JP2004311220A - ランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個々のガラスバルブで温度上昇の程度が異なっていてもバルブの破損を防止できると共に、ランプの本数が多いものであっても高い生産性を維持することが可能なローラ基体内の熱源としてのランプ装置を提供する。
【解決手段】ガラスバルブ１１ａ，１１ｂのピンチシール部１２ａ，１２ｂから外方に突出する外部リード棒１５ａ，１５ｂ及びこの外部リード棒の外端に接続された給電部材を有し、互いに並行に配置された複数の棒状のランプ１０ａ，１０ｂと、これらのランプの両端に位置され該ランプを互いに連結する絶縁体よりなるベース２０とを具え、前記ベースは、各ピンチシール部及び給電部材が挿通される貫通孔２２ａ，２２ｂを有し、複数のランプの各々はピンチシール部が前記貫通孔に挿入されて給電部材が前記貫通孔を通過してベース端面から導出され、複数のランプのうち、一のランプのみが、その両端において、ベースと固定されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等において、加熱定着装置の加熱ローラ内に配置されて、当該加熱ローラの熱源として用いられるランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電子写真複写機などにおいて、記録材上に形成されたトナー像を加熱定着するための方式として、未定着トナーよりなるトナー像が形成された記録材を、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通過させることにより、未定着トナーを加圧下で加熱してトナー像を記録材に定着させる加熱ローラ方式が広く使用されている。この加熱ローラ方式に用いられる加熱ローラとしては、ローラ基体内に、熱源として棒状のランプが配置されてなるものが知られている。
このような加熱ローラにおいては、サイズの異なる記録材に対してもその全面にわたって均一な温度で加熱するために、または記録材を十分に高い温度で加熱するために、発光パターンが異なる、または同一の複数のランプが使用されている。具体的には、ローラ基体内におけるランプの配置スペースの大きさに制約があること、複数のランプを１本ごとに取り付ける作業が煩雑であることなどの観点から、互いに並行に配置された複数のランプが連結されてなるランプ装置が使用されている。
【０００３】
従来技術を図４を参照して説明する。図４は従来のランプ装置の一例における構成を示す管軸方向断面図である。このランプ装置においては、互いに並行に配置された２つのランプ８０が設けられ、これらの８０の一端には、ランプ８０の各々を互いに連結するベース９０が設けられている。ベース９０においては、ランプ８０側の内端面に２つの凹所９１が形成されており、この凹所９１内に、ランプ８０のガラスバルブ８１の扁平なピンチシール部８２が収容され、この状態で、例えば無機材料よりなる接着材Ｓにより凹所９１内に固定されている。
また、ベース９０の外端面側には前記凹所９１に連通する小径の貫通孔９２が設けられており、当該貫通孔９２から外部リード棒８３に接続端子８４を介して電気的に接続されたリード線８５が導出されている。
【０００４】
上記のランプ装置においては、次のような問題点を有する。
（１）
上記用途においては、例えば、実公平３−２９２０号公報に記載のもののように、記録材の幅に応じて個々のランプでフィラメントの発光領域、発光量、点灯時間などが異なる場合がある。このようなランプ装置では、その使用条件によってガラスバルブが到達する温度が各ランプで異なることがしばしばあり、係る場合、ガラスバルブの熱膨張の程度に差異が生じることになる。その結果、ガラスバルブの膨張の程度が大きいものと、膨張の程度が小さいものとの間には伸び量が異なり、前者はベースによってガラスバルブが圧縮され、後者は引っ張られるため、各々バルブに歪が生じ、ガラスバルブが破損することがある。又、ガラスバルブのピンチシール部においても、接着材との界面にせん断応力が働くため、当該ピンチシール部が破損することがある。
【０００５】
又、次のような問題点がある。
（２）
上述したように、複数のガラスバルブとベースを固定する際、ベースの凹所内にピンチシール部を所定の深さだけ収納して接着材を導入するという作業を要するが、係る作業は当然のことながらガラスバルブの両端において行われる。つまり、１本のランプに対して接着材の充填工程を２回行っている。ランプの本数が多いものでは工数が多くなり生産性が顕著に低下する。
【０００６】
例えば、特開２００１−２１０２８０号公報に記載のもののように、ピンチシール部の端部をベース溝孔内に挿入し、外部リード棒を当該ベースを通過させてベースの後端部において端子に接続することにより、上記（１）の問題点を解決するものがある。
