加熱装置及び加熱方法
【課題】外周面に塗料が塗布された円筒状または無端ベルト状の被加熱物を加熱・硬化する際に、塗膜の垂れやピンホール、スジむらなどの外観不良の発生が抑制され、かつ、省エネルギー化することが可能な加熱装置、及び加熱方法を提供すること。
【解決手段】筐体内３０に、円筒状または無端ベルト状の被加熱物５を内側から支持する支持部材１と、被加熱物５に熱を加える加熱手段１２と、が配された加熱装置において、支持部材１が、略水平方向で平行に林立した複数の棒状体８で構成されるとともに、当該複数の棒状体８が、長手方向から見て１つの円周上に位置するように配されており、複数の棒状体８の全てが被加熱物５の内側に位置するように被加熱物５を吊り掛けた際に、当該被加熱物５の最下部が棒状体８と常に離間しており、複数の棒状体８が前記円周上を移動するように支持部材１を回転させる回転手段１１を備えたことを特徴とする加熱装置、及びそれを用いた加熱方法である。
【解決手段】筐体内３０に、円筒状または無端ベルト状の被加熱物５を内側から支持する支持部材１と、被加熱物５に熱を加える加熱手段１２と、が配された加熱装置において、支持部材１が、略水平方向で平行に林立した複数の棒状体８で構成されるとともに、当該複数の棒状体８が、長手方向から見て１つの円周上に位置するように配されており、複数の棒状体８の全てが被加熱物５の内側に位置するように被加熱物５を吊り掛けた際に、当該被加熱物５の最下部が棒状体８と常に離間しており、複数の棒状体８が前記円周上を移動するように支持部材１を回転させる回転手段１１を備えたことを特徴とする加熱装置、及びそれを用いた加熱方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状もしくは無端ベルト状の被加熱物の外周面に塗料を塗布した後、加熱硬化して塗膜を形成する際に用いる加熱装置及び加熱方法に関し、特に、画像形成装置の定着装置における定着ローラや定着ベルトの表面に各種層を形成する際に、塗膜を硬化するのに適した加熱装置及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式による画像形成装置は、カラー化、省エネルギー化が進んでおり、それに伴い、用紙を挟み込んで圧しつつ熱によりトナーを溶融して用紙に定着させる定着プロセスに用いる定着ユニットは、ローラ方式からベルト方式へと大きく構造が変化している。
【０００３】
またごく最近では、いわゆるプロダクションプリンティング事業として従来は印刷機で対応していた高速プリンティング領域まで、電子写真の原理を用いた画像形成装置の適応範囲が広がっており、ベルト方式を採用する定着部品としての無端ベルトも、従来の５０〜７５ｍｍφの内径（円相当の内径を指す。以下、無端ベルトにおいて同様。）の物から１４５ｍｍφ以上の内径の物まで径が約２倍前後にまで拡大しており、多種多様な内径のバリエーションが増えている。
【０００４】
この定着プロセスで用いられる無端ベルトには、耐熱性ゴム（シリコーンゴム等）による弾性層（１００〜３００μｍ程度）を形成した上にプライマ（接着剤）を塗布して、離型層（フッ素樹脂等）を２０〜３０μｍ程度形成した構造の定着ベルトを用いるのが一般的となっており、各社独自の工法を開発し商品化を行っている。
【０００５】
従来、前記弾性層を形成するための工法としては、液状のシリコーンゴムをスプレーコーティングや浸漬塗工（ディッピング工法）で塗装する方法が一般的に用いられてきた。シリコーンゴムによる当該弾性層は、上記の如き方式で塗装された後に加熱装置内で約１００〜１５０℃程度の温度で加熱され加硫することで液状から固体へ変化し膜として形成されるのが一般的である。通常上記の加熱工程を１次加硫工程と呼び、従来は熱風炉を主体とした加熱方法が用いられてきた。
【０００６】
いわゆる金庫炉タイプの熱風式オーブン（加熱装置）を用いて円筒形状の被加熱物を加熱する場合、図１１に示すように、被加熱物３５の中心軸を垂直方向に向けて保持具３１で保持し、これを何本も炉内に投入し（図１１では１本のみ表す。）て加熱（焼成）するバッチ方式による加熱が一般的に行われている。このようなバッチ方式による加熱で、無端ベルト状の上記定着部品の外周面に塗装した液状のシリコーンゴムを加硫すると、塗膜の上部や端部に垂れが発生し膜厚の乱れが発生しやすい。
【０００７】
硬化までの間に液状のシリコーンゴムが垂れないように、熱風の設定温度を高く設定し急激に加熱することも考えられるが、高温による加熱では、液状のシリコーンゴムから空気が揮発し気泡となって破裂して、弾性層の表面にピンホール状の欠陥が発生しやすくなるため好ましくない。
【０００８】
画像形成装置の定着プロセスで用いられる定着部品において、このような欠陥は、ピンホールの径が０．１ｍｍφ程度でも不良となり、後から修復することができない（ピンホールを埋めることが困難である）ため、製造時の良品率を低下させる一因となる。
【０００９】
上記の課題（塗膜の垂れや外観欠陥）を解決するためには、加熱する際に被加熱物を保持具で円筒形状の中心軸を水平に保持して回転させながら熱をかける方式が考えられる。この場合は上記で紹介したような金庫炉タイプの熱風炉を用いてバッチで被加熱物を処理することに代えて、熱風炉と被加熱物の搬送装置とを組み合わせた連続加熱ができる連続熱風炉を用いることもできる。熱風炉においては、バッチ処理を行うと、その都度熱が外部に漏れ、炉内を所定の温度に戻すには時間がかかるため、被加熱物を１度に多数本まとめて処理しないと、時間効率もエネルギー効率も低下してしまう。そのため、円筒形状の中心軸を水平に保持して回転させながら熱をかける上記方式においては、これら効率性を考慮すると、連続熱風炉とすることが望ましい。
【００１０】
しかし、連続炉であるため、加熱時間にもよるが、炉長が３〜６ｍ程度と長くなりがちであり、被加熱物の入口と出口とが離れた位置になってしまい、量産ラインに設置する際の制約になり、また炉内を絶えず熱風で温めておく必要がある。例えば、加熱処理前には１時間程度予熱が必要であり、また、昼休みなど作業者の休憩時間も加熱炉の熱風は温度を維持することが必要で、消費電力が大きくなる欠点がある。
【００１１】
これらの欠点を回避するためには、熱風炉による加熱方式に代えて、特許文献１に示されるように赤外線による加熱を使うことが考えられる。赤外線による加熱の場合、加熱する際に加熱源（ヒータ）に電気を供給すればよく、上記のように消費エネルギーが大きくなることもない。
【００１２】
具体的には例えば、図１２に示すように、円筒形状の金属からなる保持具４１にセットされた被加熱物４５は、保持具４１ごと加熱装置に投入され、外周に塗装された液状のシリコーンゴムが垂れないように数〜数十ｒｐｍ（回転／分）の回転数で被加熱物４５を絶えず回転させておく。そして、被加熱物４５の近傍に配されたハロゲンヒータ４２及びその背後に配された反射板４３によって、被加熱物４５表面の液状のシリコーンゴムが加熱・硬化される。
【００１３】
このような方式では、液状のシリコーンゴムの垂れが発生し難いので、加熱温度を高温にする必要も無くピンホールのような外観欠陥を発生させないで塗膜を硬化することが可能となる。
【００１４】
しかし、円筒形状や無端ベルト状の被加熱物を加熱する際には、図１２に示されように、円筒形状の金属からなる中子を挿入して保持具４１とするのが一般的であるが、この保持具４１は通常被加熱物４５の内面を微々たる隙間無く完全に密着して保持することは困難であり、実際にこのような中子を保持具４２として加熱すると密着している所としていないところでわずかながら温度差が生じ、被加熱物４５の表面に加熱ムラが、加熱硬化後にスジとなって現れる。
【００１５】
当然、このようなスジを有する物を画像形成装置の定着部品として用いた場合、出力画像に表れるため好ましくない。また、熱容量の少ない無端ベルト状の被加熱物を加熱する際には特に、中子に熱容量の大きい保持具が挿入された状態になるため、省エネルギー化の観点からも好ましくない。
【００１６】
このように、円筒状や無端ベルト状の被加熱物に液状のシリコーンゴムを塗布して硬化（加硫）するために加熱する工程や設備では、いずれの方式においても外観欠陥の発生や省エネルギー化等いずれかの観点から問題があり、その全てを満足することができていないのが現状である。
【００１７】
以上の問題は、定着部品の外周面におけるシリコーンゴム等の弾性層の形成のみならず、広く、外周面に塗料が塗布された円筒状または無端ベルト状の被加熱物を加熱・硬化する際に用いる加熱装置全般に言えることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明は、外周面に塗料が塗布された円筒状または無端ベルト状の被加熱物を加熱・硬化する際に、塗膜の垂れやピンホール、スジむらなどの外観不良の発生を抑制することができ、かつ、省エネルギー化することができる加熱装置、及び加熱方法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】
【００１９】
上記課題は、以下に示す本発明によって達成される。
【００２０】
請求項１に記載された発明は、筐体内に、円筒状または無端ベルト状の被加熱物を内側から支持する支持部材と、前記被加熱物に熱を加える加熱手段と、が配された加熱装置において、前記支持部材が、略水平方向で平行に林立した複数の棒状体で構成されるとともに、当該複数の棒状体が、長手方向から見て１つの円周上に位置するように配されており、前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように当該被加熱物を吊り掛けた際に、当該被加熱物の最下部が前記棒状体と常に離間しており、かつ、前記複数の棒状体が前記円周上を移動するように前記支持部材を回転させる回転手段が備えられていることを特徴とする加熱装置である。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載された発明は、前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように前記被加熱物を吊り掛けて、前記回転手段により前記支持部材を回転させつつ、前記加熱手段によって前記被加熱物を加熱すると、前記支持部材（前記複数の棒状体）の下方に前記被加熱物が垂れ下がった状態になっており、前記支持部材の回転と共に前記被加熱物も回転して前記棒状体に吊り掛けられた部位がその回転と共に移動する。
【００２２】
したがって、請求項１に記載された発明によれば、前記被加熱物を回転させながら加熱するため、塗膜の垂れやピンホールが生じることが抑制される。また、前記被加熱物が前記複数の棒状体に張り渡されずに最下部が垂れ下がった状態で支持されていることから、前記被加熱物とこれを支持する前記棒状体との接触点が前記支持部材の回転により移動するため、スジむらが生じることが抑制される。さらに、前記被加熱物を支持する前記支持部材が複数の棒状体からなり、該棒状体だけが前記被加熱物の内周面と線状に接触して支持しているため、例えば、円筒形状の中子を支持部材とする場合等と比べて、支持部材の熱容量が大幅に低減され、省エネルギー化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の例示的一態様である実施形態の加熱装置を示す正面断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の加熱装置の右側断面図（Ｂ−Ｂ断面図）である。
【図３】図１中の支持部材の一部のみを抜き出した拡大正面図である。
【図４】図３におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１及び図２中の支持部材及び被加熱物のみを抜き出した、図３におけるＣ−Ｃ断面に相当する拡大断面図である。
【図６】図５における被加熱物を無端ベルト体から円筒体に変更した場合の変形例を表す拡大断面図である。
【図７】図１中の支持部材及び加熱手段周辺部を抜き出した右側断面図（Ｂ−Ｂ断面図）である。
【図８】図１に示す実施形態の加熱装置によって得られる定着ベルトの例を示す模式拡大断面図である。
【図９】図１に示す実施形態の加熱装置を用いた検証試験において、加熱時における無端ベルト体の外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度変化の推移を示すグラフである。
【図１０】図１に示す実施形態の加熱装置を用いた検証試験において、温度が設定温度に到達した際の無端ベルト体外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度を、無端ベルト体の回転軸方向と平行な方向に３点測定した結果を示す。
