JPH07192864A - マイクロウェーブドライヤー用のダミーロード及び反射パワー減少方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロウェーブ発生装置およびマイクロウ
ェーブアプリケータを備えたマイクロウェーブドライヤ
ー用の整合負荷、あるいはダミーロードを提供する。 【構成】 整合負荷８０は、向かい合った細い壁１６２
および１６４、向かい合った広い壁１６６および１６
８、終端の壁１７０を備えた導波管１６０を備えてお
り、これらによってチェンバーが規定されている。この
導波チェンバー内に、焼結された炭化けい素などによる
パワー吸収体が収納されており、上記の壁のいずれかに
はパワー吸収体の放熱用のフィン１７４あるいは開口１
７６が形成されている。さらに、パワー吸収体の前方に
は同調用のスタブが設けられており、マイクロウェーブ
の反射を抑制できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
ターによって付着されたインクの乾燥に関するものであ
り、さらに詳細には、マイクロウェーブドライヤーに用
いられるダミーロードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基体（サブストレート）が高速で印刷さ
れるとき、乾燥速度は特に問題となる。画像の変形や、
用紙の変形を抑制するためのみならず、出力ローラーで
オフセットが発生しないような早い印刷速度においては
乾燥時間は短くなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ドライヤーは、オフセ
ットおよびしみのない画像を定着でき、画像の乱れ、歪
み、かすれや抹消を防止したり、あるいは抑制した高画
質が得られなければならない。さらにドライヤーは、し
わやカールを抑制したり、防止できることが望ましい。
従来のドライヤーの低い速度の他に、多くのドライヤー
は不均等な乾燥で行っており、その結果、乾燥パターン
も均一ではない。乾燥時間を短くするため、赤外線乾燥
技術が採用されてきた。しかしながら、この方法は、赤
外線を加熱により温度が上昇するので、紙づまりの間に
用紙が変色する原因になる。

【０００４】シューラ（Ｓｃｈｕｌｌｅｒ）他に付与さ
れた米国特許第４，７５４，２３８号は、ハウジング内
に配置されたマイクロウェーブ吸収材料の中空体を備え
たマイクロウェーブ吸収体について説明している。少な
くとも、一つの入口と一つの出口がガス化された冷却流
体用に設けられており、このガス化された冷却流体が容
器を通過して吸収体によって吸収されたマイクロウェー
ブエネルギーにより発生した熱を運び去る。

【０００５】ヒルトン（Ｈｉｌｔｏｎ）に付与された英
国特許第１，０５０，４９３号は、印刷過程で付けられ
たインクを乾燥するために用紙のようなシート材料をマ
イクロウェーブで加熱及び／又は乾燥することが記載さ
れている。この装置は、複数の導波管部を備えており、
その側方には複数のスロットがあり、これらを通って乾
燥するためにシート材料が通過できるようになってい
る。この導波管部は曲がりくねった形状となっている。
この導波管の一方の端にマイクロウェーブ源が取り付け
られており、この導波管の他方の端にロード（負荷）が
取り付けられている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の１つは、マイク
ロウェーブドライヤーにダミーロードが着いていること
である。このマイクロウェーブドライヤーのロード（負
荷）は、導波管チェンバーの形成された導波管を備えて
いる。この導波チェンバー内にパワー吸収体が配置され
ている。さらに、パワー吸収体から熱を伝達可能なよう
に、伝達手段がパワー吸収体と共に設けられている。

【０００７】本発明の他の態様は、マイクロウェーブ回
路における反射されたパワーを減少する方法であって、
このマイクロウェーブ回路はマイクロウェーブパワー発
生装置を有しており、このマイクロウェーブパワー発生
装置は、調整可能な同調用のスタブを備えたダミーロー
ドが終端に設けられたマイクロウェーブアプリケータ
（マイクロ波付与装置）と連結されている。発生したマ
イクロウェーブパワーは、マイクロウェーブアプリケー
タを介してダミーロードに印加され、このダミーロード
の温度が上昇する。そして、このダミーロードの温度を
計測し、測定された温度が所定の値に到達したときに、
反射したパワーをほぼ０まで減らすように同調用のスタ
ブを調整する。

【０００８】本発明の一態様は、導波管チェンバーの形
成された導波管と、この導波管チェンバー内に設置され
たパワー吸収体と、前記パワー吸収体から熱を伝達する
ために前記パワー吸収体と共に設けられ伝達手段とを有
するマイクロウェーブドライヤー用のダミーロードであ
る。

【０００９】本発明の一態様は、マイクロウェーブ回路
における反射されたパワーを減少する方法であって、こ
のマイクロウェーブ回路はマイクロウェーブパワー発生
装置を有しており、このマイクロウェーブパワー発生装
置は、調整可能な同調用のスタブを備えたダミーロード
が終端に設けられたマイクロウェーブアプリケータと連
結されており、前記マイクロウェーブ発生装置によって
マイクロウェーブパワーを発生し、この発生したマイク
ロウェーブパワーを前記マイクロウェーブアプリケータ
を介して前記ダミーロードに印加し、このダミーロード
の温度を上昇させ、前記ダミーロードの温度を計測し、
さらに、この測定された温度が所定の値に到達したとき
に、前記反射したパワーを略０まで減らすように前記同
調用のスタブを調整すること、を含む反射パワー減少方
法である。

