JP2017162791A

JP2017162791A - 加熱装置

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Publication number: JP2017162791A
Application number: JP2016193202A
Authority: JP
Inventors: 真祐山下; Shinsuke Yamashita; 雄士片山; Yuji Katayama
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-09-30
Also published as: JP6718353B2

Abstract

【課題】ヒートローラの場合、熱源によって加熱されたローラからの熱が回転軸まで伝導することや、回転軸内部に送風を行なって熱源端部を冷却することにより排出される排気が回転軸を過熱するので、軸受の潤滑剤の潤滑機能が短期間で失われ、たびたび軸受の破損が生じていた。【解決手段】管状の発熱体支持部材において、発熱体支持部と発熱体支持部材を内装する加熱部材の回転軸を軸支する軸受に相当する部分との間に冷媒吹出口を備えているので、発熱体の端部を支持する発熱体支持部を冷却する冷媒を管状の発熱体支持部材の管口部を通して供給すると、冷媒吹出口から吹き出された冷媒が回転軸を冷却し、発熱体支持部を冷却した排気と混合するので、軸受近傍の回転軸の過熱を防止する。これにより、加熱部材の回転軸を軸支する軸受の潤滑剤の機能が低下せず、軸受の破損を防止することができる。【選択図】図2

Description

加熱対象となる媒体に接触する加熱部材と、該加熱部材内部に発熱体を備えた加熱装置であり、インクジェット印刷装置において印刷用紙に吐出されたインクの定着や、電子写真印刷装置において印刷用紙に付着したトナーの定着に好適な加熱装置に関する。

近来、刷版を作成する時間を必要とせず、印刷内容を随時変更しながら高速に印刷を行なうことが可能な無版印刷装置が実用化されている。このような無版印刷装置に使用される印刷方式としては、印刷用紙に対して直接インク滴を吐出することにより印刷像を形成するインクジェット方式や、露光ドラムからトナーを印刷用紙に転写することにより印刷像を形成する電子写真方式などがあり、印刷用途に応じて適宜採用されている。

インクジェット方式あるいは電子写真方式の無版印刷装置のいずれにおいても必要とされているのは、印刷が行なわれた印刷用紙の加熱である。インクジェット方式であっても電子写真方式であっても、印刷後の印刷用紙の加熱によるインク滴の乾燥乃至トナーの定着により、無版印刷装置の内部構造へのインク乃至トナーの飛散防止、あるいは搬送時の用紙擦過による印刷像の損傷防止が行なわれている。

高速で印刷用紙を搬送する無版印刷装置では、このような印刷用紙の加熱のためにヒートローラを採用している。ヒートローラは、保持部材で支持されたハロゲンランプ、シーズヒータ、電磁誘導器などの熱源を内部に備えることによりローラ本体を加熱し、印刷像が形成された用紙裏面がローラ表面に接触するように搬送された印刷用紙を加熱している。

特許公開2015-1706号

無版印刷装置で使用されるヒートローラは、用紙搬送に従動して、あるいはモータなどにより回転力が付与されて回転する。円滑な回転を実現するため、ヒートローラの回転軸は転がり軸受あるいは滑り軸受などの軸受により軸支されている。このような軸受には転動体である玉やころ、あるいは滑り面の破損を防ぐために潤滑剤の使用が必須である。

普通のローラの場合、軸受の潤滑剤は比較的長期間潤滑機能を維持可能である。しかし、ヒートローラの場合、熱源によって加熱されたローラからの熱が回転軸まで伝導して回転軸が高温となることにより、軸受の潤滑剤が比較的短期で劣化してしまう。

また、保持部材で支持している熱源端部の電極溶融防止のため、回転軸内部に送風を行なって熱源端部を冷却することが行なわれている。しかし、高温の熱源端部に送風されて高温となった空気は、保持部材と回転軸との間隙から排気として排出される際に回転軸を加熱してさらなる温度上昇を生じさせるので、軸受の潤滑剤はさらに短期間で劣化する。

このようなことから、ヒートローラの軸受は、潤滑剤が極めて早期に劣化してしまうことがあるので、たびたび破損が生じていた。軸受の破損を防ぐためには、軸受に対する頻繁な潤滑剤の供給、あるいは軸受そのものの交換が必要なので、無版印刷装置の運転を停止しなければならない状況が頻発していた。

本発明は上記のような課題を解決するために、回転軸の過剰な温度上昇を抑制する構成を備えた加熱装置を提供することを目的とする。

［適用例1］加熱装置であって、軸受に軸支される回転軸を中心に回転し、該回転軸方向端部に開口部を有する加熱部材と、前記加熱部材の内部に設けられ該加熱部材を加熱する発熱体と、一方の端部に前記発熱体の端部を支持する発熱体支持部と、もう一方の端部に管口部と、を有し、前記開口部を通って前記加熱部材の内部に挿設される管状の発熱体支持部材と、前記管口部から前記発熱体支持部を冷却する冷媒を供給する冷媒供給部と、を有し、前記発熱体支持部材は、前記回転軸を軸支する前記軸受に相当する部分と前記発熱体支持部との間に、前記冷媒供給部から供給された前記冷媒を前記回転軸内部へ吹き出す冷媒吹出口を備える。

