白熾燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種白熾燈，具有新的燈絲保持結(jié)構(gòu)，能夠防止產(chǎn)生燈絲的變形和破損，并且抑制燈絲的非發(fā)光區(qū)域中的發(fā)光。該白熾燈構(gòu)成為具有發(fā)光區(qū)域和非發(fā)光區(qū)域的燈絲在發(fā)光管內(nèi)由支撐件支撐而配置，支撐件具有：環(huán)狀的保持部，與發(fā)光管的內(nèi)表面抵接并保持燈絲以使燈絲位于發(fā)光管的管軸上；以及線圈狀的卡合部，與形成于燈絲的非發(fā)光區(qū)域中的線圈狀的被卡合部卡合，卡合部以覆蓋燈絲中的被卡合部的整個外周范圍的狀態(tài)設(shè)置。
【專利說明】白熾燈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種白熾燈，例如用作在利用了電子照片方式的圖像形成裝置中搭載 的熱輥方式的定影裝置的熱源、或者用作半導(dǎo)體制造工序中的光照射式加熱處理裝置的熱 源。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，將白熾燈例如用作在利用了電子照片方式的圖像形成裝置中搭載的熱輥方 式的定影裝置的熱源、或者用作半導(dǎo)體制造工序中的光照射式加熱處理裝置的熱源。例如， 在專利文獻(xiàn)1中，公開了作為熱輥方式的定影裝置中的熱源而使用的加熱燈裝置。
[0003] 在白熾燈中，通常，為了防止線圈狀的燈絲的撓曲和下垂，在大致全長范圍局部地 設(shè)置有支撐燈絲的支撐件。
[0004] 圖5是概要地示出現(xiàn)有的白熾燈中的燈絲的保持結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。圖5(a)是 從與燈絲的中心軸C垂直的方向觀察的俯視圖，圖5(b)是沿著燈絲的中心軸C的剖視圖。
[0005] 燈絲40具有：發(fā)光區(qū)域（發(fā)光部），例如由線材呈線圈狀地緊密卷繞而成的密繞 部構(gòu)成；以及非發(fā)光區(qū)域（非發(fā)光部），例如由大致直線狀的或者將線材疏松地卷繞而成的 線圈狀的線材部42構(gòu)成。在非發(fā)光區(qū)域形成有線材緊密地卷繞而成的線圈狀的被卡合部 41。并且，燈絲40經(jīng)由支撐件45而被發(fā)光管的內(nèi)表面1 la間接地保持，所述支撐件45在 燈絲40的發(fā)光區(qū)域的適當(dāng)?shù)牟课缓头前l(fā)光區(qū)域中的被卡合部41的外周設(shè)置。
[0006] 支撐件45具有：線圈狀的卡合部47,與燈絲40的發(fā)光區(qū)域和非發(fā)光區(qū)域中的被 卡合部41卡合；以及環(huán)狀的保持部46,與白熾燈的發(fā)光管的內(nèi)表面1 la抵接。
[0007] 在這種燈絲保持結(jié)構(gòu)的情況下，例如為了防止支撐件45旋轉(zhuǎn)而相對于燈絲40脫 出，將燈絲40的非發(fā)光區(qū)域中的被卡合部41的軸向尺寸（長度）Lf形成為比支撐件45的 卡合部47的軸向尺寸Ls大的狀態(tài)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2002-258646號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 然而，在如上所述的燈絲保持結(jié)構(gòu)中，存在比支撐件45的卡合部47的兩端向軸向 外側(cè)突出的燈絲40的被卡合部41的兩端發(fā)光發(fā)熱而產(chǎn)生電力的浪費(fèi)的問題。而且，例如， 在將發(fā)光區(qū)域彼此不同的多根白熾燈用作熱輥方式的定影裝置的熱源的情況下，存在著難 以進(jìn)行對白熾燈的點(diǎn)亮控制以使加熱輥的表面溫度達(dá)到預(yù)期的溫度分布狀態(tài)的問題。
