(57)【要約】【課題】管型白熱ヒータの点灯電圧を下げた場合にもおいても、発光分布の変動を抑制する。【解決手段】管型バルブ１１内の長手方向に直列接続され、電力供給により発光する発光部１２１，１２２と導電性の非発光部１３を収容するとともに不活性ガスが封装され、バルブ１１の両端部にピンチシール１５１，１５２を形成し、直列接続された発光部１２１，１２２および非発光部１３の両端からアウターリード線１８１，１８２を介して導出して白熱電球１００を構成する。バルブ１１の長手方向の発光分布の低い部分に位置する領域ｙの発光部１２１の発光長ａと発光分布の高い部分に位置する領域ｘ，ｚの発光部１２２の発光長ｂの長さを、ａ／ｂ≧０．２５の関係とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管型バルブ内の長手方向に直列接続された電力供給により発光する複数の発光部および導電性の複数の非発光部を収容するとともに不活性ガスが封装され、前記バルブの両端部にシール部を形成するとともに、該シール部を介して直列接続された前記発光部および前記非発光部の両端から導出された導入線から構成される管型白熱ヒータにおいて、
前記発光部は、前記バルブの長手方向の発光分布が高い部分に位置する発光長を長くしたことを特徴とする管型白熱ヒータ。
【請求項２】
前記発光部は、前記バルブの長手方向の発光分布が低い部分に位置する発光長ａと発光分布が高い部分に位置する発光長ｂの関係を、ａ／ｂ≧０．２５としたことを特徴とする請求項１記載の管型白熱ヒータ。
【請求項３】
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または２記載の管型白熱ヒータと、
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トナー定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機やプリンタのトナー定着に用いられる管型白熱ヒータおよびこの管型白熱ヒータを配置したトナー定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の管型白熱ヒータは、連続点灯時はバルブ両端部の発熱量が中央領域より十分に大きく、オン・オフ点灯時は両端部の発熱量が相対的に過大とならないように制御するために、発熱量の大きいバルブの両端部に位置する外面に大きい熱容量を持つ外部コイルを配置し、所望の配熱特性を得ている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００１−２０２９２６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、両端の発熱量の割合を抑制するための特別なコイルをランプの外側に設けていることから、部品点数の増加に加え、新たな部品を追加する作業も追加となるという課題があった。
【０００４】
この発明の目的は、管型白熱ヒータの点灯電圧を下げた場合にも、発光分布の変動を小さくした管型白熱ヒータ、トナー定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の管型白熱ヒータは、管型バルブ内の長手方向に直列接続された電力供給により発光する複数の発光部および導電性の複数の非発光部を収容するとともに不活性ガスが封装され、前記バルブの両端部にシール部を形成するとともに、該シール部を介して直列接続された前記発光部および前記非発光部の両端から導出された導入線から構成される管型白熱ヒータにおいて、前記発光部は、前記バルブの長手方向の発光分布が高い部分に位置する発光長を長くしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、通紙条件による電力制御として管型白熱ヒータの電圧を下げて使用しても、発光分布の変動が小さく、簡単な手段によって加熱ローラの温度ムラを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【０００８】
図１は、この発明の管型白熱ヒータの一実施形態について説明するための構成図、図２（ｂ）は、図１の要部を拡大して説明するための拡大構成図、図２（ａ）は、図２（ｂ）に相当する部分の従来の拡大構成図、図３は図１の効果について説明するための説明図である。
【０００９】
図１において、１００は例えば定着用等の管型白熱ヒータとして多用されるハロゲン電球であり、ハロゲン電球１００は、管状の長尺石英ガラスのバルブ１１内の長手方向の中央領域ｙに短いタングステンで形成された複数の発光部１２１と中央領域ｙの両側の領域ｘ，ｚに長いタングステンで形成された複数の発光部１２２とを耐熱性で導電性の非発光部１３を用いてが収容される。複数の発光部１２１，１２２を電気的に直列接続して収容してある。発光部１２１，１２２は複数のアンカー１４を用いてそれぞれバルブ１１内の中央部に位置するように支持される。
【００１０】
バルブ１１内には、それぞれ微量のハロゲン物質例えば臭素Ｂｒや塩素Ｃｌとの混合物とともに、アルゴンＡｒや窒素Ｎ２などの不活性ガスが常温２５℃で０．９×１０５Ｐａ程度の圧力で封入されている。バルブ１１の軸方向両端部は、直径方向に圧潰するピンチシールにより矩形扁平状の一対の封止部１５１，１５２を形成し、これら封止部１５１，１５２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１６１，１６２をそれぞれ埋設している。
【００１１】
金属箔１６１，１６２は、その内端部に、一対のインナーリード線１７１，１７２を介して発光部１２２の軸方向両端を接続する一方、各外端部には、給電のための一対のアウターリード線１８１，１８２がそれぞれ接続されている。アウターリード線１８１，１８２は、各封止部１５１，１５２から気密状態で外部へ延出している。アウターリード線１８１，１８２には、電力が供給される図示しない金属端子板を溶接などの手段により固着している。
【００１２】
長さの異なる中央領域ｙにある発光長ａの発光部１２１とその両側領域ｘ，ｚにある発光長ｂの発光部１２２は、その長さの関係をａ／ｂ≧０．２５とする。
【００１３】
