JP2006127998A - 管形白熱ヒータ装置、トナー定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる発光分布の２灯の直管形の白熱電球の発光分布を、所望の発光量を得ながら確実な取り付け可能とする。
【解決手段】発光分布がそれぞれ異なるヒータの役割を果たす白熱電球Ｌ１，Ｌ２のピンチシール部１３，１４を、セラミックスからなる直方体形状の絶縁性のベース部材１９，２０の嵌合凹部２１，２２にそれぞれ挿入する。この状態で、白熱電球Ｌ１，Ｌ２の発光分布が所望の状態になるように白熱電球Ｌ１，Ｌ２の管軸方向に調整し、その後嵌合凹部２１，２２に耐熱性の接着剤２６，２７を充填し固化させることで、異なる発光分布の白熱電球Ｌ１，Ｌ２をベース部材１９，２０に取り付けることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、複写機やプリンターのトナー定着に用いられる管形白熱ヒータ装置およびこの管形白熱ヒータ装置を用いたトナー定着装置に関する。

従来の管形白熱ヒータは、２灯の管形白熱ヒータのそれぞれ両端のピンチシール部を、２つの嵌合凹部を設けた口金の嵌合凹部に固着することで２灯の管形白熱ヒータを一体構成している。（例えば、特許文献１）
実願昭６２−１３０９０５号全文明細書（実開昭６４−３５６５６号公報）（第４〜８頁、図１、２）

上記した特許文献１の技術は、単に口金（ベース部材）に形成された嵌合凹部に、白熱ヒータのピンチシール部を挿入し、接着剤を用いてその状態を固定するものである。しかし、２灯の白熱ヒータの発光分布が全く異なる場合は、所望の発光分布が得られない、という問題があった。

この発明の目的は、異なる発光分布の複数本の管形白熱ヒータの発光分布を、所望の発光量を得ながら確実な取り付け可能とする管形白熱ヒータ装置およびこれを用いたトナー定着装置を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明の管形白熱ヒータ装置は、管形外囲管の内部に所定の発光分布のコイル状のフィラメントおよび不活性ガスが封装され、両端部にピンチシール部を形成するとともに、該ピンチシール部からフィラメントに接続した外部導入線を管軸に沿い導出された第１の管形白熱ヒータと、管形外囲管の内部に、前記第１の管形電球のフィラメントとは発光分布の異なるコイル状のフィラメントおよび不活性ガスが封装され、両端部にピンチシール部を形成するとともに、該ピンチシール部からフィラメントに接続した外部導入線を管軸に沿い導出された第２の管形白熱ヒータと、前記第１および第２の管形白熱ヒータが並列的に配置された前記ピンチシール部が遊嵌に挿入可能な嵌合凹部および各片側の前記ピンチシール部から導出した外部導入線が遊挿される挿通孔を形成した耐熱性電気絶縁体で構成されるベース部材と、前記ベース部材に前記ピンチシール部が挿入された状態を保持する耐熱性の接着剤とを具備し、前記第１および第２の管形白熱ヒータのピンチシールは、前記ベース部材の前記嵌合凹部に挿入し、前記第１および第２の管形白熱ヒータの発光分布を調整した後に前記接着剤を凝固したことを特徴とする。

この発明によれば、発光分布の異なる複数の白熱ヒータから得られる発光を所望の発光分布とした状態で、ベース部材に接着剤を用いて固定したことにより、所定の発熱分布を得ることが可能となる。

以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明の管形白熱ヒータ装置の一実施形態について説明するための一部切欠正面図、図２は図１の主要部を切り欠き拡大して示した正面図、図３は図１の側面図である。