【００１０】

【実施例】図１に本発明のインクジェットプリンター１
０の概要図を示してある。このインクジェットプリンタ
ー１０は給紙トレイ１２を有し、その中にはインクジェ
ットプリンター１０によって印刷される用紙のストック
としての複数のカットシート１４が入っている。これら
の単票用紙１４は、給紙トレイ１２からピックアップロ
ーラー１６によって剥がされ、フィードローラー１８に
より用紙移送装置２０に送られる。用紙移送装置２０
は、複数のローラー２４によって動かされる１つ、また
は複数のフィードベルト２２によりシート１４を印刷部
２６の下に移動する。ベルト２２は誘電率の低いマイク
ロウェーブパワーを透過する物質で形成されている。プ
リント部２６は、用紙幅のインクジェットプリントヘッ
ドを有し、シートがそのプリントヘッドを通過している
際にシート１４にインクが付着される。この用紙幅のイ
ンクジェットプリントヘッドはシートと同じ幅に複数の
プリントノズルが直線に配列されており、そのため、シ
ートの全幅にわたってインクが付着される。しかしなが
ら、本発明はタイプライターに非常に近い、画像を形成
するために周期的に、包帯状にシート１４を横切って動
くインクジェットプリントヘッドを有するプリンターに
も同様に適用できる。プリント部２６はインク供給部と
ページ上へのインクの付着をコントロールするのに必要
な電子機器を有している。

【００１１】マイクロウェーブパワーによって加熱され
るように特別に調整されたインクが用いられることが好
ましい。そのようなインクは、それによって熱伝達量が
増加されるようにマイクロウェーブパワーと結合するよ
うにデザインされたコンパウンド（化合物）を含んでい
ることが多い。このようなコンパウンドの１つは液状の
媒体中において、少なくとも１部がイオン化するイオン
化合物である。“マイクロウェーブ乾燥を用いた印刷方
法”というタイトルのゼロックス社に譲渡された米国特
許第５，２２０，３４６号に、適したインクの１つ開示
されている。

【００１２】シート１４が印刷されると、シート１４
は、印刷後直ちに、もしくは約５秒あるいはそれ以内
に、用紙移送装置によってマイクロウェーブドライヤー
２８に運ばれる。シートは入力スロット３０に入り、そ
して、出力スロット３２から出てくる。用紙の下（ボト
ム）側を真空とすることを用いたり、あるいは、静止マ
ットを用いたものなどがある移送メカニズムがマイクロ
ウェーブドライヤー２８を通して紙を運ぶ。シート１４
がマイクロウェーブトライヤー２８を通過するとマイク
ロウェーブパワーがシート１４に照射され、これによっ
てシートに付着したインクを乾燥する。シート１４が十
分に乾燥されると，シートは出力トレイ３４に送られ
る。

【００１３】コントローラ３６は、周知の通り、プリン
ト部２６，マイクロウェーブドライヤー２８及び用紙移
送装置２０を制御する。さらに、インクジェットプロセ
ッサ用の適応ドライヤーコントロールも使用できる。
“インクジェットプロセッサ用の適応ドライヤー”とい
うタイトルのゼロックス社に譲渡された米国特許第５，
２１４，４４２号には、そのような適したドライヤーコ
ントロールの１つが開示されている。

【００１４】マイクロウェーブドライヤー２８は乾燥速
度が速いので、基体（サブストレート）上のインクの余
分な液体は、少しでも吸収される前に印刷されたシート
の表面から蒸発させられる。さらに、ドライヤー２８に
生じたマイクロウェーブパワーは、ペーパーサブストレ
ート上のインクの薄い層を効果的に乾燥させるのに十分
大きな電界を発生させる。

【００１５】インクジェットプリンター１０における画
質の欠陥を抑制するため、インクはプリントヘッド２６
からサブストレート上に付着され、そして、印刷された
サブストレートは高速乾燥するようにドライヤー２８を
通過する。このサブストレートは毎秒約２インチから２
０インチの範囲、あるいは毎分約１０枚から２００枚の
速さでドライヤー２８を通過するのが好ましい。上述し
たプリンター１０において、入口スロット３０はプリン
トヘッド２６から約３インチ離れた場所に設置される。
用紙スピードが毎秒２から２０インチであると、サブス
トレート上にインクが着いてからドライヤーに入るまで
の合計時間は約１．５秒から０．１５秒である。このよ
うに、たとえば総乾燥域が６．７５インチの曲がりくね
ったドライヤーを用いると、サブストレートは５から
０．５秒でドライヤーから出てくる。

【００１６】図２にマイクロウェーブドライヤー２８の
一実施例を示してある。マイクロウェーブドライヤー２
８は紙がさらされる電界強度を高めるためのトラベリン
グウェーブ共振器を備えている。トラベリングウェーブ
（進行波）共振器を用いることによって、インクを効果
的に乾燥させるに十分な電界強度が比較的低い電力
（１．５ｋＷ未満）のマグネトロンで得られる。さら
に、トラベリングウェーブが用いられているので、定在
波が用いられるより熱の均一性がかなり良く、アプリケ
ータは負荷や紙、さらにインクの着いた量の差によって
はそれほど大きな影響を受けることはない。

