JP2007173081A - ハロゲンランプ、ランプ取付装置、加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減圧封止部を直接クランパーで支持することが可能なハロゲンランプを実現する。
【解決手段】ハロゲンランプ１１の減圧により封止された封止部１５１，１５２の外周にＶ溝１８１，１８２を設け、この部分に位置決めと取り付けを兼ねることのできるクランパーで支持可能とする。これにより、封止部１５１，１５２を支持するだけの簡単な構造で確実にハロゲンランプ１１の取り付けの実現が可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、複写機やプリンタなどのトナー定着などに用いられるハロゲンランプおよびこのハロゲンランプを取り付ける取付装置、この取付装置にハロゲンランプが取り付けられた加熱装置に関する。

従来、複写機の定着用器に使用されるハロゲンランプには、従来ピンチシール方式で製造された封止部が用いられており、このピンチシール封止は、構造上、肉厚が薄くなり強度が弱くなるため、封止部にセラミックス製のベースを取り付け、セラミックベース部を金属製のクランパーにて支持する取付方法が用いられている。（例えば、特許文献１）
また、最近ではピンチシールの封止方法に代え、減圧封止により封止部を用いたハロゲンランプも考えられている。（例えば、特許文献２）
特開２００１−２１０４５４公報 特開平９−３２０５４７号公報

上記した特許文献１の技術は、ピンチシール方法により形成された封止部は、封止部の肉厚が薄くなり封止部強度が弱くなってしまうことから、封止部に一端セラミック製のベースを取り付け、ベースの円筒部をクランパーで支持することでランプを支持している。このため、ベースそのものが必要であったり、ベースを取り付ける作業が必要であったりするのに加え、ベースそのもののスペースが必要であることから省スペース化には問題があった。

また、特許文献２の技術は、減圧封止によるハロゲンランプの製造方法についてだけで、ランプの取り付けについての説明はないが、ランプ両端のセラミックベースの円筒部分を、円筒形状に切り抜いたステンレス製のクランパーで支持するものと考えられ、特許文献１と同様に問題があった。

この発明の目的は、減圧封止により封止された封止部を有するハロゲンランプ、このランプを取り付ける取付装置、この取付装置に取り付けられた加熱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、この発明の請求項１のハロゲンランプでは、石英バルブ内に挿入したタングステンコイルと、該コイル両端に一端をそれぞれ溶接した一対のモリブデン箔と、該モリブデン箔の他端に電力供給用の導入線をそれぞれ溶接し、前記モリブデン箔の上部の前記バルブを減圧封止により封止した封止部と、を具備するハロゲンランプにおいて、両端の前記封止部の少なくとも一方の外周に取り付けるための溝を形成したことを特徴とする。

請求項２のランプ取付装置では、請求項１の溝にクランパーを取着し、該クランパーを被取付部に取り付けたことを特徴とする。

また、請求項３のランプ取付装置では、石英バルブ内に挿入したタングステンコイルと、該コイル両端に一端をそれぞれ溶接した一対のモリブデン箔と、該モリブデン箔の他端に電力供給用の導入線をそれぞれ溶接し、前記モリブデン箔の上部の前記バルブを減圧封止により封止した封止部と、を具備するハロゲンランプにおいて、減圧封止により封止された前記封止部を介して前記バルブを弾性のクランパーで附勢し、該クランパーを被取付部に取り付けたことを特徴とする。

さらに、請求項４のランプ取付装置では、石英バルブ内に挿入したタングステンコイルと、該コイル両端に一端をそれぞれ溶接した一対のモリブデン箔と、該モリブデン箔の他端に電力供給用の導入線をそれぞれ溶接し、前記モリブデン箔の上部の前記バルブを減圧封止により封止した封止部と、を具備するハロゲンランプにおいて、減圧封止により封止された前記封止部は、クランパーを用いて被被取付部に取り付ける場合に前記クランパーにより締め付け作用により支持したことを特徴とする。

