JPH0451418Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、複写機、フアクシミリ、プリンター
あるいはラミネータ（シート状の物体の表面をプ
ラスチツクフイルムで被覆する装置）などに用い
られる加熱ローラーの熱源として用いられるヒー
ターランプに関するものである。

〔考案の背景〕

近年、複写機、フアクシミリ、プリンターなど
に用いられる定着装置あるいはラミネータにおい
ては、待ち時間が短く、小型化が可能で、しかも
消費電力の節減を図ることができることなどの観
点から、その筒内部に軸方向に伸びるよう長尺な
棒状のヒーターランプを配設してなる筒状の加熱
ローラーを用いた構成が採用されている。

例えば、複写機の定着器の一例においては、そ
の筒内部に筒軸方向に伸びるよう長尺なヒーター
ランプが配設されてなる加熱ローラーと、この加
熱ローラーに対接配置された押圧ローラーとによ
り定着器が構成され、これら加熱ローラーと押圧
ローラーの対接領域をトナーが転写された転写紙
が通過するときにトナーが加熱溶融されてトナー
が転写紙上に定着される。加熱ローラーの長さは
使用する転写紙のうち最大の幅を有する転写紙の
当該幅の大きさに基いて設定され、そして加熱ロ
ーラーの筒内部に熱源として配置されるヒーター
ランプにおいては、使用する最大幅の転写紙に対
応する長さの発熱部を具えたものが用いられてい
る。

しかしながらこのような構成においては、小幅
の転写紙を用いてトナーの定着を行なうときに
は、加熱ローラーにおいて小幅の転写紙とは接触
しない余分な端部ローラー部分をも加熱するた
め、トナーの定着には寄与しない余分な電力が消
費されて電力の損失が大きいと共に、転写紙が接
触しない部分のローラー温度が異常に高くなると
いう問題点がある。

このような事情に基いて本考案者は、発熱部の
長さが異なる２本のヒーターランプを用い、転写
紙の幅に応じて一方のヒーターランプを選択して
点灯することによつて、小幅の転写紙と大幅の転
写紙にそれぞれ対応した消費電力で定着を行なう
ことを検討してきた。すなわち小幅の転写紙に対
応する長さの発熱部を有するヒーターランプＡ
と、大幅の転写紙に対応する長さの発熱部を有す
るヒーターランプＢとを共に加熱ローラーの筒内
部に筒軸方向に伸びるよう配置して、小幅の転写
紙を用いてトナーの定着を行なうときには前記ヒ
ーターランプＡのみを点灯するようにし、大幅の
転写紙を用いてトナーの定着を行なうときには前
記ヒーターランプＢのみを点灯するようにして加
熱を行なう手段が有効と考えられる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながらこのような構成においては、小幅
の転写紙によるトナーの定着を繰返した後に続い
て大幅の転写紙に交換してトナーの定着を行なう
ときにおいては、前記ヒーターランプＡの発熱部
とは対向しない低温である加熱ローラーの端部ロ
ーラー部分の温度の上昇が遅くて、大幅の転写紙
のうち当該端部ローラー部分に接触する領域にお
いてはトナーが十分に定着されず、結局得られる
複写画像の品質が低下し高速複写を行なうことが
できない問題点があることが判明した。そして２
本のヒーターランプを必要とするので、コスト的
にも高いものとなり、しかも取付けスペースも余
計に必要となり、また熱ローラーのヒーターラン
プの挿入口が大きくなるので当該挿入口からの熱
放散が大きくて熱効率が低下する問題点がある。

〔考案の目的〕

本考案は以上の如き事情に基いてなされたもの
であつて、その目的は、端部側発熱量の小さい状
態と大きい状態とを切り換え制御することがで
き、被加熱物の幅に対応した経済的な加熱処理を
行うことができるヒーターランプを提供すること
にある。

