管型白熱ヒータ

【課題】外管バルブをハロゲンランプの外側に配した２重管構造の管型白熱ヒータでありながらコンパクトな構成を実現する。
【解決手段】ハロゲンランプ１１は、管型のバルブ１３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１４および導電性の非発光部１５を収容するとともに不活性ガスが封装され、バルブ１３の両端部に封止部１７１，１７２がそれぞれ形成するとともに、封止部１７１，１７２を介して直列接続された発光部１４、非発光部１５の両端から導出されたアウターリード２０１，２０２から構成される。このハロゲンランプ１１およびバルブ１３の外表面に配した管状の外部バルブ１２から管型白熱ヒータが構成される。封止部１７１，１７２は減圧封止されてハロゲンランプ１１のバルブ１３より径小にしてある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射透過性バルブの内部に電気抵抗発熱体を備えた管型白熱ヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の２重管構造の赤外線を発する管型白熱ヒータは、インクジェットプリンタのインク乾燥用のヒータや暖房用等として管型ハロゲンランプが用いられる。このような用途のハロゲンランプでは、外側に管状の石英ガラス等の外囲器を配して、外囲器に反射膜を設けて形成し、特別な反射板を設けることなく必要な熱を放射するようにしている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開平７―２８８１７５号公報
【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、バルブ上に排気管を設けて排気・ガス封入することからその封切跡が残るとともに、バルブ外面をバーナーで加熱溶融し左右のモールド型で加圧封着することから、封止部の断面の対角線の最長距離は、バルブの外径より大きいものとなっていた。このため、２重管構造にした場合外管バルブをランプに当接させることは困難であり、ヒータの小型化の弊害となっていた。
【０００４】
この発明の目的は、外管バルブをハロゲンランプの外側に配した２重管構造でありながら小型に構成することのできる管型白熱ヒータ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、電力供給により発光する発光部および導電性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封止部を形成するとともに、該封止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ハロゲンランプおよび前記バルブの外表面に配した外部バルブから構成される管型白熱ヒータにおいて、前記封止部は減圧封止され、前記ハロゲンランプのバルブよりも径小であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、封止部を減圧による封止法で封止させたことにより、ハロゲンランプのバルブと外部バルブは、接するような寸法の関係にすることができることから、二重のバルブ構造でありながら小型化の実現が可能となる。
【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。
図１〜図８は、この発明の管型白熱ヒータに関する第１の実施形態について説明するためのもので、図１は構成図、図２は図１要部の構成を示し（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図３（ａ）は図１要部の構成図、（ｂ）は図３（ａ）の拡大断面図、図４は図１のａ−ａ’断面図、図５は図１要部の斜視図、図６は図１の要部を拡大して示した構成図、図７（ａ）は図６のｂ−ｂ’断面図、（ｂ）はｃ−ｃ’断面図、図８は図１要部の分解斜視図である。
【０００８】
図１において、１００は例えば定着用等の２重管構造とした管型白熱ヒータである。管型白熱ヒータ１００は、ハロゲンランプ１１とその外側に例えば石英ガラスの外部バルブ１２が配置されている。
【０００９】
ハロゲンランプ１１は、図２に示すように、例えば外径がφ６ｍｍで厚みが１ｍｍ程度の管状の長尺石英ガラス製のバルブ１３内の長手方向に、タングステンを巻回して形成された複数の発光部１４と耐熱性で導電性の非発光部１５とが電気的に直列接続して収容してある。発光部１４はバルブ１３内の長手方向に配された複数のアンカー１６を用いてそれぞれバルブ１３内の中央部に位置するように支持される。発光部１４と非発光部１５は、同材料で形成しても構わない。
【００１０】
