JP2007121542A - Fixing device and image forming apparatus having fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置と、この定着装置を備える画像形成装置に関し、詳しくは、マイク
ロ波を用いて画像媒体を溶融し、記録媒体上に定着する定着装置において、マイクロ波が
外部に漏洩することを防止するシールド部材をハウジングに設ける定着装置及び画像形成
装置の構造に関する。
The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus including the fixing device. More specifically, in a fixing device that melts an image medium using a microwave and fixes the image medium on a recording medium, the microwave leaks to the outside. The present invention relates to a structure of a fixing device and an image forming apparatus in which a shield member for preventing the above is provided in a housing.
従来、いくつかの方式の画像形成装置が提案されている。これらの画像形成装置として
は、画像媒体上に画像形成物質を堆積、定着させることにより画像を形成するものがある
。このような画像形成装置は、定着装置を備えている。定着装置としては、定着ローラ(
接触要素)と加圧ローラ(圧力ローラ)とを備え、定着ローラ内に配設される加熱デバイ
スとしてのハロゲン電球によって画像生成物質としてのトナーを溶融し、記録媒体(シー
ト媒体)に定着ローラと加圧ローラによって記録媒体を加圧し、トナーを定着するという
定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, several types of image forming apparatuses have been proposed. Some of these image forming apparatuses form an image by depositing and fixing an image forming substance on an image medium. Such an image forming apparatus includes a fixing device. As a fixing device, a fixing roller (
Contact element) and a pressure roller (pressure roller), and a toner bulb as a heating device disposed in the fixing roller melts toner as an image forming substance, and a recording medium (sheet medium) with a fixing roller A fixing device is known in which a recording medium is pressed by a pressure roller to fix toner (for example, see Patent Document 1).
このような特許文献1では、加熱デバイスとしてハロゲン電球を用い、定着ローラを直
接または間接的に加熱し、トナーを溶融している。このような加熱方法では、ハロゲン電
球の熱を空気を熱伝導体として定着ローラを加熱、昇温するため、熱のロスが生じるとと
もに、急速過熱ができないというような課題を有している。
In
また、ハロゲン電球は、定着ローラ加熱に必要なエネルギーを得るためには、一般的に
1kW程度の電力が必要とされ、低消費電力化は困難とされている。
Further, in order to obtain energy necessary for heating the fixing roller, the halogen bulb generally requires about 1 kW of power, and it is difficult to reduce power consumption.
そこで、定着装置に、加熱デバイスとして固体発振器を備え、固体発振器を発振してマ
イクロ波を形成し、このマイクロ波を用いて画像形成物質を記録媒体上で溶融した後、定
着する方法が考えられる。しかしながら、マイクロ波は、誘電体である人体に吸収し易い
ため、人体に影響を与えることが推測できる。従って、このような定着装置あるいは、こ
の定着装置を備える画像形成装置にマイクロ波を外部に漏洩させないシールド構造が求め
られる。
In view of this, it is conceivable to include a solid-state oscillator as a heating device in the fixing device, form a microwave by oscillating the solid-state oscillator, and fuse the image-forming substance on the recording medium using the microwave, and then fix it. . However, since microwaves are easily absorbed by the human body, which is a dielectric, it can be assumed that the microwaves will be affected. Accordingly, a shield structure that does not allow microwaves to leak to the outside is required for such a fixing device or an image forming apparatus including the fixing device.
本発明の目的は、前述した課題を解決することを要旨とし、記録媒体への画像形成物質
の定着に係る低消費電力化を実現し、マイクロ波の外部漏洩を防止し、安全性を確保する
定着装置、及びこの定着装置を備える画像形成装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, achieve low power consumption related to fixing of an image forming substance on a recording medium, prevent external leakage of microwaves, and ensure safety. A fixing device and an image forming apparatus including the fixing device are provided.
本発明の定着装置は、固体発振器と、該固体発振器を発振してマイクロ波を形成し、マ
イクロ波を被加熱対象物に照射するアンテナと、を含むマイクロ波発振ユニットと、前記
マイクロ波発振ユニットにより形成されたマイクロ波を用いて溶融された画像形成物質を
記録媒体上に定着する定着ユニットと、前記アンテナと前記定着ユニットとを覆う定着装
置ハウジングと、を備え、マイクロ波が前記定着装置ハウジングの外部に漏洩することを
抑制するシールド部材が、前記定着装置ハウジングに設けられていることを特徴とする。
The fixing device of the present invention includes a solid-state oscillator, a microwave oscillation unit that oscillates the solid-state oscillator to form a microwave, and irradiates the object to be heated with the microwave, and the microwave oscillation unit A fixing unit that fixes an image forming material melted by using a microwave formed on the recording medium; and a fixing device housing that covers the antenna and the fixing unit. The fixing device housing is provided with a shield member that suppresses leakage to the outside of the fixing device housing.
この発明によれば、マイクロ波を被加熱対象物に照射することによって、誘電体である
被加熱対象物の分子を振動させて自己発熱する。従って、被加熱対象物としての画像形成
物質をマイクロ波で直接または間接的に加熱するため、従来のハロゲン電球を用いる構造
に比べ、加熱立ち上がりスピードを格段に高めることができ、消費電力を大幅に低減する
ことができる。
According to the present invention, by irradiating the object to be heated with microwaves, the molecules of the object to be heated which are dielectrics are vibrated to generate heat. Therefore, since the image forming substance as the object to be heated is directly or indirectly heated by the microwave, the heating start-up speed can be remarkably increased compared with the structure using the conventional halogen bulb, and the power consumption is greatly increased. Can be reduced.
また、マイクロ波を発振する発振ユニット及び定着ユニットを覆う定着装置ハウジング
にシールド部材を設けることにより、マイクロ波が外部に漏洩し、人体、あるいは他の電
子機器に影響を与えることを防止することができる。
Also, by providing a shield member in the fixing device housing that covers the oscillation unit and the fixing unit that oscillates microwaves, it is possible to prevent microwaves from leaking to the outside and affecting the human body or other electronic devices. it can.
また、前記シールド部材が、前記定着装置ハウジングの表面に形成される金属膜または
金属メッシュであることが好ましい。
ここで、金属膜としては、例えば、金属メッキで形成することができ、金属膜及び金属
メッシュの材質としては、例えば、Ni、Sn、Cr、Al、Cu、Au及びこれらの合
金を採用することができる。
The shield member is preferably a metal film or a metal mesh formed on the surface of the fixing device housing.
Here, the metal film can be formed by, for example, metal plating, and the material of the metal film and the metal mesh is, for example, Ni, Sn, Cr, Al, Cu, Au, and alloys thereof. Can do.
このように、定着装置ハウジングの表面にシールド部材として金属膜や金属メッシュを
設けることにより、定着装置ハウジングを大型化せずに、あるいは、製造コストの増加を
抑えながら、定着装置ハウジングの外部にマイクロ波が漏洩することを抑制することがで
きる。
In this way, by providing a metal film or a metal mesh as a shield member on the surface of the fixing device housing, the fixing device housing can be micro-sized outside the fixing device housing without increasing the size of the fixing device housing or suppressing an increase in manufacturing cost. It can suppress that a wave leaks.
また、本発明では、前記金属膜または金属メッシュの厚さをT1、マイクロ波の周波数
をf、前記金属膜及び金属メッシュの比導電率をσrとしたとき、前記金属膜及び金属メ
ッシュの厚さT1が、T1≧2.09/(f・σr)1/2で表されることが望ましい。
Further, in the present invention, when the thickness of the metal film or the metal mesh is T1, the frequency of the microwave is f, and the specific conductivity of the metal film and the metal mesh is σ r , the thickness of the metal film and the metal mesh The length T1 is preferably expressed by T1 ≧ 2.09 / (f · σ r ) 1/2 .
金属膜、金属メッシュの厚さT1を、上述の式で表される値に設定することにより、マ
イクロ波が金属膜、金属メッシュを透過し、外部に漏洩することを抑制することができる
。厚さT1の値を上述の式で表される適切な厚さに設定することで、むやみに金属膜、金
属メッシュの厚さを増加しなくても、マイクロ波の漏洩を抑制することができる。
By setting the thickness T1 of the metal film and the metal mesh to the value represented by the above-described formula, it is possible to suppress the microwave from passing through the metal film and the metal mesh and leaking to the outside. By setting the value of the thickness T1 to an appropriate thickness expressed by the above formula, leakage of microwaves can be suppressed without increasing the thickness of the metal film or metal mesh. .