［適用例2］加熱装置であって、第1の軸受および第2の軸受により軸支される回転軸を中心に回転し、前記回転軸方向の両端部にそれぞれ第1の開口部、第2の開口部を有する加熱部材と、発熱体と、一方の端部に前記発熱体の一方の端部を支持する第1の発熱体支持部と、もう一方の端部に第1の管口部と、を有する管状の第1の発熱体支持部材と、一方の端部に前記発熱体のもう一方の端部を支持する第2の発熱体支持部と、もう一方の端部に第2の管口部と、を有する管状の第2の発熱体支持部材と、からなり、前記第1の開口部乃至第2の開口部を通って前記加熱部材の内部に挿設される発熱部材と、前記第1の管口部から前記第1の発熱体支持部を冷却する冷媒を供給し、前記第2の管口部から前記第2の発熱体支持部を冷却する冷媒を供給する冷媒供給部と、を有し、前記発熱部材は、前記回転軸を軸支する前記第1の軸受に相当する部分と前記第1の発熱体支持部との間に、前記冷媒供給部から供給された前記冷媒を前記回転軸内部へ吹き出す第1の冷媒吹出口と、前記回転軸を軸支する前記第2の軸受に相当する部分と前記第2の発熱体支持部との間に、前記冷媒供給部から供給された前記冷媒を前記回転軸内部へ吹き出す第2の冷媒吹出口と、を備える。

［適用例3］加熱装置であって、前記冷媒供給部は、前記第1の発熱体支持部を冷却する第1の冷媒供給部と、前記第2の発熱体支持部を冷却する第2の冷媒供給部と、からなることを特徴とする。

［適用例4］加熱装置であって、前記冷媒供給部は、空気を前記冷媒として供給する送風機であること、を特徴とする。

［適用例5］加熱装置であって、前記冷媒吹出口は、前記発熱体支持部材に形成された複数の穿孔からなること、を特徴とする。

［適用例6］加熱装置であって、インクジェット印刷装置において、印刷用紙に吐出されたインクを乾燥させる乾燥機構に使用されること、を特徴とする。

［適用例7］加熱装置であって、電子写真装置において、印刷用紙に付着されたトナーを定着させる定着機構に使用されること、を特徴とする。

適用例1では、管状の発熱体支持部材において、発熱体支持部と発熱体支持部材を内装する加熱部材の回転軸を軸支する軸受に相当する部分との間に冷媒吹出口を備えているので、発熱体の端部を支持する発熱体支持部を冷却する冷媒を管状の発熱体支持部材の内部を通して供給すると、冷媒吹出口から吹き出された冷媒が回転軸を冷却するとともに、発熱体支持部を冷却した排気と混合することにより、軸受近傍の回転軸の過熱を防止する。これにより、加熱部材の回転軸を軸支する軸受の潤滑剤が劣化せず、軸受の破損を防止することができる。

適用例2では、加熱部材の内部に第1の発熱体支持部材、第2の発熱体支持部材を備えた発熱部材が備えられ、第1の発熱体支持部材、第2の発熱体支持部材それぞれが、発熱部材と加熱部材の両方の回転軸を軸支する軸受それぞれに相当する部分との間に冷媒吹出口を備えているので、加熱部材の両方の軸受近傍の回転軸の過熱を防止する。これにより、加熱部材の両方の回転軸を軸支する軸受それぞれの潤滑剤が劣化せず、軸受の破損を防止することができる。

適用例3では、第1の発熱体支持部材、第2の発熱体支持部材に対して冷媒を供給する冷媒供給部を備えているので、さらに加熱部材の両方の軸受近傍の回転軸の過熱を防止する。これにより、加熱部材の両方の回転軸を軸支する軸受それぞれの潤滑剤が劣化せず、軸受の破損を防止することができる。

適用例4では、冷媒供給部が供給する冷媒が空気であり、冷媒供給部が送風部で構成されているので、特別な冷媒を使用せずとも加熱部材を軸支する軸受近傍の回転軸の過熱を防止して、軸受の潤滑剤が劣化せず、軸受の破損を防止することができる。

適用例5では、冷媒吹出口が発熱体支持部材に設けられた複数の穿孔からなるので、冷媒吹出口から吹き出された冷媒がより回転軸を冷却し、排気に混合されるので、軸受近傍の回転軸の過熱を防止する。これにより、加熱部材の回転軸を軸支する軸受の潤滑剤が劣化せず、軸受の破損を防止することができる。

