(57)【要約】【課題】  信頼性、加熱効率が高く、環境特性が優れる高周波誘電加熱定着装置、及びこの定着方法を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  高周波発生手段１１により液体を含む未定着画像が形成された枚葉状の記録用紙１を定着する高周波誘電加熱定着装置に関し、記録用紙１の未定着画像面に近接対向して前記高周波発生手段１１を配置するとともに、高周波発生手段１１と記録用紙の間に前記被加熱定着物から発生する蒸気を捕捉し、誘電損失の小さい材料からからなるエンドレスのベルト１４を設けた。また、このベルト１４には液体除去手段１８、及び冷却手段１９を設け、更に、このエンドレスベルト１４の搬送速度を未定着画像の画像情報に応じて可変とする駆動制御回路２０を設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波発生手段により液体を含む未定着画像が形成された被加熱定着物を定着する高周波誘電加熱定着装置において、
前記被加熱定着物の未定着画像面に近接対向して前記高周波発生手段を配置するとともに、
前記高周波発生手段と前記被加熱定着物の間に前記被加熱定着物から発生する蒸気を捕獲する蒸気捕獲手段を設けたことを特徴とする高周波誘電加熱定着装置。
【請求項２】
請求項１の高周波誘電加熱定着装置において、前記蒸気捕獲手段に液体除去手段を設けたことを特徴とする高周波誘電加熱定着装置。
【請求項３】
請求項１または２の高周波誘電加熱定着装置において、前記蒸気捕獲手段に冷却手段を設けたことを特徴とする高周波誘電加熱定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの高周波誘電加熱定着装置において、前記蒸気捕獲手段は前記高周波発生手段を囲んで周回可能に配設され、誘電損失の小さい材料からからなるベルトで構成されたことを特徴とする高周波誘電加熱定着装置。
【請求項５】
請求項４の高周波誘電加熱定着装置において、前記ベルトの搬送速度を制御する駆動制御手段を備えたことを特徴とする高周波誘電加熱定着装置。
【請求項６】
請求項４または５の高周波誘電加熱定着装置において、前記駆動制御手段はベルトの搬送速度を変更できることを特徴とする高周波誘電加熱定着装置。
【請求項７】
請求項６の高周波誘電加熱定着装置において、前記駆動制御手段は、搬送速度を前記未定着画像の画像情報に応じて変更することを特徴とする高周波誘電加熱定着装置。
【請求項８】
未定着画像を形成する画像形成手段と、前記未定着画像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置に置いて、前記定着手段として、請求項１から７に記載の高周波誘電加熱定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像定着装置及び画像形成装置に係り、特に高周波発生手段により液体を含む未定着画像が形成された枚葉状の被加熱定着物を定着する高周波誘電加熱定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の機能を有する画像形成装置は画像情報（記録情報）に基づいて紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の被記録媒体に文字や記号等を含む画像を記録する。
【０００３】
このような画像形成装置には種々の方式があるが、そのうち、インクジェット方式、及び電子写真方式を採用した画像形成装置が画像形成速度、カラー化の容易性、及びランニングコストの点で優れておりオフィスなどで広く普及している。
【０００４】
インクジェット方式、及び電子写真方式では紙で代表される被記録媒体上のインクやトナーを定着する定着装置を設ける必要がある。また、このような定着装置には電源投入後の待ち時間の短縮、高速定着性、低消費電力、及び紙の焦げや焼け防止などの特性が要求される。
【０００５】
このような要求を満たす方式として高周波誘電加熱装置が特許文献１、特許文献２、特許文献３などで提案されている。
【０００６】
図３はこのような高周波誘電加熱装置の一例を示している。インクやトナーなどの未定着画像１００を付着した記録用紙１００は駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３間に架け渡された搬送ベルト１０４で矢印Ａ方向に搬送され、高周波発生手段１０５で加熱される。ここで、高周波発生手段１０５としては、特許文献１から特許文献３に提案された高周波発生手段などを用いることができる。ここで、高周波発生手段１０５と記録用紙１０１上の未定着画像１００間のギャップＧが加熱効率に大きく寄与し、ギャップＧが小さいほど加熱効率は良い。このため、高周波発生手段１０５を記録用紙１０１の未定着画像面側に近接して対向させることが望ましい。