また、前記金属メッシュの開口部直径が、マイクロ波の波長をλとしたとき、λ/8以
下であることが望ましい。
このようにすれば、金属メッシュの開口部からマイクロ波の透過を抑制することができ
る。
The diameter of the opening of the metal mesh is preferably λ / 8 or less when the wavelength of the microwave is λ.
If it does in this way, permeation | transmission of a microwave can be suppressed from the opening part of a metal mesh.
また、前記定着装置ハウジングが、シールド部材としての金属板または金属メッシュを
基材とし、この基材に樹脂を含浸し形成していることが好ましい。
Further, it is preferable that the fixing device housing has a metal plate or a metal mesh as a shield member as a base material, and the base material is impregnated with a resin.
このようにすれば、定着装置ハウジングの表面に金属膜、金属メッシュを設けた場合と
同様な効果を得ることができる。さらに、定着装置ハウジングの外観が樹脂成形によるも
のと差異がない良好なものを提供できる他、表面に露出するものがないため、取り扱いが
容易になるという効果もある。
なお、この際、金属板の材質及び厚さ、金属メッシュの厚さ及び開口部直径は、前述し
た金属膜及び金属メッシュと同様に設定されることが望ましい。
In this way, the same effect as when the metal film and the metal mesh are provided on the surface of the fixing device housing can be obtained. In addition, the fixing device housing can be provided with a good appearance that is not different from that of resin molding, and has no effect of being exposed on the surface.
At this time, it is desirable that the material and thickness of the metal plate, the thickness of the metal mesh, and the diameter of the opening are set in the same manner as the above-described metal film and metal mesh.
また、前記シールド部材が、マイクロ波を減衰または吸収するシールド層によって、前
記定着装置ハウジングのほぼ全周にわたって形成されていることが好ましい。
ここで、シールド層としては、例えば、誘電体損失が大きい材質が選択される。
Further, it is preferable that the shield member is formed over substantially the entire circumference of the fixing device housing by a shield layer that attenuates or absorbs microwaves.
Here, as the shield layer, for example, a material having a large dielectric loss is selected.
このように、マイクロ波を吸収するシールド層を、定着装置ハウジングのほぼ全周にわ
たって形成しているので、マイクロ波がシールド層によって吸収または減衰され、外部に
マイクロ波が漏洩することを抑制することができる。
As described above, since the shielding layer that absorbs the microwave is formed over almost the entire circumference of the fixing device housing, the microwave is absorbed or attenuated by the shielding layer, and the leakage of the microwave to the outside is suppressed. Can do.
また、前記シールド層が、水層または吸水性を有するゲル層であることが望ましい。
ここで、水層、ゲル層は、例えば、容器や包袋等に収容して、定着装置ハウジングの周
囲を覆う構造を採用できる。
水は、誘電体損失が大きく、マイクロ波を吸収、減衰することができる。従って、吸水
性を有するゲル層も水を含んでいるため誘電体損失が大きく、マイクロ波を吸収、減衰す
る。
The shield layer is preferably a water layer or a gel layer having water absorption.
Here, the water layer and the gel layer can be accommodated in, for example, a container, a wrapping bag, or the like to cover the periphery of the fixing device housing.
Water has a large dielectric loss and can absorb and attenuate microwaves. Therefore, since the gel layer having water absorption also contains water, the dielectric loss is large and the microwave is absorbed and attenuated.
また、前記シールド層が、定着装置ハウジングに設けられる記録媒体供給口の内側の記
録媒体直近に延在されていることが望ましい。
Further, it is desirable that the shield layer extends in the vicinity of the recording medium inside the recording medium supply port provided in the fixing device housing.
水層やゲル層は、誘電体損失が大きいため、分子摩擦によって熱エネルギーに変換され
る。このことから、水層やゲル層を記録媒体供給口の内側の記録媒体直近にまで延在する
ことにより、発熱した水層やゲル層が記録媒体を加熱する。従って、定着ユニットまで記
録媒体が達するまでの間で、記録媒体を予備加熱することができることから、画像形成物
質の補助的加熱を行うことができ、マイクロ波による画像形成物質の昇温速度を高めるこ
とができる。
Since the water layer and the gel layer have a large dielectric loss, they are converted into thermal energy by molecular friction. For this reason, the water layer or gel layer that has generated heat heats the recording medium by extending the water layer or gel layer to the vicinity of the recording medium inside the recording medium supply port. Therefore, since the recording medium can be preheated until the recording medium reaches the fixing unit, auxiliary heating of the image forming substance can be performed, and the temperature rising rate of the image forming substance by microwave is increased. be able to.
また、上述のシールド層を用いる構造において、前記シールド層の厚さをT2、マイク
ロ波の周波数をf、前記シールド層の比誘電率をεr、誘電正接をtanδとしたときに
、前記シールド層の厚さT2が、T2≧2(3.32×107/f・εr1/2・tanδ)
で表されることが望ましい。
In the above-described structure using the shield layer, when the thickness of the shield layer is T2, the microwave frequency is f, the relative permittivity of the shield layer is ε r , and the dielectric loss tangent is tan δ, the shield layer Thickness T2 is T2 ≧ 2 (3.32 × 10 7 / f · εr 1/2 · tan δ)
It is desirable that
このように、シールド層の厚さを設定することにより、適正な厚さで、効率的にマイク
ロ波を吸収することができる。
In this way, by setting the thickness of the shield layer, it is possible to efficiently absorb microwaves with an appropriate thickness.
また、前記定着装置ハウジングに設けられる記録媒体供給口及び記録媒体排出口それぞ
れに、前記記録媒体を挟んで一対の金属導体がさらに配設されていることが好ましい。
Further, it is preferable that a pair of metal conductors is further disposed at each of the recording medium supply port and the recording medium discharge port provided in the fixing device housing with the recording medium interposed therebetween.
前述したように、定着装置ハウジングに金属膜、金属メッシュ等のシールド部材、ある
いは水層等のシールド層を設けることで、定着装置ハウジングの壁面からのマイクロ波の
漏洩を抑制することができるが、記録媒体が入出する記録媒体供給口及び記録媒体排出口
は開口しており、この開口部からマイクロ波が漏洩することが考えられる。従って、これ
ら記録媒体供給口及び記録媒体排出口にも、シールド部材としての金属導体を配設するこ
とで、マイクロ波の漏洩をさらに抑制することができる。
As described above, by providing a shielding member such as a metal film, a metal mesh, or a water layer in the fixing device housing, leakage of microwaves from the wall surface of the fixing device housing can be suppressed. A recording medium supply port and a recording medium discharge port through which the recording medium enters and exits are open, and it is conceivable that microwaves leak from the opening. Therefore, the leakage of microwaves can be further suppressed by providing a metal conductor as a shield member at the recording medium supply port and the recording medium discharge port.
また、前記金属導体が、ワイヤブラシ状に形成されていることが望ましい。
詳しくは、後述するが、金属導体は、記録媒体を挟んで一対ずつ設けられる。ここで、
この一対の金属導体の間の間隙は小さいものとなり、金属導体が記録媒体に接触すること
が考えられ、記録媒体の搬送に支障がでることが予測されるが、金属導体をワイヤブラシ
状にすることで、マイクロ波の漏洩を抑制するとともに、たとえワイヤブラシが記録媒体
に接触したとしても、接触抵抗を減じ、記録媒体の搬送に支障がないという効果がある。
The metal conductor is preferably formed in a wire brush shape.
As will be described in detail later, a pair of metal conductors are provided with a recording medium interposed therebetween. here,
The gap between the pair of metal conductors is small, and the metal conductor may come into contact with the recording medium, and it is predicted that the recording medium will be transported. However, the metal conductor is formed into a wire brush shape. As a result, the leakage of the microwave is suppressed, and even if the wire brush comes into contact with the recording medium, the contact resistance is reduced and there is no problem in conveying the recording medium.
さらに、前記金属導体の厚さをT3、マイクロ波の周波数をf、前記金属導体の比導電
率をσrとしたとき、前記金属導体の厚さT3が、T3≧2.09/(f・σr)1/2で表
されることが望ましい。
Furthermore, when the thickness of the metal conductor is T3, the frequency of the microwave is f, and the specific conductivity of the metal conductor is σ r , the thickness T3 of the metal conductor is T3 ≧ 2.09 / (f · (σ r ) 1/2 is desirable.
このようにすれば、記録媒体供給口及び記録媒体排出口に配設される金属導体からマイ
クロ波が漏洩することを抑制することができる。
In this way, it is possible to suppress leakage of microwaves from the metal conductors disposed at the recording medium supply port and the recording medium discharge port.
