JPH0241033B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真複写機或いは情報記録装置
等の画像形成機器に用いられる定着装置に関する
ものである。更に詳細には、高周波を利用した定
着装置に関するものである。

従来、マイクロ波等の高周波による加熱定着装
置は、既に特公昭49−38171号公報、特開昭52−
20039号公報及び特公昭54−10865号公報等に開示
されている。この高周波加熱定着装置は、所謂外
部加熱定着における以下の欠点を除去した優れた
ものである。即ち、定着に必要な状態に達するま
でのウエイトタイムを減少させ、又紙等の記録材
が何らかの事故で定着領域内に滞まる時の火災等
の危険性を除去し、更に記録材のしわの発生や画
像の乱れを防止した装置である。

ここで従来の高周波加熱定着装置について更に
詳しく説明する。高周波発生手段として中空のマ
イクロ波導波管を利用し、構造的には第１図に示
すように形成されている。図において、５はマイ
クロ波発振器で、伝送方向１０に電界の成分をも
つたマイクロ波を発生する。このマイクロ波発振
器５内には、マグネトロンが使用されている。２
は中空の導波管で、その管内を矢印１０方向にマ
イクロ波を伝送する矩形状を有し、記録材７に対
し平行に設けられている。更に、その記録材７の
顕画剤（トナー像）４を支持する側の裏面が摺動
する面に、スリツト１が設けられている。このス
リツト１で外部へ放出される画像剤及び記録材７
に印加されるマイクロ波が定着に寄与するわけで
ある。次に６は導波管２に対して垂直に設けられ
た冷却装置で、マイクロ波発振器５とによつて導
波管２をはさみ込み、発生したマイクロ波エネル
ギーを消滅させる。

しかし、上記のような高周波発生手段として中
空のマイクロ波導波管を利用した定着装置は、画
像形成機器を実用的に構成する上でいくつかの不
都合をもたらした。

即ち、導波管にスリツト１を設けて高周波エネ
ルギーを取り出す場合、スリツト１の開口部と非
開口部とにおいて得られる高周波エネルギーは異
なり、導波管全体に関して不均一なエネルギー分
布が出来る。上記不均一を改善する方法として第
１にスリツトの非開口部を狭くするもの、第２に
スリツトを伝送方向に斜めに構成するもの、第３
に複数の導波路を設け各導波路のスリツト位置を
ずらすもの、第４に二つの導体によりマイクロ波
を伝送し導体の特定箇所における電界を集中させ
るもの等が考えられる。

しかし、第１の場合には必要以上に非開口部を
狭くするとスリツトの意味がなくなつてしまい、
外への洩れエネルギーが非常に大きくなり高周波
が導波管中を伝送しなくなつてしまう。第２の場
合はスリツトのエツジ部における定着効率が過大
になり易い等均一な定着性を得るのが非常に難し
い。又、第３の場合には複数の導波路をスリツト
巾以上に密に構成することが出来ず定着装置を大
きなものにしてしまう。第４の場合はスリツトを
必要としないため均一な定着が得られ易いが、電
界の集中を利用するため記録の進行方向に関する
定着巾が狭くなつてしまい、スリツトを有する伝
送体がスリツトの長さだけ定着に寄与するのに比
較して記録材の進行方向に関する定着巾がより狭
くなつてしまう。

本発明は、これらの欠点を悉く解消し、コンパ
クトで均一な定着を可能とした定着装置を提供す
るものである。

上記本発明は、電界集中導体とこの電界集中導
体より幅広の対向導体間で高周波電界を形成し、
この高周波電界でトナー像の定着を行なう定着装
置であつて、上記電界集中導体は上記対向導体の
幅内でジグザグ又は蛇行状に設けられていること
を特徴とするものである。

以下図面を参照しながら、本発明の代表的実施
例について詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例の斜視図であり、第
３図は第２図のＢ−Ｂ断面図である。９はマイク
ロ波発生源で平板状の導体１４と蛇行状の導体１
２とに連結している。これら導体１４，１２との
間には誘電率を有する誘電体１３が介在してお
り、この誘電体１３の両端にマイクロ波発生源９
と冷却装置６とが装着されている。蛇行状の導体
１２は記録材７の搬送方向に垂直な方向、即ちこ
のマイクロ波発生源９から冷却装置６に向かつて
（以下誘電体１３の長手方向と呼ぶ）、蛇行しなが
ら誘電体１３の上面を２つのほぼ等しい領域に分
割している。即ち、誘電体１３の長手方向の軸に
関して導体１２は左右対称形であり、平板状の導
体１４と平行な面内にある。

さて、コピー操作スイツチが操作者によつてオ
ンされると、画像形成方法、例えば電子写真法等
によつて形成され、更に原稿に対応した任意の倍
率の顕画像４は記録材７に担持される。この記録
材７が導体１２上を通過すると、第３図の矢印１
５が示すように、導体１２の周辺にはマイクロ波
が集中して集中電界を生じているため、顕画像４
及び記録材７には大きな誘電損が与えられる。更
に導体１２がマイクロ波をその蛇行形状と共に矢
印１１の示す如く蛇行搬送し、且つ、単位記録材
幅に対して多くの集中電界を作つているため、記
録材全体に均一なマイクロ波エネルギーが与えら
れる。

