(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材上の画像をニップ部にて加熱する第１の回転体と第２の回転体と、電磁波を発生する電磁波発生器と、を有する画像加熱装置において、
電磁波を遮蔽するシールドボックスと、前記電磁波発生器による電磁波を前記シールドボックス内へと導く導波路と、前記シールドボックス内に導かれた電磁波を前記第１の回転体および前記第２の回転体に向けて反射する電磁波反射手段と、を有することを特徴とする画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられ、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置に関する。
【０００２】
この画像加熱装置としては、記録材上の未定着画像を定着する画像加熱定着装置、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢増大装置を挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
複写機、プリンタ等の画像形成装置は、画像形成部と、この画像形成部で記録材上に形成した未定着のトナー画像を記録材上に加熱定着する画像加熱定着装置（以下、定着装置と記す）と、を有している。
【０００４】
定着装置としては、例えば、互いに圧接・回転している定着ローラと加圧ローラとの圧接部（定着ニップ部）で記録材を挟持搬送しながら熱と圧力を加えることによりトナー画像を記録材上に溶融定着させる熱ローラ定着方式のものが知られている。
【０００５】
この様な熱ローラ定着方式の熱源としては、ハロゲンヒータを使用し、ハロゲンヒータの放射熱によって定着ローラを加熱する構成が広く知られている。
【０００６】
また、時間当りの印刷スピードが速い高速の印刷装置においては、前記加熱ローラと加圧ローラとの双方にハロゲン等のヒータを内蔵し、それぞれのヒータを点灯することによって大電力の加熱を可能にし、大量プリントの定着を実現している。
【０００７】
しかしながら、以上のような構成の定着装置においては、定着時のローラの温度低下を防止する為、各ローラに十分な熱容量を持たせる必要がある一方、ハロゲンヒータからローラに熱を伝える際の熱伝達効率が悪い。そのため、ローラを温める為に長いウエイト時間を要していた。
【０００８】
そこで、ウエイト時間を短くできる他の方式として、高周波の電磁波を照射して定着させる高周波定着装置が考案されている。この中には、加熱や加圧のローラを用いずに、高周波発生装置から電磁波を直接トナー像に照射して、トナーを溶融させて定着させるもの（特許文献１）が提案されている。更には、高周波を櫛形状導波管によって導き、トナー像に直接照射するもの（特許文献２）が提案されている。
【０００９】
この方式では、トナー材に電磁波吸収特性の良い材料を用いなければならず、着色性の面やその実現技術が困難であるといった課題を有していた。また、それとは反対に電磁波吸収性を犠牲にした場合は、トナー像を発熱させる為の発熱効率が悪く、非常に強い電界の電磁波を照射させる必要がある。そのために、装置が大型化してしまうという問題があったり、または、通常の電界では、ウエイト時間を短くすることができないといった問題を有していた。また、例え、トナーを溶融させて定着させたとしても、溶融したトナーの表面には凹凸が残る為、定着された画像は、むらができ、光沢感のない、品位が劣る画像となってしまう等の問題があった。
【００１０】
この様な問題が解決できる構成としては、直接トナー像に高周波を照射するのではなく、高周波を液体を密封したローラに照射し、液体を発熱させたローラでトナー像を溶融しつつ加圧させて定着させる定着器（特許文献３）が提案されている。しかし、この方式においては、液体を発熱させるためその体積の変化が著しい。そのため、そのような高温の材料をローラ形状に安定的に保つ容器の実現が困難だったり、また、そのような容器の耐久性を装置の耐用年数に準じる程度に実現することが困難であるといった問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２８０４２１号公報
【特許文献２】特公昭６１−６３８６号公報
【特許文献３】特開平３−２９３６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上述べたような定着装置に於いては、装置が大型化したり、熱効率が低下したり、画像品位が低下したり、ウエイト時間が長くなったり、耐久性が装置寿命を満たさなかったり、更には、装置の実現が困難であるといった問題があった。
【００１２】
そこで本発明の目的は、高効率でウエイト時間が短く、装置寿命を満たし得る、電磁波（高周波）加熱方式の画像加熱装置を実現する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録材上の画像をニップ部にて加熱する第１の回転体と第２の回転体と、電磁波を発生する電磁波発生器と、を有する画像加熱装置において、電磁波を遮蔽するシールドボックスと、前記電磁波発生器による電磁波を前記シールドボックス内へと導く導波路と、前記シールドボックス内に導かれた電磁波を前記第１の回転体および前記第２の回転体に向けて反射する電磁波反射手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