バルブ１３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Ｎ_２などの不活性ガスが常温２５℃で０．９×１０^５Ｐａ程度の圧力で封入されている。バルブ１３の軸方向両端部は、減圧封止法による一対の封止部１７１，１７２を形成し、これら封止部１７１，１７２内にはバルブ１３と膨張係数が近似した導電性の例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成された矩形状の金属箔１８１，１８２をそれぞれ埋設している。
【００１１】
ここで、減圧による封止とはシュリンクシールと呼ばれる封止方法で、封止部以外で一旦ランプを封止し、封止部を含むランプ内部を減圧にした状態で、モリブデン箔を気密封止させるものである。この封止方法は、石英ガラスの肉厚がピンチシールによる封止方法のように偏ることがないことから封止部の強度を向上させることができる。また、封止部以外で一旦封止するときにバルブの開口からハロゲンや不活性ガスを封入できることから排気管の封切跡をなくすことが可能である。
【００１２】
金属箔１８１，１８２は、その内端部に、一対のインナーリード１９１，１９２を介して複数の発光部１４と非発光部１５が電気的に直列接続された軸方向両端にそれぞれ接続される一方、各外端部には、給電用の導入線である一対のアウターリード２０１，２０２がそれぞれ接続されている。アウターリード２０１，２０２は、封止部１７１，１７２から気密状態で外部へ延出している。アウターリード２０１，２０２に給電が行われると、複数の発光部１４から光熱が放出される。
【００１３】
ハロゲンランプ１１の外側に設けられた外部バルブ１２は、例えば内径φ６．５ｍｍである。図３（ａ），（ｂ）にも示すように、外部バルブ１２には外表面に可視光線をカットするという機能を備えた薄膜の干渉膜３１が形成されている。また、外部バルブ１２はハロゲンランプ１１と同程度の長さとする。
【００１４】
ハロゲンランプ１１の外径ｒ１と外部バルブ１２の内径ｒ２は、ｒ１＜ｒ２の関係にあることから、図１のａ−ａ’断面の図４に示したように、ハロゲンランプ１１を外部バルブ１２内に収容することができる。
【００１５】
図４の破線４１は従来のピンチシールの断面を示しており、その対角線の長さは、ハロゲンランプ１１の１．２〜１．５倍程度である。そこで、外部バルブ１２の内径ｒ２は、バルブ１３よりも大きく、１．２５より小さい寸法関係してある。これにより、ピンチシールによる封止に比べて減圧封止による二重管バルブ構造の場合は、バルブ１３と外部バルブ１２とをより近接した関係とすることができる。
【００１６】
外部バルブ１２の両端の開口には、図５に示すアウターリード２０１，２０２を貫通させる貫通孔５１がそれぞれ形成された耐熱性の例えばセラミック製の口金２１１，２１２が取り付けられている。口金２１１，２１２には、径大部５２と径小部５３が形成されている。径大部５２は外部バルブ１２の内径よりも大きく、径小部５３は外部バルブ１２の内径よりも小さい形状となっており、径小部５３を外部バルブ１２の開口に係合させることにより、図６にも示すように封止している。また、径小部５３には貫通孔５１に連通させ封止部１７１，１７２を収容する貫通孔５１よりは径大の連通孔５４がそれぞれ形成されている。
【００１７】
貫通孔５１は、図６のｂ−ｂ’断面を示す。図７（ａ）および図６のｃ−ｃ’断面を示す図７（ｂ）からもわかるように、アウターリード２０１，２０２を貫通孔５１に支持することにより、ハロゲンランプ１１を外部バルブ１２に同心的に配置させる役割も果たしている。
【００１８】
図８は、図１要部の分解斜視図であり、この図８を参照し、図６の状態に構成するための手順例について説明する。なお、図８では片方の口金２１１の取り付けについてだけ示してある。
【００１９】
すなわち、ハロゲンランプ１１に干渉膜３１が塗布された外部バルブ１２を挿入する。次いで、口金２１１の連通孔５４を封止部１７１に挿入させると同時に径小部５３を、外表面に予め干渉膜３１が形成された外部バルブ１２の係合させる。口金２１１の径大部５２が外部バルブ１２の開口１２１と当たる位置まで移動させる過程で、アウターリード２０１は貫通孔５１を貫通し、図６の状態を保持する。口金２１１と外部バルブ１２は耐熱性の接着剤で固着される。また、アウターリード２０１を貫通させた貫通孔５１も接着剤により塞いでいる。なお、もう片方の口金２１２についても同様の手順で開口１２２に係合される。
【００２０】
この実施形態では、減圧による封止や封入ガスの排気管の封切跡をなくしたことでハロゲンランプ１１のバルブ１３と外部バルブ１２は、接するような寸法の関係にすることができることから、二重のバルブ構造でありながら小型化を実現できる。
【００２１】
また、口金２１１，２１２にハロゲンランプ１１の封止部１７１，１７２を係合すると同時に、口金２１１，２１２を外部バルブ１２の開口１２１，１２２に係合させることができる。さらに、口金２１１，２１２を外部バルブ１２に係合したときと同時に、ハロゲンランプ１１を外部バルブ１２と同心的に支持させることも可能となる。