適用例6では、加熱装置をインクジェット印刷装置のインク乾燥に使用することができる。

適用例7では、加熱装置を電子写真印刷装置のトナー定着に使用することができる。

本発明の第1の実施の形態におけるインクジェット印刷装置100の構成図である。本発明の第1の実施形態における乾燥部13を説明するための図である。ハロゲンランプ132端部を支持するソケット133Sの冷却について説明するための図である。冷却風吹出口133Hの他の形態を説明するための図である。本発明の第2の実施形態における、ハロゲンランプ132が両方に電極を有している場合の乾燥部13Aの構成を説明するための図である。本発明の第3の実施形態における、ハロゲンランプ132が両方に電極を有している場合の乾燥部13Bの構成を説明するための図である。本発明の第4の実施形態における電子写真印刷装置200の構成図である。

以下、図面を利用しながら、本発明を実施形態について、説明を行なう。

〈第1の実施の形態〉
図1は、本発明に関わるインクジェット印刷装置100の構成を説明するための図である。インクジェット印刷装置100は、給紙部3と、印刷部1と、排紙部5とを備えている。なお、図におけるY軸方向は、インクジェット印刷装置100が床面に配置される水平方向を示しており、X軸方向にインクジェット印刷装置100の奥行きがあることを示している。

給紙部3は、ロール状の連続紙WPを水平軸周りに回転可能に保持し、印刷部1に対して連続紙WPを巻き出して供給する。印刷部1は、連続紙WPの表面に対して印刷を行う。排紙部5は、印刷部1で印刷された連続紙WPを水平軸周りに巻き取る。連続紙WPの供給側を上流とし、連続紙WPの排紙側を下流とした場合、給紙部3は印刷部1の上流側に配置され、排紙部5は印刷部1の下流側に配置されている。

印刷部1は、それぞれ複数の駆動ローラ11、プリントヘッド12、乾燥部13、複数の搬送ローラ15、とを備えている。

駆動ローラ11は、給紙部3から取り込んだ連続紙WPを排紙部5へ搬送するための駆動力を供給するためのローラである。駆動ローラ11によって取り込まれた連続紙WPは、搬送ローラ15によって円滑に搬送される。駆動ローラ11は給紙部3の後、プリントヘッド12の後にも備えられており、連続紙WPに対して適切な記録を行なうための張力を付与する機能も備えられている。搬送ローラ15は、張力が付与された連続紙WPを記録位置に支持する機能や、連続紙WPの蛇行や斜行を抑制する機能も備えられている。

プリントヘッド12は、図示しないインクタンクから供給されるインクを連続紙WPに対してインク滴として吐出することにより、画像を形成する。プリントヘッド12は、搬送される連続紙WPの用紙幅方向（搬送方向に直交する方向）に該連続紙WPの用紙幅方向以上の長さを有して、連続紙WPから所定間隔を維持するように架設されている。

なお、ここではプリントヘッド12を一つしか図示していないが、カラー印刷を行なう場合は、CMYK各色のインクを吐出するプリントヘッド12を4つ備える。さらに、色表現力を向上するために、5つ以上のプリントヘッド12を備えるようにしてもよい。

乾燥部13はヒートローラであり、プリントヘッド12が連続紙WPに吐出したインクを乾燥させるため、連続紙WPが巻き回されるローラ内部に加熱手段としてハロゲンランプを内蔵している。

上述した乾燥部13が、本発明における「加熱装置」に相当する。

インクジェット印刷装置100の各構成は、図示しない制御部によって統括的に操作され、連続紙WPの印刷が実行される。

図2は、乾燥部13を説明するための図である。図2は、Y軸方向を奥行きとするようにした場合における、印刷部1内部に配置された乾燥部13の構成を示している。

乾燥部13は、回転胴131、ハロゲンランプ132、ハロゲンランプ保持部133、軸受134、冷却ファン135、回転胴駆動モータ136、を備えている。

回転胴131は、鉄あるいはアルミニウムなど、適当な熱伝導性と強度を備えた管状の部材であり、連続紙WPが巻き回されて接触する接面部131bと、接面部131bを回転させるための回転軸131aから構成されている。

回転軸131aは、後述する軸受14に軸支される部位であり、回転胴131を回転可能としている。これにより、乾燥を行なうに際して連続紙WPの搬送に不要な抵抗を与えることなく、連続紙WPはスムーズに搬送が行なわれる。

回転軸131aは開口しており、該開口している部分（開口部131O）からハロゲンランプ保持部材133に保持されたハロゲンランプ132を挿設する。また、回転軸131aの開口部131Oは、ハロゲンランプ132の電極を冷却した排気の排出経路となる（詳細は後述する）。

