KR20050028858A - 유도가열로울러장치, 정착장치 및 화상형성장치 - Google Patents

유도가열로울러장치, 정착장치 및 화상형성장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050028858A
KR20050028858A KR1020040074644A KR20040074644A KR20050028858A KR 20050028858 A KR20050028858 A KR 20050028858A KR 1020040074644 A KR1020040074644 A KR 1020040074644A KR 20040074644 A KR20040074644 A KR 20040074644A KR 20050028858 A KR20050028858 A KR 20050028858A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
induction
heating roller
induction coil
high frequency
Prior art date
Application number
KR1020040074644A
Other languages
English (en)
Inventor
다나카다카아키
오가사와라다카유키
기카마나부
마에다쇼헤이
도이히로유키
스즈키도시야
Original Assignee
하리슨 도시바 라이팅 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2003328315A external-priority patent/JP2005093351A/ja
Priority claimed from JP2003328316A external-priority patent/JP2005093352A/ja
Application filed by 하리슨 도시바 라이팅 가부시키가이샤 filed Critical 하리슨 도시바 라이팅 가부시키가이샤
Publication of KR20050028858A publication Critical patent/KR20050028858A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

1개의 가열영역의 최대 사이즈보다 작은 피가열체를 사용할 때의 온도분포를 개선한 유도가열로울러장치, 이것을 구비한 정착장치 및 화상형성장치를 제공한다.
유도가열로울러장치는, 유도전류에 의해 발열하여 피가열체(a)의 사이즈에 따라 복수의 가열영역(A, B)으로 바꿀 수 있는 가열로울러(HR)와, 가열로울러(HR)의 축방향에 제 1 간격(g1)으로 분산하고 있는 동시에 가열 로울러(HR)의 각 가열영역(A, B)에 각각 대향하여 배치된 복수의 유도코일(IC1, IC2)을 포함하여 각각 제 2 간격(g2)으로 인접하는 복수의 단위유도코일(ICu)로 이루어지고 제 1 간격이 2mm초과∼30mm에서 제 2 간격이 2 mm 이하인 유도코일장치(IC)와, 유도코일장치 (IC)에 고주파전력을 공급하는 고주파전원(HFS)를 구비하고 있다.

Description

유도가열로울러장치, 정착장치 및 화상형성장치{INDUCTION HEATING ROLLER APPARATUS, FIXING APPARATUS AND IMAGE FORMATION APPARATUS}
본 발명은, 개량된 유도코일장치를 가진 유도가열로울러장치, 이것을 구비한 정착장치 및 화상형성장치에 관한 것이다.
토너화상을 열정착하기 위해서, 종래로부터 할로겐전구를 열원으로 서 사용하는 가열로울러가 사용되고 있지만, 효율이 나쁘고, 큰 전력을 필요로 하는 문제점이 있다. 그래서, 유도가열방식을 도입하여 이러한 종류의 문제를 해결하고자 하는 개발이 이루어지고 있다. 이러한 종류의 목적을 위한 유도가열방식으로는, 와전류손(渦電流損)방식과 트랜스방식이 알려져 있다.
와전류손방식은, 유도가열조리기(Induction Heating Jar)등에 있어서 실용화되어 있는 것과 같은 동작원리이다. 또, 와전류손방식에 있어서 사용되고 있는 고주파의 주파수는, 20∼100kHz정도이다. 이에 대하여, 트랜스방식은, 와전류손방식보다 자기적 결합이 강하기 때문에 정상효율이 높은 동시에, 가열로울러 전체를 가열할 수 있기 때문에, 와전류손방식에 비교하여 정착장치의 구조가 간단해진다고 하는 이점이 있다. 또한, 그에 더하여 동작주파수를 100kHz이상, 바람직하게는 1MHz 이상의 고주파로 함에 따라, 유도코일의 Q를 크게 하여 전력전달효율을 높게 할 수 있다. 이 때문에, 가열의 총합효율이 높아져, 전력 절약을 도모할 수 있다. 또한 와전류손방식에 비교해서 정착장치의 구조가 간단해진다고 하는 이점도 있다. 또한, 와전류손방식의 가열로울러보다 열용량을 매우 작게 할 수가 있다. 따라서, 트랜스방식은, 열정착의 고속화에 매우 바람직하다.
또한, 트랜스방식의 개량형으로서, 유도코일에 공심(空芯) 트랜스결합하는 회전가능하게 지지되는 중공(中空)구조로 이루어지는 가열로울러의 2차측 저항치를 2차 리액턴스와 거의 같은 폐회로로 형성함으로써, 유도코일로부터 가열로울러로의 전력전달효율이 높아지고, 가열로울러를 효율적으로 가열할 수 있는 현저한 효과를 얻을 수 있는 공심트랜스 결합방식이 본건 출원인에 의해 특허출원되어 있다(특허문헌 1 참조). 본 발명에 의해 가열로울러의 유도가열의 전력절약을 도모함과 동시에, 열정착을 고속화하는 것이 용이하게 되었다.
그리고 또한, 토너화상이 형성된 피정착용지의 크기에 따라서 유도로울러의 원하는 가열영역만을 가열할 수 있도록 하기 위해서, 유도가열로울러의 축방향을 따라 복수로 분할된 복수의 유도코일을 배치하고, 또한, 특정영역에 대응하는 유도코일에 대하여 선택적으로 고주파전력을 투입할 수 있게 하는 기술이 본 발명자들에 의해 개발되고 있다(특허문헌 2 참조).
상술한 복수의 유도코일을 배치하여 가열로울러의 가열영역을 전환할 수 있도록 하는 구성에 있어서는, 가열로울러의 축방향의 온도분포를 균일하게 하기 위해서, 각 유도코일내에서의 코일 턴 간격과 인접하는 한 쌍의 유도코일사이의 간격이 같아지도록 구성하고 있었다.
[특허문헌 1]일본 특허공개2002-222688호공보
[특허문헌 2]일본 특허공개2003-317923호공보
가열로울러의 1개의 가열영역에 대하여 허용되는 최대 사이즈의 피정착용지보다 사이즈가 작은 피정착용지를 통과시키는 경우, 피정착용지를 통과시킨 영역은, 피정착용지에 열을 빼앗기기 때문에 온도가 저하한다. 그러나, 해당 가열영역내의 피정착용지가 통과하지 않는 나머지 영역은, 고온의 상태가 된다. 그래서, 온도가 저하한 해당 가열영역을 본래의 상태로 되돌리려고 유도코일을 경유하여 고주파전력을 투입하여 가열하면, 피정착용지가 통과하지 않은 나머지 영역은 더욱 고온이 되어 버려, 온도분포를 개선할 수 없을 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 발연발화로 이어지기도 하는 위험이 있다. 그 때문에, 종래의 유도가열로울러장치는, 허용되는 최대 사이즈의 피정착용지보다 사이즈가 작은 피정착용지를 통과시키는 것과 같은 이용형태에는 적합하지 않았다.
그런데, 상기와 같이 가열로울러에 복수의 가열영역을 선택할 수 있게 구성할 경우, 소정의 코일 턴수, 코일지름 및 축길이를 가진 단위유도코일을 준비하고, 가열영역의 축길이에 따라서 그 단위유도코일의 필요한 수를 고주파전원에 대하여 유도코일 선택수단을 통해 병렬접속함으로써, 어느 가열영역에 대해서나 그 단위축길이당의 발열량을 일정하게 할 수 있기 때문에, 유도가열로울러장치의 설계가 용이해진다. 그런데, 단위축길이당의 발열량을 일정하게 하더라도, 가열로울러의 열이동의 형태나 피가열체를 가열하기 위한 사용의 형태 등, 여러가지 사정에 따라서 열소비의 패턴이 상이하기 때문에, 가열로울러의 온도는 반드시 일정하게 되지는 않는다. 예를 들면, 가열로울러를 그 양 끝단부에서 지지하는 경우, 양 끝단부에 축받이 기구가 배치되기 때문에 가열로울러의 열은, 양 끝단부의 축받이기구로 방출되기 쉬워지고, 따라서 가열로울러의 양 끝단부의 온도가 저하하기 쉽다. 또한, 가열로울러에 복수의 가열영역을 설정하는 경우, 일반적으로 가열로울러의 중앙부에 위치하는 가열영역을 사용하는 비율이 가장 많아지도록 설계한다. 따라서, 이러한 경우에는, 가열로울러의 중앙부에서의 열소비가 가장 많아지기 때문에, 이 부분에 있어서의 온도상승효율이 뛰어나도록 설계하는 것이 바람직하다.
또한, 유도가열로울러장치를 조립하고 토너화상을 형성한 기록매체로 이루어지는 피가열체를 가열하는 정착장치를 구성하는 경우, 가열효율이 높고, 또한 정착성능이 양호한 것이 바람직하다.
본 발명은, 가열로울러의 축방향으로 복수의 가열영역을 선택적으로 설정가능함과 함께, 가열로울러의 1개의 가열영역에 대하여 허용되는 최대 사이즈보다 사이즈가 작은 피가열체를 통과시킬 때의 온도분포를 개선한 유도가열 로울러장치, 이것을 구비한 정착장치 및 화상형성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 가열로울러의 축방향으로 복수의 가열영역을 선택적으로 설정할 수 있게 하는 경우에, 가열로울러의 하나의 가열영역을 사용하여 가열할 때에, 가열로울러 전체를 거의 균일한 온도로 유지하여 다음 피가열체를 가열할 때에 워밍업 시간을 불필요 내지는 단축시킨 유도가열 로울러장치, 이것을 구비한 정착장치 및 화상형성장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 제 1의 특징으로 하는 구성의 유도가열로울러장치는, 가열로울러와, 이 가열로울러에 자기결합하는 유도코일장치와, 이 유도코일장치에 급전하는 고주파전원을 구비하고; 상기 가열로울러는, 유도전류에 의해 발열함과 동시에, 피가열체의 사이즈에 따라 복수의 가열영역으로 전환할 수 있도록 구성되어 있으며; 상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 가열영역에 대향하고, 또한, 자기결합하여 가열영역에 유도전류가 발생하도록 배치됨과 함께 2mm초과∼30 mm의 제 1 간격으로 인접한 복수의 유도코일을 포함하고, 각 유도코일이 각각 거의 밀접하게 감겨진 복수의 코일턴을 가짐과 함께 2mm 이하의 제 2 간격으로 가열로울러의 축방향을 따라 인접하고, 또한，서로 병렬접속한 복수의 단위유도코일로 이루어진다.
제 1의 특징을 구비한 본 발명에 있어서는, 가열로울러에서의 복수의 가열영역중, 특정한 가열영역을, 그곳에 대향하여 배치된 유도코일을 고주파전원으로부터 출력되는 고주파전력을 인가함으로써 선택적으로 가열할 수 있다. 그리고, 해당 유도코일이 복수의 단위유도코일을 사용하여 구성되고, 또한, 인접한 단위유도코일사이의 제 2 간격이 2mm 이하로 설정되어 있기 때문에, 그 가열시에는 가열영역내의 온도분포가 균일하게 된다. 이 때문에, 그 가열영역으로 피가열체를 통과시키면, 피가열체를 필요한 정도로 균일하게 가열할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 예를 들면 토너화상을 형성한 원하는 사이즈의 정착용지를 정착하는 데에 아주 알맞다. 그러나, 제 2 간격이 2mm을 넘으면, 가열영역내의 온도분포의 변동이 지나치게 커진다. 제 2 간격은, 바람직하게는 1.5mm 이하이다.