【図１１】従来の金庫炉タイプの熱風式加熱装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１２】従来の金庫炉タイプで被加熱物を回転させつつ赤外線ヒータで加熱する加熱装置を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の加熱装置及び無端ベルト部材について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の例示的一態様である実施形態の加熱装置を示す正面断面図であり、図２はその右側方向からの断面図である。詳しくは、図１は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図２は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２６】
本実施形態の加熱装置には、図１及び図２に示すように、筐体３０内に、被加熱物である無端ベルト体５を内側から支持する治具としての保持具（支持部材）１と、無端ベルト体５に熱を加えるハロゲンヒータ（加熱手段）１２とが配されている。
【００２７】
保持具１は、軸心７と、骨格材（棒状体）８と、保持板大９ａと、保持板小９ｂとから構成される。骨格材８は、例えば６ｍｍφ程度の径のステンレス製（ＳＵＳ）パイプなどの金属を曲げ加工し、さらに耐熱性を有する樹脂粘着テープを巻いて製作した物である。
【００２８】
図３に、図１中の保持具１における骨格材８及び保持板小９ｂのみを抜き出した拡大正面図を示す。また、図３におけるＣ−Ｃ断面図を図４に示す。
【００２９】
保持具１は、図４に示されるように、１２本の骨格材８が、軸心７と同軸上の円Ｄ上に位置するように等間隔で配されており、図３に示されるように、水平方向に林立して構成される。
【００３０】
骨格材８の一方の端部は、曲げ加工によって軸心７側に曲げられて、それらの縁端が描く円が円Ｄよりも小径となって、軸心７の先端にこれを中心として接続された円盤状の保持板小９ｂに取り付けられている。骨格材８の他方の端部は、軸心７の中途にこれを中心として接続された円盤状の保持板大９ａにそのまま取り付けられている。
【００３１】
したがって、軸心７の回転に連れて、１２本の骨格材８が円Ｄの周上を移動するように回転する。
【００３２】
林立した骨格材８には、図２に示されるように、被加熱物である無端ベルト体５が吊り掛けられる。図５に、図１及び図２における保持具１及び無端ベルト体５のみを抜き出した図３におけるＣ−Ｃ断面に相当する箇所での拡大断面図を示す。図５に示されるように、無端ベルト体５は、１２本の骨格材８の全てが無端ベルト体５の内側に位置するように吊り掛けられる。この際、無端ベルト体５の最下部は、骨格材８と離間している。保持具１が回転して、１２本の骨格材８が円Ｄの周上を移動すると、それに連れて無端ベルト体５も回転するが、円Ｄよりも内周長が長い無端ベルト体５は、その最下部が骨格材８と常に離間した状態になっている。
【００３３】
図６は、無端ベルト体５に代えて、円Ｄよりも内周長が長い円筒体５’を被加熱物とした変形例であり、図５と同様の位置からの拡大断面図である。円筒体５’の場合であっても、無端ベルト体５の場合と同様、１２本の骨格材８の全てが円筒体５’の内側に位置するように吊り掛けられ、その最下部が骨格材８と常に離間した状態になっている。
【００３４】
軸心７は、保持板大９ａが接続された部位からさらに延伸し、その端部近傍が回転軸１０に嵌挿されている。この回転軸１０は円筒構造をしており、その中を軸心７が貫通し、つまみネジ６にて両者が固定されている。回転軸１０と軸心７との間がつまみネジ６にて脱着可能になっていることから、種々の径（本実施形態における円Ｄの径）の保持具を用意しておき、段取り換え時に、被加熱物（本実施形態では無端ベルト体５）の内径に応じた適切な径の保持具を選択して交換することで、種々の内径の被加熱物に対応可能になっている。
【００３５】
回転軸１０にはリング状のプーリ１１ｂが取り付けられている。このプーリ１１ｂの外周には、モータ１１の軸に取り付けられたプーリ１１ａの外周との間にタイミングベルト１１ｃが架張されており、モータ１１の回転力が回転軸１０等を介して保持具１に伝達されるようになっている。
【００３６】
加熱手段であるハロゲンヒータ１２は、図２に示されるように、骨格材８に吊り掛けられた無端ベルト体５の外周面と間隔を開けた位置で、軸心７の軸方向の左右に２個配される。ハロゲンヒータ１２は、赤外線を放射する輻射式の赤外線ヒータの一種であり、本実施形態においては、ヒータから照射される赤外線の波長帯が０．７〜２μｍ程度の波長の物を使用している。
【００３７】
なお、本発明において赤外線ヒータとしては、本実施形態のハロゲンヒータに限定されず、例えば、カーボンヒータやセラミックヒータ等の公知の輻射式の赤外線ヒータを用いることができる。
【００３８】
図７に、保持具１及びハロゲンヒータ１２周辺部を抜き出した図１におけるＢ−Ｂ断面図を示す。図７に示されるように、ハロゲンヒータ１２の保持具１に向かって背面には、その表面が光輝アルミニウムからなる反射板１３が配されている。該反射板１３は、図７を見るとわかるように放物線形状に加工されており、その焦点を結ぶ側にハロゲンヒータ１２が位置するように配されている。
【００３９】
このハロゲンヒータ１２と反射板１３とは一体構造になっており、後述する移動機構によって、無端ベルト体５の外周面に対して前後に移動可能になっている。そのため、無端ベルト体５に代えて他の被加熱物を加熱処理する際には、その大きさに合わせてハロゲンヒータ１２と被加熱物との距離を設定することができる。
【００４０】
前記移動機構は、ガイドシャフト１４ａと、スベリネジ１４ｂと、伝達シャフト１４ｃと、つまみ１４ｄとで構成される。つまみ１４ｄを装置の使用者が回転させると、その回転が伝達シャフト１４ｃを通じてスベリネジ１４ｂに伝達され、その回転によりガイドシャフト１４ａに沿ってハロゲンヒータ１２及び反射板１３が一体となって移動自在な構造となっている。したがって、被加熱物の周長が変化した場合にも、ハロゲンヒータ１２と被加熱物との距離を適切に設定することが可能となる。その時の位置をセンサ１４ｅで検知して、いつも一定の位置で加熱することも可能となる。
【００４１】
無端ベルト体５の下方には、放射温度計１５が設置されており、これにより無端ベルト体５の外周面の温度を測定している。その測定結果は、図示していない制御手段に信号として送られ、その値に基づいてＰＩＤ制御（Ｐ：比例制御、Ｉ：積分制御、Ｄ：微分制御）にて制御された電圧をハロゲンヒータ１２に印加するようにフィードバック制御される。このフィードバック制御によって、無端ベルト体５は所望の温度に維持される。この時、ハロゲンヒータ１２から放射された赤外線が直接、放射温度計１５にて検知されないように、先覗筒１５ａが取り付けられている。そのため、無端ベルト体５が発した赤外線のみをセンシングすることが可能となり、正確に無端ベルト体５の外周面を所望の温度で加熱することが可能になる。
【００４２】
以上説明した保持具１や加熱のための機構（ハロゲンヒータ１２、反射板１３等）は、断熱板１６にていずれの方向からも囲われた閉空間の内部に設置されている。筐体３０には、断熱板１６で囲われた閉空間の内部において無端ベルト体５等の被加熱物を加熱した際に発生したガスを前記閉空間内から排気するための排気口１７が設置されている。
【００４３】
本実施形態の加熱装置は、前後左右上下の６方向を断熱板１６により囲まれた閉空間の内部を炉内として、無端ベルト体５等の被加熱物を加熱する構造となっている。その閉空間の外部は、安全のために保護板１６ｂ，１６ｃで覆われており、炉内温度に近い温度に熱せられた断熱板１６を作業者が直接触り、火傷などの外傷を負わないように配慮している。
【００４４】
前記閉空間においては、断熱板１６の一部である上部断熱板１６ａが、図１において矢印Ｘに示す方向に開閉自在な構造になっている。無端ベルト体５等の被加熱物を炉内から出し入れする際には、ギヤ１９ａを介してモータ１９の回転を支点軸１８に伝えることで、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉を開閉することができる。当該開閉扉の開放時には、保持具１やモータ１１とその回転を伝える機構部品類（１１ａ〜１１ｃ）が、図１中破線で示されるよう（該破線においては一部図示を省略している。）に、全て傾く構造になっている。この開閉動作が滑らかに動作するように、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃとバランスが取れる重量を有するカウンターウエイト２０が、前記開閉扉の開放時垂直方向位置が低下する側に取り付けられている。
【００４５】
装置の上部には、人の手を検知するセンサ２１が配されており、無端ベルト体５等の被加熱物の出し入れ時に上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が開閉しないように設置されている。センサ２１が人の手を検知した際には、無端ベルト体５の出し入れ時に誤って加熱操作をスタートさせてもエラーとなり、開閉扉の開閉機構が作動しないようになっている。
【００４６】
また、無端ベルト体５等の被加熱物の出し入れは、ワーク検知センサ２３でセンシングされ、無端ベルト体５がセットされていない状態でスタートボタン２２を押しても装置が作動しないようになっており、炉内が空の状態で加熱（空焚き）することが防止される。
【００４７】
筐体３０は、構造材２４で構成され、その構造材２４に金属カバー２５が取り付けられ、センサ２１が有効である範囲以外は全て当該金属カバー２５で覆われている。また、金属カバー２５の一部にメンテナンス扉２６ａ，２６ｂが設けられており、装置のメンテナンス時にはこのメンテナンス扉２６ａ，２６ｂを開放して、装置内部にアクセスすることができるようになっている。
【００４８】
本発明は、円筒状または無端ベルト状の基材の表面に直接、あるいは他の層を介して塗布された塗料を加熱・硬化するに適した加熱装置を開示するが、本実施形態においては、特に、表面に液状のシリコーンゴムが塗布された無端ベルト体５を被加熱物として用いている。本実施形態における無端ベルト体５は、最終的に定着ベルトとして用いられる無端ベルト体になる。
【００４９】
図８に、本実施形態の加熱装置によってシリコーンゴム層が加熱・硬化されることで得られる定着ベルトの模式拡大断面図を示す。当該定着ベルトは、図８に示されるように、基材５ａの表面（外周面）にプライマ層（接着層）５ｄを介してシリコーンゴム層５ｂが形成され、さらにプライマ層（接着層）５ｄ’を介して離型層５ｃが形成されてなり、省略された両端が接続して環状になった無端ベルト状の物である。
【００５０】
基材５ａの材質は樹脂であり、具体的にはポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂などが好適なものとして挙げられ、通常、延伸成型により５０〜９０μｍ程度の厚さで無端ベルト状に成型される。
【００５１】
シリコーンゴム層５ｂは、弾性層として機能する層であり、既述の通り液状のシリコーンゴムを塗布し、それを加熱して加硫することで硬化して形成されるものである。シリコーンゴム層５ｂの厚みは、通常１００〜３００μｍ程度の範囲から選択される。
【００５２】
離型層５ｃは、１５〜２５μｍ程度の厚みのフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥなど）からなる層である。
【００５３】
プライマ層５ｄ，５ｄ’は、厚さ数μｍ程度の接着性を有する層である。接着性向上のために、各機能を有する各層（基材５ａ，シリコーンゴム層５ｂ，離型層５ｃ）の間に介在させる。
【００５４】
これら各層は、基材５ａの表面（外周面）に、積層させるべき順に塗装して加熱を繰り返すことで積層される。これら各層は、例えば特許文献２に記載の塗膜形成装置や従来からのスプレー塗装法あるいはディッピング塗装法等による塗装装置などを用いて塗装することができる。
【００５５】
次に、本実施形態の加熱装置の動作（本発明の加熱方法の実施形態）について説明する。
【００５６】
まず、加熱処理前、本加熱装置は上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が開いた状態になっており、図１中破線で示されるように、保持具１も同様の角度になっている。ここに、不図示の把持治具で無端ベルト体５の一方の端部を内周面側から把持し他方の端部から保持具１に無端ベルト体５を骨格材８に沿って挿入する（図中２の矢印Ｙ方向）。前記把持治具の把持を解除すると、無端ベルト体５は骨格材８に沿って若干落下し保持板大９ａに突き当たる。その際、無端ベルト体５はワーク検知センサ２３で検知されている。
【００５７】
因みに、無端ベルト体５は本加熱装置による加熱処理の前の段階で、スプレー塗装法やディッピング塗装法等により、その外周面に塗膜が形成されているので該外周面を触ることができない。そのため、上記のように本加熱装置に無端ベルト体５をセットする際には、内周面から別の把持治具で把持した状態での作業となる。