本考案の他の目的は、小幅の被加熱物の加熱処
理に続いて大幅の被加熱物の加熱処理を行なうと
きにも待ち時間を要せず迅速に加熱処理すること
ができるヒーターランプを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案のヒーターランプは、管型封体と、この
封体の管軸方向に沿つて配置されたフイラメント
とを具え、前記フイラメントは、前記封体の一端
側から他端側に伸びるメインフイラメント要素
と、このメインフイラメント要素の一端および／
または他端に各々その一端が接続され、各々独立
に封体の一端側および／または他端側に伸びる複
数のサブフイラメント要素とよりなり、前記複数
のサブフイラメント要素には、それぞれ個々に給
電可能に個別の外部リード棒が接続され、前記複
数のサブフイラメント要素が並列的に通電される
抵抗値が小の状態と、前記複数のサブフイラメン
ト要素のうち選択された一部が通電される抵抗値
が大の状態とが切り換え可能に構成されているこ
とを特徴とする。

〔作用〕

斯かる構成によれば、小幅の被加熱物を加熱処
理するときには、ヒーターランプの端部側を発熱
量の小さな状態とすることができて経済的な加熱
処理を行うことができ、大幅の被加熱物を加熱処
理するときには、ヒーターランプの端部側を発熱
量の大きな状態とすることができ、しかも立ち上
がりの速い加熱処理を達成することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本考案の実施例を詳
細に説明する。

本考案のヒーターランプを例えば複写機の定着
用熱源として用いる場合の一実施例を第１図に示
す。

第１図において、１は例えば赤外線ハロゲンラ
ンプなどよりなるヒーターランプである。１１は
例えば石英ガラス製の長尺な棒状の管型封体であ
り、この管型封体１１内には、その管軸Ｐに沿つ
て伸びるようフイラメント２が配設されている。

フイラメント２は、封体１１の一端側から他端
側に伸びる長尺なメインフイラメント要素２１
と、このメインフイラメント要素２１の一端に
各々その一端が接続され、各々独立に封体１１の
一端側に伸びる複数例えば２つのサブフイラメン
ト要素２２，２３とよりなる。

メインフイラメント要素２１は、例えばタング
ステンよりなる素線をコイル状に巻回して形成さ
れ、コイルピツチの密な発熱部３１と、コイルピ
ツチの粗な非発熱部３２とが交互に配設されてな
る。

そしてこの例においては一方のサブフイラメン
ト要素２２は、メインフイラメント要素２１を構
成する素線と共通の素線をさらに延長してコイル
状に巻回して形成され、当該メインフイラメント
要素２１と一体構成である。他方のサブフイラメ
ント要素２３は、例えばタングステンよりなる素
線をコイル状に巻回して形成され、その内端部が
一方のサブフイラメント要素２２の内端部に巻回
されて連結されている。そしてこの例においては
サブフイラメント要素２２，２３はほぼ全体がコ
イルピツチの密な発熱部となつている。

４１はメインフイラメント要素２１の他端部に
接続された内部リード、４２，４３はそれぞれサ
ブフイラメント要素２２，２３の外端部に接続さ
れた内部リードである。

５１，５２，５３は例えばモリブデンよりなる
金属箔である。一方の金属箔５１は管型封体１１
の一端封止部１２内に気密に埋設され、その内端
側に内部リード４１が接続され、その外端側に一
端封止部１２の外方に突出して伸びる外部リード
６１が接続されている。他方の金属箔５２，５３
は互いに離間した状態で管型封体１１の他端封止
部１３内に気密に埋設され、これらの内端側にそ
れぞれ内部リード４２，４３が接続され、これら
の外端側にそれぞれ一端封止部１２の外方に突出
して伸びる外部リード６２，６３が接続されてい
る。

７１，７２はそれぞれ一端封止部１２および他
端封止部１３に接着剤により固定して設けた例え
ば筒状の絶縁性のベースであり、このベース７
１，７２内において外部リード６１および６２，
６３がそれぞれ被覆リード線６４および６５，６
６に接続されている。

