JP2002210412A - 超音波振動工具と定着装置及び加熱装置 - Google Patents

超音波振動工具と定着装置及び加熱装置

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JP2002210412A
JP2002210412A JP2001012675A JP2001012675A JP2002210412A JP 2002210412 A JP2002210412 A JP 2002210412A JP 2001012675 A JP2001012675 A JP 2001012675A JP 2001012675 A JP2001012675 A JP 2001012675A JP 2002210412 A JP2002210412 A JP 2002210412A
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vibration tool
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Keisuke Fujimoto
圭祐 藤本
Masahiko Hashimoto
雅彦 橋本
Masaichiro Tachikawa
雅一郎 立川
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2017—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
    • G03G15/2028—Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means with means for handling the copy material in the fixing nip, e.g. introduction guides, stripping means

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力端面での振幅分布を容易に均等にするこ
とができる超音波振動工具を提供する。 【解決手段】 略直方体状のブロック２から成り、その
一端面を出力端面５としてこの出力端面５に対向する入
力端面４に超音波振動子３を接続して出力端面５に縦波
定在波を伝達する超音波振動工具１において、ブロック
２の入力端面４と出力端面５の近傍部をそれぞれ質量部
６、７とし、これら質量部６、７間に振動波長の２分の
１以下のピッチでスリット９を形成して複数の弾性部８
を設け、入力端面４側の質量部６に振動波長の４分の１
以下の高さで突出する突部１０を設けて質量分布を持た
せ、出力端面５での振幅分布が均等になるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動源から
付与された超音波振動を所定幅の出力端面の全幅にわた
って均等に伝達する超音波振動工具とそれを用いた定着
装置及び加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、広い幅にわたって一度に超音波振
動を付与する超音波振動工具３１としては、図９（ａ）
に示すように、略直方体状のブロック３２から成るもの
が知られている。このブロック３２の一端面を出力端面
３３とし、出力端面３３に対向する入力端面３４の略中
央部に超音波振動源３５を接続し、超音波振動源３５に
て発振された縦波定在波を出力端面３３の全幅に伝達す
るように、ブロック３２の出力端面３３と入力端面３４
の近傍部はそれぞれ連続させて質量部３６とし、これら
質量部３６、３６間に等ピッチ間隔でスリット３７を形
成して複数の弾性部３８を形成した構成とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な構成の超音波振動工具では、図９（ｂ）に示すよう
に、一点鎖線の形状の超音波振動工具３１で、その入力
端面３４の中央位置で加振した時の振動モードをシミュ
レートすると、二点鎖線で示すような振動モードとな
り、出力端面３３の中央部での振幅が大きく、両側部で
の振幅が小さくなり、精度良く均等な振幅分布を得るの
は困難であるという問題がある。
【０００４】そこで、例えば図１０に示すように、入力
端面の両端部に略波長の２分の１の長さのウェーブトラ