【００５８】
以上の如く、無端ベルト体５を保持具１にセットした状態で、本加熱装置のスタートボタン２２を押すと、支点軸１８を回転するモータ１９が作動し、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が閉じ断熱板１６に囲まれた閉空間が生まれ、図１に実線で示されるような状態になる。
【００５９】
この時、無端ベルト体５は、図５に示されるように保持具１における骨格材８の位置する円Ｄが無端ベルト体５の内径より小さいため、その上部が骨格材８に接し支えられるが、その下部はだらんと垂れ下がった状態となる。この時の形状は、無端ベルト体５の剛性次第であり、剛性が自重に負けると垂れ下がった状態になるが、無端ベルト体５に剛性があり形状を保持できる場合は円形に近い形状（図６に近い形状）になる。いずれの場合も、上部のみが骨格材８と接触することになる。
【００６０】
以上のようにして、複数の骨格材（棒状体）８の全てが無端ベルト体（被加熱物）５の内側に位置するように無端ベルト体５が保持具（支持部材）１に吊り掛けられて、本加熱装置への無端ベルト体５のセットが完了したことになる（以上、「吊り掛け工程」）。
【００６１】
なお、この時、保持具１の骨格材８は完全に水平にはならず、２〜５°程度無端ベルト体５の挿入側が地面から離れる側に傾ける状態に角度をつけておくことが望ましい。このように角度をつけておくことで、次工程の動作で保持具１が回転した際に、無端ベルト体５が保持具１からずれたり脱落したりする可能性を低減することができる。本発明において、「略水平方向」という場合には、このように、完全に水平な状態から若干の角度を付けた場合を含む概念であり、具体的には０〜１０°程度の範囲から選択され、上記のように２〜５°程度の範囲とすることがより好ましい。
【００６２】
本加熱装置は、以上のようにして無端ベルト体５のセットが完了した状態から、加熱工程の動作が自動的に開始するようになっている。上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が閉じられたのち、モータ１１が回転しその回転駆動力が回転軸１０を通じて保持具１に伝達される。保持具１は、所定の回転数で、図２における矢印Ｚ方向に回転し、骨格材８を介して無端ベルト体５に回転が伝達され、無端ベルト体５が回転する。
【００６３】
次いで、ハロゲンヒータ１２が点灯し赤外線の輻射により無端ベルト体５が加熱される。無端ベルト体５の温度は放射温度計１５により測定され、その測定結果の信号が不図示の制御手段に送られて、ハロゲンヒータ１２の電圧を電力調整器でフィードバック制御するように構成されている。このフィードバック制御によって、所望の昇温速度で無端ベルト体５を加熱することができるとともに、前記制御手段に予めプログラムされたタイマーで所望の時間、所望の温度に維持することが可能となる。その際、ハロゲンヒータ１２は無端ベルト体５の内径に合わせて、予め移動機構（１４ａ〜１４ｄ）を用いて、無端ベルト体５との距離が適切になるように調整しておく。
【００６４】
通常、このような加熱装置では、軸方向（図１における左右方向）の両端部は中央部と比較して熱が逃げやすいため温度が落ち込む懸念がある。そこで、本実施形態では、ハロゲンヒータ１２の両端部は中央部に対して発熱量が１０〜２０％大きくなるように調整されている。そのため、無端ベルト体５の端部の温度低下も無く、均一に加熱することができる。
【００６５】
加熱時には、塗布された液状のシリコーンゴムから不純物を含むガスが放出される。そこで排気口１７から断熱板１６で囲われた閉空間内部の空気を排気し、断熱板１６の隙間から自然に外部の空気を給気することでそのガスを入れ替えている。
【００６６】
所定時間加熱し、無端ベルト体５の外周面に塗布されたシリコーンゴムが硬化した所で加熱が終了し（以上が、加熱工程）、ハロゲンヒータ１２の加熱が終了し、モータ１１の回転が停止する。その後、モータ１９が作動し、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が開き、保持具１が一緒に持ち上がって傾いた状態となる。この状態で作業者は把持治具を用いて無端ベルト体５の端部を把持し保持具から無端ベルト体５を取り出し、本加熱装置を用いた１サイクルの加熱の動作が終了することとなる。
【００６７】
加熱時において、無端ベルト体５と保持具１の外径（≒円Ｄ）の周速度は略同じになるため、無端ベルト体５と円Ｄの周長が異なることから、両者の回転数は異なることとなる。ゆえに、骨格材８と無端ベルト体５との接触部は回転ごとに２つの周長の差の分だけズレが生じる。このため、無端ベルト体５の内周面における同一の箇所に骨格材８が接触することを回避することが可能となり、全体に均一に骨格材８を接触させることが可能になる。
【００６８】
一般的に、加熱中同一の箇所が長時間治具等に触れた状態になった場合、その部分の熱容量が大きくなり、加熱による昇温速度に他の箇所と差が生ずるため、加熱・硬化処理後の塗膜（シリコーンゴム層）の外観にスジが発生する懸念がある。
【００６９】
しかし、本実施形態の加熱装置では、先述のように無端ベルト体５の内周面が均等に骨格材８と接触するため、スジの発生を抑制することができる。
【００７０】
なお、無端ベルト体５と円Ｄの周長の差Ｍが、隣接する骨格材８同士の距離Ｌの整数倍の場合には、無端ベルト体５が１回転する毎に、その整数倍分離れた骨格材８が、前に骨格材８が接触していた箇所に接触してしまうので、スジの発生を抑制するためには、ＭがＬの整数倍にならないようにすることが望ましい。
【００７１】
ただし、無端ベルト体５は、そのフレキシブルさゆえに、骨格材８に吊り掛けられた際に、吊り掛けられて骨格材８に接触している上部において、隣り合う骨格材８間で直線を描いており、厳密には円を描いていない。また、骨格材８自体の太さから、吊り掛けられて骨格材８に接触している上部において、厳密には円Ｄよりも外形が大きい。後者については、無端ベルト体５に代えて円筒体を被加熱体とした場合にも同様である。
【００７２】
そのため、上記Ｍ及びＬの関係は、上記２つの誤差要因を考慮の上で、実際に無端ベルト体５と骨格材８との接触部位の周期が重ならないように、適宜調整すればよい。即ち、本発明においては、被加熱物が支持部材の回転に従動して１回転した際に、回転前に棒状体と接触していた被加熱物の内周面の箇所が、回転後棒状体と接触しない周期となるように、各条件（被加熱物の周長、棒状体が配される円の径、棒状体の本数、棒状体の径等）を設定することが望ましい。
【００７３】
ところで、本発明においては、周期が重なって、無端ベルト体５の内周面における同一箇所が骨格材８と接触してしまうような場合であっても、回転ごとに接離を繰り返し、いつでも接触している状態が避けられるため、常に中子である保持具４１と接触しているような図１２に示される加熱装置のような構成に比して、スジむらの低減効果が期待できる。
【００７４】
本実施形態の加熱装置では、保持具１が棒状体である骨格材８で構成されており、しかもその一部だけしか無端ベルト体５と接触していないので熱容量が極めて小さく、無端ベルト体５を加熱した際の熱が支持部材としての治具（保持具１）に奪われることを抑制することができる。そのため、運転時の消費電力を少なくすることができ、省エネルギー化することができる。骨格材８に、耐熱性のある樹脂製のテープを巻いている本実施形態においては、より省エネルギー化することができる。
【００７５】
以上のように、本加熱装置の保持具１は複数の骨格材８から構成され、かつ無端ベルト体５を吊り掛けた際に無端ベルト体５の最下部が骨格材８と常に離間した状態になっていることで、スジむらのような外観欠陥発生の抑制と、加熱処理時におけるエネルギーの低減と言う、２つの効果を同時に達成することができる。
【００７６】
本実施形態においては、加熱手段が、無端ベルト体５の外周面と間隔を開けて配された赤外線ヒータであるハロゲンヒータ１２なので、炉内の昇温に時間がかかり炉内を一定温度に保たなければならない熱風式オーブン等に比べて、加熱源自体の昇温が早く、また、エネルギー効率が遥かに高く、省エネルギー化に資するとともに、処理時間の短縮にも繋がる。
【００７７】
加えて、ハロゲンヒータ１２における無端ベルト体５側とは反対側の位置に当該ハロゲンヒータ１２から放射される赤外線を無端ベルト体５側に反射する反射板１３が配されているため、無端ベルト体５の照射面に均一に赤外線を照射することができ、加熱・硬化後の塗膜の外観に垂れやスジ、ピンホールなどの欠陥が生じにくく、また、エネルギー効率が向上するため、省エネルギー化に資することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、図７に示されるように、加熱手段としてのハロゲンヒータ１２は、骨格材８が位置する円Ｄの中心点の高さ、すなわち軸心７の高さ（図７中の一点鎖線）よりも下方（矢印Ｅ方向）に配されている。そのため、ハロゲンヒータ１２は、無端ベルト体５の下方の、骨格材８が接触していない領域に赤外線を効果的に照射することができる。したがって、当該構成によれば、骨格材８に熱が奪われて無端ベルト体５の外周面の塗膜に硬化ムラが発生するのが抑制されるため、塗膜の外観に垂れやスジ、ピンホールなどの欠陥が生じにくく、かつ、省エネルギー化することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態においては、加熱手段が赤外線ヒータの一種であるハロゲンヒータ１２であることから、当然に、電圧の印加によって発熱するとともに、印加する電圧の大きさに応じてその発熱量が増減する物であり、かつ、ハロゲンヒータ１２の温度を、印加する電圧の大きさによって制御する制御手段を備えているため、例えば、ハロゲンヒータ１２に弱い電圧を印加することで加熱の出力を低下させて温度を制御することが可能となり、加熱源をＯＮ−ＯＦＦ制御する場合と比較して、定温加熱時における無端ベルト体５の温度変化が小さくなる。そのため、塗膜の外観に垂れやスジ、ピンホールなどの欠陥が生じにくく、かつ、省エネルギー化することができる。
【００８０】
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の加熱装置及び加熱方法は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、無端ベルト体を加熱する場合を例に挙げて説明しているが、本発明は円筒体を加熱する場合においても、その作用及び効果が期待できる。
【００８１】
また、支持部材として、１２本の骨格材（棒状体）８からなる保持具１を例に挙げているが、棒状体の本数に特に制限はなく、最低２本以上であれば、被加熱物が吊り掛けられて、かつ、それを回転させ得るため、本発明の構成を具備することになる。ただし、安定した回転による塗膜の平滑化の為には、棒状体があまりに少ないのは好ましくなく、最低でも３本以上、できれば４本以上、さらには５本以上の棒状体が配されていることが好ましい。棒状体の形状についても、円筒状に限定されず、円柱状は勿論、楕円筒（柱）状、半円筒（柱）状、その他各種形状の物を用いることができる。ただし、被加熱物との接触面が曲面形状であることが好ましい。
【００８２】
さらに、上記実施形態では、画像形成装置の定着部品である定着ベルトにシリコーンゴム層を形成する場合を例に挙げたが、本発明においては、定着ローラは勿論、その他あらゆる円筒体や無端ベルト体の外周面に塗膜を形成する際に好適に用いることができる。なかでも画像形成装置の定着部品は、外周面に高い平滑性が要求され、特にシリコーンゴム層は比較的肉厚で、スジむらや垂れの問題が生じやすいので、本発明の加熱装置及び加熱方法が極めて好適である。
【００８３】
さらにまた、上記実施形態では、加熱手段として赤外線ヒータを用いたバッチ方式の例を挙げたが、従来からの熱風方式の加熱手段を用いたり、さらには搬送手段をも備える連続加熱方式に適用することも可能である。勿論これらは、エネルギー効率、処理時間、装置の省スペース化等の観点からは赤外線ヒータに劣るが、支持部材として棒状体を用い、それを回転させつつ加熱し、かつ、支持部材に吊り掛けられた被加熱物の最下部が棒状体と接していない本発明の構成を具備することで、それに応じた省エネルギーを期待できる上、塗膜の垂れやピンホール、スジむらなどの外観不良の発生を抑制する効果も十分に期待できる。
【００８４】
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の加熱装置及び加熱方法を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の加熱装置乃至加熱方法の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【実施例】