８１はリング状サポータであり、これらのリン
グ状サポータ８１は、それぞれ適宜の間隔でフイ
ラメント２におけるコイルピツチの密な部分に巻
回して固定されると共にそのリング部が管型封体
１１の管内壁に当接した状態で配置されている。

フイラメント２の長さは、転写紙の幅に応じて
設定されるが、例えば大幅の転写紙がA3サイズ
のもので小幅の転写紙がB4サイズのものである
場合においては、フイラメント２の長さＬは、
A3サイズの転写紙の短辺の長さに対応する長さ
例えば約340mm程度であり、フイラメント２の一
端部２０におけるサブフイラメント要素２２，２
３を除く部分の長さｌは、B4サイズの転写紙の
短辺の長さに対応する長さ例えば約300mm程度で
ある。なおこの実施例のヒーターランプは、小幅
の転写紙を定着ローラーの端部側に偏らせて通過
させて定着する場合の例である。

上記構成のヒーターランプ１の配熱分布の一例
を第２図に示す。同図において曲線は、他方の
サブフイラメント要素２３に対応する外部リード
６３を電気的に開放状態とし、外部リード６１と
外部リード６２から通電して、メインフイラメン
ト要素２１および一方のサブフイラメント要素２
２のみを発熱させたときの配熱分布を表し、曲線
は、外部リード６２および６３を互いに電気的
に接続してサブフイラメント要素２２および２３
を並列接続した状態で、外部リード６１と外部リ
ード６２，６３から通電して、メインフイラメン
ト要素２１およびサブフイラメント要素２２，２
３の全てを発熱させたときの配熱分布を表す。曲
線から理解されるように、サブフイラメント要
素２２および２３を互いに並列接続したときに
は、これらの合成抵抗値が小さくなるのでこれに
応じて抵抗発熱量も小さくなる。そしてその発熱
量は、例えば他方のサブフイラメント要素２３の
抵抗値を種々の値に設定することによつて相当程
度自由に選定することができる。なお曲線にお
いてサブフイラメント要素２２に対応する部分の
温度が高くなるようにしてあるのは、例えば熱ロ
ーラーにおけるヒーターランプ挿入口からの熱放
散に起因して当該熱ローラーの端部側温度が低下
するのを防止するためである。

第３図は上述の構成のヒーターランプ１を用い
て複写機の定着器を構成する場合の一例を示す説
明図である。

９１は押圧ローラーであり、この押圧ローラー
９１は金属製中心軸９２と、この中心軸９２の外
周に設けた合成ゴムなどよりなる弾性体層９３と
により構成され、９４は加熱ローラーであり、こ
の加熱ローラー９４はその内部が中空の金属製ロ
ーラ軸９５と、このローラー軸９５の外周に設け
た合成ゴムなどよりなる弾性体層９６とにより構
成され、これらの押圧ローラー９１と加熱ローラ
ー９４とにより定着ローラーが構成される。すな
わちこれら押圧ローラー９１および加熱ローラー
９４は互いに押圧しながら回転するようその中心
軸９２およびローラー軸９５が一対の軸受板９
７，９７に回転自在に取付けられている。ヒータ
ーランプ１は加熱ローラー９４のローラー軸９５
内にその軸に沿つて伸びるよう配置されている。

次に、以上の定着器を用いて実際にトナー像を
定着する場合の一例を説明する。まず、大幅の転
写紙例えばA3サイズの転写紙にトナー像を定着
する場合には、他方のサブフイラメント要素２３
に対応する外部リード６３を電気的に開放状態と
し、外部リード６１と外部リード６２から通電し
て、メインフイラメント要素２１および一方のサ
ブフイラメント要素２２のみを発熱させて加熱ロ
ーラー９４の長さ方向の略全体を加熱する。この
加熱された加熱ローラー９４と押圧ローラー９１
との間に転写紙を通過させてトナー像を当該転写
紙に熱定着する。