図２（ａ）は図１の領域ｘ，ｚに相当する従来の発光部２１の形状を、（ｂ）はこの実施形態の発光部１２２の形状をそれぞれ示し、図３は領域ｘ，ｙ，ｚにおける発光分布を示している。なお、図２（ｂ）の複数の発光部１２２の全体の発光長Ｌは、図２（ａ）の発光部１２１の発光長ｂ’と同様の長さである。
【００１４】
ここで、ハロゲン電球１００のアウターリード線１８１，１８２から点灯電圧が供給されると、発光部１２１，１２２がそれぞれ発光する。そのときの発光分布は、図３の実線のようになる。領域ｙに比べて領域ｘ，ｚが高くなるのは、発光長ｂが、発光長ａに比べて長いことに加え、非発光部１３が短いことによる。領域ｘ，ｚを高くするのは、ハロゲン電球１００を取り付ける手段等により熱が奪われる分を考慮し、その分予め高く設定してある。
【００１５】
アウターリード線１８１，１８２に供給される点灯電圧、すなわちハロゲン電球１００の電圧を低下させていくと、発光分布の領域ｘ，ｚのピークが高くなる。これは発光部１２２の両端損失が変化し、放射に寄与している有効な発光部の長さが変わるためである。発光部１２２の両端損失は、点灯電圧が低い値のハロゲン電球ほど、あるいは領域ｘ，ｚのピークが高いほど大きくなる傾向にある。
【００１６】
ハロゲン電球１００の点灯電圧を低下させていくと、領域ｙとの相対比較で従来の図２（ａ）の場合の領域ｘ，ｚは、図３の（ａ）に示すように上昇する。この実施形態の図２（ｂ）の場合の領域ｘ，ｚは、図３の（ｂ）に示すように上昇する。なお、図３中に示す（ａ）と（ｂ）は、ハロゲン電球１００の点灯電圧を同じ値の例えば５０％低下させた場合に、（ａ）は図２（ａ）の発光部の、（ｂ）は図２（ｂ）の発光部の発光の状態をそれぞれ示したものである。
【００１７】
図３に示すように、（ｂ）は（ｂ）に比べて上昇を抑えることができる。これは、点灯電圧を低下に従い、従来の図２（ａ）の場合、発光部２１の両端の矢印に示す部分の発光が低下するだけであるが、この実施形態の図２（ｂ）の場合、それぞれの発光部１２２の両端の矢印に示す部分の発光がそれぞれ低下する。
【００１８】
すなわち、ハロゲン電球１００の点灯電圧を下げていくと、領域ｘ，ｚの発光量が上昇するが、定格電圧でのハロゲン電球１００の領域ｘ，ｚの発光量を増加させる発光部１２２を、複数に分割したことで領域ｘ，ｚの発光量の上昇を抑えることが可能となる。
【００１９】
以上のことから、ハロゲン電球１００の長手方向の両側に位置する中央に比べて温度上昇を図る発光部は、分割したことによって点灯電圧の低下に基づく温度低下の効果を高めることができる。
【００２０】
なお、実施形態での管型白熱ヒータは、温度分布特性を長手方向の中央部を高く設定したものについても同様の考えを適用可能である。
【００２１】
図４、図５は、図１〜図３で説明した管型白熱ヒータを用いた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、図４は概略的な構成図、図５は図４の要部の断面図である。
【００２２】
図４、図５において、４１は、アルミニウムや鉄等の金属からなる円筒状の加熱ローラであり、加熱ローラ４１の外周面には例えばテフロン（登録商標）による被覆材４２が被覆されている。加熱ローラ４１の内部には発熱源であるハロゲン電球１００が図示しない支持部材で配置されている。
【００２３】
４３は、加熱ローラ４１と圧接して下方に対向配置されたアルミニウムや鉄等の金属からなる円筒状の加圧ローラである。加圧ローラ４３の外周面には例えばシリコンゴムによる弾性体層４４が被覆されている。この弾性体層４４の表面には、通過する紙が離れやすくなるように表面を平滑にする樹脂コーティングを形成してもよい。
【００２４】
加熱ローラ４１と加圧ローラ４３は支持手段４５１，４５２で回転自在に支持されている。また、加熱ローラ４１と加圧ローラ４３の同方向の一端にはそれぞれ図示しない回転ギアが取り付けられ、これら回転ギアとモータの回転軸に取り付けた回転ギアを噛み合わせ、モータを回転させることで、加熱ローラ４１と加圧ローラ４３を図５の矢印Ａ，Ｂ方向にそれぞれ回転させることができる。
【００２５】
加熱ローラ４１のハロゲン電球１００が通電されると、加熱ローラ４１が発熱してヒートアップ（昇温）する。そこで図５の矢印Ａ，Ｂ方向に加熱ローラ４１と加圧ローラ４３を回転させ、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が、ヒートアップされた加熱ローラ４１と加圧ローラ４３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。
【００２６】
この実施形態によれば、トナー定着装置の管型白熱ヒータの点灯電圧を下げる制御を行った場合の発光分布の変動を小さくすることで加熱ローラの温度ムラの低減を図ることが可能となる。
【００２７】
なお、加圧ローラを加熱ローラと同じ構成とし、複写紙を挟んで加熱ローラを対向配置してもよい。この場合、何れか一方の加熱ローラ側に加圧ローラの役目を果たすように構成する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の管型白熱ヒータに関する一実施形態ついて説明するための構成図。
【図２】（ｂ）は、図１の要部を拡大して説明するための拡大構成図、（ａ）は、（ｂ）に相当する部分の従来の拡大構成図。
【図３】図１の効果について説明するための説明図。
【図４】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。
【図５】図４の要部の断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１００  管型白熱ヒータ
１１  バルブ
１２１，１２２  発光部
１３  非発光部
１４  アンカー
１５１，１５２  封止部
１６１，１６２  金属箔
１７１，１７２  インナーリード線
１８１，１８２  アウターリード線
４１  加熱ローラ
４３  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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