JP2002110316A - 管型白熱電球 - Google Patents
管型白熱電球Info
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- JP2002110316A JP2002110316A JP2000303433A JP2000303433A JP2002110316A JP 2002110316 A JP2002110316 A JP 2002110316A JP 2000303433 A JP2000303433 A JP 2000303433A JP 2000303433 A JP2000303433 A JP 2000303433A JP 2002110316 A JP2002110316 A JP 2002110316A
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Abstract
放射された光を効率良く加熱ローラの加熱に利用するこ
とができ、加熱ローラの立上がり時間を短くすることが
できる管型白熱電球を提供することにある。 【解決手段】 本発明の管型白熱電球は、封体内に発光
部と非発光部を有するフィラメントが配置された複数の
管型白熱電球を加熱ローラ内に配置し、一方の管型白熱
電球のフィラメントの発光部が、他方の管型白熱電球の
フィラメントの非発光部に対向するように各管型白熱電
球の封体が向かい合うように配置された管型白熱電球に
おいて、一方の管型白熱電球は、発光部に対向する位置
であるとともに他方の管型白熱電球の封体と向かい合っ
ている部分の封体に反射膜が形成されていることを特徴
とする。ho
Description
写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等におけるトナー
像定着装置の加熱ローラ内に配置される熱源用の管型白
熱電球に関するものである。
形成されたトナー像を加熱定着させるための方式とし
て、従来より、加熱ローラとこれに対接配置された加圧
ローラとの間に、未定着トナー像が形成された記録紙を
通過させることにより、前記未定着トナー像を記録紙に
定着させるヒートローラ方式が広く知られている。
は、加熱ローラの内部に熱源用の管型白熱電球が配置さ
れており、管型白熱電球から放射される光によって加熱
ローラを所定の温度に加熱して未定着トナー像を記録紙
に加熱定着させる構造になっている。
イズの記録紙や、幅狭のB5サイズの記録紙を加熱する
場合があり、幅の異なる記録紙を一つの加熱ローラで加
熱するものである。このように、幅の異なる記録紙を一
つの加熱ローラで加熱する場合、図1に示すように、加
熱ローラ内に配置される管型白熱電球は、複数本、この
例においては2本使用するものである。
電球1,2は、封体10,20の内部に管軸に沿ってフ
ィラメント11,21が配置されている。フィラメント
11,21は、それぞれ発光部11a,21aと非発光
部11b,21bよりなる。そして、管型白熱電球1,
2は、それぞれ少し離れた状態で平行になるように配置
されている。
1,2は、それぞれのフィラメント11,21の発光部
11a,21a同士が対向しないように、言い換えれ
ば、フィラメント11の発光部11aがフィラメント2
1の非発光部21bに対向し、フィラメント11の非発
光部11bがフィラメント21の発光部21aに対向す
るように、加熱ローラ内に配置されている。
1,2を加熱ローラ内に配置することにより、図1に示
すように、幅広の記録紙、例えばA3サイズの記録紙を
加熱する場合は、A3サイズに対応する通紙域A全体を
加熱するために管型白熱電球1,2の両方を点灯させ、
幅狭の記録紙、例えばB5サイズの記録紙を加熱する場
合は、B5サイズに対応する通紙域Bのみを加熱するた
めに管型白熱電球1のみを点灯させるものである。そし
て、それぞれの管型白熱電球1,2から放射された赤外
領域から可視光領域の光(以下、単に「光」ともい
う。)によって、加熱ローラを内面から加熱するもので
ある。
X−X断面図であるとともに加熱ローラの位置関係も合
わせて表現した図2に示すように、管型白熱電球1は、
フィラメント11を中心にして封体半径方向360°全
方向に光が放射される。そして、管型白熱電球1,2
は、それぞれ少し離れた状態で平行になるように配置さ
れているので、一方の管型白熱電球1のフィラメント1
1の発光部11aから放射された光は、加熱ローラ3の
内表面に向かう光R1と、対向する他方の管型白熱電球