[0012] 對于這樣的問題，在專利文獻(xiàn)1中，記載有在支撐件中的線圈狀的卡合部的內(nèi)部 插入短路用的金屬芯棒而進(jìn)行配置的結(jié)構(gòu)。
[0013] 然而，該金屬芯棒需要由某種高熔點(diǎn)金屬材料構(gòu)成，并且需要一定程度的粗度，因 此被卡合部的重量增大而對支撐件的負(fù)荷變大。其結(jié)果是，存在支撐件容易變形或破損而 無法實(shí)現(xiàn)支撐件原本的功能的問題。而且，在成本方面，也存在著無法有效益地制造預(yù)期的 白熾燈的問題。
[0014] 本發(fā)明基于以上的情況而完成，目的在于提供一種具有新的燈絲保持結(jié)構(gòu)的白熾 燈，能夠防止產(chǎn)生燈絲的變形和破損，并且抑制燈絲的非發(fā)光區(qū)域中的發(fā)光。
[0015] 本發(fā)明的白熾燈，構(gòu)成為具有發(fā)光區(qū)域和非發(fā)光區(qū)域的燈絲在發(fā)光管內(nèi)由支撐件 支撐而配置，所述白熾燈的特征在于，在所述燈絲的非發(fā)光區(qū)域的一部分形成有線圈狀的 被卡合部，所述支撐件具有：環(huán)狀的保持部，與所述發(fā)光管的內(nèi)表面抵接并保持所述燈絲以 使所述燈絲位于所述發(fā)光管的管軸上；以及線圈狀的卡合部，與所述燈絲的被卡合部卡合， 該卡合部以覆蓋所述燈絲中的被卡合部的整個外周范圍的狀態(tài)設(shè)置。
[0016] 優(yōu)選的是，在本發(fā)明的白熾燈中，所述支撐件中的卡合部的兩端位于比所述燈絲 中的被卡合部的兩端靠近軸向外側(cè)的位置。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的白熾燈,基本上，支撐件僅由線徑小的線材構(gòu)成，因此不會大幅地增 大支撐件的重量，從而抑制因燈絲的自重和支撐件的自重而使支撐件變形或者破損，因此 能夠切實(shí)地避免發(fā)生燈絲的變形或破損。而且，在非發(fā)光區(qū)域中，支撐件中的卡合部以覆 蓋燈絲的被卡合部的整個外周范圍的狀態(tài)配置，從而使燈絲中的被卡合部的電阻大幅地減 小，因此能夠抑制非發(fā)光區(qū)域中的被卡合部發(fā)光發(fā)熱的情況，能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是概要地示出具備本發(fā)明的白熾燈的燈裝置的一例中的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0019] 圖2是概要地示出圖1所示的白熾燈中的燈絲保持結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。
[0020] 圖3是示出在實(shí)驗(yàn)例1中制作的本發(fā)明所涉及的白熾燈的熱量分布的圖。
[0021] 圖4是示出在比較實(shí)驗(yàn)例1中制作的比較用的白熾燈的熱量分布的圖。
[0022] 圖5是概要地示出現(xiàn)有的白熾燈中的燈絲的保持結(jié)構(gòu)的一例的說明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下，對于本發(fā)明的白熾燈涉及的實(shí)施方式，列舉應(yīng)用于作為熱輥方式的定影裝 置的熱源而使用的燈裝置的情況為例進(jìn)行說明。
[0024] 圖1是概要地示出具備本發(fā)明的白熾燈的燈裝置的一例中的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0025] 該燈裝置具有燈絲的發(fā)光區(qū)域在彼此不同的位置形成的兩個白熾燈10a、10b。