또한, 가열로울러의 복수의 가열영역에 각각 대향하는 복수의 유도코일의 사이에는, 2mm초과∼30mm로 설정되어 있는 제 1 간격이 형성되어 있기 때문에, 특정한 유도코일을 고주파전력에 의해서 선택적으로 인가하였을 때에, 인접한 가열영역과의 사이에 저온부가 형성된다. 그래서, 선택적으로 가열된 가열영역을 사용하여 피가열체를 가열할 때에, 피가열체가 해당 가열영역에 허용되는 최대 사이즈보다 작은 경우, 해당 가열영역의 피가열체가 통과하지 않는 나머지 부위에 열이 잔류한다. 그런데, 이 잔류한 열은, 상기 저온부로 확산한다. 그 결과, 가열로울러에 있어서의 선택된 가열영역의 온도는, 최대 사이즈보다 작은 피가열체를 통과시켰음에도 불구하고, 평준화하여, 국부적인 온도과도상승을 방지하는 작용을 나타낸다. 또, 제 1 간격이 2mm 이하이면 인접하는 유도코일사이에 실질적인 저온부가 형성되지 않는다. 또한, 30mm을 넘으면 인접한 유도코일사이의 저온부의 온도저하가 너무 현저하게 되어 가열로울러의 온도분포의 불균일이 지나치게 커진다. 이에 대하여, 제 1 간격이 2mm초과∼30mm의 범위내이면, 가열로울러의 가열영역사이에 실효적인 동시에 가열로울러의 온도분포의 불균일이 지나치게 커지는 경우가 없는 저온부를 형성할 수 있다. 또, 인접한 유도코일사이의 간격은 바람직하게는 3∼15 mm 이다.
본 발명의 제 2 특징으로 하는 구성의 유도가열로울러장치는, 가열로울러와, 이 가열로울러에 자기결합하는 유도코일장치와, 이 유도코일장치로 급전하는 고주파전원과, 고주파전력 배분수단을 구비하고; 상기 가열로울러는, 유도전류에 의해 발열함과 동시에, 피가열체의 사이즈에 따라 복수의 가열영역으로 전환할 수 있도록 구성되어 있으며; 상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 가열영역에 대향하고, 또한, 자기결합하여 가열영역에 유도전류가 발생하도록 가열로울러의 축방향에 제 1 간격으로 배치된 복수의 유도코일을 포함하고, 각 유도코일이 각각 거의 밀접하게 감겨진 복수의 코일 턴을 가짐과 동시에 가열로울러의 축방향에 따라 제 2 간격으로 배치되고, 또한, 서로 병렬접속한 복수의 단위유도코일로 이루어지고, 상기 제 1 간격이 상기 제 2 간격보다 크게 설정되어 있으며; 상기 고주파전력배분수단은, 상기 가열로울러의 하나의 가열영역을 사용하여 피가열체를 가열할 때에 해당 가열영역에 대향하는 유도코일에 고주파전력을 주요 비율로 투입함과 동시에, 가열로울러의 나머지 유도코일에 대하여 고주파전력을 나머지 비율로 투입하여 보온시키도록 구성되어 있다.
제 2의 특징을 구비한 본 발명에 있어서는, 가열로울러의 임의로 선택한 특정한 가열영역을 가열할 때에는, 상기 고주파전력배분수단에 의해서 특정영역에 대향하는 유도코일에 대하여 고주파전원으로부터 공급되는 고주파전력이 주요 비율로 투입되고, 또한 나머지 가열영역에 대향하는 유도코일에 대하여 고주파전력이 나머지 비율로 투입된다. 이 때문에, 가열로울러의 특정한 가열영역은, 강하게 가열되기 때문에, 이 특정한 가열영역을 사용하여 피가열체를 가열할 수 있다. 이에 대하여, 나머지 가열영역은, 보온에 필요한 정도로 가열된다.
또한, 인접한 유도코일의 사이에 형성되는 제 1 간격은, 유도코일을 구성하는 복수의 단위유도코일의 사이에 형성되는 제 2 간격보다 크게 설정되어 있기 때문에, 임의로 선택된 특정한 가열영역에 허용되는 최대 사이즈보다 작은 피가열체를 가열할 때에, 피가열체가 열적으로 접촉하지 않는 가열영역의 끝단부에는 열이 잔류한다. 그러나, 특정한 가열영역과 이것에 인접하는 가열영역의 사이에는 제 1 간격에 의해서 상대적인 저온부가 형성되기 때문에, 잔류한 열이 저온부로 확산하기 쉬워진다. 그 결과, 가열로울러전체의 온도분포가 균일하게 조정된다.
또한, 가열로울러의 전부의 가열영역을 사용하여 피가열체를 가열할 때는, 상기 특정한 가열영역에 인접하는 가열영역에 대향하는 유도코일에 대하여 등분 또는 그 이상의 고주파전력이 투입되기 때문에, 유도코일사이의 제 1 간격에 대향하는 가열로울러의 위치에 형성되는 저온부가 감소하거나 소멸한다. 그 결과, 가열로울러의 축방향의 전체가 거의 균일하게 가열되어, 피가열체의 가열을 양호하게 할 수 있다. 예를 들면, 온도불균일을 일반적으로는 30℃ 이하, 바람직하게는 15℃ 이하로 할 수 있다.
본 발명의 제 3의 특징으로 하는 구성의 유도가열로울러장치는, 가열로울러와, 이 가열로울러에 자기결합하는 유도코일장치와, 이 유도코일장치로 급전하는 고주파전원을 구비하고; 상기 가열로울러는, 유도전류에 의해 발열함과 동시에, 피가열체의 사이즈에 따라 복수의 가열영역으로 전환할 수 있도록 구성되어 있으며; 상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 가열영역에 대향하고, 또한, 자기결합하여 가열영역에 유도전류가 발생하도록 배치됨과 동시에 복수의 유도코일을 포함하고, 각 유도코일이 각각 거의 밀접하게 감겨진 복수의 코일 턴을 가지며, 또한, 가열영역에 따라서 그 코일 턴수가 다름과 동시에 가열로울러의 축방향을 따라 분산하고, 또한, 서로 병렬접속한 복수의 단위유도코일로 이루어지도록 구성되어 있다.
제 3의 특징을 구비한 본 발명에 있어서는, 복수의 유도코일을 각각 복수의 단위유도코일에 의해 구성하고 있으며, 더구나 단위유도코일의 코일 턴수가 가열영역에 따라서 다르기 때문에, 고주파전원 등의 회로쪽에서 조정하는 경우없이 특정한 가열영역을 필요로 하는 만큼 가열할 수 있다. 즉, 단위유도코일의 코일 턴수에 따라서 고주파전력의 투입량이 변화하기 때문에, 예를 들면 특정한 유도코일에 있어서, 그 코일 턴수를 증가시키면, 해당 유도코일에 대한 고주파전력의 투입량이 증가한다. 그 결과, 해당 유도코일에 대향하는 가열영역의 가열효율 즉 1초당의 가열로울러의 온도상승의 정도가 향상하기 때문에, 원하는 가열특성을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 복수의 가열영역중, 단위유도코일의 코일 턴수가 기타 가열영역에서의 단위유도코일의 코일 턴수와 다른 유도코일이 대향하는 특정한 가열영역은, 그 가열영역만이 가열되는 경우 및 복수의 가열영역과 동시에 가열되는 경우의 어느 것이더라도, 소기의 작용, 효과를 발휘한다.
또, 제 3의 특징을 구비한 본 발명은, 제 1 또는 제 2 특징을 구비한 발명의 구성과 조합하는 것에 의해, 한층 더 효과적인 작용을 보인다.
본 발명의 정착장치는, 가압로울러를 구비한 정착장치본체와; 정착장치본체의 가압로울러에 가열로울러를 누름접촉관계로 대향설치하여, 양 로울러사이에 토너화상이 형성된 기록매체를 끼워 반송하면서 토너화상을 정착하도록 배치된 청구항 1 내지 7중의 어느 한 항에 기재된 유도가열로울러장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 화상형성장치는, 기록매체에 토너화상을 형성하는 화상형성수단을 구비한 화상형성장치 본체와; 화상형성장치 본체에 배치되어 기록매체의 토너화상을 정착하는 청구항 8에 기재된 정착장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
[발명의 실시형태]
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명한다.
도 1 내지 도 8은, 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 1 형태를 나타낸다. 본 형태에 있어서, 유도가열로울러장치는, 가열로울러(HR), 유도코일장치(IC), 고주파전원(HFS) 및 유도코일선택수단으로서의 고주파전력 배분수단을 구비하여 구성되어 있다. 이하, 그 구성을 상세히 설명한다.
가열로울러(HR)는, 유도전류에 의해 발열함과 동시에, 복수의 가열영역으로 전환되도록 구성되어 있다. 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전기구(RM)를 구비하고, 이에 따라 구동되어 회전한다.
또한, 가열로울러는, 폐회로를 형성한 2차코일(ws)을 구비하고 있고, 이 2차코일(ws)이 후술하는 유도코일장치(IC)와 자기결합, 바람직하게는 공심트랜스결합한다. 공심트랜스결합의 경우, 2차코일(ws)은, 가열로울러(HR)의 주위방향에 폐회로를 가지고 있다. 2차코일(ws)의 2차측 저항치는 2차 리액턴스가 하기의 조건을 만족하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 2차측저항치를 Ra로 하고, 2차 리액턴스를 Xa로 하였을 때, 수식 0.1<Ra/Xa<10 을 만족한다. 또, 수식조건을 규정하는 이유에 대해서는 특허문헌 3에 개시되어 있다. 또한, 2차측 저항치(Ra)는, 측정에 의해 구하는 것이 가능하다. 2차 리액턴스(Xa)는, 계산에 의해 구하는 것이 가능하다. 더욱이, α는, 바람직하게는 0.25∼4배의 범위, 최적으로는 0.5∼2배의 범위이다.
또한, 가열로울러(HR)의 2차코일(ws)은, 그것이 단일이더라도 좋고, 그것이 복수 배치되어 있어도 좋다. 2차코일(ws)이 단일인 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이, 가열로울러(HR)의 축방향을 따라 원통형을 이루고 있다. 또한, 복수의 2차코일(ws)을 배치하는 경우, 그것들을 가열로울러(HR)의 축방향으로 분산하여 배치하는 것이 바람직하다. 2차코일(ws)을 지지하기 위해서, 절연성물질로 이루어지는 로울러 기본체(1)를 사용할 수 있다. 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 로울러 기본체(1)의 바깥면, 혹은 내면 또는 로울러 기본체(1)의 내부에 2차코일(ws)을 배치할 수 있다.
그리고 또한, 가열로울러(HR)는, 그 이용상 피가열체의 사이즈에 따라 축방향을 따라 복수의 가열영역, 예를 들면 도 4에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 위치하는 제 1 가열영역(A) 및 양 끝단부에 위치하는 한 쌍의 제 2 가열영역(B, B)으로 구분된다. 즉, 토너화상을 형성한 피정착용지의 정착 등, 피가열체를 가열할 목적으로 가열로울러(HR)를 사용하는 경우, 피가열체의 폭 사이즈에 따라 적절한 가열영역을 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 이들 가열영역은, 외견상 식별할 수 없어도 되지만, 후술하는 유도코일장치(IC)와의 협동에 의해서 가열이 구분된다.
다음에, 토너화상정착의 경우를 예로 들어 가열영역을 더욱 상세하게 설명한다. 예를 들면, 토너화상이 형성된 A4사이즈의 피정착용지 등으로 이루어지는 피정착체를 정착하는 경우, 피정착체를 세로로 놓고 정착시키는 것과, 가로로 놓는 것은, 필요한 가열영역의 길이가 다르다. 또한, 예를 들면 A4 사이즈의 피정착체를 정착하는 경우와, B4 사이즈의 피정착체를 정착하는 경우에도 필요한 가열영역폭이 다르다. 한편, 정착에 필요한 가열영역이외의 영역까지 한결같이 발열시킨다면 전력의 낭비인 동시에, 상술한 바와 같이 가열로울러(HR)의 축방향의 온도분포가 불균일하게 되기 때문에, 피해야만 한다. 다른 한편, 필요한 가열영역내에서는, 되도록이면 균일한 발열이 필요하다. 또한, 2개의 다른 가열영역이더라도, 어느 영역에 대해서나 공통으로 기여하는 공통가열부위와, 각각의 가열영역에 대해서만 기여하는 단독가열부위가 있을 수 있다. 또한, 공통가열부위와 단독가열부위의 배치의 형태는, 공통가열부위를 좌우 어느 한쪽으로 치우치게 하고, 단독가열부위를 어느 다른 쪽으로 편중하여 배치하는 형태와, 공통가열부위를 중앙에 배치하고, 그 좌우에 단독가열부위를 배치하는 형태가 있지만, 본 발명에서는, 이상중의 어느 하나 또는 전부에 대응할 수 있게 되어 있는 것을 허용한다.