しかしながらこの公報に記載のものも、ピンチシール部をベースに挿入し、外部リード棒と板状端子とを溶接する作業は、各ランプについて２回必要であるため、ランプの本数が増すに従い生産性が格段に低下する。つまり上記（２）の製造工程全体が煩雑なものとなる問題については解決されていない。
【０００７】
【特許文献１】
実公平３−２９２０号公報
【特許文献２】
特開２００１−２１０２８０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、ローラ基体内に熱源として棒状のランプが配置されてなるランプ装置において、個々のガラスバルブで温度上昇の程度が異なっていても、当該ガラスバルブの熱膨張に起因して生じるバルブの破損を防止できると共に、１つの装置に使用されるランプの本数が多いものであっても作業工数が増して製造工程が煩雑になるという不具合を好適に回避できる、高い生産性を維持することが可能なランプ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のランプ装置は、各々両端にピンチシール部が形成されてなるガラスバルブ、このガラスバルブのピンチシール部から外方に突出する外部リード棒およびこの外部リード棒の外端に固定されたリード線を有し、互いに並行に配置された複数の棒状のランプと、これらのランプの両端に位置され該ランプを互いに連結する絶縁体よりなるベースとを具えてなり、前記ベースは、各ピンチシール部及び給電部材が挿通される貫通孔を有してなり、複数のランプの各々はピンチシール部が前記貫通孔に挿入されて給電部材がベース端面から導出され、前記複数のランプのうち、一のランプのみが、その両端において、ベースと固定されていることを特徴とする。
又、ベースと固定されている前記一のランプは、前記複数のランプの中で該ランプ装置の動作時におけるガラスバルブの膨張の程度が最も大きいランプであることを特徴とする。
又、ベースと固定されている前記一のランプは、前記複数のランプの中でガラスバルブの強度が最も高いランプであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のランプ装置について詳細に説明する。
図１は、本発明のランプ装置の一例における構成の概略を示す説明図であり、ランプ装置の一部を切断して示す説明用断面図である。このランプ装置においては、互いに並行に配置された２本の棒状のヒータランプ１０ａ，１０ｂ（以下簡単に「ランプ」と略記する。）と、これらランプ１０ａ，１０ｂを互いに連結する絶縁体よりなる略円柱形のベース２０、２０’とが設けられている。
【００１１】
具体的に説明すると、ランプ１０ａ，１０ｂの各々においては、両端にピンチシール部１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’が形成されてなる直管状のガラスバルブ１１ａ，１１ｂが設けられ、このガラスバルブ１１ａ，１１ｂの両端に形成された扁平なピンチシール部１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’の各々には、金属箔１３ａ，１３ａ’，１３ｂ，１３ｂ’が気密に封着された状態で埋設されている。ガラスバルブ１１ａ，１１ｂ内には、フィラメント１４ａ，１４ｂがガラスバルブ１１ａ，１１ｂの管軸方向に沿って配置され、このフィラメント１４ａ，１４ｂの両端部は、金属箔１３ａ，１３ａ’，１３ｂ，１３ｂ’の各々の内端部に溶接などにより固定されている。金属箔１３ａ，１３ａ’，１３ｂ，１３ｂ’の各々の外端部には、ピンチシール部１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’からガラスバルブ１１ａ，１１ｂの管軸方向に沿って外方に突出する外部リード棒１５ａ，１５ａ’，１５ｂ，１５ｂ’が、溶接などにより固定されている。各外部リード棒１５ａ，１５ａ’１５ｂ，１５ｂ’の外端には、接続端子１６ａ，１６ａ’，１６ｂ，１６ｂ’を介して、絶縁皮膜に被覆されたリード線１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂ’が固定されている。
【００１２】
ベース２０，２０’におけるランプ側の端面には、ランプ１０ａ，１０ｂのピンチシール部１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’形状よりひと回り大きく、当該ピンチシール部１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’に嵌合する略矩形状の凹所２１ａ，２１ａ’，２１ｂ，２１ｂ’が形成されている。そして、外部リード棒１５ａ，１５ａ’，１５ｂ，１５ｂ’及びリード線１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂ’の径より大きい内径を有する貫通孔２２ａ，２２ａ’，２２ｂ，２２ｂ’が、凹所２１ａ，２１ａ’，２１ｂ，２１ｂ’に連通し、ランプ１０ａ，１０ｂの軸方向に沿って形成されており、これら貫通孔２２ａ，２２ａ’，２２ｂ，２２ｂ’内に外部リード棒１５ａ，１５ａ’，１５ｂ，１５ｂ’及びリード線１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂが挿通されている。このリード線１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂは貫通孔２２，２２’を通過してベース２０，２０’の後端より導出されている。