接面部131bは、X軸方向に連続紙WPの用紙幅以上の幅を有する円筒状の部材であり、その内部に備えられたハロゲンランプ132により加熱され、巻き回されて接触した連続紙WPに対して熱を伝導することにより、プリントヘッド12によってインクが吐出された連続紙WPの乾燥を行なう。

この図では、回転胴131の回転軸131aの径と接面部131bの径とが異なるように図示されているが、回転軸131aと接面部131bの径とが一致するように構成されていてもよい。また、回転軸131aと接面部131bは、一体となって形成されていることが望ましいが、接面部131bと回転軸131aとが別体であり、これらが接合することで回転胴131を構成するようにしてもよい。

上述した回転胴131が、本発明における「加熱部材」に相当する。

ハロゲンランプ132は、接面部131bを加熱するための熱源である。ハロゲンランプ132は、後述するハロゲンランプ保持部材133によって端部を支持されており、好ましくは複数本のセットで回転胴131内部に備えられることにより、接面部131b内部を照射する。接面部131b内部に照射されたハロゲンランプ132からの熱が、接面部131b内部から接面部131b表面に伝導し、接触した連続紙WPに伝導することで、連続紙WPの乾燥が行なわれる。

上述したハロゲンランプ132が、本発明における「発熱体」である。

ハロゲンランプ保持部材133は、ハロゲンランプ132を回転胴131内部に保持するための管状の部材であり、鉄乃至ステンレスなどを素材としてハロゲンランプ132を保持するのに適切な強度を備えている。

ハロゲンランプ保持部材133は、その一方にソケット133Sを備えることでU字状のハロゲンランプ132の端部を保持しており、管口部133Oを備えた逆の一方は図示しない印刷部1の筐体に支持されている。ハロゲンランプ保持部材133の管口部133Oから、図示しない電源コードがソケット133Sに接続することで、ハロゲンランプ132の電極に電力を供給している。なお、ハロゲンランプ保持部材133は、冷却風の通過が必要であることから、間隙を有するようにしてソケット133Sを備えている。

ハロゲンランプ保持部材133は、回転軸131aとの間に適切なクリアランスを備えるようにしてハロゲンランプ132を保持している。回転軸131aの直径に対して、ハロゲンランプ保持部材133が、例えばマイナス10mm程の直径を有することで、回転胴131は回転を損ねられることがなく、また後述するように回転軸131aとハロゲンランプ保持部材133との隙間をソケット133Sを冷却した排気が通過することができる。

また、ハロゲンランプ保持部材133は、冷却風吹出口133Hを備えている。冷却風吹出口133Hは、回転軸131aを直接冷却するとともに、ハロゲンランプ132端部を保持するソケット133Sを冷却した排気の温度を下げるために、ハロゲンランプ保持部材133内部を通過する空気の一部を吹き出すためのものである（詳細は後述する）。

上述するハロゲンランプ保持部材133が、本発明における「発熱体支持部材」である。

軸受134は、回転軸131aを軸支するためのものである。軸受134は、図示しない印刷部1の筐体に支持されることにより、回転軸131aを回転可能に保持している。図示している軸受134は、ボールベアリングであり、回転軸131aが貫通している部材と軸受134本体とが、図示しない複数のボールによって滑合している。また、このボール各々には潤滑剤が塗布されている。

軸受134が、本発明における「軸受」である。

冷却ファン135は、ハロゲンランプ132端部を保持するソケット133Sを冷却するための空気をハロゲンランプ保持部材133の内部に吹き込むためのファンである。冷却ファン135は、ハロゲンランプ保持部材133の管口部133Oに接する位置に配置されており、ハロゲンランプ保持部材133内部に空気を吹き込む。冷却ファン135からハロゲンランプ保持部材133内部に吹き込まれた空気は、ソケット133Sを冷却し、あるいはハロゲンランプ132の端部を冷却する。

冷却ファン135の流量は、ソケット133Sを冷却するとともに、後述するように回転軸131aとハロゲンランプ保持部材133との隙間から排出される排気温を下げるために、2m³/min.程度の流量が好ましい。

また、ハロゲンランプ保持部材133の管口部133Oから空気を適切に吹き込むために、冷却ファン135には気流を絞り込むためのガイドがあることが望ましい。さらに、このガイドには、前述した図示しない電源コードを通すための凹部があることが望ましい。

なお、ここでは、冷却ファン135は、ハロゲンランプ保持部材133の管口部133Oである一方の端部に配置されているが、ハロゲンランプ保持部材133の一方の管口部133Oの位置に応じて、冷却ファン135の位置は変更することができる。

上述した冷却ファン135が、本発明における「冷媒供給部」に相当する。

回転胴駆動モータ136は、連続紙WPの搬送を補助するために回転胴131を回転させる。連続紙WPの搬送速度が遅い場合には、乾燥のために連続紙WPが回転胴131と接触しても、搬送される連続紙WPに大きな変動は起こらない。しかし、連続紙WPの搬送速度が速い場合には回転胴131に接触すると、連続紙WPの搬送速度と回転胴131との速度差から連続紙WPにハンチングが生じ、インクジェット印刷装置100における印刷に不具合が生じる。