가열로울러의 상기 2차코일(ws)을 도 2에 나타낸 바와 같이 박막형상의 도체층 혹은 도전선 또는 도전판 등의 도체에 의해 형성할 수가 있다. 박막형상의 도체층으로서는, 원하는 2차측저항치를 얻기 위해서, 이하의 재료 및 제조방법을 채용할 수 있다. 후막형성법(도포+소성)에 의해 형성하는 경우에는, Ag, Ag+Pd, Au, Pt, RuO2 및 C로 이루어지는 그룹에서 선택한 재료를 사용하는 것이 좋다. 도포방법으로서는, 스크린인쇄법, 로울코터법 및 스프레이법 등을 사용할 수 있다. 이에 대하여, 도금, 증착 또는 스퍼터링법에 의해 형성하는 경우에는, Au, Ag, Ni 및 Cu+(Au, Ag)의 그룹으로부터 선택한 재료를 사용하는 것이 좋다. 도전선 및 도전판은, Cu, Al 등을 사용할 수 있다.
또, Cu, Al 의 경우는, 산화를 방지하기 위해서, 방청피막을 표면에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 로울러 기본체(1)를 Fe나 SUS(스텐레스강)로 구성하는 경우, 로울러 기본체(1)의 표면층부분이 고주파에 있어서의 표피효과에 의해서 2차코일(ws)로서 작용한다. 따라서, 상기와 같은 특별한 2차코일(ws)을 배치하지 않아도 좋다. 그러나, 이 경우라 하더라도, 필요하면 로울러 기본체(1)와는 별도로 2차코일(ws)을 배치할 수가 있다. 한편, Fe나 SUS로 이루어지는 로울러 기본체(1)에 있어서도, 표면에 아연피막 등의 방청피막을 형성할 수가 있다.
그런데, 도 2 및 도 3에 나타내는 가열로울러(HR)는, 예를 들면 길이 300mm, 두께 3mm이다. 2차코일(ws)은, Cu의 증착막으로 이루어지는 필름형상을 이룬 원통형의 1턴 코일로 이루어지며, 로울러 기본체(1)의 바깥둘레면쪽에서, 축방향의 유효길이의 거의 전체에 걸쳐 배치되어 있다.
다음에, 더 한층 실제적인 가열로울러를 얻기 위해서, 필요에 따라 이하의 구성을 부가하는 것이 허용된다.
1. 로울러 기본체(1)에 의해 2차코일(ws)을 지지하기 위해서, 절연성물질로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 2차코일(ws)은, 로울러 기본체(1)의 바깥면, 내면 또는 내부에 배치할 수 있다. 절연성의 로울러 기본체(1)인 세라믹 또는 유리를 사용하여 형성할 수가 있다. 그리고, 로울러 기본체(1)의 내열성, 강한 충격성 및 기계적 강도 등을 고려하여, 예를 들면 이하의 재료를 사용할 수 있다. 세라믹으로서는, 예를 들면 알루미나, 뮬라이트, 질화알루미늄 및 질화규소 등이다. 유리로서는, 예를 들면 결정화유리, 석영유리 및 파이렉스(등록상표) 등이다.
2. 가열로울러(HR)에 열확산층(도시를 생략하고 있다)을 부가할 수 있다. 열확산층은, 가열로울러(HR)의 축방향에 있어서의 온도의 균일조정도를 향상시키기 위한 수단으로서, 필요에 따라서 2차코일(ws)의 위쪽에 배치할 수 있다. 이 때문에, 열확산층은, 가열로울러(HR)의 축방향에의 열전도가 양호한 물질을 사용하는 것이 좋다. 열전도율이 높은 물질은, Cu, Al, Au, Ag 및 Pt 등 도전율이 높은 금속에 많이 보인다. 그러나, 열확산층은, 2차코일(ws)의 도체층 재료에 대하여 동등이상의 열전도율을 가지고 있으면 좋다. 따라서, 열확산층은, 도체층과 동일재료이더라도 좋다.
또한, 열확산층이 도전성물질로 이루어지는 경우, 2차코일(ws)과 도전적으로 접촉하고 있어도 좋지만, 절연막을 통해 배치함으로써, 방사 노이즈의 복사를 차단하는 작용도 발휘한다. 또, 고주파자계는, 열확산층까지 작용하지 않기 때문에, 열확산층에는 발열에 기여하는 정도의 2차전류는 유기되지 않는다.
3. 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 보호층(2)을 가열로울러(HR)의 바깥둘레에 형성할 수가 있다. 보호층(2)은, 가열로울러(HR)의 기계적 보호 및 전기절연, 혹은 탄성접촉성 또는 토너의 이탈성능 향상을 위해, 필요에 따라 배치할 수가 있다. 전자의 목적을 위하여는 보호층(2)의 구성재료로서 유리를, 또한 후자의 목적을 위하여는 보호층(2)의 구성재료로서 합성수지를 각각 사용할 수 있다. 유리로서는, 붕규산아연계 유리, 붕규산납계 유리, 붕규산계 유리 및 알루미노실리게이트계 유리로 이루어지는 그룹중에서 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 후자로서는, 실리콘수지, 불소수지, 폴리이미드수지+불소수지 및 폴리아미드+불소수지로 이루어지는 그룹중에서 선택하여 사용할 수 있다. 또, 폴리이미드수지+불소수지 및 폴리아미드+불소수지의 경우, 불소수지가 바깥쪽에 배치된다.
4. 가열로울러(HR)의 형상으로서, 원하는 바에 따라 크라운(도시하지 않음)을 형성할 수 있다. 크라운으로서는, 북형상 및 통형상의 어느 것이라도 좋다.
5. 가열로울러(HR)의 회전기구(RM)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 구성되어 있지만, 원하는 바에 따라 이미 알려진 구성을 적절히 선택하여 채용할 수 있다. 또, 토너화상을 열정착하는 경우에는, 후술하는 바와 같이 가열로울러와 정면대향하여 가압로울러를 배치하고, 양 로울러의 사이를 토너화상이 형성된 피정착체가 통과할 때에 가열되어 토너가 피정착체에 융착하도록 구성할 수가 있다.
다음에, 도 2에 나타내는 회전기구(RM)를 설명한다. 즉, 회전기구(RM)는, 가열로울러(HR)를 회전시키기 위한 기구로서, 아래와 같이 구성되어 있다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 끝단부 부재(3A), 제 2 끝단부 부재(3B), 한 쌍의 축받이(4, 4), 베벨기어(5), 스플라인 기어(6) 및 모터(7)를 구비하여 구성되어 있다. 제 1 끝단부부재(3A)는, 캡부(3a), 구동축(3b) 및 첨단부(3c)로 이루어진다. 캡부(3a)는, 가열로울러(HR)의 도 2에 있어서 왼쪽끝단에 바깥쪽으로부터 끼워맞춤함과 동시에, 도시를 생략하고 있는 누름나사를 사용하여 가열로울러(HR)에 고정함으로써, 가열로울러(HR)의 왼쪽끝단을 지지하고 있다. 구동축(3b)은, 캡부(3a)의 바깥면의 중앙부로부터 바깥쪽으로 돌출하고 있다. 첨단부(3c)는, 캡부(3a)의 내면의 중앙부로부터 캡부(3a)의 안쪽으로 돌출하고 있다. 제 2 끝단부부재(3B)는, 링부(3d)로 이루어진다. 링부(3d)는, 가열로울러(HR)의 도 2에 있어서 오른쪽끝단에 바깥쪽으로부터 끼워맞춤함과 동시에, 도시를 생략하고 있는 누름나사를 사용하여 가열로울러(HR)에 고정함으로써, 가열로울러(HR)의 오른쪽끝단을 지지하고 있다. 한 쌍의 축받이(4, 4)의 한쪽은, 제 1 끝단부부재(3A)에서의 캡부(3a)의 바깥면을 회전자유롭게 지지한다. 또한, 다른쪽은, 제 2 끝단부부재(3B)의 바깥면을 회전자유롭게 지지한다. 따라서, 가열로울러(HR)는, 그 양 끝단에 고정한 제 1 및 제 2 끝단부부재(3A, 3B)와, 한 쌍의 축받이(4, 4)에 의해 회전자유롭게 지지되어 있다. 베벨기어(5)는, 제 1 끝단부 부재(3A)의 구동축(3b)에 장착되어 있다. 스플라인 기어(6)는, 베벨기어(5)에 톱니맞춤하고 있다. 모터(7)는, 그 로터축이 스플라인 기어(6)에 직접 연결하고 있다.
유도코일장치(IC)는, 도 1, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수의 유도코일, 예를 들면 제 1 유도코일(IC1) 및 제 2 유도코일(IC2)을 포함하여 구성되어 있다. 이 유도코일장치(IC)는, 그 발생자속을 가열로울러(HR)에 쇄교시켜 그 2차코일(ws)에 2차전류를 유기시키고, 또한, 저항발열을 발생시킴으로써 가열로울러 (HR)를 필요에 따라서 가열열하도록 작용한다. 그리고, 그 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)은, 가열로울러(HR)의 축방향으로 분산하여 배치되어 있다. 또, 복수의 유도코일의 일부, 예를 들면 유도코일(IC2)이, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 복수, 예를 들면 2개로 구성하는 것이 허용된다.
유도코일장치(IC)의 인접하는 제 1 및 제 2 유도코일(IC1과 IC2)의 사이에는 제 1 간격(g1)이 형성되어 있다. 제 1 간격(g1)은, 예를 들면 2mm초과∼30mm의 범위로부터 적절히 선택된 값으로 설정되어 있다.
제 1 유도코일(IC1)은, 가열로울러(HR)의 제 1 가열영역(A)에 대향하여 배치되어 있다. 또한, 제 2 유도코일(IC2)은, 도 1에서는 집합하여 나타나 있지만, 실제로는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 제 1 유도코일(IC1)의 양 끝단에 각각 제 1 간격(g1)을 통해 인접하여 분산하여 배치되어 있다. 그리고, 가열로울러(HR)의 양 끝단부에 분산한 제 2 가열영역(B)에 각각 대향하여 배치되어 있다. 즉, 본 형태에 있어서, 제 2 유도코일(IC2)은, 가열로울러(HR)의 양 끝단부에 분산하여 배치된 2개의 유도코일로 이루어진다.
또한, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)은, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 각각 복수의 단위유도코일(ICU)로 이루어진다. 복수의 단위유도코일(ICU)은, 각각 거의 밀접하게 감겨진 복수의 코일 턴을 가짐과 동시에, 각각이 제 2 간격 (g2)을 통해 가열로울러(HR)의 축방향을 따라 인접하여 배치되고, 또한, 서로 전기적으로 병렬접속되어 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 제 2 간격(g2)은, 제 1 간격(g1)보다 작게 설정되어 있다. 제 2 간격(g2)은, 제 1 간격(g1)이 상기한 바와 같이 2mm초과∼30mm의 범위로부터 적절히 선택된 값으로 설정되어 있는 경우에는, 2mm 이하가 되도록 설정된다. 후술하는 구성의 고주파전력배분수단(PAM)을 사용하는 경우에는, 제 1 간격(g1)은, 적어도 제 2 간격(g2)보다 크게 설정되어 있으면 좋다. 그러나, 그렇지 않은 경우에는, 제 1 간격(g1)이 2mm초과∼30mm이고, 제 2 간격(g2)이 2mm 이하로 설정된다.
제 1 유도코일(IC1)은, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 6개의 단위유도코일(ICU)에 의해 구성되어 있다. 제 2 유도코일(IC2)은, 3개의 단위유도코일(ICU)에 의해 구성되어 있다. 상기 제 1 간격(g1)은, 하나의 실시예로서 4mm로 설정되어 있다. 이에 대하여, 제 2 간격(g2)은, 하나의 실시예로서 1mm로 설정되어 있다. 또, 도 5는, 후술하는 바와 같이 단위유도코일(ICu)의 감는 방향을 설명하기 위한 것으로, 제 1 및 제 2 간격(g1, g2)에 대해서는 그들 차이를 나타내고 있지 않다. 감는 방향에 대해서는 후술한다.