この実施形態においては、２本のランプ１０ａ，１０ｂは、そのガラスバルブ１１ａ，１１ｂの扁平なピンチシール部１２ａ，１２ｂの面が対向するよう配置されている。
【００１３】
図２（ａ）はベース（２０）の側面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａの断面を示す図である。図２（ａ），（ｂ）に示すようにベース２０には１つの凹所２１ａに対応して、接着材注入孔２３が設けられている。尚、他方の凹所２１ｂにおいては形成されていない。又ここでは一方のベースのみ示したが、他方のベース（２０’）の凹所（２１ａ’）にも同様に接着材注入孔は形成されている。
【００１４】
ここで、図１及び図３を参照してランプとベースの固定方法について説明する。
図３は図１中のベースに固定されるランプ要部を示す図であり、金属箔の面方向に切断した説明用断面図である。
図１，３に示すようにベース２０，２０’の凹所２１ａ，２１ａ’にランプ１０ａ，１０ｂのピンチシール部１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’を挿入する。一方のランプ１０ａについてのみ、ベース２０，２０’の接着材注入孔（２３）より絶縁性の接着材（Ｓ）を凹所２１ａ，２１ａ’内に注入し、ベース２０，２０’の固定が完了する。
【００１５】
以上のようにして、一のランプ１０ａにおけるピンチシール部１２ａ，１２ａ’がベース２０，２０’の凹所２１ａ，２１ａ’に接着材Ｓで固定され、当該ランプ１０ａとベース２０，２０’の相対的な移動が規制される。
一方、他のランプ１０ｂについては、ピンチシール部１２ｂと、凹所２１ｂ，２１ｂ’とが緩く嵌合して、固定されていない状態とされている。
【００１６】
ベース２０，２０’は、一のランプ１０ａの両端に固定され、該ランプ１０ａによって移動が規制された状態となっているので、対向するベース２０，２０’間の距離は、一のランプ１０ａを構成するガラスバルブ１１ａの伸びによって支配される。一方、他のランプ１０ｂは、そのピンチシール部１２ｂ、１２ｂ’が凹所２１ｂ、２１ｂ’に嵌合し、リード線１７ｂ，１７ｂ’が貫通孔２２ｂ，２２ｂ’に挿通されるのみで固定されていないが、一のランプ１０ａのガラスバルブ１１ａが熱膨張して伸びたとしても、ベース２０，２０’の間隔が開き過ぎて他のランプ１０ｂがベース２０，２０’から外れるようなことはない。これは、ガラスの熱膨張係数とランプの到達温度に鑑みてもその大きさはせいぜい１ｍｍ以下であって、更には他のランプ１０ｂにおいてもバルブ１１ｂは熱で膨張して伸びるので、それらの差異程度でランプ１０ｂとベース２０，２０’の嵌合状態が崩れるようなことは考えられないからである。
そして、このようにランプ１０ｂが嵌合するのみでベース２０，２０’に保持されていることにより、ガラスバルブ１１ｂがベース２０，２０’によって規制されるようなことがなく該ガラスバルブ１１ｂに応力が掛かることもない。
【００１７】
以上のようなランプ装置によれば、ランプの本数が増加しても、一のランプについて両端をベースに固定するのみで、他のランプをベースに保持するので、ランプの本数が多いものであっても作業工数が増して製造工程が煩雑になるということがない。
【００１８】
そして、他のランプピンチシール部端面と凹所の底面の間に間隙を設けておくことにより、個々のランプで熱膨張の程度が異なっていても、この間隙においてランプの伸びが吸収されるため、ランプとベースとの間に応力が発生して歪が生じることを防止することができる。
尚、上記において、複数のランプのうち、点灯頻度、投入電力、発光領域等が予め設定されている場合は、複数のランプのうち、ガラスバルブが到達する平均温度が最高となるランプも推定することができるので、ガラスバルブの到達平均温度が最も高いランプ、つまりガラスバルブの熱膨張が最大となるランプを、ベースと固定するようにすると、ベースとピンチシール部との間に間隙を形成しなくても他のランプの伸びを吸収できるようになる。よって、ベースに固定されるランプは複数のランプのうち到達平均温度が最も高いランプを選択するのが良い。
【００１９】