そして小幅の転写紙例えばB4サイズの転写紙
にトナー像を定着する場合には、外部リード６２
および６３を互いに電気的に接続してサブフイラ
メント要素２２および２３を並列接続した状態
で、外部リード６１と外部リード６２，６３かん
通電して、メインフイラメント要素２１およびサ
ブフイラメント要素２２，２３の全てを発熱させ
て加熱ローラー９４を加熱する。この加熱された
加熱ローラー９４と押圧ローラー９１との間のサ
ブフイラメント要素２２，２３に対応する部分を
除く領域に転写紙を通過させてトナー像を当該転
写紙に熱定着する。

以上のような構成のヒーターランプによれば、
フイラメント２は、メインフイラメント要素２１
と、このメインフイラメント要素２１の一端に
各々その一端が接続され、各々独立に封体の一端
側に伸びる複数のサブフイラメント要素２２，２
３とよりなり、これらのサブフイラメント要素２
２，２３には、それぞれ個々に給電可能に個別の
外部リード棒６２，６３が接続されているので、
複数のサブフイラメント要素２２，２３のうち、
それぞれの外部リード棒を介して同時に通電する
サブフイラメント要素の数を適宜選択することに
より、通電時においては、フイラメント２の一端
部２０の抵抗値を異なるものとすることができ、
その結果転写紙の大きさに合わせて当該一端部２
０における発熱量を可変制御することができる。

従つて、小幅の転写紙上のトナー像を定着処理
するときには、一端部２０におけるサブフイラメ
ント要素２２，２３の両者を並列的に通電するこ
とにより、当該一端部２０においては抵抗値が小
さくて発熱量の小さな状態とすることができ、そ
の結果小幅の転写紙の定着処理に関与しない端部
ローラー部分の加熱を制御して消費電力の節減を
図ることができるうえ、端部ローラー部分をその
温度が極端に低下せずある程度の温度が保持でき
るように予備的に加熱することができる。

そして小幅の転写紙の定着処理に続いて大幅の
転写紙の定着処理を行なうときには、一端部２０
における２つのサブフイラメント要素２２，２３
のうち選択した１つのサブフイラメント要素２２
のみを通電することにより、当該一端部２０にお
いては抵抗値が大きくて発熱量の大きな状態とす
ることができ、しかも端部ローラ部分が上記のよ
うに予備的に加熱されていてある程度の温度に保
持されているため、当該端部ローラー部分の温度
上昇が速く、従つて大幅の転写紙を待ち時間を要
せずしかもその全体を十分に定着処理することが
できる。

このように１本のヒーターランプにおいて端部
側発熱量を可変制御できるので、２本以上のヒー
ターランプを組み合わせて同様の目的を達成する
場合に比して、コスト的にも経済的なものとな
り、しかも取付けスペースも小さなものとなり、
またヒーターランプの挿入口も小さくすることが
できるので当該挿入口からの熱放散の問題も回避
することができる。

第４図は、本考案の他の実施例を示し、この例
においては、フイラメント２が、封体１１の一端
側から他端側に伸びる長尺なメインフイラメント
要素２１と、このメインフイラメント要素２１の
ほ他一端に各々その一端が接続され、各々独立に
封体１１の一端側に伸びる複数例えば２つのサブ
フイラメント要素２２，２３と、メインフイラメ
ント要素２１の端に各々その一端が接続され、
各々独立に封体１１の他端側に伸びる複数例えば
２つのサブフイラメント要素２４，２５とよりな
り、フイラメント２の一端部２０のみならず、他
端部２６における発熱量をも可変制御することが
できる構成である。４４は内部リード、５４は金
属箔、６７は外部リード、６８は被覆リード線で
ある。この例のヒーターランプは、小幅の転写紙
を定着ローラーの中央部を通過させて定着する場
合の例である。