2の方向に向かう光R2が存在することになる。
2は、非発光部21bであるため、この位置での管型白
熱電球1と管型白熱電球2の温度を比較した場合、他方
の管型白熱電球2の温度が低い状態になっている。この
結果、管型白熱電球1から放射された光のうち、管型白
熱電球2の方向に放射された光R2は、管型白熱電球2
の封体20や不図示のフィラメントを支持するフィラメ
ントサポータなどに吸収され、この管型白熱電球2自体
を加熱することに利用されるので、加熱ローラ3の内表
面に到達せず、このような光は加熱ローラの加熱に直接
寄与しておらず、管型白熱電球1から放射された光が効
率よく加熱ローラの加熱に利用されていなかった。
れた光は、封体20の温度を上げ、加熱された封体20
からの輻射熱によって加熱ローラの内表面を加熱する作
用をも有しているが、封体20からの輻射熱は、管型白
熱電球2と加熱ローラ3内表面との間に存在する空気層
によって吸収されるため加熱ローラ3を短時間で効率良
く加熱することができなかった。
極めて短時間で所定の温度にまで昇温させる要求、つま
り、立上がり時間を短くする要求がある。この要求を満
たすためには、加熱ローラ内表面に直接照射される光量
を大きくする必要がある。しかし、前述したように、加
熱ローラ内に配置された複数の管型白熱電球は、互いに
向かい合う他方の管型白熱電球の方向に放射された光
が、他方の管型白熱電球の封体やフィラメントサポータ
などに吸収されこの他方の管型白熱電球自体を加熱する
ことに利用されてしまうので、加熱ローラ内表面に直接
照射される光量が低下してしまい、立上がり時間を短く
することができなった。
て、加熱ローラ内に配置された管型白熱電球から放射さ
れた光を効率良く加熱ローラの加熱に利用することがで
き、加熱ローラの立上がり時間を短くすることができる
管型白熱電球を提供することにある。
に、請求項1に記載の管型白熱電球は、封体内に発光部
と非発光部を有するフィラメントが配置された複数の管
型白熱電球を加熱ローラ内に配置し、一方の管型白熱電
球のフィラメントの発光部が、他方の管型白熱電球のフ
ィラメントの非発光部に対向するようにそれぞれの管型
白熱電球の封体が向かい合うように配置された管型白熱
電球において、前記一方の管型白熱電球は、発光部に対
向する位置であるとともに他方の管型白熱電球の封体と
向かい合っている部分の封体に反射膜が形成されている
ことを特徴とする。
に発光部と非発光部を有するフィラメントが配置された
複数の管型白熱電球を加熱ローラ内に配置し、一方の管
型白熱電球のフィラメントの発光部が、他方の管型白熱
電球のフィラメントの非発光部に対向するようにそれぞ
れの管型白熱電球の封体が向かい合うように配置された
管型白熱電球において、前記一方の管型白熱電球は、非
発光部に対向する位置であるとともに他方の管型白熱電
球の封体と向かい合っている部分の封体に反射膜が形成
されていることを特徴とする。
に発光部と非発光部を有するフィラメントが配置された
複数の管型白熱電球を加熱ローラ内に配置し、一方の管
型白熱電球のフィラメントの発光部が、他方の管型白熱
電球のフィラメントの非発光部に対向するようにそれぞ
れの管型白熱電球の封体が向かい合うように配置された
管型白熱電球において、前記一方の管型白熱電球は、発
光部および非発光部に対向する位置であるとともに他方
の管型白熱電球の封体と向かい合っている部分の封体に
反射膜が形成されていることを特徴とする。
3に記載の管型白熱電球であって、特に、前記反射膜
は、連続して帯状に形成されていることを特徴とする。
の加熱ローラ内に配置される管型白熱電球の正面図であ
る。本実施例では、加熱ローラ内に2本の管型白熱電球
が配置されている。
する石英ガラス製の管型の封体10,20の内部に管軸
に沿ってタングステン製のフィラメント11,21が配
置されている。フィラメント11,21は、それぞれフ
ィラメント素線を密に巻回した発光部11a,21a
と、短絡芯線あるいはフィラメント素線を疎に巻回した
非発光部11b,21bよりなる。そして、管型白熱電
球1,2は、それぞれ封体間が約10mm離れた状態で
平行になるように配置されている。
は、それぞれのフィラメント11,21の発光部11
a,21a同士が対向しないように、具体的には、フィ
ラメント11の発光部11aがフィラメント21の非発
光部21bに対向し、フィラメント11の非発光部11
bがフィラメント21の発光部21aに対向するよう
に、加熱ローラ内に配置されている。このようなフィラ
