白炽灯的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种白炽灯，具有新的灯丝保持结构，能够防止产生灯丝的变形和破损，并且抑制灯丝的非发光区域中的发光。该白炽灯构成为具有发光区域和非发光区域的灯丝在发光管内由支撑件支撑而配置，支撑件具有：环状的保持部，与发光管的内表面抵接并保持灯丝以使灯丝位于发光管的管轴上；以及线圈状的卡合部，与形成于灯丝的非发光区域中的线圈状的被卡合部卡合，卡合部以覆盖灯丝中的被卡合部的整个外周范围的状态设置。
【专利说明】白炽灯
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种白炽灯，例如用作在利用了电子照片方式的图像形成装置中搭载 的热辊方式的定影装置的热源、或者用作半导体制造工序中的光照射式加热处理装置的热 源。
【背景技术】
[0002] 当前，将白炽灯例如用作在利用了电子照片方式的图像形成装置中搭载的热辊方 式的定影装置的热源、或者用作半导体制造工序中的光照射式加热处理装置的热源。例如， 在专利文献1中，公开了作为热辊方式的定影装置中的热源而使用的加热灯装置。
[0003] 在白炽灯中，通常，为了防止线圈状的灯丝的挠曲和下垂，在大致全长范围局部地 设置有支撑灯丝的支撑件。
[0004] 图5是概要地示出现有的白炽灯中的灯丝的保持结构的一例的说明图。图5(a)是 从与灯丝的中心轴C垂直的方向观察的俯视图，图5(b)是沿着灯丝的中心轴C的剖视图。
[0005] 灯丝40具有：发光区域（发光部），例如由线材呈线圈状地紧密卷绕而成的密绕 部构成；以及非发光区域（非发光部），例如由大致直线状的或者将线材疏松地卷绕而成的 线圈状的线材部42构成。在非发光区域形成有线材紧密地卷绕而成的线圈状的被卡合部 41。并且，灯丝40经由支撑件45而被发光管的内表面1 la间接地保持，所述支撑件45在 灯丝40的发光区域的适当的部位和非发光区域中的被卡合部41的外周设置。
[0006] 支撑件45具有：线圈状的卡合部47,与灯丝40的发光区域和非发光区域中的被 卡合部41卡合；以及环状的保持部46,与白炽灯的发光管的内表面1 la抵接。
[0007] 在这种灯丝保持结构的情况下，例如为了防止支撑件45旋转而相对于灯丝40脱 出，将灯丝40的非发光区域中的被卡合部41的轴向尺寸（长度）Lf形成为比支撑件45的 卡合部47的轴向尺寸Ls大的状态。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开2002-258646号公报
【发明内容】
[0011] 然而，在如上所述的灯丝保持结构中，存在比支撑件45的卡合部47的两端向轴向 外侧突出的灯丝40的被卡合部41的两端发光发热而产生电力的浪费的问题。而且，例如， 在将发光区域彼此不同的多根白炽灯用作热辊方式的定影装置的热源的情况下，存在着难 以进行对白炽灯的点亮控制以使加热辊的表面温度达到预期的温度分布状态的问题。
[0012] 对于这样的问题，在专利文献1中，记载有在支撑件中的线圈状的卡合部的内部 插入短路用的金属芯棒而进行配置的结构。
[0013] 然而，该金属芯棒需要由某种高熔点金属材料构成，并且需要一定程度的粗度，因 此被卡合部的重量增大而对支撑件的负荷变大。其结果是，存在支撑件容易变形或破损而 无法实现支撑件原本的功能的问题。而且，在成本方面，也存在着无法有效益地制造预期的 白炽灯的问题。
[0014] 本发明基于以上的情况而完成，目的在于提供一种具有新的灯丝保持结构的白炽 灯，能够防止产生灯丝的变形和破损，并且抑制灯丝的非发光区域中的发光。