また、前記一対の金属導体の間の間隙Dが、マイクロ波の波長をλとしたとき、λ/8
以下であることが望ましい。
このように一対の金属導体の間の間隙を設定することで、この間隙からのマイクロ波の
漏洩を抑制することができ、前述したように金属導体の厚さを設定することと合わせて、
開口部からのマイクロ波の漏洩をより確実に抑制することができる。
Further, the gap D between the pair of metal conductors is λ / 8 where λ is the wavelength of the microwave.
The following is desirable.
By setting the gap between the pair of metal conductors in this way, it is possible to suppress leakage of microwaves from the gap, and in combination with setting the thickness of the metal conductor as described above,
Microwave leakage from the opening can be more reliably suppressed.
また、前記固体発振器が、弾性表面波(SAW)発振器であることが好ましい。
ここで、弾性表面波素子としては、例えば、高周波に好適なダイヤモンドSAWを採用
することができる。
The solid-state oscillator is preferably a surface acoustic wave (SAW) oscillator.
Here, as the surface acoustic wave element, for example, diamond SAW suitable for high frequency can be adopted.
このように、マイクロ波を発振する固体発振器として弾性表面波発振器を用いることに
より小型化でき、定着ユニット近傍にマイクロ波発振ユニットを配設することができるこ
とから、定着装置のサイズを従来構造に対して大きくしなくても実現することができる。
As described above, the surface acoustic wave oscillator can be miniaturized as a solid state oscillator that oscillates the microwave, and the microwave oscillation unit can be disposed in the vicinity of the fixing unit. This can be achieved without increasing the size.
また、弾性表面波発振器は、発振の立ち上がりが急峻という特徴を有しており、被加熱
対象物の自己発熱による昇温プロセスのため、熱源としてハロゲン電球を用いる従来技術
に比べ、消費電力を格段に低減することができる他、消耗部材がないため、長期間にわた
って使用することができる。
In addition, the surface acoustic wave oscillator has a feature that the rise of oscillation is steep, and because of the temperature rising process due to the self-heating of the object to be heated, the power consumption is significantly higher than that of the conventional technology using a halogen bulb as a heat source. In addition, since there is no consumable member, it can be used for a long period of time.
また、本発明の画像形成装置は、記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置と、光による画
像を形成する露光装置と、前記露光装置によって形成された画像を記録媒体上に形成する
現像装置と、前述したシールド部材を有する定着装置と、これらを覆う外装ハウジングと
、が備えられ、前記外装ハウジングに、マイクロ波が前記外装ハウジングの外部に漏洩す
ることを抑制するシールド部材が設けられていることを特徴とする。
The image forming apparatus of the present invention includes a recording medium conveying apparatus that conveys a recording medium, an exposure apparatus that forms an image by light, a developing apparatus that forms an image formed by the exposure apparatus on the recording medium, The fixing device having the shield member described above and an exterior housing covering them are provided, and the exterior housing is provided with a shield member that suppresses leakage of microwaves to the outside of the exterior housing. Features.
ここで、外装ハウジングに設けられるシールド部材としては、前述した定着装置に設け
られるシールド部材と同様な構造を採用することができる。
Here, as the shield member provided in the exterior housing, the same structure as the shield member provided in the fixing device described above can be employed.
この発明によれば、定着装置にシールド部材を設けることに加えて、定着装置を内蔵す
る画像形成装置の外装ハウジングにもシールド部材を設けている。従って、定着装置にシ
ールド部材を設けることによって得られる効果と、外装ハウジングにシールド部材を設け
ることによって得られる効果と合わせて、二重のシールド構造を設けることになるため、
より一層、マイクロ波の外部への漏洩を抑制し、人体への影響、他の電子機器への影響を
防止することができる。
According to the present invention, in addition to providing the shield member in the fixing device, the shield member is also provided in the exterior housing of the image forming apparatus incorporating the fixing device. Therefore, a double shield structure is provided in combination with the effect obtained by providing the shield member in the fixing device and the effect obtained by providing the shield member in the exterior housing.
Further, the leakage of microwaves to the outside can be suppressed, and the influence on the human body and other electronic devices can be prevented.
また、本発明の画像形成装置には、前記外装ハウジングに設けられる開閉蓋にインター
ロックスイッチが設けられ、前記開閉蓋を開放した際に、インターロックスイッチがON
し、インターロックが係り、マイクロ波の照射が停止されることが好ましい。
In the image forming apparatus of the present invention, an interlock switch is provided on the opening / closing lid provided on the exterior housing, and the interlock switch is turned on when the opening / closing lid is opened.
However, it is preferable that the interlock is involved and the microwave irradiation is stopped.
画像形成装置には、メンテナンス等のために、外装ハウジングに開閉蓋が設けられてい
る。従って、画像形成装置を使用している際に、開閉蓋を開放したときには、インターロ
ックが係り、マイクロ波の被加熱対象物への照射を停止するため、開閉蓋の開口部からマ
イクロ波が漏洩することを防止することができ、安全性を高める。
In the image forming apparatus, an open / close lid is provided on the exterior housing for maintenance and the like. Therefore, when using the image forming apparatus, when the open / close lid is opened, the interlock is engaged, and microwaves leak from the opening of the open / close lid to stop the microwave irradiation to the object to be heated. Can prevent and enhance safety.
また、マイクロ波発生部としての固体発振器が弾性表面波素子である場合、発振の立ち
上がり、立ち下がりが急峻であるため、開閉蓋を開放した瞬間にマイクロ波の照射が停止
するため、より安全性を高めることができる。さらに、開閉蓋を閉じたときにはインター
ロックが解除され、直ちにマイクロ波の照射を開始できるので、ウオーミングアップ時間
を必要としない。
Also, when the solid state oscillator as the microwave generator is a surface acoustic wave element, the rise and fall of the oscillation is steep, so the microwave irradiation stops at the moment when the open / close lid is opened, so it is safer Can be increased. Furthermore, when the open / close lid is closed, the interlock is released and microwave irradiation can be started immediately, so that no warm-up time is required.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図6は本発明の実施形態1の画像形成装置及び定着装置を示し、図7,8は実施
形態2、図9〜図11は実施形態3を示している。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6 show an image forming apparatus and a fixing apparatus according to
(Embodiment 1)
画像形成装置としては、電子写真法を用いる複写機、ファクシミリ、インクジェットプ
リンタ等があるが、本実施形態では、トナーを記録用紙に定着して画像を形成するレーザ
プリンタを例示して説明する。
まず、本発明の実施形態1に係る画像形成装置の概略構造について図面を参照して説明
する。
Examples of the image forming apparatus include a copying machine using an electrophotographic method, a facsimile machine, an ink jet printer, and the like. In this embodiment, a laser printer that fixes toner on a recording sheet to form an image will be described as an example.
First, a schematic structure of an image forming apparatus according to
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図である。図1に
おいて、画像形成装置1の外装ハウジング2内には、感光体ドラムからなる像担持体3が
配設され、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この像担持体3
の周囲には、その回転方向に沿って、像担持体3を一様に帯電するための帯電装置4、像
担持体3上に静電潜像を形成するための露光装置5、静電潜像を現像するための現像装置
としてのロータリー現像装置6、像担持体3上に形成された単色の画像形成物質としての
トナー像を一次転写するための中間転写装置7が配設されている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, an image carrier 3 made up of a photosensitive drum is disposed in an
The charging device 4 for uniformly charging the image carrier 3 along the rotation direction, the
ロータリー現像装置6は、イエロー用現像装置6Y、マゼンタ用現像装置6M、シアン
用現像装置6Cおよびブラック用現像装置6Kが支持フレーム8に装着され、支持フレー
ム8は図示しない駆動モータにより回転駆動される構成になっている。これらの複数の現
像装置6Y,6C,6M,6Kは、像担持体3の1回転毎に選択的に一つの現像装置の現
像ローラ6aが像担持体3に対向するように回転移動するようにされている。なお、各現
像装置6Y,6C,6M,6Kには各色のトナーが収納されたトナー収納部が形成されて
いる。
In the
中間転写装置7は、駆動ローラ9及び従動ローラ10と、両ローラにより図示矢印方向
に駆動される中間転写ベルト11と、中間転写ベルト11の裏面で像担持体3に対向して
配設された一次転写ローラ12と、中間転写ベルト11上の残留トナーを除去する転写ベ
ルトクリーナ13と、駆動ローラ9に対向して配設され、中間転写ベルト11に形成され
た4色フルカラー像を記録媒体としての記録用紙上に転写するための二次転写ローラ14
とから構成されている。
The
It consists of and.
