JPH0136108B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高周波加熱を利用して顕画剤像を支持
材に定着する定着装置に関する。

従来マイクロ波等の高周波による加熱定着装置
は、すでに、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
部加熱定着に於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、また紙などの画
像支持材が何らかの事故で定着領域内に滞まる時
も火災等の危険性を除去し、さらに画像支持材の
しわの発生や画像の乱れを防止したコンパクトな
装置である。

しかしながら、顕画剤像を支持する支持材の厚
み、含水率、材質等の違いにより、像の定着性が
異なる欠点を有している。即ち、一般に、誘電損
（単位時間当りのエネルギー損）Ｗは Ｗ＝ωVE²ε′tanδ で示される。ここで使用文字は以下の内容のもの
である。

ω：角周波数 Ｖ：誘電体の体積 Ｅ：誘電体に加わる電界 ε′：誘電率 tanδ：誘電体力率 １枚の画像支持材上の顕画剤の占る体積と画像
支持材の体積の比は10²〜10⁵程度にもなり顕画剤
像の定着性はそれを保持する画像支持材の種類
（厚み、含水率、材質等）により高周波エネルギ
ーの吸収量が異なり、その結果種々の画像支持材
に対して安定した定着を得ることが難しいという
欠点を有していた。

本発明の目的は、上記欠点を解消して画像定着
に必要な高周波エネルギーを安定に発生し、記録
材の種類（高周波エネルギーの吸収特性）にかか
わらず確実に良好定着を行なう定着装置を提供す
ることである。

上記目的を達成する本発明は、高周波加熱によ
り顕画剤像を支持材に定着させる定着装置におい
て、支持材の高周波エネルギー透過量を検知する
検知手段と、この検知手段からの出力に応じて支
持材の高周波透過量が大きい場合に高周波エネル
ギーを小さくするべく制御する制御手段と、を有
す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、本発明について詳細
に説明する。

第１図は、本発明に適用できるマイクロ波導波
管を利用した誘電加熱定着装置の斜視図である。
１はマイクロ波発振器で、伝送方向２に電界の成
分をもつたマイクロ波を発生する。例えばこのマ
イクロ波発生装置１内にはマグネトロンが使用さ
れている。３は、導波管で、その管内を矢印２の
方向にマイクロ波を伝送する矩形状を有し支持材
７に対し平行に設けられている。さらにその支持
材７の対向移動する面にスリツト４が紙等の画像
支持材７の搬送方向６に対し例えば45度の角度で
多数平行配列するように設けられている。このよ
うにスリツト４に支持材搬送方向６に対して角度
をもたせることにより、支持材のどの部分もいず
れかのスリツトのいずれかの部分を通過すること
になるから、マイクロ波エネルギーがスリツト４
から記録材の送り方向１１の垂直な方向へ均一に
加わる。また、このように角度を有して搬送方向
に対し斜めにスリツトを設ければマイクロ波の無
駄なもれを抑制できる。次に５は、導波管３に対
して垂直に設けられた冷却装置でマイクロ波発生
装置１とによつて導波管をはさみ込み、発生した
マイクロ波エネルギーを消滅させる。支持材７が
スリツト４を通過する時トナーの如き顕画剤が高
周波を吸収し、これによつて自己発熱して溶融
し、支持材７に定着する。

第２図は、本発明の一実施例を説明する為の図
である。１１は、高周波により顕画剤像を記録材
に誘電加熱定着を行なう定着手段で、例えば第１
図の誘電加熱定着装置８を１個又は支持材７の搬
送方向に複数個配列されている。

制御回路９は紙の厚みに応じて、マグネトロン
駆動回路１０の出力を調整する。制御回路９は例
えば可変抵抗器の如き操作者の操作できる信号設
定手段を有している。而して操作者は使用する紙
の厚み種類に応じて制御回路９をセツトする。マ
グネトロン駆動回路１０は上述のように制御回路
９に選択的に設定された紙厚信号に応じて前述し
た誘電加熱定着装置８の高周波発振器１の高周波
出力エネルギーを制御する。支持材７の厚みが厚
い程強いエネルギーの高周波を発振せしめる。制
御回路９に支持材７の材質に応じた信号を設定
し、高周波を吸収し易い材質の支持材７に対して
は高エネルギーの高周波を発振せしめ、逆の場合
は逆にするようにしてもよい。

この高周波エネルギーを有効に利用し定着性を
高める為には、使用する顕画剤として、誘電率が
大きく、且つ誘電体力率が大きな熱溶融性樹脂を
主なバインダーにするか、又は誘電損の大きな材
料が分散された顕画剤粒子を用いると良い。誘電
損の大きな材料としては（カツコ内は誘電損
εtanδのオーダー）ポリフツ化ビニリデン１、多
硫化ゴム１０等がある。

