(57)【要約】【課題】  複数の面状ヒータを用いる場合であっても、被加熱物を均一に加熱できる、加熱着装置を提供する。【解決手段】  プリントシステム１０は熱定着ユニット１６を含む。熱定着ユニット１６のケース２８内には、加熱ベース３６ａ，３６ｂが設けられる。加熱ベース３６ａ，３６ｂの底面４２には、複数の面状ヒータ４４を千鳥状に配置することによってヒータ群４６ａ，４６ｂが設けられる。ヒータ群４６ａ，４６ｂは、延びる方向を矢印Ａ方向からずらすように間隙Ｓを矢印Ａ方向に対して４５°傾けかつプリント材料Ｐと対向する部分で面状ヒータ４４の矢印Ａ方向の合計寸法が略等しくなるように設けられる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱物を所定の搬送方向に搬送しつつ加熱する加熱装置であって、
前記被加熱物と対向する複数の面状ヒータがそれぞれ間隙を有して配置されるヒータ群を備え、
前記搬送方向と前記間隙が延びる方向とが一致しないように前記複数の面状ヒータを配置しかつ前記ヒータ群の前記被加熱物と対向する部分で前記面状ヒータの前記搬送方向の合計寸法がいずれの箇所であっても略等しくなるように前記複数の面状ヒータを配置することによって前記ヒータ群が設けられる、加熱装置。
【請求項２】
前記複数の面状ヒータはそれぞれ前記被加熱部材との対向面が同形状かつ同寸法に形成され、前記複数の面状ヒータの対向面が千鳥状になるように前記複数の面状ヒータを配置することによって前記ヒータ群が設けられる、請求項１に記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加熱装置に関し、より特定的には、被加熱物を所定の搬送方向に搬送しつつ加熱する加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえばニクロム線をセラミックスで封止することによって構成される面状ヒータによって、搬送中の被加熱物を加熱する加熱装置が知られている。
このような加熱装置において搬送方向と直交する方向の寸法（幅寸法）が大きな被加熱物を加熱する場合、被加熱物の幅寸法以上の幅寸法の面状ヒータを用いる必要がある。しかし、幅寸法の大きな面状ヒータは、被加熱物との対向面（加熱面）において位置に応じた細かな温度制御を行うことが難しく、作製が困難でコストも高い。
【０００３】
そこで、たとえば図７に示すように、四角形の加熱面をそれぞれ有する複数の面状ヒータ１を搬送方向と直交する方向に配列する技術が一般に普及している。複数の面状ヒータ１を搬送方向と直交する方向に配列する場合、隣合う面状ヒータ１の間には各面状ヒータ１の寸法の誤差や組み立て誤差を吸収するために、図７に示すような間隙が形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術では、被加熱物の搬送方向と一致する方向に延びる間隙が形成されるので、搬送される被加熱物の当該間隙と対向し続ける部分に与えられる熱量が他の部分よりも少なくなってしまい、加熱むらが生じるという問題があった。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、複数の面状ヒータを用いる場合であっても、被加熱物を均一に加熱できる、加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の加熱装置は、被加熱物を所定の搬送方向に搬送しつつ加熱する加熱装置であって、被加熱物と対向する複数の面状ヒータがそれぞれ間隙を有して配置されるヒータ群を備え、搬送方向と間隙が延びる方向とが一致しないように複数の面状ヒータを配置しかつヒータ群の被加熱物と対向する部分で面状ヒータの搬送方向の合計寸法がいずれの箇所であっても略等しくなるように複数の面状ヒータを配置することによってヒータ群が設けられることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の加熱装置は、請求項１に記載の加熱装置において、複数の面状ヒータはそれぞれ被加熱部材との対向面が同形状かつ同寸法に形成され、複数の面状ヒータの対向面が千鳥状になるように複数の面状ヒータを配置することによってヒータ群が設けられることを特徴とする。