画像形成装置1の底部には給紙カセット15が配設され、給紙カセット15内の記録用
紙は、ピックアップローラ16、記録用紙搬送路17、二次転写ローラ14、定着装置1
9を経て排紙トレイ20に搬送されるように構成されている。なお、記録用紙搬送路17
から分岐して両面印刷用搬送路23が設けられている。これら給紙カセット15、ピック
アップローラ16、記録用紙搬送路17、二次転写ローラ14、両面印刷用搬送路23を
記録媒体搬送装置と称する。
A
9 is conveyed to the
A double-sided
上記構成からなる画像形成装置1の作用について説明する。図示しないコンピュータか
らの画像形成信号が入力されると、像担持体3、ロータリー現像装置6の現像ローラ6a
及び中間転写ベルト11が回転駆動し、先ず、像担持体3の外周面が帯電装置4によって
一様に帯電され、一様に帯電された像担持体3の外周面に、露光装置5によって第1色目
(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形
成される。
The operation of the
The
像担持体3上に形成された潜像位置には、イエロー用現像装置6Yが回動してその現像
ローラ6aが当接し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が像担持体3上に形成
され、次に、像担持体3上に形成されたトナー像は一次転写ローラ12により中間転写ベ
ルト11上に転写される。このとき、二次転写ローラ14は中間転写ベルト11から離間
されている。
At the position of the latent image formed on the image carrier 3, the yellow developing
上記の処理が画像形成信号の第2色目、第3色目、第4色目に対応して、像担持体3と
中間転写ベルト11の1回転による潜像形成、現像、転写が繰り返され、画像形成信号の
内容に応じた4色のトナー像が中間転写ベルト11上において重ねられて転写される。そ
して、このフルカラー画像が二次転写ローラ14に達するタイミングで、記録媒体が記録
用紙搬送路17から二次転写ローラ14に供給され、このとき、二次転写ローラ14が中
間転写ベルト11に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト11上
のフルカラートナー像が記録媒体上に転写される。そして、この記録媒体上に転写された
トナー像は定着装置19により加熱、加圧され定着される。中間転写ベルト11上に残留
しているトナーは転写ベルトクリーナ13によって除去される。
In accordance with the second color, the third color, and the fourth color of the image formation signal, the above processing is repeated to form a latent image, develop, and transfer by one rotation of the image carrier 3 and the
なお、両面プリントの場合には、定着装置19を出た記録媒体は、その後端が先端とな
るようにスイッチバックされ、両面印刷用搬送路23を経て、二次転写ローラ14に供給
され、中間転写ベルト11上のフルカラートナー像が記録媒体上に転写され、再び定着装
置19により加熱加圧され定着される。
In the case of double-sided printing, the recording medium exiting the fixing
これら画像形成装置1を収容する外装ハウジング2には、開閉蓋102が設けられてい
る。この開閉蓋102は、メンテナンスの際に開放される(開閉蓋102aで示す)。こ
の開閉蓋102の端部または外装ハウジング2の開口部端部には、インターロックスイッ
チ105が配設されている。ここで、開閉蓋102を開放すると、インターロックスイッ
チがONされ、インターロックが係る。
An open /
インターロックは、画像形成装置1全体の電源をOFF、あるいは、後述するマイクロ
波発振ユニット60の電源をOFFすることでなし得る。そして、マイクロ波の形成、マ
イクロ波の照射が停止される。
本発明では、マイクロ波の形成は、固体発振器として弾性表面波発振器61(図4、参
照)を採用しているため、電源供給をOFFすることで、弾性表面波発振器61が即停止
し、開閉蓋102を閉じてインターロックを解除すると、電源供給がONされ、弾性表面
波発振器61が即立ち上がりマイクロ波を形成、照射の開始が可能となる。
Interlocking can be performed by turning off the power supply of the entire
In the present invention, since the formation of the microwave employs the surface acoustic wave oscillator 61 (see FIG. 4) as a solid state oscillator, the surface
続いて、本発明の要旨の一つである定着装置について図面を参照して説明する。
図2は、画像形成装置1に用いられている定着装置19の一部破断面を示す斜視図であ
る。図1も参照する。図2において、定着装置19は、定着装置ハウジング24内にマイ
クロ波発振ユニット60の構成要素としてのアンテナ63とマイクロ波の反射板とを内蔵
する定着ユニット18(共に、図3,4参照)を備えて構成されている。
Next, a fixing device that is one of the gist of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a perspective view showing a partially broken surface of the fixing
定着ユニット18は、基本構成として定着ローラ40と加圧ローラ50とから構成され
、定着装置ハウジング24内に定着ローラ40が回動自在に装着されている。定着ローラ
40の一端には駆動ギヤ(図示せず)が連結されている。そして、定着ローラ40に対向
して加圧ローラ50が回動自在に装着されている。加圧ローラ50の軸方向長さは定着ロ
ーラ40のそれよりも短く、その空いたスペースに軸受25が設けられ、加圧ローラ50
の両端は軸受25により支持されている。軸受25には加圧レバー26が回動可能に設け
られ、加圧レバー26の一端と定着装置ハウジング24との間には加圧スプリング27が
配設され、これにより加圧ローラ50と定着ローラ40が加圧されるように構成されてい
る。
The fixing
Both ends are supported by
定着装置ハウジング24の両側面には、支持軸29,30が設けられており、この支持
軸29,30にそれぞれ定着ローラ40側の剥離部材31と加圧ローラ50側の剥離部材
32が回動自在に装着されている。これにより、定着ローラ40と加圧ローラ50の軸方
向で記録媒体搬送方向下流側に剥離部材31,32が配設されることになる。
次に、定着ユニット18の構造について図面を参照してさらに詳しく説明する。
図3は、定着ユニット18の概略構造を示す構造図である。図3において、定着ローラ
40は、内部にマイクロ波を照射するアンテナ63と、マイクロ波を被加熱対象物の所定
位置に集中照射するための反射板70を内蔵するガラスからなる筒体41と、筒体41の
外周に設けられたシリコンゴム等からなる弾性層42と、弾性層42の表面に被覆された
フッ素ゴム、フッ素樹脂(例えばパーテトラフロロエチレン(PTFE))よりなる表層
43と、筒体41に固定された回転軸(図示せず)とから構成されている。
Next, the structure of the fixing
FIG. 3 is a structural diagram showing a schematic structure of the fixing
筒体41の回転軸(定着ローラ40の回転軸と同じ)には、図示しないが、筒体41の
内外を連通する貫通孔が設けられ、アイソレータ64(図4、参照)とアンテナ63とを
連通するリードが貫通孔に挿通されている。従って、定着ローラ40が回転してもアンテ
ナ63と反射板70は回転せず、マイクロ波を一定の位置に照射するよう構成されている
。
Although not shown in the drawing, the through-hole communicating with the inside and outside of the
加圧ローラ50は、金属製の筒体51と、筒体51に固定された回転軸(図示せず)と
、回転軸を軸支持する軸受25(図2、参照)と、定着ローラ40と同様に、筒体51の
外周に設けられた弾性層52と、弾性層52の表面に被覆されたフッ素ゴム、フッ素樹脂
よりなる表層53とから構成されている。定着ローラ40の弾性層42の厚みは、加圧ロ
ーラ50の弾性層52の厚みより極端に小さくし、これにより加圧ローラ50側が凹状に
へこむようなニップ部Nが形成されている。
The
定着ローラ40に形成される表層43と、加圧ローラ50に形成される表層53とは、
記録媒体としての記録用紙100が、それぞれのローラ表面から剥離しやすくするために
設けられている。
The
A
次に、画像形成物質としてのトナー101を記録媒体としての記録用紙100に定着さ
せる作用について説明する。記録用紙100の表面には、前の工程においてトナー101
が堆積されて、記録用紙搬送路17から矢印P方向に搬送され、定着ローラ40と加圧ロ
ーラ50との近傍にトナー101の堆積部が達したとき、アンテナ63からマイクロ波を
照射する。マイクロ波は、反射板70によって反射され、トナー101の所定範囲に集中
照射される。そこで、トナー101の分子が振動して自己発熱して溶融する。
Next, the operation of fixing the
Is accumulated from the recording
トナー101が溶融された状態で、記録用紙100が定着ローラ40及び加圧ローラ5
0との間に達すると、定着ローラ40と加圧ローラ50とは、それぞれ矢印R方向に回転
しているので、記録用紙100は、ニップ部Nを通過する間に加圧され、トナー101が
記録用紙100に定着される。
In a state where the
When the temperature reaches 0, the fixing
なお、本実施形態では、アンテナ63及び反射板70は、定着ローラ40内に配設され
ているが、加圧ローラ50内部に配設しても、両方に配設してもよい。加圧ローラ50内
に配設する場合には、筒体51は、ガラスで形成される。
また、アンテナ63及び反射板70は、定着ローラ40の外部に配設することもできる
。この際、アンテナ63は、トナー101が通過する近傍に配設し、トナー101が溶融
した状態で加圧可能な定着ローラ40と加圧ローラ50との距離を有している。
In this embodiment, the
Further, the
続いて、マイクロ波発振ユニットについて図面を参照して説明する。
図4は、本発明の実施形態1に係るマイクロ波発振ユニットの概略構成を示すブロック
図である。図4において、マイクロ波発振ユニット60は、マイクロ波帯の高周波を生成
する固体発振器としての弾性表面波発振器61、弾性表面波発振器61にて生成された高
周波を増幅する増幅器62およびマイクロ波が照射される対象物からの反射波を阻止する
アイソレータ64が設けられている。
Next, the microwave oscillation unit will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the microwave oscillation unit according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, a
弾性表面波発振器61は、マイクロ波による加熱用途に使用される2.45GHz帯の
周波数を発生することができる。
なお弾性表面波(SAW)発振器としては、圧電セラミックス材料を発振器に使った誘
電体発振器や、水晶の単結晶や薄膜のAlN、ZnOなどの圧電材料を使った発振器など
を用いることができるが、マイクロ波を生成するものとしては、ダイヤモンドSAWが好
適である。ダイヤモンドSAWは、基板の表面にダイヤモンド薄膜を形成し、その表面に
IDT(Interdigital Transducer)を形成したものである(図
は省略する)。
The surface
As the surface acoustic wave (SAW) oscillator, a dielectric oscillator using a piezoelectric ceramic material as an oscillator, an oscillator using a piezoelectric material such as a single crystal of crystal or a thin film of AlN, ZnO, or the like can be used. Diamond SAW is suitable for generating microwaves. Diamond SAW is obtained by forming a diamond thin film on the surface of a substrate and forming IDT (Interdigital Transducer) on the surface (not shown).