【００１７】用紙移送機構２０は、複数のローラー２４
によって搬送される１つ、あるいは複数のベルトにより
マイクロウェーブドライヤー２８を通して紙を動かす。
マイクロウェーブドライヤー２８はマイクロウェーブを
発生するマイクロウェーブゼネレータ４０を備えてい
る。このマイクロウェーブゼネレータ４０は、２４５５
ＭＨｚの固定周波数マグネトロンと、この分野の当業者
によく知られているようなマグネトロン電源を有してい
る。このようなマグネトロンは、家庭用のマイクロウェ
ーブオーブン用として一般的に用いられているものであ
り、日本の製造元から廉価に入手可能である。約５００
〜１５００ワットの出力範囲のマグネトロンゼネレータ
がマイクロウェーブを発生させるために良く用いられ
る。

【００１８】図２で判るように、マイクロウェーブゼネ
レータ４０は導波管の送り出し部（ランチャー）４２に
接続されている。導波管のランチャー４２はマグネトロ
ンが効果的に導波管の中に発振できるようにマグネトロ
ンにマウントされたものである。導波管ランチャー４２
は断面の変わる部分４３を備えている。そして、この断
面の変わる部分４３によってランチャー４２の出口をサ
ーキュレータ４４に接続している。このサーキュレータ
は、第１ポート４６，第２ポート４８、および第３ポー
トもしくは主導波管フィード（供給部）５０を備えてい
る。この第２ポート４８は整合負荷５２に接続してあ
る。

【００１９】サーキュレータ４４は幾つかの作動状況の
もとでもマグネトロンの安定した動作を確保するために
用いられている。このサーキュレータは非可逆フェライ
ト装置であって、マイクロウェーブゼネレータ４０から
マイクロウェーブアプリケータにパワーを流せるように
してある。整合負荷５２はマグネトロン４０をダメージ
から守るため反射したパワーを吸収する。整合負荷５２
は同調スクリューを有しており、この同調スクリューに
より電圧定在波比（ＶＳＷＲ）の終端が１．０２未満と
なるように、この回路の微調整ができるようになってい
る。

【００２０】図３に示すように、分岐誘導方向性結合器
６０が主導波管フィード５０に接続されている。図４に
よりさらに良く判るように、この方向性結合器（カプラ
ー）６０は主導波管６２と補助導波管６４を備えてい
る。この主、および補助導波管は互いに第１，第２およ
び第３の分岐導波管６６，６８，および７０によってそ
れぞれ接続されている。分岐ガイド（分岐道波管）の各
々は誘導する波長の１／４波長の公称長さである。

【００２１】主導波管６２は第１のアーム７２および第
２のアーム７４を備えている。また、補助導波管６４は
第３のアーム７６と第４のアーム７８を備えている。パ
ワーが第１のアーム７２から主導波管６２に流れると、
一部のパワーは分岐導波管６６，６８および７０を通っ
て補助導波管と連結し、また、一部のパワーは第４のア
ーム７８から流れだす。第３のアーム７６から第４のア
ーム７８に向かって補助導波管６４の中をパワーが流れ
ると、パワーの一部は主導波管と連結し、第２のアーム
７４から流れだす。パワーが主および補助導波管の間で
結合されるパワー、すなわちカップリングの範囲は、分
岐ガイドの寸法によって決定される。一般に、分岐誘導
方向性結合器６０は３．０ｄＢ結合器であって、以下の
寸法である。ａ＝１．２２インチ，ｂ＝１．９５５イン
チ，ｃ＝１．６２０インチ，ｄ＝０．９２０インチ，さ
らに、ｅ＝０．５２３インチ。整合端末あるいは整合負
荷８０は第２のアーム７４の終端となるように第２のア
ームに連結されている。

【００２２】図３に示してある第１の矢印８２と第２の
矢印８４は、分岐誘導方向性結合器６０を通るパワーの
流れを示している。第１の矢印８２は、第１のアーム７
２から第４のアーム７８を通って曲がりくねったアプリ
ケータ１００に入るパワーの流れを示している。第２の
矢印８４は、第３のアーム７６から第２のアーム７４に
入り、さらに、整合末端８０に入るパワーの流れを示し
ている。

【００２３】図２および図３に示されているように、分
岐誘導方向性結合器６０は曲がりくねったアプリケータ
１００につながれている。この曲がりくねったアプリケ
ータ１００は、第１のマイクロウェーブガイド１０２を
通して結合器６０の第４のアーム７８からマイクロウェ
ーブパワーを受け取る。曲がりくねったアプリケータ１
００から出たパワーは、第２のマイクロウェーブガイド
１０４を通って、結合器６０の第３のアーム７６に入
る。この第２のマイクロウェーブガイド１０４に、マイ
クロウェーブの回路を微調整するための調整可能なフェ
イズシフターを取り付けることもできる。

