JP3873635B2 - 加熱ローラ用ヒータランプ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式のプリンタ、複写機などの画像形成装置に備えられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを利用したプリンタ、複写機などの画像形成装置には、記録紙やＯＨＰシートなどの記録材上に保持された未定着のトナー像を定着する定着装置が備えられている。定着方式としては、従来からいわゆる熱ローラ方式のものが広く使用されており、係る熱ローラ方式の定着装置を図７を参照して説明する。
図７において、定着装置は加熱ローラＲ１とこの加熱ローラＲ１に圧接されるの加圧ローラＲ２とを有し、これらのローラの接触領域に未定着トナー像を保持した転写材である記録材Ｐを通過させて、熱と圧力とを加えてトナー像を該記録材上に定着させるものである。
この加熱ローラＲ１の管の内部には当該加熱ローラＲ１の熱源としてのヒータランプ装置１が配設されている。この加熱ローラ用ヒータランプ装置１は例えば２本のヒータランプからなる。
【０００３】
図８に上記加熱ローラ及び加熱ローラ用ヒータランプ装置の構成例を示す。同図において、ヒータランプ装置１は、第一のヒータランプ１００及び第二のヒータランプ２００を具備してなり、両ヒータランプの発熱領域は加熱ローラＲ１の管軸方向で異なっている。前記第一のヒータランプ１００は、最大サイズの転写材の通過領域（Ｌ１）よりも小さな所定サイズの転写材の通過領域Ｌ２に発光部１２１を有しており、これにより前記発光部１２１が発熱して所定サイズの転写材の通過領域Ｌ２を加熱し、一方、第二のヒータランプ２００は、最大サイズの転写材の通過領域Ｌ１内において前記所定サイズの転写材の通過領域（Ｌ２）外の領域Ｌ３に発光部２２１を有して、該発光部２２１が発熱することにより最大サイズの転写材の通過領域Ｌ１内において前記所定サイズの転写材の通過領域（Ｌ２）外の領域Ｌ３を加熱している。
加熱ローラＲ１に最大サイズ（Ｌ１）の大きさの転写材を通過させる場合は、第一及び第二のヒータランプ１００、２００の両方を点灯して加熱ローラＲ１の全領域Ｌ１を加熱する。そして、加熱ローラＲ１に最大サイズよりも小さい所定サイズ（Ｌ２）の転写材を通過させる場合は、第一のヒータランプ１００のみを点灯して転写材の通過領域Ｌ２だけを加熱する。
【０００４】
図９は上記加熱ローラ用ヒータランプ装置における第一及び第二のヒータランプの構成を示す図である。第一及び第二のヒータランプ１００、２００は、石英ガラスなどからなる直管形のバルブ１１０、２１０の内部にバルブ管軸に沿ってフィラメント１３０、２３０が配設されると共に、不活性ガスが封入されて当該バルブ１１０、２１０の両端において封止部５１、５２が形成されたいわゆる両端封止型白熱ランプである。前記フィラメント１３０、２３０はその両端が封止部５１、５２に埋設されてバルブ内に架設、保持されている。
【０００５】
フィラメント１３０、２３０における発光部１２１、２２１は素線が密に巻回されたコイルにより構成される。一方、フィラメントにおける非発光部１２２、２２２は例えば略直線状に形成されており、これにより、電気抵抗を小さくして当該非発光部１２２、２２２における発熱を防止している。
よって、このようなヒータランプ装置を点灯すると各ヒータランプにおける発光部が発光して発熱し、加熱ローラにおける所定の加熱領域を加熱するようになる。
【０００６】
ところで、これらヒータランプ１００、２００は、その全長が少なくとも加熱ローラにおける最大サイズの転写材の通過領域Ｌ１よりも大きいために、バルブ１１０、２１０の両端で保持されるフィラメント１３０、２３０もまた長いものとなってしまう。よって、通常、フィラメント１３０、２３０のたわみや垂下を防止するため、当該フィラメント１３０、２３０にはその略全長にわたってサポータ４１、４２が取り付けられている。
【０００７】
図１０は図９中のサポータの構成例である。同図において、サポータ４は金属製のリング状部材からなり、その略中心部には小径部４ａが形成されている。前記サポータ４は、その小径部４ａをフィラメント３０に係着させると共にリング状の最大外径部をバルブの内壁に周接することにより、フィラメント３０をバルブの内壁で保持するようにしている。
フィラメント３０の発光部においては、同図（ａ）に示すように、密巻されたコイルにサポータ４を引っ掛けて取り付けている。一方、非発光部においては、フィラメント３０には通常コイル部分が形成されていないが、サポータ４を取り付けるために同図（ｂ）に示すように素線を密に巻回して密巻部Ｃを形成し、当該密巻部Ｃにサポータ４を引っ掛けるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように最大サイズよりも小さい所定サイズ（Ｌ２）の転写材を通過させる場合には、加熱ローラにおける所定サイズ（Ｌ２）のみを加熱するのために、上記したヒータランプ装置の第一のヒータランプのみを点灯させる。しかしながらこの際、第一のヒータランプは、非発光部に形成されたコイルの密巻部の電気抵抗が大きいために当該密巻部においても発熱し、非発光部においても僅かながら温度が上昇してしまう。第一のヒータランプのみを点灯した場合、その非発熱部は加熱ローラにおける不使用領域（Ｌ３）を加熱することになるので、これにかかる電力がまったくの無駄になってしまう。
【０００９】
また、定着装置に転写材を通過させると加熱ローラにおける転写材の通過領域では転写材に熱が奪われるため、定着装置に転写材を連続して通過させる場合などは、ヒータランプへの入力電力をいっそう大きくする必要があるが、このためにランプへの入力電力を増大すると、ヒータランプはその全体で発熱量が増すので、即ち、非発光部においても発熱量が増してしまうので、電力のロスが大きくなるばかりでなく、加熱ローラに転写材が通過しない不使用の領域（Ｌ３）においては蓄熱され、過熱してしまう。
【００１０】
無論、加熱ローラに最大サイズの転写材を通過させる場合、加熱ローラの管軸方向の全領域を加熱するので非発光部における発熱も利用されて効率的には問題ない。ところが、上述の構成に係るヒータランプ装置では、非発光部における配熱が大きくて無視できないため、第一、第二のヒータランプを同時に点灯させるときの温度制御が非常に難しいという問題がある。
【００１１】
第一、第二のヒータランプはその発光部が主に発熱してそれぞれ加熱ローラのＬ２、Ｌ３領域を加熱するものであり、加熱ローラ表面の全領域（Ｌ１）の配熱分布は、各ヒータランプの管軸に垂直方向で配熱をＬ１領域で積算すれば良いと考えられるが、各ヒータランプへの入力電力は加熱ローラ表面の温度により都度変わるものであり、また各ヒータランプで発光部領域における配熱と非発光部領域における配熱の差が異なっているので、安易に両ヒータランプの配熱を積算しても加熱ローラにおける表面温度を所定範囲にするのは困難である。
このためにランプ入力を設計する際の作業が非常に煩雑であり大変であった。
【００１２】
そこで本発明が解決しようとする課題は、ヒータランプを複数本具備した加熱ローラ用ヒータランプ装置において、従来よりもいっそう消費電力を少なくでき、加熱ローラの不使用領域における当該加熱ローラの過熱を防止でき、更には、複数のヒータランプを同時に点灯する際の点灯制御を簡単に行える、加熱ローラ用のヒータランプ装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