【００１５】
上記の装置構成によれば、高効率でウエイト時間が短く、装置寿命を満たし得る、電磁波加熱方式の画像加熱装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（参考例１）
【００１７】
（１）画像形成部
図１は本発明に従う画像加熱装置を定着装置として搭載した画像形成装置の一例である電子写真フルカラー複写機の概略構成を示す縦断面図である。まず、画像形成部の概略を説明する。
【００１８】
１は画像読取部（デジタルカラー画像リーダ部）であり、原稿台ガラス１ａ上に載置したカラー画像原稿Ｏの画像を移動光学系１ｂにより走査露光して、フルカラーセンサ（ＣＣＤ）１ｃにより色分解画像信号（電気信号）として光電読取りする。色分解画像信号は、画像処理部１ｄにて所定の画像処理が施された後、画像出力部（デジタルカラー画像プリンタ部）２の制御ユニット１００に送出される。１ｅは原稿押え板あるいは原稿自動給送装置（ＡＤＦ、ＲＤＦ）である。
【００１９】
制御ユニット１００は、画像形成装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、そして操作部即ちユーザインターフェースとのデータの交換等の役割を担っており、画像形成装置は全てこの制御ユニット１００によって統括的にコントロールされる。
【００２０】
画像出力部２において、ＵＫ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＹは第１〜第４の４つの画像形成ユニットであり、画像出力部２内に図面上左から右にタンデム配置してある。各画像形成ユニットはそれぞれレーザー露光方式の電子写真プロセス機構であり、同じ構成とされている。
【００２１】
すなわち、各画像形成ユニットＵＫ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＹにおいて、３はドラム型の電子写真感光体（以下、ドラムと記す）であり、矢印の反時計方向に回転駆動される。４はドラム３の外周面を一様に帯電する一次帯電器、５はドラム３の一様帯電面をレーザー光Ｌで走査露光して色分解画像信号に基づいた静電潜像を形成するレーザー露光器である。６はドラム面の静電潜像をトナー画像として可視化する現像装置である。第１の画像形成ユニットＵＫの現像装置６には現像剤としてブラックトナーを収容してある。第２の画像形成ユニットＵＭの現像装置６にはマゼンタトナーを収容してある。第３の画像形成ユニットＵＣの現像装置６にはシアントナーを収容してある。第４の画像形成ユニットＵＹの現像装置６にはイエロートナーを収容してある。
【００２２】
そして、画像読取部１の画像処理部１ｄから画像出力部２の制御ユニット１００に送出された色分解画像信号に基づいて、第１の画像形成ユニットＵＫは、ドラム３の面にブラックトナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。第２の画像形成ユニットＵＭは、ドラム３の面にマゼンタトナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。第３の画像形成ユニットＵＣは、ドラム３の面にシアントナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。第４の画像形成ユニットＵＹは、ドラム３の面にイエロートナー画像を所定の制御タイミングで形成するように制御される。
【００２３】
各画像形成ユニットのドラムの面に形成される上記のトナー画像はそれぞれ一次転写部７にて、回転駆動されるエンドレスでフレキシブルな中間転写ベルト（以下、ベルトと記す）８の面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト８の面に上記４つのトナー画像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。各画像形成ユニットにおいて、ベルト８には転写されずにドラム３上に残されたトナーはクリーニング装置９で除去される。
【００２４】
ベルト８は、駆動ローラ１０と、テンションローラを兼用させた従動ローラ１１と、二次転写対向ローラ１２との間に懸回張設してあり、矢印の時計方向にドラム３の回転速度とほぼ同じ速度で回転駆動される。駆動ローラ１０と従動ローラ１１の間のベルト部分を各画像形成ユニットのドラム３の下面に対向または接触させて一次転写部７を形成させている。１３は各一次転写部７の位置においてベルト８の裏面側に配置した一次転写用帯電器であり、トナー画像の一次転写時には所定の電圧が印加される。
【００２５】
そして、ベルト８の面に合成形成された未定着のフルカラートナー画像は、引き続くベルト８の回転により二次転写部１４へ至る。二次転写部１４は、二次転写対向ローラ１２に対してベルト８を挟ませて二次転写ローラ１５を圧接させて形成してある。二次転写ローラ１５とベルト８とのニップ部が二次転写部１４である。この二次転写部１４に対して、所定の制御タイミングにて給紙ユニット１６側からシート状の記録材（転写材）Ｐが給送されることで、記録材Ｐの面にベルト８面の未定着のフルカラートナー画像が順次に一括して二次転写される。二次転写ローラ１５にはトナー画像の二次転写時に所定の電圧が印加される。