【０００７】
ところで、図３中点線で示すように、搬送ベルト１０４の下側に高周波発生手段１０６が配置された場合にはギャップＧが大きくなるために加熱効率が劣化する。更に、電子写真の場合の両面記録の定着の場合には、記録用紙１０１の高周波発生手段１０６側の定着済みトナー画像が未定着画像より加熱される構成となるため、記録用紙１０１の搬送性を損なうばかりでなく、定着済み画像の劣化の原因となってしまう。
【０００８】
また、特許文献４には、磁性体微粒子と熱可溶性ポリマーを含む磁性体含有トナー粒子を用い、表面が熱可溶性ポリマーから構成されてなる記録担体上に画像を形成させた後、誘電加熱もしくは高周波加熱により、該画像を形成するトナーと該記録担体の表面を構成するポリマーを融解し、トナーを定着させる画像定着装置が記載されている。
【０００９】
更に、特許文献５には、定着ローラを、定着ローラ芯金と、その表面に形成される、強誘電体セラミックスや樹脂からなる誘電体損失が非常に大きい絶縁体層である強誘電体コーティング層とから構成し、定着ローラ表面から所定距離隔てて、誘電加熱電極を配置して、誘電加熱電極により強誘電体コーティング層に高周波交流電圧を印加することで、強誘電体コーティング層に電圧分極作用により発熱させるものが記載されている。
【００１０】
そして、特許文献６には、転写前の用紙搬送路中に高周波誘電加熱による用紙予備乾燥手段を設け、更に、用紙から蒸発した水分を真空ブロワにより吸引し機外へ排出するものが記載されている。
【特許文献１】特公昭４９−０３８１７１号公報
【特許文献２】特開平５２−０２００３９号公報
【特許文献３】特開平０８−０９６９５１号公報
【特許文献４】特開平０５−０４０３６８号公報
【特許文献５】特開２０００−０１９８８２号公報
【特許文献６】実公６３−０３９７１６号公報
【特許文献７】特公昭４３−２７５８４号公報
【特許文献８】特開平６０−１８５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、高周波誘電加熱定着装置では、加熱時に発生するミストによる悪影響がでることとなる。すなわち、未定着画像がインクジェット方式で形成された場合、未定着画像１００には液体が含まれ、このような液体は、高周波に対する誘電損失が大きいため、液体は蒸発してミストとなり、このミストは周囲に飛散することとなる。この飛散ミストは高周波発生手段１０５に付着して高周波発生効率を劣化させたり、最悪の場合には高周波発生を不可能としまったりしてしまう。また、高周波発生手段１０５に付着したミストが液滴となって記録用紙１０１上に滴下し、画像を劣化させたりすることとなる。
【００１２】
また、未定着画像が電子写真方式で形成された場合、加熱効率を向上させるために、特許文献１では搬送ベルトに水を塗布する方法が、特許文献７にはトナーに誘電損失の大きい液体を塗布する方法が、また、特許文献８にはトナーを水を含むマイクロカプセルトナーとすることが提案されている。このように誘電損失の大きい液体を電子写真方式の加熱効率向上の補助手段として用いる場合、上述のインクジェット方式の場合と同様にミストの悪影響が発生する。
【００１３】
このため、ミスト除去手段が必要となる。ミスト除去手段としては、一般的に図３に示すように、高周波発生手段１０５の周囲にカバー１０６を設け、このカバー１０６に接続されたダクトを通して、吸引ポンプなどで装置外に排出することが行われる。しかし、この場合、未定着画像１００と高周波発生手段１０５は前述のように近接して配置されており、高周波発生手段１０５へのミスト付着防止は困難となる。また、カバー１０６に結露した液体が滴下し、画像や搬送ベルト１０４を汚すこととなる。更に、吸引ポンプなどの騒音が大きくなり、環境へ及ぼす影響が大きい。
【００１４】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高周波発生手段の信頼性が高く、加熱効率の高く、環境特性の優れる高周波誘電加熱定着方法、及びこの定着方法を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１の発明は、高周波発生手段により液体を含む未定着画像が形成された被加熱定着物を定着する高周波誘電加熱定着装置において、前記被加熱定着物の未定着画像面に近接対向して前記高周波発生手段を配置するとともに、前記高周波発生手段と前記被加熱定着物の間に前記被加熱定着物から発生する蒸気を捕獲する蒸気捕獲手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
同請求項２の発明は、請求項１の高周波誘電加熱定着装置において、前記蒸気捕獲手段に液体除去手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