以上ヒーターランプを複写機の定着用熱源とし
て用いる場合について説明したが、本考案に係る
ヒーターランプは、フアクシミリ、プリンターあ
るいはラミネータの熱源として用いたときにも既
述の実施例と同様の効果を得ることができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案のヒーターランプ
によれば、複数のサブフイラメント要素が並列的
に通電される抵抗値が小の状態と、複数のサブフ
イラメント要素のうち選択された一部が通電され
る抵抗値が大の状態とが切り換え可能に構成され
ているので、小幅の被加熱物を加熱処理するとき
には、ヒーターランプの端部側を発熱量の小さい
状態とすることができて経済的な加熱処理を行う
ことができ、大幅の被加熱物を加熱処理するとき
には、ヒーターランプの端部側を発熱量の大きな
状態とすることができ、しかも立ち上がりの速い
加熱処理を達成することができる。

従つて、本考案のヒーターランプを、複写機、
フアクシミリ、プリンターあるいはラミネータな
どに設けられる加熱ローラーの熱源として用いる
場合においては、フイラメントの一端部および／
または他端部におけるサブフイラメント要素の全
てを並列的に通電することにより、当該一端部お
よび／または他端部においては抵抗値が小さくて
発熱量の小さな状態とすることができ、このとき
は加熱処理には関与しない端部ローラー部分の不
要な加熱を行わずに小幅の被加熱物を経済的に加
熱処理することができる。そして続いて大幅の被
加熱物を加熱処理するときには、小幅の被加熱物
の加熱処理時において端部ローラー部分がフイラ
メントの一端部および／または他端部の小さな発
熱により予備的に加熱されているので、一端部お
よび／または他端部における複数のサブフイラメ
ント要素のうち選択した一部のサブフイラメント
要素のみを通電することにより、当該一端部およ
び／または他端部において抵抗値が大きくて発熱
量の大きな状態としたときには迅速に端部ローラ
ー部分の温度が上昇し、その結果待ち時間を要せ
ず大幅の被加熱物を連続的に加熱処理することが
できる。

このように１本のヒーターランプにおいて端部
側発熱量を可変制御できるので、２本以上のヒー
ターランプを組み合わせて同様の目的を達成する
場合に比して、コスト的にも経済的なものとな
り、しかも取付けスペースも小さなものとなり、
また加熱ローラーの熱源として用いるときにはヒ
ーターランプの挿入口を小さくすることができる
ので当該挿入口からの熱放散の問題も回避するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す説明用断面
図、第２図はヒーターランプの配熱分布の一例を
示す曲線図、第３図は本考案に係るヒーターラン
プを組み込んでなる定着器の一例を示す説明用断
面図、第４図は本考案の他の実施例を示す説明用
断面図である。 １……ヒーターランプ、１１……管型封体、２
……フイラメント、２０……一端部、２１……メ
インフイラメント要素、２２，２３，２４，２５
……サブフイラメント要素、３１……発熱部、３
２……非発熱部、４１，４２，４３，４４……内
部リード、５１，５２，５３，５４……金属箔、
６１，６２，６３，６７……外部リード、６４，
６５，６６，６８……被覆リード線、７１，７２
……ベース、８１……サポータ、９１……押圧ロ
ーラー、９４……加熱ローラー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 管型封体と、この封体の管軸方向に沿つて配置
   されたフイラメントとを具え、 前記フイラメントは、前記封体の一端側から他
   端側に伸びるメインフイラメント要素と、このメ
   インフイラメント要素の一端および／または他端
   に各々その一端が接続され、各々独立に封体の一
   端側および／または他端側に伸びる複数のサブフ
   イラメント要素とよりなり、 前記複数のサブフイラメント要素には、それぞ
   れ個々に給電可能に個別の外部リード棒が接続さ
   れ、 前記複数のサブフイラメント要素が並列的に通
   電される抵抗値が小の状態と、前記複数のサブフ
   イラメント要素のうち選択された一部が通電され
   る抵抗値が大の状態とが切り換え可能に構成され
   ていることを特徴とする発熱量を可変制御できる
   ヒーターランプ。