또한, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)은, 모든 가열영역에 대하여 그 축길이 및 코일 턴수가 일정하여도 좋고, 특정한 가열영역에 대하여 상이하여도 좋다. 단위유도코일(ICU)은, 소정의 축길이, 코일 턴수 및 코일지름을 구비하고 있으며, 소정의 고주파전압을 인가했을 때에 소정의 고주파전력이 1단위로서 투입되도록 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 구성하기 위해서는, 가열영역 (A, B)의 축방향의 길이에 따라서 상술한 바와 같이 적당수의 단위유도코일(ICu)을 사용하면 좋다. 이 경우, 단위유도코일(ICu)에 투입되는 고주파전력의 값에, 사용되는 단위유도코일(ICu)의 수를 곱한 값의 고주파전력이 제 1 및 제 2 유도코일 (IC1, IC2)을 경유하여 대향하는 가열영역(A, B)에 투입되게 된다.
이상으로부터 이해할 수 있듯이, 단위유도코일(ICu)을 사용하여 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 구성함으로써, 가열로울러(HR)의 제 1 및 제 2 가열영역 (A, B)에 투입하는 고주파전력을 원하는 바로 설정하기 쉬워진다. 따라서, 유도가열로울러장치의 설계가 용이해진다. 또, 단위유도코일(ICu)을 형성하는 도전선은, 불소수지와 같은 내열성합성수지의 절연피막으로 피복된 절연도체를 사용하는 것이 일반적이고, 이 경우, 코일 턴사이의 거리는, 인접하는 코일 턴의 절연피막 위에서 측정된다.
그리고 또한, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 그들 사이, 및 각각의 유도코일을 구성하는 각 단위유도코일(ICu)의 사이에 있어서, 인접하는 코일 턴끼리의 감는 방향이 서로 반대이고, 또한, 발생자속이 동일극성이 되는 것과 같은 관계로 설정되어 있다. 이 때문에, 인접하는 유도코일 (IC1, IC2)사이의 전위차가 없어지거나, 작아지기 때문에, 인접하는 유도코일(IC1, IC2) 사이 및 단위유도코일(ICu)사이의 절연이 용이하게 된다. 이것은 또한, 인접한 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)사이 및 단위유도코일(ICu)사이의 거리를 각각 작게 설정하는 것이 가능하게 되는 것을 의미한다. 이상의 작용, 효과는, 인접한 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)이 다른 고주파전원(HFS)에 접속하는 경우이더라도, 기본적으로 같다.
또한, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)로부터 발생하는 자속의 극성이 같기 때문에, 인접하는 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)사이의 자계의 변화가 적어진다. 또, 상술한 바와 같이 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)사이에 있어서의 상기의 구조에 더하여, 상기한 바와 같이 인접하는 복수의 단위유도코일(ICu)사이에도 같은 구성을 채용함으로써, 제 1 유도코일(IC1) 또는 제 2 유도코일(IC2)의 내부에 있어서도 상술한 것과 같은 작용, 효과를 발휘한다.
이상을 요약하면, 상술한 바와 같이 유도코일이나 단위유도코일의 감는 방향 및 극성을 규정함으로써, 인접한 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)사이나 단위유도코일사이의 거리를 작게 하더라도, 절연상의 문제가 없어지기 때문에, 피가열체를 가열하는 데 필요한 값까지 거리를 작게 하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 가열로울러(HR)의 온도분포의 균일조정도가 양호하게 된다.
그런데, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)로 공급되는 고주파전력은, 고주파전원(HFS)을 공통으로 하고 있는 경우, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 대한 고주파전압의 인가시간에 대강 비례적이 된다. 따라서, 예를 들면 원하는 바에 따라서 PWM 제어 등에 의해서 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)에 대향하고 있는 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 대한 고주파전압의 인가시간을 제어하면, 고주파전력의 값을 개별로 제어하는 것이 가능하게 된다.
또한, 유도코일장치(IC)는, 후술하는 고주파전원(HFS)에서 직접 또는 정합회로를 통하여, 더욱 급전리드선(9a∼9d)을 경유하여, 고주파전력에 의해 여자(勵磁)됨과 동시에, 가열로울러(HR)에 자기결합, 바람직하게는 공심트랜스결합하지만, 회전하는 가열로울러(HR)에 대하여 정지하고 있어도 좋고, 가열로울러(HR)와 함께, 또는 별도로 회전하더라도 좋다. 또, 회전하는 경우에는, 고주파전원(HFS)과 유도코일장치(IC)의 사이에 회전집전기구를 개재하면 좋다.
또한, 유도코일장치(IC)는, 그 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 지지하기 위해서 도 2 및 도 3에 나타내는 코일보빈(8)을 구비하는 것이 허용된다. 코일보빈(8)에는, 정렬하여 감은 상태로 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 지지하기 위한 감는 홈을 형성할 수 있다. 도 2 및 도 3에 있어서, 코일보빈(8)은, 예를 들면 불소수지제의 원기둥체로 이루어지며, 내부가 차 있지만, 원하는 바에 따라 속이 빈 내부에 유도코일에 접속하는 급전 리드선(9a∼9d)을 통선하도록 구성할 수 있다. 그러나, 코일보빈 대신에 합성수지나 유리질재에 의해 제 1 및 제 2 유도코일 (IC1, IC2)을 직접 성형 내지 접착함으로써, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 소정 형상으로 유지하도록 구성할 수도 있다.
도 2 및 도 3에 나타내는 코일보빈(8)은, 더욱이 오목부(8a), 지지부(8b) 및 통선홈(8c)을 가지고 있다. 오목부(8a)는, 코일보빈(8)의 앞끝단중앙에 형성되어 있고, 회전기구(RM)에 상대적으로 회전자유롭게 걸어멈춤하고 있다. 지지부(8b)는, 코일보빈(8)의 기단에 형성되어 있고, 도시하지 않은 고정부에 고정된다. 통선홈(8c)은, 코일보빈(8)의 바깥면의 일부에 축방향을 따라 홈통형상으로 형성되어 있고, 내부에 급전 리드선(9a∼9d)을 수납한다. 한편, 급전 리드선(9a∼9d)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 통선홈(8c) 내에 수납되어, 코일보빈(8)의 기단측에서 외부로 도출되고 있다.
그렇게 해서, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1 및 IC2)은, 정지상태로 사용되고, 급전 리드선(9a∼9d)은 통선홈(1c)내에 수납되어 각 유도코일 (IC1, IC2)에 접근하고 있기 때문에, 자속의 쇄교가 거의 없기 때문에, 급전 리드선(9)내에는 거의 와전류 손실이 발생하지 않는다.
또한, 유도코일장치(IC)의 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)은, 공통의 고주파전원(HFS)에 대하여 후술하는 고주파전력배분수단(PAM)을 통해 병렬 접속할 수 있다. 그러나, 필요하면, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 직렬 접속하도록 하여도 좋다. 또한, 복수의 유도코일(IC1, IC2)은, 개개로 또는 그룹으로 나누어 각각 개별로 형성된 고주파전원(HFS)에 접속하여도 좋다. 어느 형태이더라도, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 대하여 고주파전원(HFS)에서 고주파전력을 급전하기 위한 급전 리드선(9a∼9d)은, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 내면 또는 바깥면에 접근한 위치에 배치하는 것이 좋다. 급전 리드선(9a∼9d)을 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 내부에 통선하는 경우, 급전 리드선(9a∼9d)이 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 중심축에 가까우면, 급전 리드선(9a∼9d)과 쇄교하는 자속이 많아지기 때문에, 내부에 와류손실이 생겨 전력전달효율이 저하하므로, 바람직하지 못하다. 이에 대하여, 상기한 바와 같이 구성함으로써, 급전 리드선(9a∼9d)과 쇄교하는 자속이 적어지기 때문에, 전력전달효율의 저하가 상대적으로 억제된다.
제 1 유도코일(IC1)은, 급전 리드선(9a, 9d) 사이에 접속되고, 2분할되어 있는 제 2 유도코일(IC2, IC2)은, 그 한쪽이 급전선(9b, 9d) 사이에, 다른쪽이 (9c, 9d) 사이에 각각 접속하고 있다. 4개의 급전 리드선(9a∼9d)은, 후술하는 고주파전력배분수단(PAM)을 경유하여 후술하는 고주파전원(HFS)의 출력단에 접속한다.
도 2에 있어서, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1 및 IC2)은, 제 2 끝단부부재(3B)의 링부(3d)로부터 가열로울러(HR)의 내부에 삽입되어 있고, 코일보빈(8)의 선단에 형성된 오목부(8a)가 제 1 끝단판부재(3A)의 첨단부(3c)에 걸어맞춤하고, 또한, 상술한 바와 같이 기단에 형성한 지지부(8b)가 고정부에 고정됨에 따라, 가열로울러 (HR)와 동축관계에 지지됨과 동시에, 가열로울러(HR)가 회전하더라도 정지상태를 유지한다.
고주파전원(HFS)은, 가열로울러(HR)의 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)을 필요에 따라 가열하기 위해서, 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)에 대향하는 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 선택적으로 인가되도록 작용하기 때문에, 고주파전력을 발생하여 소정의 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 이것을 공급한다. 또한, 고주파전원(HFS)은, 그 출력주파수(또는 그 범위)가 한정되는 것이 아니지만, 공심트랜스결합방식의 경우는 20kHz 이상, 바람직하게는 1MHz 이상의 고주파를 출력하도록 구성할 수가 있다. 또, 1MHz 이상의 고주파로 하는 것에 의해, 유도코일의 Q를 크게 하여 전력전달효율을 보다 한층 높게 하는 것이 가능해진다. 전력전달효율이 높아지면, 가열의 총합효율이 높아져, 전력 절약을 도모할 수 있다. 그러나, 실제로는 15MHz 이하의 주파수로 하는 것에 의해, 방사 노이즈의 문제를 되도록이면 피하기 쉽게 할 수 있다. 또, 적합한 능동소자(예를 들면, 후술하는 바와 같이 MOSFET을 사용할 수 있다)의 경제성 및 고주파 노이즈 억제의 용이성 등의 관점에서는, 적합하게는 1∼4MHz이다. 또한, 와전류결합방식(와전류가열방식)이더라도 좋지만, 그 경우에는, 20∼100kHz의 범위의 주파수가 바람직하다.
또한, 고주파를 발생시키기 위해서는, 직류 또는 저주파교류를 직접 또는 간접적으로 반도체스위치소자 등의 능동소자를 사용하여 고주파로 변환하는 것이 실제적이다. 저주파교류로부터 고주파전력을 얻기 위해서는, 정류수단을 사용하여 일단 저주파교류를 직류로 변환하는 것이 좋다. 직류는, 평활회로를 사용하여 형성한 평활화직류라도 좋고, 비평활직류이더라도 좋다. 직류를 고주파로 변환하는 데에는, 증폭기 및 인버터 등의 회로요소를 사용할 수 있다. 증폭기로서는, 예를 들면 전력변환효율이 높은 E급 증폭기 등을 사용할 수 있다. 또한, 하프 브리지형 인버터 등을 사용할 수도 있다. 또한, 능동소자로서는, 고주파특성에 뛰어난 MOSFET가 바람직하다. 복수의 고주파전원회로를 병렬적으로 접속하여, 각 고주파전원회로의 고주파출력을 합성하고 나서 유도코일에 인가하도록 구성할 수가 있다. 이에 따라, 원하는 전력이면서 각 고주파전원회로의 출력을 작게 해도 되기 때문에, 능동소자에 MOSFET를 사용하여, 염가로 효율적으로 고주파를 발생할 수가 있다.
또한, 고주파전원(HFS)은, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 대하여 공통으로 배치할 수 있다. 그러나, 필요하면, 고주파전원(HFS)을 복수의 유도코일을 더욱 복수로 그룹화하여 각 그룹에 대하여 공통하도록 복수의 단위고주파전원을 배치할 수도 있다.