【００２６】
給紙ユニット１６は、複数段の給紙カセット１７・１８・１９を有し、記録材サイズなどにより選択された段位の給紙カセットからの記録材Ｐの１枚給紙動作が所定の制御タイミングにて実行される。給紙された記録材Ｐはシートパス２０によりレジストローラ２１まで搬送される。その時、レジストローラ２１は停止しており、記録材Ｐの先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成ユニットＵＫ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＹが画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ２１の回転駆動が開始される。このレジストローラ２１の回転開始のタイミングは、記録材Ｐと、画像形成ユニットよりベルト８上に一次転写されたトナー画像が、二次転写部１４において一致するように設定されている。
【００２７】
二次転写部１４を通ってベルト８からトナー画像の二次転写を受けた記録材Ｐはベルト面から分離されて、搬送ガイド２２によって定着装置（定着ユニット）４０の定着ニップ部Ｎまで正確に案内される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで挟持搬送され、その搬送過程で熱と圧力によってトナー画像が記録材Ｐの表面に定着される。定着装置４０の定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは内外排紙ローラ２３・２４により搬送され、排紙トレイ２５上に積載される。
【００２８】
２６はベルト８の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニットである。二次転写部１４において、記録材Ｐに転写されずにベルト８上に残されたトナーはこのクリーニングユニット２６で除去される。
【００２９】
（２）定着装置４０
図２は、本参考例における画像加熱装置としての定着装置４０の概略構成を示す横断側面図、図３は図２の（３）−（３）線に沿う縦断正面図である。
【００３０】
ここで、定着装置に関して、長手方向とは、加熱・加圧ローラの軸線方向である。定着装置に関して、正面とは、記録材搬入口側である。定着装置に関して、左右とは、定着装置を正面から見て左右である。
【００３１】
４１と４２は、定着装置４０に搬送されてくる、トナー画像ｔが形成された記録材Ｐ（記録材上の画像）を加熱・加圧するための一対の第１の回転体と第２の回転体としての加熱・加圧ローラ（以下、第１と第２の定着ローラと記す）である。この第１と第２の定着ローラ４１・４２は相互に加圧配置されて、記録材Ｐを挟持搬送する定着ニップ部Ｎを形成している。
【００３２】
第１と第２の定着ローラ４１・４２は、定着装置４０の筐体を兼用させた、前面・後面・上面・下面・左側面・右側面の六面板４４ａ〜４４ｆを有する横長箱型のシールドボックス４４内に、上下にほぼ並行に配列して、かつ圧接させて配設してある。
【００３３】
シールドボックス４４（以下、ボックスと記す）は、電磁波（マイクロ波などの高周波：以下、マイクロ波と記す）を反射し、遮蔽する効果を有するアルミニウム・銅・ステンレスなどの金属板により構成してある。すなわち、該ボックス４４は、第１と第２の定着ローラ４１・４２と、後述するように、ボックス４４内に照射されるマイクロ波ｗを囲うように構成され、マイクロ波ｗがボックス４４内から外に漏れないようにしている。
【００３４】
第１の定着ローラ４１は中心軸４１ａの左右両端部をそれぞれボックス４４の左右の側板４４ｅ・４４ｆ間に軸受部材５０を介して回転自由に支持させてある。第２の定着ローラ４２も中心軸４２ａの左右両端部をそれぞれボックス４４の左右の側板４４ｅ・４４ｆ間に軸受部材５１を介して回転自由に支持させてある。そして、この第１と第２の定着ローラ４１・４２を、不図示の付勢手段により、両ローラの弾性層４１ｅ・４２ｅの弾性に抗して圧接させて、記録材搬送方向ａにおいて、所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。
【００３５】
第１の定着ローラ４１の中心軸４１ａの左側端部は軸受部材５０からボックス外に突出させて、その軸端部にギアＧ１を固着してある。また、第２の定着ローラ４２の中心軸４２ａの左側端部も軸受部材５１からボックス外に突出させて、その軸端部にギアＧ２を固着してある。ギアＧ１とギアＧ２は噛合させてある。ギアＧ１に定着回転モータＭの回転力が不図示のギア列を介して伝達されることで、第１の定着ローラ４１が図２において矢印の時計方向に回転駆動される。これに連動して第２の定着ローラ４２が図２において矢印の反時計方向に回転駆動される。第１と第２の定着ローラ４１・４２の定着ニップ部Ｎにおける回転周速度がほぼ同じになるように、ギアＧ１とギアＧ２のギア比が設定されている。
【００３６】
ボックス４４において、前面板４４ａには、略中央部に長手（左右方向）に沿ってスリット状の記録材搬入口４４ｇを設けてある。後面板４４ｂには、略中央部に長手に沿ってスリット状の記録材搬出口４４ｈを設けてある。
【００３７】
