(57)【要約】【課題】加熱ローラを構成する加熱円筒体の内部に複数の白熱ランプを配置したものにおいて、各々の白熱ランプの発光部が同一線上に配置されるように構成することにより、各白熱ランプの発光部と加熱円筒体内面間の光照射距離を一定にして、加熱円筒体の表面温度の均一化を図った加熱ローラを提供すること。【解決手段】加熱円筒体２と、この加熱円筒体２の内部に軸方向に配置された複数の両端封止型の白熱ランプ３，４とを備える加熱ローラ１において、前記各白熱ランプ３，４は、屈曲部を有する発光管内に前記屈曲部を境にして発光部と非発光部とを有し、前記各白熱ランプ３，４の各発光部４１，３３，４５が同一線上になるように配置されるようにしたことを特徴とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱円筒体と、この加熱円筒体の内部に軸方向に配置された複数の両端封止型の白熱ランプとを備える加熱ローラにおいて、
前記各白熱ランプは、屈曲部を有する発光管内に前記屈曲部を境にして発光部と非発光部とを有し、前記各白熱ランプの前記発光部が同一線上になるように配置されることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項２】
前記発光部の軸線が前記加熱円筒体の軸線から偏心して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、レーザープリンター、ファクシミリ等におけるトナー像定着装置等に用いられる加熱ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から紙サイズの異なる記録紙を１つの加熱ローラで加熱する場合、ローラ内に複数のランプを配置し、加熱する記録紙に応じて各々のランプを使い分けて点灯させていた。（例えば、特許文献１参照）
図６は、上記の加熱ローラの構造の一例を示す図であり、図６（ａ）は加熱ローラに設けられるランプの管軸方向に垂直な方向の断面図、図６（ｂ）はその側面断面図である。
同図に示すように、この加熱ローラは加熱円筒体の中にメインランプとサブランプが配置されており、例えば、Ａ３の記録紙を加熱する場合にはメインランプとサブランプの両方を点灯させ、Ａ４等の幅の狭い記録紙を加熱する場合には、中央部に配置されているメインランプのみを点灯している。
【０００３】
このように構成することによって、ランプ１本で構成された加熱ローラに比べて、省電力化を達成できると共に、Ａ４等の幅の狭い記録紙を加熱する際に、加熱円筒体全体が加熱されることにより、加熱円筒体の端部の温度が上がり過ぎて熱変形してしまうようなホットオフセット等の問題を解決することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１６０３０号公報（第１図−第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図６に示すように、加熱円筒体内にランプを２本配置した場合は、各々のランプの発光位置が同一線上にないため、加熱円筒体内面への光照射距離が各々のランプで異なってくる。また、近年は加熱ローラの立ち上がり速度を速めるために、加熱円筒体を薄肉化する傾向にあり、加熱円筒体内面への光照射距離が各々のランプで異なってくると、より一層加熱円筒体の表面温度が不均一になるという問題が発生する。
【０００６】
より具体的には、同図において、メインランプのフィラメントと加熱円筒体の底部間の距離が１８ｍｍ、サブランプのフィラメントと加熱円筒体の底部間の距離が１２ｍｍであるような場合、加熱円筒体底部の中央部とその両端部との熱量差は２．３倍にもなり、加熱円筒体の表面温度が不均一となり、ヒータ制御が困難になる。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、加熱ローラを構成する加熱円筒体の内部に複数の白熱ランプを配置したものにおいて、各々の白熱ランプの発光部が同一線上に配置されるように構成することにより、各白熱ランプの発光部と加熱円筒体内面間の光照射距離を一定にして、加熱円筒体の表面温度の均一化を図った加熱ローラを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、加熱円筒体と、この加熱円筒体の内部に軸方向に配置された複数の両端封止型の白熱ランプとを備える加熱ローラにおいて、前記各白熱ランプは、屈曲部を有する発光管内に前記屈曲部を境にして発光部と非発光部とを有し、前記各白熱ランプの前記発光部が同一線上になるように配置されることを特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記発光部の軸線が前記加熱円筒体の軸線から偏心して設けられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１および図２を用いて説明する。
