JPH0652674B2 - 加熱装置用ハロゲン発熱体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は複写機におけるトナー定着用加熱装置のような
シート加熱装置に用いられるハロゲン発熱体に関する。
ハロゲン発熱体は一種のタングステン電球でタングステ
ン線条の蒸発を抑え長寿命化を計るため封入ガス中にハ
ロゲンを混入したものである。

ロ．従来技術 複写機等における複写用紙加熱装置は加熱ローラと押え
ローラとを対向させてその間を用紙を通すことによつて
用紙を加熱するようになつており、加熱ローラは中心部
に軸方向に長い棒状に構成された発熱体を挿通した構造
になつている。この発熱体の発熱は加熱ローラの長さ方
向にわたつて加熱ローラ表面が同じ温度になるように構
成され、用紙の加熱によつて熱が吸収される結果加熱ロ
ーラ表面は略一定の温度に保たれるのであるが、使用す
る用紙の幅が加熱ローラの長さより狭いときは、加熱ロ
ーラの用紙と接しない部分は発熱が吸収されず、表面は
予定温度より高温になる。このようになることは単に電
力の無駄であるだけでなく、小サイズの紙で複写を行つ
たとき、ローラの紙の当らない部分が高温になりローラ
の長さ方向において直径の熱膨張が不同になり、次に大
サイズの紙を通すと、紙の幅方向で送り量が不同となつ
て、大サイズ紙の通紙時にしわが発生し、また加熱ロー
ラ及びそれに接する押えローラや分離爪の寿命をも短か
くする。このため従来から、加熱する用紙の幅に応じて
発熱体の発熱範囲を切替えられるようにした発熱体が提
案されている。例えば実公昭５３−５０４４４号で提案
されたものは第５図(A)に示すように一本の発熱線Ｆを
区分して通電区域を切替えるようにしたものであり、特
公昭５５−４９７４２号に提案されたものは第５図(B)
に示すように一本の管の中に発熱範囲をずらせて複数本
の発熱線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を張設し、通電する発熱線を
選択するようにしたものである。

ハ．発明が解決しようとする問題点 上述従来例に示した構成をハロゲン発熱体に適用すると
次にような問題がある。即ちハロゲン発熱体ではタング
ステン線条に温度のむらがあると、線条の温度の高い所
ではタングステンが蒸発し、温度の低い所では線条にタ
ングステンが付着して来て、温度の高い部分は細くなつ
て益々温度が高くなり低い所は逆に太くなつて益々温度
が低くなつて発熱体の寿命が著るしく短縮される。従つ
て上述従来例のように一本の管中に張設されたタングス
テン線条に発熱部分と非発熱部分を設けることは、寿命
の点から甚だ好ましくないのである。

発熱体にハロゲン発熱体を用いるのは発熱体の長寿命化
と高出力化がねらいであるのに、発熱範囲を切替え得る
ようにすると、却つて寿命が短かくなる。本発明はこの
問題を解決し、ハロゲン発熱体の長寿命，高出力の特徴
を維持したまゝ発熱範囲を切替え得るようにしようとす
るものである。

ニ．問題点解決のための手段 本発明は選択的に通電される複数のタングステン線条を
備え、発熱範囲の切替え可能な加熱装置用ハロゲン発熱
体において、タングステン線条を封入する管内をガス流
通が行われない仕切壁で発熱範囲に対応して複数の空間
に仕切り、これらの各空間毎に夫々上記タングステン線
条を配設した。

ホ．作用 タングステンの蒸気とハロゲンガスが存在する場合、１
４００℃以上では両者は分離してタングステン蒸気とハ
ロゲンガスの混合相になつているが、１４００℃〜２５
０℃の範囲では気相のハロゲン化タングステンが形成さ
れる。そこで管壁温度を２５０℃以上の保つておくと、
タングステン線条から少し離れた領域から管壁に向つて
タングステン蒸気の濃度が次第に低下しハロゲン化タン
グステンの濃度が次第に上昇する濃度勾配が形成され、
この濃度勾配によつてタングステン原子はタングステン
蒸気として管の中心から管壁に向つて拡散し、管壁から
管中心部に向つてハロゲン化タングステンの形で拡散し
て管内を対流し、タングステン線条の周囲のタングステ
ン蒸気圧を高い値に保つて線条の蒸発を抑圧する。これ
がハロゲン発熱体の長寿命の原理であるが、タングステ
ン線条に温度の高い部分と低い部分があると、線条周囲
のタングステン蒸気圧は両者の中間温度の固相タングス
テンと釣合う圧力になるため、高温部ではタングステン
が蒸発し低温部では線条の上にタングステンが析出して
来る、つまり高温部から低温部へとタングステン原子が
移動する現象が起る。また管壁に２５０℃より低い低温
部分があると、そこにハロゲン化タングステンが付着
し、その分線条の蒸発が促進される。しかるに本発明で
は、管をガスの流通がないように仕切つて仕切られた空
間毎に発熱線を張設しているので、発熱している線条と
発熱していない線条があつても、両者間でガス流通がな
く、上述したようなタングステン原子の移動は起らず、
ハロゲン発熱体の長寿命化の作用が仕切られた各空間毎
に独立に保持されて、発熱体全体としての長寿命が得ら
れるのである。