上面板４４ｃと下面板４４ｄの各外面側には、外面長手に沿ってそれぞれ上側と下側の導波路（導波管）４５・４６を設けてある。この両導波路４５・４６もボックス４４と同様に、高周波を反射し、シールドする効果を有するアルミニウム・銅・ステンレスなどの金属により構成されている。各導波路４５・４６の左側端部４５ａ・４６ａは閉鎖してある。各導波路４５・４６の右側端部はそれぞれ右側面板４４ｆの外面側に延長して連通させてある。そして、その延長導波路の途中部分で、ボックス４４の外部に、電磁波発生手段としてのマイクロ波発生器４３を配設してある。
【００３８】
上面板４４ｃの、上記の上側導波路４５が位置する面部分には、導波路４５に沿って、上側導波路４５からボックス４４内にマイクロ波ｗを照射するための複数の開口部（複数の小孔）４４ｉを具備させてある。また、下面板４４ｄの下側導波路４６が位置する面部分には、導波路４６に沿ってボックス４４内にマイクロ波ｗを照射するための複数の開口部４４ｊを具備させてある。
即ち、上記の定着装置４０は、第１と第２の定着ローラ４１・４２をシールドボックス内に配置するとともに、マイクロ波発生器（電磁波発生器）４３をシールドボックス外に配置している。そして、導波路４５・４６によってマイクロ波発生器４３と第１の定着ローラ４１及び第２の定着ローラ４２を接続した構成である。
【００３９】
マイクロ波発生器４３から発生したマイクロ波は、上側と下側の導波路４５・４６の２方向に分かれて、ボックス４４の上面板４４ｃ側と下面板４４ｄ側に導かれる。そして、上面板４４ｃ側に導かれたマイクロ波は開口部４４ｉからボックス４４内に入り、主として第１の定着ローラ４１をローラ外側から照射する。また、下面板４４ｃ側に導かれたマイクロ波は開口部４４ｊからボックス４４内に入り、主として第２の定着ローラ４２をローラ外側から照射する。
【００４０】
マイクロ波発生器４３は、国際条約で定められた、工業、科学、及び医療用無線周波数装置、所謂ＩＳＭ装置に使用できるＩＳＭ周波数帯のマイクロ波を発生させる事ができる。本参考例では、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させる事ができるマグネトロンを使用している。
【００４１】
本参考例における第１と第２の定着ローラ４１・４２は、それぞれ、金属製の中心軸４１ａ・４２ａから外側に順に、下記の第１〜第４の４層を密着させて積層した複合層構造の円柱状のローラである。第１層は断熱層４１ｂ・４２ｂ、第２層は発熱層４１ｃ・４２ｃ、第３層は熱伝導層４１ｄ・４２ｄ、第４層は弾性層４１ｅ・４２ｅである。
【００４２】
発熱層４１ｃ・４２ｃ（第１と第２の発熱体）は、マイクロ波を吸収して発熱するマイクロ波吸収体でできている。第１と第２の定着ローラ４１・４２は、それぞれ、外側から照射されるマイクロ波ｗをこの発熱層４１ｃ・４２ｃが吸収して発熱することで加熱される。
【００４３】
本参考例では、発熱層４１ｃ・４２ｃとして、下記のセラミックを使用している。すなわち、ＳｉＣ（炭化ケイ素）やフェライトと少しのＳｉＮ（窒化ケイ素）などの粉粒体を混合させた原料を、第１と第２の定着ローラ４１・４２の形状に合うように、回転体形状にプレス成形して焼結させたセラミックである。発熱体の材質としては、誘電損失係数が高いものが都合よく、例えば、ＳｉＣ（炭化ケイ素）では、０．３３以上の誘電体損係数を有している。実際的には、０．２以上の誘電損失係数であれば、定着装置が組み込まれる画像形成装置の記録材搬送速度を落とすことなく、十分にトナー画像を定着させることができるだけの熱量を発生させる事ができる。
【００４４】
高周波を吸収して発熱する材料としては、水やアルコールなどの液体も定着装置として利用可能な発熱特性を有している。しかし、高周波を効率的に吸収するにはある一定値以上の容量が必要で、小型の装置の実現には不向きであったり、液体の沸点以上の温度にする事が出来なかったり、液体を密封する容器の構成が難しい。また、容器が破損等をすると、液体の漏れが発生し、周囲の機構や装置に関しても影響を及ぼす。そのため、発熱体は、少なくとも常温からトナー画像を定着させる為の温度範囲内で、流動性の無い固態（固体）であることが好ましい。
【００４５】
中心軸４１ａ・４２ａと発熱層４１ｃ・４２ｃとの間の断熱層４１ｂ・４２ｂは、発熱層の熱が中心軸を伝導して外部に逃げたりすることを防止している。断熱層４１ｂ・４２ｂは、例えば、石英ウールやアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）系の、マイクロ波を吸収しにくい断熱材で構成される。
【００４６】
熱伝導層４１ｄ・４２ｄ（第１と第２の熱伝導部材）は一様に構成され、その内面に発熱層４１ｃ・４２ｃが一様に密接配置される。熱伝導層４１ｄ・４２ｄは、発熱層４１ｃ・４２ｃよりも小さい誘電損失係数であり、発熱層４１ｃ・４２ｃよりも熱伝導率が大きい材質層である。発熱層４１ｃ・４２ｃの外側に熱伝導層４１ｄ・４２ｄを配設する目的は、発熱層４１ｃ・４２ｃで発生した熱を、効率よく拡散させて、記録材Ｐに接する弾性層４１ｅ・４２ｅの長手方向や周方向の表面温度分布を均一にさせることである。すなわち、第１と第２の定着ローラ４１・４２の長手方向や周方向の温度分布を均一にさせることである。熱伝導層４１ｄ・４２ｄを発熱層４１ｃ・４２ｃの外面に密着させて発熱層を熱伝導層で覆う。これにより、熱伝導層４１ｄ・４２ｄが発熱層４１ｃ・４２ｃの温度分布のばらつきを均一化して弾性層４１ｅ・４２ｅに伝えるよう効率的に作用して、上記の効果を高めている。