그리고 또한, 고주파전원(HFS)의 출력주파수는, 일정하더라도 좋고, 가변이더라도 좋다. 후술하는 유도코일 선택수단이 필터수단 또는 공진회로로 이루어지는 경우, 고주파전원의 출력주파수를 가변으로 할 필요가 있다. 고주파전원의 출력주파수를 가변으로 하기 위해서는, 예컨대 여진회로의 발진주파수를 가변으로 하는 등 기지의 주파수가변수단을 사용할 수 있다. 또, 필요하면, 예를 들면 기동시의 투입전력을 통상운전시의 그것보다 크게 하여, 급속가열을 하도록 구성할 수가 있다.
도 1 및 도 6에 나타내는 제 1 형태에 있어서, 고주파전원(HFS)은, 전원주회로부(MC), 출력회로(OC) 및 주파수제어부(FC)로 이루어진다. 전원주회로부(MC)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 저주파전원(AS), 직류전원(RDC) 및 고주파발생부(HFI)로 구성되어 있다. 저주파교류전원(AS)은, 예를 들면 100V 상용교류전원으로 이루어진다. 직류전원(RDC)은, 정류회로로 이루어지며, 입력단이 저주파교류전원(AS)에 접속하고, 저주파교류전압을 비평활직류전압으로 변환하여, 그 직류출력단으로부터 출력한다.
고주파발생부(HFI)는, 고주파필터(HFF) 및 하프 브리지형 인버터주회로(HBI)로 이루어진다. 고주파필터(HFF)는, 양 선로에 각각 직렬의 한 쌍의 인덕터(L1, L2) 및 한 쌍의 인덕터(L1, L2)의 전후에 양 선로사이에 접속된 한 쌍의 콘덴서 (C1, C2)로 이루어지며, 직류전원(RDC) 및 후술하는 하프 브리지형 인버터주회로 (HBI)의 사이에 개재하여, 고주파가 저주파교류전원(AS)쪽으로 유출하는 것을 저지한다. 하프 브리지형 인버터주회로(HB1)는 직류전원(RDC) 출력단사이에 직렬접속되고, 구동회로(DC)의 구동신호에 의해 여진되어 교대로 스위칭하는 한 쌍의 MOSFET(Q1,Q2) 및 한 쌍의 MOSFET(Q1, Q2)에 병렬접속된 콘덴서(C3, C4)로 이루어진다. 콘덴서(C3, C4)는 인버터동작중에 고주파바이패스작용을 행한다.
출력회로(OC)는, 다른 출력주파수의 각각에 있어서, 고주파전원(HFS)을 효율이 높은 상태로 작동시키기 때문에, 고주파전원(HFS)에 대한 부하로서 다른 주파수에서 임피던스변환을 하는 것에 의해, 거의 같은 임피던스 및 위상차를 나타내도록 작용하여, 고주파전력을 효율적으로 출력한다. 그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이, 선로에 직렬로 삽입된 콘덴서(Css) 및 인덕터(Lss)의 직렬 회로와, 이 직렬 회로의 후단에 있어서 선로에 병렬접속된 인덕터(Lpp) 및 콘덴서(Cpp)의 병렬회로로 이루어진다.
또한, 출력회로(OC)는, 고주파전원(HFS)이 스위칭수단으로서 MOSFET를 사용한 직렬공진방식의 하프 브리지형 인버터주회로(HBI)를 포함하여 구성되어 있기 때문에, MOSFET의 출력용량(Coss)의 충방전전압이 OV가 되는 스위칭수단의 데드 타임(dt) 중에 출력전류(I)를 돌아흐르도록 하는 부하조건을 다른 주파수로 실현하는 정수를 각각의 회로부품으로 설정하여 구성되어 있다. 또한, 출력회로(OC)는, 그 주파수-임피던스특성이 주파수(f1, f2)부분에 나타나 있는 2개의 병렬공진점과, 그들의 중간에서 임피던스가 극대가 되고 있는 직렬공진점을 가지고 있다. 요컨대, 제 1 및 제 2 출력주파수(f1, f2)일 때에 출력회로(OC)는, 병렬공진상태가 된다. 그리고 또한, 출력회로(OC)는, 그 주파수-위상특성이 위상 0°의 통과점이 3개 있다. 주파수(f1, f2)부분이 소정위상각이 되어 있는 2개의 병렬공진점과, 그들 중간에서 임피던스가 극대가 되어 있는 직렬공진점을 가지고 있다.
주파수제어부(FC)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 발진기(OSC) 및 구동신호발생회로(DC)로 이루어진다. 고주파발진기(OSC)는, 발진주파수가변형이고, 도시하지 않은 외부신호원에 의해 제어되어 가변주파수의 고주파여진신호를 발생하여, 구동회로(DC)에 입력한다. 구동회로(DC)는, 프리앰프로 이루어지며, 고주파발진기 (OSC)로부터 송출된 고주파신호를 증폭하여 구동신호를 출력한다.
고주파전력배분수단(PAM)은, 가열로울러(HR)의 하나의 가열영역, 예를 들면 제 1 가열영역(A)을 사용하여 피가열체(a)를 가열할 때에는, 제 1 가열영역(A)에 대향하는 제 1 유도코일(IC1)에 대하여 고주파전원(HFS)으로부터 출력되는 고주파전력중, 0.5이상으로 이루어지는 주요 비율을 투입한다. 또한, 제 2 유도코일 (IC2)에 대해서는, 동시에 나머지 비율을 투입한다. 이에 따라, 제 2 가열영역(B)을 제 1 가열영역(A)의 온도와 거의 동일온도로 보온할 수가 있다. 또, 상기 주요 비율은, 가열로울러(HR)의 하나의 가열영역과 나머지 가열영역의 사이에서의 각각 단위축길이에 대한 비율로서 표현되어 있는 것인 동시에, 복수의 가열영역의 일부가 피가열체의 가열을 위해 사용되고 있는 경우에 있어서, 가열로울러(HR)의 축방향에 실용상 거의 균일한 온도분포를 얻을 수 있는 한계치 및 그 이상의 범위로서 표현되어 있다.
가열로울러(HR)의 가열영역이 도 4에 나타낸 바와 같이 제 1 가열영역(A) 및 한 쌍의 제 2 가열영역(B, B)으로 이루어지는 경우에는, 제 1 가열영역(A)을 사용하여 가열할 때에, 대향하는 제 1 유도코일(IC1)에 0.7이상의 비율로 고주파전력을 투입하고, 제 2 가열영역(B, B)에 대향하는 한 쌍의 제 2 유도코일(IC2, IC2)에 0.3미만의 비율로 고주파전력을 나누는 것이 좋다. 또한, 제 1 및 제 2 가열영역 (A, B, B)을 함께 사용하여 피가열체(a)를 가열할 때에는, 양 끝단부의 한 쌍의 제 2 가열영역(B, B)에 0.5 이상의 비율로 고주파전력을 나누는 것이 좋다. 그러나, 피가열체(a)를 가열하는 하나의 가열영역의 전고주파전력에 대한 비율은, 0.95를 상한으로 하는 것이 실제적이다. 또, 이 때 나머지 가열영역의 마찬가지비율은 0.05이하가 된다. 또한, 소정비율이 일정하더라도, 가열영역의 축길이에 따라서 해당 가열영역에 투입되는 고주파전력의 총량이 변화하게 된다.
그런데, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)이 이미 서술한 바와 같이 단위유도코일(ICU)의 적정수를 사용하여 구성되어 있는 경우에는, 하나의 가열영역과 나머지 가열영역에 있어서의 각각의 단위유도코일(ICU) 당 투입되는 고주파전력의 비율은 같다. 따라서, 가열로울러(HR) 및 유도코일(IC1, IC2)의 구성의 여하에 상관없이, 상기 소정비율 이상의 범위내에서 가열로울러(HR)의 축방향으로 거의 균일한 온도분포가 얻는 것이 가능하게 된다.
다음에, 고주파전력배분수단(PAM)의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다. 즉, 고주파전력배분수단(PAM)으로서는, 바람직하게는 PWM 제어방식, 필터방식 및 공진회로방식 중에서 적절히 선택하여 채용할 수 있다. 또, 이들의 바람직한 예는, 단독으로 실시할 뿐만 아니라, 적절히 조합하여 실시하는 것이 허용되고, 또한 조합에 의해서 보다 한층 고주파전력의 배당 가능한 범위가 확대하거나, 미세하게 조정하거나 할 수 있게 된다. 특히 PWM 제어방식과 필터방식 또는 공진회로방식의 조합이 특히 바람직하다.
1. PWM 제어방식: 이 방식은, 가열로울러(HR)의 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)에 대향하는 복수의 유도코일(IC1, IC2)에 대한 고주파전압의 인가시간을 PWM 제어에 의해 변화시킴으로써, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)로 공급되는 고주파전력을 원하는 비율로 변화시키는 방식이다. 또, PWM 제어는, 고주파의 각 반사이클마다 행하도록 하여도 좋고, 고주파전원의 고주파출력을 상대적으로 저주파, 예를 들면 1∼100Hz 정도로 변조하더라도 좋다.
2. 필터방식: 이 방식은, 후술하는 바와 같이 주파수가변형의 고주파전원 (HFS)과 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 사이에 필터수단을 개재시킴과 동시에, 고주파전원(HFS)의 주파수를 변화시킴에 따라 필터수단이 응동하여, 고주파전력의 통과도를 변화시킨다. 필터수단이 구비하고 있어야 하는 필터특성으로서는, 대역통과형, 대역저지형, 저역통과형 및 광역통과형의 어느 것이라도 좋다. 또한, 필터수단의 구성으로서는, 아날로그형, 액티브형, 및 디지털형의 어느 것이라도 좋다. 또한, 필터수단은, 유도코일에 대하여 직렬 또는 병렬로 접속할 수가 있다.
다음에, 필터수단의 필터특성과 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 선택적 전력인가의 관계에 대하여 설명한다. 필터특성이 대역통과형인 경우, 주파수가변형의 고주파전원(HFS)이 해당 통과대역의 주파수를 출력하도록 고주파전원(HFS)을 제어하면, 필터수단에 접속하는 제 1 및 제 2 유도코일 (IC1 또는 IC2)은, 필터수단을 통과한 고주파전력에 의해서 힘이 부여되기 때문에, 해당 유도코일(IC1 또는 IC2)이 대향하는 가열로울러(HR)의 제 1 가열영역(A) 또는 제 2 가열영역(B)을 선택적으로 또는 소정비율로 가열할 수 있다. 따라서, 예를 들면 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 인가비율을 주파수에 의해 선택적으로 변경하기 위해서는, 통과대역이 서로 다른 2개의 필터수단을 준비하여, 그 한쪽을 제 1 유도코일(IC1)에 접속하고, 다른쪽을 제 2 유도코일(IC2)에 접속하여, 고주파전원(HFS)의 출력주파수를 각각의 통과대역내가 되도록 전환함과 동시에, 각각의 통과대역이 소정의 비율로 일부 오버랩하도록 설정하면 좋다.
그렇게 해서, 필터수단은, 거기에 입력하는 고주파의 주파수에 대하여 선택적으로, 또한, 소정비율로 응동하여 해당 필터수단을 통과하는 고주파전력을 소정비율에 따라서 제어한다. 따라서, 전원주파수를 변화함으로써, 원하는 유도코일에 대한 고주파전력의 투입비율을 제어할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)과 고주파전원(HFS)의 사이에 개재하여 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 공급되는 고주파전력을 제어하는 부분이 필터수단에 의해 구성되어 있기 때문에, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 구성여부에 영향을 받지 않고, 안정된 제어를 할 수 있다.
3. 공진회로방식: 이 방식은, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 공진회로요소로 하여 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)은, 2차저항에 더하여 주로 인덕턴스를 포함하고 있기 때문에, 일반적으로는 콘덴서를 추가함으로써 공진회로를 구성할 수 있다. 공진회로는, 주파수가변형의 고주파전원에 대하여 직렬공진회로 및 병렬공진회로의 어느 것이라도 좋다. 전자는, 주파수가변형의 고주파전원(HFS)에 대하여 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2) 및 콘덴서의 직렬접속회로를 접속한다. 후자는, 주파수가변형의 고주파전원(HFS)에 대하여 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2) 및 콘덴서의 병렬회로를 접속한다. 그러나, 필요하면, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2) 외에 인덕턴스를 추가할 수가 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)을 공진회로구성부품으로서 포함하는 복수의 공진회로를 구성할 경우에는, 그들 공진주파수를 적어도 2종류 이상으로 상이하게 함과 동시에, 공진특성곡선이 일부 오버랩하도록 설정한다.