ヘ．実施例 第１図は本発明の一実施例を示す。１は石英管で、２，
３はタングステン線条である。４と５は石英管の管端封
止部でリード線Ａ，Ｂ，Ｃが導出してある。６は石英管
１の内部に設けられた仕切壁で石英ガラスで作られ、周
囲が管１と融着してある。この仕切によつて管１の内部
は空間ａとｂとに分割され、空間ａにタングステン線条
２、空間ｂにタングステン線条３が夫々張設されてい
る。リード線Ｃは空間ｂを通つてタングステン線条２と
３との接続部に接続されている。つまりリード線Ｃはタ
ングステン線条２，３の直列接続の接続点から引出され
た中間端子である。Ｓ１は電源スイツチであり、Ｓ２は
タングステン線条３の通電をＯＮ，ＯＦＦするスイツチ
である。電源７に対してタングステン線条２，３は並列
であり、スイツチＳ１は両線条に対して共通であり、ス
イツチＳ２は線条３の分岐に挿入されている。管１内に
は空間ａ，ｂ共同じ圧力になるように不活性ガスと沃素
ゝのハロゲン元素が封入してある。

第１図の結線でスイツチＳ２をＯＦＦにしておいてスイ
ツチＳ１を閉じるとタングステン線条２のみに通電さ
れ、空間ａの範囲が発熱部として働く。スイツチＳ１と
共にＳ２も閉じると線条２，３が共に通電され、管１の
全長が発熱体として働くことになる。出力は例えばａの
部分で８００Ｗ、ｂの部分で１００Ｗで管１全体で９０
０Ｗとなる。

第２図は(A)，(B)，(C)…の順に上記実施例の発熱体の
製造の手順を示す。分岐を有するリード線Ｃの分岐部を
予め石英ガラス製の仕切壁６に貫通融着させており、リ
ード線Ｃの引出し部を管端封止部５となるステム（同番
５を付す）に貫通融着しておき、ステム５には更にリー
ド線Ｂを貫通融着してタングステン線条３を張設し、リ
ード線Ｃの分岐の仕切壁６を貫通した端部にタングステ
ン線条２をスポツト熔接し、同線条２の他端のリード線
Ａを管端封止部４となるステム（同番号４を付す）に貫
通融着して第２図(A)に示すものを用意する。これを第
２図(B)に示すように石英管１に挿入して、管１の両端
部及び仕切壁６の部分を外周から加熱してステム４，５
及び仕切構成壁６と管１とを融着させて第２図(C)に示
す形態とし、空間ａおよびｂを排気して夫々ガスを封入
し、最後に第２図(D)に示すように管１の両端に端子金
具８，９を装着して発熱体を完成する。仕切壁６は石英
ガラスと融着し、かつ金属が封入できる材料であればセ
ラミツクでも耐熱ガラスでも何でもよい。

第３図，第４図は夫々本発明の別実施例を示し、仕切壁
６、６′の二つにし、管１内を三つの空間ａ，ｂ，ｃに
区分し夫々の空間にタングステン線条Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３
を張設したもので、第３図の例では線条Ｆ１のみ通電し
て加熱幅小の場合を実現しており、第４図の例では、線
条Ｆ１のみ通電、Ｆ１，Ｆ２通電、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３全
て通電の三通りの選択で加熱幅を小中大の三段階に切替
えられるようにしたものである。

ト．効果 本発明によればハロゲン発熱体としての長寿命、高出力
の特徴を保持して、しかも発熱幅の切替えも可能な加熱
用発熱体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断側面図、第２図は
(A)，(B)，(C)，(D)の順に同実施例の発熱体の製造過程
の各段階の状態を示す側面図、第３図は本発明の他の実
施例の側面図、第４図は更に他の実施例の側面図、第５
図(A)は従来例の側面図、第５図(B)は他の従来例の側面
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】選択的に通電される複数のタングステン線
   条を備え、発熱範囲の切替え可能な加熱装置用ハロゲン
   発熱体において、タングステン線条を封入する管内をガ
   ス流通が行われない仕切壁で発熱範囲に対応して複数の
   空間に仕切り、これらの各空間毎に夫々上記タングステ
   ン線条を配設した加熱装置用ハロゲン発熱体。