【００８５】
次に、上記説明した本実施形態の加熱装置を実際に加熱に用い、本発明の効果を検証した。その検証試験の内容と結果を以下に示す。
【００８６】
塗膜の形成に供する無端ベルト体５として、ポリイミド基材（グンゼ製）からなり、円形にした際の内径が１４７ｍｍφで、幅（軸方向の長さ）が４２０ｍｍ、厚みが１１０μｍの無端ベルト体Ａと、円形にした際の内径が８０ｍｍφで、幅（軸方向の長さ）が４２０ｍｍ、厚みが９０μｍの無端ベルト体Ｂの２種類を用意した。これら基材に、液状のシリコーンゴム（ＬＲ３３９０／３０Ａ，Ｂ：旭化成ワッカー社）を湿潤膜厚が２００μｍになるように塗布した後に、本実施形態の加熱装置を用いて加熱処理した。
【００８７】
加熱の条件は、設定温度（塗膜表面の検知温度）１１０℃で、加熱時間を２９０ｓｅｃとし、保持具１の回転得度は３０回転／分（ｒｐｍ）になるようにした。
【００８８】
無端ベルト体５とハロゲンヒータ１２との距離は、無端ベルト体Ａで５０ｍｍ、無端ベルト体Ｂで７０ｍｍになるように調節した。
【００８９】
昇温は、ハロゲンヒータ１２に供給する電圧値を制御する電力調整器の設定で可変し、実際には２５％出力の設定で加熱をした。
【００９０】
ハロゲンヒータ１２には、坂口伝熱社製のコーツヒータ（ハロゲンヒータ）を１２６２Ｗ（１００Ｖ、１２．６２Ａ）で用い、全長４２０ｍｍの内、端部から１４５ｍｍの部分の配光を１３５％にアップさせて使用した。
【００９１】
保持具１の仕様は、骨格材８として外径６ｍｍφ、内径４ｍｍφのアルミニウム製パイプ１２本を１３０ｍｍφの円形（円Ｄ）上に均等な間隔（角度）で配置し、それぞれの骨格材８の外周には、厚さ１．０ｍｍのフッ素樹脂チューブを被覆して使用した。
【００９２】
図９に、加熱時における無端ベルト体５外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度変化の推移を示す。また、図１０に、温度が設定温度に到達した際の無端ベルト体５外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度を、軸心７に平行な方向に３点測定した結果を示す。
【００９３】
図１０中の０ｍｍの位置は、本加熱装置に無端ベルト体５をセットした際の保持具１の保持板大９ａ側の端部を示す。また、設定温度が１１０℃であるのに対して実測値が１００℃前後で低く計測されるのは、設定は無端ベルト体５の下方の、ハロゲンヒータ１２によって赤外線が照射される側で制御しているが、表面温度の測定は、上部にある上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉の隙間から行っているため、測定結果の方が低めの値になっている。
【００９４】
［比較例１，２］
一方、比較のため、図１１及び図１２に示す加熱装置によって実施例１と同様の加熱処理を行った。ただし、被加熱物３５，４５の基材として、円形にした際の内径が７５ｍｍφで、幅（軸方向の長さ）が３９０ｍｍ、厚みが９０μｍの無端状のポリイミド基材（無端ベルト体Ｃ）を用いて、上記検証試験と同様に液状のシリコーンゴムを塗布した上で、加熱処理を行った。
【００９５】
図１１に示す加熱装置（比較例１）は、バッチ処理タイプの箱型の熱風加熱炉（炉内容積：０．２２ｍ2、定格出力：４ｋＷ、最高温度：２５０℃）である。
【００９６】
当該加熱装置の炉内に、図１１に示される如き保持具３１に被加熱物３５を縦に保持させて入れた。炉内の温度は、１２０℃及び１５０℃に設定し、炉内の空気がその温度になっている所に保持具３１に保持された無端ベルト体３５を投入して加熱した。加熱時間は２９０ｓｅｃとした。
【００９７】
一方、図１２に示す加熱装置（比較例２）は、バッチ処理タイプの箱型の筐体内に、本実施形態におけるハロゲンヒータ１２及び反射板１３と同様のハロゲンヒータ４２及び反射板４３を用いて、かつ、被加熱物４５を保持した保持具４１を回転させながら加熱した。
【００９８】
ただし、比較例２では、実施例１（前記実施形態）の加熱装置とは、被加熱物４５を保持する保持具４１の構造が異なっており、詳しくは、保持具４１として、無端ベルト体Ｃの内径よりも外径が少し小さい（７４ｍｍφ）円筒状のアルミニウム製パイプを用いている。この保持具４１に、図１２に示されるように、無端ベルト体Ｃを巻きつけるようにして保持させている。
【００９９】
実際の生産の現場では、無端ベルト体の内径寸法は、一定の規格内でばらついているのが通例であり、全ての無端ベルト体に完全に一致した保持具を用意することは極めて困難である。そのため、保持すべき無端ベルト体の内径寸法の規格の最小値に保持具の外径を合わせることになる。そのため、無端ベルト体の外径によっては、保持具との間に隙間が生じて接触しない部分と接触する部分とが存在することになる。本比較例２では、この状態を再現している。
【０１００】
以上の実施例１と、それと比較するための比較例１及び比較例２について、形成されたシリコーンゴム層の塗膜外観を目視により観察し評価した。評価項目は、（１）スジむら、（２）垂れ、（３）ピンホールの発生程度とした。評価基準は、以下の通りである。
【０１０１】
○：発生率が１％未満である。
△：発生率が１％以上、１０％未満である。
×：発生率が１０％以上である。
【０１０２】
なお、ここでいう「発生率」とは、シリコーンゴム表面に発生する、（１）目視で視認できるスジ、（２）下端４ｍｍの範囲に発生する０．２ｍｍ以上の高さが変化する垂れ、（３）０．１ｍｍφ以上の大きさのピンホール、等の発生する割合のことである。
【０１０３】
結果を下記表１にまとめて示す。また、それぞれの加熱源の消費電力量（被加熱物１個当たり）についても併せて示す。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
上記表１に示される通り、本発明の構成を具備しない比較例１及び比較例２の加熱装置では塗膜外観と省エネルギーの両方の要求を満足することが難しく、本発明の構成を具備する実施例１の結果で、これらの問題が解決されていることがわかる。
【０１０６】
比較例１の加熱方法では、被加熱物を縦に置いて加熱しているので、塗装直後に塗膜のシリコーンゴムに垂れが生じていなくても、炉内でシリコーンゴムが加熱されるとその粘度が低下し、被加熱物の上端の塗膜が垂れやすくなる。上端の塗膜が垂れると当該箇所の塗膜の厚みが薄くなる一方、下端部は垂れたシリコーンゴムが溜まり、端部４ｍｍ程度の領域は０．２〜０．３ｍｍ程度盛り上がった形状になっていた。
【０１０７】
そこで、比較例１の加熱方法から、温度設定を１８０℃、加熱時間を２９０ｓｅｃに変更し、他の条件は同様にして、さらに加熱試験を行ってみた。その結果、シリコーンゴム層が硬化するまでの時間が短くなり、下端部の垂れが確認されたのは端部２ｍｍ程度の領域まで緩和されたが、塗膜表面にピンホール状の外観欠陥が発生しているのが確認された（上記表１における評価基準で「×」に相当）。
【０１０８】
本発明者らの経験では、昇温速度が２．０℃／ｓｅｃ以上になると、塗装時にシリコーンゴムの塗膜内に巻き込んだ空気が抜ける前にシリコーンゴムの最表面が硬化してしまい、その後空気がその硬化した膜を突き破り揮発するため、塗膜表面にピンホール状の外観欠陥が発生する確率が上昇する。したがって、比較例１の加熱装置では、如何に加熱温度を制御しても、垂れによる膜厚の乱れとピンホールが発生するという外観欠陥を共に抑制することが難しい。
【０１０９】
また、比較例１の加熱装置による加熱方式は、消費エネルギーの観点でも不利な点がある。従来、生産ラインでは休憩時間や被加熱物の種類を変えるときに、段取りなど加熱処理をしていない（炉内が空の）時間がある。しかし、比較例１の加熱装置の如く、熱風を用いた方式の加熱炉は、炉内が所定の温度になるまで時間を要する（一般的には、３０〜６０分程度）。そのため、炉内が空の時間があっても加熱装置を停止することができず、その間も多くのエネルギーを消費することとなる。従って、被加熱物１個当たりの加熱に要する電力量に換算すると、赤外線ヒータを加熱手段として用いる場合に比べて、格段に電力消費量が大きくなってしまう。
【０１１０】
一方、比較例２では、既述の如く、無端ベルト体Ｃと保持具４１との間に隙間が生じて接触しない部分と接触する部分とが存在している。両者が接触している部分では、赤外線が照射された際にその熱が保持具４１に奪われ無端ベルト体Ｃに加わる熱が減少する一方、接触していない部分ではそのまま無端ベルト体Ｃに熱が加わることとなり、双方に温度差が生じる。そのため、シリコーンゴム層が硬化するまでの時間差が生じ、温度の高い部位が先に硬化し、保持具４１と接触し温度の低い部位は後で硬化することとなる。そのため、最終的に形成されたシリコーンゴム層の表面に硬化ムラが発生し、スジ状に観察される。
【０１１１】
比較例２の加熱装置による加熱方式は、加熱手段にハロゲンヒータ４２を用いているので、通電後の温度の立ち上がりが早いため無端ベルト体Ｃを加熱していない時間にはハロゲンヒータ４２を停止することが可能となる。そのため、消費エネルギーは比較例１の加熱装置の場合ほどはかからない。しかし、本発明の構成を具備する実施例１の場合と比較すると、保持具４１の熱容量が、本実施形態における保持具１よりも大きくなり、当該保持具に奪われる熱量が多くなる。そのため、省エネルギー効果についても実施例１に比して低い結果になっている。
【符号の説明】
【０１１２】
１：保持具（支持部材）
５：無端ベルト体（被加熱物）
５’：円筒体（被加熱物）
６：つまみネジ
７：軸心
８：骨格材（棒状体）
９ａ：保持板大
９ｂ：保持板小
１０：回転軸
１１，１９：モータ
１１ａ，１１ｂ：プーリ
１１ｃ：タイミングベルト
１２：ハロゲンヒータ（加熱手段、赤外線ヒータ）
１３：反射板（反射部材）
１４ａ：ガイドシャフト
１４ｂ：スベリネジ
１４ｃ：伝達シャフト
１４ｄ：つまみ
１５：放射温度計
１５ａ：先覗筒
１６：断熱板
１６ｂ，１６ｃ：保護板
１７：排気口
１８：支点軸
１９ａ：ギヤ
２０：カウンターウエイト
２１：センサ
２２：スタートボタン
２３：ワーク検知センサ
２４：構造材
２５：金属カバー
２６ａ，２６ｂ：メンテナンス扉
３０：筐体
３１，４１：保持具
３５，４５：被加熱物
４２：ハロゲンヒータ
４３：反射板
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１３】
【特許文献１】特開２０００−２４５８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５０７３号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状もしくは無端ベルト状の被加熱物の外周面に塗料を塗布した後、加熱硬化して塗膜を形成する際に用いる加熱装置及び加熱方法に関し、特に、画像形成装置の定着装置における定着ローラや定着ベルトの表面に各種層を形成する際に、塗膜を硬化するのに適した加熱装置及び加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式による画像形成装置は、カラー化、省エネルギー化が進んでおり、それに伴い、用紙を挟み込んで圧しつつ熱によりトナーを溶融して用紙に定着させる定着プロセスに用いる定着ユニットは、ローラ方式からベルト方式へと大きく構造が変化している。
【０００３】
またごく最近では、いわゆるプロダクションプリンティング事業として従来は印刷機で対応していた高速プリンティング領域まで、電子写真の原理を用いた画像形成装置の適応範囲が広がっており、ベルト方式を採用する定着部品としての無端ベルトも、従来の５０〜７５ｍｍφの内径（円相当の内径を指す。以下、無端ベルトにおいて同様。）の物から１４５ｍｍφ以上の内径の物まで径が約２倍前後にまで拡大しており、多種多様な内径のバリエーションが増えている。
【０００４】
この定着プロセスで用いられる無端ベルトには、耐熱性ゴム（シリコーンゴム等）による弾性層（１００〜３００μｍ程度）を形成した上にプライマ（接着剤）を塗布して、離型層（フッ素樹脂等）を２０〜３０μｍ程度形成した構造の定着ベルトを用いるのが一般的となっており、各社独自の工法を開発し商品化を行っている。
【０００５】
従来、前記弾性層を形成するための工法としては、液状のシリコーンゴムをスプレーコーティングや浸漬塗工（ディッピング工法）で塗装する方法が一般的に用いられてきた。シリコーンゴムによる当該弾性層は、上記の如き方式で塗装された後に加熱装置内で約１００〜１５０℃程度の温度で加熱され加硫することで液状から固体へ変化し膜として形成されるのが一般的である。通常上記の加熱工程を１次加硫工程と呼び、従来は熱風炉を主体とした加熱方法が用いられてきた。
【０００６】