図１〜図３において、Ｌ１，Ｌ２はヒータの役目を果たす直管形の白熱電球である。白熱電球Ｌ１，Ｌ２は、石英ガラスよりなるバルブ１，２内にそれぞれコイル状の長尺フィラメント１１，１２を収容し、相対する方向から金型で押し潰して成形された圧潰封止（ピンチシール）部１３，１４がそれぞれ形成されている。バルブ１，２内には、それぞれ微量のハロゲン物質たとえば臭素Ｂｒと塩素Ｃｌとの混合物とともに、アルゴンＡｒや窒素Ｎ₂などの不活性ガスが、常温２５℃で約０．９×１０⁵Ｐａ（パスカル）の圧力封入してある。

フィラメント１１は、タングステン素線を巻回して形成した複数のコイル状部１１１…、これらコイル状部１１１…間に粗巻き状や直線状の飛び部や両端にレグ部１１２を備え、中間部において複数のサポート部材１１３…により支持される。

同様に、フィラメント１２は、タングステン素線を巻回して形成した複数のコイル状部１２１…、これらコイル状部１２１…間に粗巻き状や直線状の飛び部や両端にレグ部１２２を備え、中間部において複数のサポート部材１２３…により支持される。

フィラメント１１は、その発光分布を例えば図４に示すように、白熱電球Ｌ１の発光長に対し両側が小さくなるよう粗巻き状や直線状の飛び部を異ならせている。フィラメント１２は、その発光分布を例えば図５に示すように、白熱電球Ｌ２の発光長に対し両側が大きくなるよう粗巻き状や直線状の飛び部を異ならせている。必要に応じてコイル状部１１１，１２１の数も異ならせている。

また、ピンチシール部１３，１４内には、モリブデン箔などの金属箔１５，１６がそれぞれ気密に封止される。金属箔１５の一端側にはフィラメント１１端部のレグ部１１２が溶接などの手段で接続してあるとともに、他端側には白熱電球Ｌ１外に管軸にほぼ沿う方向に導出させたモリブデンやタングステン線からなる外部導入線１７が溶接などの手段で接続する。同様にして、金属箔１６の一端側にはフィラメント１２端部のレグ部１２２が溶接などの手段で接続してあるとともに、他端側には白熱電球Ｌ２外に管軸にほぼ沿う方向に導出させたモリブデンやタングステン線からなる外部導入線１８が溶接などの手段で接続する。

１９，２０は、白熱電球Ｌ１，Ｌ２を並列して配設させるステアタイトなどのセラミックスからなる直方体形状の絶縁性のベース部材である。図６にも示すように、ベース部材１９，２０にはそれぞれ白熱電球Ｌ１，Ｌ２のピンチシール部１３，１４を遊嵌して挟持するための嵌合凹部２１，２２を形成する。嵌合凹部２１，２２の底部には、それぞれ外部導入線１７，１８の外径より径大で遊びをもって通される２本の導入線挿通孔２３，２４が設けられている。ベース部材１９に形成された２５は取り付け用のピンであり、このピン２５が形成されないベース部材１９との形状の差により、左右の取り付け方向決めが可能となる。

図２中の２６は、両端のピンチシール部１３，１３がベース部材１９，２０の嵌合凹部２１，２２にそれぞれ挿入させた状態で、白熱電球Ｌ１とベース部材１９，２０を一体的に構成するための接着剤である。また、２７は、両端のピンチシール部１４，１４がベース部材１９，２０の嵌合凹部２１，２２に挿入させた状態で、白熱電球Ｌ２とベース部材１９，２０を一体的に構成するための接着剤である。接着剤２６，２７は、例えばアルミナを主成分とするペースト状のもので耐熱セメントである。

白熱電球Ｌ１，Ｌ２は図示しない電源部からの電力を、白熱電球Ｌ１，Ｌ２の両端の外部導入線１７，１８にそれぞれ供給して２灯を点灯させるか、白熱電球Ｌ１のみに電力を供給するか必要に応じて切り換えられるようになっている。