従つて顕画像は、定着ムラ等が全くない状態で
均一に記録材へ定着される。

又、定着領域もこの導体１２の蛇行線に沿つて
記録材の進行方向成分のマイクロ波伝送をもたす
ことができて幅広くすることが出来るため記録材
を高速度で搬送しても良好な均一定着性が得られ
る。

このように本実施例では、従来のようなマイク
ロ波等の高周波の波長によつて定着装置全体の大
きさが制限されることが回避でき、非常に小型の
定着装置としても優れた均一定着性を示すことを
可能としている。

次に、上記実施例の如く蛇行状の導体１２を用
いることで定着領域がどの程度広くなつたかを第
４図ａと第４図ｂとで説明する。第４図ａは第２
図の導体１２を直線状にしたものの略上面図、第
４図ｂは第２図の導体１２の略上面図を示してい
る。１７はそれぞれにおける記録材７のある時間
の定着領域を示している。これらを比較すればわ
かるように、蛇行幅（波形の振幅に相当するも
の）を大きくするか又は蛇行間隔（波形の波長に
相当するもの）を小さくとるかで定着領域を任意
の大きさにとることが出来る。又第４図ａの場合
は、マイクロ波の定常波が形成され易く、定着領
域１７中においてマイクロ波のエネルギー分布は
不均一となつているのに対し、第４図ｂの場合
は、ほぼ均一になつているという効果もある。そ
して導体１２は上記のものに限らず以下のような
ものでもよい。

第５図乃至第７図はいずれも本発明の別の一実
施例の要部の上面図で、導体１２の他の形状を説
明するためのものである。第５図において導体１
２は記録材７の搬送方向８に対して平行な部分と
垂直な部分とを交互に合わせて構成されている。
このような構成をとる時は、導体１２の搬送方向
に平行な部分には比較的マイクロ波が集中しない
ように、マイクロ波の波長を計算してマイクロ定
常波の節の部分が来ることが好ましいが、全体的
に波長を短かくする際には、このような配慮は必
要なくほぼ均一な定着領域１７が得られる。次に
第６図において、導体１２は記録材７の搬送方向
８に対して垂直な部分と搬送方向８に対して角度
α（α≠±90゜）を有している部分との交互の組合
わせで構成されている。このようにすることで、
隣同志の導体１２の伝送路における定着域の境界
定着不足を完壁に補うことができ、第５図のもの
よりもいつそう均一な定着領域１７が得られる。
又第７図において、導体１２は先に述べた搬送方
向８に対して有する角度αの任意の数値（α≠
90゜、α≠０）で任意の個数を適当な順序で結び
合わせたものである。このようにすることで、よ
りいつそう均一な定着領域１７を得ると共にマイ
クロ波エネルギーの効率を向上させることができ
る。

しかしながら、あまり大きな角度αをとると、
導体１２のなす伝送路の曲がり部における洩れが
多くなり、そこだけ過定着となり易い。この場合
には第８図ａに示すように、導体１２の角度αが
大きい端部において、記録材７との間隙ｄを調整
することにより均一な定着を得ることが可能とな
る。

この第８図ａは本発明の更に別の一実施例の断
面図である。２０は電子写真等に用いられる感光
体で表面に静電潜像が形成された後現像され顕画
像４となる。そしてこの顕画像は転写帯電器２１
により記録材７に転写され、上方から下方に向つ
て搬送ベルト１８によりこの記録材７は導体１２
上を摺動するように搬送される。次に、マイクロ
波エネルギーが与えられて顕画像４は記録材７に
定着される。最後に排出ローラ対２２によつて記
録材７は装置外のトレイ２３に排出される。この
際前述したように間隙ｄは、エネルギー集中を避
け均一定着をする目的もあるが、この導体１２に
対して記録材７を摺動又はある間隙を保つて搬送
するための補助的役割りを果たしている。

第８図ｂはこの際の導体１２の形状を示した、
本発明の他の一実施例の要部概略の上面図であ
る。これは、記録材７の搬送方向に対して垂直な
方向に向かつてジグザグ形状をとりながら設けら
れた中心線１２ａに沿つて更にジグザグ形状をと
りながら連結されている導体１２の形状を示すも
のである。このように複雑に構成されても全体と
してマイクロ波は中心線１２ａに沿つて伝送され
ることになるから均一なエネルギー分布が形成さ
れるが、ごく一部においてエネルギー集中が過度
になり易いのでこの集中部分の記録材７に対する
間隔ｄをより大きくとつて誘電体１３に凹凸を設
けても良い。

更に上記各実施例は、記録材７の搬送方向８を
基準に考えたが、逆に導体１２，１４や誘電体１
３はそのままで搬送方向８に対して＋θ度の搬送
方向８ａ或いは−θ度の搬送方向８ｂのように搬
送させても同様に更に均一な定着効果が得られ
る。