又、複数のランプにおいてガラスバルブの管径や肉厚等が異なる場合は、なかでもガラスバルブの機械的強度が最も高いランプを、ベースに固定されるランプとして選択するのが良い。ガラスバルブの機械的強度が低いランプとベースとを固定した場合、ベース及び当該ベースを介した他のランプの保持が困難になる場合があるが、そのような問題を回避できる。ここで、ガラスバルブの強度が高いということは、例えば複数のランプについて、ガラスバルブの肉厚が同じで管径が異なる場合は管径が大きいもの、管径が同じで肉厚が異なる場合は肉厚が大きいものとされる。又、ガラスバルブの材質が異なり、寸法が同じである場合は、その材質の有する強度に依存して最も高い強度を有するガラスバルブを具備したものとされる。
【００２０】
以上において、本発明は上記実施形態に限定されることなく適宜変更が可能である。
例えば、１のランプとベースとを固定する方法としては、接着材を使用する方法に限定されず適宜である。例えば、板状端子を用いて、ランプと端子の間においてベースと挟持し、固定する手段によってもよい。この実施形態による場合も、先に述べた実施形態と同様、他のランプについてはランプの給電部材が固定されたランプを用いて、ベースの貫通孔に該給電部材を挿通させてベースの端部より導出する。
無論、何れのランプもベースの端部より導出される給電部材はリード線に限定されることなく適宜変更可能である。
【００２１】
尚、本発明に係るランプ装置は、ランプの本数が２本のものに限定されることなく３本以上でも適用できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ローラ基体内に熱源として棒状のランプが配置されてなるランプ装置において、個々のガラスバルブで温度上昇の程度が異なっていても、複数の棒状ランプとベースの固定を、一のランプについてベースと固定することで実現することにより、他のランプの管軸方向の伸縮方向の動きが規制されないので、当該ガラスバルブの熱膨張に起因して生じるバルブの破損を防止することができ、更に、１つの装置に使用されるランプの本数が多いものであっても作業工数が増して製造工程が煩雑になるという不具合を好適に回避できるようになる。その結果、高い生産性を維持することが可能なランプ装置を提供することができる。
更に、複数のランプの中でガラスバルブの熱膨張が最大になるランプについてベースと固定することにより、他のランプについて、ピンチシール部端面とベースの凹所底面との間隙を設ける必要がなくなる。よって、更に製造工程中の煩雑さを解消できる。
又、複数のランプの中でガラスバルブの強度が最も高いランプについてベースと固定することにより、ランプとベースの連結状態を安定的なものすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るランプ装置の一部を切断して示す説明用断面図である。
【図２】本発明に係るベースの構造を示す（ａ）正面図および（ａ）においてＡ−Ａで切断した（ｂ）断面図である。
【図３】図１中のベースに固定されるランプ要部を、一部を金属箔の面方向に切断して示す説明用断面図である。
【図４】従来のランプ装置の一例における構成を示す管軸方向断面図である。
【符号の説明】
１０ａ 一方のヒータランプ（ランプ）
１０ｂ 他方のヒータランプ（ランプ）
１１ａ，１１ｂ ガラスバルブ
１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’ ピンチシール部
１３ａ，１３ａ’，１３ｂ，１３ｂ’ 金属箔
１４ａ，１４ｂ フィラメント
１５ａ，１５ａ’，１５ｂ，１５ｂ’ 外部リード棒
１６ａ，１６ａ’，１６ｂ，１６ｂ’ 接続端子
１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂ’ リード線
２０，２０’ ベース
２１ａ，２１ａ’，２１ｂ，２１ｂ’ 凹所
２２ａ，２２ａ’，２２ｂ，２２ｂ’ 貫通孔
２３ 接着材注入用孔
Ｓ 接着材

Claims (3)

1. 各々両端にピンチシール部が形成されてなるガラスバルブ、このガラスバルブのピンチシール部から外方に突出する外部リード棒及びこの外部リード棒の外端に接続された給電部材を有し、互いに並行に配置された複数の棒状のランプと、これらのランプの両端に位置され該ランプを互いに連結する絶縁体よりなるベースとを具え、
   前記ベースは、各ピンチシール部及び給電部材が挿通される貫通孔を有してなり、
   複数のランプの各々はピンチシール部が前記貫通孔に挿入されて給電部材がベース端面から導出され、
   前記複数のランプのうち、一のランプのみが、その両端において、ベースと固定されていることを特徴とするランプ装置。
2. ベースと固定されている前記一のランプは、前記複数のランプの中で該ランプ装置の動作時におけるガラスバルブの熱膨張が最大となるランプであることを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
3. ベースと固定されている前記一のランプは、前記複数のランプの中でガラスバルブの強度が最も高いランプであることを特徴とする請求項１記載のランプ装置。

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