[0015] 本发明的白炽灯，构成为具有发光区域和非发光区域的灯丝在发光管内由支撑件 支撑而配置，所述白炽灯的特征在于，在所述灯丝的非发光区域的一部分形成有线圈状的 被卡合部，所述支撑件具有：环状的保持部，与所述发光管的内表面抵接并保持所述灯丝以 使所述灯丝位于所述发光管的管轴上；以及线圈状的卡合部，与所述灯丝的被卡合部卡合， 该卡合部以覆盖所述灯丝中的被卡合部的整个外周范围的状态设置。
[0016] 优选的是，在本发明的白炽灯中，所述支撑件中的卡合部的两端位于比所述灯丝 中的被卡合部的两端靠近轴向外侧的位置。
[0017] 根据本发明的白炽灯,基本上，支撑件仅由线径小的线材构成，因此不会大幅地增 大支撑件的重量，从而抑制因灯丝的自重和支撑件的自重而使支撑件变形或者破损，因此 能够切实地避免发生灯丝的变形或破损。而且，在非发光区域中，支撑件中的卡合部以覆 盖灯丝的被卡合部的整个外周范围的状态配置，从而使灯丝中的被卡合部的电阻大幅地减 小，因此能够抑制非发光区域中的被卡合部发光发热的情况，能够实现消耗电力的降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是概要地示出具备本发明的白炽灯的灯装置的一例中的结构的说明图。
[0019] 图2是概要地示出图1所示的白炽灯中的灯丝保持结构的一例的说明图。
[0020] 图3是示出在实验例1中制作的本发明所涉及的白炽灯的热量分布的图。
[0021] 图4是示出在比较实验例1中制作的比较用的白炽灯的热量分布的图。
[0022] 图5是概要地示出现有的白炽灯中的灯丝的保持结构的一例的说明图。
【具体实施方式】
[0023] 以下，对于本发明的白炽灯涉及的实施方式，列举应用于作为热辊方式的定影装 置的热源而使用的灯装置的情况为例进行说明。
[0024] 图1是概要地示出具备本发明的白炽灯的灯装置的一例中的结构的说明图。
[0025] 该灯装置具有灯丝的发光区域在彼此不同的位置形成的两个白炽灯10a、10b。
[0026] 第一白炽灯10a具有例如由石英玻璃构成且在两端形成有密封部12的直管状的 发光管11。在发光管11的内部，灯丝20a以其中心轴位于发光管11的管轴上的方式配置。 灯丝20a的两端部经由气密地埋设于发光管11的密封部12中的金属箔15而与从密封部 12向轴向外侧突出延伸的外部引线16电连接。而且，在发光管11的内部封入有例如惰性 气体。
[0027] 灯丝20a例如通过由钨构成的一根线材（以下，也称为"灯丝线材"。）形成，其具 有位于轴向中央部的发光区域21和与该发光区域21的两端各自连续的非发光区域25。发 光区域21由线材呈线圈状紧密地卷绕而成的密绕部22形成，非发光区域25实质上由保持 线材本身的形态的线材部27形成。另外，线材部27包括灯丝线材例如呈螺旋状地延伸的 状态。
[0028] 在线材20a上，在轴向彼此分离的位置安装有金属制的支撑件30a、30b，由此，灯 丝20a被发光管11的内表面11a间接地保持。如图2所示，在灯丝20a的非发光区域25 中，局部地形成有灯丝线材呈线圈状地紧密卷绕而成的被卡合部26,在该被卡合部26安装 有支撑件30a。
[0029] 支撑件30a、30b是将例如由钨构成的一根线材（以下，也称为"支撑件线材"。）卷 绕在灯丝20a、20b中的密绕部22和被卡合部26的外周而形成的。