【００４７】
熱伝導層４１ｄ・４２ｄは、本参考例では、シリコンゴムを使用している。シリコンゴムは、マイクロ波を吸収しにくく、且つ、熱伝導率が高い性質を示す。シリコンゴムを熱伝導層４１ｄ・４２ｄとして、発熱層４１ｃ・４２ｃの通紙面側に配置する事で、マイクロ波のエネルギーをロスすることなく、効果的に温度分布を均一化できるようになっている。
【００４８】
シリコンゴムは１６８Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率である。そのため、小サイズの記録材を連続して通紙するような、加熱ローラ４１や加圧ローラ４２に温度むら（非通紙部昇温）の出来やすいモードに於いても、温度むらが４０℃程度の範囲に押さえられ、良好な定着が可能となる。
【００４９】
この熱伝導層４１ｄ・４２ｄの適切な熱伝導率範囲は、マイクロ波を発熱層４１ｃに照射する方法や、マイクロ波の電界分布などにより若干異なる。しかし、本参考例の定着装置構成では、熱伝導率が６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度を超えるような材料であれば使用上、加熱ローラの温度むらが４０℃以内に押さえられ、トナー画像を定着した時に、殆どむらを感じない程度の定着が行える。
【００５０】
弾性層４１ｅ・４２ｅ（第１と第２の弾性部材）は熱伝導層４１ｄ・４２ｄに一様に配設される。弾性層４１ｅ・４２ｅは、記録材Ｐの凹凸やトナー画像の凹凸にローラ加熱面をよく追従させて記録材面に密着させて、良好な定着性、画像光沢性等を確保する役目をしている。この弾性層４１ｅ・４２ｅは、耐熱性が有り、マイクロ波をよく透過する性質を示すゴム等でできている。マイクロ波に対する透過率が高ければ高いほど、内層の発熱層４１ｃ・４２ｃにより多くのマイクロ波が照射され、効率よく発熱させる事ができる。
【００５１】
尚、熱伝導層４１ｄ・４２ｄは、他の参考例としては、ヒートパイプ等をそれぞれの発熱層４１ｃ・４２ｃの内側に密着して配設させることによっても、発熱層の温度分布を均一化することができる。この時、この熱伝導層は、第１と第２の定着ローラ４１・４２に対して外側から照射されるマイクロ波を反射させる為の反射部材の機能も兼ねている。すなわち、発熱層４１ｃ・４２ｃの内周面を覆うことで、発熱層を透過したマイクロ波を反射させて、再び発熱層に送ることができ、より発熱効率を上げる事ができる。
【００５２】
第１と第２の定着ローラ４１・４２には更に最外面層として、フッ素系樹脂等による離型性層を具備させても良い。
【００５３】
而して、マイクロ波発生器４３がオンされることで発生したマイクロ波は、上側導波路４５と下側導波路４６の上下２方向に分岐されて、ボックス４４の上面板４４ｃ側と下面板４４ｄ側に導かれる。上面板４４ｃ側に導かれたマイクロ波は開口部４４ｉからボックス４４内に入り、主として第１の定着ローラ４１をローラ外側から照射する。また、下面板４４ｃ側に導かれたマイクロ波は開口部４４ｊからボックス４４内に入り、主として第２の定着ローラ４２をローラ外側から照射する。第１と第２の定着ローラ４１・４２は、それぞれ、発熱層４１ｃ・４２ｃが、弾性層４１ｅ・４２ｅと熱伝導層４１ｄ・４２ｄを透過したマイクロ波を吸収して発熱することで、加熱される。この構成によって、第１と第２の定着ローラ４１・４２のそれぞれのローラに対するマイクロ波の照射量の偏りを改善することが可能になる。
【００５４】
第１と第２の定着ローラ４１・４２の軸４１ａ・４２ａは、マイクロ波が照射されることにより放電現象が発生する事を防止するために、少なくとも、シールドボックス４４内でローラ部分から露出した軸部分を絶縁被覆４１ｆ・４２ｆしている。絶縁被覆は耐熱性の樹脂やゴムなどである。
【００５５】
不図示の温度センサＴＨにより検知される第１の定着ローラ４１の表面温度に関する電気的情報を制御ユニット１００に入力して、第１と第２の定着ローラ４１・４２の温度が所定の温度に維持されるようにマイクロ波発生器４３がオン／オフ制御される。すなわち、定着装置４０が温調制御される。
【００５６】
定着装置４０は、画像形成動作開始信号が発せられると、制御ユニット１００によって制御される。図４は定着装置４０の動作を示す動作フローである。図５は定着装置４０の温調制御系統のブロック図である。
【００５７】
図４を参照して、制御ユニット１００は、画像形成装置が起動されると、定着装置４０のマイクロ波発生器４３をオンさせて定着装置４０の温調をスタートする（Ｓ１０１）。続いて、定着回転モータＭの駆動もスタートさせる（Ｓ１０２）。定着装置４０の温度が所定温度に達するとプリント動作を行う（Ｓ１０４）。プリント動作中においても定着装置の温度が所定温度に維持されるように温調制御は継続されている。画像形成装置で設定されたジョブのコピーやプリント動作が終了すると、マイクロ波発生器４３をオフすることで定着装置４０の温調を停止させ（Ｓ１０５）、定着回転モータＭの駆動も停止させる（Ｓ１０６）。
【００５８】