図１（ａ）は本実施形態の発明に係る加熱ローラの構成を示す斜視図、図１（ｂ）は該加熱ローラの平面断面図、図２は該加熱ローラの加熱円筒体内に配設される白熱ランプの組み合わせ過程を示す図である。
【００１１】
これらの図において、１は加熱ローラ、２は金属やセラッミックス等で構成され、白熱ランプによって加熱されると共に、ギヤーを備える加熱円筒体、３，４は各々屈曲部を有し該屈曲部を境にして発光部と非発光部とを有する両端封止型の白熱ランプ、５は加熱円筒体２の一方の端部側に設けられ、該加熱円筒体２を回転させるために設けられるギヤーである。なお、図１（ａ）においてはギヤー５は省略されている。
【００１２】
白熱ランプ３は、内部にフィラメント素線がコイル状に密に巻回された発光フィラメントｆ１が存在する発光部３３と、内部にフィラメント素線が直線状あるいは疎に巻回された非発光フィラメントｆ２が存在する非発光部３１，３５を有するものであり、屈曲部３２，３４を境にして、非発光部３１、発光部３３、非発光部３５の順に配置されている。白熱ランプ４は、内部にフィラメント素線がコイル状に密に巻回された発光フィラメントｆ１が存在する発光部４１，４５と、内部にフィラメント素線が直線状あるいは疎に巻回された非発光フィラメントｆ２が存在する非発光部４３を有するものであり、屈曲部４２，４４を境にして、発光部４１、非発光部４３、発光部４５の順に配置されている。
【００１３】
各白熱ランプ３，４は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱円筒体２内に、加熱円筒体２と同一軸上にあって、白熱ランプ３の内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部３３と白熱ランプ４の内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部４１，４５とが互いに同一線上になるように組み合わせて配置される。
【００１４】
組み合わせ方は、図２に示すように、白熱ランプ４の屈曲部４２，４４および非発光部４３間に形成される空間に、白熱ランプ３の発光部３３が白熱ランプ４の発光部４１，４５と同一線上に位置するように配置する。
【００１５】
上記のごとく、本実施形態の発明によれば、大きいサイズの記録紙を加熱する場合は、白熱ランプ３，４を点灯し、小サイズの記録紙を加熱する場合には、白熱ランプ３のみを点灯するようにすることができるので、省電力化やホットオフセットなどの問題を解決できると共に、両白熱ランプ３，４を点灯させたときは、同一線上から各々の白熱ランプ３，４の発光部を発光させることができるので、各白熱ランプ３，４の発光部と加熱円筒体２内面との光照射距離を一定にすることができ、加熱円筒体２の表面温度を均一化することができる。
【００１６】
次に、　本発明の第２の実施形態を図３を用いて説明する。
図３は、本実施形態の発明に係る加熱ローラの加熱円筒体内に配設される白熱ランプの組み合わせ過程を示す図である。
【００１７】
同図において、６，７，８は各々屈曲部を有し該屈曲部を境にして発光部と非発光部とを有する両端封止型の白熱ランプである。また、各白熱ランプは発光フィラメントｆ１と各発光部との位置関係、および非発光フィラメントｆ２と各非発光部との位置関係を分かるようにしている。
【００１８】
ここで、白熱ランプ６は、屈曲部６２，６４を境にして、非発光部６１、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部６３、非発光部６５の順に配置され、白熱ランプ７は、屈曲部７２，７４，７６，７８を境にして、非発光部７１、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部７３、非発光部７５、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部７７、非発光部７９の順に配置され、白熱ランプ８は、屈曲部８２，８４、を境にして、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部８１、非発光部８３、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部８５の順に配置される。
【００１９】
各白熱ランプ６，７，８は、図示されていないが、図１に示したと同様に、加熱円筒体２内に、加熱円筒体２と同一軸上にあって、白熱ランプ６の発光部６３と白熱ランプ７の発光部７３，７７と白熱ランプ８の発光部８１，８５とが互いに同一線上になるように組み合わせて配置される。
【００２０】
組み合わせ方は、図３に示すように、まず、白熱ランプ７の屈曲部７４，７６および非発光部７５間に形成される空間に、白熱ランプ６の発光部６３が白熱ランプ７の発光部７３，７７と同一線上に位置するように配置する。次に、白熱ランプ７の屈曲部７２と非発光部７１間に形成される空間および白熱ランプ７の屈曲部７８と非発光部７９間に形成される空間の各々に、白熱ランプ８の発光部８１および発光部８５の各々を白熱ランプ７の発光部７３，７７と同一線上に位置するように配置する。