【０００８】
なお、この発明の「面状ヒータの搬送方向の合計寸法」とは、搬送方向に複数の面状ヒータが配置される箇所では各面状ヒータの搬送方向の寸法の合計をいい、また、搬送方向に１つの面状ヒータが配置される箇所では当該面状ヒータの搬送方向の寸法をいう。
【０００９】
請求項１に記載の加熱装置では、搬送される被加熱物に面状ヒータの間隙と対向し続ける部分がないように当該間隙が延びる方向を搬送方向からずらしかつヒータ群の被加熱物と対向する部分で面状ヒータの搬送方向の合計寸法が略等しくなるようにヒータ群を設けることによって、ヒータ群から与えられる熱量が被加熱物のヒータ群との対向面において位置にかかわらず略均一になる。したがって、搬送される被加熱物のヒータ群との対向面全体を均一に加熱することができ、加熱むらを抑えることができる。
【００１０】
請求項２に記載の加熱装置では、同形状かつ同寸法の対向面をそれぞれ有する複数の面状ヒータを対向面が千鳥状になるように配列することによってヒータ群が設けられる。このように、被加熱物との対向面が同形状かつ同寸法の面状ヒータを複数用いることによって、簡単にヒータ群を設けることができ、組み立てに要する労力ひいてはコストを低減できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、複数の面状ヒータを用いる場合であっても、被加熱物を均一に加熱できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明の加熱装置をプリントシステムに適用し、被加熱物として当該プリントシステムに用いられるプリント材料を加熱する場合について説明する。
図１および図２を参照して、プリントシステム１０は、プリントシステム１０の各構成要素の動作を制御するコントローラ１２、プリント材料Ｐに画像を形成するプリントユニット１４、および画像形成済みのプリント材料Ｐを加熱する熱定着ユニット１６を含む。
【００１３】
図１に示すように、汎用コンピュータ（パーソナルコンピュータ）等であるコントローラ１２には、オペレータがデータ入力や指示を行うためのキーボードやマウス等の入力部１８、およびＧＵＩ（Graphical User Interface）やプリント材料Ｐに形成すべき画像等を表示する表示部２０が接続される。また、コントローラ１２には、コントローラ１２の指示に従って動作し、写真フィルムに形成されたコマ画像を画像データとして取得するスキャナ２２が接続される。
【００１４】
このようなコントローラ１２によって、コントローラ１２に接続されるプリントユニット１４および熱定着ユニット１６の動作が制御される。なお、この実施形態では、この発明の加熱装置がコントローラ１２および熱定着ユニット１６によって構成される。
【００１５】
プリントシステム１０では、互いに分離可能に構成されるプリントユニット１４から熱定着ユニット１６へと所定の搬送方向（矢印Ａ方向）にプリント材料Ｐを搬送し、プリント材料Ｐにプリントユニット１４で画像形成処理を施し熱定着ユニット１６で加熱処理を施す。プリントユニット１４と熱定着ユニット１６との間には図示しないループ形成ユニットが配置される。ループ形成ユニットによってプリントユニット１４におけるプリント材料Ｐの搬送速度と熱定着ユニット１６におけるプリント材料Ｐの搬送速度との差が吸収される。
【００１６】
図２を参照して、プリントシステム１０に用いられるプリント材料Ｐは、可撓性を有するフィルム状の基材Ｐ１上に、定着層Ｐ２と浸透層Ｐ３とが順に積層されてなる。基材Ｐ１はＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等からなり、定着層Ｐ２は昇華性インクに対して親和性を有する樹脂であるポリビニルアルコール系の樹脂やポリビニルアセタール系の樹脂等からなる。また、浸透層Ｐ３は、昇華性インクに対して非親和性を有するフッ素樹脂やシリコン樹脂等からなり、剥離可能に定着層Ｐ２上に形成される。このように構成されるプリント材料Ｐは、全体として柔軟なシート状に構成される。
【００１７】