転写材を加熱するための加熱ローラに内蔵されて、該加熱ローラを加熱するための加熱ローラ用ヒータランプ装置であって、コイル状のフィラメントを具えたヒータランプを複数具備してなり、前記複数のヒータランプのフィラメントは、いずれも発光部と非発光部とを有し、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部がその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するよう、前記複数のヒータランプが前記加熱ローラ内に配設されており、前記複数のヒータランプのうち少なくとも１つのヒータランプには、その非発光部のフィラメントに他の部分よりもコイルピッチが密となる密巻部が形成され、当該密巻部の少なくとも１つにフィラメントの発光管に対する半径方向の移動を規制するためのサポータが取り付けられており、前記非発光部の少なくとも一部においてフィラメントコイル内に、両方の端部が開放された短絡用芯棒が挿入されていると共に、少なくとも１つの密巻部でカシメ又は溶接により前記短絡用芯棒が前記フィラメントに固定されていることを特徴とする。
また、転写材を加熱するための加熱ローラに内蔵されて、該加熱ローラを加熱するための加熱ローラ用ヒータランプ装置であって、コイル状のフィラメントを具えたヒータランプを複数具備してなり、前記複数のヒータランプのフィラメントは、いずれも発光部と非発光部とを有し、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部がその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するよう、前記複数のヒータランプが前記加熱ローラ内に配設されており、前記複数のヒータランプのうち少なくとも１つのヒータランプには、その非発光部のフィラメントに他の部分よりもコイルピッチが密となる密巻部が形成され、当該密巻部の少なくとも１つにフィラメントの発光管に対する半径方向の移動を規制するためのサポータが取り付けられており、前記非発光部の少なくとも一部においてフィラメントコイル内に、両方の端部が開放された短絡用芯棒が挿入されていると共に、当該短絡用芯棒に溝部が形成されて前記密巻部のフィラメントコイルが該溝部に係合することにより、前記短絡用芯棒が前記フィラメントに固定されていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
非発光部におけるフィラメントコイルに短絡用芯棒が挿入されることで、当該非発光部における電気抵抗が小さくなり、効率よく発光部が発熱すると共に、非発光部における発熱が抑えられて、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合の消費電力をいっそう小さくできる。
また、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合に連続して転写材を通過させる場合の加熱ローラの不使用領域における過熱を防止できる。
更には、非発光部における発熱を無視できる程度まで小さくすることができて、複数のヒータランプを同時に点灯して使用する場合の点灯制御の設計を簡単に行えるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置の実施形態を示す説明図である。同図において、加熱ローラ用ヒータランプ装置は第一及び第二のヒータランプ１００、２００よりなり、管壁を約１０ｍｍ離隔して両ランプの管軸が平行に伸びるように図示省略の加熱ローラ内に配設される。第一及び第二のヒータランプ１００、２００はいわゆる両端封止型の白熱ランプであって石英ガラス製の管型のバルブ１１０、２１０を具備し、その内部にフィラメント１３０、２３０が配置されている。前記バルブ１１０、２１０の両端には封止部５１、５２が形成されており、該封止部５１、５２にモリブデン製の金属箔６１、６２が埋設されて当該金属箔６１、６２に前記フィラメント１３０、２３０の両端部が接続されている。金属箔６１、６２には封止部より外方に伸びる外部リード７１、７２が接続されている。
【００１６】
なお、ヒータランプ１００、２００のバルブ１１０、２１０内には不活性ガスが封入されている。なお不活性ガスと共に所要のハロゲンを封入しても良い。
【００１７】
ここで第一のヒータランプのフィラメント１３０における発光部１２１は、第二のヒータランプのフィラメント２３０における非発光部２２２に対向しており、一方、第二のヒータランプ２００のフィラメント２３０における発光部２２１は第一のヒータランプ１００のフィラメント１３０における非発光部１２２に対向している。
【００１８】
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ヒータランプは、従来技術で説明したように転写材の幅に合わせて加熱ローラを加熱する領域を可変とするためである。
【００１９】
フィラメント１３０、２３０はいずれも１本のタングステンよりなる素線をコイル状に巻回して形成したものであって、発光部１２１、２２１においては素線を密に巻回して形成されたコイルからなり、非発光部１２２、２２２においてはおおむね疎に巻回されたコイルからなる。これらフィラメント１３０、２３０には金属製のリング状サポータが適宜の箇所に取り付けられており、よってフィラメント１３０、２３０がバルブ１１０、２１０の内壁で間接的に保持されている。
【００２０】
前記非発光部１２２、２２２のコイルの内部には、短絡用芯棒８１、８２が挿通されており、両部材はコイルを密に巻回して形成された密巻部においてカシメ又はスポット溶接等の手段により接合部１Ｆ、２Ｆを形成して固定されている。短絡用芯棒８１、８２は、導電性を有するモリブデン等の金属部材からなりその全長は前記非発光部１２２、２２２の長さと略等しい。また、非発光部１２２、２２２のコイルの内径は短絡用芯棒８１、８２の外径に略一致している。
【００２１】
非発光部１２２、２２２におけるコイルに部分的にフィラメント素線を密に巻回して密巻部が形成されており、該密巻部にサポータ４１、４２が取り付けられる。前述したように非発光部１２２、２２２のコイルには短絡用芯棒が挿入されているので前記密巻部においても電気抵抗が小さくなり、よって非発光部１２２、２２２における発熱が回避されるようになる。
【００２２】
図２は本発明に係るヒータランプの非発光部のフィラメントを拡大して示す構成例である。同図においてフィラメント３０は短絡用芯棒８の外周に密着するよう巻回されておりその内径は短絡用芯棒８の外径Ｄとほぼ一致している。フィラメント３０と短絡用芯棒８の接合部Ｆにおいてはフィラメント３０の素線を密に巻回しておくのが好ましい実施形態である。このようにコイルの密巻きにしておくとカシメやスポット溶接の信頼性が向上するうえその際の作業性が良いものとなる。
【００２３】
なお、短絡用芯棒は直線棒状であると、非発光部のコイルの抵抗値を小さくできて通電経路が最短になり、発光部における発熱の効率が向上するので特に好ましい。無論、その他の形状でも良く例えば管状の導電性部材を用いても良い。
【００２４】
図３（ａ）、（ｂ）は接合部の他の実施形態の説明図である。同図（ａ）において、短絡用芯棒８には凹状の溝部８ａが形成されており、フィラメント素線を当該溝部８ａの外周に合わせて密に巻回すると、フィラメント３０が該溝部８ａとの係合関係により軸方向の移動が規制されるようにる。この結果、接合部Ｆが形成される。なおこの接合部Ｆにおいて、更に、カシメ、スポット溶接などの方法により最終的な固定を行ってもよい。また更に、同図（ｂ）に示すように接合部Ｆにサポータ４を取り付けても良い。
【００２５】