次に、図７を参照してベース部材１９，２０に白熱電球Ｌ１，Ｌ２が取り付ける状態について説明する。
白熱電球Ｌ１，Ｌ２は、図４，図５で説明したようにフィラメント１１１，１２１の形状を変えて発光分布を異なるものにしている。そこで白熱電球Ｌ１，Ｌ２を、図１に示すように白熱電球Ｌ２が白熱電球Ｌ１に対しα１だけベース部材１９の嵌合凹部２２の底部より図中右よりが所望の発光分布状態であったとすれば、白熱電球Ｌ１とＬ２の間にα１のずれを持たせた状態で図中矢印に示す位置から接着剤２６，２７を充填し固化させる。ベース部材２０側では白熱電球Ｌ１，Ｌ２の長さが同じであった場合、白熱電球Ｌ１は白熱電球Ｌ１に比べてベース部材２０の嵌合凹部２１の底部からα２（≒α１）だけ図中左側に位置で接着剤２６，２７を充填し固化させる。

なお、白熱電球Ｌ１，Ｌ２のピンチシール部は、必ずしも嵌合凹部の底部を基準にし、いずれか一方の所望の発光分布に合わせる必要はなく、白熱電球Ｌ１，Ｌ２のいずれのピンチシール部も嵌合凹部の底部から浮いた状態にあっても構わない。要は、白熱電球Ｌ１，Ｌ２の軸方向を任意に移動させ、所望の発光分布が得られる位置で接着剤を固化することをやればよい。

このように、発光分布の異なる白熱電球Ｌ１，Ｌ２は、２灯ともに点灯状態にあるときの発光分布が所望の状態になった位置で、ベース部材１９，２０と一体的に構成することが可能となる。これにより、白熱電球Ｌ１，Ｌ２同時点灯時の発光分布ムラの発生を防止することができる。

図８、図９は、この発明の白熱ヒータ装置の他の実施形態について説明するための、図８は図２に相当する正面図、図９は図８の主要部の取り付けについて説明するための斜視図である。

この実施形態は、白熱電球Ｌ１，Ｌ２境界部分のベース部材１９，２０の高さを他の部分より高くし、保護部８１を形成した部分の構成が上記実施形態と異なる。

ここで、接着剤２６，２７は、嵌合凹部２１，２２を跨って塗布される可能性も十分考えられる。この場合、白熱電灯Ｌ１，Ｌ２がショートする可能性がある。

そこで、白熱電球Ｌ１，Ｌ２境界部分のベース部材１９，２０の高さを他の部分より高い保護部８１を形成することで接着剤２６，２７が結合することがなくなる。これにより、Ｌ１，Ｌ２がショートすることの可能性をより低下させることが可能となり、量産性の向上に寄与する。

図１０は、白熱電球を２灯セットした管形白熱ヒータ装置１００を電子複写機２００に装着させた場合の、この発明のトナー定着装置の一実施形態について説明するための概略的な構成図である。

図中１０１，１０２は上下に対向配置された長尺のローラで、これらローラ１０１，１０２はアルミニウムや鉄製の管状体それぞれの表面に、シリコンゴムやテフロン（登録商標）などの被覆材１０３，１０４で被覆されている。

また、ローラ１０１，１０２のうちのほぼ中心軸上には、２灯の白熱電球Ｌ１，Ｌ２で構成される管形白熱ヒータ装置１００が図示しない支持部材を介し配設されており、図示しない電源部に接続して通電されると、白熱電球Ｌ１，Ｌ２のフィラメントがそれぞれ発熱して両ローラ１０１，１０２がヒートアップ（昇温）する。

図示しない転写ドラムなどからトナーＴが所定分布状態に転写された複写紙Ｐが矢印方向に回転するヒートアップされたローラ１０１，１０２間に送り込ませることで、複写紙Ｐおよび前の工程で塗布されたトナーＴ１が上下から加熱され、加熱されたトナーＴ２が溶融後複写紙Ｐ上に定着し、所定の文字や図柄などとして描かれる。