[0026] 第一白熾燈10a具有例如由石英玻璃構(gòu)成且在兩端形成有密封部12的直管狀的 發(fā)光管11。在發(fā)光管11的內(nèi)部，燈絲20a以其中心軸位于發(fā)光管11的管軸上的方式配置。 燈絲20a的兩端部經(jīng)由氣密地埋設(shè)于發(fā)光管11的密封部12中的金屬箔15而與從密封部 12向軸向外側(cè)突出延伸的外部引線16電連接。而且，在發(fā)光管11的內(nèi)部封入有例如惰性 氣體。
[0027] 燈絲20a例如通過由鎢構(gòu)成的一根線材（以下，也稱為"燈絲線材"。）形成，其具 有位于軸向中央部的發(fā)光區(qū)域21和與該發(fā)光區(qū)域21的兩端各自連續(xù)的非發(fā)光區(qū)域25。發(fā) 光區(qū)域21由線材呈線圈狀緊密地卷繞而成的密繞部22形成，非發(fā)光區(qū)域25實(shí)質(zhì)上由保持 線材本身的形態(tài)的線材部27形成。另外，線材部27包括燈絲線材例如呈螺旋狀地延伸的 狀態(tài)。
[0028] 在線材20a上，在軸向彼此分離的位置安裝有金屬制的支撐件30a、30b，由此，燈 絲20a被發(fā)光管11的內(nèi)表面11a間接地保持。如圖2所示，在燈絲20a的非發(fā)光區(qū)域25 中，局部地形成有燈絲線材呈線圈狀地緊密卷繞而成的被卡合部26,在該被卡合部26安裝 有支撐件30a。
[0029] 支撐件30a、30b是將例如由鎢構(gòu)成的一根線材（以下，也稱為"支撐件線材"。）卷 繞在燈絲20a、20b中的密繞部22和被卡合部26的外周而形成的。
[0030] 支撐件30a、30b具有：環(huán)狀的保持部31，其與發(fā)光管11的內(nèi)表面抵接并保持燈絲 20a、20b以使燈絲20a、20b位于發(fā)光管的管軸上；以及線圈狀的卡合部32,其與燈絲20a的 被卡合部26卡合。在此，支撐件30a中的卡合部32的間距的大小ps例如與燈絲20a中的 被卡合部26的間距的大小pf相同，但是在燈絲20a中的被卡合部26與線材部27的邊界 區(qū)域中，形成為與支撐件線材的線徑相等大小的間距。
[0031] 如上所述，第二白熾燈10b除了使發(fā)光區(qū)域在與第一白熾燈10a不同的位置形成 之外，具有與第一白熾燈l〇a相同的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，對與第一白熾燈10a相同的結(jié)構(gòu) 部件標(biāo)以相同的標(biāo)號。
[0032] 第二白熾燈10b中的燈絲20b通過例如由鎢構(gòu)成的一根線材而形成，其具有位于 軸向中央部的非發(fā)光區(qū)域25和與該非發(fā)光區(qū)域25的兩端各自連續(xù)的發(fā)光區(qū)域21。
[0033] 在該燈裝置中，第一白熾燈10a和第二白熾燈10b彼此使發(fā)光區(qū)域21與非發(fā)光區(qū) 域25相對而配置。并且，例如根據(jù)記錄紙和0ΗΡ片材等記錄材料的大小不同，使第一白熾 燈l〇a單獨(dú)點(diǎn)亮，或者使第一白熾燈10a和第二白熾燈10b共同點(diǎn)亮。
[0034] 而且，在上述的第一白熾燈10a和第二白熾燈10b的情況下，在白熾燈20a、20b的 非發(fā)光區(qū)域25中，支撐件30a以卡合部32覆蓋燈絲20a、20b的被卡合部26的整個外周范 圍的狀態(tài)設(shè)置。即，如圖2所示，線圈狀的卡合部32以遍及從位于燈絲20a(20b)中的被卡 合部26的軸向一端側(cè)外側(cè)的線材部33a到位于被卡合部26的軸向另一端側(cè)外側(cè)的線材部 33b的區(qū)域的方式進(jìn)行卷繞，成為支撐件30a中的卡合部32的軸向尺寸Ls比燈絲20a (20b) 中的被卡合部26的軸向尺寸Lf大的狀態(tài)。并且，構(gòu)成支撐件30a中的卡合部32的各卷線 部在構(gòu)成燈絲20a (20b)中的被卡合部26的各卷線部之間進(jìn)入到徑向內(nèi)側(cè)，由此，構(gòu)成支撐 件30a中的卡合部32的各卷線部與構(gòu)成燈絲20a (20b)中的被卡合部26的各卷線部卡合。