なお、プリント材料Ｐに代えて、昇華性インクに対して親和性を有する材質を基材に用い、基材の表面を定着層として利用できるプリント材料を用いてもよい。
【００１８】
図１に戻って、プリントユニット１４は、長尺のプリント材料Ｐをロール状に巻回する巻回部２４を含む。巻回部２４から巻き解かれたプリント材料Ｐはプリントユニット１４内に設けられる複数の搬送ローラ対によって矢印Ａ方向に搬送される。プリントユニット１４内のプリント材料Ｐの搬送経路上には、プリンタヘッド２６が配置される。
【００１９】
プリンタヘッド２６は、たとえばシアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンタ（Ｍ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）の昇華性インクを収容するインクカートリッジを備える。プリンタヘッド２６のインクカートリッジに収容される６色の昇華性インクは、それぞれ、８０℃程度で浸透層Ｐ３（図２参照）からの昇華が始まり、１７０℃〜２００℃程度で無理なく定着層Ｐ２（図２参照）への定着が行える。
【００２０】
プリントユニット１４では、プリンタヘッド２６を主走査方向（矢印Ａ方向に直交する矢印Ｂ方向：図４参照）に移動させつつプリンタヘッド２６から昇華性インクを吐出することで浸透層Ｐ３の表面に昇華性インクを塗布し、たとえばスキャナ２２によって取得された画像データに基づく画像を浸透層Ｐ３に形成する。
浸透層Ｐ３に画像が形成されたプリント材料Ｐは、ループ形成ユニットを経由して熱定着ユニット１６に供給される。
【００２１】
ついで、図３を参照して、熱定着ユニット１６について詳しく説明する。
熱定着ユニット１６は、ケース２８を含む。ケース２８には、供給されるプリント材料Ｐを内部に導入するための導入口２８ａおよびケース２８内のプリント材料Ｐを排出するための排出口２８ｂが設けられる。
【００２２】
熱定着ユニット１６のケース２８内には、搬送ローラ対３０と搬送ローラ３２ａ〜３２ｃとが矢印Ａ方向に順に設けられる。搬送ローラ３２ａ〜３２ｃには、それぞれ２つの従動ローラ３４が設けられる。搬送ローラ対３０および搬送ローラ３２ａ〜３２ｃは、ステッピングモータ等によってそれぞれ回転される。導入口２８ａからケース２８内に導入されたプリント材料Ｐは、搬送ローラ対３０および搬送ローラ３２ａ〜３２ｃによって矢印Ａ方向に搬送される。
【００２３】
搬送ローラ３２ａと３２ｂとの間には搬送されるプリント材料Ｐを支持する加熱ベース３６ａが設けられ、同様に、搬送ローラ３２ｂと３２ｃとの間には加熱ベース３６ｂが設けられる。加熱ベース３６ａの上方には、加熱ベース３６ａによって支持されるプリント材料Ｐに上方から接して搬送を補助する２つのローラ３８が設けられる。加熱ベース３６ｂの上方にも、同様に２つのローラ３８が設けられる。
【００２４】
加熱ベース３６ａ，３６ｂは、それぞれ複数の支持部材４０によってケース２８の底面と離間した状態に保持される。加熱ベース３６ａ，３６ｂの底面（プリント材料Ｐを支持する面と反対側の面：図４参照）４２には、それぞれ複数の面状ヒータ４４によって構成されるヒータ群４６ａ，４６ｂが設けられる。
【００２５】
ここで、図４を参照して、ヒータ群４６ａ，４６ｂを構成する面状ヒータ４４およびヒータ群４６ａ，４６ｂにおける複数の面状ヒータ４４の配置態様について説明する。
加熱ベース３６ａ，３６ｂの底面４２に設けられるヒータ群４６ａ，４６ｂは、それぞれ同形状かつ同寸法の複数（ここでは７つ）の面状ヒータ４４によって構成される。各面状ヒータ４４は、ニクロム線等からなる熱源をセラミックス等で封止することによって遠赤外線面状ヒータに構成され、上面および底面が正方形の直方体状に形成される。
【００２６】
ヒータ群４６ａ，４６ｂの各面状ヒータ４４は、コントローラ１２の指示に従って動作する電力供給部（図示せず）から電力が供給されることによって発熱し、加熱ベース３６ａ，３６ｂひいては加熱ベース３６ａ，３６ｂ上のプリント材料Ｐを加熱する。したがって、底面４２に固定される面状ヒータ４４の上面が実質的に面状ヒータ４４のプリント材料Ｐとの対向面（加熱面）となる。
【００２７】