先に示した図１のように、接合部（１Ｆ、２Ｆ）を、一本の短絡用芯棒（８１、８２）につき一箇所のみ形成した場合は、該短絡用芯棒（８１、８２）が熱膨張により軸線方向に伸びたときにも、該接合部（１Ｆ、２Ｆ）の外方が開放されており、つまり自由に伸縮できるので、両部材の間にストレスが生じない。短絡用芯棒（８１、８２）の材質としてはたわみの少ない比較的強度の高い金属を用いることにより、非発光部（１２２、２２２）の非発光部のコイルにたるみが発生しないのでサポータ（４１、４２）で保持する箇所を少なくできる。例えば、図１に示すようにサポータ（４１、４２）を短絡用芯棒（８１、８２）の両端のみに取り付けることで足りるようになる。従って、従来型のヒータランプに比較してサポータ（４１、４２）の取り付けに掛かる作業を軽減できて生産性が向上するようになる。
【００２６】
なお、前記接合部（１Ｆ、２Ｆ）を非発光部（１２２、２２２）の略中腹に形成した場合は、短絡用芯棒（８１、８２）が熱膨張したときに、該接合部（１Ｆ、２Ｆ）の両外方に伸びるので、接合部（１Ｆ、２Ｆ）より外端部までの伸び量が短絡用芯棒（８１、８２）の全体の伸び量の略半分にでき、好適である。また更には、スポット溶接する際の作業性も良いものとなる。
【００２７】
無論、接合部の位置、つまり短絡用芯棒とフィラメントとを固定する位置は上記に限定されること無く、種々変更可能である。図４は短絡用芯棒と接合部との位置関係について他の実施形態を示す図である。例えば、同図（ａ）に示すように、サポータ４の取り付けのために形成された密巻部Ｃに接合部Ｆを形成してもよい。このように短絡用芯棒８の一方の端部に接合部Ｆを形成すると、当該短絡用芯棒８の他方の端部が開放されるので、フィラメント３０と短絡用芯棒８との間の熱ストレスを好適に解消できる。また、同図（ｂ）に示すように短絡用芯棒８とフィラメント３０との接合部Ｆを２以上形成して固定してもよい。この場合も短絡用芯棒８の両端を開放しておくことによりフィラメント３０と短絡用芯棒８との熱ストレスを解消する。
【００２８】
以上、ヒータランプが２本具備された加熱ローラ用ヒータランプ装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなくヒータランプが３本以上具備されたヒータランプユニットの場合にも適用できる。
【００２９】
図５は、本発明に係る加熱ローラ用のヒータランプ装置の他の実施形態である。この実施形態に係るヒータランプ装置は、そのフィラメントに発光部、非発光部とを有するヒータランプを４本具えてなり、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部はその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するように、加熱ローラ内に配設される。
同図において、ヒータランプ装置は第一のヒータランプ１００、第二のヒータランプ２００、第三のヒータランプ３００、第四のヒータランプ４００を具備してなり、各ヒータランプにおける発光部（１２１、２２１、３２１、４２１）は、少なくとも１つの他のヒータランプにおける非発光部（１２２、２２２、３２２、４２２）に対向して配置されている。この実施形態に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置は、転写材のサイズに合わせて、最小の幅、例えば、はがきサイズの幅で加熱ローラを加熱する場合には第一のヒータランプ１００のみを点灯し、該はがきサイズよりも大きい、例えば、Ａ４サイズの幅で加熱する場合には第二のヒータランプ２００のみを点灯し、該Ａ４サイズよりも大きい、例えば、Ｂ４サイズの幅を加熱する場合には第一及び第四のヒータランプ１００、４００を点灯して使用するものである。そして、前記Ｂ４サイズよりも大きい最大のサイズ、例えば、Ａ３サイズの幅を加熱する場合には第二及び第三のヒータランプ２００、３００を点灯して使用する。
【００３０】
同図において、第一及び第二のヒータランプ１００、２００における非発光部１２２、２２２、並びに、第四のヒータランプ４００における図面上最右端に位置される非発光部４２２Ｒにおいて、フィラメントコイル内に短絡用芯棒８１、８２、８４が挿入されている。
【００３１】
この実施形態によれば、はがきサイズの幅で加熱ローラを加熱する場合は、上述したように第一のヒータランプ１００を単独で点灯して使用する。ここで、加熱ローラの不使用領域に位置される第一のヒータランプ１００の非発光部１２２には、そのフィラメントのコイル内に短絡用芯棒８１が挿入されているので、当該非発光部１２２における発熱が好ましく防止されて、加熱ローラの不使用領域が加熱されずに済むようになる。
【００３２】
Ａ４サイズの幅で加熱ローラを加熱する場合には、上述したように第二のヒータランプ２００を単独で点灯して使用するので、その際の加熱ローラの不使用領域に対応する非発光部２２２にも、コイル内に短絡用芯棒８２が挿入されており、該非発光部２２２における発熱が防止されている。
【００３３】
そして、Ｂ４サイズの幅を加熱する場合、第一及び第四のヒータランプ１００、４００を同時に点灯して使用する。この際、少なくともその一部が加熱ローラの不使用領域にある非発光部１２２、４２２Ｒには、フィラメントのコイル内に短絡用芯棒８１、８４が挿入されており、係る非発光部１２２、４２２Ｒにおける発熱が回避され、加熱ローラの不使用領域は加熱されずに済む。
【００３４】
ここで、第三のヒータランプ３００における非発光部３２２のフィラメントには短絡用芯棒が挿入されていないが、該第三のヒータランプ３００は常に第二のヒータランプ２００と同時に点灯されて最大（Ａ３）サイズの転写材の通過領域を加熱するので、第三のヒータランプの非発光部３２２における熱は常に利用されることになる。よって消費電力のロスは生じない。
【００３５】
以上のように、各ヒータランプを最小の本数で点灯使用する場合、点灯したヒータランプの非発光部のなかでも特に、加熱ローラにおける不使用領域にその一部が位置される非発光部においては、フィラメントをコイル状に形成してその内部に短絡用芯棒を挿入することにより、前記加熱ローラにおける不使用領域を無駄に加熱せずに済み、よって消費電力を小さくできて効率のよい加熱ローラ用ヒータランプ装置とすることができる。
【００３６】
無論、上記実施形態に限定されることなく適宜変更可能で、例えば、フィラメントの非発光部を、コイルを疎巻にして形成したが発光部におけるコイルと同様に密に巻回していてもかまわない。
本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置は、これを構成するヒータランプにおける非発光部の少なくとも一部においてそのフィラメントコイル内に短絡用芯棒が挿入されていれば足り、その際は消費電力を抑えるという効果を得ることができる。
【００３７】
なお、加熱ローラ用ヒータランプ装置を構成する全ヒータランプの、全ての非発光部において、フィラメントをコイル状に形成してその内部に短絡用芯棒を挿入しておくと、非発光部における発熱をほぼすべて無視できるようになるので、点灯制御の設計を容易に行えるようになる。
【００３８】
【実施例】
下記の条件に従って、図１に示した実施形態に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置を作製した。該ヒータランプ装置は、最大サイズよりも幅の小さい所定サイズ（Ｌ２）を加熱する第一のヒータランプと、最大サイズと所定サイズの間（Ｌ３）を加熱する第２のヒータランプとから構成される。本実施例では、Ｌ１＝３２０ｍｍ、Ｌ２＝２００ｍｍ、Ｌ３＝６０ｍｍとした。
