(57)【要約】【課題】減圧によるシュリンクシールの封止部が高い強度を得ながら口金の小型化に寄与することが可能なハロゲンランプを実現する。【解決手段】耐熱性のガラスで形成されたバルブ１１内に挿入したタングステン製のフィラメント１２と、フィラメント１２の両端をそれぞれ溶接した一対の金属箔１５１，１５２と、金属箔１５１，１５２の他端に電力供給用のアウターリード１６１，１６２を溶接し、金属箔１５１の部分のバルブ１１を減圧により封止させた封止部１４１，１４２とによりハロゲンランプ１００を形成する。封止部１４１，１４２の部分を焼成させ、封止部１４１，１４２を形成する場合に、モールド型を用いて寸法管理可能な所望の形状とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性ガラス製のバルブ内の長手方向に配置されたタングステン製のフィラメントと、
前記フィラメントの両端にそれぞれ接続した一対の金属箔と、
前記金属箔それぞれの他端に接続した電力供給用のアウターリードと、
前記金属箔の部分の前記バルブを焼成した状態で外部からモールド型を用いて減圧封止方法により封止した封止部とを具備したことを特徴とするハロゲンランプ。
【請求項２】
前記封止部は、前記バルブの外側の４方から前記モールド型を用いて加圧したことを特徴とする請求項１記載のハロゲンランプ。
【請求項３】
前記封止部を形成するモールド型の先端は、平坦で形成したことを特徴とする請求項２記載のハロゲンランプ。
【請求項４】
前記封止部は、前記金属箔の表裏と対向する前記バルブの外側の２方向から前記モールド型を用いて加圧したことを特徴とする請求項１記載のハロゲンランプ。
【請求項５】
前記封止部を形成するモールド型の先端は、凹状に形成したことを特徴とする請求項４記載のハロゲンランプ。
【請求項６】
フィラメントの両端に、インナーリード、金属箔、直交方向にストッパーが接続されたアウターリードをそれぞれ直列状態に接続する工程と、
前記ストッパーとの間で前記金属箔に位置させた状態に位置決めする位置決め部を有する耐熱性ガラス製のスリーブを収納する工程と、
前記バルブ内を減圧させた状態で、前記金属箔および前記スリーブをバーナーで焼成させ、モールド型で封止部を成形する工程と、
前記工程で形成された封止部分から外側のバルブおよび前記バルブの外側に位置するアウターリードを適当な長さにカットする工程と、からなることを特徴とするヒータランプの製造方法。
【請求項７】
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１〜５のいずれかに記載のハロゲンランプと、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば複写機の定着用として使用される放射透過性バルブの内部に電気抵抗発熱体を備え、特に封止部が減圧により形成されたハロゲンランプ、加熱装置、ハロゲンランプ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機の定着用に使用されるハロゲンランプの封止部には、封止用の金属箔の酸化や箔切れを防止し、ガスの封入等に用いるチップ管を必要としない減圧によるシュリンクシールによる封止も考えられている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５８１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１の技術は、ランプ両端の封止部に定着装置の保持に使用される絶縁性の口金を接着剤で固定している。しかし、減圧させて封止を行うシュリンクシールは、封止部分の径が凹凸により、ランプを挿入する口金の穴径を、変形することを考慮する必要があることから、口金を最大径の寸法で設計しなければならず、必然的に口金が大きくなり、延いては定着装置に取付けられるランプユニットの取付け構造が大型化する、という問題があった。
【０００５】
この発明の目的は、シュリンクシールによる封止として高い強度を得ながら口金の小型化に寄与することが実現可能なハロゲンランプ、このランプを用いた加熱装置、この加熱装置を用いたハロゲンランプ製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決するために、この発明のハロゲンランプは、耐熱性ガラス製のバルブ内の長手方向に配置されたタングステン製のフィラメントと、前記フィラメントの両端にそれぞれ接続した一対の金属箔と、前記金属箔それぞれの他端に接続した電力供給用のアウターリードと、前記金属箔の部分の前記バルブを焼成した状態で外部からモールド型を用いて減圧封止方法により封止した封止部とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