【００２４】図２および図３に戻って、曲がりくねった
アプリケータ１００は、第１のマイクロウェーブガイド
１０２と接続された入力１０６、および第２のマイクロ
ウェーブガイド１０４と接続された出力１０８を備えて
いる。また、一枚の紙１４が曲がりくねったアプリケー
タ１００を通過してスロット１１０を通って出てくる。
この紙１４は、図２には示されていないが、アプリケー
タに反対側から入る。図５に示すように、曲がりくねっ
たアプリケータ１００は８つに分岐した曲がりくねった
アプリケータであって、略並行な複数のガイド部分ある
いは分岐１２０ａから１２０ｈを備えている。それぞれ
の分岐１２０は、高さ２．８４インチ、幅０．７６イン
チである。マイクロウェーブパワーが入力１０６に入る
と、パワーは第１の分岐１２０ａを最初に、分岐１２０
ｈを最後として各ブランチを通過し、出力１０８まで達
する。この曲がりくねったアプリケータ１００の長さ
は、曲がりくねったアプリケータ１００および方向性結
合器６０によって構成されるトラベリングウェーブの共
振回路の電気的な有効長がガイドする波長の整数倍と等
しくなっている。しかるべき長さに調整されていると、
マイクロウェーブ回路は共振周波数で共振するトラベリ
ングウェーブ回路になる。共振システムを正しく機能さ
せるためには、システム共振周波数とマグネトロン周波
数は±５ＭＨｚ以内の周波数に整合されなければならな
い。さらに、導波管のランチャー４２はシステムの性能
を一回で最適にできるようにチューニング用のスクリュ
ーあるいはフェイズシフターを備えている。

【００２５】図５は、結合器６０と曲がりくねったアプ
リケータ１００を半分にした断面を示してある。カプラ
ー６０とガイド１０６および１０８は、図示するため
に、曲がりくねったアプリケータ１００と同じ平面で示
してある。連続して結合された略並行なガイド区分１２
０ａから１２０ｈの内部は、Ｕ字型の接続区分１２４に
よって結合されており、これも図示してある。それぞれ
のガイド区分１２０は次の区分と連続しており、部材１
２２により部分的に次の区分から分離されている。接続
する区分１２４は、マイクロウェーブパワーを一つのガ
イド区分から次のガイド区分へパワーの反射や損失が最
小な状態で伝達する。一枚の紙は、先に説明したスロッ
ト１１０と実質的に同じスロット１２６を通って入り、
スロット１１０を通って出る。テフロン（商標）やポリ
テトラフルオロエチレン繊維（ストリング）のようなマ
イクロウェーブを透過する素材から成るペーパーガイド
部材は、曲がりくねったアプリケータ１００の上半部の
下側に一方のスロットから他方のスロットまで取り付け
られており、用紙がスロット１２６からスロット１１０
へ運ばれるときに、その中に用紙が巻き込まれるのを防
ぐ。さらに、テフロン（商標）は疎水性であり、そのた
めインクの邪魔になるとはない。スロット１２６とスロ
ット１１０は共に、図２および図６に示すように口（リ
ップ）部材１２８に囲まれている。図５には、口の部分
が半分だけ示されている。口用の部材１２８は、曲がり
くねったアプリケータの上半部の半分と下半部の半分を
含み、ガイドとして取り付けられており、曲がりくねっ
たアプリケータ１００からのマイクロウェーブパワーの
漏出を妨げるために閉止装置（チョーク）としての役目
も果たしている。

【００２６】マイクロウェーブパワーが、あるガイド区
分から次のガイド区分へ送られるので、各ガイド区分内
で乾燥のために活用できるパワーの量は、ガイド区分１
２０ａで有効な比較的大きなパワー量からガイド区分１
２０ｈで有効な比較的小さなパワー量に変化する。たと
えば、第１のガイド区分１２０ａにおける電界強度の最
終のガイド区分１２０ｈに対する電界強度の比は約２：
１である。

【００２７】従って、浸透率の高いインクで印刷された
紙は、スロット１２０に入れスロット１１０から出し
て、すぐにインクおよび紙に最大のパワー量が印加され
るようにすることが望ましい。しかし、浸透率の低いイ
ンクで印刷された紙は、インクおよび紙に印加されるマ
イクロウェーブパワーの量が用紙がアプリケータ１００
を通過するにつれて増加するようにスロット１１０に入
れスロット１２６に出してもよい。初期に多くのパワー
を印加しなければ、用紙はまずガイド区分１２０ｈを通
過するので、吸収速度の低いインクは急速に加熱され
ず、用紙の上面に付けられた吸収速度の低いインクによ
る引き起こされる斑点やはねといった画質の欠陥は共に
減り、あるいは防止できる。このように、インクがどん
なタイプであっても最終的な画質は同となる。