第一及び第二のヒータランプはいずれも、バルブが全長３７０ｍｍ、内径４ｍｍ、肉厚１ｍｍの石英ガラス製であり、コイル状フィラメントが素線が線径φ０．２５ｍｍのタングステン線を発光部においてコイル径φ１．２ｍｍ（内径φ０．７ｍｍ）、ピッチ０．３８ｍｍで、非発光部においてコイル径内径φ０．７ｍｍ、ピッチ７ｍｍで巻回して形成したものである。
非発光部におけるフィラメントのコイル内には外径φ０．７ｍｍのモリブデン製の棒を挿入し、短絡用芯棒の中腹においてスポット溶接して接合した。なお接合部においてはコイルピッチ０．３８ｍｍとして密巻にしている。
第一のヒータランプにおいては短絡用芯棒の長さはＬ３に合うよう６０ｍｍとし、一方、第二のヒータランプにおいはＬ２に合うよう２００ｍｍとした。
なお、発光部にはその軸線方向にわたってタングステン製のサポータを約１５ｍｍ毎に取り付け、非発光部には短絡用芯棒の両端部近傍に巻回径を変えずピッチのみを変えて密巻部を形成して当該密巻部にサポータを取り付けた。
【００３９】
〔比較例〕
ヒータランプの非発光部においてフィラメントに短絡用芯棒が挿入されていない点以外は、先に述べた実施例と同様の構成にして、第一及び第二のヒータランプを作製し、比較例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置を製作した。
【００４０】
上記実施例係るランプ装置について、第一のヒータランプへの入力電力５５０Ｗ、電圧１００Ｖとし、第二のヒータランプへの入力電力３５０Ｗ、電圧１００Ｖとして点灯し、該第一、第二ヒータランプの各々についてフィラメント中心軸から２０ｍｍ離れた位置の管軸方向の配熱分布を測定した。
この結果を図６において実線で示す。
同図は、配熱分布を本実施例における配熱の最大値を１００％としてその相対値（％）で示した図であり（ａ）は第一のヒータランプの配熱分布、（ｂ）は第二のヒータランプの配熱分布、をそれぞれ示している。
【００４１】
また、従来型の上記比較例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置について、前記実施例と同様の点灯条件で点灯して配熱分布を測定した。
この結果を図６において破線で示す。
同図（ａ）は第一のヒータランプ、（ｂ）第二のヒータランプの配熱分布を示した図である。
【００４２】
図６（ａ）、（ｂ）から明らかなように、上記実施例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置によれば、これを構成するヒータランプは、第一、第二のヒータランプともに非発光部に相当する領域の配熱が小さくて発光部に相当する領域の配熱が大きく、該発熱部において効率よく加熱できると確認された。
【００４３】
以上のように、上記実施例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置によれば、当該ユニットを構成するヒータランプはその非発光部におけるフィラメントコイルに短絡用芯棒を挿入することにより該非発光部における電気抵抗を小さくでき、効率よく発光部が発熱されると共に非発光部においては発熱が抑えられて、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合には消費電力を小さくできるようになる。また、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合に連続して転写材を通過させる場合、加熱ローラの不使用領域における過熱が防止される。更に、非発光部における発熱を無視できる程度まで小さくすることができて、ランプの点灯制御の設計を簡単に行えるようになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置においては、ヒータランプにおける発光部において効率よく発熱して加熱ローラの所定領域を熱応答良く加熱し、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合は電力のロスを少なくできて発光部を効率よく加熱できるようになる。
【００４５】
また、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズの転写材を連続して通過させる場合、加熱ローラの不使用領域においても過熱するようなことがなくなる。
【００４６】
更には、非発光部における配熱を十分無視できるように小さくできて、複数のヒータランプを同時に点灯する場合の点灯制御の設計を行う際に容易に行えるようになる。
【００４７】
なお、フィラメントの非発光部においてはサポータの取り付け箇所を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置の実施形態を示す説明図
【図２】 短絡用芯棒と非発光部のコイルの拡大図
【図３】（ａ）、（ｂ） 接合部の他の実施形態を示す図
【図４】（ａ）、（ｂ） 短絡用芯棒と接合部との位置関係について他の実施形態を示す図
【図５】 本発明に係る加熱ローラ用のヒータランプ装置の他の実施形態を示す説明図
【図６】 実施例、及び、比較例に係るヒータランプ装置について配熱分布の結果を示す図であり、（ａ）第一のヒータランプの配熱分布、（ｂ）第二のヒータランプの配熱分布、を示す図である
【図７】 熱ローラ方式の定着装置の説明用図面
【図８】 加熱ローラヒータランプ装置の説明図
【図９】 第一及び第二のヒータランプの管軸方向における説明用断面図
【図１０】 図９中のサポータ部分の拡大図であり、（ａ）発光部に取り付けられたサポータ、（ｂ）非発光部に付けられたサポータ、をそれぞれ示す図
【符号の説明】
１ 加熱ローラ用ヒータランプ装置
１００ 第一のヒータランプ
２００ 第二のヒータランプ
３００ 第三のヒータランプ
４００ 第四のヒータランプ
１１０、２１０ バルブ
１２１、２２１、３２１、４２１ 発光部
１２２、２２２、３２２、４２２ 非発光部
１３０、２３０、３０ フィラメント
１３１、２３１ 密巻コイル
１Ｃ、２Ｃ、Ｃ 密巻部
１Ｆ、２Ｆ、Ｆ 接合部
４１、４２、４ サポータ
４ａ 小径部
５１、５２ 封止部
６１、６２ 金属箔
７１、７２ 外部リード
８１、８２、８４、８ 短絡用芯棒
８ａ 溝部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式のプリンタ、複写機などの画像形成装置に備えられる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを利用したプリンタ、複写機などの画像形成装置には、記録紙やＯＨＰシートなどの記録材上に保持された未定着のトナー像を定着する定着装置が備えられている。定着方式としては、従来からいわゆる熱ローラ方式のものが広く使用されており、係る熱ローラ方式の定着装置を図７を参照して説明する。
図７において、定着装置は加熱ローラＲ１とこの加熱ローラＲ１に圧接されるの加圧ローラＲ２とを有し、これらのローラの接触領域に未定着トナー像を保持した転写材である記録材Ｐを通過させて、熱と圧力とを加えてトナー像を該記録材上に定着させるものである。
この加熱ローラＲ１の管の内部には当該加熱ローラＲ１の熱源としてのヒータランプ装置１が配設されている。この加熱ローラ用ヒータランプ装置１は例えば２本のヒータランプからなる。
【０００３】