또한, 필요하면 복수의 공진회로의 사이에서, 선택도 Q의 크기를 공진주파수와 함께, 적어도 2개의 다른 값을 갖도록 구성할 수가 있다. 즉, 한쪽의 공진회로의 Q치의 크기를, 다른쪽의 그것보다 상대적으로 작아지도록 구성한다.
그렇게 해서, 공진회로를 사용하여 복수의 유도코일에 투입되는 고주파전력을 필요한 비율로 나누는 데에는, 각각의 유도코일을 공진요소로 하는 복수의 공진회로에 대하여, 함께 적절히 공진하도록 하는 주파수의 고주파전력을 출력하도록 고주파전원의 주파수를 설정하면 좋다.
도 7에 나타내는 고주파전력배분수단(PAM)은, 필터방식으로, 제 1 및 제 2 주파수변별필터수단(F1, F2)으로 이루어진다. 제 1 및 제 2 주파수변별필터수단 (F1, F2)은, 각각 접속하는 제 1 유도코일(IC1)에 대하여 미리 설정된 주파수의 고주파전력을 선택적으로 통과시키기 위한 필터수단이다. 제 1 및 제 2 주파수변별필터수단(F1, F2)은, 선로에 직렬접속한 콘덴서(CC1, CC2)와, 선로에 병렬접속한 콘덴서(Cpp1, Cpp2)와, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에서 본 유도코일(IC1, IC2) 및 가열로울러(HR)의 등가인덕턴스(Lc1, Lc2)의 직병렬공진회로로 이루어진다. 또, 유도코일측에서 본 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2) 및 가열로울러(HR)의 등가회로는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 인덕턴스(Lc1, Lc2)와, 저항(Rc1, Rc2)과의 병렬회로로 이루어진다. 실제로는, 더욱 분포용량이 병렬접속하고 있지만, 이 분포용량은 작기 때문에, 콘덴서(Cpp1, Cpp2)의 정전용량을 분포용량보다 1자리수 이상 큰 값으로 하면, 실제로 무시하여도 지장없다.
그렇게 해서, 고주파전력배분수단(PAM)의 주파수-고주파전력특성은, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이 된다. 도면에 있어서, 곡선 F1은 제 1 주파수변별필터수단(F1)의 특성을 나타내고, 곡선 F2는 제 2 주파수변별필터수단(F2)의 특성을 나타내고 있다. 따라서, 주파수 f1일 때에는, 제 1 주파수변별필터수단(F1)은, Wa1의 고주파전력을 통과시키고, 제 2 주파수변별필터수단(F2)은, Wb1의 고주파전력을 통과시킨다. 또한, 주파수 f2일 때에는, 제 1 주파수변별필터수단(F1)은, Wa2의 고주파전력을 통과시키고, 제 2 주파수변별필터수단(F2)은, Wb2의 고주파전력을 통과시킨다.
이상 설명한 제 1 형태에 있어서, 유도가열로울러장치는, 다음과 같이 동작한다. 저주파교류전원(AS)의 저주파교류전압은, 고주파전원(HFS)의 전원주회로부 (MC)내에서, 직류전원부(RDC)에 의해 직류전압으로 변환되고, 더욱 고주파발생부 (HFI)에서 고주파전압으로 변환되어 고주파전압으로서 출력된다. 이 고주파출력전압은, 다시 출력회로(OC)와, 고주파전력배분수단(PAM)을 경유하여, 정지상태의 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)로 인가된다.
가열로울러(HR)의 제 1 가열영역(A)을 사용하여 표준적인 사이즈의 피가열체 (a)를 가열하는 경우, 도 1 및 도 6에 나타내고 있지 않은 외부신호원을 조작함으로써 출력주파수가 제 1 주파수(f1)로 설정되어 고주파전원(HFS)이 작동한다. 이 때, 도 7에 있어서, 제 1 주파수변별필터수단(F1)은, 그 주파수-고주파전력특성이 제 1 주파수(f1)의 고주파를 소정비율로 통과시키도록 미리 설정되어 있기 때문에, 제 1 주파수(f1)의 전고주파전력(W)의 소정비율 0.7이상에 해당하는 고주파전력 (Wa1)이 통과하고, 제 1 유도코일(IC1)에 Wa1의 고주파전력이 인가되어 가열로울러 (HR)의 제 1 가열영역(A)이 발열하여 온도상승한다. 따라서, 가열영역(A)을 사용하여 피가열체(a)를 양호하게 가열할 수가 있다.
한편, 상기 동작과 동시에, 제 2 주파수변별 필터수단(F2)은, 그 주파수특성이 제 2 주파수(f1)의 고주파를 소정비율 0.3미만으로 통과시키도록 미리 설정되어 있기 때문에, 제 2 주파수(f2)의 전 고주파전력(W)이 소정비율 0.3 미만에 해당하는 고주파전력(Wb1)이 통과하고, 제 2 유도코일(IC2)에 Wb1의 고주파전력이 인가되어 가열로울러(HR)의 제 2 가열영역(B)이 적절히 발열하여 온도상승하기 때문에, 가열영역(B)은 보온된다. 그 결과, 가열로울러(HR)의 온도분포는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 가열로울러(HR)의 가열영역(A 및 B)의 각각의 전체에 걸쳐 거의 균일하게 유지된다. 그러나, 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)의 사이에는, 제 1 간격(g1)이 단위유도코일(ICU)의 턴사이의 제 2 간격(g2)보다 커지고 있기 때문에, 저온부(TL)가 형성되어 있다.
그렇게 해서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 가열영역(A)에 그 최대허용 사이즈보다 작은 폭의 토너화상을 형성한 정착용지로 이루어지는 피가열체(a)를 통과시키고, 이것을 가열하면, 가열로울러(HR)의 피가열체(a)가 통과한 부위는, 열을 피가열체(a)에 뺏기기 때문에, 도면중에서 점선으로 나타내는 온도분포곡선과 같이, 그 온도가 저하한다. 그러나, 제 1 가열영역(A)의 양 끝단부는, 점선으로 나타낸 바와 같이, 열이 잔류한다. 그래서, 더욱 계속하여 가열을 속행하면, 제 1 가열영역(A)의 양 끝단부는, 점선으로 나타내는 가열영역(A)의 온도분포곡선과 같이 온도가 상승하려고 하지만, 제 1 가열영역(A)에 인접하여 저온부(TL)가 존재하기 때문에, 잔류열은 온도구배에 따라서 저온부(TL)를 향하여 화살표방향으로 확산한다. 그 결과, 가열로울러(HR)의 축방향에 따른 온도분포는, 평준화된다. 이에 대하여, 종래 기술의 경우에는, 제 1 가열영역(A)에 열이 잔류하여 버린다.
다음에, 가열로울러(HR)의 제 1 및 제 2 가열영역(A 및 B)을 동시에 사용하여 사이즈가 큰 피가열체를 가열하는 경우에는, 외부신호원을 조작하여 고주파전원 (HFS)의 고주파출력의 출력주파수가 제 2 주파수(f2)로 설정된다. 그렇게 하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제 2 주파수변별필터수단(F2)은, 그 주파수특성이 제 2 주파수(f2)를 소정비율 0.5이상으로 통과시키도록 미리 설정되어 있기 때문에, 제 2 주파수(f2)의 전 고주파전력(W)이 소정비율의 고주파전력(Wb2)으로 통과하고, 제 2 유도코일(IC2)이 Wb2의 고주파전력으로 인가되어 가열로울러(HR)의 양 끝단부에 분산하여 위치하는 제 2 가열영역(B)이 발열하여 온도상승한다. 이와 동시에, 제 1 주파수변별필터수단(F1)은, 그 주파수특성이 제 1 주파수(f2)를 0.5미만의 비율로 통과시키도록 미리 설정되어 있기 때문에, W - Wb2 = Wa2의 고주파전력이 인가되어 가열로울러(HR)의 중간부에 위치하는 제 1 가열영역(A)이 발열하여 온도가 상승한다.
상기와 같은 가열의 형태에 있어서는, 제 2 가열영역(B)이 강하게 가열되기 때문에, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)의 사이에 형성되는 제 1 간격(g1)에 대향하는 가열로울러(HR)의 부위는, 제 1 및 제 2 가열영역(A 및 B)의 양쪽으로부터 열이 확산하여 나오기 때문에, 저온부(TL)가 거의 소멸 내지 가열에 지장이 없는 정도까지 축소하기 때문에, 가열로울러(HR)의 제 1 및 제 2 가열영역(A 및 B)을 통과시켜 거의 균일한 온도가 된다. 그 결과, 제 1 및 제 2 가열영역(A 및 B)을 동시에 사용하여 사이즈가 큰 피가열체를 양호하게 가열할 수가 있다.
제 1 형태에 있어서, 이상 설명한 구성에 더하여, 원하는 바에 따라 이하를 채용할 수가 있다.
(1) 워밍업제어: 기동 즉 급전개시후의 워밍업기간중, 가열로울러(HR)가 통상운전시에 있어서의 보다 낮은 회전수로 회전하도록 제어할 수 있다.
(2) 가열로울러의 온도제어: 가열로울러(HR)의 온도를 소정범위내에서 일정하게, 예를 들면 200℃로 유지하기 위해서, 가열로울러(HR)의 표면에 감열소자를 도열적으로 접촉시킬 수 있다. 그리고, 감열소자를 온도제어회로에 접속한다. 감열소자로서는, 음의 온도특성을 가진 서미스터나 정온도특성을 가진 비직선저항소자를 사용할 수 있다.
(3) 반송시트: 가열로울러(HR)를 사용하여 피가열체를 가열할 때에, 가열로울러(HR)가 직접 피가열체에 접촉하도록 구성할 수 있지만, 필요하면 양자간에 반송시트를 개재하도록 구성할 수가 있다. 이 경우, 반송시트는, 무단형상 또는 로울형상의 형태를 취하는 것이 허용된다. 반송시트를 사용함으로써, 피가열체의 가열과 반송을 부드럽게 하는 것이 가능하게 된다.
이하, 도 9 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 그 밖의 형태에 대하여 설명한다. 한편, 상기 각 도면에 있어서, 도 1 및 도 4와 동일부분에 대해서는 동일부호를 붙이고 설명은 생략한다.
도 9 및 도 10은, 본 발명의 제 2 형태를 나타낸다. 본 형태는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제 1 유도코일(IC1)을 구성하는 단위유도코일(ICU1)과, 제 2 유도코일(IC2)을 구성하는 단위유도코일(ICU2)이, 각각 다른 코일 턴수를 가지고 있다. 즉, 가열로울러(HR)의 중앙부에 위치하는 제 1 가열영역(A)에 대향하는 제 1 유도코일(IC1)을 구성하는 복수의 단위유도코일(ICU1)은, 그들 코일 턴수가 25∼30의 범위에 있고, 예를 들면 25턴으로 설정되어 있다. 이에 대하여, 양 끝단부에 위치하는 제 2 가열영역(B, B)에 대향하여 배치되어 있는 제 2 유도코일(IC2)을 구성하는 복수의 단위유도코일(ICU2)은, 그들 코일 턴수가 29∼35의 범위에 있고, 예를 들면 29턴으로 설정되어 있다.
제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2) 사이의 제 1 간격(g1')은, 인접하는 단위유도코일(ICU) 사이의 제 2 간격(g2)과 동일하더라도 좋고, 도 4에 있어서와 같아도 좋다. 또, 기타 구성은, 도 4와 같다.