ヒータ群４６ａの各面状ヒータ４４は、対角線が矢印Ａ方向と一致するように加熱ベース３６ａの底面４２に固定される。言い換えれば、ヒータ群４６ａの各面状ヒータ４４は、加熱ベース３６ａに対して４５°傾けた状態で底面４２に固定される。ヒータ群４６ｂの各面状ヒータ４４についても同様である。
【００２８】
加熱ベース３６ａの底面４２において、ヒータ群４６ａの７つの面状ヒータ４４のうち、３つの面状ヒータ４４が搬送ローラ３２ａ側（搬送経路の上流側）に矢印Ｂ方向に配列され、４つの面状ヒータ４４が搬送ローラ３２ｂ側（搬送経路の下流側）に矢印Ｂ方向に配列される。搬送ローラ３２ａ側の３つの面状ヒータ４４と搬送ローラ３２ｂ側の４つの面状ヒータ４４とは、それぞれ矢印Ｂ方向に等しい間隔で配列される。また、搬送ローラ３２ａ側の１つの面状ヒータ４４をみて、当該面状ヒータ４４の対角線上に位置しないように搬送ローラ３２ｂ側に面状ヒータ４４が配置される。したがって、搬送ローラ３２ａ側の３つの面状ヒータ４４と搬送ローラ３２ｂの４つの面状ヒータ４４との間には、矢印Ａ方向に対して４５°傾いて延びる６つの間隙Ｓが形成される。
【００２９】
このように７つの面状ヒータ４４を加熱ベース３６ａの裏面４２に千鳥状に配置することによって、ヒータ群４６ａが設けられる。言い換えれば、７つの面状ヒータ４４の対向面を千鳥状に加熱ベース３６ａの裏面４２に固定することによって、ヒータ群４６ａが設けられる。ヒータ群４６ｂについても同様である。
【００３０】
また、図４において一点鎖線で示すように、ヒータ群４６ａ，４６ｂの矢印Ｂ方向の両端を形成する２つの面状ヒータ４４の矢印Ａ方向と一致する対角線間の寸法Ｌは、少なくともプリント材料Ｐの矢印Ｂ方向の寸法よりも大きくなるように設定される。これによって、ヒータ群４６ａ，４６ｂの加熱ベース３６ａ，３６ｂを挟んでプリント材料Ｐと対向する部分において、いずれの箇所であっても面状ヒータ４４の矢印Ａ方向の合計寸法が略等しくなる。具体的に、図４において二点鎖線で示すように、ヒータ群４６ａ，４６ｂの面状ヒータ４４の矢印Ａ方向の合計寸法は、最大で面状ヒータ４４の対角線の寸法となり、最小でも面状ヒータ４４の対角線の寸法から間隙Ｓの矢印Ａ方向の寸法を差し引いた寸法となる。
【００３１】
図３に戻って、ケース２８内を搬送されるプリント材料Ｐの上方には、空気加熱部４８が設けられる。空気加熱部４８は空気加熱ケース５０を含み、空気加熱ケース５０内には空気加熱ヒータ５２とクロスフローファン５４とが設けられる。
【００３２】
空気加熱部４８では、空気加熱ヒータ５２によって空気を加熱し、加熱された空気をクロスフローファン５４によって循環させる。クロスフローファン５４の駆動に伴って加熱された空気が、空気加熱ケース５０の排出口５０ａから加熱ベース３６ｂの上方に排出され、また、加熱ベース３８ａの上方から空気加熱ケース５０の導入口５０ｂへと導かれる。空気加熱部４８によって加熱された空気を循環させることで、プリント材料Ｐの上方の雰囲気温度が所定の温度（たとえば１８０℃程度）に保たれる。
【００３３】
このように構成される熱定着ユニット１６では、空気加熱部４８によって加熱ベース３６ａ，３６ｂの上方を所定の雰囲気温度に保ちつつ、ヒータ群４６ａ，４６ｂによって加熱ベース３６ａ，３６ｂを加熱した状態で、プリント材料Ｐを搬送する。
【００３４】
なお、プリント材料Ｐを加熱する際には、加熱ベース３６ａが１３０℃程度になるようにヒータ群４６ａの各面状ヒータ４４が発熱し、また、加熱ベース３６ｂが１８０℃程度になるようにヒータ群４６ｂの各面状ヒータ４４が発熱する。
【００３５】
ケース２８内で加熱処理が施されたプリント材料Ｐは排出口２８ｂから排出される。その後、加熱済みのプリント材料Ｐの浸透層Ｐ３を剥離することによって、定着層Ｐ２に鮮明な画像が現れる。
【００３６】
このようなプリントシステム１０の熱定着ユニット１６では、延びる方向を矢印Ａ方向からずらすように間隙Ｓを矢印Ａ方向に対して４５°傾けかつプリント材料Ｐと対向する部分で面状ヒータ４４の矢印Ａ方向の合計寸法が略等しくなるようにヒータ群４６ａ，４６ｂを設けることによって、ヒータ群４６ａ，４６ｂから与えられる熱量がプリント材料Ｐのヒータ群４６ａ，４６ｂとの対向面において位置にかかわらず略均一になる。したがって、搬送されるプリント材料Ｐを均一に加熱することができ、加熱むらひいては昇華性インクの昇華むらを抑えることができる。