また、増幅器62は、弾性表面波発振器61により生成されたマイクロ波を水分子が振
動する高周波出力レベルまで増幅する。増幅器62の後段にはアイソレータ64が接続さ
れ、アイソレータ64はアンテナ63に接続されている。アンテナ63に送出されたマイ
クロ波は、アンテナ63から照射され、反射板70によって被加熱対象物の所定位置に集
中照射される。
The
なお、弾性表面波発振器61により生成されたマイクロ波は、増幅器62によって効率
よく増幅され、トナー101を溶融するために必要な電力は100W程度で可能であるこ
とが実験によって確認されている。マイクロ波の照射は、トナー101に直接照射しても
、筒体41(弾性層42も含む)に照射して加熱し、間接的にトナー101を溶融するよ
うにすることもできる。
Note that the microwave generated by the surface
定着装置19は、前述した定着ユニット18を定着装置ハウジング24の内部に収容さ
れている。
図5は、本実施形態の定着装置19を示す構造図である。図5において、定着装置ハウ
ジング24は、定着ローラ40と加圧ローラ50とを覆うように樹脂成形されている。こ
こで、定着装置ハウジング24には、記録用紙100を供給する記録媒体供給口としての
給紙口24aと、記録媒体排出口としての排紙口24bが開口されている。定着装置ハウ
ジング24の内面には、定着ユニット18を覆うようにシールド部材としての金属膜33
が形成されている。金属膜33は、Ni、Sn、Cr、Al、Cu、Auまたはこれらの
合金をメッキ法により形成する。
In the fixing
FIG. 5 is a structural diagram showing the fixing
Is formed. The
この金属膜33の厚さT1は、マイクロ波の周波数をf(GHz)、Cuに対する比導
電率をσrとしたとき、T1≧2.09/(f・σr)1/2で表される範囲に設定される。
仮に、マイクロ波の周波数を2.45GHz、金属膜33の材質としてCuを用いた場合
、金属膜33の厚さは、1.33μmである。
The thickness T1 of the
If the microwave frequency is 2.45 GHz and Cu is used as the material of the
なお、金属メッキによって形成される金属膜の他に、シールド部材として金属メッシュ
を採用することができる(図示は省略)。金属メッシュの厚さも上述した金属膜33と同
じ条件で設定される。また、金属メッシュには開口部が設けられるが、この開口部の直径
は、マイクロ波の波長をλとしたとき、λ/8以下に設定される。
In addition to the metal film formed by metal plating, a metal mesh can be employed as a shield member (not shown). The thickness of the metal mesh is also set under the same conditions as the
このように、金属膜33及び金属メッシュの厚さ、金属メッシュの開口部の直径を上述
した条件の範囲に設定することで、マイクロ波が定着装置ハウジング24の外部に漏洩す
ることを抑制する。
As described above, by setting the thickness of the
また、金属膜33または金属メッシュを定着装置ハウジング24の表面に形成する構造
の他に、図示しないが、金属板または金属メッシュを基材として、樹脂を含浸させて定着
装置ハウジング24を形成する構造や、金属板または金属メッシュを基材として樹脂によ
るアウトサート成形する構造を採用することができる。
In addition to the structure in which the
このような構造を採用する場合においても、金属板及び金属メッシュの厚さ及びメッシ
ュの開口部の大きさは、上述した条件に設定されるため、定着装置ハウジング24の表面
に形成した場合と同等のマイクロ波の漏洩抑制効果を有する。
Even in the case of adopting such a structure, the thickness of the metal plate and the metal mesh and the size of the opening of the mesh are set to the above-described conditions, and thus are equivalent to those formed on the surface of the fixing
なお、本実施形態では、外装ハウジング2の内周面にも金属膜(図示せず)を設けてい
る。この金属膜は、前述した定着装置ハウジング24の表面に設けた金属膜33と同様な
条件で形成されている。また、金属膜の他に金属メッシュを設けてもよい。また、外装ハ
ウジング2を、上述した定着装置ハウジング24と同様に、金属板及び金属メッシュを基
材として、樹脂含浸、アウトサート成形等により成形する構造を採用することができる。
このようにすれば、定着装置ハウジング24と外装ハウジング2とに二重のシールド構造
を設けることになる。
In the present embodiment, a metal film (not shown) is also provided on the inner peripheral surface of the
In this way, the fixing
上述したように定着装置ハウジング24に金属膜33を形成し、外装ハウジングにも金
属膜を設けたときに記録用紙100を供給して、マイクロ波の照射時における外装ハウジ
ング2から外部に漏洩するマイクロ波を測定した結果を図6に示す。
As described above, when the
図6は、マイクロ波の漏洩量を計測した結果を示す表である。マイクロ波の漏洩量の計
測には、電子レンジの漏れ測定基準を参考にしている。この測定結果から、シールド部材
を設けた場合と、規格値とを比較している。停止直前(印刷終了直前)、外装ハウジング
2からの距離5cm、距離180cmにおいて、マイクロ波の測定値は規格値に対して格
段に小さくなっており、マイクロ波の漏洩が抑制できていることを示している。
また、シールド部材として、金属メッシュを用いた場合も同等の結果が得られた。
FIG. 6 is a table showing the results of measuring the amount of microwave leakage. Microwave leakage measurement standards are used as a reference when measuring microwave leakage. From this measurement result, the case where the shield member is provided is compared with the standard value. Immediately before stopping (just before the end of printing), at a distance of 5 cm from the
Moreover, the same result was obtained when a metal mesh was used as the shield member.
さらに、画像形成装置1の開閉蓋102を開放した際、インターロックが係り、マイク
ロ波の照射が停止できることが確認できた。なお、開閉蓋102を開放した直後のマイク
ロ波の漏洩量は、停止直前の漏洩量と同等であった。
Further, it was confirmed that when the opening /
なお、アンテナ63を定着ローラ40の外部に設ける構造の場合においては、定着ユニ
ット18とアンテナ63(反射板70を含む)とを、定着装置ハウジング24で覆うよう
に収容される。
In the case where the
従って、前述した実施形態1によれば、マイクロ波を被加熱対象物としてのトナー10
1に照射することによって、誘電体であるトナー101の分子が振動して自己発熱する。
従って、従来のハロゲン電球を用いる構造に比べ、加熱立ち上がりスピードを格段高める
ことができるうえ、消費電力を大幅に低減することができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, the
By irradiating 1, the molecules of the
Therefore, compared with the structure using the conventional halogen bulb, the heating rise speed can be remarkably increased and the power consumption can be greatly reduced.