ップホーンと呼ばれる付加振動体３９を取付け、この付
加振動体３９を共振させて入力端面３４の両端部での縦
振動の加振力を大きくすることによって、出力端面３３
での振幅の均等化を図ることも提案されているが（「日
本音響学会講演論文集」昭和６３年１０月刊行の７３７
〜７３８頁、及び昭和６４年３月刊行の６５５〜６５６
頁参照）、このような付加振動体３９には曲げモードの
寄生振動が生じ易いため、効果が確実に発揮されるよう
な設計を行うのはやはり困難であるという問題がある。
【０００５】また、このような問題は振幅分布を高精度
に均等化することが要請される画像形成装置の定着器に
おいては特に大きな影響を与えることになる。
【０００６】本発明は、上記従来の問題に鑑み、出力端
面での振幅分布を容易に均等にすることができる超音波
振動工具及びそれを用いた定着器を提供することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波振動工具
は、略直方体状のブロックから成り、その一端面を出力
端面としてこの出力端面に対向する入力端面に超音波振
動源を接続して出力端面に縦波定在波を伝達する超音波
振動工具であって、入力端面近傍に、出力端面での振幅
分布を均等にするように質量分布を持たせたものであ
り、入力端面近傍の質量分布で振幅分布の均等化を図る
ので、曲げモードの寄生振動などの影響を受けず、また
質量分布を形成すればよいので簡単な構成にて容易に振
幅分布を均等にすることができる。
【０００８】具体的には、ブロックの出力端面と入力端
面の近傍部をそれぞれ質量部とし、これら質量部間に振
動波長の２分の１以下好ましくは４分の１以下のピッチ
でスリットを形成して複数の弾性部を設け、入力端面側
の質量部に振動波長の４分の１以下の高さで突出する突
部を設けて質量分布を持たせることで、曲げモードの寄
生振動を発生することなく、確実かつ容易に振幅分布を
均等にすることができる。
【０００９】また、突部を、各弾性部に対応させてブロ
ックに一体的に突設すると、部品点数が少なく強度上の
問題も少なく、また厚みがブロックと同じであれば加工
が容易である。若しくは、各弾性部に対応させてブロッ
クに別体の突部形成部材を取付固定して構成すると、別
加工部品を用いるのでブロックに合わせて微調整を行う
ことができる。また、突部を各弾性部に対応させること
で振幅を均等にする設計が容易となる。
【００１０】また、ブロックの出力端面と入力端面の近
傍部をそれぞれ質量部とし、これら質量部間に振動波長
の２分の１以下好ましくは４分の１以下のピッチでスリ
ットを形成して複数の弾性部を設け、入力端面側の質量
部に凹部を設けて質量分布を持たせると、突部がないの
で曲げモードの寄生振動が生じず、また凹部を穴加工に
よって形成すると加工が容易で、かつ付加部品が必要で
なく、強度上の問題もない。また、凹部を各弾性部に対
応させて形成すると、振幅を均等にする設計が容易とな
る。
【００１１】また、ブロックの入力端面の中央部に超音
波振動源を接続し、中央部から遠ざかる程突部を大きく
し、または中央部から遠ざかる程凹部を浅くして出力端
面での振幅分布を均等にするように質量分布を持たせる
ことにより、中央部の単一の超音波振動源にてブロック
の両端まで均等な振幅分布を得ることができる。
【００１２】また、別の本発明の超音波振動工具は、略
直方体状のブロックから成り、その一端面を出力端面と
してこの出力端面に対向する入力端面に超音波振動源を
接続して出力端面に縦波定在波を伝達する超音波振動工
具であって、ブロックの出力端面と入力端面の近傍部を
それぞれ質量部とし、これら質量部間に振動波長の２分
の１以下好ましくは４分の１以下のピッチでスリットを
形成して複数の弾性部を設け、出力端面での振幅分布を
均等にするように各弾性部のばね係数を異ならせたもの
であり、質量部の質量分布を異ならせる代わりに弾性部
のばね係数を異ならせても同様の作用を奏することがで
きる。
【００１３】また、各弾性部のばね係数は、弾性部に凹
部を形成したり、穴やスリットを形成して断面積の異な
る部分を設けるとともにその長さを調整することで異な
らせると、ばね係数の設計・調整が容易で、かつ加工も
容易である。
【００１４】また、ブロックの入力端面の中央部に超音
波振動源を接続し、中央部から遠ざかる程弾性部のばね
係数を小さくして出力端面での振幅分布を均等にする
と、中央部の単一の超音波振動源にてブロックの両端ま