いわゆる金庫炉タイプの熱風式オーブン（加熱装置）を用いて円筒形状の被加熱物を加熱する場合、図１１に示すように、被加熱物３５の中心軸を垂直方向に向けて保持具３１で保持し、これを何本も炉内に投入し（図１１では１本のみ表す。）て加熱（焼成）するバッチ方式による加熱が一般的に行われている。このようなバッチ方式による加熱で、無端ベルト状の上記定着部品の外周面に塗装した液状のシリコーンゴムを加硫すると、塗膜の上部や端部に垂れが発生し膜厚の乱れが発生しやすい。
【０００７】
硬化までの間に液状のシリコーンゴムが垂れないように、熱風の設定温度を高く設定し急激に加熱することも考えられるが、高温による加熱では、液状のシリコーンゴムから空気が揮発し気泡となって破裂して、弾性層の表面にピンホール状の欠陥が発生しやすくなるため好ましくない。
【０００８】
画像形成装置の定着プロセスで用いられる定着部品において、このような欠陥は、ピンホールの径が０．１ｍｍφ程度でも不良となり、後から修復することができない（ピンホールを埋めることが困難である）ため、製造時の良品率を低下させる一因となる。
【０００９】
上記の課題（塗膜の垂れや外観欠陥）を解決するためには、加熱する際に被加熱物を保持具で円筒形状の中心軸を水平に保持して回転させながら熱をかける方式が考えられる。この場合は上記で紹介したような金庫炉タイプの熱風炉を用いてバッチで被加熱物を処理することに代えて、熱風炉と被加熱物の搬送装置とを組み合わせた連続加熱ができる連続熱風炉を用いることもできる。熱風炉においては、バッチ処理を行うと、その都度熱が外部に漏れ、炉内を所定の温度に戻すには時間がかかるため、被加熱物を１度に多数本まとめて処理しないと、時間効率もエネルギー効率も低下してしまう。そのため、円筒形状の中心軸を水平に保持して回転させながら熱をかける上記方式においては、これら効率性を考慮すると、連続熱風炉とすることが望ましい。
【００１０】
しかし、連続炉であるため、加熱時間にもよるが、炉長が３〜６ｍ程度と長くなりがちであり、被加熱物の入口と出口とが離れた位置になってしまい、量産ラインに設置する際の制約になり、また炉内を絶えず熱風で温めておく必要がある。例えば、加熱処理前には１時間程度予熱が必要であり、また、昼休みなど作業者の休憩時間も加熱炉の熱風は温度を維持することが必要で、消費電力が大きくなる欠点がある。
【００１１】
これらの欠点を回避するためには、熱風炉による加熱方式に代えて、特許文献１に示されるように赤外線による加熱を使うことが考えられる。赤外線による加熱の場合、加熱する際に加熱源（ヒータ）に電気を供給すればよく、上記のように消費エネルギーが大きくなることもない。
【００１２】
具体的には例えば、図１２に示すように、円筒形状の金属からなる保持具４１にセットされた被加熱物４５は、保持具４１ごと加熱装置に投入され、外周に塗装された液状のシリコーンゴムが垂れないように数〜数十ｒｐｍ（回転／分）の回転数で被加熱物４５を絶えず回転させておく。そして、被加熱物４５の近傍に配されたハロゲンヒータ４２及びその背後に配された反射板４３によって、被加熱物４５表面の液状のシリコーンゴムが加熱・硬化される。
【００１３】
このような方式では、液状のシリコーンゴムの垂れが発生し難いので、加熱温度を高温にする必要も無くピンホールのような外観欠陥を発生させないで塗膜を硬化することが可能となる。
【００１４】
しかし、円筒形状や無端ベルト状の被加熱物を加熱する際には、図１２に示されように、円筒形状の金属からなる中子を挿入して保持具４１とするのが一般的であるが、この保持具４１は通常被加熱物４５の内面を微々たる隙間無く完全に密着して保持することは困難であり、実際にこのような中子を保持具４２として加熱すると密着している所としていないところでわずかながら温度差が生じ、被加熱物４５の表面に加熱ムラが、加熱硬化後にスジとなって現れる。
【００１５】
当然、このようなスジを有する物を画像形成装置の定着部品として用いた場合、出力画像に表れるため好ましくない。また、熱容量の少ない無端ベルト状の被加熱物を加熱する際には特に、中子に熱容量の大きい保持具が挿入された状態になるため、省エネルギー化の観点からも好ましくない。
【００１６】
このように、円筒状や無端ベルト状の被加熱物に液状のシリコーンゴムを塗布して硬化（加硫）するために加熱する工程や設備では、いずれの方式においても外観欠陥の発生や省エネルギー化等いずれかの観点から問題があり、その全てを満足することができていないのが現状である。
【００１７】
以上の問題は、定着部品の外周面におけるシリコーンゴム等の弾性層の形成のみならず、広く、外周面に塗料が塗布された円筒状または無端ベルト状の被加熱物を加熱・硬化する際に用いる加熱装置全般に言えることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明は、外周面に塗料が塗布された円筒状または無端ベルト状の被加熱物を加熱・硬化する際に、塗膜の垂れやピンホール、スジむらなどの外観不良の発生を抑制することができ、かつ、省エネルギー化することができる加熱装置、及び加熱方法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】
【００１９】
上記課題は、以下に示す本発明によって達成される。
【００２０】
請求項１に記載された発明は、筐体内に、円筒状または無端ベルト状の被加熱物を内側から支持する支持部材と、前記被加熱物に熱を加える加熱手段と、が配された加熱装置において、前記支持部材が、略水平方向で平行に林立した複数の棒状体で構成されるとともに、当該複数の棒状体が、長手方向から見て１つの円周上に位置するように配されており、前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように当該被加熱物を吊り掛けた際に、当該被加熱物の最下部が前記棒状体と常に離間しており、かつ、前記複数の棒状体が前記円周上を移動するように前記支持部材を回転させる回転手段が備えられていることを特徴とする加熱装置である。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載された発明は、前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように前記被加熱物を吊り掛けて、前記回転手段により前記支持部材を回転させつつ、前記加熱手段によって前記被加熱物を加熱すると、前記支持部材（前記複数の棒状体）の下方に前記被加熱物が垂れ下がった状態になっており、前記支持部材の回転と共に前記被加熱物も回転して前記棒状体に吊り掛けられた部位がその回転と共に移動する。
【００２２】
したがって、請求項１に記載された発明によれば、前記被加熱物を回転させながら加熱するため、塗膜の垂れやピンホールが生じることが抑制される。また、前記被加熱物が前記複数の棒状体に張り渡されずに最下部が垂れ下がった状態で支持されていることから、前記被加熱物とこれを支持する前記棒状体との接触点が前記支持部材の回転により移動するため、スジむらが生じることが抑制される。さらに、前記被加熱物を支持する前記支持部材が複数の棒状体からなり、該棒状体だけが前記被加熱物の内周面と線状に接触して支持しているため、例えば、円筒形状の中子を支持部材とする場合等と比べて、支持部材の熱容量が大幅に低減され、省エネルギー化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の例示的一態様である実施形態の加熱装置を示す正面断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の加熱装置の右側断面図（Ｂ−Ｂ断面図）である。
【図３】図１中の支持部材の一部のみを抜き出した拡大正面図である。
【図４】図３におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図１及び図２中の支持部材及び被加熱物のみを抜き出した、図３におけるＣ−Ｃ断面に相当する拡大断面図である。
【図６】図５における被加熱物を無端ベルト体から円筒体に変更した場合の変形例を表す拡大断面図である。
【図７】図１中の支持部材及び加熱手段周辺部を抜き出した右側断面図（Ｂ−Ｂ断面図）である。
【図８】図１に示す実施形態の加熱装置によって得られる定着ベルトの例を示す模式拡大断面図である。
【図９】図１に示す実施形態の加熱装置を用いた検証試験において、加熱時における無端ベルト体の外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度変化の推移を示すグラフである。
【図１０】図１に示す実施形態の加熱装置を用いた検証試験において、温度が設定温度に到達した際の無端ベルト体外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度を、無端ベルト体の回転軸方向と平行な方向に３点測定した結果を示す。
【図１１】従来の金庫炉タイプの熱風式加熱装置を模式的に示す概略構成図である。
【図１２】従来の金庫炉タイプで被加熱物を回転させつつ赤外線ヒータで加熱する加熱装置を模式的に示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の加熱装置及び無端ベルト部材について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の例示的一態様である実施形態の加熱装置を示す正面断面図であり、図２はその右側方向からの断面図である。詳しくは、図１は、図２におけるＡ−Ａ断面図であり、図２は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２６】
本実施形態の加熱装置には、図１及び図２に示すように、筐体３０内に、被加熱物である無端ベルト体５を内側から支持する治具としての保持具（支持部材）１と、無端ベルト体５に熱を加えるハロゲンヒータ（加熱手段）１２とが配されている。
【００２７】
保持具１は、軸心７と、骨格材（棒状体）８と、保持板大９ａと、保持板小９ｂとから構成される。骨格材８は、例えば６ｍｍφ程度の径のステンレス製（ＳＵＳ）パイプなどの金属を曲げ加工し、さらに耐熱性を有する樹脂粘着テープを巻いて製作した物である。
【００２８】
図３に、図１中の保持具１における骨格材８及び保持板小９ｂのみを抜き出した拡大正面図を示す。また、図３におけるＣ−Ｃ断面図を図４に示す。
【００２９】
保持具１は、図４に示されるように、１２本の骨格材８が、軸心７と同軸上の円Ｄ上に位置するように等間隔で配されており、図３に示されるように、水平方向に林立して構成される。
【００３０】
骨格材８の一方の端部は、曲げ加工によって軸心７側に曲げられて、それらの縁端が描く円が円Ｄよりも小径となって、軸心７の先端にこれを中心として接続された円盤状の保持板小９ｂに取り付けられている。骨格材８の他方の端部は、軸心７の中途にこれを中心として接続された円盤状の保持板大９ａにそのまま取り付けられている。
【００３１】
したがって、軸心７の回転に連れて、１２本の骨格材８が円Ｄの周上を移動するように回転する。
【００３２】
林立した骨格材８には、図２に示されるように、被加熱物である無端ベルト体５が吊り掛けられる。図５に、図１及び図２における保持具１及び無端ベルト体５のみを抜き出した図３におけるＣ−Ｃ断面に相当する箇所での拡大断面図を示す。図５に示されるように、無端ベルト体５は、１２本の骨格材８の全てが無端ベルト体５の内側に位置するように吊り掛けられる。この際、無端ベルト体５の最下部は、骨格材８と離間している。保持具１が回転して、１２本の骨格材８が円Ｄの周上を移動すると、それに連れて無端ベルト体５も回転するが、円Ｄよりも内周長が長い無端ベルト体５は、その最下部が骨格材８と常に離間した状態になっている。
【００３３】
図６は、無端ベルト体５に代えて、円Ｄよりも内周長が長い円筒体５’を被加熱物とした変形例であり、図５と同様の位置からの拡大断面図である。円筒体５’の場合であっても、無端ベルト体５の場合と同様、１２本の骨格材８の全てが円筒体５’の内側に位置するように吊り掛けられ、その最下部が骨格材８と常に離間した状態になっている。
【００３４】
軸心７は、保持板大９ａが接続された部位からさらに延伸し、その端部近傍が回転軸１０に嵌挿されている。この回転軸１０は円筒構造をしており、その中を軸心７が貫通し、つまみネジ６にて両者が固定されている。回転軸１０と軸心７との間がつまみネジ６にて脱着可能になっていることから、種々の径（本実施形態における円Ｄの径）の保持具を用意しておき、段取り換え時に、被加熱物（本実施形態では無端ベルト体５）の内径に応じた適切な径の保持具を選択して交換することで、種々の内径の被加熱物に対応可能になっている。
【００３５】
回転軸１０にはリング状のプーリ１１ｂが取り付けられている。このプーリ１１ｂの外周には、モータ１１の軸に取り付けられたプーリ１１ａの外周との間にタイミングベルト１１ｃが架張されており、モータ１１の回転力が回転軸１０等を介して保持具１に伝達されるようになっている。