メントの位置関係を有するそれぞれの管型白熱電球は、
従来技術で説明したように、幅の異なる記録紙を一つの
加熱ローラで加熱するためのものである。
11の発光部11aに対向する位置であるとともに他方
の管型白熱電球2の封体20と向かい合っている部分の
封体10外表面に発光部11aから放射された光を反射
する反射膜Mが形成されている。管型白熱電球2も、フ
ィラメント21の発光部21aに対向する位置であると
ともに他方の管型白熱電球1の封体10と向かい合って
いる部分の封体20外表面に発光部21aから放射され
た光を反射する反射膜Mが形成されている
射された赤外領域から可視項領域までの光を効率良く反
射するものであり、また、耐熱性が高く封体である石英
ガラスとの密着性が高いことが必要であり、具体的に
は、セラミック系塗料を塗布乾燥させたセラミック部材
やアルミニウムや金の蒸着膜からなる反射膜である。
図、Z−Z断面図であるとともに加熱ローラの位置関係
も加えて表現した断面説明図である。図4(イ)に示す
ように、この断面位置での管型白熱電球1のフィラメン
ト11は発光部11aであり、管型白熱電球2のフィラ
メント21は非発光部21bである。そして、管型白熱
電球1の封体10の外表面の一部分に反射膜Mが形成さ
れている。この反射膜Mを形成する領域は、管型白熱電
球1の発光部11aの中心点をCとして、他方の管型白
熱電球2の封体20の外表面と交差する2つの仮想接線
L1、L2と封体10が接する仮想交点をP1、P2と
したときに、このP1、P2の間に存在する封体10の
外表面円弧部分である。なお、P1、P2を超えて反射
膜Mが形成されていてもよいが、反射膜MがP1、P2
を超える割合が大きくなると、封体から放射される光量
が低下するので、光量が低下しない範囲に形成しなけれ
ばならない。
熱電球1のフィラメント11の発光部11aから放射さ
れた光は、加熱ローラ3の内表面に直接照射される光R
1と、向かい合う管型白熱電球2の方向に向かう光R2
とがあり、管型白熱電球2の方向に向かう光R2は、封
体10の外表面に形成された反射膜Mによって反射さ
れ、この断面位置において管型白熱電球1に比べ相対的
に温度が低い管型白熱電球2の封体20やフィラメント
サポータなどに吸収されず、よって管型白熱電球2自体
を加熱することに利用されることなく、加熱ローラ3の
内表面に反射して照射される。
aから放射された光が、効率良く加熱ローラ3の内表面
に照射されることになり、加熱ローラ3の内表面に照射
される光量を大きくすることができるので、加熱ローラ
の立上がり時間を短くすることができる。
の管型白熱電球1のフィラメント11は非発光部11b
であり、管型白熱電球2のフィラメント21は発光部2
1aである。そして、管型白熱電球2の封体20の外表
面の一部分に反射膜Mが形成されている。この反射膜M
を形成する領域は、前述した図4(イ)で示す管型白熱
電球1の場合と同様に、管型白熱電球2の発光部21a
の中心点をCとして、他方の管型白熱電球1の封体10
の外表面と接する2つの仮想接線L1、L2と封体20
が交差する仮想交点をP1、P2としたときに、このP
1、P2の間に存在する封体20の外面円弧部分であ
る。
白熱電球1の方向に向かう光R2は、封体20の外表面
に形成された反射膜Mによって反射され、この断面位置
において管型白熱電球2と比べ相対的に温度が低い管型
白熱電球1の封体10やフィラメントサポータなどに吸
収されず管型白熱電球1自体を加熱することに利用され
ることなく、加熱ローラ3の内表面に反射して照射され
るので、フィラメント21の発光部21aから放射され
た光R1、R2が、効率良く加熱ローラ3の内表面に照
射されることになり、加熱ローラ3の内表面に照射され
る光量を大きくすることができ、加熱ローラの立上がり
時間を短くすることができる。
ーラ内に配置される他の実施例の管型白熱電球の正面図
であり、図3と同一符号は同一部分であるために説明は
省略する。図5に示すように、管型白熱電球1は、フィ
ラメント11の非発光部11bに対向する位置であると
ともに他方の管型白熱電球2の封体20と向かい合って
いる部分の封体10外表面に反射膜Mが形成されてい
る。この反射膜Mは、他方の管型白熱電球2のフィラメ
ント21の発光部21aに対向する部分に形成されてい
るので、他方の管型白熱電球2の発光部21aから放射
された光を反射するものである。管型白熱電球2も、フ
ィラメント21の非発光部21bに対向する位置である