図５を参照して、制御ユニット１００は、ＣＰＵ１００ａを搭載している。ＣＰＵ１００ａは、同様に制御ユニット１００に搭載したＲＯＭ１００ｂに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。またその際、一次的または恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納するために、ＲＡＭ１００ｃも搭載している。制御ユニット１００は、マイクロ波発生器（マグネトロン）４３を制御するマイクロ波制御部１００ｄと、定着回転モータＭを制御するモータ制御部１００ｅを搭載している。マイクロ波制御部１００ｄには、マイクロ波発生器４３の動作に必要な高圧制御回路やフィラメント電圧制御回路などが含まれる。制御部１００ｄ・１００ｅはＣＰＵ１００ａで制御される。
そして、不図示の温度センサＴＨにより検知される第１の定着ローラ４１の表面温度に関する電気的情報がＡ／Ｄコンバータ１００ｄを介してＣＰＵ１００ａに入力する。すなわち、Ａ／Ｄコンバータ１００ｄによって、第１の定着ローラ４１の温度変化に応じた温度センサＴＨから出力されるアナログ値をデジタル値として制御ユニット１００のＣＰＵ１００ａに入力される。ＣＰＵ１００ａは、この温度データをもとに、マイクロ波制御部１００ｄを制御し、マイクロ波発生器４３をＯＮ／ＯＦＦすることで、第１と第２の定着ローラ４１・４２、すなわち定着装置の温調を行う。
【００５９】
第１と第２の定着ローラ４１・４２が回転駆動され、定着装置が所定の定着温度に加熱温調されている状態において、二次転写部１４側から、表面に未定着トナー画像ｔが形成された記録材Ｐが記録材搬入口４１ｇから定着装置４０内に導入される。そして、第１と第２の定着ローラ４１・４２との圧接部である定着ニップ部Ｎに進入して、定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。第１の定着ローラ４１が記録材Ｐの未定着トナー画像担持面側である記録材表面側に接触し、第２の定着ローラ４２がその反対側の記録材裏面側に接触する。
【００６０】
記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送される過程で、記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが第１と第２の定着ローラ４１・４２の熱と、定着ニップ部Ｎの圧力で、記録材Ｐの面に熱圧定着される。加熱された第１と第２の定着ローラ４１・４２でトナーを溶融すると同時に加圧させてトナー画像を定着させることで光沢ある画像品位の高い定着を実現することができる。定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐは第１と第２の定着ローラ４１・４２の面から分離されて、記録材搬出口４４ｈから定着装置外に送り出される。ＷＰは定着装置４０に対する記録材の最大通紙幅である。
【００６１】
以上説明したように、対ローラである第１と第２の定着ローラ４１・４２のそれぞれにマイクロ波吸収体による発熱層４１ｃ・４２ｃを具備させる。この両ローラ４１・４２を共通のシールドボックス４４内に配置する。そして、共通のマイクロ波発生器４３からのマイクロ波を導電路４５・４６を用いて２方向に分岐し、シールドボックス４４内に配置される上記の両ローラ４１・４２をそれぞれに照射するようにして同等に加熱できるように構成した。この構成により、対ローラである第１と第２の定着ローラ４１・４２を均等に発熱せしめることが可能であり、高速印刷向けの定着装置を、マイクロ波を効果的に使うことによる高効率、高速立ち上げで実現することができる。すなわち、対のローラ４１・４２を同時に加熱する高速印刷向けの定着装置を、効率の高いマイクロ波加熱方式を用いて実現することが可能にできる。
【００６２】
また、本構成によれば、立ち上げ時間を短くできると同時に、対のローラ４１・４２間に圧力をかけて定着させる、従来の構成を踏襲できる。したがって、上記効果を得られると同時に、加熱・加圧定着による高画質を実現する事ができる。
【００６３】
更に、熱伝導層４１ｄ・４２ｄを弾性層４１ｅ・４２ｅの内側に配置し、熱伝導層４１ｄ・４２ｄの内面に発熱層４１ｃ・４２ｃを密着して配設した。この構成により、発熱層４１ｃ・４２ｃで生じる温度ムラを熱伝導層４１ｄ・４２ｄで拡散し、記録材Ｐを直接加熱する弾性層４１ｅ・４２ｅの表面の温度分布を均一にできる。そのため定着ムラのない、更に高品位な定着画像を実現することができるという効果を得ることができる。
【００６４】
以上の本参考例では、共通のマイクロ波発生器４３から発したマイクロ波を導波路４５・４６を用いて２方向に分岐する。そして、定着ユニット４０の上下方向からシールドボ
ックス４４内に上下に配置された２つの第１と第２の定着ローラ４１・４２に対応したそれぞれの方向からマイクロ波を照射する構成を説明した。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、マイクロ波を複数の方向に分岐させ、分岐したそれぞれのマイクロ波を、定着ユニット４０内に配置された第１と第２の定着ローラ４１・４２それぞれに対応させて、照射する構成にされればよい。従って、例えば上下方向の他に、記録材搬入口４４ｇや記録材搬出口４４ｈの方向にマイクロ波を導き、追加した各方向からもシールドボックス４４内に配された第１と第２の定着ローラ４１・４２に対応させてマイクロ波を照射する場合も含むものである。また、加熱したい部材やその個数についても対のローラに限られるものではなく、追加した加熱部材に対して、マイクロ波を導き、照射するようにした場合も含むものである。