【００３７】
また、同形状かつ同寸法の面状ヒータ４４を複数用いることによって、簡単に、複数の面状ヒータ４４を千鳥状に配置し、ヒータ群４６ａ，４６ｂを設けることができ、組み立てに要する労力ひいてはコストを低減できる。
【００３８】
なお、ヒータ群を構成する面状ヒータの形状およびヒータ群における複数の面状ヒータの配置態様は上述の実施形態に限定されない。たとえば、図５に示すように、面状ヒータ４４に加えて、上面および底面が直角二等辺三角形の三角柱状に形成された面状ヒータ４４ａを搬送経路の上流側および下流側にさらに配置することによって、ヒータ群４６ｃを設けるようにしてもよい。また、図６（ａ）に示すように、上面および底面がひし形の四角柱に形成された複数の面状ヒータ４４ｂを千鳥状に配置することによって、ヒータ群４６ｄを設けるようにしてもよい。さらに、図６（ｂ）に示すように、上面および底面が二等辺三角形の三角柱状に形成された複数の面状ヒータ４４ｃを用い、相互に隣接する面状ヒータ４４ｃが逆向きとなるように複数の面状ヒータ４４ｃを配置することによって、ヒータ群４６ｅを設けるようにしてもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、７つの面状ヒータ４４によって、ヒータ群４６ａ，４６ｂが構成される場合について説明したが、ヒータ群の面状ヒータの数は任意に設定できる。
【００４０】
さらに、上述の実施形態では、ニクロム線をセラミックスで封止することによって構成される遠赤外線面状ヒータを用いる場合について説明したが、任意の構成の面状ヒータを用いることができる。たとえば、熱源としてシーズヒータやハロゲンヒータ等が用いられる面状ヒータを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の加熱装置が適用されるプリントシステムの一例を示すブロック図である。
【図２】図１のプリントシステムに用いられるプリント材料の一例を示す側面図解図である。
【図３】熱定着ユニットのケース内の構成要素を示す側面図解図である。
【図４】ヒータ群を構成する面状ヒータおよびヒータ群における複数の面状ヒータの配置態様の一例を示す底面図解図である。
【図５】ヒータ群を構成する面状ヒータおよびヒータ群における複数の面状ヒータの配置態様の他の例を示す底面図解図である。
【図６】ヒータ群を構成する面状ヒータおよびヒータ群における複数の面状ヒータの配置態様のその他の例を示す底面図解図であり、（ａ）は上面および底面がひし形の面状ヒータによってヒータ群を構成する場合を示し、（ｂ）は上面および底面が二等辺三角形の面状ヒータによってヒータ群を構成する場合を示す。
【図７】従来技術の加熱装置における複数の面状ヒータの配置態様を示す図解図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０      プリントシステム
１２      コントローラ
１４      プリントユニット
１６      熱定着ユニット
３０      搬送ローラ対
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ      搬送ローラ
３６ａ，３６ｂ      加熱ベース
４２      底面
４４，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ      面状ヒータ
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ      ヒータ群
Ｐ      プリント材料
【図１】
2006059754.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006059754.tif 000006
【図５】
2006059754.tif 000007
【図６】
2006059754.tif 000008
【図７】
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