図８に上記加熱ローラ及び加熱ローラ用ヒータランプ装置の構成例を示す。同図において、ヒータランプ装置１は、第一のヒータランプ１００及び第二のヒータランプ２００を具備してなり、両ヒータランプの発熱領域は加熱ローラＲ１の管軸方向で異なっている。前記第一のヒータランプ１００は、最大サイズの転写材の通過領域（Ｌ１）よりも小さな所定サイズの転写材の通過領域Ｌ２に発光部１２１を有しており、これにより前記発光部１２１が発熱して所定サイズの転写材の通過領域Ｌ２を加熱し、一方、第二のヒータランプ２００は、最大サイズの転写材の通過領域Ｌ１内において前記所定サイズの転写材の通過領域（Ｌ２）外の領域Ｌ３に発光部２２１を有して、該発光部２２１が発熱することにより最大サイズの転写材の通過領域Ｌ１内において前記所定サイズの転写材の通過領域（Ｌ２）外の領域Ｌ３を加熱している。
加熱ローラＲ１に最大サイズ（Ｌ１）の大きさの転写材を通過させる場合は、第一及び第二のヒータランプ１００、２００の両方を点灯して加熱ローラＲ１の全領域Ｌ１を加熱する。そして、加熱ローラＲ１に最大サイズよりも小さい所定サイズ（Ｌ２）の転写材を通過させる場合は、第一のヒータランプ１００のみを点灯して転写材の通過領域Ｌ２だけを加熱する。
【０００４】
図９は上記加熱ローラ用ヒータランプ装置における第一及び第二のヒータランプの構成を示す図である。第一及び第二のヒータランプ１００、２００は、石英ガラスなどからなる直管形のバルブ１１０、２１０の内部にバルブ管軸に沿ってフィラメント１３０、２３０が配設されると共に、不活性ガスが封入されて当該バルブ１１０、２１０の両端において封止部５１、５２が形成されたいわゆる両端封止型白熱ランプである。前記フィラメント１３０、２３０はその両端が封止部５１、５２に埋設されてバルブ内に架設、保持されている。
【０００５】
フィラメント１３０、２３０における発光部１２１、２２１は素線が密に巻回されたコイルにより構成される。一方、フィラメントにおける非発光部１２２、２２２は例えば略直線状に形成されており、これにより、電気抵抗を小さくして当該非発光部１２２、２２２における発熱を防止している。
よって、このようなヒータランプ装置を点灯すると各ヒータランプにおける発光部が発光して発熱し、加熱ローラにおける所定の加熱領域を加熱するようになる。
【０００６】
ところで、これらヒータランプ１００、２００は、その全長が少なくとも加熱ローラにおける最大サイズの転写材の通過領域Ｌ１よりも大きいために、バルブ１１０、２１０の両端で保持されるフィラメント１３０、２３０もまた長いものとなってしまう。よって、通常、フィラメント１３０、２３０のたわみや垂下を防止するため、当該フィラメント１３０、２３０にはその略全長にわたってサポータ４１、４２が取り付けられている。
【０００７】
図１０は図９中のサポータの構成例である。同図において、サポータ４は金属製のリング状部材からなり、その略中心部には小径部４ａが形成されている。前記サポータ４は、その小径部４ａをフィラメント３０に係着させると共にリング状の最大外径部をバルブの内壁に周接することにより、フィラメント３０をバルブの内壁で保持するようにしている。
フィラメント３０の発光部においては、同図（ａ）に示すように、密巻されたコイルにサポータ４を引っ掛けて取り付けている。一方、非発光部においては、フィラメント３０には通常コイル部分が形成されていないが、サポータ４を取り付けるために同図（ｂ）に示すように素線を密に巻回して密巻部Ｃを形成し、当該密巻部Ｃにサポータ４を引っ掛けるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように最大サイズよりも小さい所定サイズ（Ｌ２）の転写材を通過させる場合には、加熱ローラにおける所定サイズ（Ｌ２）のみを加熱するのために、上記したヒータランプ装置の第一のヒータランプのみを点灯させる。しかしながらこの際、第一のヒータランプは、非発光部に形成されたコイルの密巻部の電気抵抗が大きいために当該密巻部においても発熱し、非発光部においても僅かながら温度が上昇してしまう。第一のヒータランプのみを点灯した場合、その非発熱部は加熱ローラにおける不使用領域（Ｌ３）を加熱することになるので、これにかかる電力がまったくの無駄になってしまう。
【０００９】
また、定着装置に転写材を通過させると加熱ローラにおける転写材の通過領域では転写材に熱が奪われるため、定着装置に転写材を連続して通過させる場合などは、ヒータランプへの入力電力をいっそう大きくする必要があるが、このためにランプへの入力電力を増大すると、ヒータランプはその全体で発熱量が増すので、即ち、非発光部においても発熱量が増してしまうので、電力のロスが大きくなるばかりでなく、加熱ローラに転写材が通過しない不使用の領域（Ｌ３）においては蓄熱され、過熱してしまう。
【００１０】
無論、加熱ローラに最大サイズの転写材を通過させる場合、加熱ローラの管軸方向の全領域を加熱するので非発光部における発熱も利用されて効率的には問題ない。ところが、上述の構成に係るヒータランプ装置では、非発光部における配熱が大きくて無視できないため、第一、第二のヒータランプを同時に点灯させるときの温度制御が非常に難しいという問題がある。
【００１１】
第一、第二のヒータランプはその発光部が主に発熱してそれぞれ加熱ローラのＬ２、Ｌ３領域を加熱するものであり、加熱ローラ表面の全領域（Ｌ１）の配熱分布は、各ヒータランプの管軸に垂直方向で配熱をＬ１領域で積算すれば良いと考えられるが、各ヒータランプへの入力電力は加熱ローラ表面の温度により都度変わるものであり、また各ヒータランプで発光部領域における配熱と非発光部領域における配熱の差が異なっているので、安易に両ヒータランプの配熱を積算しても加熱ローラにおける表面温度を所定範囲にするのは困難である。
このためにランプ入力を設計する際の作業が非常に煩雑であり大変であった。
【００１２】
そこで本発明が解決しようとする課題は、ヒータランプを複数本具備した加熱ローラ用ヒータランプ装置において、従来よりもいっそう消費電力を少なくでき、加熱ローラの不使用領域における当該加熱ローラの過熱を防止でき、更には、複数のヒータランプを同時に点灯する際の点灯制御を簡単に行える、加熱ローラ用のヒータランプ装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
転写材を加熱するための加熱ローラに内蔵されて、該加熱ローラを加熱するための加熱ローラ用ヒータランプ装置であって、コイル状のフィラメントを具えたヒータランプを複数具備してなり、前記複数のヒータランプのフィラメントは、いずれも発光部と非発光部とを有し、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部がその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するよう、前記複数のヒータランプが前記加熱ローラ内に配設されており、前記複数のヒータランプのうち少なくとも１つのヒータランプには、その非発光部のフィラメントに他の部分よりもコイルピッチが密となる密巻部が形成され、当該密巻部の少なくとも１つにフィラメントの発光管に対する半径方向の移動を規制するためのサポータが取り付けられており、前記非発光部の少なくとも一部においてフィラメントコイル内に、両方の端部が開放された短絡用芯棒が挿入されていると共に、少なくとも１つの密巻部でカシメ又は溶接により前記短絡用芯棒が前記フィラメントに固定されていることを特徴とする。