【００２１】
上記のごとく、本実施形態の発明によれば、大きいサイズの記録紙を加熱する場合は白熱ランプ６，７，８を点灯し、中サイズの記録紙を加熱する場合は白熱ランプ６，７を点灯し、小サイズの記録紙を加熱する場合には白熱ランプ６のみを点灯するようにすることができるので、省電力化やホットオフセットなどの問題を解決できると共に、白熱ランプ６，７または白熱ランプ６，７，８を同時に点灯させたときは、同一線上から各々の白熱ランプ６，７または白熱ランプ６，７，８の各発光部を発光させることができるので、各白熱ランプの発光部と加熱円筒体２内面との光照射距離を一定にすることができ、加熱円筒体２の表面温度を均一化することができる。
【００２２】
また、本実施形態の発明によれば、第１の実施形態のものと比べて、記録紙のサイズに応じてより極め細かに加熱円筒体２の表面温度の均一化の制御が可能となる。
【００２３】
次に、本発明の第３の実施形態を図４を用いて説明する。
図４は、本実施形態の発明に係る加熱ローラの加熱円筒体内に配設される白熱ランプの組み合わせ過程を示す図である。
【００２４】
同図において、９，１０，１１は各々屈曲部を有し該屈曲部を境にして発光部と非発光部とを有する両端封止型の白熱ランプである。また、各白熱ランプは発光フィラメントｆ１と各発光部との位置関係、および非発光フィラメントｆ２と各非発光部との位置関係を分かるようにしている。
【００２５】
ここで、白熱ランプ９は、屈曲部９２，９４を境にして、非発光部９１、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部９３、非発光部９５の順に配置され、白熱ランプ１０は、屈曲部１０２を境にして、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部１０１、非発光部１０３の順に配置され、白熱ランプ１１は、屈曲部１１２を境にして、非発光部１１１、内部に発光フィラメントｆ１を有する発光部１１３の順に配置されている。
【００２６】
各白熱ランプ９，１０，１１は、図示されていないが、図１に示したと同様に、加熱円筒体２内に、加熱円筒体２と同一軸上にあって、白熱ランプ９の発光部９３と白熱ランプ１０の発光部１０１と白熱ランプ１１の発光部１１３とが互いに同一線上になるように組み合わせて配置される。
【００２７】
組み合わせ方は、図４に示すように、まず、白熱ランプ１１の非発光部１１１の側部に形成される空間および白熱ランプ１０の非発光部１０３の側部に形成される空間の各々に、白熱ランプ１０の発光部１０１および白熱ランプ１１の発光部１１３とが同一線上に位置するように配置する。次に、白熱ランプ１０の屈曲部１０２と非発光部１０３および白熱ランプ１１の屈曲部１１２と非発光部１１１間に形成される空間に、白熱ランプ９の発光部９３が白熱ランプ１０の発光部１０１および白熱ランプ１１の発光部１１３と同一線上に位置するように配置する。
【００２８】
上記のごとく、本実施形態の発明によれば、大きいサイズの記録紙を加熱する場合は白熱ランプ９，１０，１１を点灯し、小サイズの記録紙を加熱する場合には白熱ランプ９のみを点灯するようにしたので、省電力化やホットオフセットなどの問題を解決できると共に、白熱ランプ９，１０，１１を同時に点灯させたときは、同一線上から各々の白熱ランプ９，１０，１１の各発光部を発光させることができるので、各白熱ランプの発光部と加熱円筒体２内面との光照射距離を一定にすることができ、加熱円筒体２の表面温度を均一化することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態の発明によれば、第１，２の実施形態のものと比べて、白熱ランプ１０の発光部１０１と白熱ランプ１１の発光部１１３の発光量を異なるように制御することができるので、加熱円筒体２両端の発熱量を異なるように制御することが可能となる。その結果、加熱円筒体２の一端側にギヤーが設けられているために、加熱円筒体２の両端では互いに放熱量が異なるようなことがあっても、白熱ランプ１０の発光部１０１と白熱ランプ１１の発光部１１３の発光量とを各々異なるように制御することにより、加熱円筒体２の表面温度を全体として均一化することができる。
【００３０】
なお、第１の実施形態では図１および図２において、白熱ランプ３の非発光部３１，３５の非発光フィラメントｆ２は直線状になっているが、単位長さ当たりの発熱量が発光フィラメントｆ１に比べて低くなる程度に若干発熱するようにコイル状に巻回してもよい。
【００３１】
この場合、白熱ランプ３の非発光部３１，３５は完全に発光しないものではなく、若干発光することになるが、加熱円筒体２両端での放熱量が非常に大きく白熱ランプ４のフィラメント設計だけでは対応できない場合に、この非発光部３１，３５からの発光によって、その放熱量を補うことができるものである。