とともに他方の管型白熱電球1の封体10と向かい合っ
ている部分の封体20外表面に反射膜Mが形成されてい
る。この反射膜Mは、他方の管型白熱電球1のフィラメ
ント11の発光部11aに対向する部分に形成されてい
るので、他方の管型白熱電球1の発光部11aから放射
された光を反射するものである。なお、反射膜Mの材質
は、前述したとおりである。
図、Z−Z断面図であるとともに加熱ローラの位置関係
も加えて表現した断面説明図である。図6(イ)に示す
ように、この断面位置での管型白熱電球1のフィラメン
ト11は非発光部11bであり、管型白熱電球2のフィ
ラメント21は発光部21aである。そして、管型白熱
電球1の封体10の外表面の一部分に反射膜Mが形成さ
れている。この反射膜Mを形成する領域は、光を放射す
る方の他方の管型白熱電球2の発光部21aの中心点を
Cとして、管型白熱電球1の封体10の外表面と接する
2つの仮想接線L1、L2と封体10が接する仮想接点
をP1、P2としたときに、このP1、P2の間に存在
する封体10の外表面円弧部分である。
放射する方の他方の管型白熱電球2のフィラメント21
の発光部21aから放射された光は、加熱ローラ3の内
表面に直接照射される光R1と、向かい合う管型白熱電
球1の方向に向かう光R2とがあり、管型白熱電球1の
方向に向かう光R2は、封体10の外表面に形成された
反射膜Mによって反射され、この断面位置において管型
白熱電球2に比べ相対的に温度が低い管型白熱電球1の
封体10やフィラメントサポータなどに吸収されず、よ
って管型白熱電球1自体を加熱することに利用されるこ
となく、加熱ローラ3の内表面に反射して照射される。
21の発光部21aから放射された光が、効率良く加熱
ローラ3の内表面に照射されることになり、加熱ローラ
3の内表面に照射される光量を大きくすることができる
ので、加熱ローラの立上がり時間を短くすることができ
る。
の管型白熱電球1のフィラメント11は発光部11aで
あり、管型白熱電球2のフィラメント21は非発光部2
1bである。そして、管型白熱電球2の封体20の外表
面の一部分に反射膜Mが形成されている。この反射膜M
を形成する領域は、前述した図6(イ)で示す管型白熱
電球1の場合と同様に、光を放射する方の管型白熱電球
1の発光部11aの中心点をCとして、管型白熱電球2
の封体20の外表面と接する2つの仮想接線L1、L2
と封体20が接する仮想接点をP1、P2としたとき
に、このP1、P2の間に存在する封体20の外面円弧
部分である。
白熱電球2の方向に向かう光R2は、封体20の外表面
に形成された反射膜Mによって反射され、この断面位置
において管型白熱電球1と比べ相対的に温度が低い管型
白熱電球2の封体20やフィラメントサポータなどに吸
収されず管型白熱電球2自体を加熱することに利用され
ることなく、加熱ローラ3の内表面に反射して照射され
るので、フィラメント11の発光部11aから放射され
た光R1、R2が、効率良く加熱ローラ3の内表面に照
射されることになり、加熱ローラ3の内表面に照射され
る光量を大きくすることができ、加熱ローラの立上がり
時間を短くすることができる。
ーラ内に配置される他の実施例の管型白熱電球の正面図
であり、図3と同一符号は同一部分であるために説明は
省略する。図7に示すように、管型白熱電球1のみに、
反射膜M1,M2が形成されている。具体的には、管型
白熱電球1は、フィラメント11の発光部11aと非発
光部11bに対向する位置であるとともに他方の管型白
熱電球2の封体20と向かい合っている部分の封体10
表面に反射膜M1,M2が形成されている。この反射膜
M1,M2は、管型白熱電球1のフィラメント11の発
光部11aから放射された光と、管型白熱電球2のフィ
ラメント21の発光部21aから放射された光を反射す
るものである。
た反射膜と同じ構成の反射膜であり、図6(イ)で説明
したとおりの位置の管型白熱電球1の封体10外面に形
成されており、図7中Z−Z断面図は、図4(イ)に示
した反射膜と同じ構成の反射膜であり、図4(イ)で説
明したとおりの位置の管型白熱電球1の封体10外面に
形成されている。つまり、管型白熱電球1の発光部11
aから放射された光は、管型白熱電球の封体10外面に
形成された反射膜M1によって、加熱ローラの内表面に
反射され、管型白熱電球2の発光部21aから放射され
た光は、他方の管型白熱電球の封体10外面に形成され
た反射膜M2によって、加熱ローラの内表面に反射して