同請求項３の発明は、請求項１または２の高周波誘電加熱定着装置において、前記蒸気捕獲手段に冷却手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
同請求項４の発明は、高周波誘電加熱定着装置において、請求項１ないし３のいずれかの高周波誘電加熱定着装置において、前記蒸気捕獲手段は前記高周波発生手段を囲んで周回可能に配設され、誘電損失の小さい材料からからなるベルトで構成されたことを特徴とする。
【００１９】
同請求項５の発明は、請求項４の高周波誘電加熱定着装置において、前記ベルトの搬送速度を制御する駆動制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
同請求項６の発明は、請求項４または５の高周波誘電加熱定着装置において、前記駆動制御手段はベルトの搬送速度を変更できることを特徴とする。
【００２１】
同請求項７の発明は、高周波誘電加熱定着装置において、請求項６の高周波誘電加熱定着装置において、前記駆動制御手段は、搬送速度を前記未定着画像の画像情報に応じて変更することを特徴とする。
【００２２】
同請求項８の発明は、未定着画像を形成する画像形成手段と、前記未定着画像を定着させる定着手段とを備えた画像形成装置に置いて、前記定着手段として、請求項１から７に記載の高周波誘電加熱定着装置を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被加熱定着物と高周波発生手段を近接配置することが可能で加熱効率に優れ、被加熱定着物より発生する蒸気を捕獲することが可能で信頼性の高い高周波誘電加熱定着装置、及びこの高周波誘電加熱定着装置を有する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面を参照して説明する。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明に係る画像表示装置の実施例を説明する。図１は本発明の実施例に係る画像表示装置の概略構成を示す正面図、図２は図１に示した画像表示装置の高周波誘電加熱定着装置の構成を示す正面図である。
【００２６】
まず本発明に係る高周波誘電加熱定着装置を用いた画像形成装置の実施例について説明する。画像形成装置は、図１に示すように、給紙部（I）、画像形成部（II）、定着部（III）、及び排紙部（IV）から構成されている。
【００２７】
給紙部（I）では、給紙トレイから未定着画像が形成された枚葉上の被加熱定着物（以下記録用紙１と記す）が給紙され、この記録用紙１は一対のローラ２により画像形成部（II）に搬送される。
【００２８】
画像形成部（II）では、記録用紙１は駆動ローラ３と従動ローラ４に架け渡された搬送ベルト５により搬送されると同時に記録用紙１上に未定着の画像が形成され、その後定着部（III）に搬送される。
【００２９】
ここで、画像形成方式としてはインクジェット方式の例を示した。ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各インクを吐出する記録ヘッド６Ａ〜６Ｄが搬送ベルト５の搬送方向に順次配置されている。また、記録ヘッド６Ａ〜６Ｄには略記録用紙１の幅（紙面垂直方向）に渡って所定の間隔でノズルが形成（ライン型記録ヘッド）されている。従って、搬送ベルト５により記録用紙１が定着部（III）に搬送された場合、記録用紙の全領域に所望の未定着画像が形成される。このようなインクジェット方式の場合、特にカラー画像が形成される場合、記録ヘッド６Ａ〜６Ｄから吐出されたインク量は多量となり、通常の環境下でのインクの自然乾燥による定着は困難となる。
【００３０】
定着部（III）では、記録用紙１は駆動ローラ７と従動ローラ８間に架け渡された搬送ベルト９により搬送されて記録用紙上の画像が定着され、その後排紙部（IV）へと搬送される。
【００３１】
ここで、搬送ベルト９は誘電損失の小さいポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトトラフルオロエチレンなどからなるエンドレスフィルムからなり、その表面はメッシュ状に形成されている。また、搬送ベルト９の下には吸引板１０が配置されている。この吸引板１０は搬送ベルト９と同様に誘電損失の小さいポリプロピレンなどで構成され、搬送ベルト９と対向する面には多数の孔が形成されており、この孔は外部の吸引ポンプに接続されている。その結果、記録用紙１は搬送ベルト９を介して吸引板１０側に吸引され、搬送ベルト９に密着して搬送されることとなる。記録用紙１の上方には記録用紙１に近接して高周波発生手段１１が配置される。
【００３２】