この実施形態の場合、複写機に装着されるトナー定着装置２００は、２灯点灯させた場合の発光分布の均一化を図ることが可能となり、管形白熱ヒータ装置１００に基づくトナー定着の効率の向上を図ることが可能となる。

異なる定格の白熱電球Ｌ１，Ｌ２を用いることは、複写機などにおいての露光を必要とするものなどや複写機などにおいての露光用や定着用として用紙の大きさに対応させたり、余熱からの立ち上がりを短時間で行わせたりするなどに活用できる。

管形白熱ヒータ装置１００の端部に配設するベース部材１９，２０は、少なくとも一端側に備えられていれば熱伸縮に対応できるので片側のみであってもよい。また、管形白熱ヒータ装置１００に取り付ける白熱電球は、２灯（本）に限らず、２灯以上の複数灯であってもよく、ベース部材１９，２０の外部導入線の挿通孔数などは灯数に応じて形成すればよい。また、管形白熱ヒータ装置１００の保持は、ベース部材や端子部材を活用することにより端子台や取付台などに容易に固定させることができる。

この発明の管形白熱ヒータ装置の一実施形態について説明するための一部を切り欠いて示した正面図。 図１の主要部を切り欠き拡大して示した正面図。 図１の側面図。 白熱電球Ｌ１の発光分布について説明するための説明図。 白熱電球Ｌ２の発光分布について説明するための説明図。 図１の主要部の拡大斜視図。 図１の主要部の取り付けについて説明するための斜視図。 この発明の管形白熱ヒータ装置の他の実施形態について説明するための図２に相当する正面図。 図８の主要部の取り付けについて説明するための斜視図。 この発明のトナー定着装置の一実施形態について説明するための概略的な構成図。

符号の説明

Ｌ１，Ｌ２ 白熱電球
１，２ バルブ
１１，１２ フィラメント
１３，１４ ピンチシール部
１５，１６ 金属箔
１７，１８ 外部導入線
１９，２０ ベース部材
２１，２２ 嵌合凹部
２３，２４ 導入線挿通孔
２６，２７ 接着剤
８１ 保護部

Claims (3)

1. 管形外囲管の内部に所定の発光分布のコイル状のフィラメントおよび不活性ガスが封装され、両端部にピンチシール部を形成するとともに、該ピンチシール部からフィラメントに接続した外部導入線を管軸に沿い導出された第１の管形白熱ヒータと、
   管形外囲管の内部に、前記第１の管形電球のフィラメントとは発光分布の異なるコイル状のフィラメントおよび不活性ガスが封装され、両端部にピンチシール部を形成するとともに、該ピンチシール部からフィラメントに接続した外部導入線を管軸に沿い導出された第２の管形白熱ヒータと、
   前記第１および第２の管形白熱ヒータが並列的に配置された前記ピンチシール部が遊嵌に挿入可能な嵌合凹部および各片側の前記ピンチシール部から導出した外部導入線が遊挿される挿通孔を形成した耐熱性電気絶縁体で構成されるベース部材と、
   前記ベース部材に前記ピンチシール部が挿入された状態を保持する耐熱性の接着剤とを具備し、
   前記第１および第２の管形白熱ヒータのピンチシールは、前記ベース部材の前記嵌合凹部に挿入し、前記第１および第２の管形白熱ヒータの発光分布を調整した後に前記接着剤を凝固したことを特徴とする管形白熱ヒータ装置。
2. 前記接着剤が前記第１および第２の管形白熱ヒータのピンチシール相互に流れ込まないように、前記ベース部材の前記第１および第２の管形白熱ヒータ境界部分を、他の部分よりも高く形成したことを特徴する請求項１記載の管形白熱ヒータ装置。
3. 上下に配置された第１および第２の加熱ローラと、
   前記前記第１および第２の加熱ローラ内に配置された請求項１記載の管形白熱ヒータ装置と、
   予めトナーが転写された複写紙が前記第１および第２のローラとの間を移動させて前記トナーを定着させる手段とを具備したことを特徴とするトナー定着装置。

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