照射されるので、各フィラメント11,12の発光部1
1a,21aから放射された光が、効率良く加熱ローラ
の内表面に照射されることになり、加熱ローラの内表面
に照射される光量を大きくすることができ、加熱ローラ
の立上がり時間を短くすることができる。
M1,M2は、フィラメント11の発光部11aと非発
光部11bの位置に跨って連続して帯状に形成してもよ
い。この場合、管型白熱電球1の封体10から放射さえ
る光量の低下が問題とならない範囲であれば、発光部1
1aと非発光部11bの対向する部分の反射膜の幅を変
えずに一定幅の反射膜であっても良い。なお、反射膜M
1,M2は、管型白熱電球1にのみ形成したが、管型白
熱電球2にも形成し、それぞれの管型白熱電球に反射膜
を形成してもよい。
0に反射膜Mを有する2本の管型白熱電球1,2を外径
35mm、肉厚1mmの鉄製の円筒状基材の表面にテフ
ロン(登録商標)コートを施した加熱ローラ内に配置し
て、管型白熱電球1のみ800Wで点灯した場合、加熱
ローラの表面が30℃から定着可能な180℃に達する
のに25.2秒であった。一方、それぞれの封体10,
20に反射膜Mを有していないこと以外は同様の2本の
管型白熱電球を同様の加熱ローラ内に配置して、管型白
熱電球1のみ800Wで点灯した場合、加熱ローラの表
面温度が30℃から定着可能な180℃に達するのに2
5.6秒かかった。つまり、本発明の管型白熱電球を用
いた方が、0.4秒も昇温スピードを上げることができ
た。この結果からも、明らかなように、本発明の管型白
熱電球は、フィラメントから放射された光が効率良く加
熱ローラの内表面に反射して照射されるので、加熱ロー
ラの内表面に照射される光量を大きくすることができ、
加熱ローラの立上がり時間を短くすることができる。
置される本発明の複数の管型白熱電球によれば、一方の
管型白熱電球は、発光部、或いは、非発光部、或いは、
発光部および非発光部に対向する位置であるとともに他
方の管型白熱電球の封体を向かい合っている部分の封体
に反射膜が形成されているので、封体内のフィラメント
から放射された光が効率良く加熱ローラの内表面に反射
して照射されるので、加熱ローラの内表面に照射される
光量を大きくすることができ、加熱ローラの立上がり時
間を短くすることができる。
の位置関係も加えた断面説明図である。
もに加熱ローラの位置関係も加えた断面説明図である。
ある。
もに加熱ローラの位置関係も加えた断面説明図である。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 封体内に発光部と非発光部を有するフィ
ラメントが配置された複数の管型白熱電球を加熱ローラ
内に配置し、一方の管型白熱電球のフィラメントの発光
部が、他方の管型白熱電球のフィラメントの非発光部に
対向するようにそれぞれの管型白熱電球の封体が向かい
合うように配置された管型白熱電球において、 前記一方の管型白熱電球は、発光部に対向する位置であ
るとともに他方の管型白熱電球の封体と向かい合ってい
る部分の封体に反射膜が形成されていることを特徴とす
る管型白熱電球。 - 【請求項2】 封体内に発光部と非発光部を有するフィ
ラメントが配置された複数の管型白熱電球を加熱ローラ
内に配置し、一方の管型白熱電球のフィラメントの発光
部が、他方の管型白熱電球のフィラメントの非発光部に
対向するようにそれぞれの管型白熱電球の封体が向かい
合うように配置された管型白熱電球において、 前記一方の管型白熱電球は、非発光部に対向する位置で
あるとともに他方の管型白熱電球の封体と向かい合って
いる部分の封体に反射膜が形成されていることを特徴と
する管型白熱電球。 - 【請求項3】 封体内に発光部と非発光部を有するフィ
ラメントが配置された複数の管型白熱電球を加熱ローラ
内に配置し、一方の管型白熱電球のフィラメントの発光
部が、他方の管型白熱電球のフィラメントの非発光部に
対向するようにそれぞれの管型白熱電球の封体が向かい
合うように配置された管型白熱電球において、 前記一方の管型管型白熱電球は、発光部および非発光部
に対向する位置であるとともに他方の管型白熱電球の封
体と向かい合っている部分の封体に反射膜が形成されて
いることを特徴とする管型白熱電球。 - 【請求項4】 請求項3に記載の管型白熱電球におい
て、前記反射膜は、連続して帯状に形成されていること
を特徴とする請求項3に記載の管型白熱電球。
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