第９図ａ、第９図ｂは、更に又本発明の一実施
例のそれぞれ上面図及び断面図である。この導体
１２と導体１４とは誘電体の同じ側の表面に設け
られており、導体１４は導体１２の蛇行又はジグ
ザグに設けられた形状でもつて２分割され、その
両方ともアースされている。そして、導体１４と
導体１２との間は空いている（誘電体をつめても
よい）。

このように構成することで、マイクロ波エネル
ギーが矢印１１の方向に送られると、マイクロ波
エネルギーの集中は、２分割されている導体１４
の両方と導体１２との蛇行又はジグザグ形状との
２個所で生じ、前述したものの約２倍の集中場所
が形成される。従つてエネルギー効率良く均一な
定着が更に合理的になされている。又、エツチン
グ等の利用が可能となり基本としての誘電体１３
における配線が容易となり、更に装置自体の薄板
化小型化が達成される。

第１０図は、本発明の他の一実施例の斜視図で
ある。ここに用いられる高周波としては電磁波エ
ネルギーで発振装置（不図示）から同軸ケーブル
１５で伝送し、この同軸ケーブルの導体と電磁波
印加手段２４とを整合よく結合する。

ここでは伝送路の廻りの電界を利用するので、
定着器外部への洩れを防止するためにシールド２
６が必要となる。シールド２６は記録材７の侵入
口、排出口にマイクロ波が洩れないように巾の狭
いスリツト２５を有しており、シールド２６と同
軸ケーブル２８とは例えば電磁ホーン１９を利用
して接続し効率よくエネルギー伝達が行われるよ
うにする。

尚、記録材７は高周波印加手段２４に摺動搬送
してもよいし、近接搬送しても良く、更に搬送性
を向上するために高周波印加手段２４に例えば薄
い合成樹脂フイルム等を密着又は近接配置し、或
いはベルト状にしてこのフイルム上を記録材を摺
動搬送させる等の方法をとつても良い。又、マイ
クロ波が矢印１０方向に伝送された後、反射され
発振器へ逆流する事態を防止するためにはアイソ
レータを挿入したり、端部に吸収部材５を設ける
と良い。

蛇行させる伝送路等の形状は半円を組合わせた
ものでも良いし、サインカーブ状のものでも良く
本発明の趣旨に従うものであればかまわない。

本発明が適用される伝送路としては、マイクロ
ストリツプ線路、コプレナーガイド、スロツトラ
イン誘電体線路、表面波線路等多くのマイクロ波
伝送方式を応用することが可能である。更に上記
実施例の導体１２，１４等は、ワイヤー等の金属
や合金、板状に限らず囲むようなコの字形等の
種々の形状が採用され、同軸ケーブルや導体を数
本に構成しても良い。

又、本発明は高周波誘導加熱定着にも適用する
ことができる。

本実施例においては、マイクロ波の電界の作用
により直接顕画像を加熱して定着させる場合につ
いて述べたが、例えば記録材に対向する部分に誘
電損の高い物質を用いて上記物質を誘電加熱し、
その熱を利用してトナーの加熱定着を行うことも
勿論可能である。

以上実施例において説明したように、本発明に
よれば、記録材上の顕画像を高効率で安定して定
着させることが出来、且つ装置が小型で安価なも
のとなり、しかも記録材の送り性も良好で保守が
容易な実用性の高い高周波加熱定着装置の実現が
可能となつた。

上記実施例のジグザグ又は蛇行をしている導体
上に形成されるマイクロ波の定常波形は、セラミ
ツク等の誘電体の誘電率を変えたり、マイクロ波
吸収体の位置を変化又は相対的に振動させる等に
よつて自由に変形できる。よつて、この導体を記
録材搬送方向に対して正射影すると、ジグザグ又
は蛇行状におけるマイクロ波エネルギーの強弱分
布を示す波形の腹（強エネルギー）と節（弱エネ
ルギー）とは互いにそのエネルギー量を容易に補
なうことができるため、節の部分は腹のエネルギ
ーによつてその存在がないかのようにエネルギー
補償されるという効果もある。従つて、このよう
に節の部分が腹の部分によつて補償されるように
導体の形状を決定することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高周波加熱定着装置の上面図、
第２図は本発明の一実施例の斜視図、第３図は第
２図のＢ−Ｂ断面図、第４図ａは第２図の導体１
２を直線上にしたものの略上面図、第４図ｂは第
２図の要部の上面図、第５図乃至第７図はそれぞ
れ本発明の別の一実施例の要部の上面図、第８図
ａは本発明の更に別の一実施例の断面図、第８図
ｂは本発明の他の一実施例の要部概略の上面図、
第９図ａ、第９図ｂは更に本発明の別の一実施例
の上面図、断面図、第１０図は本発明の他の一実
施例の斜視図である。 １はスリツト、４は顕画像、５はマイクロ波発
振器、６は冷却装置、７は記録材、１２，１４は
導体、１３は誘電体、１７は定着領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電界集中導体と、この電界集中導体より幅広
   の対向導体間で高周波電界を形成し、この高周波
   電界でトナー像の定着を行なう定着装置であつ
   て、 上記電界集中導体は、上記対向導体の幅内でジ
   グザグ又は蛇行状に設けられていることを特徴と
   する定着装置。