この発明の加熱装置は、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１〜５のいずれかに記載のハロゲンランプと、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。
【０００８】
この発明のハロゲンランプ製造方法は、フィラメントの両端に、インナーリード、金属箔、直交方向にストッパーが接続されたアウターリードをそれぞれ直列状態に接続する工程と、前記ストッパーとの間で前記金属箔に位置させた状態に位置決めする位置決め部を有する耐熱性ガラス製のスリーブを収納する工程と、前記バルブ内を減圧させた状態で、前記金属箔および前記スリーブをバーナーで焼成させ、モールド型で封止部を成形する工程と、前記工程で形成された封止部分から外側のバルブおよび前記バルブの外側に位置するアウターリードを適当な長さにカットする工程と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、減圧による封止を行う場合に、モールド型を用いて形成したことによって、一定の形状での形成が可能となることから、封止部の強度を確保しながら取付けに用いる口金の小型化の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明のハロゲンランプに関する一実施形態について説明するための構成図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ’線断面図である。
【図４】この発明のハロゲンランプに関する一実施形態の変形例について説明するための、図３に相当する断面図である。
【図５】この発明のハロゲンランプの製造方法に関する一実施形態について説明するための説明図である。
【図６】図５の要部の工程についてさらに詳しく説明するための説明図である。
【図７】この発明のハロゲンランプに関する他の実施形態について説明するための、図３に相当する断面図である。
【図８】図６に相当する断面図である。
【図９】封止部の断面が円形状に形成される減圧による形成についてより詳しく説明するための説明図である。
【図１０】この発明の加熱装置に関する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１１】図１０のII−II’線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１〜図３は、この発明のハロゲンランプに関する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の要部の拡大図、図３は図２のＩ−Ｉ’線断面図である。
【００１３】
図１〜図３において、１００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１００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１１を有する。バルブ１１の内部には、耐火性金属の電気抵抗線の一例であるタングステン製のフィラメント１２が熱源として同心状に収容される。このフィラメント１２は、バルブ１１内で軸方向に複数配設されたモリブデン製のアンカー１３により、バルブ１１に対する同心状態が保持される。
【００１４】
また、バルブ１１内には、微量のハロゲン物質たとえば臭素Ｂｒや塩素Ｃｌとの混合物とともに、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）等の不活性ガスが、常温２５℃で約０．９×１０５Ｐａ（パスカル）の圧力で封入してある。
【００１５】
バルブ１１の軸方向の両端は、シュリンクシールによる封止部１４１，１４２が形成される。封止部１４１，１４２は、４方向からモールド型で圧着させて成形することにより、図３に示すように断面がほぼ一定した四角形状の封止部を形成することができる。
【００１６】
封止部１４１，１４２内にはバルブ１１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１５１，１５２をそれぞれ埋設している。
【００１７】
金属箔１５１の一端には、一端がフィラメント１２に接続されたインナーリード１２１の他端が、金属箔１５２の一端には、一端がフィラメント１２に接続されたインナーリード１２２の他端がそれぞれ接続される。金属箔１５１の他端は、電力を供給するためのアウターリード１６１に、金属箔１５２の他端は、電力を供給するためのアウターリード１６２にそれぞれ接続する。
【００１８】
ところで、バルブ１１の肉厚はせいぜい１ｍｍ程度の石英ガラス管であることから、金属箔１５１，１５２を封止部１４１，１４２で封止させるときは、ガラスの量が不足することが考えられる。このため、封止部１４１，１４２を形成する位置に予めバルブ１１の内側あるいは外側に石英ガラスを追加し、この位置でのガラス量を増加させることが考えられる。