で均等な振幅分布を得ることができる。
【００１５】また、本発明の定着装置は、上記構成の超
音波振動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出
力端面に対向するように配置された支持手段と、超音波
振動工具の出力端面と支持手段間に被定着シートを供給
するようにしたものであり、超音波振動工具の振幅分布
が高精度に均等であるため、シートの全幅にわたって均
等に振動エネルギーを付与して定着することができ、高
品質の画像を安定的に形成することができる。
【００１６】また、超音波振動工具の出力端面に沿って
移動する中間ベルトを設け、支持手段と中間ベルト間に
被定着シートを供給するようにすると、中間ベルトにて
被定着シート上のトナーを挟持した状態で効率的に定着
することができる。
【００１７】また、別の本発明の定着装置は、上記超音
波振動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出力
端面に対向するように配置されるとともに、外周部に発
熱・伝熱層を有する伝熱回動体と、伝熱回動体に対向す
るように配設された支持手段とを備え、伝熱回動体と支
持手段間に被定着シートを供給するようにしたものであ
り、伝熱回動体を介して上記と同様に高品質の画像を安
定的に形成することができる。
【００１８】伝熱回動体は、外周にゴム層を設けた定着
ローラや、外周にゴム層を設けられるとともに、超音波
振動工具の出力端面に対向するように配置された支持ロ
ーラと支持手段に対向するように配置された加圧ローラ
間に巻回した定着ベルトにて構成できる。
【００１９】また、本発明の加熱装置は、上記超音波振
動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出力端面
に対向するように配置された支持手段とを備え、超音波
振動工具の出力端面と支持手段間に被加熱シートを供給
・排出するようにしたものであり、超音波振動工具の振
幅分布が高精度に均等であるため、被加熱シートの全幅
にわたって均等に振動エネルギーを付与して加熱するこ
とができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の超音波振動工具の第１の実施形態について、図１、図
２を参照して説明する。
【００２１】図１において、１は平たい直方体状のブロ
ック２から成る超音波振動工具であり、超音波振動源と
しての超音波振動子３をその一端面の入力端面４の中央
部に接続し、超音波振動子３にて縦波定在波を印加する
ように構成されている。ブロック２は、超音波振動子３
から縦波定在波を印加されることによって共振し、入力
端面４に対向する出力端面５がその長手方向（幅方向）
に均等な振幅で超音波振動するように構成されている。
【００２２】ブロック２の幅方向の寸法は必要な長さに
設定され、高さ寸法は略振動波長の２分の１程度とさ
れ、厚さ寸法は振動波長の２分の１以下好ましくは４分
の１以下とされている。超音波振動子３は、圧電素子３
ａの両端にブロック３ｂを配置してボルトにて締結し、
その一端にホーン３ｃを締結固定して構成されている。
【００２３】ブロック２は、入力端面４と出力端面５の
近傍部がそれぞれ幅方向に連続されて質量部６、７とさ
れ、これら質量部６、７間に振動波長の２分の１以下好
ましくは４分の１以下のピッチでスリット９を形成して
複数の弾性部８が設けられている。ブロック２の共振時
に、質量部６、７は運動エネルギーを、弾性部８は弾性
エネルギーをそれぞれ吸収・発散する。
【００２４】ブロック２の入力端面４側の質量部６に振
動波長の４分の１以下の高さで突出する突部１０を各弾
性部８に対応させて突設することにより、質量部６に質
量分布を持たせている。図示例では、ブロック２の入力
端面４の中央位置に超音波振動子３を接続し、その両側
に厚みがブロック２と同じで中央部から遠ざかる程高く
なる階段状の突部１１ａ、１１ｂを設けている。即ち、
中央位置の両側に隣接する部分には突部を設けず、その
外側に隣接する部分には高さｈ１の突部１１ａを設け、
さらにその外側に隣接する部分には高さｈ２の突部１１
ｂを設けている。ｈ１とｈ２はｈ１＜ｈ２に設定されて
いる。
【００２５】以上の構成によれば、入力端面５近傍の質
量部６に質量分布を持たせたことによって、ブロック２
の共振時に出力端面５の振幅分布を幅方向に均等にする
