. Die elektrische Feldstärke ist auf der Rückseite 1,79-mal höher als auf der Vorderseite des Umformers für elektrische Felder 15.
In 9D beträgt die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 25 mm (dies entspricht 0,25 λg'). Auf der Seite vor dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 3,4. Auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 6,2. Die elektrische Feldstärke ist auf der Rückseite 1,82-mal höher als auf der Vorderseite des Umformers für elektrische Felder 15.
In 9E beträgt die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 37 mm (dies entspricht 0,37 λg'). Auf der Seite vor dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 3,5. Auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 6,0. Die elektrische Feldstärke ist auf der Rückseite 1,7-mal höher als auf der Vorderseite des Umformers für elektrische Felder 15.
In 9F beträgt die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 44 mm (dies entspricht 0,44 λg'). Auf der Seite vor dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 4,2. Auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 ist die elektrische Feldstärke = 4,5. Die elektrische Feldstärke ist auf der Rückseite 1,1-mal höher als auf der Vorderseite des Umformers für elektrische Felder 15.
Obwohl in den Schaubildern nicht dargestellt, liegen, wenn die Breite des Umformers für elektrische Felder 15 50 mm beträgt (dies entspricht 0,50 λg'), der davorliegende Endpunkt und der dahinterliegende Endpunkt des Umformers für elektrische Felder 15 beide in der Position im Wellental der stehenden Mikrowelle. Deshalb ändert sich die elektrische Feldstärke auf der Seite hinter und auf der Seite vor dem Umformer für elektrische Felder 15 nicht.
Gemäß den obigen Ergebnissen wird eine Breite L des Umformers für elektrische Felder 15 durch Verwenden der Vergleichsbeziehungen, das heißt der natürlichen Zahl N so eingestellt, dass sie (4N – 3)λg'/8 < L < (4N – 1)λg'/8 erfüllt, so dass die elektrische Feldstärke der stehenden Mikrowelle auf der Seite hinter dem Umformer für elektrische Felder 15 höher sein kann. Demgemäß kann die elektrische Feldstärke in der Heizkammer 5 höher sein, um die zur Tonerverschmelzung erforderliche Zeit stark zu verkürzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2003-295692 A [0003, 0004, 0009, 0010, 0012]

Claims

Mikrowellen-Heizeinrichtung (1), aufweisend: einen Mikrowellenerzeugungsabschnitt (3), der eine Mikrowelle ausgibt; eine leitende Heizkammer (5), in welche die Mikrowelle geleitet wird und welche ein kurzgeschlossenes Abschlussende (5a) in einer Laufrichtung (d2) der Mikrowelle aufweist; und eine Abstimmeinrichtung (7), die zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt (3) und der Heizkammer (5) bereitgestellt ist, wobei die Heizkammer (5) eine Öffnung (6) zum Durchlaufenlassen eines zu erwärmenden Gegenstands (10) in der Heizkammer (5) in einer Richtung (d1), welche nicht parallel zur Laufrichtung (d2) der Mikrowelle ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmeinrichtung (7) die am Abschlussende (5a) der Heizkammer (5) reflektierte Mikrowelle auf die Heizkammerseite zurückreflektiert, das Mikrowellenausgabeende des Mikrowellenerzeugungsabschnitts (3) und die Abstimmeinrichtung (7) durch einen rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter verbunden sind, welcher aus einem leitenden Material besteht, und die Abstimmeinrichtung (7) und das Abschlussende (5a) der Heizkammer (5) durch einen rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter verbunden sind, wobei der Wellenleiter, abgesehen von der Öffnung (6) zum Durchlaufenlassen des zu erwärmenden Gegenstands (10), aus einem leitenden Material besteht.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmeinrichtung (7) eine E-H-Abstimmeinrichtung ist.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Umformer für elektrische Felder (15), welcher ein starkes Dielektrikum mit einer höheren Dielektrizitätszahl als Luft ist, wobei der Umformer (15) eine Breite von über (4N – 3)λg'/8 und unter (4N – 1)λg'/8 hat, wobei λg' die Wellenlänge einer stehenden Mikrowelle in dem starken Dielektrikum ist und N (N > 0) eine natürliche Zahl ist, wobei der Umformer (15) in einer Position, die einen Wellenknoten der stehenden Mikrowelle zwischen der Abstimmeinrichtung (7) und der Heizkammer (5) enthält, eingeschoben ist.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformer für elektrische Felder (15) eine Breite hat, welche ein ungerades Vielfaches von λg'/4 ist, und so bereitgestellt ist, dass eine Oberfläche der Heizkammer (5) auf der Seite des Abschlussendes (5a) sich in einer Position im Wellenknoten der stehenden Mikrowelle befindet.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformer für elektrische Felder (15) aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht besteht.