【００３２】
第２の実施形態の図３および第３の実施形態の図４においても、上記と同様のことが言える。
【００３３】
図３では、加熱円筒体の両端での放熱の影響をなくすために、白熱ランプ６の非発光部６１，６５、白熱ランプ７の非発光部７１，７９を補助的に発光させてもよい。また、白熱ランプ７の非発光部７５も補助的に若干発光してもよい。これは、白熱ランプ６の発光部６３と白熱ランプ７の発光部７３，７７が物理的に連続していないため、白熱ランプ６の屈曲部６２，６４と白熱ランプ７の屈曲部７４，７６において発熱量が落ち込むので、その落ち込んだ分の熱量を補うものである。
【００３４】
図４は、白熱ランプ９の非発光部９１，９５、白熱ランプ１０の非発光部１０３、白熱ランプ１１の非発光部１１１が様々なパターンで補助的に発光し、加熱円筒体の両端での放熱の影響をなくすために、あるいは各白熱ランプの屈曲部での発熱量の落ち込みをなくすために各白熱ランプの非発光部を補助的に若干発光するようにしてもよい。
【００３５】
つまり、本発明においては、上記に説明したように、非発光部とは、完全に発光しないものだけではなく、加熱円筒体を均一に加熱するために単位長さあたりの発熱量が発光部に比べて低くなる程度に若干発熱するものを含むものである。
【００３６】
上記の各実施形態では、互いに同一線上に配置された各白熱ランプの発光部を、加熱ローラの加熱円筒体内のどこに配置するかについては特に規定しなかったが、加熱円筒体２の中心軸上に配置することに必ずしも限定されず、例えば、第１の実施形態についていえば、図５の加熱ローラに設けられる白熱ランプの管軸方向に垂直な方向の断面図に示すように、同一線上に配置された各白熱ランプ３，４の発光部４１，３３，４５の軸線Ｙを加熱円筒体２の中心軸線Ｘから偏心するように配置してもよい。
【００３７】
このように、偏心して配置した場合は、加熱円筒体２が記録紙に当たる直前の部分を積極的に加熱することができるので、少ない電力でトナーを十分に定着させることが可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、加熱円筒体と、この加熱円筒体の内部に軸方向に配置された複数の両端封止型の白熱ランプとを備える加熱ローラにおいて、前記各白熱ランプは、屈曲部を有する発光管内に前記屈曲部を境にして発光部と非発光部とを有し、前記各白熱ランプの前記発光部が同一線上になるように配置されるようにしたので、大きいサイズの記録紙を加熱する場合と小さいサイズの記録紙を加熱する場合とで白熱ランプの点灯数を異なるようにすることができるので、省電力化やホットオフセットなどの問題を解決できると共に、複数の熱ランプを点灯させたときは、同一線上から各々の白熱ランプの発光部を発光させることができるので、各白熱ランプの発光部と加熱円筒体内面との光照射距離を一定にすることができ、加熱円筒体の表面温度を均一化することができる。
【００３９】
請求項２に記載の発明によれば、前記発光部の軸線が前記加熱円筒体の軸線から偏心して設けられているので、加熱円筒体が記録紙に当たる直前の部分を積極的に加熱することができるので、少ない電力でトナーを十分に定着させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の発明に係る加熱ローラの構成を示す斜視図および平面断面図である。
【図２】第１の実施形態の発明に係る加熱ローラの加熱円筒体内に配設される白熱ランプの組み合わせ過程を示す図である。
【図３】第２の実施形態の発明に係る加熱ローラの加熱円筒体内に配設される白熱ランプの組み合わせ過程を示す図である。
【図４】第３の実施形態の発明に係る加熱ローラの加熱円筒体内に配設される白熱ランプの組み合わせ過程を示す図である。
【図５】第１の実施形態の発明に係る加熱ローラの白熱ランプの管軸方向に垂直な方向の断面図である。
【図６】従来技術に係る加熱ローラに設けられるランプの管軸方向に垂直な方向の断面図および側面断面図である。
【符号の説明】
１　加熱ローラ
２　加熱円筒体
３　白熱ランプ
３１，３５　非発光部
３２，３４　屈曲部
３３　発光部
４　白熱ランプ
４１，４５　発光部
４２，４４　屈曲部
４３　非発光部
６　白熱ランプ
６１，６５　非発光部
６２，６４　屈曲部
６３　発光部
７　白熱ランプ
７１，７５，７９　非発光部
７２，７４，７６，７８　屈曲部
７３，７７　発光部
８　白熱ランプ
８１　発光部
８２，８４　屈曲部
８３　非発光部
８５　発光部
９　白熱ランプ
９１，９５　非発光部
９２，９４屈曲部
９３　発光部
１０　白熱ランプ
１０１　発光部
１０２　屈曲部
１０３　非発光部
１１　白熱ランプンプ
１１１　非発光部
１１２　屈曲部
１１３　発光部
【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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