ことができる。すなわち、図１（ｂ）に示すように、一
点鎖線の形状の超音波振動工具１で、その入力端面４の
中央位置で加振した時の振動モードをシミュレートする
と、二点鎖線で示すような振動モードとなり、出力端面
５の振幅を幅方向全長にわたって均等にでき、精度良く
均等な振幅分布が得られる。なお、図は振動歪を拡大し
て示している。
【００２６】また、入力端面５近傍の質量部６に突部１
０を形成して質量分布を持たせるだけの簡単な構成にて
容易に振幅分布を均等にすることができ、かつ突部１０
は振動波長の４分の１以下の高さであるので、曲げモー
ドの寄生振動を発生することなく、確実かつ容易に振幅
分布を均等にすることができる。
【００２７】また、ブロック２の入力端面４の中央部に
超音波振動子３を接続し、中央部から遠ざかる程突部１
０の高さを高くして出力端面５での振幅分布を均等にす
るように質量分布を持たせているので、中央部の単一の
超音波振動子３にてブロック２の両端まで均等な振幅分
布を得ることができる。
【００２８】また、突部１０（突部１１ａ、１１ｂ）は
各弾性部８に対応させているので振幅を均等にする設計
が容易であり、かつブロック２に一体的に突設している
ので、部品点数が少なく強度上の問題も少なく、また厚
みがブロック２と同じであるので加工も容易である。
【００２９】図１に示した例では、突部１０をブロック
２と一体の階段状の突部１１ａ、１１ｂにて構成した
が、図２に示すように、、ブロック２の入力端面４に各
弾性部８に対応させて別体の突部形成部材１２ａ、１２
ｂ、１２ｃを取付固定して突部１０を構成することもで
きる。図２において、突部形成部材１２ａ、１２ｂ、１
２ｃは、高さが順次高くなる小円柱状の部材からなり、
図２（ｂ）に示すように、その下面に取付ねじ１３が設
けられてブロック２の入力端面４に形成されたねじ穴１
４に螺合固定されている。
【００３０】このように別加工の突部形成部材１２ａ、
１２ｂ、１２ｃを用いると、部品点数が増え、取付強度
に注意を払う必要があるが、ブロック２に合わせて微調
整を行うことができるという利点がある。
【００３１】なお、以上の説明では突部１０の高さを各
弾性部８に対応させて段階的に変化させて質量部６の質
量分布を変化させた例を説明したが、ブロック２の幅方
向に連続的に質量が変化する突部１０を設けてよい。
【００３２】（第２の実施形態）次に、本発明の超音波
振動工具の第２の実施形態について、図３を参照して説
明する。なお、以下の実施形態の説明において先行する
実施形態と同一の構成要素については同一参照符号を付
して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００３３】図３において、本実施形態では入力端面４
側の質量部６に各弾性部８に対応させて凹部１５を設け
て質量分布を持たせている。図示例では、ブロック２の
入力端面４の中央位置に超音波振動子３を接続し、その
両側に隣接する部分には深さｄ１の円穴１６ａを形成
し、その外側に隣接する部分には深さｄ２の円穴１６ｂ
を形成し、さらにその外側に隣接する部分には円穴を設
けず、ｄ１とｄ２はｄ１＞ｄ２に設定されている。
【００３４】本実施形態によれば、ブロック２に形成し
た凹部１５によって質量分布を持たせて突部を設けてい
ないので、曲げモードの寄生振動が生じず、また凹部１
５を円穴１６ａ、１６ｂにて構成しているので、簡単な
穴加工によって形成できて加工が容易であり、かつ付加
部品が必要でなく、強度上の問題もないという利点があ
る。また、ブロック２の入力端面４の中央部に超音波振
動子３を接続し、中央部から遠ざかる程凹部１５を浅く
して出力端面５での振幅分布を均等にするように質量分
布を持たせているので、中央部の単一の超音波振動子３
にてブロック２の両端まで均等な振幅分布を得ることが
できる。
【００３５】また、凹部１５を各弾性部８に対応させて
段階的に形成しているので、振幅を均等にする設計が容
易となる。しかし、ブロック２の幅方向に連続的に質量
が変化するように凹部１５を形成してもよい。
【００３６】（第３の実施形態）次に、本発明の超音波
振動工具の第３の実施形態について、図４、図５を参照
して説明する。
【００３７】上記実施形態では入力端面４側の質量部６
における質量分布を変化させて出力端面５の振幅分布を
均等にしたが、本実施形態では出力端面での振幅分布を