さらに、請求項５の加熱装置では、上下に配置され少なくとも一方は加熱される第１および第２のローラと、前記第１または第２のローラ内に配置された請求項２または３記載のランプ取付装置と、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。

この発明によれば、封止部が減圧により封止されたハロゲンランプを、寸法精度良く、熱歪みによる応力の発生を抑えた取り付けが実現可能となる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１、図２は、この発明のハロゲンランプの一実施形態について説明するための、図１は構成図、図２は図１要部を拡大して説明するための構成図である。
図１、図２において、１１は管型白熱電球の一種であるハロゲンランプである。ハロゲンランプ１１は、例えば定着用等のヒータとして多用され、放射透過性を有する石英ガラス製等のバルブ１２を有する。バルブ１２には、その内部に耐火性金属の電気抵抗線の一例であるタングステンフィラメント１３が熱源として同心状に収容される。このフィラメント１３は、バルブ１２内で軸方向に複数配設されたアンカー１４により、バルブ１２に対する同心状態が保持される。また、バルブ１２内には、アルゴン等の不活性ガスとともに、所容量のハロゲンガスを封入し、その軸方向に減圧封止により封止して封止部１５１，１５２を形成する。封止部１５１，１５２内にはバルブ１２と膨張係数が近似した導電性の例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成された矩形箔状の金属箔１６１，１６２をそれぞれ埋設している。

減圧による封止は、封止部以外で一旦ランプを封止し、封止部を含むランプ内部を減圧にした状態で、モリブデン箔を気密封止させるものである。この封止方法は、石英ガラスの肉厚がピンチシールによる封止方法のように偏ることがないことから封止部強度が向上する。

金属箔１６１の一端にはフィラメント１３の一端１３１が、金属箔１６２の一端にはフィラメント１３の他端１３２がそれぞれ接続される。金属箔１６１の他端は電力を供給するための導入線１７１に、金属箔１６２の他端は電力を供給するための導入線１７２にそれぞれ接続する。

封止部１５１，１５２の外周にはハロゲンランプ１１を取り付けるためのＶ溝１８１，１８２をそれぞれ形成する。Ｖ溝１８１，１８２は、封止部１５１，１５２を形成するときに合わせて形成する。

なお、Ｖ溝１８１，１８２は両側の封止部１５１，１５２に形成したが、何れか一方でも構わない。

この実施形態では、予めハロゲンランプ１１の封止部１５１，１５２に一体的にそれぞれ取り付けるためのＶ溝１８１，１８２が形成されていることから、ハロゲンランプ１１の取り付けが簡単なものとなる。

図３〜図８は、この発明のランプ取付装置の一実施形態について説明するためのもので、図３は上面図、図４は図３の一部を拡大して示す上面図、図５は図３の側面図、図６は図５の一部を拡大して示す上面図、図７は図３要部の拡大斜視図、図８は図３の左側から見た正面図である。

この実施形態は、図３〜図６に示すように、上記したハロゲンランプ１１の封止部１５１，１５２に形成されたＶ溝１８１，１８２に、弾性を有する例えばステンレス製のクランパー３１，３２を用いて例えばシャーシ３３（図５参照）に形成される被取付部３４，３５に取り付けたものである。

クランパー３１，３２は、図７に示すように、封止部１５１，１５２に形成されたＶ溝１８１，１８２に係合される係止部７１と被取付部３４，３５に取り付けられる取付部７２１，７２２から構成される。クランパー３１，３２の係止部７１にそれぞれ封止部１５１，１５２のＶ溝１８１，１８２に係合させた状態で、取付部７２１，７２２をＦ１，Ｆ２方向に付勢させると、係止部７１はＦ３，Ｆ４方向に付勢されてＶ溝１８１，１８２が確実に支持される。図４に示すように、取付部７２１，７２２が矢印方向に付勢される状態を被取付部３４，３５で保持することで、クランパー３１，３２を支持している。

この実施形態によれば、減圧封止部を直接クランパーで支持することにより定着用のヒートローラの大幅な寸法短縮が可能となり、延いては定着ローラの大幅な小型化を実現することができる。