そこで、回転胴駆動モータ136により、回転胴131に所定の回転を与えて、連続紙WPの搬送速度と回転胴131の速度差を減少させて連続紙WPのハンチングを防止する。回転胴駆動モータ136による回転胴131の回転速度は、図示しない印刷部1の制御部によって制御される。また、回転胴駆動モータ136を、連続紙WPの搬送に寄与する駆動ローラ11として取り扱うようにしてもよい。

図3は、ハロゲンランプ132端部を支持するソケット133Sの冷却について説明するための図である。特に、図3(a)は、従来の構成および課題を説明するための図であり、図3(b)は第1の実施形態における構成および作用を説明するための図である。

図3(a)の場合、冷却ファン135によって生じた気流AS（破線で表している）が、ハロゲンランプ保持部材133の管口部133Oからハロゲンランプ132を支持するソケット133Sに吹き当てられて冷却が行なわれる。

ソケット133Sの端部を冷却した気流ASは、排気流HS（二点鎖線で表している）となって、ハロゲンランプ保持部材133とソケット133Sとの間隙から吹出し、ハロゲンランプ保持部材133と回転軸131aとの隙間を経て、回転胴131の開口部131Oから回転胴131外部に排出される。

このとき、排気流HSはソケット133Sの熱を奪っており、さらに回転胴131内部で熱せられた空気とともに排出されるので、ハロゲンランプ132によって加熱されている接面部131bに接している回転軸131aは、接面部131bから伝導される熱に加え、排気流HSから放射される熱によってさらに熱せられる。

連続紙WPに吐出されたインク滴を乾燥させるため、接面部131bの内部温度は180℃〜200℃程度となっている。そのため、回転軸131aの温度は接面部131bからの熱伝導、およびソケット133Sを冷却して排出される排気流HSからの熱放射も加わることによって、ハロゲンランプ132から離隔しているにも関わらず、回転軸131aの表面温度もまた180℃程になる。

回転軸131aを軸支している軸受134に使用される潤滑剤は、このような回転軸131aの高温の影響により劣化してその機能が失われ、結果として軸受134の破損に繋がる。

図3(b)に示すハロゲンランプ保持部材133は、冷却風吹出口133Hを備えている点で、図3(a)に示すハロゲンランプ保持部材133と異なっている。冷却風吹出口133Hは、図示しているように、ハロゲンランプ保持部材133のソケット133Sと軸受134が軸支している回転軸131aに相当する部分の間に複数穿設されており、気流ASの一部を回転軸131a内部に吹き出している。

冷却風吹出口133Hの穴の径は、ハロゲンランプ保持部材133の強度の維持や、気流ASによるソケット133S冷却の関係から、決定される。ハロゲンランプ保持部材133の径が60mm程度の場合、冷却風吹出133Hの一つの穴は10mm程の径を有し、ハロゲンランプ保持部材133の円周方向に該穴が10個ほど備えられ、列間隔を30mm程度として3列程度の穴列によって、冷却風吹出口133Hが構成されるのが望ましい。

冷却ファン135によって生じた気流ASがハロゲンランプ保持部材133の管口部133Oを通ってソケット133Sを冷却し、排気流HSとしてハロゲンランプ保持部材133と回転軸131aとの隙間を経て、回転胴131の開口部131Oから外部に排出されるのは、図3(b)も図3(a)と同様であるが、ハロゲンランプ保持部材133に冷却風吹出口133Hを備えると、ソケット133Sを冷却するための気流ASの一部がハロゲンランプ保持部材133から回転軸131aに吹出し、気流ASと回転軸131aとの間で熱交換が行なわれることにより、回転軸131aの温度が低下する。また、気流ASの一部は、ソケット133Sを冷却した排気流HSと混じり合うことにより、排気流HSの温度を低下させる。

図3(a)で示した回転軸131aの温度が180℃程度であるのに対して、冷却風吹出口133Hを備えた図3(b)の回転軸131aの温度は150℃程度まで低下する。このように、回転軸131aの温度上昇が抑制されて過熱が解消する結果、軸受134の温度上昇が防止され、軸受134に使用されている潤滑剤の寿命が延長されることにより、軸受134の破損が防止される。

ハロゲンランプ保持部材133における冷却風吹出口133Hの穿設位置は、軸受134近傍の回転軸131aの温度上昇を防ぐ関係から、回転軸131aを軸支する軸受134に相当する部分とソケット133Sとの間とする。冷却ファン135と軸受134との間から気流ASを吹き出したとしても、軸受134に影響を与えるような回転軸131aの冷却、あるいは排気流HSの温度低下による回転軸131aの過熱防止には寄与し得ないためである。