均等にするように各弾性部８のばね係数を異ならせてい
る。
【００３８】図４においては、ブロック２の入力端面４
の中央位置に超音波振動子３を接続し、中央位置の両側
の弾性部８（８ａ）には何も形成せず、その外側に隣接
する弾性部８（８ｂ）には直径ｗの丸穴１７を形成し、
さらにその外側に隣接する弾性部８（８ｃ）にはその長
手方向に沿って幅ｗ×長さｌのスリット１８を形成し、
各弾性部８ａ、８ｂ、８ｃのばね係数が順次小さくなる
ようにしている。
【００３９】このようにブロック２の質量部６の質量分
布は均等にし、弾性部８（８ａ、８ｂ、８ｃ）の弾性係
数を異ならせることによっても、ブロック２の共振時に
出力端面５の振幅分布を幅方向に均等にすることができ
る。また、ブロック２の入力端面４の中央位置に超音波
振動子３を接続し、中央部から遠ざかる程弾性部８の弾
性係数を小さくしているので、中央部の単一の超音波振
動子３にてブロック２の両端まで均等な振幅分布を得る
ことができる。また、弾性部８に丸穴１７やスリット１
８を形成して断面積の異なる部分を設けるとともにその
長さを調整することでその弾性係数を異ならせているの
で、ばね係数の設計・調整が容易で、かつ加工も容易で
ある。
【００４０】図４の例では、丸穴１７又はスリット１８
を形成してばね係数を異ならせたが、図５に示すよう
に、弾性部８に凹部１９を形成してばね係数を異ならせ
てもよい。図５において、中央位置の両側の弾性部８
（８ａ）には何も形成せず、その外側に隣接する弾性部
８（８ｂ）には長さｍ１の範囲にわたって表裏両面に凹
部１９ａを形成し、さらにその外側に隣接する弾性部８
（８ｃ）には長さｍ２の範囲にわたって表裏両面に凹部
１９ｂを形成し、ｍ１とｍ２はｍ１＜ｍ２に設定するこ
とにより各弾性部８ａ、８ｂ、８ｃのばね係数が中央部
が両側に向けて順次小さくなるようにしている。このよ
うに、弾性部８（８ａ、８ｂ、８ｃ）に凹部１９（１９
ａ、１９ｂ）を形成してばね係数を異ならせても、ばね
係数の設計・調整が容易で、かつ加工も容易である。
【００４１】（第４の実施形態）次に、本発明の超音波
振動工具を画像形成装置の定着装置に適用した第４の実
施形態について、図６を参照して説明する。
【００４２】図６において、本実施形態の定着装置は、
以上の実施形態の超音波振動工具１及び超音波振動子
（図示せず）と、超音波振動工具１の出力端面に沿って
移動する無端状の中間ベルト２１と、中間ベルト２１を
介して超音波振動工具１の出力端面に対向するように配
置された支持手段としての加圧ローラ２２とを備え、加
圧ローラ２２と中間ベルト２１間に被定着シート２３を
供給し、加圧ローラ２２と中間ベルト２１の間で被定着
シート２３を挟持した状態で超音波振動工具１にて被定
着シート２３上のトナーに超音波振動エネルギーを付与
して加熱溶融させ、トナー画像を定着するように構成さ
れている。２４は超音波振動工具１の手前で中間ベルト
２１の振動によって被定着シート２３上のトナーが飛散
を防止するため、中間ベルト２１の振動を防止するトナ
ー飛散防止手段であり、２５は超音波振動子を駆動する
超音波信号回路である。
【００４３】以上の構成の定着装置２０によれば、超音
波振動工具１の振幅分布が高精度に均等であるため、中
間ベルト２１を介して被定着シート２３の全幅にわたっ
て均等に振動エネルギーを付与して定着することがで
き、高品質の画像を安定的に形成することができる。
【００４４】なお、中間ベルト２１上にトナー画像を形
成してそのトナー画像を被定着シート２３に定着させる
場合でも同様の作用効果を奏することができる。
【００４５】また、被定着シート２３にトナーがある程
度の力で付着している場合には中間ベルト２１は必ずし
も設ける必要はなく、中間ベルト２１を設けない構成と
することもできる。
【００４６】（第５の実施形態）次に、本発明の超音波
振動工具を画像形成装置の定着装置に適用した第５の実
施形態について、図７を参照して説明する。
【００４７】図７において、上記実施形態では超音波振
動工具１の出力端面に被定着シート２３が中間ベルト２
１を介して又は直接対向させた構成を例示したが、本実
施形態の定着装置２０では、超音波振動工具１の出力端
面に発熱・伝熱層を外周部に設けた伝熱回動体としての
定着ローラ２５を対向させ、この定着ローラ２５に対向
させて支持手段としての加圧ローラ２２を配設し、これ
ら定着ローラ２５と加圧ローラ２２間に被定着シート２