본 형태에 있어서는, 가열로울러(HR)의 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)을 동시에 사용하기 때문에, 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)을 동일온도로 가열하는 경우, 고주파전원(HFS)의 고주파출력의 출력주파수는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제 1 주파수(f1)로 설정되어 도 1에 나타내는 고주파전원(HFS)이 작동한다. 이 때, 도 7에 나타내는 제 1 및 제 2 주파수변별필터수단(F1, F2)은, 모두 그들 주파수-고주파전압특성이 제 1 주파수(f1)의 고주파출력전압이 같은 값, 바꾸어 말하면 0.5의 비율로 출력하도록 미리 설정되어 있기 때문에, 제 1 및 제 2 주파수변별필터수단 (F1, F2)으로부터 출력되는 고주파출력전압(Va1 및 Va2)은 모두 같은 값이 된다. 또, 고주파출력전압(Va2)은, 제 1 유도코일(IC1)로 인가된다. 또한, 고주파출력전압(Va2)은, 제 2 유도코일(IC2)로 인가된다.
그러나, 제 2 유도코일(IC2)은, 이미 서술한 바와 같이 그 단위유도코일 (ICU2)의 코일 턴수가 제 1 유도코일(IC1)에 있어서의 단위유도코일(ICU1)의 그것보다 많이 설정되어 있기 때문에, 제 2 유도코일(IC2)에 대하여 고주파전원(HFS)으로부터 투입되는 고주파전력(Wb1)은, 제 1 유도코일(IC1)에 있어서의 고주파전력 (Wa1)보다 커진다. 그 때문에, 가열로울러(HR)의 축방향에 따른 열소비량이 균일하다고 하면, 도 9의 점선으로 나타낸 바와 같이, 제 2 가열영역(B)의 온도는, 제 1 가열영역(A)의 온도보다 높아진다. 그런데, 가열로울러(HR)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 그 양 끝단이 축받이(4, 4)에 의해 회전가능하게 지지되어 있기 때문에, 제 2 가열영역(B)에 투입된 열이 축받이(4, 4)에 빼앗겨, 도 9의 실선에 나타낸 바와 같이, 제 1 가열영역(A)의 온도와 거의 동일하게 된다. 그 결과, 가열로울러(HR)는, 그 축방향으로 균일온도로 가열되기 때문에, 제 1 및 제 2 가열영역 (A, B)의 길이쪽에 걸친 사이즈의 피가열체를 거의 균일하게 가열할 수가 있다.
다음에, 가열로울러(HR)의 중앙부에 위치하는 제 1 가열영역(A)만을 사용하여 사이즈가 작은 피가열체를 가열하는 경우에 있어서도, 제 2 가열영역(B)을 보온해 두는 것에 의해, 다시 제 2 가열영역(B)을 사용하여 피가열체를 가열할 때에, 각별한 위밍업 시간을 요하지 않고 신속히 가열처리를 할 수 있다. 이러한 때에 제 2 가열영역(B)을 보온하기 위해서는, 고주파전원(HFS)의 출력주파수를 f2로 설정한다. 이에 따라, 고주파전력배분수단(PAM)의 제 1 주파수변별필터수단(F1)은, 도 10에 나타낸 바와 같이 상대적으로 높은 Va2의 고주파출력전압이 발생하고, 제 2 주파수변별필터수단(F2)은, 상대적으로 낮은 Vb2의 고주파출력전압이 발생한다. 그 결과, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 투입되는 고주파전력은, 약 0.7 : 0.3의 비율이 되고, 제 2 가열영역(B)은, 피가열체의 가열에 사용되는 제 1 가열영역(A)의 온도와 같은 정도로 보온된다.
도 11은, 본 발명의 제 4 형태를 나타낸다. 본 형태는, 가열로울러(HR)의 중앙부에 위치하는 제 1 가열영역(A)을 항상 사용하기 때문에 양 끝단부보다 높은 온도로 가열하도록 구성한 것이다. 즉, 제 1 가열영역(A)에 대향하는 제 1 유도코일(IC1)은 그 단위유도코일(ICu)의 코일 턴수가 30으로, 제 2 가열영역(B)에 대향하는 제 2 유도코일(IC2)에 있어서의 단위유도코일(ICu)의 코일 턴수 26보다 많아지고 있다.
제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)사이의 제 1 간격(g1')에 대해서는, 도 9에 있어서의 것과 같다.
본 형태에 의하면, 고주파전원(HFS)에서 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)에 대하여 거의 같은 고주파전압을 인가하면, 그 결과, 제 1 가열영역(A)의 온도는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 제 2 가열영역(B)의 온도보다 높아진다. 따라서, 본 형태는, 제 1 가열영역(A)만을 사용하는 것과 같은 비교적 사이즈의 작은 피가열체와, 제 1 및 제 2 가열영역(A, B)을 함께 사용하는 비교적 사이즈의 큰 피가열체를 혼합하여 가열하는 것과 같은 사용의 대응의 경우에 바람직하다.
도 12 및 도 13은, 본 발명의 제 4 형태를 나타낸다. 본 형태는, 유도코일장치(IC)와 전원장치(ES)의 사이를 각각이 트위스트 페어구조의 절연도체(tpw)로 이루어지는 3조의 급전 리드선(9)을 사용하여 접속하고 있다. 급전 리드선(9)은, 가열로울러(HR)의 도면에 있어서 왼쪽의 끝단부로부터 모아 도출되고 있다. 또, 유도코일장치(IC)는, 도 4 및 도 5에 나타내는 제 1 형태에 있어서와 같은 구성이다. 또한, 전원장치(ES)는, 도 1에 있어서의 고주파전원(HFS) 및 고주파전력배분수단(PAM)을 포함하고 있다.
도 14는, 본 발명의 제 5 형태를 나타낸다. 본 형태는, 가열로울러(HR)의 양 끝단으로부터 단선의 급전 리드선(9)을 도출하여, 그들이 도중에서 꼬아 맞춰져서 트위스트 페어구조의 절연도체(tpw)를 구성하고 있다. 또, 유도코일장치(IC)는, 그 유도코일이 단일 및 복수의 어느 것이라도 좋다.
도 15는, 본 발명의 제 6 형태를 나타낸다. 본 형태는, 가열로울러(HR)의 일끝단으로부터 1조의 트위스트 페어구조의 절연도체(tpw)로 이루어지는 급전 리드선(9)을 도출하여, 전원장치(ES)에 접속하고 있다. 또, 유도코일장치(IC)는, 단일 및 복수의 어느 것이라도 좋다.
유도가열로울러장치는, 이상의 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 전자유도를 이용하여 고주파전력에 의해 가열로울러(HR)를 가열하기 때문에, 급전 리드선(9)의 끌어돌리기가 변화하는 것만으로도 부유정전용량이나 기생 인덕턴스 등의 상수가 변화해버려 고주파전원(HFS)에서 본 부하 임피던스가 변화한다고 하는 문제가 있다. 예를 들면, 어떤 급전 리드선(9)의 끌어돌리기를 변경한 것만으로, 고주파전원(HFS)의 최적동작점을 확보할 수 없게 되어, 그 결과, 고주파전원(HFS)의 손실이 증가하여 버린다고 하는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 상술의 제 4 내지 제 6 형태에 의하면, 상기한 바와 같이 유도코일장치(IC) 및 고주파전원(HFS)의 사이를 접속하는 급전 리드선(9)이 트위스트 페어구조의 절연도체에 의해서 구성되어 있기 때문에, 고주파전원(HFS)에서 본 부하 임피던스가 급전 리드선(9)의 끌어돌리기에 의해서 변화하지 않게 된다. 이 때문에, 유도가열로울러장치의 가열효율이나 신뢰성이 이것을 조립한 화상형성장치 등의 기기내에서의 급전 리드선(9)의 끌어돌리기 여부에 관계없이 높은 가열효율과 신뢰성을 확보할 수가 있다.
제 4 내지 제 6의 각 형태에 있어서, 급전 리드선(9)의 수는 유도코일의 구성 및 고주파전원에 대한 접속의 형태에 따라서 다양한 형태를 채용할 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 유도코일이 단일인 경우, 급전 리드선(9)은 유도코일의 양 끝단으로부터 도출되어 한 쌍의 급전 리드선으로 이루어지는 단일조로도 좋지만, 제 1 형태와 같이 복수의 유도코일이 사용되는 경우에는, 고주파전력배분수단의 구성에 따라서도 다르지만, 복수조의 급전 리드선을 사용할 수 있다.
또한, 급전 리드선(9)이 가열로울러로부터 도출되는 형태는, 가열로울러(HR)의 일끝단 및 양끝단의 어느 것이라도 좋다. 쌍을 이루는 급전 리드선(9)이 가열로울러(HR)의 양 끝단으로부터 분리하여 도출되는 경우, 도출후에 트위스트 페어구조로 되어 있으면 좋은 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 16은, 본 발명의 제 7 형태를 나타낸다. 본 형태에 있어서는, 가열로울러(HR)는, 그 축방향의 중앙부에 격벽(PW)이 배치되어 있고, 격벽(PW)에 의해서 구획된 양 끝단에 개구하는 한 쌍의 중공부(B1, B2)를 구비하고 있다. 또, 가열로울러(HR)는, 양 끝단지지구조에 의해 회전된다. 유도코일장치(IC)는, 제 1 및 제 2 유도코일(IC1, IC2)로 이루어진다. 그리고, 제 1 유도코일(IC1)이 중공부(B1)내에 삽입되고, 제 2 유도코일(IC2)이 중공부(B2)내에 삽입되어 있다.
도 17은, 본 발명의 제 8 형태를 나타낸다. 또, 도 16과 동일부분에 대해서는 동일부호를 붙이고 설명은 생략한다. 본 형태에 있어서는, 가열로울러(HR)의 격벽(PW)이 축방향의 중앙부에서 일끝단에 편중된 위치에 배치되고, 이에 따라 제 1 유도코일(IC1)의 축길이가 줄어들고, 제 2 유도코일(IC2)의 축길이가 길게 되어 있다. 본 형태에 의하면, 제 2 유도코일(IC2)에 대향하는 가열영역을 원하는 길이로 설정할 수 있다.
도 18은, 본 발명의 정착장치를 실시하기 위한 하나의 형태를 나타내는 종단면도이다. 도면에 있어서, 21은 유도가열로울러장치, 22는 가압로울러, 23은 기록매체, 24는 토너, 25는 가대, IC는 유도코일이다. 한편, 유도가열로울러장치(21)는, 도 1 내지 도 14에 나타내는 각 형태의 유도가열로울러장치를 사용할 수 있다.
가압로울러(22)는, 유도가열로울러장치(21)의 가열로울러(HR)와 누름접촉관계를 가지며 배치되어 있고, 양자간에 기록매체(23)를 끼워 누르면서 반송한다.
기록매체(23)는, 그 표면에 토너(24)가 부착함으로써, 화상이 형성된다.
가대(25)는, 이상의 각 구성요소[기록매체(23)를 제외한다]를 소정의 위치관계로 장착가설하고 있다.
그렇게 해서, 정착장치는, 토너(24)가 부착하여 화상을 형성하고 있는 기록매체(23)가 유도가열로울러장치(21)의 가열로울러(HR)와 가압로울러(22)의 사이에 삽입되어 반송됨과 동시에, 가열로울러(HR)의 열을 받아 토너(24)가 가열되어 용융하여, 열정착이 이루어진다.
도 19는, 본 발명의 화상형성장치를 실시하기 위한 하나의 형태로서의 복사기의 개념적 단면도이다. 도면에 있어서, 31은 독해장치, 32는 화상형성수단, 33은 정착장치, 34는 화상형성장치케이스이다.
독해장치(31)는, 원지를 광학적으로 읽어내어 화상신호를 형성한다.
화상형성수단(32)은, 화상신호에 기초하여 감광 드럼(32a) 상에 정전 잠상을 형성하고, 이 정전 잠상에 토너를 부착시켜 반전화상을 형성하여, 이것을 종이 등의 기록매체에 전사하여 화상을 형성한다.
정착장치(33)는, 도 18에 나타낸 구조를 가지며, 기록매체에 부착한 토너를 가열용융하여 열정착한다.
화상형성장치케이스(34)는, 이상의 각 장치 및 수단(31 내지 33)을 수납함과 동시에, 반송장치, 전원장치 및 제어장치 등을 구비하고 있다.