ところで、封止部１５１，１５２に形成されるＶ溝１８１，１８２は、両方に設ける必要はなく、少なくとも何れか一方に形成されたＶ溝に対し、クランパーを係合させればよい。

この場合、Ｖ溝が形成されない封止部側は、封止部の所望の位置に例えばクランパーを取り付ければよい。両方にＶ溝１８１，１８２を形成した場合と同様に、簡単な作業工程により確実な位置づけされた取り付けが実現できる。また、Ｖ溝が形成されない封止部側は、熱膨張によるクランパーとの間の応力が発生しないことから、バルブの破壊を防止することができる。

クランパー３１，３２の係止部７１は、取付部９４１，９４２をＦ１，Ｆ２方向に付勢させることにより、Ｆ３，Ｆ４方向に付勢させハロゲンランプ１１を取り付けているとしたが、予め、係止部７１を小さくしておき、図７のＦ３，Ｆ４とは逆方向に広げながらＶ溝に係合させても構わない。

ところで、図３〜図６で説明したランプ取付装置の実施形態では、Ｖ溝を形成したが、クランパーをＦ１，Ｆ２方向に付勢させた状態で被取付部に取り付ける場合に、クランパーの係止部７１がＦ３，Ｆ４方向に付勢されることから、この付勢力を利用すれば必ずしもＶ溝がある必要はない。

この場合でも簡単な作業工程により確実な位置づけされた取り付けが実現できるばかりか、熱膨張によるクランパーとの間の応力が発生しないことから、バルブの破壊を防止することができる。

図９〜図１４は、この発明のランプ取付装置の他の実施形態について説明するためのもので、図９は上面図、図１０は図９の一部を拡大して示す上面図、図１１は図９の側面図、図１２は図１１の一部を拡大して示す上面図、図１３は図９要部の拡大斜視図、図１４は図９の左側から見た正面図である。なお、図３〜図８と同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。

この実施形態は、図９〜図１４に示すように、上記の実施形態で形成したＶ溝１８１，１８２を無くし、弾性を有する例えばステンレス製のクランパー９１，９２を用い、シャーシ３３（図１１参照）等に形成された被取付部３４，３５に取り付けたものである。

クランパー９１，９２は、図１３に示すように、バルブ１２の長手方向の両側を掛合させる係止部９３と被取付部３４，３５に取り付けられる取付部９４１，９４２から構成される。クランパー９１，９２の係止部９３を封止部１５１，１５２とバルブ１２の境１２１，１２２にそれぞれ図中Ｆｌ，Ｆｒ方向に付勢させた状態で、取付部９４１，９４２をＦ１，Ｆ２方向に付勢させると、係止部９３はＦ３，Ｆ４方向に付勢されてハロゲンランプ１１が確実に支持される。図１０に示すように、取付部９４１，９４２が矢印方向に付勢される状態を、被取付部３４，３５でクランパー３１，３２を保持することより、クランパー３１，３２を取り付けている。

このように、簡単な構成と作業工程により、ハロゲンランプ１１は、確実に位置づけされた状態で取り付けできる。また、クランパー３１，３２は、ハロゲンランプ１１の封止部１５１，１５２の端部より内側に形成でき、より省スペースにすることにも寄与している。

図１５は、ハロゲンランプ１１が取付けられた図３〜図８で説明のランプ取付装置１００を用いて複写機等のトナーを定着させるこの発明の加熱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２０１，２０２は上下に対向配置された長尺の加熱ローラで、これら加熱ローラ２０１，２０２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２０３，２０４で被覆されている。

また、加熱ローラ２０１，２０２のうちのほぼ中心軸上には、ハロゲンランプ１１で構成されるランプ取付装置１００が図示しない支持部材を介して配設されており、図示しない電源部に接続して通電されると、ハロゲンランプ１１のフィラメントがそれぞれ発熱して加熱ローラ２０１，２０２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を矢印方向に回転するヒートアップされた加熱ローラ２０１，２０２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。