また、転写材を加熱するための加熱ローラに内蔵されて、該加熱ローラを加熱するための加熱ローラ用ヒータランプ装置であって、コイル状のフィラメントを具えたヒータランプを複数具備してなり、前記複数のヒータランプのフィラメントは、いずれも発光部と非発光部とを有し、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部がその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するよう、前記複数のヒータランプが前記加熱ローラ内に配設されており、前記複数のヒータランプのうち少なくとも１つのヒータランプには、その非発光部のフィラメントに他の部分よりもコイルピッチが密となる密巻部が形成され、当該密巻部の少なくとも１つにフィラメントの発光管に対する半径方向の移動を規制するためのサポータが取り付けられており、前記非発光部の少なくとも一部においてフィラメントコイル内に、両方の端部が開放された短絡用芯棒が挿入されていると共に、当該短絡用芯棒に溝部が形成されて前記密巻部のフィラメントコイルが該溝部に係合することにより、前記短絡用芯棒が前記フィラメントに固定されていることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
非発光部におけるフィラメントコイルに短絡用芯棒が挿入されることで、当該非発光部における電気抵抗が小さくなり、効率よく発光部が発熱すると共に、非発光部における発熱が抑えられて、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合の消費電力をいっそう小さくできる。
また、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合に連続して転写材を通過させる場合の加熱ローラの不使用領域における過熱を防止できる。
更には、非発光部における発熱を無視できる程度まで小さくすることができて、複数のヒータランプを同時に点灯して使用する場合の点灯制御の設計を簡単に行えるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置の実施形態を示す説明図である。同図において、加熱ローラ用ヒータランプ装置は第一及び第二のヒータランプ１００、２００よりなり、管壁を約１０ｍｍ離隔して両ランプの管軸が平行に伸びるように図示省略の加熱ローラ内に配設される。第一及び第二のヒータランプ１００、２００はいわゆる両端封止型の白熱ランプであって石英ガラス製の管型のバルブ１１０、２１０を具備し、その内部にフィラメント１３０、２３０が配置されている。前記バルブ１１０、２１０の両端には封止部５１、５２が形成されており、該封止部５１、５２にモリブデン製の金属箔６１、６２が埋設されて当該金属箔６１、６２に前記フィラメント１３０、２３０の両端部が接続されている。金属箔６１、６２には封止部より外方に伸びる外部リード７１、７２が接続されている。
【００１６】
なお、ヒータランプ１００、２００のバルブ１１０、２１０内には不活性ガスが封入されている。なお不活性ガスと共に所要のハロゲンを封入しても良い。
【００１７】
ここで第一のヒータランプのフィラメント１３０における発光部１２１は、第二のヒータランプのフィラメント２３０における非発光部２２２に対向しており、一方、第二のヒータランプ２００のフィラメント２３０における発光部２２１は第一のヒータランプ１００のフィラメント１３０における非発光部１２２に対向している。
【００１８】
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ヒータランプは、従来技術で説明したように転写材の幅に合わせて加熱ローラを加熱する領域を可変とするためである。
【００１９】
フィラメント１３０、２３０はいずれも１本のタングステンよりなる素線をコイル状に巻回して形成したものであって、発光部１２１、２２１においては素線を密に巻回して形成されたコイルからなり、非発光部１２２、２２２においてはおおむね疎に巻回されたコイルからなる。これらフィラメント１３０、２３０には金属製のリング状サポータが適宜の箇所に取り付けられており、よってフィラメント１３０、２３０がバルブ１１０、２１０の内壁で間接的に保持されている。
【００２０】
前記非発光部１２２、２２２のコイルの内部には、短絡用芯棒８１、８２が挿通されており、両部材はコイルを密に巻回して形成された密巻部においてカシメ又はスポット溶接等の手段により接合部１Ｆ、２Ｆを形成して固定されている。短絡用芯棒８１、８２は、導電性を有するモリブデン等の金属部材からなりその全長は前記非発光部１２２、２２２の長さと略等しい。また、非発光部１２２、２２２のコイルの内径は短絡用芯棒８１、８２の外径に略一致している。
【００２１】
非発光部１２２、２２２におけるコイルに部分的にフィラメント素線を密に巻回して密巻部が形成されており、該密巻部にサポータ４１、４２が取り付けられる。前述したように非発光部１２２、２２２のコイルには短絡用芯棒が挿入されているので前記密巻部においても電気抵抗が小さくなり、よって非発光部１２２、２２２における発熱が回避されるようになる。
【００２２】
図２は本発明に係るヒータランプの非発光部のフィラメントを拡大して示す構成例である。同図においてフィラメント３０は短絡用芯棒８の外周に密着するよう巻回されておりその内径は短絡用芯棒８の外径Ｄとほぼ一致している。フィラメント３０と短絡用芯棒８の接合部Ｆにおいてはフィラメント３０の素線を密に巻回しておくのが好ましい実施形態である。このようにコイルの密巻きにしておくとカシメやスポット溶接の信頼性が向上するうえその際の作業性が良いものとなる。
【００２３】
なお、短絡用芯棒は直線棒状であると、非発光部のコイルの抵抗値を小さくできて通電経路が最短になり、発光部における発熱の効率が向上するので特に好ましい。無論、その他の形状でも良く例えば管状の導電性部材を用いても良い。
【００２４】
図３（ａ）、（ｂ）は接合部の他の実施形態の説明図である。同図（ａ）において、短絡用芯棒８には凹状の溝部８ａが形成されており、フィラメント素線を当該溝部８ａの外周に合わせて密に巻回すると、フィラメント３０が該溝部８ａとの係合関係により軸方向の移動が規制されるようにる。この結果、接合部Ｆが形成される。なおこの接合部Ｆにおいて、更に、カシメ、スポット溶接などの方法により最終的な固定を行ってもよい。また更に、同図（ｂ）に示すように接合部Ｆにサポータ４を取り付けても良い。
【００２５】
先に示した図１のように、接合部（１Ｆ、２Ｆ）を、一本の短絡用芯棒（８１、８２）につき一箇所のみ形成した場合は、該短絡用芯棒（８１、８２）が熱膨張により軸線方向に伸びたときにも、該接合部（１Ｆ、２Ｆ）の外方が開放されており、つまり自由に伸縮できるので、両部材の間にストレスが生じない。短絡用芯棒（８１、８２）の材質としてはたわみの少ない比較的強度の高い金属を用いることにより、非発光部（１２２、２２２）の非発光部のコイルにたるみが発生しないのでサポータ（４１、４２）で保持する箇所を少なくできる。例えば、図１に示すようにサポータ（４１、４２）を短絡用芯棒（８１、８２）の両端のみに取り付けることで足りるようになる。従って、従来型のヒータランプに比較してサポータ（４１、４２）の取り付けに掛かる作業を軽減できて生産性が向上するようになる。
【００２６】
なお、前記接合部（１Ｆ、２Ｆ）を非発光部（１２２、２２２）の略中腹に形成した場合は、短絡用芯棒（８１、８２）が熱膨張したときに、該接合部（１Ｆ、２Ｆ）の両外方に伸びるので、接合部（１Ｆ、２Ｆ）より外端部までの伸び量が短絡用芯棒（８１、８２）の全体の伸び量の略半分にでき、好適である。また更には、スポット溶接する際の作業性も良いものとなる。
【００２７】