３を供給するように構成されている。定着ローラ２５の
外周部にはゴム層２５ａが設けられ、このゴム層２５ａ
が発熱・伝熱層を構成している。
【００４８】本実施形態においても、上記と同様に定着
ローラ２５を介して被定着シート２３の全幅にわたって
均等に振動エネルギーを付与して定着することができ、
高品質の画像を安定的に形成することができる。また、
定着ローラ２５を配設する分大きなスペースが必要とな
るが、超音波振動工具１の振動が直接被定着シート２３
に付与されず、発生した熱だけが付与されるので、トナ
ー画像が乱れる恐れがない。
【００４９】（第６の実施形態）次に、本発明の超音波
振動工具を画像形成装置の定着装置に適用した第６の実
施形態について、図８を参照して説明する。
【００５０】図８において、上記実施形態では伝熱回動
体として定着ローラ２５を用いた例を示したが、本実施
形態では定着ベルト２６を用いている。この定着ベルト
２６は、外周にゴム層が設けられるとともに、超音波振
動工具１の出力端面に対向するように配置された支持ロ
ーラ２７と支持手段としての支持ローラ２９に対向する
ように配置された加圧ローラ２８間に巻回されている。
本実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果
を奏する。
【００５１】以上の各実施形態では、超音波振動工具１
とそれを用いた定着装置２０について説明したが、本発
明の超音波振動工具１は、合成樹脂シートの溶着装置等
の各種装置における加熱装置にも同様に適用することに
よって同様の作用効果を奏することができる。すなわ
ち、上記超音波振動工具１と、超音波振動源としての超
音波振動子３と、超音波振動工具１の出力端面に対向す
るように配置された支持手段とを設け、超音波振動工具
１の出力端面と支持手段間に被加熱シートを供給・排出
するように構成することにより、超音波振動工具の振幅
分布が高精度に均等であるため、被加熱シートの全幅に
わたって均等に振動エネルギーを付与して加熱すること
ができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、以上のように略直方体
状のブロックから成り、その一端面を出力端面としてこ
の出力端面に対向する入力端面に超音波振動源を接続し
て出力端面に縦波定在波を伝達する超音波振動工具にお
いて、入力端面近傍に、出力端面での振幅分布を均等に
するように質量分布を持たせ、具体的にはブロックの出
力端面と入力端面の近傍部をそれぞれ質量部とし、これ
ら質量部間に振動波長の２分の１以下好ましくは４分の
１以下のピッチでスリットを形成して複数の弾性部を設
け、入力端面側の質量部に振動波長の４分の１以下の高
さで突出する突部を設けて質量分布を持たせたので、曲
げモードの寄生振動などの影響を受けず、また質量分布
を形成すればよいので簡単な構成にて容易に振幅分布を
均等にすることができる。また、突部を各弾性部に対応
させて形成すると、振幅を均等にする設計が容易とな
る。
【００５３】また、入力端面側の質量部に突部に代えて
凹部を設けて質量分布を持たせても良く、そうすると、
突部がないので曲げモードの寄生振動が生じず、また凹
部を穴加工によって形成すると加工が容易で、かつ付加
部品が必要でなく、強度上の問題もない。また、凹部
を、各弾性部に対応させて形成すると、振幅を均等にす
る設計が容易となる。
【００５４】また、ブロックの入力端面の中央部に超音
波振動源を接続し、中央部から遠ざかる程突部を大きく
し、または中央部から遠ざかる程凹部を浅くして出力端
面での振幅分布を均等にするように質量分布を持たせる
ことにより、中央部の単一の超音波振動源にてブロック
の両端まで均等な振幅分布を得ることができる。
【００５５】また、質量部の質量分布を異ならせる代わ
りに、出力端面での振幅分布を均等にするように各弾性
部のばね係数を異ならせてもよく、同様の作用・効果を
奏することができる。
【００５６】また、本発明の定着装置によれば、上記超
音波振動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出
力端面に対向するように配置された支持手段とを備え、
超音波振動工具の出力端面と支持手段間に被定着シート
を供給するようにしたので、超音波振動工具の振幅分布
が高精度に均等であるため、シートの全幅にわたって均