[0035] 而且，位于支撐件30a中的卡合部32的兩端的卷線部33a、33b分別以進(jìn)入相鄰的 卷線部的徑向內(nèi)側(cè)的方式縮徑而卷繞。由此，成為燈絲20a(20b)中的卡合部26被支撐件 30a中的卡合部32的兩端的卷線部33a、33b在軸向上夾持的狀態(tài)，形成防止支撐件30a從 燈絲20a(20b)脫落的結(jié)構(gòu)。
[0036] 在燈絲20a (20b)的發(fā)光區(qū)域21中，支撐件30b的卡合部32卷繞在燈絲20a (20b) 的密繞部22的外周而進(jìn)行安裝。在此，安裝在燈絲20a (20b)的發(fā)光區(qū)域21的支撐件30b 中的卡合部32形成為比安裝于非發(fā)光區(qū)域25的支撐件30a中的卡合部32的軸向尺寸（長 度）Lsa小的大小Lsb。
[0037] 以上，支撐件30a、30b以如下方式安裝于燈絲20a(20b)。即，在燈絲20a(20b)的 非發(fā)光區(qū)域25中，首先，在燈絲20a (20b)中的被卡合部26的內(nèi)部存在芯棒的狀態(tài)下，將支 撐件線材以預(yù)定大小的卷線直徑dl和預(yù)定的間距卷繞在從位于被卡合部26的一端側(cè)外側(cè) 的線材部27的適當(dāng)?shù)奈恢玫奖豢ê喜?6與線材部27的邊界位置的區(qū)域。接下來，改變卷 線直徑的大小，將該支撐件線材以卷線直徑d2和預(yù)定的間距ps卷繞在被卡合部26的外周 而形成線圈狀的卡合部32。接著，改變卷線直徑的大小，將該支撐件線材以預(yù)定大小的卷線 直徑dl和預(yù)定的間距卷繞在位于被卡合部26的另一端側(cè)的線材部27的周圍。然后，改變 卷線直徑的大小，將支撐件線材以與發(fā)光管的內(nèi)徑對應(yīng)的大小的卷線直徑卷繞而形成環(huán)狀 的保持部31，由此，能夠形成卡合部32與燈絲20a (20b)的被卡合部26卡合的支撐件30a。
[0038] 另一方面，在燈絲20a(20b)的發(fā)光區(qū)域21中，將支撐件線材以預(yù)定的間距卷繞在 燈絲20a(20b)中的密繞部的外周而形成線圈狀的被卡合部32后，將該支撐件線材以與發(fā) 光管的內(nèi)徑對應(yīng)的大小的卷線直徑卷繞而形成環(huán)狀的保持部31，由此，能夠形成卡合部32 與燈絲20a (20b)的密繞部22卡合的支撐件30b。
[0039] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的白熾燈10a、10b，支撐件30a、30b僅由線徑小的線材構(gòu)成，因此不 會大幅地增大支撐件30a、30b的重量，因此能夠抑制因燈絲20a、20b的自重和支撐件30a、 30b的自重而使支撐件30a、30b變形或者破損。因此，能夠切實(shí)地避免發(fā)生燈絲20a、20b的 變形或破損，并且能夠切實(shí)地以適當(dāng)?shù)淖藙荼３譄艚z20a、20b。