【００２８】図６は、マニホールド１５０が曲がりくね
ったアプリケータ１００の上に付いたマイクロウェーブ
ドライヤー２８を示してある。この実施例では、アプリ
ケータ１００は、場所１３０および１３１でヒンジによ
って止められており、必要なときに用紙を取り除けるよ
うにその内部へアクセスできるようになっている。この
図では、アプリケータ１００およびマニホールド１５０
が持ち上がった位置にある。そして、マニホールド１５
０は紙の上に強制的に温風を送り、循環する温風による
乾燥を行っている。熱風はマグネトロン４０および整合
端末８０から排気され、送風装置１５１により強制的に
マニホールド１５０の中へ送られる。このマニホールド
１５０はくさび型をしており、ブロワー１５１から強制
的に送られてきた空気を受け取る部分の高さが、そこか
ら離れた終端の高さより大きくなっている。マニホール
ド１５０の上面に角度をつけることにより、マニホール
ド１５０の上に配置されるようなフレームや機械などに
邪魔されることなく、この曲がりくねったアプリケータ
を開けることができる。図７に示すように、曲がりくね
ったアプリケータの上に形成された複数の孔１５２ある
いはまたスロット１５３を抜けて温風は通る。さらに、
図７は、曲がりくねったアプリケータの、紙面の湿った
インクの付いた側の上部に位置する側の内部を示してい
る。温風は、孔１５２およびスロット１５３を通って用
紙の湿った面に吹き当てられる。ポリスチレンのような
マイクロウェーブを透過する素材でできた複数のマイク
ロウェーブを透過するバッフル１５４が、空気の流れを
シートに向ける。さらに、エアーは、アプリケータの下
半部の下に位置する真空輸送によって排出される。

【００２９】この複数の孔およびスロットは、導波管１
２０の中におけるマイクロウェーブの反射や、導波管１
２０からのマイクロウェーブの漏出を抑制し、あるいは
防止するサイズとなっている。本実施例においては、こ
れらの孔は直径３ｍｍであり、スロットは幅が３ｍｍで
長さが９ｍｍである。これらの孔およびスロットの他の
組み合わせも可能であるが、スロットにより乾燥用に用
紙に向かうエアーの流れを増大させられることがわかっ
た。

【００３０】約８５０ワットのマグネトロン４０のパワ
ー出力と共に、整合負荷およびマグネトロンの固有の無
駄になっている部分から最小約１５０ワットの熱量が潜
在的にえられる。この整合負荷から得られるパワーの大
きさは、用紙上をインクが覆っている範囲に依存する。
たとえば、覆っている範囲が狭い場合（２０％）では、
約２５０ワットが末端で消散され、覆っている範囲が広
い場合（６０％より大）では、整合末端に捨てられるの
は５０ワット未満である。このように末端８０から得ら
れるエネルギーは一定ではない。

【００３１】また、整合末端８０で消散されるパワーの
量は、シート１４に付着したインクの量、およびカプラ
ー６０のタイプに依存する。用紙に付着したインクの量
が毎回既知の量であれば、整合末端８０においてパワー
が散逸しないようにシステムを設計することも可能であ
る。そのようなシステムでは、カプラー６０がアプリケ
ータ１００に必要とされるパワー量をカップルできるよ
う設計でき、余分なパワーが端末８０によって吸収され
ない。インクが覆った用紙が整合負荷でない場合は、端
末で吸収され熱量に変換されたマイクロウェーブパワー
は、対流式の乾燥用にリサイクルできる。このように、
インクの覆う領域は広範囲に変化するので、本発明は、
あらゆるタイプの印刷されたシートを幅広く乾燥でき
る。

【００３２】インクや紙の負荷によって吸収されなかっ
たパワーは、ダミーロードあるいは整合負荷８０により
吸収される。ダミーロードへのパワーの量は、インクや
用紙の負荷によって変わる。たとえば、文章の印刷され
た用紙は、１００％覆われた用紙よりもダミーロードへ
のパワーは多くなる。従って、整合負荷は１つで余分な
パワーを広い範囲で吸収するように設計されなければな
らない。また、この負荷は入射パワーのすべて、あるい
は大部分（９５％より大、定在波比１．１未満）を吸収
することが重要である。と言うのは、ダミーロードから
反射したパワーにより、例えば、定在波の発生によりシ
ステム性能の最適化が図れなくなるからである。水冷の
整合負荷は、上述の整合負荷としての要求を満たしてい
る。しかしながら、水冷の整合負荷は、定温に維持され
た水を循環させる必要があり、サーマルインクジェット
インクにより印刷された用紙を乾燥させるために用いら
れる低コストのマイクロウェーブシステムにおいて、特
にオフィス環境で使用されるものでは、実用性に欠け
る。

【００３３】従って、本発明においては、水冷の整合負
荷を、余分なパワーを吸収し、吸収したパワーを熱とし
て発生し自然対流もしくは強制対流によって消散させる
物質に置き換えてある。また、この選択された吸収物質
は高温に耐えることができ、小型化できるように小さな
熱容量を備えている。