上述した気流ASが、本発明における「冷媒」に相当する。また、上述した冷却風吹出口133Hが、本発明における「冷媒吹出口」に相当する。

なお、冷却風吹出口133Hについては、図2乃至図3(b)で示した形状に限定されることはない。図4は、冷却風吹出口133Hに使用できる形態の一部の例を示したものである。

図4(a)では、冷却風吹出口133Hを、軸受134（ここではハッチングで表す）が軸支している回転軸131aに相当する部分だけに備えた状態を示すためのものである。この場合、排気流HSの温度を低下させるという点では、図2乃至図3(b)に示した冷却風吹出口133Hに劣る部分があるものの、軸受134に軸支されている回転軸131aの当該部分に気流ASを吹き出すことから、回転軸131aの軸支部を直接冷却する効果はより高い。また、気流ASの到達量が多いので、ソケット133Sを冷却する効果は、図2乃至図3(b)に示したハロゲンランプ保持部材133よりも高い。

図4(b)では、冷却風吹出口133Hを複数の穴ではなく、複数のスリットとして穿設している状態を示すためのものである。スリット幅を10mm程度、スリット長を40mm程度として、このようなスリットがハロゲンランプ保持部材133の円周方向に10列ほど穿設されることにより、冷却風吹出口133Hを構成することができる。

この場合であっても、気流ASが吹き出すことにより回転軸131aの温度、および排気流HSの温度を低下させるので、回転軸131aの過熱を抑制し、軸受134の破損を防止することができる。

このように、図2に示した乾燥部13を備えたインクジェット印刷装置100は、乾燥部13のメンテナンスのための時間を節減することにより、印刷効率を向上することができる。

〈第2の実施の形態〉
図2に示した乾燥部13では、ハロゲンランプ保持部材133がU字状のハロゲンランプ132を片持ちして、ハロゲンランプ保持部材133の片側のみ冷却を行なう形態について説明を行なってきたが、ハロゲンランプ132が両端に電極を有している場合は、ハロゲンランプ保持部材133はハロゲンランプ132をその両端で保持する構成を必要とする。

図5は、ハロゲンランプ132が両端に電極を有している場合の乾燥部13Aの構成を説明するための図である。図2と同様に、乾燥部13Aは、回転胴131、軸受134、回転胴駆動モータ136を備えているが、ハロゲンランプ132が両端に電極を有していることから、冷却風吹出口133Ha、133Hbをそれぞれ備えたハロゲンランプ保持部材133a、133bを備えている点、および冷却ファン135aがダクト1351a、1351bにより、気流ASをハロゲンランプ保持部材133a、133bの管口部133aO、133bOに導いていることが図2と異なっている。

図示しない印刷部1の筐体に支持されたハロゲンランプ保持部材133a、133bは、それぞれ端部にソケット133Sa、133Sbを備えており、ハロゲンランプ132の両端を保持する。図示しない電源ケーブルをハロゲンランプ保持部材133a、133bの内部を通して、ハロゲンランプ132の電極に電力が供給される。

ハロゲンランプ保持部材133a、ハロゲンランプ132、ハロゲンランプ保持部材133bが、本発明における「発熱部材」に相当する。

また、ハロゲンランプ保持部材133a、133bの、それぞれ図示しない印刷部1の筐体に支持されている側の管口部133aO、133bOにはダクト1351a、1351bが接続されており、後述する冷却ファン135aからの気流ASが供給される。

冷却ファン135aは、ハロゲンランプ132の両端を保持しているハロゲンランプ保持部材133a、133bのソケット133Sa、133Sbを冷却するための気流ASを、ダクト1351a、1351bを介して供給する。冷却ファン135aは、ソケット133Sa、133Sbを冷却する必要があることから、冷却ファン135よりも高性能のファン、具体的には流量が4m³/min.以上のファンを使用することが望ましい。

冷却ファン135aから供給された気流ASは、それぞれハロゲンランプ保持部材133a、133bの管口部133aO、133bOを通ってソケット133Sa、133Sbを冷却する。その時、気流ASの一部が、冷却風吹出口133Ha、133Hbから吹き出すことにより、回転軸131aの温度を低下させるとともに、ハロゲンランプ保持部材133aおよび133bと、それぞれを内設している回転軸131aの隙間から排出される排気流HSの排気温を低下させるので、回転軸131aを軸支する軸受134の温度上昇を防止することができる。

図5に示した乾燥部13Aを備えたインクジェット印刷装置100は、図2同様に乾燥部13Aのメンテナンスのための時間を節減することにより、印刷効率を向上することができる。特に、ハロゲンランプ132の両端に電極があったとしても、ハロゲンランプ保持部材133a、133bに穿設された冷却風吹出口133Ha、133Hbにより、回転軸131aの温度上昇を抑制して過熱を防止し、軸受134の破損を防止することができる。