[0040] 而且，在非發(fā)光區(qū)域中，支撐件30a中的卡合部32以覆蓋燈絲20a、20b中的被卡 合部26的整個外周范圍的狀態(tài)配置，從而能夠抑制被卡合部26發(fā)光發(fā)熱的情況。具體來 說，支撐件30a中的卡合部32的兩端的卷線部33a、33b形成為與燈絲20a、20b中的被卡合 部26的兩端的卷線部卡合的結(jié)構(gòu)，因此通過適當(dāng)設(shè)定支撐件30a中的卡合部32的阻數(shù)和 間距，能夠?qū)崿F(xiàn)使被卡合部26短路的狀態(tài)，或者能夠?qū)崿F(xiàn)使導(dǎo)電的剖面積（沿著燈絲的中 心軸C的剖面中的燈絲線材的剖面積與支撐件線材的剖面積的總面積）增加的狀態(tài)。由此， 燈絲20a、20b的被卡合部26中的電阻大幅地減小，因此在非發(fā)光區(qū)域中，能夠抑制被卡合 部26發(fā)光發(fā)熱的情況，從而能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的降低。
[0041] 根據(jù)具備這種結(jié)構(gòu)的白熾燈10a、10b而成的燈裝置，抑制了各白熾燈10a、10b的 非發(fā)光區(qū)域25中無用的發(fā)熱，因此作為燈裝置整體能夠?qū)崿F(xiàn)消耗電力的降低。而且，能夠 將非發(fā)光區(qū)域25的熱量減少至能夠充分無視的程度，因此能夠容易地進(jìn)行將多個白熾燈 10a、10b同時點(diǎn)亮的情況下的點(diǎn)亮控制。
[0042] 以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能夠加 以各種變更。
[0043] 例如，支撐件中的線圈狀的卡合部的間距、匝數(shù)和其他具體的結(jié)構(gòu)能夠適當(dāng)變更。 而且，燈絲中的被卡合部可以是緊密卷繞的線圈狀，也可以是疏松卷繞的線圈狀。
[0044] 而且，本發(fā)明的白熾燈不僅可以用作熱輥方式的定影裝置的熱源，例如也可以用 作在半導(dǎo)體制造工序中用于對被處理物（例如半導(dǎo)體晶片等）進(jìn)行的成膜、擴(kuò)散、退火等的 加熱處理的熱處理裝置的熱源。
[0045] 而且，本發(fā)明的白熾燈不僅可以用作熱輥方式的定影裝置的熱源，例如也可以用 作在半導(dǎo)體制造工序中用于對被處理物（例如半導(dǎo)體晶片等）進(jìn)行的成膜、擴(kuò)散、退火等的 加熱處理的熱處理裝置的熱源。
[0046] 以下，對為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說明。
[0047] 〈實(shí)驗(yàn)例〉
[0048] 參照圖1所示的第二白熾燈的結(jié)構(gòu)和圖2,制作本發(fā)明涉及的白熾燈。該白熾燈的 具體的規(guī)格如下所述。
[0049] 〔發(fā)光管（11)〕
[0050] 材質(zhì)：石英玻璃，全長372mm，內(nèi)徑φ4ιτιιη，壁厚1. 〇mm
[0051] 〔燈絲（20b)〕
[0052] 材質(zhì)：線材直徑為φ〇.247mm的鶴絲
[0053] 發(fā)光區(qū)域（21)的長度：69mm，密繞部（22)的線圈直徑（外徑）：1.29mm(內(nèi)徑 (p0.8mm )，間距：〇· 33mm
[0054] 非發(fā)光區(qū)域（25)的長度：185mm，各個被卡合部（26)的線圈直徑：1. 29mm(內(nèi)徑 (()0.8mm )，各個被卡合部的間距：〇· 33mm，阻數(shù)：5· 9,長度（Lf) :2. 0mm，被卡合部的數(shù)量： 4個（每等間隔）
[0055] 〔支撐件〕
[0056] 材質(zhì)：線材直徑為(()0.257mm的鎢絲
[0057] <發(fā)光區(qū)域用（30b) >
[0058] 卡合部（32)的線圈直徑：1. 66mm(內(nèi)徑(ρ1·丨4mm )，間距：〇· 37mm,阻數(shù)：2,長度 (Ls) ：1. 1mm
[0059] 保持部（31)的卷線直徑：4mm(內(nèi)徑(p3.48mm )，匝數(shù)：2
[0060] 安裝于燈絲的發(fā)光區(qū)域的數(shù)量：6個（每等間隔）
[0061] <非發(fā)光區(qū)域用（30a) >