【００３４】図８は整合負荷８０の１つの形態を示す斜
視図である。整合負荷８０は、第１および第２の向かい
合った細い壁１６２および１６４と、第１および第２の
向かい合った広い壁１６６および１６８を備えた導波管
１６０を有している。導波管１６０は、さらに、終端の
壁１７０を備え、これにより向かい合った細い壁１６２
および１６４，向かい合った広い壁１６６および１６８
および終端の壁１７０によるチェンバーが規定されてい
る。導波管１６０の長さは、前に記載したようにマイク
ロウェーブ回路の要求によって選択されており、マイク
ロウェーブドライヤーが進行波共振マイクロウェーブ回
路として機能するようになっている。マイクロウェーブ
パワーは、規定されたチェンバーの入口１７２を通って
導波管１６０に入る。

【００３５】図８に示すように、複数のフィン１７４が
向かい合った広い壁１６６および１６８に付けられ、導
波管の内部からフィンに伝達された熱を受けとる。これ
らの複数のフィン１７４は別の部品として製造して向か
い合った広い壁の外面に取り付けられても良いし、ある
いは向かい合った広い壁の一部として形成しても良い。
フィン１７４のほかに、複数のスロットや開口１７６が
向かい合った細い壁１６２および１６４それぞれに形成
されている。同調用のスタブ１７８が、導波管１６０の
入口１７２に配置されている。これらのフィン１７４
は、熱放散を高めるよう導波管の外壁から延びるように
取りつけられた複数のコーン型や円筒形の部材に置き換
えることも可能である。同様に、開口はスロットの代わ
りに丸い孔であっても良い。フィン，突き出る部材，ホ
ールおよびスロットのいかなる組み合わせも可能であ
る。

【００３６】整合負荷８０は、導波管１６０内部に位置
するパワーの吸収体を内蔵している。このパワーの吸収
体は、損失率の高いものである。このパワーの吸収体の
誘電損失タンジェッントは０．０１から０．１の範囲に
あり、あるいは、パワー吸収体の比誘電率は２０を超え
るオーダーでなければならない。導波管１６０のチェン
バー内に位置するパワー吸収体は、インクや紙の負荷で
吸収できなかった全ての余分なパワーを吸収する。余分
なパワーを受け取ると、エネルギー吸収体は熱を発生す
る。エネルギー吸収体から除去された熱はフィン１７４
へ伝わり、かつ開口を通過する。

【００３７】図９は、本発明において用いられているパ
ワー吸収体の一つの斜視図である。図９に示したパワー
吸収体は、階段状となった負荷（ロード）１８０であり
ステップテーパとしても知られている。階段状となった
ロード１８０は、第１のステップもしくは第１の平らな
部分１８２と、第２のステップもしくは第２の平らな部
分１８４を備えている。この階段状となったロード１８
０は、導波管１６０のチェンバー内に位置し、第１の面
１８６と第２の面１８８は入口１７２を通って導波管１
６０に入ってくるマイクロウェーブパワーの通路内にあ
る。背面１９０は、終端の壁１７０の内側に接してい
る。

【００３８】階段状となったロード１８０は、炭化けい
素で形成されている。焼結された炭化けい素は、鋳造さ
れた炭化けい素より階段状となったロードに用いるのに
好ましい素材であることがわかっている。鋳造された炭
化けい素は、セメントのようなものである。しかし、焼
結された炭化けい素は、高温で鋳型に注入されてから焼
かれる。焼結された炭化けい素は、他のテストされた物
質より良いロードとなることが判明していいる。炭化け
い素は、膨張したり分解したりせずに高温まで加熱でき
る点で優れている。ステップテーパとして、炭化けい素
という素材の電気特性は広い温度範囲にわたって良く安
定している。本発明のもう一つの態様は、炭化けい素に
様々なサイズの細孔を構成できることである。小さな細
孔は、自然対流による冷却方法で用いられ、大きな細孔
は強制対流による冷却方法で用いられる。このパワー吸
収体はフェロー社（Ferro Corporation, Filtros Pland
Division, East Rochester, New York.）で製造されて
いる。

【００３９】階段状となったロード１８０は、マグネト
ロンの特定周波数において定在波比が１．０１より小の
小さな空間で動作するように設計されている。このた
め、階段状となったロード１８０は、他のパワー吸収体
より好まれており、この用法に用いられる幾つかの数多
くの寸法がある。寸法“ａ”として示されている階段状
となったロード１８０の幅は、約２．８４インチ、ある
いは２．８４インチより若干小さく、導波管１６０の中
に納まるようになっている。高さ“ｂ”は、ここでは
０．６７インチである導波管の幅よりわずかに短くなっ
ている。寸法“ｃ”と付されている第１の面１８６の高
さは約０．３３５インチ、あるいは寸法“ｂ”の高さの
半分である。寸法“ｄ”と付されている第１のステップ
部１８２の露出した部分の長さは、約２．２５インチ、
あるいは誘導波長の約４分の１である。寸法“ｅ”と付
されている露出した第２のステップ部の長さは、１イン
チより大きい。寸法“ｅ”の長さは臨界ではないが、オ
ーバーヒートを防ぐために十分な熱容量を得るのに十分
な長さでなければならない。