【００１９】
この実施形態では、バルブ内を減圧させた状態で封止する場合に、モールド型を用いて所望の形状を得ることが可能となる。このため、定着装置に取付けるときに用いる図３の破線で示した口金１７の大きさも余裕をさほど持たすことのないものを使用できることから、口金１７の小型化に寄与する。
【００２０】
図４は、この発明のハロゲンランプに関する一実施形態の変形例について説明するための、図３に相当する断面図である。
【００２１】
この変形例では、封止部１４１の断面の角の部分までモールド型で圧着させないようにしたものである。このため、各角の部分が面取りされたような格好となり、口金１７の形状をより小型化にすることが可能となる。また、封止部１４１の断面の各角の部分が面取りされた格好の部分があることで、口金１７を取付ける場合に取付けの作業性の向上を図ることができる。
【００２２】
次に、図５を用いてこの発明のハロゲンランプに関する一実施形態の製造方法について説明する。
【００２３】
まず、図５（ａ）において、フィラメント１２の両端に、インナーリード１２１，１２２、金属箔１５１，１５２、それにアウターリード１６１，１６２とその先端に一体的にアンカー５１，５２をそれぞれ直列に接続した状態のものを用意する。金属箔１５１，１５２は石英ガラス製のスリーブ３１，３２に挿入されている。スリーブ３１，３２はそれぞれ金属箔１５１，１５２に挿入するまでには、アンカー５１，５２等の弾性に抗して貫通孔を通過させている。フィラメント１２の一端とインナーリード１２１、金属箔１５１、アウターリード１６１を直列に接続する箇所とフィラメント１２の他端とインナーリード１２２、金属箔１５２、アウターリード１６２を直列に接続する箇所は、それぞれを例えばスポット溶接により結合させる。
【００２４】
図５（ｂ）では、図５（ａ）において直列に接続して一体化されたフィラメント１２等を、例えば予め一端が封止された石英ガラス製のバルブ１１に収納する。このときアンカー５１，５２で直列接続されたフィラメント１２等をバルブ１１内に直線的に配置して維持するようにする。
【００２５】
さらに、ハロゲンガス５００Ｔｏｒｒを封入して、一旦仮排気を行った後、バルブ１１の開放端側の減圧封止を行っている。そして封止部１４１となる部分にバーナー５３で一定の火力で焼成し、バルブ１１を一定の回転数で回転させてスリーブ３１を加えた太さの封止部１４１を形成する。
【００２６】
図５（ｂ）において、バーナー５３による焼成で柔らかくなっている封止部１４１となるバルブ１１の部分に、図６中矢印方向に移動可能な図示しない可動部材に、それぞれの取付け部６１が取付けられ、先端がほぼ長方形状の平坦部６２をそれぞれ備えた４個のモールド型６３ａ〜６３ｄを矢印方向に移動させバルブを加圧させる。これにより、封止部１４１は、例えば図３の断面形状に示されるような長方形状となる。
【００２７】
ところで、モールド型６３ａ〜６３ｄのうち、金属箔１５１の表裏と対向する位置にあるモールド型６３ａ，６３ｂは、金属箔１５１のエッジと対向する位置にあるモールド型６３ｃ，６３ｄに対して互いがより近づくような加圧が行われる。このため、図３の断面に示すような長方形状となる。これは、金属箔１５１が極めて薄くモール型６３ｃ，６３ｄの圧力が強いと、金属箔１５１が変形したりすることを防止する意味がある。
【００２８】
図５（ｃ）では、図５（ｂ）の状態を上下反転させ、封止部１４２となる部分にバーナー５３を一定の火力で焼成し、バルブ１１を回転させてスリーブ３２を加えた太さの封止部１４２を形成する。
【００２９】
図５（ｃ）において、バーナー５３による焼成で柔らかくなっている封止部１４２となるバルブ１１の部分に、４個のモールド型６３ａ〜６３ｄを用い、封止部１４１が形成される同様の工程を経て封止部１４２が形成される。
【００３０】
図５（ｄ）において、封止部１４１，１４２を残したバルブ１２の両開口側を例えばレーザー等の手段でカットするとともに、アンカー５１，５２およびアウターリード１６１，１６２を適当な長さに残した状態でカットすることで、図５（ｅ）のハロゲンランプ１００が完成される。
【００３１】
このハロゲンランプ製造方法により、減圧による封止でありながら一定の形状の封止部を形成することが可能となる。
【００３２】
図７〜図９は、この発明のハロゲンランプに関する他の実施形態について説明するための、図７は図３に相当する説明図、図８は図６に相当する説明図、図９は封止部の断面が円形状に形成される減圧による形成についてより詳しく説明するための説明図である。なお、上記した実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付してここでは異なる部分について説明する。
【００３３】