無論、接合部の位置、つまり短絡用芯棒とフィラメントとを固定する位置は上記に限定されること無く、種々変更可能である。図４は短絡用芯棒と接合部との位置関係について他の実施形態を示す図である。例えば、同図（ａ）に示すように、サポータ４の取り付けのために形成された密巻部Ｃに接合部Ｆを形成してもよい。このように短絡用芯棒８の一方の端部に接合部Ｆを形成すると、当該短絡用芯棒８の他方の端部が開放されるので、フィラメント３０と短絡用芯棒８との間の熱ストレスを好適に解消できる。また、同図（ｂ）に示すように短絡用芯棒８とフィラメント３０との接合部Ｆを２以上形成して固定してもよい。この場合も短絡用芯棒８の両端を開放しておくことによりフィラメント３０と短絡用芯棒８との熱ストレスを解消する。
【００２８】
以上、ヒータランプが２本具備された加熱ローラ用ヒータランプ装置について説明したが、本発明はこれに限定されることなくヒータランプが３本以上具備されたヒータランプユニットの場合にも適用できる。
【００２９】
図５は、本発明に係る加熱ローラ用のヒータランプ装置の他の実施形態である。この実施形態に係るヒータランプ装置は、そのフィラメントに発光部、非発光部とを有するヒータランプを４本具えてなり、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部はその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するように、加熱ローラ内に配設される。
同図において、ヒータランプ装置は第一のヒータランプ１００、第二のヒータランプ２００、第三のヒータランプ３００、第四のヒータランプ４００を具備してなり、各ヒータランプにおける発光部（１２１、２２１、３２１、４２１）は、少なくとも１つの他のヒータランプにおける非発光部（１２２、２２２、３２２、４２２）に対向して配置されている。この実施形態に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置は、転写材のサイズに合わせて、最小の幅、例えば、はがきサイズの幅で加熱ローラを加熱する場合には第一のヒータランプ１００のみを点灯し、該はがきサイズよりも大きい、例えば、Ａ４サイズの幅で加熱する場合には第二のヒータランプ２００のみを点灯し、該Ａ４サイズよりも大きい、例えば、Ｂ４サイズの幅を加熱する場合には第一及び第四のヒータランプ１００、４００を点灯して使用するものである。そして、前記Ｂ４サイズよりも大きい最大のサイズ、例えば、Ａ３サイズの幅を加熱する場合には第二及び第三のヒータランプ２００、３００を点灯して使用する。
【００３０】
同図において、第一及び第二のヒータランプ１００、２００における非発光部１２２、２２２、並びに、第四のヒータランプ４００における図面上最右端に位置される非発光部４２２Ｒにおいて、フィラメントコイル内に短絡用芯棒８１、８２、８４が挿入されている。
【００３１】
この実施形態によれば、はがきサイズの幅で加熱ローラを加熱する場合は、上述したように第一のヒータランプ１００を単独で点灯して使用する。ここで、加熱ローラの不使用領域に位置される第一のヒータランプ１００の非発光部１２２には、そのフィラメントのコイル内に短絡用芯棒８１が挿入されているので、当該非発光部１２２における発熱が好ましく防止されて、加熱ローラの不使用領域が加熱されずに済むようになる。
【００３２】
Ａ４サイズの幅で加熱ローラを加熱する場合には、上述したように第二のヒータランプ２００を単独で点灯して使用するので、その際の加熱ローラの不使用領域に対応する非発光部２２２にも、コイル内に短絡用芯棒８２が挿入されており、該非発光部２２２における発熱が防止されている。
【００３３】
そして、Ｂ４サイズの幅を加熱する場合、第一及び第四のヒータランプ１００、４００を同時に点灯して使用する。この際、少なくともその一部が加熱ローラの不使用領域にある非発光部１２２、４２２Ｒには、フィラメントのコイル内に短絡用芯棒８１、８４が挿入されており、係る非発光部１２２、４２２Ｒにおける発熱が回避され、加熱ローラの不使用領域は加熱されずに済む。
【００３４】
ここで、第三のヒータランプ３００における非発光部３２２のフィラメントには短絡用芯棒が挿入されていないが、該第三のヒータランプ３００は常に第二のヒータランプ２００と同時に点灯されて最大（Ａ３）サイズの転写材の通過領域を加熱するので、第三のヒータランプの非発光部３２２における熱は常に利用されることになる。よって消費電力のロスは生じない。
【００３５】
以上のように、各ヒータランプを最小の本数で点灯使用する場合、点灯したヒータランプの非発光部のなかでも特に、加熱ローラにおける不使用領域にその一部が位置される非発光部においては、フィラメントをコイル状に形成してその内部に短絡用芯棒を挿入することにより、前記加熱ローラにおける不使用領域を無駄に加熱せずに済み、よって消費電力を小さくできて効率のよい加熱ローラ用ヒータランプ装置とすることができる。
【００３６】
無論、上記実施形態に限定されることなく適宜変更可能で、例えば、フィラメントの非発光部を、コイルを疎巻にして形成したが発光部におけるコイルと同様に密に巻回していてもかまわない。
本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置は、これを構成するヒータランプにおける非発光部の少なくとも一部においてそのフィラメントコイル内に短絡用芯棒が挿入されていれば足り、その際は消費電力を抑えるという効果を得ることができる。
【００３７】
なお、加熱ローラ用ヒータランプ装置を構成する全ヒータランプの、全ての非発光部において、フィラメントをコイル状に形成してその内部に短絡用芯棒を挿入しておくと、非発光部における発熱をほぼすべて無視できるようになるので、点灯制御の設計を容易に行えるようになる。
【００３８】
【実施例】
下記の条件に従って、図１に示した実施形態に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置を作製した。該ヒータランプ装置は、最大サイズよりも幅の小さい所定サイズ（Ｌ２）を加熱する第一のヒータランプと、最大サイズと所定サイズの間（Ｌ３）を加熱する第２のヒータランプとから構成される。本実施例では、Ｌ１＝３２０ｍｍ、Ｌ２＝２００ｍｍ、Ｌ３＝６０ｍｍとした。
第一及び第二のヒータランプはいずれも、バルブが全長３７０ｍｍ、内径４ｍｍ、肉厚１ｍｍの石英ガラス製であり、コイル状フィラメントが素線が線径φ０．２５ｍｍのタングステン線を発光部においてコイル径φ１．２ｍｍ（内径φ０．７ｍｍ）、ピッチ０．３８ｍｍで、非発光部においてコイル径内径φ０．７ｍｍ、ピッチ７ｍｍで巻回して形成したものである。
非発光部におけるフィラメントのコイル内には外径φ０．７ｍｍのモリブデン製の棒を挿入し、短絡用芯棒の中腹においてスポット溶接して接合した。なお接合部においてはコイルピッチ０．３８ｍｍとして密巻にしている。
第一のヒータランプにおいては短絡用芯棒の長さはＬ３に合うよう６０ｍｍとし、一方、第二のヒータランプにおいはＬ２に合うよう２００ｍｍとした。
なお、発光部にはその軸線方向にわたってタングステン製のサポータを約１５ｍｍ毎に取り付け、非発光部には短絡用芯棒の両端部近傍に巻回径を変えずピッチのみを変えて密巻部を形成して当該密巻部にサポータを取り付けた。
【００３９】
〔比較例〕
ヒータランプの非発光部においてフィラメントに短絡用芯棒が挿入されていない点以外は、先に述べた実施例と同様の構成にして、第一及び第二のヒータランプを作製し、比較例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置を製作した。
【００４０】
上記実施例係るランプ装置について、第一のヒータランプへの入力電力５５０Ｗ、電圧１００Ｖとし、第二のヒータランプへの入力電力３５０Ｗ、電圧１００Ｖとして点灯し、該第一、第二ヒータランプの各々についてフィラメント中心軸から２０ｍｍ離れた位置の管軸方向の配熱分布を測定した。