また、マイクロ波を照射するアンテナ63及び定着ユニット18を覆う定着装置ハウジ
ング24にシールド部材を設けることにより、マイクロ波が外部に漏洩し、誘電体である
人体に、あるいは他の電子機器に影響を与えることを防止することができる。
Further, by providing a shield member on the fixing
また、定着装置ハウジング24の表面にシールド部材として金属膜33や金属メッシュ
を採用することにより、定着装置ハウジング24を大型化せずに、あるいは、製造コスト
の増加を抑えながら、定着装置ハウジング24の外部にマイクロ波が漏洩することを抑制
することができる。
Further, by adopting a
また、金属膜33、金属メッシュの厚さを、上述の式で表される値に設定することによ
り、厚さT1の値を上述の式で表される範囲の適切な厚さに設定することで、むやみに金
属膜33、金属メッシュの厚さを増加しなくても、マイクロ波の漏洩を抑制することがで
きる。
In addition, by setting the thickness of the
また、前記金属メッシュの開口部直径を、マイクロ波の波長をλとしたとき、λ/8以
下にすることで、金属メッシュの開口部からマイクロ波の透過を抑制することができる。
マイクロ波の周波数が2.45GHzの場合、開口部の直径は、概ね15mm以下にすれ
ばよいため、金属メッシュを容易に製造することができる。
In addition, when the diameter of the opening of the metal mesh is λ / 8 or less when the wavelength of the microwave is λ, the transmission of the microwave from the opening of the metal mesh can be suppressed.
When the microwave frequency is 2.45 GHz, the diameter of the opening may be approximately 15 mm or less, so that the metal mesh can be easily manufactured.
定着装置ハウジング24を金属板または金属メッシュを基材として樹脂を含浸成形やア
ウトサート成形する構造にしても、定着装置ハウジング24の表面に金属膜33、金属メ
ッシュを設けた場合と同様な効果を得ることができる。さらに、定着装置ハウジング24
の外観が樹脂成形によるものと差異がない良好なものを提供できる他、表面に露出するも
のがないため、取り扱いが容易になるという効果もある。
Even if the fixing
In addition to providing a good appearance that is not different from that of resin molding, there is also an effect that handling is easy because there is nothing exposed on the surface.
なお、本実施形態では、固体発振器として弾性表面波発振器61を用いることにより、
小型化でき、定着ユニット18の近傍にマイクロ波発振ユニット60を配設することがで
きることから、定着装置のサイズを従来構造に対して大きくしなくても実現できる。
In this embodiment, by using the surface
Since the
また、弾性表面波素子は、発振の立ち上がりが急峻で、加熱速度が速いという特徴を有
しており、熱源としてハロゲン電球を用いる従来技術に比べ、トナー101の自己発熱に
よる昇温プロセスのため、消費電力を格段に低減することができる。
In addition, the surface acoustic wave element has a feature that the rise of oscillation is steep and the heating rate is fast. Compared with the conventional technique using a halogen bulb as a heat source, the surface acoustic wave element has a temperature rising process due to self-heating of the
さらに、画像形成装置1には、インターロック機能が備えられている。従って、画像形
成装置1を駆動中に、開閉蓋102を開放したときには、インターロックが係り、マイク
ロ波の照射を停止するため、開閉蓋102の開口部からマイクロ波が漏洩することを抑制
することができ、安全性をさらに高めることができる。
Further, the
また、マイクロ波発生部としての固体発振器が弾性表面波素子である場合、発振の立ち
上がり、立ち下がりが急峻であるため、開閉蓋102を開放した瞬間にマイクロ波の照射
を停止するため、より安全性を高めることができる。さらに、開閉蓋102を閉じたとき
にはインターロックが解除され、直ちにマイクロ波の照射を開始できるので、ウオーミン
グアップ時間を必要としない。
(実施形態2)
In addition, when the solid state oscillator as the microwave generation unit is a surface acoustic wave element, since the rising and falling of the oscillation are steep, the microwave irradiation is stopped at the moment when the opening /
(Embodiment 2)
続いて、本発明の実施形態2に係る定着装置について図面を参照して説明する。実施形
態2は、前述した実施形態1に比べ、定着装置ハウジングに設けられるシールド部材とし
て、水層または吸湿性のゲル層を用いたところに特徴を有し、他の構造は実施形態1と同
じであるため、共通部分の説明を省略し、同じ符号を付して説明する。
図7は、実施形態2に係る定着装置19の概略構造を示す構造図である。図7において
、定着装置ハウジング24の外周面全体に沿って、水層80が設けられている。
Next, a fixing device according to
FIG. 7 is a structural diagram illustrating a schematic structure of the fixing
水層80は、中空のケース(図は省略)内、または包袋に水を収容して構成される。こ
こで、ケース内には、水の他に吸水性を有する既知のゲルを用いたゲル層とすることがで
きる。水または水分を含むゲルは、誘電体損失が大きく、マイクロ波を減衰あるいは吸収
することが知られており、これらの層を定着装置ハウジング24の周囲に設けることによ
り、アンテナ63から照射されるマイクロ波を減衰、吸収して、定着装置ハウジング24
(水層80を含む)の外部に漏洩することを抑制することができる。
The
Leakage to the outside (including the water layer 80) can be suppressed.
マイクロ波を減衰あるいは吸収するために必要な水層の厚さDは、マイクロ波の周波数
をf、比誘電率をεr、誘電体の誘電正接をtanδとしたときに、D≧2(3.32×
107/f・εr1/2・tanδ)で表される。ここで、安全率を見込み、水層80の厚さ
T2は、Dの2倍とする。従って、T2≧2(3.32×107/f・εr1/2・tanδ
)で表される範囲に設定されることが好ましい。具体的には、マイクロ波の周波数を2.
45GHz、水の比誘電率をεrを80、誘電正接tanδを0.145としたとき、D
は約1cmであるため、水層の厚さT2は2cm以上あれば、マイクロ波の漏洩を充分に
抑制することができることになる。
The thickness D of the water layer necessary for attenuating or absorbing the microwave is D ≧ 2 (3 when the microwave frequency is f, the relative dielectric constant is ε r , and the dielectric loss tangent of the dielectric is tan δ. .32x
10 7 / f · εr 1/2 · tan δ). Here, in view of the safety factor, the thickness T2 of the
) Is preferably set in a range represented by Specifically, the microwave frequency is set to 2.
When 45 GHz, the relative dielectric constant of water is ε r is 80, and the dielectric loss tangent tan δ is 0.145, D
Therefore, if the thickness T2 of the water layer is 2 cm or more, leakage of microwaves can be sufficiently suppressed.
なお、水層80(ゲル層も含まれる)は、給紙口24aの内側の記録用紙100の近傍
にまで予備加熱部81が延在されている。水や水分を含むゲル層は、誘電体損失が大きい
ため、電気エネルギーが分子摩擦によって熱エネルギーに変換される。このことから、予
備加熱部81を給紙口24aの内側の記録用紙100の直近にまで延在することにより、
記録用紙100を加熱する。従って、定着ユニット18まで記録用紙100が達するまで
に記録用紙100を予備加熱することができる。
In the water layer 80 (including the gel layer), the preheating
The
ここで、水層80の厚さを2cmにし、外装ハウジング2にも金属膜(金属メッキ)を
設け、記録用紙100を供給して、マイクロ波照射時における外装ハウジング2から外部
に漏洩するマイクロ波を測定した結果を図8に示す。
Here, the thickness of the
図8は、マイクロ波の漏洩量を計測した結果を示す表である。マイクロ波の漏洩量の計
測には、電子レンジの漏れ測定基準を参考にしている。この測定結果は、シールド部材を
設けた場合と、規格値とを比較している。停止直前(印刷終了直前)、外装ハウジング2
からの距離5cm、距離180cmにおいて、マイクロ波の測定値は規格値に対して格段
に小さくなっており、マイクロ波の漏洩が抑制できていることを示している。
また、シールド部材として、吸湿性を有するゲル層を用いた場合も、前述した条件によ
り厚さを設定すれば、同等の結果が得られることが予測できる。
FIG. 8 is a table showing the results of measuring the amount of microwave leakage. Microwave leakage measurement standards are used as a reference when measuring microwave leakage. This measurement result compares the case where a shield member is provided with the standard value. Immediately before stopping (just before the end of printing),
At a distance of 5 cm and a distance of 180 cm, the measured value of the microwave is much smaller than the standard value, indicating that the leakage of the microwave can be suppressed.