본 발명에 의하면, 가열로울러의 축방향에 복수의 가열영역을 선택적으로 설정가능한 동시에, 가열로울러의 하나의 가열영역에 대하여 허용되는 최대 사이즈의 피정착용지 등의 피가열체보다 사이즈가 작은 피정착체를 통과시킬 때의 온도분포를 개선한 유도가열로울러장치, 이것을 구비한 정착장치 및 화상형성장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 가열영역을 사용하여 피가열체를 가열하면서 가열로울러의 전체를 거의 균일한 온도로 유지하고, 다음 피가열체를 가열할 때의 위밍업시간을 필요없게 내지는 단축시킨 유도가열로울러장치, 이것을 구비한 정착장치 및 화상형성장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 단위유도코일의 코일 턴수가 가열영역에 따라서 다르기 때문에, 고주파전원 등의 회로쪽에서 조정하지 않고 특정한 가열영역을 필요로 하는 만큼 가열할 수 있다.
도 1은 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 1 형태를 나타내는 장치전체의 개요를 나타내는 회로블록도
도 2는 동 유도코일장치 및 가열로울러의 일부절결 중앙단면정면도
도 3은 동 유도코일장치 및 가열로울러의 횡단면도
도 4는 동 가열로울러 및 유도코일장치의 위치, 가열로울러의 온도분포를 나타내는 약도
도 5는 동 유도코일장치의 접속형태를 나타내는 회로도
도 6은 동 고주파전원의 전원주회로부 및 주파수제어부를 나타내는 회로도
도 7은 동 출력회로 및 고주파전력배분수단의 회로도
도 8은 동 제 1 및 제 2 유도코일에 투입되는 고주파전력과 출력주파수의 관계를 나타내는 주파수-고주파전력특성을 나타내는 그래프
도 9는 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 2 형태를 나타내는 가열로울러 및 유도코일장치의 위치, 가열로울러의 온도분포를 나타내는 약도
도 10은 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 3 형태를 나타내는 가열로울러 및 유도코일장치의 위치, 가열로울러의 온도분포를 나타내는 약도
도 11은 동유도코일에 인가되는 고주파전압과 출력주파수의 관계를 나타내는 주파수-고주파전력특성을 나타내는 그래프
도 12는 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 4 형태를 나타내는 회로블록도
도 13은 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 5 형태를 나타내는 트위스트 페어구조의 절연도체의 주요부확대정면도
도 14는 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 6 형태를 나타내는 회로블록도
도 15는 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 7 형태를 나타내는 회로블록도
도 16은 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 8 형태를 나타내는 가열로울러 및 유도코일장치의 단면도
도 17은 본 발명의 유도가열로울러장치를 실시하기 위한 제 9 형태를 나타내는 가열로울러 및 유도코일장치의 단면도
도 18은 본 발명의 정착장치를 실시하기 위한 하나의 형태를 나타내는 종단면도
도 19는 본 발명의 화상형성장치를 실시하기 위한 하나의 형태로서의 복사기의 개념적 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 로울러 기본체 2 : 보호층
3A : 제 1 끝단부 부재 3a : 캡부
3b : 구동축 3c : 첨단부
3d : 링부 3B : 제 2 끝단부 부재
4 : 축받이 5 : 베벨기어
6 : 스플라인 기어 7 : 모터
8 : 코일보빈 8a : 오목부
8b : 지지부 8c : 통선홈
9a 내지 9d : 급전리드선 21 : 유도가열 로울러장치
22 : 가압로울러 23 : 기록매체
24 : 토너 25 : 가대
31 : 독해장치 32 : 화상형성수단
32a : 감광드럼 33 : 정착장치
34 : 화상형성장치 케이스 a : 피가열체
A : 제 1 가열영역 B : 제 2 가열영역
g1 : 제 1 간격 g2 : 제 2 간격
HR : 가열로울러 IC : 유도코일장치
IC1 : 제 1 유도코일 IC2 : 제 2 유도코일
TL : 저온부

Claims (9)

  1. 가열로울러와, 이 가열로울러에 자기결합하는 유도코일장치와, 이 유도코일장치에 급전하는 고주파전원을 구비하고;
    상기 가열로울러는, 유도전류에 의해 발열함과 함께, 피가열체의 사이즈에 따라 복수의 가열영역으로 전환할 수 있도록 구성되어 있으며;
    상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 가열영역에 대향하고, 또한, 자기결합하여 가열영역에 유도전류가 발생하도록 배치됨과 함께 2mm초과∼30mm의 제 1 간격으로 인접한 복수의 유도코일을 포함하고, 각 유도코일이 각각 거의 밀접하게 감겨진 복수의 코일턴을 가짐과 함께 2mm 이하의 제 2 간격으로 가열로울러의 축방향을 따라 인접하고, 또한, 서로 병렬접속한 복수의 단위유도코일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도가열 로울러장치.
  2. 가열로울러와, 이 가열로울러에 자기결합하는 유도코일장치와, 이 유도코일장치에 급전하는 고주파전원과, 고주파전력 배분수단을 구비하고;
    상기 가열로울러는, 유도전류에 의해 발열함과 함께, 피가열체의 사이즈에 따라 복수의 가열영역으로 전환할 수 있도록 구성되어 있으며;
    상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 가열영역에 대향하고, 또한, 자기결합하여 가열영역에 유도전류가 발생하도록 가열로울러의 축방향으로 제 1 간격으로 배치된 복수의 유도코일을 포함하고, 각 유도코일이 각각 거의 밀접하게 감겨진 복수의 코일 턴을 가짐과 함께 가열로울러의 축방향을 따라 제 2 간격으로 배치되고, 또한, 서로 병렬접속한 복수의 단위유도코일로 이루어지며, 상기 제 1 간격이 상기 제 2 간격보다 크게 설정되어 있고;
    상기 고주파전력 배분수단은, 상기 가열로울러의 하나의 가열영역을 사용하여 피가열체를 가열할 때에 그 가열영역에 대향하는 유도코일에 고주파전력을 주된 비율로 투입함과 동시에, 가열로울러의 나머지 유도코일에 대하여 고주파전력을 나머지 비율로 투입하여 보온시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로울러장치.
  3. 가열로울러와, 이 가열로울러에 자기결합하는 유도코일장치와, 이 유도코일장치에 급전하는 고주파전원을 구비하고;
    상기 가열로울러는, 유도전류에 의해 발열함과 함께, 피가열체의 사이즈에 따라 복수의 가열영역으로 전환할 수 있도록 구성되어 있으며;
    상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 가열영역에 대향하고, 또한, 자기결합하여 가열영역에 유도전류가 발생하도록 배치됨과 함께 복수의 유도코일을 포함하고, 각 유도코일이 각각 거의 밀접하게 감겨진 복수의 코일턴을 가지며, 또한, 가열영역에 따라서 그 코일턴수가 다름과 함께 가열로울러의 축방향을 따라 분산하고, 또한，서로 병렬접속한 복수의 단위유도코일로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도가열로울러장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가열로울러는, 중간부에 위치하는 제 1 가열영역 및 양 끝단부에 위치하는 제 2 가열영역을 가지고 있으며;
    상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 제 1 가열영역에 대향하여 배치된 제 1 유도코일 및 제 2 가열영역에 대향하여 배치된 제 2 유도코일을 포함하고, 제 2 유도코일에 있어서의 단위유도코일의 코일턴수가 제 1 유도코일에 있어서의 단위유도코일의 코일턴수보다 많게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로울러장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 가열로울러는, 중간부에 위치하는 제 1 가열영역 및 양 끝단부에 위치하는 제 2 가열영역을 가지고 있으며;
    상기 유도코일장치는, 상기 가열로울러의 제 1 가열영역에 대향하여 배치된 제 1 유도코일 및 제 2 가열영역에 대향하여 배치된 제 2 유도코일을 포함하고, 제 1 유도코일에 있어서의 단위유도코일의 코일턴수가 제 2 유도코일에 있어서의 단위유도코일의 코일 턴수보다 많게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로울러장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유도코일장치는 그 복수의 유도코일이 인접한 것끼리의 감는 방향이 서로 반대이고, 또한, 발생자속이 동일극성이 되도록 한 관계로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로울러장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 유도코일장치 및 상기 고주파전원의 사이를 접속하는 트위스트 페어구조의 절연도체로 이루어지는 급전리드선을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로울러장치.
  8. 가압로울러를 구비한 정착장치 본체와;
    정착장치 본체의 가압로울러에 가열로울러를 누름접촉관계로 대향설치하고, 양 로울러 사이에 토너화상이 형성된 기록매체를 사이에 끼워 반송하면서 토너화상을 정착하도록 배치된 제 1 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 따른 유도가열로울러장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 정착장치.
  9. 기록매체에 토너화상을 형성하는 화상형성수단을 구비한 화상형성장치 본체와;
    화상형성장치본체에 배치되어 기록매체의 토너화상을 정착하는 제 8 항에 따른 정착장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
KR1020040074644A 2003-09-19 2004-09-17 유도가열로울러장치, 정착장치 및 화상형성장치 KR20050028858A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003328315A JP2005093351A (ja) 2003-09-19 2003-09-19 誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JPJP-P-2003-00328316 2003-09-19
JP2003328316A JP2005093352A (ja) 2003-09-19 2003-09-19 誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JPJP-P-2003-00328315 2003-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050028858A true KR20050028858A (ko) 2005-03-23

Family

ID=34680576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040074644A KR20050028858A (ko) 2003-09-19 2004-09-17 유도가열로울러장치, 정착장치 및 화상형성장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20050028858A (ko)
CN (1) CN1599516A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659270B1 (ko) * 2005-11-07 2006-12-20 삼성전자주식회사 화상형성장치의 히팅롤러 조립체

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109788593A (zh) * 2017-11-13 2019-05-21 特电株式会社 感应发热辊装置
CN109788594A (zh) * 2017-11-13 2019-05-21 特电株式会社 感应发热辊装置
JP6990762B2 (ja) * 2018-02-23 2022-01-12 Ｔｍｔマシナリー株式会社 加熱ローラ及び紡糸延伸装置
CN110125206A (zh) * 2019-05-13 2019-08-16 西安威特电力电子设备研究所 一种有色金属棒变频感应梯度加热设备及加热方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100659270B1 (ko) * 2005-11-07 2006-12-20 삼성전자주식회사 화상형성장치의 히팅롤러 조립체

Also Published As

Publication number Publication date
CN1599516A (zh) 2005-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6573485B2 (en) Induction heating roller apparatus of image formation apparatus
US6850728B2 (en) Induction heating roller apparatus, fixing apparatus and image formation apparatus
US6933479B2 (en) Induction heating roller apparatus and image formation apparatus
US6818871B2 (en) Induction heating roller unit, fixing device and image forming apparatus
KR20050028858A (ko) 유도가열로울러장치, 정착장치 및 화상형성장치
JP2005050624A (ja) 誘導加熱装置、定着装置および画像形成装置
US6861626B2 (en) Induction heating roller device for use in image forming apparatus
US20040129696A1 (en) Induction heating roller device for use in image forming apparatus
JP2001185338A (ja) 誘導加熱装置及び該誘導加熱装置を備えた画像処理装置
JP2005093352A (ja) 誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JP2005093353A (ja) 誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JPH09106207A (ja) 誘導加熱定着装置
JP2004200004A (ja) 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置
JP2004206979A (ja) 誘導加熱装置、定着装置および画像形成装置
JP2003317924A (ja) 誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JP2005093351A (ja) 誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JP2005285655A (ja) 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置
JP2004200006A (ja) 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置
JP2003317926A (ja) 誘導加熱ローラ装置、定着装置及び画像形成装置
JP2002334774A (ja) 誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JP2002222689A (ja) 誘導加熱ローラ装置における加熱ローラ、誘導加熱ローラ装置、定着装置および画像形成装置
JP2003338363A (ja) 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置
JP2004265613A (ja) 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置
JP2005292264A (ja) 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置
JP2005285658A (ja) 誘導加熱ローラ装置および画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
SUBM Submission of document of abandonment before or after decision of registration