この高周波発生手段１１は高周波電界を発生し、高周波誘電加熱の原理により、インク、及び記録用紙１を加熱する。なお、高周波発生手段１１には、高周波発生手段１１を囲むように、駆動ローラ１２と従動ローラ１３間には蒸気捕獲手段を構成するベルト１４が架け渡されている。このベルト１４はエンドレスベルトとして構成され、搬送ベルト９と同様に誘電損失係数の小さいポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトトラフルオロエチレンなどの樹脂が用いられる。また、加熱効率向上の観点から高周波発生手段と記録用紙間のギャップを短く構成される。
【００３３】
排紙部（IV）では、定着済みの記録用紙１は一対のローラ１５により図示していない排紙トレイなどに搬送される。
【００３４】
次に、実施例に係る高周波誘電加熱定着装置について説明する。本例では、高周波誘電加熱定着装置には、図２に示すように、ベルト１４の内部に配置され、ベルト１４の下側部に沿って複数の電極１６が配置される。この電極１６には高周波発生手段である高周波発生回路１７から極性の異なる電圧が印加される。また、本例では駆動ローラ１２は図示していないモータで駆動され、このモータは駆動制御手段である駆動制御回路２０によって駆動制御される。本例では駆動制御回路２０はベルト１４の駆動速度を必要に応じて変更することができる。
【００３５】
また、本例では、加熱効率向上の観点から高周波発生手段と記録用紙間のギャップを短くする必要があるため、ベルト１４の厚さはできる限り薄くするとともに、ベルト１４は電極１６とほぼ接触するように近接して、あるいな接触して搬送されるのが好ましい。ここで、電極１６は例えば金属棒や金属パイプで構成される。また、ベルト１４との摺動性を向上するため金属棒や金属パイプを薄層のフッ素系材料で被覆している。
【００３６】
本例では、記録用紙１上の液体は高周波誘電加熱により蒸発し、ベルト１４に液体として付着する。この液体がベルト１４上に蓄積すると、液体が記録用紙６に滴下して画像を乱すだけでなく、液体自身の誘電損失が大きいために、ベルト１４が加熱され、ベルト１４の伸び縮みの発生や装置内温度上昇などの不具合を起こす。
【００３７】
このため、ベルト１４には液体除去手段としてスポンジローラで構成された吸液ローラ１８がベルト１４に当接して配置されてベルト１４上の液体を吸収除去する。また、ファンなどからなる冷却手段１９がベルト１４の搬送経路の一部に配置され、ベルト１４の温度上昇を防止する。
【００３８】
また、ベルト１４に付着する液体の量は画像の種類によって異なる。特にカラー画像のように液体の付着量が多い場合にはファンなどからなる冷却手段１９での冷却は不十分となる可能性がある。このような場合、ベルト１４の駆動ローラ１２に接続された駆動制御回路２０はベルト１４の搬送速度を少なくとも記録用紙１の搬送速度より速く設定する。このことによって、ベルト１４上の液体が加熱される時間が短縮されるために、ベルト１４の温度上昇を低くおさえることができる。
【００３９】
なお、このようにベルト１４の搬送速度を制御するためには、例えば、画像形成部（II）での印字データから求められるインク付着量や、同じく画像形成部（II）に設けたセンサーからの出力で求められる画像濃度情報などを利用することができる。
【００４０】
また、前記実施例では画像表示装置としてインクを記録用紙に付着する方式のものについて説明したが、画像表示装置としてはトナーを記録用紙に付着する電子写真方式のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例に係る画像表示装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１に示した画像表示装置の高周波誘電加熱定着装置の構成を示す正面図である。
【図３】従来の高周波誘電加熱定着装置の概略構成を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  記録用紙
２  ローラ
３  駆動ローラ
４  従動ローラ
５  搬送ベルト
６  記録用紙
６Ａ〜６Ｄ  記録ヘッド
７  駆動ローラ
８  従動ローラ
９  搬送ベルト
１０  吸引板
１１  高周波発生手段
１２  駆動ローラ
１３  従動ローラ
１５  ローラ
１６  電極
１７  高周波発生回路
１８  吸液ローラ
１９  冷却手段
２０  駆動制御回ローラ
１００  未定着画像
１０１  記録用紙
１０２  駆動ローラ
１０３  従動ローラ
１０４  搬送ローラ
１０５  高周波発生手段
１０６  カバー
Ｇ  ギャップ
【図２】
2006011113.tif 000003
【図１】
2006011113.tif 000004
【図３】
2006011113.tif 000005