この結果を図６において実線で示す。
同図は、配熱分布を本実施例における配熱の最大値を１００％としてその相対値（％）で示した図であり（ａ）は第一のヒータランプの配熱分布、（ｂ）は第二のヒータランプの配熱分布、をそれぞれ示している。
【００４１】
また、従来型の上記比較例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置について、前記実施例と同様の点灯条件で点灯して配熱分布を測定した。
この結果を図６において破線で示す。
同図（ａ）は第一のヒータランプ、（ｂ）第二のヒータランプの配熱分布を示した図である。
【００４２】
図６（ａ）、（ｂ）から明らかなように、上記実施例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置によれば、これを構成するヒータランプは、第一、第二のヒータランプともに非発光部に相当する領域の配熱が小さくて発光部に相当する領域の配熱が大きく、該発熱部において効率よく加熱できると確認された。
【００４３】
以上のように、上記実施例に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置によれば、当該ユニットを構成するヒータランプはその非発光部におけるフィラメントコイルに短絡用芯棒を挿入することにより該非発光部における電気抵抗を小さくでき、効率よく発光部が発熱されると共に非発光部においては発熱が抑えられて、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合には消費電力を小さくできるようになる。また、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合に連続して転写材を通過させる場合、加熱ローラの不使用領域における過熱が防止される。更に、非発光部における発熱を無視できる程度まで小さくすることができて、ランプの点灯制御の設計を簡単に行えるようになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置においては、ヒータランプにおける発光部において効率よく発熱して加熱ローラの所定領域を熱応答良く加熱し、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズを加熱する場合は電力のロスを少なくできて発光部を効率よく加熱できるようになる。
【００４５】
また、加熱ローラの最大サイズよりも小さい所定サイズの転写材を連続して通過させる場合、加熱ローラの不使用領域においても過熱するようなことがなくなる。
【００４６】
更には、非発光部における配熱を十分無視できるように小さくできて、複数のヒータランプを同時に点灯する場合の点灯制御の設計を行う際に容易に行えるようになる。
【００４７】
なお、フィラメントの非発光部においてはサポータの取り付け箇所を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る加熱ローラ用ヒータランプ装置の実施形態を示す説明図
【図２】 短絡用芯棒と非発光部のコイルの拡大図
【図３】（ａ）、（ｂ） 接合部の他の実施形態を示す図
【図４】（ａ）、（ｂ） 短絡用芯棒と接合部との位置関係について他の実施形態を示す図
【図５】 本発明に係る加熱ローラ用のヒータランプ装置の他の実施形態を示す説明図
【図６】 実施例、及び、比較例に係るヒータランプ装置について配熱分布の結果を示す図であり、（ａ）第一のヒータランプの配熱分布、（ｂ）第二のヒータランプの配熱分布、を示す図である
【図７】 熱ローラ方式の定着装置の説明用図面
【図８】 加熱ローラヒータランプ装置の説明図
【図９】 第一及び第二のヒータランプの管軸方向における説明用断面図
【図１０】 図９中のサポータ部分の拡大図であり、（ａ）発光部に取り付けられたサポータ、（ｂ）非発光部に付けられたサポータ、をそれぞれ示す図
【符号の説明】
１ 加熱ローラ用ヒータランプ装置
１００ 第一のヒータランプ
２００ 第二のヒータランプ
３００ 第三のヒータランプ
４００ 第四のヒータランプ
１１０、２１０ バルブ
１２１、２２１、３２１、４２１ 発光部
１２２、２２２、３２２、４２２ 非発光部
１３０、２３０、３０ フィラメント
１３１、２３１ 密巻コイル
１Ｃ、２Ｃ、Ｃ 密巻部
１Ｆ、２Ｆ、Ｆ 接合部
４１、４２、４ サポータ
４ａ 小径部
５１、５２ 封止部
６１、６２ 金属箔
７１、７２ 外部リード
８１、８２、８４、８ 短絡用芯棒
８ａ 溝部
Claims (2)
- 転写材を加熱するための加熱ローラに内蔵されて、該加熱ローラを加熱するための加熱ローラ用ヒータランプ装置であって、コイル状のフィラメントを具えたヒータランプを複数具備してなり、
前記複数のヒータランプのフィラメントは、いずれも発光部と非発光部とを有し、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部がその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するよう、前記複数のヒータランプが前記加熱ローラ内に配設されており、
前記複数のヒータランプのうち少なくとも１つのヒータランプには、その非発光部のフィラメントに他の部分よりもコイルピッチが密となる密巻部が形成され、当該密巻部の少なくとも１つにフィラメントの発光管に対する半径方向の移動を規制するためのサポータが取り付けられており、
前記非発光部の少なくとも一部においてフィラメントコイル内に、両方の端部が開放された短絡用芯棒が挿入されていると共に、少なくとも１つの密巻部でカシメ又は溶接により前記短絡用芯棒が前記フィラメントに固定されていることを特徴とする加熱ローラ用ヒータランプ装置。 - 転写材を加熱するための加熱ローラに内蔵されて、該加熱ローラを加熱するための加熱ローラ用ヒータランプ装置であって、コイル状のフィラメントを具えたヒータランプを複数具備してなり、
前記複数のヒータランプのフィラメントは、いずれも発光部と非発光部とを有し、一のヒータランプにおけるフィラメントの発光部がその他の少なくとも１つのヒータランプにおけるフィラメントの非発光部に対向するよう、前記複数のヒータランプが前記加熱ローラ内に配設されており、
前記複数のヒータランプのうち少なくとも１つのヒータランプには、その非発光部のフィラメントに他の部分よりもコイルピッチが密となる密巻部が形成され、当該密巻部の少なくとも１つにフィラメントの発光管に対する半径方向の移動を規制するためのサポータが取り付けられており、
前記非発光部の少なくとも一部においてフィラメントコイル内に、両方の端部が開放された短絡用芯棒が挿入されていると共に、当該短絡用芯棒に溝部が形成されて前記密巻部のフィラメントコイルが該溝部に係合することにより、前記短絡用芯棒が前記フィラメントに固定されていることを特徴とする加熱ローラ用ヒータランプ装置。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101501450B1 (ko) | 2014-01-10 | 2015-03-18 | 장찬규 | 착색의 균일성 향상을 위한 색 발현장치 |
| JP2021174738A (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | ウシオ電機株式会社 | ハロゲンランプ |
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