[0030] 支撑件30a、30b具有：环状的保持部31，其与发光管11的内表面抵接并保持灯丝 20a、20b以使灯丝20a、20b位于发光管的管轴上；以及线圈状的卡合部32,其与灯丝20a的 被卡合部26卡合。在此，支撑件30a中的卡合部32的间距的大小ps例如与灯丝20a中的 被卡合部26的间距的大小pf相同，但是在灯丝20a中的被卡合部26与线材部27的边界 区域中，形成为与支撑件线材的线径相等大小的间距。
[0031] 如上所述，第二白炽灯10b除了使发光区域在与第一白炽灯10a不同的位置形成 之外，具有与第一白炽灯l〇a相同的结构。为了便于说明，对与第一白炽灯10a相同的结构 部件标以相同的标号。
[0032] 第二白炽灯10b中的灯丝20b通过例如由钨构成的一根线材而形成，其具有位于 轴向中央部的非发光区域25和与该非发光区域25的两端各自连续的发光区域21。
[0033] 在该灯装置中，第一白炽灯10a和第二白炽灯10b彼此使发光区域21与非发光区 域25相对而配置。并且，例如根据记录纸和0ΗΡ片材等记录材料的大小不同，使第一白炽 灯l〇a单独点亮，或者使第一白炽灯10a和第二白炽灯10b共同点亮。
[0034] 而且，在上述的第一白炽灯10a和第二白炽灯10b的情况下，在白炽灯20a、20b的 非发光区域25中，支撑件30a以卡合部32覆盖灯丝20a、20b的被卡合部26的整个外周范 围的状态设置。即，如图2所示，线圈状的卡合部32以遍及从位于灯丝20a(20b)中的被卡 合部26的轴向一端侧外侧的线材部33a到位于被卡合部26的轴向另一端侧外侧的线材部 33b的区域的方式进行卷绕，成为支撑件30a中的卡合部32的轴向尺寸Ls比灯丝20a (20b) 中的被卡合部26的轴向尺寸Lf大的状态。并且，构成支撑件30a中的卡合部32的各卷线 部在构成灯丝20a (20b)中的被卡合部26的各卷线部之间进入到径向内侧，由此，构成支撑 件30a中的卡合部32的各卷线部与构成灯丝20a (20b)中的被卡合部26的各卷线部卡合。
[0035] 而且，位于支撑件30a中的卡合部32的两端的卷线部33a、33b分别以进入相邻的 卷线部的径向内侧的方式缩径而卷绕。由此，成为灯丝20a(20b)中的卡合部26被支撑件 30a中的卡合部32的两端的卷线部33a、33b在轴向上夹持的状态，形成防止支撑件30a从 灯丝20a(20b)脱落的结构。
[0036] 在灯丝20a (20b)的发光区域21中，支撑件30b的卡合部32卷绕在灯丝20a (20b) 的密绕部22的外周而进行安装。在此，安装在灯丝20a (20b)的发光区域21的支撑件30b 中的卡合部32形成为比安装于非发光区域25的支撑件30a中的卡合部32的轴向尺寸（长 度）Lsa小的大小Lsb。
[0037] 以上，支撑件30a、30b以如下方式安装于灯丝20a(20b)。即，在灯丝20a(20b)的 非发光区域25中，首先，在灯丝20a (20b)中的被卡合部26的内部存在芯棒的状态下，将支 撑件线材以预定大小的卷线直径dl和预定的间距卷绕在从位于被卡合部26的一端侧外侧 的线材部27的适当的位置到被卡合部26与线材部27的边界位置的区域。接下来，改变卷 线直径的大小，将该支撑件线材以卷线直径d2和预定的间距ps卷绕在被卡合部26的外周 而形成线圈状的卡合部32。接着，改变卷线直径的大小，将该支撑件线材以预定大小的卷线 直径dl和预定的间距卷绕在位于被卡合部26的另一端侧的线材部27的周围。然后，改变 卷线直径的大小，将支撑件线材以与发光管的内径对应的大小的卷线直径卷绕而形成环状 的保持部31，由此，能够形成卡合部32与灯丝20a (20b)的被卡合部26卡合的支撑件30a。