【００３６】
加熱手段であるハロゲンヒータ１２は、図２に示されるように、骨格材８に吊り掛けられた無端ベルト体５の外周面と間隔を開けた位置で、軸心７の軸方向の左右に２個配される。ハロゲンヒータ１２は、赤外線を放射する輻射式の赤外線ヒータの一種であり、本実施形態においては、ヒータから照射される赤外線の波長帯が０．７〜２μｍ程度の波長の物を使用している。
【００３７】
なお、本発明において赤外線ヒータとしては、本実施形態のハロゲンヒータに限定されず、例えば、カーボンヒータやセラミックヒータ等の公知の輻射式の赤外線ヒータを用いることができる。
【００３８】
図７に、保持具１及びハロゲンヒータ１２周辺部を抜き出した図１におけるＢ−Ｂ断面図を示す。図７に示されるように、ハロゲンヒータ１２の保持具１に向かって背面には、その表面が光輝アルミニウムからなる反射板１３が配されている。該反射板１３は、図７を見るとわかるように放物線形状に加工されており、その焦点を結ぶ側にハロゲンヒータ１２が位置するように配されている。
【００３９】
このハロゲンヒータ１２と反射板１３とは一体構造になっており、後述する移動機構によって、無端ベルト体５の外周面に対して前後に移動可能になっている。そのため、無端ベルト体５に代えて他の被加熱物を加熱処理する際には、その大きさに合わせてハロゲンヒータ１２と被加熱物との距離を設定することができる。
【００４０】
前記移動機構は、ガイドシャフト１４ａと、スベリネジ１４ｂと、伝達シャフト１４ｃと、つまみ１４ｄとで構成される。つまみ１４ｄを装置の使用者が回転させると、その回転が伝達シャフト１４ｃを通じてスベリネジ１４ｂに伝達され、その回転によりガイドシャフト１４ａに沿ってハロゲンヒータ１２及び反射板１３が一体となって移動自在な構造となっている。したがって、被加熱物の周長が変化した場合にも、ハロゲンヒータ１２と被加熱物との距離を適切に設定することが可能となる。その時の位置をセンサ１４ｅで検知して、いつも一定の位置で加熱することも可能となる。
【００４１】
無端ベルト体５の下方には、放射温度計１５が設置されており、これにより無端ベルト体５の外周面の温度を測定している。その測定結果は、図示していない制御手段に信号として送られ、その値に基づいてＰＩＤ制御（Ｐ：比例制御、Ｉ：積分制御、Ｄ：微分制御）にて制御された電圧をハロゲンヒータ１２に印加するようにフィードバック制御される。このフィードバック制御によって、無端ベルト体５は所望の温度に維持される。この時、ハロゲンヒータ１２から放射された赤外線が直接、放射温度計１５にて検知されないように、先覗筒１５ａが取り付けられている。そのため、無端ベルト体５が発した赤外線のみをセンシングすることが可能となり、正確に無端ベルト体５の外周面を所望の温度で加熱することが可能になる。
【００４２】
以上説明した保持具１や加熱のための機構（ハロゲンヒータ１２、反射板１３等）は、断熱板１６にていずれの方向からも囲われた閉空間の内部に設置されている。筐体３０には、断熱板１６で囲われた閉空間の内部において無端ベルト体５等の被加熱物を加熱した際に発生したガスを前記閉空間内から排気するための排気口１７が設置されている。
【００４３】
本実施形態の加熱装置は、前後左右上下の６方向を断熱板１６により囲まれた閉空間の内部を炉内として、無端ベルト体５等の被加熱物を加熱する構造となっている。その閉空間の外部は、安全のために保護板１６ｂ，１６ｃで覆われており、炉内温度に近い温度に熱せられた断熱板１６を作業者が直接触り、火傷などの外傷を負わないように配慮している。
【００４４】
前記閉空間においては、断熱板１６の一部である上部断熱板１６ａが、図１において矢印Ｘに示す方向に開閉自在な構造になっている。無端ベルト体５等の被加熱物を炉内から出し入れする際には、ギヤ１９ａを介してモータ１９の回転を支点軸１８に伝えることで、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉を開閉することができる。当該開閉扉の開放時には、保持具１やモータ１１とその回転を伝える機構部品類（１１ａ〜１１ｃ）が、図１中破線で示されるよう（該破線においては一部図示を省略している。）に、全て傾く構造になっている。この開閉動作が滑らかに動作するように、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃとバランスが取れる重量を有するカウンターウエイト２０が、前記開閉扉の開放時垂直方向位置が低下する側に取り付けられている。
【００４５】
装置の上部には、人の手を検知するセンサ２１が配されており、無端ベルト体５等の被加熱物の出し入れ時に上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が開閉しないように設置されている。センサ２１が人の手を検知した際には、無端ベルト体５の出し入れ時に誤って加熱操作をスタートさせてもエラーとなり、開閉扉の開閉機構が作動しないようになっている。
【００４６】
また、無端ベルト体５等の被加熱物の出し入れは、ワーク検知センサ２３でセンシングされ、無端ベルト体５がセットされていない状態でスタートボタン２２を押しても装置が作動しないようになっており、炉内が空の状態で加熱（空焚き）することが防止される。
【００４７】
筐体３０は、構造材２４で構成され、その構造材２４に金属カバー２５が取り付けられ、センサ２１が有効である範囲以外は全て当該金属カバー２５で覆われている。また、金属カバー２５の一部にメンテナンス扉２６ａ，２６ｂが設けられており、装置のメンテナンス時にはこのメンテナンス扉２６ａ，２６ｂを開放して、装置内部にアクセスすることができるようになっている。
【００４８】
本発明は、円筒状または無端ベルト状の基材の表面に直接、あるいは他の層を介して塗布された塗料を加熱・硬化するに適した加熱装置を開示するが、本実施形態においては、特に、表面に液状のシリコーンゴムが塗布された無端ベルト体５を被加熱物として用いている。本実施形態における無端ベルト体５は、最終的に定着ベルトとして用いられる無端ベルト体になる。
【００４９】
図８に、本実施形態の加熱装置によってシリコーンゴム層が加熱・硬化されることで得られる定着ベルトの模式拡大断面図を示す。当該定着ベルトは、図８に示されるように、基材５ａの表面（外周面）にプライマ層（接着層）５ｄを介してシリコーンゴム層５ｂが形成され、さらにプライマ層（接着層）５ｄ’を介して離型層５ｃが形成されてなり、省略された両端が接続して環状になった無端ベルト状の物である。
【００５０】
基材５ａの材質は樹脂であり、具体的にはポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂などが好適なものとして挙げられ、通常、延伸成型により５０〜９０μｍ程度の厚さで無端ベルト状に成型される。
【００５１】
シリコーンゴム層５ｂは、弾性層として機能する層であり、既述の通り液状のシリコーンゴムを塗布し、それを加熱して加硫することで硬化して形成されるものである。シリコーンゴム層５ｂの厚みは、通常１００〜３００μｍ程度の範囲から選択される。
【００５２】
離型層５ｃは、１５〜２５μｍ程度の厚みのフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥなど）からなる層である。
【００５３】
プライマ層５ｄ，５ｄ’は、厚さ数μｍ程度の接着性を有する層である。接着性向上のために、各機能を有する各層（基材５ａ，シリコーンゴム層５ｂ，離型層５ｃ）の間に介在させる。
【００５４】
これら各層は、基材５ａの表面（外周面）に、積層させるべき順に塗装して加熱を繰り返すことで積層される。これら各層は、例えば特許文献２に記載の塗膜形成装置や従来からのスプレー塗装法あるいはディッピング塗装法等による塗装装置などを用いて塗装することができる。
【００５５】
次に、本実施形態の加熱装置の動作（本発明の加熱方法の実施形態）について説明する。
【００５６】
まず、加熱処理前、本加熱装置は上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が開いた状態になっており、図１中破線で示されるように、保持具１も同様の角度になっている。ここに、不図示の把持治具で無端ベルト体５の一方の端部を内周面側から把持し他方の端部から保持具１に無端ベルト体５を骨格材８に沿って挿入する（図中２の矢印Ｙ方向）。前記把持治具の把持を解除すると、無端ベルト体５は骨格材８に沿って若干落下し保持板大９ａに突き当たる。その際、無端ベルト体５はワーク検知センサ２３で検知されている。
【００５７】
因みに、無端ベルト体５は本加熱装置による加熱処理の前の段階で、スプレー塗装法やディッピング塗装法等により、その外周面に塗膜が形成されているので該外周面を触ることができない。そのため、上記のように本加熱装置に無端ベルト体５をセットする際には、内周面から別の把持治具で把持した状態での作業となる。
【００５８】
以上の如く、無端ベルト体５を保持具１にセットした状態で、本加熱装置のスタートボタン２２を押すと、支点軸１８を回転するモータ１９が作動し、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が閉じ断熱板１６に囲まれた閉空間が生まれ、図１に実線で示されるような状態になる。
【００５９】
この時、無端ベルト体５は、図５に示されるように保持具１における骨格材８の位置する円Ｄが無端ベルト体５の内径より小さいため、その上部が骨格材８に接し支えられるが、その下部はだらんと垂れ下がった状態となる。この時の形状は、無端ベルト体５の剛性次第であり、剛性が自重に負けると垂れ下がった状態になるが、無端ベルト体５に剛性があり形状を保持できる場合は円形に近い形状（図６に近い形状）になる。いずれの場合も、上部のみが骨格材８と接触することになる。
【００６０】
以上のようにして、複数の骨格材（棒状体）８の全てが無端ベルト体（被加熱物）５の内側に位置するように無端ベルト体５が保持具（支持部材）１に吊り掛けられて、本加熱装置への無端ベルト体５のセットが完了したことになる（以上、「吊り掛け工程」）。
【００６１】
なお、この時、保持具１の骨格材８は完全に水平にはならず、２〜５°程度無端ベルト体５の挿入側が地面から離れる側に傾ける状態に角度をつけておくことが望ましい。このように角度をつけておくことで、次工程の動作で保持具１が回転した際に、無端ベルト体５が保持具１からずれたり脱落したりする可能性を低減することができる。本発明において、「略水平方向」という場合には、このように、完全に水平な状態から若干の角度を付けた場合を含む概念であり、具体的には０〜１０°程度の範囲から選択され、上記のように２〜５°程度の範囲とすることがより好ましい。
【００６２】
本加熱装置は、以上のようにして無端ベルト体５のセットが完了した状態から、加熱工程の動作が自動的に開始するようになっている。上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が閉じられたのち、モータ１１が回転しその回転駆動力が回転軸１０を通じて保持具１に伝達される。保持具１は、所定の回転数で、図２における矢印Ｚ方向に回転し、骨格材８を介して無端ベルト体５に回転が伝達され、無端ベルト体５が回転する。
【００６３】
次いで、ハロゲンヒータ１２が点灯し赤外線の輻射により無端ベルト体５が加熱される。無端ベルト体５の温度は放射温度計１５により測定され、その測定結果の信号が不図示の制御手段に送られて、ハロゲンヒータ１２の電圧を電力調整器でフィードバック制御するように構成されている。このフィードバック制御によって、所望の昇温速度で無端ベルト体５を加熱することができるとともに、前記制御手段に予めプログラムされたタイマーで所望の時間、所望の温度に維持することが可能となる。その際、ハロゲンヒータ１２は無端ベルト体５の内径に合わせて、予め移動機構（１４ａ〜１４ｄ）を用いて、無端ベルト体５との距離が適切になるように調整しておく。
【００６４】
通常、このような加熱装置では、軸方向（図１における左右方向）の両端部は中央部と比較して熱が逃げやすいため温度が落ち込む懸念がある。そこで、本実施形態では、ハロゲンヒータ１２の両端部は中央部に対して発熱量が１０〜２０％大きくなるように調整されている。そのため、無端ベルト体５の端部の温度低下も無く、均一に加熱することができる。
【００６５】
加熱時には、塗布された液状のシリコーンゴムから不純物を含むガスが放出される。そこで排気口１７から断熱板１６で囲われた閉空間内部の空気を排気し、断熱板１６の隙間から自然に外部の空気を給気することでそのガスを入れ替えている。
【００６６】