等に振動エネルギーを付与して定着することができ、高
品質の画像を安定的に形成することができる。
【００５７】また、超音波振動工具の出力端面に沿って
移動する中間ベルトを設け、支持手段と中間ベルト間に
被定着シートを供給するようにすると、中間ベルトにて
被定着シート上のトナーを挟持した状態で効率的に定着
することができる。
【００５８】また、上記超音波振動工具と、超音波振動
源と、超音波振動工具の出力端面に対向するように配置
されるとともに、外周部に発熱・伝熱層を有する伝熱回
動体と、伝熱回動体に対向するように配設された支持手
段とを備え、伝熱回動体と支持手段間に被定着シートを
供給するようにしても、伝熱回動体を介して上記と同様
に高品質の画像を安定的に形成することができる。
【００５９】また、本発明の加熱装置によれば、上記超
音波振動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出
力端面に対向するように配置された支持手段と、超音波
振動工具の出力端面と支持手段間に被加熱シートを供給
・排出する手段を備えているので、超音波振動工具の振
幅分布が高精度に均等であるため、被加熱シートの全幅
にわたって均等に振動エネルギーを付与して加熱するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の超音波振動工具を示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はシミュレートした振動モ
ードの説明図である。
【図２】同実施形態の変形例の超音波振動工具を示し、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。
【図３】本発明の第２の実施形態の超音波振動工具を示
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図で
ある。
【図４】本発明の第３の実施形態の超音波振動工具の斜
視図である。
【図５】同実施形態の変形例の超音波振動工具の斜視図
である。
【図６】本発明の第４の実施形態の定着装置の概略構成
を示す斜視図である。
【図７】本発明の第５の実施形態の定着装置の概略構成
を示す斜視図である。
【図８】本発明の第６の実施形態の定着装置の概略構成
を示す斜視図である。
【図９】従来例の超音波振動工具を示し、（ａ）は斜視
図、（ｂ）はシミュレートした振動モードの説明図であ
る。
【図１０】他の従来例の超音波振動工具の正面図であ
る。
【符号の説明】
１ 超音波振動工具 ２ ブロック ３ 超音波振動子 ４ 入力端面 ５ 出力端面 ６ 質量部 ７ 質量部 ８（８ａ、８ｂ、８ｃ） 弾性部 ９ スリット １０ 突部 １１ａ、１１ｂ 階段状の突部 １２ａ、１２ｂ、１２ｃ 突部形成部材 １５ 凹部 １７ 丸穴 １８ スリット １９（１９ａ、１９ｂ） 凹部 ２０ 定着器 ２１ 中間ベルト ２２ 加圧ローラ ２３ 被定着シート
フロントページの続き (72)発明者 立川 雅一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 BA25 BA26 BB18 BE00 5D107 AA02 AA14 BB01 CC04 FF03 FF07 FF09

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 略直方体状のブロックから成り、その一
    端面を出力端面としてこの出力端面に対向する入力端面
    に超音波振動源を接続して出力端面に縦波定在波を伝達
    する超音波振動工具であって、入力端面近傍に、出力端
    面での振幅分布を均等にするように質量分布を持たせた
    ことを特徴とする超音波振動工具。
  2. 【請求項２】 ブロックの出力端面と入力端面の近傍部
    をそれぞれ質量部とし、これら質量部間に振動波長の２
    分の１以下のピッチでスリットを形成して複数の弾性部
    を設け、入力端面側の質量部に振動波長の４分の１以下
    の高さで突出する突部を設けて質量分布を持たせたこと
    を特徴とする請求項１記載の超音波振動工具。
  3. 【請求項３】 突部は、各弾性部に対応させてブロック
    に一体的に突設したことを特徴とする請求項２記載の超
    音波振動工具。
  4. 【請求項４】 突部は、各弾性部に対応させてブロック