図７に示すように、この実施形態では、封止部１４１，１４２の断面形状がほぼ円形となるようにしたものである。
【００３４】
断面形状がほぼ円形に形成するために、図８に示すように、モールド型８１ａ，８１ｂの先端にそれぞれ半円形の凹状部が形成され、バーナー５３によりバルブかせ柔らかくなる図５（ｂ）と図５（ｃ）のそれぞれに相当する工程において、モールド型８１ａ，８２ｂを図中矢印の方向に移動させ、図９に示すようにモールド型８１ａ，８１ｂの凹状部８２ａ，８２ｂを合わせるようにして加圧させることで、断面円形状の封止部１４１，１４２を形成することができる。
【００３５】
この実施形態では、バルブ内を減圧させた状態で封止する場合に、モールド型を用いて断面円形状の封止部を得ることが可能となる。このため、定着装置に取付けるときに用いる口金１７の大きさも封止部よりやや大きい程度の径の大きさで事済み、口金１７の更なる小型化に寄与する。この場合断面が円形状であることから、口金と封止部との方向性の制約もなくなり、取付け作業性の向上にもつながる。
【００３６】
図１０、図１１は、それぞれこの発明の加熱装置に関する一実施形態について説明するための、図１０は概略的な構成を示す構成図であり、図１１は図１０のII−II’線断面図である。
【００３７】
この実施形態は、この発明のハロゲンランプ１００を、複写機等のトナーを定着させる加熱装置２００に用いたもので、図１０は図１の左側を拡大して示したハロゲンランプ１００を加熱装置２００に取付けた状態を示している。
【００３８】
図１０において、２０１は一端が図示しないシャーシ等に固着されたブラケットであり、このブラケット２０１は、例えばステンレス等の導電性の金属板で形成されている。ブラケット２０１の他端には係合孔を形成し、この係合孔にハロゲンランプ１００の封止部１４１が取着される。
【００３９】
ハロゲンランプ１１は、口金１７を封止部１４１に装着させた状態で、口金１７とアウターリード１６１を電気的に接続させる。口金１７は、例えば電源の一端に接続されたブラケット２０１に電気的に取付けることで、加熱装置２００の円筒状加熱ローラ２０２内のほぼ中心に配置される。この加熱ローラ２０２は、フレーム２０３に軸受２０４を介して回転自在に支持される。なお、封止部１４２側にも口金１７が取付けられ、電源の他端に接続された導電性のブラケットに電気的に取付けられる。
【００４０】
図１１に示すように、加熱ローラ２０２はアルミニウムや鉄等の材料で形成された管状体で、そ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２０５で被覆されている。２０６は、回転軸２０７で回転自在に回転されるアルミニウムや鉄等の材料で形成された管状体の加圧ローラで、その表面に耐熱性弾性材料である、例えばシリコンゴム２０８が取付けてある。
【００４１】
加熱ローラ２０２のほぼ中心軸上に位置するには、ハロゲンランプ１００がブラケット２０１に支持することにより配置される。図示しない電源部に接続して給電が行われると、ハロゲンランプ１００のフィラメント１２の発熱が行われて、加熱ローラ２０２がヒートアップする。
【００４２】
また、図１１に示すように、図示しない転写ドラムなどからトナーＴ１が所定分布状態に転写された複写紙Ｐを矢印方向に回転させると、ヒートアップされた加熱ローラ２０２と加圧ローラ２０６との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が加熱され、加熱されたトナーＴ２が溶解後複写紙Ｐ上に定着させ、所定の文字や図柄等として描かれる。
【００４３】
この実施形態では、減圧封止により封止された封止部を、口金を介してブラケットに取付ける簡単な作業によりハロゲンランプを加熱ローラの所望位置に配置することができる。このとき、減圧封止された封止部の形状が寸法管理が可能であることから口金の小型化を実現できる。このため、ハロゲンランプが取付けられる加熱装置での取付けの省スペース化を実現することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００  ハロゲンランプ
１１  バルブ
１２  フィラメント
１２１，１２２  インナーリード
１４１，１４２  封止部
１５１，１５２  金属箔
１６１，１６２  アウターリード
１７  口金
６１  取付け部
６２  平坦部
６３ａ〜６３ｄ，８１ａ，８１ｂ  モールド型
８２ａ，８２ｂ  凹状部
５１，５２  アンカー
５３  バーナー
２００  加熱装置
２０１  ブラケット
２０２  加熱ローラ
２０６  加圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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