所定時間加熱し、無端ベルト体５の外周面に塗布されたシリコーンゴムが硬化した所で加熱が終了し（以上が、加熱工程）、ハロゲンヒータ１２の加熱が終了し、モータ１１の回転が停止する。その後、モータ１９が作動し、上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉が開き、保持具１が一緒に持ち上がって傾いた状態となる。この状態で作業者は把持治具を用いて無端ベルト体５の端部を把持し保持具から無端ベルト体５を取り出し、本加熱装置を用いた１サイクルの加熱の動作が終了することとなる。
【００６７】
加熱時において、無端ベルト体５と保持具１の外径（≒円Ｄ）の周速度は略同じになるため、無端ベルト体５と円Ｄの周長が異なることから、両者の回転数は異なることとなる。ゆえに、骨格材８と無端ベルト体５との接触部は回転ごとに２つの周長の差の分だけズレが生じる。このため、無端ベルト体５の内周面における同一の箇所に骨格材８が接触することを回避することが可能となり、全体に均一に骨格材８を接触させることが可能になる。
【００６８】
一般的に、加熱中同一の箇所が長時間治具等に触れた状態になった場合、その部分の熱容量が大きくなり、加熱による昇温速度に他の箇所と差が生ずるため、加熱・硬化処理後の塗膜（シリコーンゴム層）の外観にスジが発生する懸念がある。
【００６９】
しかし、本実施形態の加熱装置では、先述のように無端ベルト体５の内周面が均等に骨格材８と接触するため、スジの発生を抑制することができる。
【００７０】
なお、無端ベルト体５と円Ｄの周長の差Ｍが、隣接する骨格材８同士の距離Ｌの整数倍の場合には、無端ベルト体５が１回転する毎に、その整数倍分離れた骨格材８が、前に骨格材８が接触していた箇所に接触してしまうので、スジの発生を抑制するためには、ＭがＬの整数倍にならないようにすることが望ましい。
【００７１】
ただし、無端ベルト体５は、そのフレキシブルさゆえに、骨格材８に吊り掛けられた際に、吊り掛けられて骨格材８に接触している上部において、隣り合う骨格材８間で直線を描いており、厳密には円を描いていない。また、骨格材８自体の太さから、吊り掛けられて骨格材８に接触している上部において、厳密には円Ｄよりも外形が大きい。後者については、無端ベルト体５に代えて円筒体を被加熱体とした場合にも同様である。
【００７２】
そのため、上記Ｍ及びＬの関係は、上記２つの誤差要因を考慮の上で、実際に無端ベルト体５と骨格材８との接触部位の周期が重ならないように、適宜調整すればよい。即ち、本発明においては、被加熱物が支持部材の回転に従動して１回転した際に、回転前に棒状体と接触していた被加熱物の内周面の箇所が、回転後棒状体と接触しない周期となるように、各条件（被加熱物の周長、棒状体が配される円の径、棒状体の本数、棒状体の径等）を設定することが望ましい。
【００７３】
ところで、本発明においては、周期が重なって、無端ベルト体５の内周面における同一箇所が骨格材８と接触してしまうような場合であっても、回転ごとに接離を繰り返し、いつでも接触している状態が避けられるため、常に中子である保持具４１と接触しているような図１２に示される加熱装置のような構成に比して、スジむらの低減効果が期待できる。
【００７４】
本実施形態の加熱装置では、保持具１が棒状体である骨格材８で構成されており、しかもその一部だけしか無端ベルト体５と接触していないので熱容量が極めて小さく、無端ベルト体５を加熱した際の熱が支持部材としての治具（保持具１）に奪われることを抑制することができる。そのため、運転時の消費電力を少なくすることができ、省エネルギー化することができる。骨格材８に、耐熱性のある樹脂製のテープを巻いている本実施形態においては、より省エネルギー化することができる。
【００７５】
以上のように、本加熱装置の保持具１は複数の骨格材８から構成され、かつ無端ベルト体５を吊り掛けた際に無端ベルト体５の最下部が骨格材８と常に離間した状態になっていることで、スジむらのような外観欠陥発生の抑制と、加熱処理時におけるエネルギーの低減と言う、２つの効果を同時に達成することができる。
【００７６】
本実施形態においては、加熱手段が、無端ベルト体５の外周面と間隔を開けて配された赤外線ヒータであるハロゲンヒータ１２なので、炉内の昇温に時間がかかり炉内を一定温度に保たなければならない熱風式オーブン等に比べて、加熱源自体の昇温が早く、また、エネルギー効率が遥かに高く、省エネルギー化に資するとともに、処理時間の短縮にも繋がる。
【００７７】
加えて、ハロゲンヒータ１２における無端ベルト体５側とは反対側の位置に当該ハロゲンヒータ１２から放射される赤外線を無端ベルト体５側に反射する反射板１３が配されているため、無端ベルト体５の照射面に均一に赤外線を照射することができ、加熱・硬化後の塗膜の外観に垂れやスジ、ピンホールなどの欠陥が生じにくく、また、エネルギー効率が向上するため、省エネルギー化に資することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、図７に示されるように、加熱手段としてのハロゲンヒータ１２は、骨格材８が位置する円Ｄの中心点の高さ、すなわち軸心７の高さ（図７中の一点鎖線）よりも下方（矢印Ｅ方向）に配されている。そのため、ハロゲンヒータ１２は、無端ベルト体５の下方の、骨格材８が接触していない領域に赤外線を効果的に照射することができる。したがって、当該構成によれば、骨格材８に熱が奪われて無端ベルト体５の外周面の塗膜に硬化ムラが発生するのが抑制されるため、塗膜の外観に垂れやスジ、ピンホールなどの欠陥が生じにくく、かつ、省エネルギー化することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態においては、加熱手段が赤外線ヒータの一種であるハロゲンヒータ１２であることから、当然に、電圧の印加によって発熱するとともに、印加する電圧の大きさに応じてその発熱量が増減する物であり、かつ、ハロゲンヒータ１２の温度を、印加する電圧の大きさによって制御する制御手段を備えているため、例えば、ハロゲンヒータ１２に弱い電圧を印加することで加熱の出力を低下させて温度を制御することが可能となり、加熱源をＯＮ−ＯＦＦ制御する場合と比較して、定温加熱時における無端ベルト体５の温度変化が小さくなる。そのため、塗膜の外観に垂れやスジ、ピンホールなどの欠陥が生じにくく、かつ、省エネルギー化することができる。
【００８０】
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の加熱装置及び加熱方法は上記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、無端ベルト体を加熱する場合を例に挙げて説明しているが、本発明は円筒体を加熱する場合においても、その作用及び効果が期待できる。
【００８１】
また、支持部材として、１２本の骨格材（棒状体）８からなる保持具１を例に挙げているが、棒状体の本数に特に制限はなく、最低２本以上であれば、被加熱物が吊り掛けられて、かつ、それを回転させ得るため、本発明の構成を具備することになる。ただし、安定した回転による塗膜の平滑化の為には、棒状体があまりに少ないのは好ましくなく、最低でも３本以上、できれば４本以上、さらには５本以上の棒状体が配されていることが好ましい。棒状体の形状についても、円筒状に限定されず、円柱状は勿論、楕円筒（柱）状、半円筒（柱）状、その他各種形状の物を用いることができる。ただし、被加熱物との接触面が曲面形状であることが好ましい。
【００８２】
さらに、上記実施形態では、画像形成装置の定着部品である定着ベルトにシリコーンゴム層を形成する場合を例に挙げたが、本発明においては、定着ローラは勿論、その他あらゆる円筒体や無端ベルト体の外周面に塗膜を形成する際に好適に用いることができる。なかでも画像形成装置の定着部品は、外周面に高い平滑性が要求され、特にシリコーンゴム層は比較的肉厚で、スジむらや垂れの問題が生じやすいので、本発明の加熱装置及び加熱方法が極めて好適である。
【００８３】
さらにまた、上記実施形態では、加熱手段として赤外線ヒータを用いたバッチ方式の例を挙げたが、従来からの熱風方式の加熱手段を用いたり、さらには搬送手段をも備える連続加熱方式に適用することも可能である。勿論これらは、エネルギー効率、処理時間、装置の省スペース化等の観点からは赤外線ヒータに劣るが、支持部材として棒状体を用い、それを回転させつつ加熱し、かつ、支持部材に吊り掛けられた被加熱物の最下部が棒状体と接していない本発明の構成を具備することで、それに応じた省エネルギーを期待できる上、塗膜の垂れやピンホール、スジむらなどの外観不良の発生を抑制する効果も十分に期待できる。
【００８４】
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の加熱装置及び加熱方法を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の加熱装置乃至加熱方法の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【実施例】
【００８５】
次に、上記説明した本実施形態の加熱装置を実際に加熱に用い、本発明の効果を検証した。その検証試験の内容と結果を以下に示す。
【００８６】
塗膜の形成に供する無端ベルト体５として、ポリイミド基材（グンゼ製）からなり、円形にした際の内径が１４７ｍｍφで、幅（軸方向の長さ）が４２０ｍｍ、厚みが１１０μｍの無端ベルト体Ａと、円形にした際の内径が８０ｍｍφで、幅（軸方向の長さ）が４２０ｍｍ、厚みが９０μｍの無端ベルト体Ｂの２種類を用意した。これら基材に、液状のシリコーンゴム（ＬＲ３３９０／３０Ａ，Ｂ：旭化成ワッカー社）を湿潤膜厚が２００μｍになるように塗布した後に、本実施形態の加熱装置を用いて加熱処理した。
【００８７】
加熱の条件は、設定温度（塗膜表面の検知温度）１１０℃で、加熱時間を２９０ｓｅｃとし、保持具１の回転得度は３０回転／分（ｒｐｍ）になるようにした。
【００８８】
無端ベルト体５とハロゲンヒータ１２との距離は、無端ベルト体Ａで５０ｍｍ、無端ベルト体Ｂで７０ｍｍになるように調節した。
【００８９】
昇温は、ハロゲンヒータ１２に供給する電圧値を制御する電力調整器の設定で可変し、実際には２５％出力の設定で加熱をした。
【００９０】
ハロゲンヒータ１２には、坂口伝熱社製のコーツヒータ（ハロゲンヒータ）を１２６２Ｗ（１００Ｖ、１２．６２Ａ）で用い、全長４２０ｍｍの内、端部から１４５ｍｍの部分の配光を１３５％にアップさせて使用した。
【００９１】
保持具１の仕様は、骨格材８として外径６ｍｍφ、内径４ｍｍφのアルミニウム製パイプ１２本を１３０ｍｍφの円形（円Ｄ）上に均等な間隔（角度）で配置し、それぞれの骨格材８の外周には、厚さ１．０ｍｍのフッ素樹脂チューブを被覆して使用した。
【００９２】
図９に、加熱時における無端ベルト体５外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度変化の推移を示す。また、図１０に、温度が設定温度に到達した際の無端ベルト体５外周面に形成されたシリコーンゴム層表面の温度を、軸心７に平行な方向に３点測定した結果を示す。
【００９３】
図１０中の０ｍｍの位置は、本加熱装置に無端ベルト体５をセットした際の保持具１の保持板大９ａ側の端部を示す。また、設定温度が１１０℃であるのに対して実測値が１００℃前後で低く計測されるのは、設定は無端ベルト体５の下方の、ハロゲンヒータ１２によって赤外線が照射される側で制御しているが、表面温度の測定は、上部にある上部断熱板１６ａ及び上部保護板１６ｃからなる開閉扉の隙間から行っているため、測定結果の方が低めの値になっている。
【００９４】
［比較例１，２］
一方、比較のため、図１１及び図１２に示す加熱装置によって実施例１と同様の加熱処理を行った。ただし、被加熱物３５，４５の基材として、円形にした際の内径が７５ｍｍφで、幅（軸方向の長さ）が３９０ｍｍ、厚みが９０μｍの無端状のポリイミド基材（無端ベルト体Ｃ）を用いて、上記検証試験と同様に液状のシリコーンゴムを塗布した上で、加熱処理を行った。
【００９５】
図１１に示す加熱装置（比較例１）は、バッチ処理タイプの箱型の熱風加熱炉（炉内容積：０．２２ｍ2、定格出力：４ｋＷ、最高温度：２５０℃）である。
【００９６】
当該加熱装置の炉内に、図１１に示される如き保持具３１に被加熱物３５を縦に保持させて入れた。炉内の温度は、１２０℃及び１５０℃に設定し、炉内の空気がその温度になっている所に保持具３１に保持された無端ベルト体３５を投入して加熱した。加熱時間は２９０ｓｅｃとした。
【００９７】
一方、図１２に示す加熱装置（比較例２）は、バッチ処理タイプの箱型の筐体内に、本実施形態におけるハロゲンヒータ１２及び反射板１３と同様のハロゲンヒータ４２及び反射板４３を用いて、かつ、被加熱物４５を保持した保持具４１を回転させながら加熱した。
【００９８】