[0038] 另一方面，在灯丝20a(20b)的发光区域21中，将支撑件线材以预定的间距卷绕在 灯丝20a(20b)中的密绕部的外周而形成线圈状的被卡合部32后，将该支撑件线材以与发 光管的内径对应的大小的卷线直径卷绕而形成环状的保持部31，由此，能够形成卡合部32 与灯丝20a (20b)的密绕部22卡合的支撑件30b。
[0039] 根据上述结构的白炽灯10a、10b，支撑件30a、30b仅由线径小的线材构成，因此不 会大幅地增大支撑件30a、30b的重量，因此能够抑制因灯丝20a、20b的自重和支撑件30a、 30b的自重而使支撑件30a、30b变形或者破损。因此，能够切实地避免发生灯丝20a、20b的 变形或破损，并且能够切实地以适当的姿势保持灯丝20a、20b。
[0040] 而且，在非发光区域中，支撑件30a中的卡合部32以覆盖灯丝20a、20b中的被卡 合部26的整个外周范围的状态配置，从而能够抑制被卡合部26发光发热的情况。具体来 说，支撑件30a中的卡合部32的两端的卷线部33a、33b形成为与灯丝20a、20b中的被卡合 部26的两端的卷线部卡合的结构，因此通过适当设定支撑件30a中的卡合部32的阻数和 间距，能够实现使被卡合部26短路的状态，或者能够实现使导电的剖面积（沿着灯丝的中 心轴C的剖面中的灯丝线材的剖面积与支撑件线材的剖面积的总面积）增加的状态。由此， 灯丝20a、20b的被卡合部26中的电阻大幅地减小，因此在非发光区域中，能够抑制被卡合 部26发光发热的情况，从而能够实现消耗电力的降低。
[0041] 根据具备这种结构的白炽灯10a、10b而成的灯装置，抑制了各白炽灯10a、10b的 非发光区域25中无用的发热，因此作为灯装置整体能够实现消耗电力的降低。而且，能够 将非发光区域25的热量减少至能够充分无视的程度，因此能够容易地进行将多个白炽灯 10a、10b同时点亮的情况下的点亮控制。
[0042] 以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，能够加 以各种变更。
[0043] 例如，支撑件中的线圈状的卡合部的间距、匝数和其他具体的结构能够适当变更。 而且，灯丝中的被卡合部可以是紧密卷绕的线圈状，也可以是疏松卷绕的线圈状。
[0044] 而且，本发明的白炽灯不仅可以用作热辊方式的定影装置的热源，例如也可以用 作在半导体制造工序中用于对被处理物（例如半导体晶片等）进行的成膜、扩散、退火等的 加热处理的热处理装置的热源。
[0045] 而且，本发明的白炽灯不仅可以用作热辊方式的定影装置的热源，例如也可以用 作在半导体制造工序中用于对被处理物（例如半导体晶片等）进行的成膜、扩散、退火等的 加热处理的热处理装置的热源。
[0046] 以下，对为了确认本发明的效果而进行的实验例进行说明。
[0047] 〈实验例〉
[0048] 参照图1所示的第二白炽灯的结构和图2,制作本发明涉及的白炽灯。该白炽灯的 具体的规格如下所述。
[0049] 〔发光管（11)〕
[0050] 材质：石英玻璃，全长372mm，内径φ4ιτιιη，壁厚1. 〇mm
[0051] 〔灯丝（20b)〕
[0052] 材质：线材直径为φ〇.247mm的鹤丝
[0053] 发光区域（21)的长度：69mm，密绕部（22)的线圈直径（外径）：1.29mm(内径 (p0.8mm )，间距：〇· 33mm
[0054] 非发光区域（25)的长度：185mm，各个被卡合部（26)的线圈直径：1. 29mm(内径 (()0.8mm )，各个被卡合部的间距：〇· 33mm，阻数：5· 9,长度（Lf) :2. 0mm，被卡合部的数量： 4个（每等间隔）