Also, when a gel layer having hygroscopicity is used as the shield member, it can be predicted that an equivalent result can be obtained if the thickness is set according to the above-described conditions.
従って、前述した実施形態2によれば、シールド層として水層80または吸水性を有す
るゲル層で定着装置ハウジング24の周囲を覆う構造を採用しており、シールド層により
マイクロ波を吸収または減衰することができ、外部へのマイクロ波の漏洩を抑制すること
ができる。
Therefore, according to the above-described second embodiment, the structure in which the periphery of the fixing
また、水層80の予備加熱部81が、定着装置ハウジング24に設けられる給紙口24
aの内側の記録用紙100の直近まで延在されている。水や水分を含むゲル層は、マイク
ロ波の照射により発熱し、記録用紙を予備加熱する。従って、マイクロ波照射時において
トナーの昇温速度を高めることができる。
Further, the preheating
The
さらに、シールド層としての水層80の厚さをT2、マイクロ波の周波数をf、前記シ
ールド層の比誘電率をεr、誘電正接をtanδとしたときに、前記シールド層の厚さT
2が、T2≧2(3.32×107/f・εr1/2・tanδ)の範囲に設定することによ
り、適正な厚さで、効率的にマイクロ波を効率的に吸収し、マイクロ波の外部への漏洩を
抑制することができる。
Further, when the thickness of the
2 is set to a range of T2 ≧ 2 (3.32 × 10 7 / f · εr 1/2 · tan δ), so that the microwave can be efficiently absorbed at an appropriate thickness. Leakage of waves to the outside can be suppressed.
なお、本実施形態には、前述した実施形態1による定着装置ハウジング24に金属膜3
3(金属メッシュも含む)を設ける構造と併用する構造を採用することができる。このよ
うにすれば、水層80を設ける構造と併せて、二重のシールド構造とすることができる。
In the present embodiment, the metal film 3 is formed on the fixing
It is possible to adopt a structure used in combination with a structure provided with 3 (including a metal mesh). If it does in this way, it can be set as a double shield structure with the structure which provides the
さらに、実施形態1と同様に外装ハウジング2に金属膜または金属メッシュを設ける構
造と併用すれば、三重のシールド構造とすることができ、より一層、マイクロ波の漏洩を
抑制することができる。
(実施形態3)
Further, when combined with a structure in which a metal film or a metal mesh is provided on the
(Embodiment 3)
続いて、本発明の実施形態3に係る定着装置について図面を参照して説明する。実施形
態3は、前述した実施形態1,2を基本構造として、定着装置ハウジング24の開口部と
しての給紙口24a、排紙口24bにシールド部材をさらに設けたことを特徴としている
。ここでは、実施形態1の構造(図5、参照)にシールド部材を付加した構造を例示して
説明する。なお、共通部分の説明を省略し、共通部分には同じ符号を付して説明する。
図9は、本実施形態に係る定着装置19の概略構造を示す構造図、図10は、シールド
部材として用いるワイヤブラシ90を示す斜視図である。図9において、定着装置ハウジ
ング24には、シールド部材としてのワイヤブラシ90が装着されている。
Next, a fixing device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. The third embodiment is characterized in that, based on the first and second embodiments described above, shield members are further provided at the
FIG. 9 is a structural diagram showing a schematic structure of the fixing
定着装置ハウジング24の給紙口24a及び排紙口24bには、それぞれ一対のワイヤ
ブラシ90が、記録用紙100を挟むように装着される。このワイヤブラシ90は、図1
0に示すように、細い金属ワイヤ92を複数層結束して、金属板91によって挟持結束さ
れて構成されている。そして、固定用孔93を用いて定着装置ハウジング24に螺合固定
される。
A pair of
As shown in FIG. 0, a plurality of
この一対のワイヤブラシ90(金属ワイヤ92部分)の総体厚さをT3、マイクロ波の
周波数をf、前記金属導体の比導電率をσrとしたとき、厚さT3が、T3≧2.09/
(f・σr)1/2で表される範囲に設定される。また、一対のワイヤブラシ90(金属ワイ
ヤ92部分)の間の間隙Dが、マイクロ波の波長をλとしたとき、λ/8以下に設定され
ている。
When the total thickness of the pair of wire brushes 90 (
It is set in the range represented by (f · σ r ) 1/2 . Further, the gap D between the pair of wire brushes 90 (the
なお、実施形態3におけるシールド部材としては、ワイヤブラシ90の他に、金属板(
図示せず)を採用することができる。金属板の厚さ、間隙の距離もワイヤブラシ90と同
条件で設定される。これらワイヤブラシ及び金属板は共に、記録用紙100に接触しても
、記録用紙100の搬送を妨げない程度の弾性を備えることが好ましい。
In addition, as a shield member in Embodiment 3, in addition to the
(Not shown) can be employed. The thickness of the metal plate and the gap distance are also set under the same conditions as the
ワイヤブラシ90は、定着装置ハウジング24の金属膜33(金属メッシュ)と電気的
に接続されており、定着装置ハウジング24の開口部(給紙口24a、排紙口24b)を
シールドする機能を備えている。
The
図11は、本実施形態によるマイクロ波の漏洩量を計測した結果を示す表である。マイ
クロ波の漏洩量の計測には、電子レンジの漏れ測定基準を参考にしている。この測定結果
は、シールド部材を設けた場合と、規格値とを比較している。停止直前(印刷終了直前)
、外装ハウジング2からの距離5cm、距離180cmにおいて、マイクロ波の測定値は
規格値に対して格段に小さくなっており、マイクロ波の漏洩が抑制できていることを示し
ている。
また、シールド部材として、金属板を用いた場合も、前述した条件により厚さを設定す
れば、同等の結果が得られることが予測できる。
FIG. 11 is a table showing the results of measuring the amount of microwave leakage according to this embodiment. Microwave leakage measurement standards are used as a reference when measuring microwave leakage. This measurement result compares the case where a shield member is provided with the standard value. Immediately before stopping (just before printing)
When the distance from the
Further, even when a metal plate is used as the shield member, it can be predicted that an equivalent result can be obtained if the thickness is set according to the above-described conditions.
従って、上述した実施形態3によれば、前述した実施形態1,2に示した定着装置ハウ
ジング24に金属膜33、金属メッシュ、あるいは水層80、ゲル層等のシールド層を設
けることで、定着装置ハウジング24の壁面からのマイクロ波の漏洩を抑制することがで
きるが、記録用紙100が入出する給紙口24a及び排紙口24bは開口しており、これ
らの開口部からマイクロ波が漏洩することが考えられる。従って、これら給紙口24a及
び排紙口24bにも、金属導体(ワイヤブラシ90、または金属板)を配設することで、
マイクロ波の漏洩をさらに抑制することができる。
Therefore, according to the above-described third embodiment, the fixing
Microwave leakage can be further suppressed.
また、金属導体は、記録用紙100を挟んで両側に一対ずつ設けられる。ここで、この
一対の金属導体の間の間隙は小さくなり、金属導体が記録用紙100に接触した場合には
、記録用紙100の搬送に支障がでることが予測されるが、金属導体としてワイヤブラシ
90を採用することで、マイクロ波の漏洩を抑制するとともに、たとえ記録用紙100に
接触したとしても、記録用紙の搬送に支障がでないという効果を有する。
A pair of metal conductors are provided on both sides of the
さらに、金属導体(金属ワイヤ92、金属板)の厚さ及び相互の間隙を上述した式に示
される範囲に設定することで、この間隙からマイクロ波の漏洩を抑制することができ、開
口部からのマイクロ波の漏洩をより一層抑制することができる。
Furthermore, by setting the thickness of the metal conductor (
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる
範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明している
が、本発明の技術的思想及び目的の範囲に逸脱することなく、以上説明した実施形態に対
し、形状、材質、組み合わせ、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加え
ることができるものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
That is, although the present invention has been illustrated and described with particular reference to particular embodiments, it is not intended to depart from the technical spirit and scope of the invention. Those skilled in the art can make various modifications in materials, combinations, and other detailed configurations.
従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にする
ために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものでないから、それらの形状、
材質、組み合わせなどの限定の一部もしくは全部の限定をはずした部材の名称での記載は
、本発明に含まれるものである。
Therefore, the description limited to the shape, material and the like disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention.
The description by the name of the member which removed the limitation of part or all of limitation, such as a material and a combination, is included in this invention.