〈第3の実施形態〉
図6は、ハロゲンランプ132が両方に電極を有している場合の乾燥部13Bの構成を説明するための図である。図5と同様に、乾燥部13Bは、回転胴131、ハロゲンランプ132が両端に電極を有していることから冷却風吹出口133Ha、133Hbをそれぞれ備えたハロゲンランプ保持部材133a、133b、軸受134、回転胴駆動モータ136を備えているが、ハロゲンランプ保持部材133a、133bの図示しない印刷部1の筐体に支持されている側の管口部133aO、133bOに冷却ファン135b、135cを備えている点で、図5に示した乾燥部13Aとは異なっている。

冷却ファン135b、135cは、それぞれハロゲンランプ保持部材133a、133bの管口部133aO、133bOから気流ASを送り込むことにより、ソケット133Sa、133Sbを冷却する。気流ASの一部が、冷却風吹出口133Ha、133Hbから吹き出すので、回転軸131aの温度を低下させるとともに、ハロゲンランプ保持部材133aおよび133bと、それぞれを内設している回転軸131aの隙間から排出される排気流HSの排気温を低下させ、回転軸131aを軸支する軸受134の温度上昇を防止することができる。

冷却ファン135b、135cは、ハロゲンランプ保持部材133a、133bにそれぞれ気流ASを吹き込むことから、図2で示した冷却ファン135と同程度の能力、すなわち2m³/min.程度の流量で良い。

図6に示した乾燥部13Bを備えたインクジェット印刷装置100は、図2同様に乾燥部13Bのメンテナンスのための時間を節減することにより、印刷効率を向上することができる。特に、ハロゲンランプ132の両端に電極があったとしても、ハロゲンランプ保持部材133a、133bに穿設された冷却風吹出口133Ha、133Hbにより、回転軸131aの温度上昇を抑制して過熱を防止し、軸受134の破損を防止することができる。

〈第4の実施形態〉
図7は、本発明に関わる電子写真印刷装置200の構成を説明するための図である。電子写真印刷装置200は、給紙部3と、印刷部2と、排紙部5とを備えている。

給紙部3、排紙部5については、インクジェット印刷装置100と同様であるので説明を省略する。印刷部2は、連続紙WPの表面に対して電子写真方式で印刷を行なう。

印刷部2は、それぞれ複数の駆動ローラ21、電子写真ユニット22、定着部23、複数の搬送ローラ25、とを備えている。複数の駆動ローラ21、複数の搬送ローラ25については、印刷部1の複数の駆動ローラ11、複数の搬送ローラ15と同様であるので、説明を省略する。

電子写真ユニット22は、露光ドラムから連続紙WPにトナーを転写することにより、印刷像を形成する。電子写真ユニット22で使用するトナーは、粉体トナーであっても液体トナーであってもよい。

なお、この図では、電子写真ユニット22は一つしか備えられていないが、カラー印刷を行なう場合はCMYK各色に対応したトナーを転写する電子写真ユニット22を4つ備える。あるいは、それ以上の色トナーを使用したい場合には、電子写真ユニット22を5つ以上備えるようにしてもよい。

電子写真ユニット22で連続紙WPに転写されたトナーは、その状態では用紙上に定着していない。定着部23は、ヒートローラで構成されており、巻き回された連続紙WPを裏面から加熱することにより、用紙表面のトナーを溶融して定着させる。

定着部23は、図2で説明した乾燥部13と同様のものである。これにより、図7に示した定着部23を備えた電子写真印刷装置200においても、定着部23のメンテナンスのための時間を節減することにより、印刷効率を向上することができる。

〈変形例〉
ここまでの説明では、乾燥部13乃至定着部23の熱源をハロゲンランプとして説明を行なってきたが、シーズヒータ、電磁誘導器を熱源としてもよい。

また、ここまでの説明では、回転胴131は回転胴駆動モータ136で回転するものとして説明を行なっていたが、回転胴駆動モータ136を有さず、連続紙WPの搬送に従動して回転胴131が回転する構成であってもよい。

あるいは、ここまでの説明では、軸受134をボールベアリングとして説明を行なってきたが、ローラベアリングや滑り軸受であってもよい。

ここまでの説明では、冷却風吹出口133Hの穿設について、ハロゲンランプ保持部材133の延伸方向に対して垂直に行なうのではなく、排気流HSの流れる方向に角度を付けて行なうようにしてもよい。この場合、冷却風吹出口133Hを穿設する際の角度としては、45°を越えないことが望ましい。このような、冷却風吹出口133Hからの気流ASは、排気流HSを加速する方向に吹き出すので、排気流HSの温度を低下させるとともに、排気流HSの流速上昇による回転軸131aの冷却効果も得られるので、回転軸131aの温度上昇を抑制して過熱を抑制し、軸受134の破損を防止することができる。