【００６５】
上述した定着装置４０においては、高周波発生手段であるマイクロ波発生器４３として、周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生することができるマグネトロンを使用しているが、本発明においてはこれに限定されるものではない。たとえば、高周波発生手段として、ミリ波と呼ばれる周波数３０ＧＨｚ程度の高周波を発生させる事ができる発振器を用いても良い。
（参考例２）
【００６６】
図６は本参考例における定着装置４０の概略構成を示す縦断正面図である。参考例１の定着装置４０と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【００６７】
本参考例において、第１と第２の定着ローラ４１・４２は、それぞれ、内側から外側に順に、発熱層４１ｃ・４２ｃ、熱伝導層４１ｄ・４２ｄ、弾性層４１ｅ・４２ｅの３層積層構成の円筒状ローラである。
【００６８】
熱伝導層４１ｄ・４２ｄ（第１と第２の熱伝導部材）は一様に構成されている。そして、熱伝導層４１ｄ・４２ｄの内面に発熱層４１ｃ・４２ｃ（第１と第２の発熱体）が一様に密接配置されている。また、弾性層４１ｅ・４２ｅ（第１と第２の弾性部材）は熱伝導層４１ｄ・４２ｄに一様に配設されている。
【００６９】
第１と第２の定着ローラ４１・４２の左側端部には、それぞれ、円盤状のマイクロ波遮蔽板４１ｇ・４２ｇを接合して円筒状ローラの左側開口部を閉鎖させている。この遮蔽板４１ｇ・４２ｇは、それぞれ、第１と第２の定着ローラ４１・４２の内空部４１ｉに照射されたマイクロ波が円筒状ローラの左側開口部から外部に漏洩することを防止あるいは抑制する。また、第１と第２の定着ローラ４１・４２の右側端部には、リング状のマイクロ波遮蔽板（ローラ側遮蔽板）４１ｈ・４２ｈを接合してある。
【００７０】
上記の第１と第２の定着ローラ４１・４２は上下にほぼ並行に配列して、それぞれ、不図示の支持部材間に回転自由に支持させてある。また、不図示の付勢手段により、両ローラ４１・４２を弾性層４１ｅ・４２ｅの弾性に抗して圧接させて、記録材搬送方向において、所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。第１と第２の定着ローラ４１・４２は不図示の定着回転モータにより記録材挟持搬送方向に回転駆動される。
【００７１】
４７はマイクロ波発生器（マグネトロン）４３を配設した導波路である。導波路４７は上下２方向に分岐させてあり、上側分岐導波路４７ａを第１の定着ローラ４１の右側端部のリング状のマイクロ波遮蔽板４１ｈの開口部から第１の定着ローラ４１の内空部４１ｉに臨ませてある。また、下側分岐導波路４７ｂを第２の定着ローラ４２の右側端部のリング状のマイクロ波遮蔽板４２ｈの開口部から第２の定着ローラ４２の内空部４２ｉに臨ませてある。４７ｃ・４７ｄは導波路側遮蔽板であり、導波路側遮蔽板４７ｃは第１の定着ローラ４１側の右側端部のリング状のマイクロ波遮蔽板４１ｈに近接させて配設してある。導波路側遮蔽板４７ｄは第２の定着ローラ４２側の右側端部のリング状のマイクロ波遮蔽板４２ｈに近接させて配設してある。遮蔽板４１ｈと遮蔽板４７ｃは、第１の定着ロー
ラ４１の内空部４１ｉに照射されたマイクロ波が円筒状ローラの右側開口部から外部に漏洩することを防止あるいは抑制する。遮蔽板４２ｈと遮蔽板４７ｄは、第２の定着ローラ４２の内空部４２ｉに照射されたマイクロ波が円筒状ローラの右側開口部から外部に漏洩することを防止あるいは抑制する。上記の遮蔽板４１ｇ・４２ｇ、４１ｈ・４２ｈ、４７ｃ・４７ｄは、マイクロ波を反射し、遮蔽する効果を有するアルミニウム・銅・ステンレスなどの金属板により構成してある。
【００７２】
マイクロ波発生器４３から発生したマイクロ波は導波路４７の上側と下側の導波路４７ａ・４７ｂの２方向に分けられ、上側方向に分岐したマイクロ波は、第１の定着ローラ４１の内空部４１ｉに導かれる。また、下側方向に分岐したマイクロ波は、第２の定着ローラ４２の内空部４２ｉに導かれる。
【００７３】
第１の定着ローラ４１の内空部４１ｉに導かれたマイクロ波ｗは、この定着ローラ４１の内壁を構成している、マイクロ波を吸収して発熱する発熱層４１ｃに吸収される。そして、この発熱層４１ｃが発熱する。発熱層４１ｃで発生した熱はその外側に密接配設された熱伝導層４１ｄで拡散される。これにより、マイクロ波の照射ムラや発熱体の損失係数（εｒ＊ｔａｎδ）の分布のムラによって生じる温度ムラを軽減し、弾性層４１ｅの表面の温度分布が均一になるように作用する。
【００７４】
また、第２の定着ローラ４２の内空部４２ｉに導かれたマイクロ波ｗは、この定着ローラ４２の内壁を構成している、マイクロ波を吸収して発熱する発熱層４２ｃに吸収される。そして、この発熱層４２ｃが発熱する。発熱層４２ｃで発生した熱はその外側に密接配設された熱伝導層４２ｄで拡散される。これにより、マイクロ波の照射ムラや発熱体の損失係数（εｒ＊ｔａｎδ）の分布のムラによって生じる温度ムラを軽減し、弾性層４２ｅの表面の温度分布が均一になるように作用する。
【００７５】