例えば、前述の実施形態1〜実施形態3のそれぞれの構成を、適宜組み合わせることが
でき、二重または三重のシールド構造とすることができる。
For example, the configurations of
また、前述した実施形態1〜実施形態3では、画像形成装置としてトナーをマイクロ波
で溶融し、定着するレーザプリンタを例示して説明したが、複写機、ファックス、インク
ジェットプリンタ等にも応用することができる。画像形成物質としてインクを使用する場
合には、マイクロ波をインクの乾燥に利用することが可能で、このような場合にもハウジ
ングに前述したシールド部材を備えることで、マイクロ波の外部への漏洩を抑制し、安全
性を高めることができる。
Further, in the first to third embodiments described above, the laser printer that melts and fixes the toner by microwave as an example of the image forming apparatus has been described. However, the present invention can be applied to a copying machine, a fax machine, an inkjet printer, and the like. Can do. When ink is used as an image forming substance, microwaves can be used for drying ink. In such a case, leakage of microwaves to the outside can be achieved by providing the above-described shield member in the housing. Can be suppressed and safety can be improved.
従って、前述の実施形態1〜実施形態3によれば、記録媒体への画像形成物質の定着の
低消費電力化を実現し、マイクロ波の外部漏洩を防止し、安全性を確保する定着装置、及
びこの定着装置を備える画像形成装置を提供することができる。
Therefore, according to the above-described first to third embodiments, a fixing device that realizes low power consumption for fixing an image forming substance to a recording medium, prevents external leakage of microwaves, and ensures safety. In addition, an image forming apparatus including the fixing device can be provided.
1…画像形成装置、18…定着装置ユニット、19…定着装置、24…定着装置ハウジ
ング、33…シールド部材としての金属膜、61…固体発振器としての弾性表面波発振器
、63…アンテナ、100…記録媒体としての記録用紙、101…画像形成物質としての
トナー。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
物に照射するアンテナとを含むマイクロ波発振ユニットと、
前記マイクロ波発振ユニットにより形成されたマイクロ波を用いて溶融された画像形成
物質を記録媒体上に定着する定着ユニットと、
前記アンテナと前記定着ユニットとを覆う定着装置ハウジングと、を備え、
マイクロ波が前記定着装置ハウジングの外部に漏洩することを抑制するシールド部材が
、前記定着装置ハウジングに設けられていることを特徴とする定着装置。 A microwave oscillation unit including a solid-state oscillator and an antenna that oscillates the solid-state oscillator to form a microwave and irradiates the object to be heated with the microwave;
A fixing unit for fixing an image forming material melted using a microwave formed by the microwave oscillation unit on a recording medium;
A fixing device housing that covers the antenna and the fixing unit;
A fixing device, wherein a shielding member for suppressing leakage of microwaves to the outside of the fixing device housing is provided in the fixing device housing.
前記シールド部材が、前記定着装置ハウジングの表面に形成される金属膜または金属メ
ッシュであることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device, wherein the shield member is a metal film or a metal mesh formed on a surface of the fixing device housing.
前記金属膜または金属メッシュの厚さをT1、マイクロ波の周波数をf、前記金属膜及
び金属メッシュの比導電率をσrとしたとき、前記金属膜及び金属メッシュの厚さT1が
、T1≧2.09/(f・σr)1/2で表されることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2,
When the thickness of the metal film or the metal mesh is T1, the frequency of the microwave is f, and the specific conductivity of the metal film and the metal mesh is σ r , the thickness T1 of the metal film and the metal mesh is T1 ≧ A fixing device represented by 2.09 / (f · σ r ) 1/2 .
前記金属メッシュの開口部直径が、マイクロ波の波長をλとしたとき、λ/8以下であ
ることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2,
An opening diameter of the metal mesh is λ / 8 or less when a microwave wavelength is λ.
前記定着装置ハウジングが、シールド部材としての金属板または金属メッシュを基材と
し、この基材に樹脂を含浸し形成していることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device housing is characterized in that a metal plate or metal mesh as a shield member is used as a base material, and the base material is impregnated with a resin.
前記シールド部材が、マイクロ波を減衰または吸収するシールド層によって、前記定着
装置ハウジングのほぼ全周にわたって形成されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device, wherein the shield member is formed over substantially the entire circumference of the fixing device housing by a shield layer that attenuates or absorbs microwaves.
前記シールド層が、水層または吸水性を有するゲル層であることを特徴とする定着装置
。 The fixing device according to claim 6.
The fixing device, wherein the shield layer is a water layer or a gel layer having water absorption.
前記シールド層が、定着装置ハウジングに設けられる記録媒体供給口の内側の記録媒体
直近に延在されていることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to claim 6 or 7,
The fixing device, wherein the shield layer extends in the vicinity of a recording medium inside a recording medium supply port provided in the fixing device housing.
前記シールド層の厚さをT2、マイクロ波の周波数をf、前記シールド層の比誘電率を
εr、誘電正接をtanδとしたときに、前記シールド層の厚さT2が、T2≧2(3.
32×107/f・εr1/2・tanδ)で表されることを特徴とする定着装置。 In the fixing device according to any one of claims 6 to 8,
When the thickness of the shield layer is T2, the frequency of the microwave is f, the relative permittivity of the shield layer is ε r , and the dielectric loss tangent is tan δ, the thickness T2 of the shield layer is T2 ≧ 2 (3 .
32 × 10 7 / f · εr 1/2 · tan δ).
前記定着装置ハウジングに設けられる記録媒体供給口及び記録媒体排出口それぞれに、
前記記録媒体を挟んで一対の金属導体がさらに配設されていることを特徴とする定着装置
。 The fixing device according to any one of claims 1 to 9,
In each of the recording medium supply port and the recording medium discharge port provided in the fixing device housing,
A fixing device further comprising a pair of metal conductors sandwiching the recording medium.
前記金属導体が、ワイヤブラシ状に形成されていることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 10.
The fixing device, wherein the metal conductor is formed in a wire brush shape.
前記金属導体の厚さをT3、マイクロ波の周波数をf、前記金属導体の比導電率をσr
としたとき、前記金属導体の厚さT3が、T3≧2.09/(f・σr)1/2で表されるこ
とを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 10 or 11,
The thickness of the metal conductor is T3, the frequency of the microwave is f, and the specific conductivity of the metal conductor is σ r
The thickness T3 of the metal conductor is expressed by T3 ≧ 2.09 / (f · σ r ) 1/2 .
前記一対の金属導体の間の間隙Dが、マイクロ波の波長をλとしたとき、λ/8以下で
あることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 10 to 12,
The fixing device, wherein a gap D between the pair of metal conductors is λ / 8 or less when a microwave wavelength is λ.
前記固体発振器が、弾性表面波発振器であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1,
The fixing device, wherein the solid-state oscillator is a surface acoustic wave oscillator.
光による画像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって形成された画像を記録媒体上に形成する現像装置と、
請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載の定着装置と、
これらを覆う外装ハウジングと、が備えられ、
前記外装ハウジングに、マイクロ波が前記外装ハウジングの外部に漏洩することを抑制
するシールド部材が設けられていることを特徴とする画像形成装置。 A recording medium conveying device for conveying the recording medium;
An exposure apparatus for forming an image by light;
A developing device for forming an image formed by the exposure device on a recording medium;
A fixing device according to any one of claims 1 to 14,
An exterior housing covering these, and
An image forming apparatus, wherein the outer housing is provided with a shield member for preventing microwaves from leaking outside the outer housing.
前記外装ハウジングに設けられる開閉蓋にインターロックスイッチが設けられ、
前記開閉蓋を開放した際に、インターロックスイッチがONし、インターロックが係り
、
マイクロ波の照射が停止されることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 15.
An interlock switch is provided on the open / close lid provided in the exterior housing,
When the opening / closing lid is opened, the interlock switch is turned on and the interlock is engaged.
An image forming apparatus, wherein microwave irradiation is stopped.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005311466A JP2007121542A (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Fixing device and image forming apparatus having fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005311466A JP2007121542A (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Fixing device and image forming apparatus having fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007121542A true JP2007121542A (en) | 2007-05-17 |
Family
ID=38145469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005311466A Withdrawn JP2007121542A (en) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | Fixing device and image forming apparatus having fixing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007121542A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013028121A (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Canon Inc | Sheet processing apparatus and printing apparatus |
JP2015129902A (en) * | 2013-12-04 | 2015-07-16 | 株式会社リコー | Fixing apparatus and image forming apparatus |
-
2005
- 2005-10-26 JP JP2005311466A patent/JP2007121542A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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