ただし、比較例２では、実施例１（前記実施形態）の加熱装置とは、被加熱物４５を保持する保持具４１の構造が異なっており、詳しくは、保持具４１として、無端ベルト体Ｃの内径よりも外径が少し小さい（７４ｍｍφ）円筒状のアルミニウム製パイプを用いている。この保持具４１に、図１２に示されるように、無端ベルト体Ｃを巻きつけるようにして保持させている。
【００９９】
実際の生産の現場では、無端ベルト体の内径寸法は、一定の規格内でばらついているのが通例であり、全ての無端ベルト体に完全に一致した保持具を用意することは極めて困難である。そのため、保持すべき無端ベルト体の内径寸法の規格の最小値に保持具の外径を合わせることになる。そのため、無端ベルト体の外径によっては、保持具との間に隙間が生じて接触しない部分と接触する部分とが存在することになる。本比較例２では、この状態を再現している。
【０１００】
以上の実施例１と、それと比較するための比較例１及び比較例２について、形成されたシリコーンゴム層の塗膜外観を目視により観察し評価した。評価項目は、（１）スジむら、（２）垂れ、（３）ピンホールの発生程度とした。評価基準は、以下の通りである。
【０１０１】
○：発生率が１％未満である。
△：発生率が１％以上、１０％未満である。
×：発生率が１０％以上である。
【０１０２】
なお、ここでいう「発生率」とは、シリコーンゴム表面に発生する、（１）目視で視認できるスジ、（２）下端４ｍｍの範囲に発生する０．２ｍｍ以上の高さが変化する垂れ、（３）０．１ｍｍφ以上の大きさのピンホール、等の発生する割合のことである。
【０１０３】
結果を下記表１にまとめて示す。また、それぞれの加熱源の消費電力量（被加熱物１個当たり）についても併せて示す。
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
上記表１に示される通り、本発明の構成を具備しない比較例１及び比較例２の加熱装置では塗膜外観と省エネルギーの両方の要求を満足することが難しく、本発明の構成を具備する実施例１の結果で、これらの問題が解決されていることがわかる。
【０１０６】
比較例１の加熱方法では、被加熱物を縦に置いて加熱しているので、塗装直後に塗膜のシリコーンゴムに垂れが生じていなくても、炉内でシリコーンゴムが加熱されるとその粘度が低下し、被加熱物の上端の塗膜が垂れやすくなる。上端の塗膜が垂れると当該箇所の塗膜の厚みが薄くなる一方、下端部は垂れたシリコーンゴムが溜まり、端部４ｍｍ程度の領域は０．２〜０．３ｍｍ程度盛り上がった形状になっていた。
【０１０７】
そこで、比較例１の加熱方法から、温度設定を１８０℃、加熱時間を２９０ｓｅｃに変更し、他の条件は同様にして、さらに加熱試験を行ってみた。その結果、シリコーンゴム層が硬化するまでの時間が短くなり、下端部の垂れが確認されたのは端部２ｍｍ程度の領域まで緩和されたが、塗膜表面にピンホール状の外観欠陥が発生しているのが確認された（上記表１における評価基準で「×」に相当）。
【０１０８】
本発明者らの経験では、昇温速度が２．０℃／ｓｅｃ以上になると、塗装時にシリコーンゴムの塗膜内に巻き込んだ空気が抜ける前にシリコーンゴムの最表面が硬化してしまい、その後空気がその硬化した膜を突き破り揮発するため、塗膜表面にピンホール状の外観欠陥が発生する確率が上昇する。したがって、比較例１の加熱装置では、如何に加熱温度を制御しても、垂れによる膜厚の乱れとピンホールが発生するという外観欠陥を共に抑制することが難しい。
【０１０９】
また、比較例１の加熱装置による加熱方式は、消費エネルギーの観点でも不利な点がある。従来、生産ラインでは休憩時間や被加熱物の種類を変えるときに、段取りなど加熱処理をしていない（炉内が空の）時間がある。しかし、比較例１の加熱装置の如く、熱風を用いた方式の加熱炉は、炉内が所定の温度になるまで時間を要する（一般的には、３０〜６０分程度）。そのため、炉内が空の時間があっても加熱装置を停止することができず、その間も多くのエネルギーを消費することとなる。従って、被加熱物１個当たりの加熱に要する電力量に換算すると、赤外線ヒータを加熱手段として用いる場合に比べて、格段に電力消費量が大きくなってしまう。
【０１１０】
一方、比較例２では、既述の如く、無端ベルト体Ｃと保持具４１との間に隙間が生じて接触しない部分と接触する部分とが存在している。両者が接触している部分では、赤外線が照射された際にその熱が保持具４１に奪われ無端ベルト体Ｃに加わる熱が減少する一方、接触していない部分ではそのまま無端ベルト体Ｃに熱が加わることとなり、双方に温度差が生じる。そのため、シリコーンゴム層が硬化するまでの時間差が生じ、温度の高い部位が先に硬化し、保持具４１と接触し温度の低い部位は後で硬化することとなる。そのため、最終的に形成されたシリコーンゴム層の表面に硬化ムラが発生し、スジ状に観察される。
【０１１１】
比較例２の加熱装置による加熱方式は、加熱手段にハロゲンヒータ４２を用いているので、通電後の温度の立ち上がりが早いため無端ベルト体Ｃを加熱していない時間にはハロゲンヒータ４２を停止することが可能となる。そのため、消費エネルギーは比較例１の加熱装置の場合ほどはかからない。しかし、本発明の構成を具備する実施例１の場合と比較すると、保持具４１の熱容量が、本実施形態における保持具１よりも大きくなり、当該保持具に奪われる熱量が多くなる。そのため、省エネルギー効果についても実施例１に比して低い結果になっている。
【符号の説明】
【０１１２】
１：保持具（支持部材）
５：無端ベルト体（被加熱物）
５’：円筒体（被加熱物）
６：つまみネジ
７：軸心
８：骨格材（棒状体）
９ａ：保持板大
９ｂ：保持板小
１０：回転軸
１１，１９：モータ
１１ａ，１１ｂ：プーリ
１１ｃ：タイミングベルト
１２：ハロゲンヒータ（加熱手段、赤外線ヒータ）
１３：反射板（反射部材）
１４ａ：ガイドシャフト
１４ｂ：スベリネジ
１４ｃ：伝達シャフト
１４ｄ：つまみ
１５：放射温度計
１５ａ：先覗筒
１６：断熱板
１６ｂ，１６ｃ：保護板
１７：排気口
１８：支点軸
１９ａ：ギヤ
２０：カウンターウエイト
２１：センサ
２２：スタートボタン
２３：ワーク検知センサ
２４：構造材
２５：金属カバー
２６ａ，２６ｂ：メンテナンス扉
３０：筐体
３１，４１：保持具
３５，４５：被加熱物
４２：ハロゲンヒータ
４３：反射板
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１３】
【特許文献１】特開２０００−２４５８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５０７３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、円筒状または無端ベルト状の被加熱物を内側から支持する支持部材と、前記被加熱物に熱を加える加熱手段と、が配された加熱装置において、
前記支持部材が、略水平方向で平行に林立した複数の棒状体で構成されるとともに、当該複数の棒状体が、長手方向から見て１つの円周上に位置するように配されており、
前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように当該被加熱物を吊り掛けた際に、当該被加熱物の最下部が前記棒状体と常に離間しており、かつ、
前記複数の棒状体が前記円周上を移動するように前記支持部材を回転させる回転手段が備えられている
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱手段が、前記棒状体が位置する円周の中心点の高さよりも下方に配されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記加熱手段が、前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように前記被加熱物を吊り掛けた際の当該被加熱物の外周面と間隔を開けて配された、赤外線ヒータであることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記赤外線ヒータから放射される赤外線を前記被加熱物側に反射する反射部材が、該赤外線ヒータにおける前記被加熱物側とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記加熱手段が、電圧の印加によって発熱するとともに、印加する電圧の大きさに応じてその発熱量が増減するヒータであり、かつ、
前記ヒータの温度を、印加する電圧の大きさによって制御する制御手段
を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項６】
前記被加熱物が、画像形成装置の定着部品としての定着ロールまたは定着ベルトであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の加熱装置を用いて、円筒状または無端ベルト状の被加熱物を加熱する加熱方法であって、
前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように前記被加熱物を前記支持部材に吊り掛ける吊り掛け工程と、
前記回転手段によって前記支持部材を回転させつつ、前記加熱手段によって前記被加熱物を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とする加熱方法。
【請求項８】
前記被加熱物として、前記支持部材に吊り掛けられた際に、その最下部が前記棒状体と常に離間した状態になる内周長の円筒体または無端ベルト体を用いることを特徴とする請求項７に記載の加熱方法。
【請求項１】
筐体内に、円筒状または無端ベルト状の被加熱物を内側から支持する支持部材と、前記被加熱物に熱を加える加熱手段と、が配された加熱装置において、
前記支持部材が、略水平方向で平行に林立した複数の棒状体で構成されるとともに、当該複数の棒状体が、長手方向から見て１つの円周上に位置するように配されており、
前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように当該被加熱物を吊り掛けた際に、当該被加熱物の最下部が前記棒状体と常に離間しており、かつ、
前記複数の棒状体が前記円周上を移動するように前記支持部材を回転させる回転手段が備えられている
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱手段が、前記棒状体が位置する円周の中心点の高さよりも下方に配されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記加熱手段が、前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように前記被加熱物を吊り掛けた際の当該被加熱物の外周面と間隔を開けて配された、赤外線ヒータであることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記赤外線ヒータから放射される赤外線を前記被加熱物側に反射する反射部材が、該赤外線ヒータにおける前記被加熱物側とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記加熱手段が、電圧の印加によって発熱するとともに、印加する電圧の大きさに応じてその発熱量が増減するヒータであり、かつ、
前記ヒータの温度を、印加する電圧の大きさによって制御する制御手段
を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項６】
前記被加熱物が、画像形成装置の定着部品としての定着ロールまたは定着ベルトであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の加熱装置を用いて、円筒状または無端ベルト状の被加熱物を加熱する加熱方法であって、
前記複数の棒状体の全てが前記被加熱物の内側に位置するように前記被加熱物を前記支持部材に吊り掛ける吊り掛け工程と、
前記回転手段によって前記支持部材を回転させつつ、前記加熱手段によって前記被加熱物を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とする加熱方法。
【請求項８】
前記被加熱物として、前記支持部材に吊り掛けられた際に、その最下部が前記棒状体と常に離間した状態になる内周長の円筒体または無端ベルト体を用いることを特徴とする請求項７に記載の加熱方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７３０７１（Ｐ２０１３−７３０７１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２６７８（Ｐ２０１１−２１２６７８）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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