【００２２】
なお、可視光線をカットとする機能性手段としては、外表面に予め加熱により赤外線を放射する遠赤外線放射材を塗布して形成された耐熱性金属であっても、結晶化ガラスのように遠赤外線を効率よく放射させるものであっても構わない。
【００２３】
図９、図１０は、この発明の管型白熱ヒータに関する第２の実施形態について説明するための、図９は構成図、図１０は図９のｄ−ｄ’断面図である。上記実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明する。
【００２４】
この実施形態は、外部バルブ１２の外表面に開口角が例えば１８０°の赤外線を反射させる反射膜９１が形成されたものである。反射膜９１が形成されない部分は、アパーチャー９２となり、赤外線を放射させる。
【００２５】
この場合、アウターリード２０１，２０２に電力が供給されると、発光部１４から赤外線が放射される。放射された赤外線のうち外部バルブ１２に形成された反射膜９１に到達したものはここで反射され、その反射光の大部分は発光部１４に戻り、発光部１４が発する熱の温度の上昇を高めることができる。
【００２６】
この実施形態では、減圧による封止や封入ガスの排気管の封切跡をなくしたことで、外部バルブ１２は、ハロゲンランプ１１のバルブ１３よりやや大きい程度の寸法の関係にすることができる。このため外部バルブ１２は、ハロゲンランプ１１と接するような寸法の関係に構成することができる。
【００２７】
また、ハロゲンランプ１１と外部バルブ１２が接するような寸法関係にあることは、バルブ１３と外部バルブ１２間の熱の伝達ロスが少なくなり、ハロゲンランプ１１が発する赤外線を反射膜９１により効率よく特定方向に集めてアパーチャー９２から放出させることができる。
【００２８】
口金２１１，２１２については、ハロゲンランプ１１の封止部１７１，１７２と外部バルブ１２の開口１２１，１２２を同時に係合させることに伴い、ハロゲンランプ１１を外部バルブ１２と同心的に支持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の管型白熱ヒータに関する第１の実施形態について説明するための構成図。
【図２】図１要部の構成を示し（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。
【図３】（ａ）は図１要部の構成図、（ｂ）は（ａ）の拡大断面図。
【図４】図１のａ−ａ’断面図。
【図５】図１要部の斜視図。
【図６】図１の要部を拡大して示した構成図。
【図７】（ａ）は図６のｂ−ｂ’断面図、（ｂ）はｃ−ｃ’断面図。
【図８】図１要部の分解斜視図。
【図９】この発明の管型白熱ヒータに関する第２の実施形態について説明するための構成図。
【図１０】図９のｄ−ｄ’断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１１ハロゲンランプ
１２外部バルブ
１３バルブ
１４発光部
１５非発光部
１６アンカー
１７１，１７２封止部
１８１，１８２金属箔
１９１，１９２インナーリード
２０１，２０２アウターリード
２１１，２１２口金
３１干渉膜
５１貫通孔
５２径大部
５３径小部
５４連通孔
９１反射膜
９２アパーチャー

【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、電力供給により発光する発光部および導電性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封止部を形成するとともに、該封止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ハロゲンランプおよび前記バルブの外表面に配した外部バルブから構成される管型白熱ヒータにおいて、
前記封止部は減圧封止され、前記ハロゲンランプのバルブよりも径小であることを特徴とする管型白熱ヒータ。
【請求項２】
前記封止部を収納するとともに前記外部バルブに取り付けられて、前記ハロゲンランプを前記外部バルブに同心的に支持する口金を有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】
前記ハロゲンランプのバルブの外表面に、干渉膜または反射膜などの機能性薄膜を形成したことを特徴とする請求項１または２記載の管型白熱ヒータ。
【請求項４】
前記外部バルブは、外表面に予め加熱により赤外線を放射する遠赤外線放射材を形成した耐熱性金属で形成され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５】
前記外部バルブは、遠赤外線を放射させる結晶化ガラスとしたことを特徴とする請求項１記載の管型ヒータ。

【図１】