この定着装置４０の温調を含む制御は、参考例１の定着装置４０の場合と同様であるので再度の説明は省略する。
【００７６】
なお、第１と第２の定着ローラ４１・４２間の加圧であるが、これは、不図示の機械的な圧力（例えば、ばね力による加圧）により行われ、例えば、第１と第２の定着ローラ４１・４２の回転軸４１ａ・４２ａの双方、あるいは、一方に加えられる。また、第１と第２の定着ローラ４１・４２のもう一方の端にも同様の圧力が加えられるが、これは、ローラの外壁または、内壁から加えられるよう構成される。
【００７７】
本参考例においては、シールドボックス４４を省いた構成で示している。これは、本構成の定着装置においては、ローラ内部にマイクロ波ｗを照射するため、ローラ内の発熱層４１ｃ・４２ｃの材質や構成によって、マイクロ波がほぼ１００％吸収される。また、遮蔽板４１ｇ・４２ｇ、４１ｈ・４７ｃ、４２ｈ・４７ｄの構成によって、第１と第２の定着ローラ４１・４２の外部へのマイクロ波の漏洩がほぼ０〔ｍＷ／Ｃｍ2〕に抑えられることによる。従って、漏洩が抑えきれない場合は、これに限らず、本定着ユニットをシールドボックスに収める必要がある。
【００７８】
上記の本参考例の定着装置４０によれば、参考例１の定着装置４０による効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、ローラ４１・４２のそれぞれの内部にマイクロ波を照射するように構成したので、各ローラ内に配置される発熱体のマイクロ波吸収効率を高めることで、マイクロ波の漏洩を容易に低減でき、シールドボックス４４を不要にできる効果が得られる。
（実施例）
【００７９】
図７は、上下の第１と第２の定着ローラ４１・４２のそれぞれにローラ外側からマイクロ波を照射して加熱する系の定着装置４０について、第１と第２の定着ローラ４１・４２のマイクロ波照射量のばらつきを補償する構成を示している。第１と第２の定着ローラ４１・４２の構成は実施例１の第１と第２の定着ローラ４１・４２と同様である。
【００８０】
４８はシールドボックス４４内に配設したマイクロ波反射板（電磁波反射手段）である。導波路４５は定着装置４０の上部、記録材Ｐの搬入口４４ｇ寄りからシールドボックス４４内にマイクロ波ｗを照射するように構成、配置されている。電磁波発生手段であるマイクロ波発生器（不図示）がシールドボックス４４外に配設されている。導波路４５は、マイクロ波発生器から発生したマイクロ波を上記の位置に導く。
【００８１】
導波路４５から照射されたマイクロ波ｗは、反射板４８に当たる。反射板４８は導波路４５から照射されたマイクロ波ｗを上側の第１の定着ローラ４１と下側の第２の定着ローラ４２に均一に照射する。
【００８２】
反射板４８は、前記機能を発揮するため、第１の定着ローラ４１にマイクロ波を反射する上側ローラ照射面４８ａと、第２の定着ローラ４２にマイクロ波を反射する下側ローラ照射面４８ｂとを有して構成されている。
【００８３】
以上の構成により、内部に発熱層４１ｃ・４２ｃを有する第１と第２の定着ローラ４１・４２はそれぞれほぼ同様に発熱し、発熱層の熱が各ローラ内部に配設された熱伝導層４１ｄ・４２ｄによって拡散、均一化される。これにより、各ローラ４１・４２の外周に設けられた弾性層４１ｅ・４２ｅの総表面を均一に加熱する事により、均質な定着画像を得ることが可能にできる。
【００８４】
なお、本構成により上下の第１と第２の定着ローラ４１・４２はそれぞれ同様に加熱されるため、常温から定着温度への加熱温度立ち上げ時間を揃えることが可能になる。更には、一つのマイクロ波発生器４３を共用に使用しながらにして、それぞれのローラ４１・４２の温度をほぼ同一に制御することが可能にできる。
【００８５】
本実施例の定着装置４０は、一経路の簡単な導波路４５で電磁波ｗをシールドボックス４４内に導く。そして、シールドボックス４４内に導かれた電磁波ｗをシールドボックス４４内に配置した反射板４８を用いて、対の第１と第２の定着ローラ４１・４２に均等に電磁波が照射されるように構成した。これにより対のそれぞれのローラ４１・４２を同等に加熱ことができるので、簡単な構成ながら、効率的な電磁波加熱が可能にできる効果画得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】参考例１における画像形成装置の概略構成を示す縦断面図
【図２】定着装置の概略構成を示す横断側面図
【図３】図２の（３）−（３）線に沿う縦断正面面
【図４】定着装置の動作を示す動作フロー
【図５】定着装置の温調制御系統のブロック図
【図６】参考例２における定着装置の概略構成を示す縦断正面図
【図７】実施例における定着装置の概略構成を示す横断側面図
【符号の説明】
【００８７】
４０…定着ユニット（定着装置）、４１…第１の加熱・加圧ローラ、４２…第２の加熱・加圧ローラ、４３…マイクロ波発生器、４４…シールドボックス、４５・４６…導波路、４１ａ・４２ａ…ローラ回転軸、４１ｂ・４２ｂ…断熱層、４１ｃ・４２ｃ…発熱層、４１ｄ・４２ｄ…熱伝導層、４１ｅ・４２ｅ…弾性層、４４ｇ…記録材搬入口、４４…記録材搬出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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