Bildfixiervorrichtung, gekennzeichnet durch: die Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei ein Aufzeichnungsblatt (10) mit Entwicklungspartikeln die Öffnung (6) durchläuft und in der Heizkammer (5) erwärmt wird, wodurch die Entwicklungspartikel auf dem Aufzeichnungsblatt (10) verschmolzen werden.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1), aufweisend: einen Mikrowellenerzeugungsabschnitt (3), der eine Mikrowelle ausgibt; eine leitende Heizkammer (5), in welche die Mikrowelle geleitet wird und welche ein kurzgeschlossenes Abschlussende (5a) in einer Laufrichtung (d2) der Mikrowelle aufweist; gekennzeichnet durch eine zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt (3) und der Heizkammer (5) bereitgestellte Abstimmeinrichtung (7), die so konfiguriert ist, dass sie die am Abschlussende (5a) der Heizkammer (5) reflektierte Mikrowelle auf die Heizkammerseite zurückreflektiert; eine an der Heizkammer (5) bereitgestellte Öffnung (6) zum Durchlaufenlassen eines zu erwärmenden Gegenstands (10) in der Heizkammer (5) in einer Richtung (d1), welche nicht parallel zur Laufrichtung (d2) der Mikrowelle ist; einen mit einem Mikrowellenausgabeende des Mikrowellenerzeugungsabschnitts (3) und mit der Abstimmeinrichtung (7) verbundenen ersten rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter, der aus einem leitenden Material besteht; und einen mit der Abstimmeinrichtung (7) und dem Abschlussende (5a) der Heizkammer (5) verbundenen zweiten rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter, der, abgesehen von der Öffnung (6) zum Durchlaufenlassen des zu erwärmenden Gegenstands (10), aus einem leitenden Material besteht.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Umformer für elektrische Felder (15), welcher ein starkes Dielektrikum mit einer höheren Dielektrizitätszahl als Luft ist, wobei der Umformer (15) eine Breite von über (4N – 3)lg'/8 und unter (4N – 1)lg'/8 hat, wobei lg' die Wellenlänge einer stehenden Mikrowelle in dem starken Dielektrikum ist und N (N > 0) eine natürliche Zahl ist, wobei der Umformer (15) in einer Position, die einen Wellenknoten der stehenden Mikrowelle zwischen der Abstimmeinrichtung (7) und der Heizkammer (5) enthält, eingeschoben ist.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformer für elektrische Felder (15) eine Breite hat, welche ein ungerades Vielfaches von λg'/4 ist, und so bereitgestellt ist, dass eine Oberfläche der Heizkammer (5) auf der Seite des Abschlussendes (5a) sich in einer Position im Wellenknoten der stehenden Mikrowelle befindet.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformer für elektrische Felder (15) aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht besteht.
Bildfixiervorrichtung, gekennzeichnet durch: die Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei ein Aufzeichnungsblatt (10) mit Entwicklungspartikeln die Öffnung (6) durchläuft und in der Heizkammer (5) erwärmt wird, wodurch die Entwicklungspartikel auf dem Aufzeichnungsblatt (10) verschmolzen werden.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1), aufweisend: einen Mikrowellenerzeugungsabschnitt (3), der eine Mikrowelle ausgibt; eine leitende Heizkammer (5), in welche die Mikrowelle geleitet wird und welche ein kurzgeschlossenes Abschlussende (5a) in einer Laufrichtung (d2) der Mikrowelle aufweist; gekennzeichnet durch eine zwischen dem Mikrowellenerzeugungsabschnitt (3) und der Heizkammer (5) bereitgestellte E-H-Abstimmeinrichtung (7), die so konfiguriert ist, dass sie die am Abschlussende (5a) der Heizkammer (5) reflektierte Mikrowelle auf die Heizkammerseite zurückreflektiert; eine an der Heizkammer (5) bereitgestellte Öffnung (6) zum Durchlaufenlassen eines zu erwärmenden Gegenstands (10) in der Heizkammer (5) in einer Richtung (d1), welche nicht parallel zur Laufrichtung (d2) der Mikrowelle ist; einen mit einem Mikrowellenausgabeende des Mikrowellenerzeugungsabschnitts (3) und mit der E-H-Abstimmeinrichtung (7) verbundenen ersten rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter, der aus einem leitenden Material besteht; und einen mit der E-H-Abstimmeinrichtung (7) und dem Abschlussende (5a) der Heizkammer (5) verbundenen zweiten rechteckigen, röhrenförmigen Wellenleiter, der, abgesehen von der Öffnung (6) zum Durchlaufenlassen des zu erwärmenden Gegenstands (10), aus einem leitenden Material besteht.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Umformer für elektrische Felder (15) aufweist, welcher aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht besteht, wobei der Umformer (15) eine Breite von über (4N – 3)lg'/8 und unter (4N – 1)lg'/8 hat, wobei lg' die Wellenlänge einer stehenden Mikrowelle in dem starken Dielektrikum ist und N (N > 0) eine natürliche Zahl ist, wobei der Umformer (15) in einer Position, die einen Wellenknoten der stehenden Mikrowelle zwischen der E-H-Abstimmeinrichtung (7) und der Heizkammer (5) enthält, eingeschoben ist.
Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformer für elektrische Felder (15) eine Breite hat, welche ein ungerades Vielfaches von λg'/4 ist, und so vorgesehen ist, dass eine Oberfläche der Heizkammer (5) auf der Seite des Abschlussendes (5a) sich in einer Position im Wellenknoten der stehenden Mikrowelle befindet.
Bildfixiervorrichtung, gekennzeichnet durch die Mikrowellen-Heizeinrichtung (1) nach Anspruch 12, wobei ein Aufzeichnungsblatt (10) mit darauf befindlichen Entwicklungspartikeln die Öffnung (6) durchläuft und in der Heizkammer (5) erwärmt wird, wodurch die Entwicklungspartikel auf dem Aufzeichnungsblatt (10) verschmolzen werden.