[0055] 〔支撑件〕
[0056] 材质：线材直径为(()0.257mm的钨丝
[0057] <发光区域用（30b) >
[0058] 卡合部（32)的线圈直径：1. 66mm(内径(ρ1·丨4mm )，间距：〇· 37mm,阻数：2,长度 (Ls) ：1. 1mm
[0059] 保持部（31)的卷线直径：4mm(内径(p3.48mm )，匝数：2
[0060] 安装于灯丝的发光区域的数量：6个（每等间隔）
[0061] <非发光区域用（30a) >
[0062] 卡合部（32)的线圈直径：1. 66mm(内径φ?. 1.4mm )，间距（ps) :0· 37mm,阻数：8, 长度（Ls) :2. 18mm
[0063] 卡合部的一端部中的卷线部（33a)的卷线直径（dl) :
[0064] 卡合部的另一端部中的卷线部（33b)的卷线直径（dl) : φ? ·47π?γπ
[0065] 保持部（31)的卷线直径：4mm(内径(p3_48mm )，匝数：2
[0066] 将该白炽灯在输入功率525W、电压100V的点亮条件下点亮，测定了相对于灯丝的 中心轴分离14mm的位置的管轴方向的热量分布。将该结果在图3中示出。图3中的纵轴 为以管轴方向上的发热量的最大值为100%时的相对值（％)。
[0067] 〈比较实验例1 >
[0068] 制作比较用的白炽灯，在实验例1中制作的白炽灯中，作为支撑件采用以下结构 的支撑件，按照图5所示的结构，形成灯丝支撑结构，此外具有与实施例1涉及的白炽灯相 同的结构。
[0069] 〔支撑件（45)〕
[0070] 在非发光区域中，卡合部（47)通过如下方式形成：将线材直径φ〇.257mm的钨 丝以线圈直径φ?.214mm (内径φ().7mm)、间距〇.37mm在灯丝（40)的被卡合部（41) 的外周向与灯丝的被卡合部相同的方向卷绕而形成一次线圈部（48)后，进而，以线圈直径 1.67mm(内径 (pl.41mm )在一次线圈部的外周向相反方向卷绕两周（参照图5)。卡合部 的长度（Ls)为1. lmm(在灯丝的被卡合部的两端与外端分别相距5. 9mm的区域中不存在支 撑件的状态）。
[0071] 将该白炽灯在输入功率525W、电压100V的点亮条件下点亮，测定了相对于灯丝的 中心轴分离14mm的位置的管轴方向的热量分布。将该结果在图4中示出。
[0072] 根据以上结果，确认了如下内容：根据本发明涉及的白炽灯，能够将与非发光区域 相当的区域的热量减小到能够无视的程度，能够抑制非发光区域发光发热。因此，在使用该 白炽灯构成例如定影装置用的灯装置的情况下，期待实现消耗电力的减少。
【权利要求】
1. 一种白炽灯，构成为具有发光区域和非发光区域的灯丝在发光管内由支撑件支撑而 配置，所述白炽灯的特征在于， 在所述灯丝的非发光区域的一部分形成有线圈状的被卡合部， 所述支撑件具有：环状的保持部，与所述发光管的内表面抵接并保持所述灯丝以使所 述灯丝位于所述发光管的管轴上；以及线圈状的卡合部，与所述灯丝的被卡合部卡合，该卡 合部以覆盖所述灯丝中的被卡合部的整个外周范围的状态设置。
2. 根据权利要求1所述的白炽灯，其特征在于， 所述支撑件中的卡合部的两端位于比所述灯丝中的被卡合部的两端靠近轴向外侧的 位置。
【文档编号】H01K1/18GK104217920SQ201410228288
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2013年5月29日
【发明者】八木健太郎, 生岛和之 申请人:优志旺电机株式会社