ここまでの説明では、インクジェット印刷装置100乃至電子写真印刷装置200で印刷の対象としていたのは連続紙WPであったが、枚葉紙を対象とする印刷装置であっても、本発明の加熱装置は適用できる。

また、ここまでの説明では、インクジェット方式乃至電子写真方式の印刷方式を備えた印刷装置を対象として説明を行なってきたが、用紙の乾燥を必要とする印刷機として、オフセット印刷機であってもグラヴィア印刷機であっても、本発明の加熱装置は適用できる。

あるいは、印刷機に用紙を供給する前に前処理液による処理を行なう前処理装置における用紙の乾燥、印刷機で印刷を行なった用紙に対して後処理液による処理を行なう後処理装置における用紙の乾燥に対して、本発明の加熱装置を適用してもよい。

1、2 印刷部
3 給紙部
5 排紙部
11、21 駆動ローラ
12 プリントユニット
13 乾燥部
15、25 搬送ローラ
22 電子写真ユニット
23 定着部
131 回転胴
131a 回転軸
131b 接面部
131O 開口部
132 ハロゲンランプ
133、133a、133b ハロゲンランプ保持部材
133H、133Ha、133Hb 冷却風吹出口
133O、133aO、133bO 管口部
133S、133Sa、133Sb ソケット
134 軸受
135、135a、135b、135c 冷却ファン
1351a、1351b ダクト
気流AS
排気流HS

Claims

加熱装置であって、
軸受に軸支される回転軸を中心に回転し、該回転軸方向端部に開口部を有する加熱部材と、
前記加熱部材の内部に設けられ該加熱部材を加熱する発熱体と、
一方の端部に前記発熱体の端部を支持する発熱体支持部と、もう一方の端部に管口部と、を有し、前記開口部を通って前記加熱部材の内部に挿設される管状の発熱体支持部材と、
前記管口部から前記発熱体支持部を冷却する冷媒を供給する冷媒供給部と、
を有し、
前記発熱体支持部材は、前記回転軸を軸支する前記軸受に相当する部分と前記発熱体支持部との間に、前記冷媒供給部から供給された前記冷媒を前記回転軸内部へ吹き出す冷媒吹出口を備えること、
を特徴とする加熱装置。
加熱装置であって、
第1の軸受および第2の軸受により軸支される回転軸を中心に回転し、前記回転軸方向の両端部にそれぞれ第1の開口部、第2の開口部を有する加熱部材と、
発熱体と、一方の端部に前記発熱体の一方の端部を支持する第1の発熱体支持部と、もう一方の端部に第1の管口部と、を有する管状の第1の発熱体支持部材と、一方の端部に前記発熱体のもう一方の端部を支持する第2の発熱体支持部と、もう一方の端部に第2の管口部と、を有する管状の第2の発熱体支持部材と、からなり、前記第1の開口部乃至第2の開口部を通って前記加熱部材の内部に挿設される発熱部材と、
前記第1の管口部から前記第1の発熱体支持部を冷却する冷媒を供給し、前記第2の管口部から前記第2の発熱体支持部を冷却する冷媒を供給する冷媒供給部と、
を有し、
前記発熱部材は、前記回転軸を軸支する前記第1の軸受に相当する部分と前記第1の発熱体支持部との間に、前記冷媒供給部から供給された前記冷媒を前記回転軸内部へ吹き出す第1の冷媒吹出口と、前記回転軸を軸支する前記第2の軸受に相当する部分と前記第2の発熱体支持部との間に、前記冷媒供給部から供給された前記冷媒を前記回転軸内部へ吹き出す第2の冷媒吹出口と、
を備えることを特徴とする加熱装置。
請求項2に記載の加熱装置であって、
前記冷媒供給部は、
前記第1の発熱体支持部を冷却する第1の冷媒供給部と、
前記第2の発熱体支持部を冷却する第2の冷媒供給部と、
からなることを特徴とする加熱装置。
請求項1乃至3のいずれかに記載の加熱装置であって、前記冷媒供給部は、空気を前記冷媒として供給する送風機であること、
を特徴とする加熱装置。
請求項1乃至4のいずれかに記載の加熱装置であって、前記冷媒吹出口は、前記発熱体支持部材に形成された複数の穿孔からなること、
を特徴とする加熱装置。
請求項1乃至5のいずれかに記載の加熱装置であって、インクジェット印刷装置において、印刷用紙に吐出されたインクを乾燥させる乾燥機構に使用されること、
を特徴とする加熱装置。
請求項1乃至5のいずれかに記載の加熱装置であって、電子写真装置において、印刷用紙に付着されたトナーを定着させる定着機構に使用されること、
を特徴とする加熱装置。