【００４０】図１０は導波管の中に設置された階段状と
なったロード１８０を備えた導波管１６０の側面を示し
てある。この図で判るように、開口１７６は、第１のス
テップ部１８２に沿って配置されており、第２のステッ
プ部１８４にはなく、これは第２のステップ部１８４は
導波管１６０の高さ全体にわたっているためである。導
波管１６０のサイドエッジに沿った開口の数量は臨界的
なものではないが、このロードを冷却するのに必要とさ
れる冷気の量を得られるように十分な数の開口が必要で
ある。開口は、第２のステップ部の隣まで配置できる。
図示してある本例の開口あるいはスロットの幅“ａ”は
３ｍｍである。また、隣合った開口あるいはスロット１
７６の間隔は約６ｍｍであり、これは寸法“ｂ”として
示されている。

【００４１】図１１に、ピラミッド型の先細となったパ
ワー吸収体１９１を示してある。ピラミッド型の先細の
パワー吸収体１９１も、炭化けい素で形成されており、
焼結された炭化けい素であることが望ましい。ピラミッ
ド型のボディー１９１は、向かい合って先細となった横
壁１９２および１９４と、向かい合って先細となった上
壁および底壁１９６および１９８を備えている。先細と
なったこれらの横壁と、先細となった上壁および底壁
は、基部２００から延びており、先端２０２に向かって
細くなっている。寸法“ａ”として示されている基部の
高さは、約０．６７インチ、もしくは導波管１６０の内
寸である。寸法“ｂ”として示されている基部の総幅は
１．７５インチである。また基部は、取り付け穴２０４
を備えており、基部２００が終端の壁１７０の内面に対
して平らに据えつけられるときに取り付けねじを入れる
ようにピラミッド型のボディー１９１の中に形成されて
いる。取り付け穴２０４の位置は基部２００の中心から
偏った位置にあり、機械的に都合よくなっており、その
中心は寸法“ａ”の２分の１、あるいは０．３３５イン
チっであり寸法“ｃ”で示されている。

【００４２】幾つかのピラミッド型の先細となったもの
１９１がテストされた。基部２００の底辺から先端２０
２までの“ｄ”として示されている寸法が２．５インチ
から４インチの範囲のいずれかで良い比較的短い長さの
ピラミッド型の先細のもので良い結果が得られることが
判っている。強制対流による冷却により低い水準に温度
が維持されると、ピラミッド型の先細のものは良く機能
する。その基部を終端の壁１７０の内面の中心に置くこ
とによって、ピラミッド型の先細のもの１９１によりパ
ワーを良く吸収できる。図１１に示すようにピラミッド
型の先細のものを用いると、複数のスロット１７６を図
８に示すように終端の壁１７０まで全部にわたって設け
られる。

【００４３】自然対流のためスロット１７６の代わり
に、向かい合った細い壁１６２および１６４に追加のフ
ィンを付け足すことも可能である。しかし、負荷８０を
程よい温度に保つために自然対流に頼ることは、フィン
１７４を横切ったりスロット１７６を通る強制的な空気
を供給する場合ほど満足できるものではない。たとえ
ば、負荷８０を横切たり、通過する強制的なエアーを供
給することなしに負荷８０に５００ワットのパワーを加
えると、負荷８０の温度は約５００°Ｆに達することに
なる。このような高温では、ロードは非常に反射し易く
なる。しかし、マイクロウェーブ用のロード８０が約５
００ワットのパワーを受けるときは、フィン１７４を横
切ったり、スロット１７６を通る強制的なエアーを供給
して温度を２００°Ｆ前後に下げれば良い。

【００４４】図１２に、導波管１６０を通して強制的に
エアーを供給するためのファン２０６を備えたマイクロ
ウェーブ用のロード８０の好ましい実施例を示してあ
る。エアー以外の他の冷却用の流体も、導波管を通して
その冷却用の流体を移動するのに適した部材と共に用い
ることができる。本例で使われているファンはハワード
(HOWARD)の２４ボルトＤＣファンである。このＤＣファ
ン２０６は、出口２１０を介して空気を供給するための
空気取り入れ口２０８を備えている。出口２１０は、シ
ュラウドあるいはハウジング２１４の入口２１２に結合
されている。ファン２０６およびハウジング２１４は、
フィン１７４に伝達された熱及びスロット１７６を通過
した熱を取る。ハウジング２１４は、導波管１６０を取
り囲んでおり、さらに、出口あるいは排出口２１６を備
えいる。図１２に矢印２１８によって示すように、エア
ーは入口２０８から出口２１０を通ってハウジング２１
４の入口２１２に流れ、導波管１６０を通り、出口ある
いは排出口２１６から流れ出る。ハウジング２１４は、
向かい合った広い壁１６６および１６８に取り付けられ
たフィン１７４を備えた導波管１６０を取り囲むチェン
バーを形作っている。ハウジング２１４の第１の部分２
２０は、図示するように導波管１６０の上側のフィンを
取り囲み、図１２にわずかな部分だけ見える第２の部分
２２２は図示するように導波管１６０の底部に取り付け
られたフィンを取り囲んでいる。作動中は、エアーが大
気から引き込まれ、入口２０８を通って取り込まれる。
エアーは強制的に送られ、導波管のそれぞれ横に取り付
けられたフィンを横切らされ、また向かい合った細い壁
１６２および１６４の個々のスロット１７６を通され
る。