ハロゲンランプを定着用として用いたときは、ヒートローラの温度分布を均一に保つために、配熱分布がヒートローラに対して正しい位置に配置される必要がある。この実施形態の場合、ハロゲンヒータの封止部がクランパーにより所望の配熱分布が得られる位置決めを実現することができる。

ランプ取付装置１００に取り付けるハロゲンランプ１１の数は、１灯（本）に限らず、２灯以上の複数灯であってもよい。また、加熱ローラ８１，８２はいずれも加熱ローラである必要はなく、一方は加圧ローラであってもよい。

この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、Ｖ溝が形成されない側は、導入線に取り付け金具を溶接し金具を被取付部に取り付ければよい。さらに、クランパーには１本のハロゲンランプの封止部を取り付けるだけでなく、形状を変えることにより２本以上も取り付けることが可能である。

この発明のハロゲンランプの一実施形態について説明するための構成図。 図１の要部を拡大して説明するための構成図。 この発明のランプ取付装置の一実施形態について説明するための上面図。 図３の一部を拡大して説明するための構成図。 図３の側面図。 図５の一部を拡大し一部を切り欠いて説明するための構成図。 図３の要部を拡大して説明するための斜視図。 図６の左側から見た状態について説明するための正面図。 この発明のランプ取付装置の他の実施形態について説明するための上面図。 図９の一部を拡大して説明するための構成図。 図９の側面図。 図１１の一部を拡大し一部を切り欠いて説明するための構成図。 図９の要部を拡大して説明するための斜視図。 図１２の左側から見た状態について説明するため正面図。 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

１１ ハロゲンランプ
１２ バルブ
１３ フィラメント
１４ アンカー
１５１，１５２ 封止部
１６１，１６２ 金属箔
１７１，１７２ 導入線
１８１，１８２ Ｖ溝
３１，３２，９１，９２ クランパー
３３ シャーシ
３４，３５ 被取付部
７１，９３ 係止部
７２１，７２２，９４１，９４２ 取付部
１００ ランプ取付装置
２００ 加熱装置

Claims (5)

1. 石英バルブ内に挿入したタングステンコイルと、該コイル両端に一端をそれぞれ溶接した一対のモリブデン箔と、該モリブデン箔の他端に電力供給用の導入線をそれぞれ溶接し、前記モリブデン箔の上部の前記バルブを減圧封止により封止した封止部と、を具備するハロゲンランプにおいて、
   両端の前記封止部の少なくとも一方の外周に取り付けるための溝を形成したことを特徴とするハロゲンランプ。
2. 前記溝にクランパーを取着し、該クランパーを被取付部に取り付けたことを特徴とする前記請求項１のランプ取付装置。
3. 石英バルブ内に挿入したタングステンコイルと、該コイル両端に一端をそれぞれ溶接した一対のモリブデン箔と、該モリブデン箔の他端に電力供給用の導入線をそれぞれ溶接し、前記モリブデン箔の上部の前記バルブを減圧封止により封止した封止部と、を具備するハロゲンランプにおいて、
   減圧封止により封止された前記封止部を介して前記バルブを弾性のクランパーで附勢し、該クランパーを被取付部に取り付けたことを特徴とするランプ取付装置。
4. 石英バルブ内に挿入したタングステンコイルと、該コイル両端に一端をそれぞれ溶接した一対のモリブデン箔と、該モリブデン箔の他端に電力供給用の導入線をそれぞれ溶接し、前記モリブデン箔の上部の前記バルブを減圧封止により封止した封止部と、を具備するハロゲンランプにおいて、
   減圧封止により封止された前記封止部は、クランパーを用いて被被取付部に取り付ける場合に前記クランパーにより締め付け作用により支持したことを特徴とするランプ取付装置。
5. 上下に配置され少なくとも一方は加熱される第１および第２のローラと、
   前記第１または第２のローラ内に配置された請求項２または３記載のランプ取付装置と、
   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加熱装置。

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