    に別体の突部形成部材を取付固定したことを特徴とする
    請求項２記載の超音波振動工具。
  5. 【請求項５】 ブロックの出力端面と入力端面の近傍部
    をそれぞれ質量部とし、これら質量部間に振動波長の２
    分の１以下のピッチでスリットを形成して複数の弾性部
    を設け、入力端面側の質量部に凹部を設けて質量分布を
    持たせたことを特徴とする請求項１記載の超音波振動工
    具。
  6. 【請求項６】 凹部は、各弾性部に対応させて形成した
    ことを特徴とする請求項５記載の超音波振動工具。
  7. 【請求項７】 ブロックの入力端面の中央部に超音波振
    動源を接続し、中央部から遠ざかる程突部を大きくし、
    または中央部から遠ざかる程凹部を浅くして出力端面で
    の振幅分布を均等にするように質量分布を持たせたこと
    を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の超音波振動
    工具。
  8. 【請求項８】 略直方体状のブロックから成り、その一
    端面を出力端面としてこの出力端面に対向する入力端面
    に超音波振動源を接続して出力端面に縦波定在波を伝達
    する超音波振動工具であって、ブロックの出力端面と入
    力端面の近傍部をそれぞれ質量部とし、これら質量部間
    に振動波長の４分の１以下のピッチでスリットを形成し
    て複数の弾性部を設け、出力端面での振幅分布を均等に
    するように各弾性部のばね係数を異ならせたことを特徴
    とする超音波振動工具。
  9. 【請求項９】 各弾性部のばね係数は、断面積の異なる
    部分を設けるとともにその長さを調整することで異なら
    せたことを特徴とする請求項８記載の超音波振動工具。
  10. 【請求項１０】 ブロックの入力端面の中央部に超音波
    振動源を接続し、中央部から遠ざかる程弾性部のばね係
    数を小さくして出力端面での振幅分布を均等にしたこと
    を特徴とする請求項８又は９記載の超音波振動工具。
  11. 【請求項１１】 請求項１〜１０の何れかに記載の超音
    波振動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出力
    端面に対向するように配置された支持手段とを備え、超
    音波振動工具の出力端面と支持手段間に被定着シートを
    供給するようにしたことを特徴とする定着装置。
  12. 【請求項１２】 超音波振動工具の出力端面に沿って移
    動する中間ベルトを設け、支持手段と中間ベルト間に被
    定着シートを供給するようにしたことを特徴とする請求
    項１１記載の定着装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１〜１０の何れかに記載の超音
    波振動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出力
    端面に対向するように配置されるとともに、外周部に発
    熱・伝熱層を有する伝熱回動体と、伝熱回動体に対向す
    るように配設された支持手段とを備え、伝熱回動体と支
    持手段間に被定着シートを供給するようにしたことを特
    徴とする定着装置。
  14. 【請求項１４】 伝熱回動体は、外周にゴム層を設けた
    定着ローラから成ることを特徴とする請求項１３記載の
    定着装置。
  15. 【請求項１５】 伝熱回動体は、外周にゴム層を設けら
    れるとともに、超音波振動工具の出力端面に対向するよ
    うに配置された支持ローラと支持手段に対向するように
    配置された加圧ローラ間に巻回した定着ベルトから成る
    ことを特徴とする請求項１３記載の定着装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１〜１０の何れかに記載の超音
    波振動工具と、超音波振動源と、超音波振動工具の出力
    端面に対向するように配置された支持手段とを備え、超
    音波振動工具の出力端面と支持手段間に被加熱シートを
    供給・排出するようにしたことを特徴とする加熱装置。
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