【００４５】ロード８０の特性は、ロード８０の温度、
特にエネルギー吸収体の温度によって変化する。このた
め、ロード８０は、ロードが熱い間に同調用のスタブ１
７８で同調されるのが望ましい。従って、どのような紙
が印刷される場合でもその前に、ロード８０が作動温度
に温まっている間に、同調スタブ１７８を調整すること
によってマイクロウェーブドライヤー２８を最適にでき
る。ロードが熱い間に同調スタブ１７８を調整すること
によって、反射パワーはほとんどゼロに減少される。負
荷が熱せられ、反射がゼロに削減されると、進行共振波
回路は最大効率で動作できる。

【００４６】強制的にエアーを対流して乾燥するモード
では、導波管１６０を通過するエアーはパワー吸収体に
よって熱せられる。この熱したエアーは、先に説明した
ように対流して乾燥のためにマニホールド１５０に排出
口２１６を接続することにより、個々の用紙を乾燥する
ために導くことができる。

【００４７】本発明のさらなる特徴は、エアーシール２
２４を提供していることであり、図１２に示すように、
これは入口１７２にエアーシールを形作るように向かい
合った広い壁と向かいあった狭い壁から延びている。こ
のエアーシールは、マイクロウェーブエネルギーを透過
するテフロン（商標）シートの１枚の薄いフィルムであ
る。このエアーシール２２４は、マイクロウェーブアプ
リケータの残りの部分から入口１７２を塞いでおり、マ
イクロウェーブアプリケータ内に強制的に送られるエア
ーが入ってしまうことを防止し、これによってフィン１
７４を横切たり、スロット１７６を通るエアーの流れを
維持している。

【００４８】

【発明の効果】このように、ここで説明した本発明の特
徴を持ったマイクロウェーブ乾燥装置は、液状のインク
で印刷されることによる用紙の歪みを防止できることは
明白である。マイクロウェーブエネルギーをこのような
インクを搭載したサブストレートに印加することによ
り、しわの形成や、紙を劣化させる他の条件を効果的に
防止できる。さらに、紙やインクのロードによって吸収
されないパワーはすべて効果的に整合負荷によって吸収
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるのに適したインクジェットプリ
ンターの概略を示す正面図である。

【図２】本発明のマイクロウェーブドライヤーの斜視図
である。

【図３】図２のマイクロウェーブドライヤーの正面図で
ある。

【図４】３つに分岐したカプラーの断面図である。

【図５】３つに分岐したカプラーと、８つのパスの曲が
りくねったアプリケータの断面図である。

【図６】本発明のマイクロウェーブドライヤーとマニホ
ールドの斜視図である。

【図７】乾燥のために暖気を対流できるように穴の開い
た曲がりくねったアプリケータの平面図である。

【図８】マイクロウェーブドライヤー用のダミーロード
の斜視図である。

【図９】階段状となったパワー吸収体の斜視図である。

【図１０】マイクロウェーブドライヤー用のダミーロー
ドの側面図である。

【図１１】ピラミッド型のパワー吸収体の斜視図であ
る。

【図１２】冷却装置を持ったマイクロウェーブドライヤ
ー用のダミーロードの斜視図である。

【符号の説明】

１０・・インクジェットプリンター １２・・給紙トレイ １４・・カット紙 １６、１８、２４・・ローラー ２０・・用紙移送装置 ２２・・フィードベルト ２６・・印刷部 ２８・・マイクロウェーブドライヤー ３０・・入力スロット ３２・・出力スロット ４０・・マイクロウェーブゼネレータ ４２・・ランチャー ４４・・サーキュレータ ５２・・整合負荷 ６０・・カプラー ８０・・整合端末（整合負荷） １００・・アプリケータ １６０・・導波管 １７２・・導波チェンバーの入口 １７４・・放熱用のフィン １７６・・開口 １７８・・同調用のスタブ １８０・・パワー吸収体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波管チェンバーの形成された導波管
   と、この導波管チェンバー内に設置されたパワー吸収体
   と、前記パワー吸収体から熱を伝達するために前記パワ
   ー吸収体と共に設けられ伝達手段とを有するマイクロウ
   ェーブドライヤー用のダミーロード。
2. 【請求項２】 マイクロウェーブ回路における反射され
   たパワーを減少する方法であって、このマイクロウェー
   ブ回路はマイクロウェーブパワー発生装置を有してお
   り、このマイクロウェーブパワー発生装置は、調整可能
   な同調用のスタブを備えたダミーロードが終端に設けら
   れたマイクロウェーブアプリケータと連結されており、
   前記マイクロウェーブ発生装置によってマイクロウェー
   ブパワーを発生し、 この発生したマイクロウェーブパワーを前記マイクロウ
   ェーブアプリケータを介して前記ダミーロードに印加
   し、このダミーロードの温度を上昇させ、 前記ダミーロードの温度を計測し、さらに、 この測定された温度が所定の値に到達したときに、前記
   反射したパワーを略０まで減らすように前記同調用のス
   タブを調整すること、 を含む反射パワー減少方法。