ところで、水もほぼεtanδ〜10のオーダーにあ
り、画像支持材に含まれる水分量の多少は支持材
の厚みの大小とともに顕画剤像の定着性に大きな
影響を与える。

例えば画像支持材として、所謂普通紙を用いる
と一般に内部に数％の水分を含んでおり上記高周
波エネルギーの一部が画像支持材の温度を上昇さ
せる為に使われる。而して画像支持材としての紙
といつても含水率が２〜３％から10％近くまでバ
ラツキがあり又同一の紙を用いても環境により画
像支持材に含まれる水分量に変化が生じる。上記
のように水は誘電損が大きいので、このような含
水率のバラツキは定着効率に大きな影響を与え
る。つまり画像支持材の含水量が多い場合には支
持材自体の温度上昇が大きく、その為温度上昇し
た顕画剤と支持材との温度差が小さくなり、同じ
高周波エネルギーを与えても実質的な定着性は向
上する。そこで高周波エネルギーを一定にしてお
くと、含水率の多い画像支持材において定着過剰
によるコゲが生じたり逆に含水率の少ない画像支
持材において定着不良が生じたりしてしまう。

その為、定着部署に送り込む前の位置で画像支
持材の誘電損を測定して、各々の誘電損（厚み、
材質、含水率等の要素により決まる）に対応して
その支持材に適した高周波エネルギーを発生させ
て適切に定着を行ないうるようにした。

即ち第３図で、１２は、定着器８に支持材７が
進入する前の位置（好ましくは支持材７に感光体
から顕画剤像を転写する転写部署Ｔの前の位置）
に於いて、支持材７に高周波を印加する印加器
で、この印加器１２には補助導波管１４を用いて
定着器８の高周波発振器１からの高周波が導かれ
る。勿論印加器１２用に発振器１とは別の高周波
発振器を使用してもよい。いずれにせよ印加器１
２は支持材誘電損測定時には常に一定のエネルギ
ーの高周波を発する。そして上記印加器１２と支
持材７の通路を間にして対向せしめられた高周波
検出器１３が配置されている。例えば高周波の検
出器には勿論これに限らないが、Siの表面にタン
グステンの細い針を立てた点接触型や、GaAsな
どの表面につくつた薄い絶縁層に小さい孔をあけ
て、その部分だけを導通状態にしたシヨツトキー
バリヤー型等のダイオードを使用すれば良い。い
ずれにせよ検出器１３の受ける高周波エネルギー
は、印加器１２の支持材７に印加した高周波エネ
ルギーから支持材７によつて吸収された高周波エ
ネルギーを差し引いた量に対応する。そしてこれ
は支持材７の誘電損に対応している。依つてこの
検出器１３で検知して得た出力電圧、或いは電流
によりその信号を定着用高周波エネルギー発生装
置１の制御回路に入力することによつてそれぞれ
の記録材に合わせた定着用エネルギーを発生させ
ることが可能となる。この場合、前記の操作者手
動による設定手段は不要である。

高周波印加器１２に定着用エネルギー発生装置
１のエネルギーを導く場合にはつねに定着中検知
状態にしておいてもよいが、支持材が検知手段１
３に進入時に発生装置１を一度ONして上記検知
を行ない、検知後再び発生装置１をOFFとして
また定着部署に支持材７が進入する時に発生装置
１をONにして前記検出値によつて定着を行なう
方法が簡便で良いであろう。

又適正エネルギーの検知は上記の方法によらな
くても例えば記録材の厚みを自動測定してもかま
わない。

高周波は支持材の顕画剤像支持側、反対側のど
ちらから与えても勿論良いが、支持材の顕画剤像
支持面側よりエネルギーを与える方が顕画剤が一
定のエネルギーを受けやすく有利である。

又、高周波エネルギーを制御する方法として
は、マグネトロン１の印加電圧を制御、マグネト
ロン１の発振周波数を制御、或いは複数列の定着
装置のうち選択的に数本の装置を作動させる方法
などがありどの方法も使用可であるが電圧制御法
が一番簡易であろう。無論これらの制御手段を組
み合わせて用いても良いし、これらの方法に限ら
れるものではない。また、本発明は高周波誘導電
加熱定着にも適用できる。

以上のように本発明は、記録材の高周波に対す
る特性に応じて高周波出力エネルギーを制御する
からエネルギーを効率よく誘電加熱に用いて、定
着ムラのない、安定した定着性を有する優れた定
着を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に適用できる誘電加熱定着装
置の斜視図、第２図、第３図は、本発明の実施例
のブロツク図である。 １は高周波発振器、９は制御回路、１２は高周
波印加器、１３は高周波検出器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高周波加熱により顕画剤像を支持材に定着さ
   せる定着装置において、支持材の高周波エネルギ
   ー透過量を検知する検知手段と、この検知手段か
   らの出力に応じて支持材の高周波透過量が大きい
   場合に高周波エネルギーを小さくするべく制御す
   る制御手段と、を有することを特徴とする定着装
   置。 ２ 上記制御手段が上記高周波発生の為の印加電
   圧を制御する電圧制御手段を有する特許請求の範
   囲第１項記載の定着装置。