[0062] 卡合部（32)的線圈直徑：1. 66mm(內(nèi)徑φ?. 1.4mm )，間距（ps) :0· 37mm,阻數(shù)：8, 長度（Ls) :2. 18mm
[0063] 卡合部的一端部中的卷線部（33a)的卷線直徑（dl) :
[0064] 卡合部的另一端部中的卷線部（33b)的卷線直徑（dl) : φ? ·47π?γπ
[0065] 保持部（31)的卷線直徑：4mm(內(nèi)徑(p3_48mm )，匝數(shù)：2
[0066] 將該白熾燈在輸入功率525W、電壓100V的點(diǎn)亮條件下點(diǎn)亮，測定了相對于燈絲的 中心軸分離14mm的位置的管軸方向的熱量分布。將該結(jié)果在圖3中示出。圖3中的縱軸 為以管軸方向上的發(fā)熱量的最大值為100%時的相對值（％)。
[0067] 〈比較實(shí)驗(yàn)例1 >
[0068] 制作比較用的白熾燈，在實(shí)驗(yàn)例1中制作的白熾燈中，作為支撐件采用以下結(jié)構(gòu) 的支撐件，按照圖5所示的結(jié)構(gòu)，形成燈絲支撐結(jié)構(gòu)，此外具有與實(shí)施例1涉及的白熾燈相 同的結(jié)構(gòu)。
[0069] 〔支撐件（45)〕
[0070] 在非發(fā)光區(qū)域中，卡合部（47)通過如下方式形成：將線材直徑φ〇.257mm的鎢 絲以線圈直徑φ?.214mm (內(nèi)徑φ().7mm)、間距〇.37mm在燈絲（40)的被卡合部（41) 的外周向與燈絲的被卡合部相同的方向卷繞而形成一次線圈部（48)后，進(jìn)而，以線圈直徑 1.67mm(內(nèi)徑 (pl.41mm )在一次線圈部的外周向相反方向卷繞兩周（參照圖5)?？ê喜?的長度（Ls)為1. lmm(在燈絲的被卡合部的兩端與外端分別相距5. 9mm的區(qū)域中不存在支 撐件的狀態(tài)）。
[0071] 將該白熾燈在輸入功率525W、電壓100V的點(diǎn)亮條件下點(diǎn)亮，測定了相對于燈絲的 中心軸分離14mm的位置的管軸方向的熱量分布。將該結(jié)果在圖4中示出。
[0072] 根據(jù)以上結(jié)果，確認(rèn)了如下內(nèi)容：根據(jù)本發(fā)明涉及的白熾燈，能夠?qū)⑴c非發(fā)光區(qū)域 相當(dāng)?shù)膮^(qū)域的熱量減小到能夠無視的程度，能夠抑制非發(fā)光區(qū)域發(fā)光發(fā)熱。因此，在使用該 白熾燈構(gòu)成例如定影裝置用的燈裝置的情況下，期待實(shí)現(xiàn)消耗電力的減少。
【權(quán)利要求】
1. 一種白熾燈，構(gòu)成為具有發(fā)光區(qū)域和非發(fā)光區(qū)域的燈絲在發(fā)光管內(nèi)由支撐件支撐而 配置，所述白熾燈的特征在于， 在所述燈絲的非發(fā)光區(qū)域的一部分形成有線圈狀的被卡合部， 所述支撐件具有：環(huán)狀的保持部，與所述發(fā)光管的內(nèi)表面抵接并保持所述燈絲以使所 述燈絲位于所述發(fā)光管的管軸上；以及線圈狀的卡合部，與所述燈絲的被卡合部卡合，該卡 合部以覆蓋所述燈絲中的被卡合部的整個外周范圍的狀態(tài)設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的白熾燈，其特征在于， 所述支撐件中的卡合部的兩端位于比所述燈絲中的被卡合部的兩端靠近軸向外側(cè)的 位置。
【文檔編號】H01K1/18GK104217920SQ201410228288
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月29日
【發(fā)明者】八木健太郎, 生島和之 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會社