DE3406290C2 - - Google Patents
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- DE3406290C2 DE3406290C2 DE3406290A DE3406290A DE3406290C2 DE 3406290 C2 DE3406290 C2 DE 3406290C2 DE 3406290 A DE3406290 A DE 3406290A DE 3406290 A DE3406290 A DE 3406290A DE 3406290 C2 DE3406290 C2 DE 3406290C2
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- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/10—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a liquid developer
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Description
Die Erfindung betrifft ein Trocken- und Fixiergerät eines
elektrofotografischen Kopiergerätes für frisch hergestellte
blattförmige Kopien, welche an ihrer Oberfläche ein zu fi
xierendes Tonermaterial und eine oxidierbare Trägerflüssig
keit eines flüssigen Entwicklers tragen.
Ein solches Gerät ist in der DE-OS 31 23 872 beschrieben und
umfaßt ein katalytisches System, mit dessen Hilfe stark rie
chende Lösungsmitteldämpfe, die in einem elektrofotogra
fischen Kopiergerät beim Aufschmelzen und Fixieren von flüs
sigen oder pulverförmigen Tonerbildern entstehen, in geruch
lose Abgase umgewandelt werden. Bei dem bekannten katalyti
schen System bzw. Verfahren wird ein Oxydationsprozeß ange
wandt, bei dem dem System beträchtliche Mengen Frischluft zu
geführt werden müssen, insbesondere wenn beträchtliche Mengen
von Trägerflüssigkeit behandelt bzw. oxydiert werden müssen.
Dabei wird das bei dem Oxydationsprozeß entstehende Abgas aus
dem System abgeführt und durch sauerstoffreiche Frischluft
ersetzt.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Dämpfe der Träger
flüssigkeit zu kondensieren und in den Entwicklervorrat des
Kopiergeräts zurückzuleiten. Dabei werden umfangreiche und
schwere Kühleinrichtungen benötigt, die eine ausreichend
niedrige Temperatur erzeugen, um einen ins Gewicht fallenden
Anteil der verdampften Flüssigkeit zu kondensieren. Eine an
dere Möglichkeit der Rückgewinnung der Trägerflüssigkeit be
steht darin, die Dämpfe durch Aktivkohlefilter zu leiten, aus
denen die Trägerflüssigkeit dann in flüssiger Form zurückge
wonnen wird, was ebenfalls einen erheblichen zusätzlichen
Aufwand mit sich bringt.
Ausgehend vom Stande der Technik und der vorstehend aufge
zeigten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun
de, ein verbessertes Trocken- und Fixiergerät für ein mit
einem flüssigen Entwickler arbeitendes elektrofotografisches
Kopiergerät anzugeben, das einen hohen thermischen Wirkungs
grad aufweist und bei dem die Belastung der Umgebungsluft auf
ein Minimum reduziert ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Trocken- und Fixiergerät mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
die aus einer Kopie mit einem Papierblatt als Träger
verdampfte Trägerflüssigkeit,
bei der es sich insbesondere um einen Kohlenwasserstoff
handelt, katalytisch zu Kohlendioxyd und Wasserdampf
oxidiert, was bei einer relativ niedrigen Temperatur
geschieht, so daß die Gefahren vermieden werden, die
sich bei einer Verbrennung mit offener Flamme ergeben
würden, und so daß auch keine Stickoxide entstehen
können. Die Oxidationsprodukte beim katalytischen Ver
brennen der Dämpfe der Trägerflüssigkeit sind vielmehr
dieselben, die auch beim Ausatmen eines Menschen in die
Umgebung abgegeben werden, so daß keinerlei Gesundheits
risiko besteht. Wenn der als Trägerflüssigkeit verwendete
Kohlenwasserstoff kleinere Mengen bzw. Spuren von nor
malen Hexan oder Benzol enthält, die beide giftig sind,
gewährleistet die katalytische Oxidation der Dämpfe der
Trägerflüssigkeit ebenfalls, daß diese beiden Verbin
dungen zu Kohlendioxyd und Wasserdampf oxidiert werden.
Die bei der katalytischen Oxidation
freigesetzte Wärme wird dann dazu verwendet, das auf dem Kopier
papier befindliche Bild zu trocknen und zu fixieren,
wobei mit einem Trocken- und Fixiergerät gemäß der Er
findung bei nur sehr geringer elektrischer Leistung
über 60 Kopien pro Minute getrocknet und fixiert werden
können.
In Ausgestaltung der Erfindung wird das Problem einer
zu langen Aufwärmzeit dadurch überwunden, daß kleine
Mengen der Trägerflüssigkeit oder eines anderen geeigne
ten Kohlenwasserstoffes in das Gerät eingesprüht werden,
wodurch die gasförmigen Oxidationsprodukte schnell auf
die gewünschte Betriebstemperatur gebracht werden
können. Typischerweise beträgt die Aufwärmzeit bei einem
Gerät gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weniger als
8 Sekunden.
Die Erfindung wird
nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kopiergeräts
mit einem erfindungsgemäßen Trocken-
und Fixiergerät, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch
das Fixier- und Trockengerät des Kopier
geräts gemäß Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch das Gerät gemäß
Fig. 2 längs der Linie 3-3 in dieser
Figur;
Fig. 4 eine Teil-Draufsicht auf Transportein
richtungen des Geräts gemäß Fig. 2,
gesehen von der Linie 4-4 in dieser
Figur und
Fig. 5 ein schematisches elektrisches Schalt
bild einer bevorzugten Ausführungsform
einer Steuerung für ein Kopiergerät mit
einem Trocken- und Fixiergerät gemäß
der Erfindung.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein elektrofotografisches
Kopiergerät mit einem Gehäuse 86, welches eine Rückwand
87 aufweist und in dessen Decke eine transparente Platte
88 eingesetzt ist, auf welche das zu kopierende Original
gelegt wird. Weiterhin ist ein mit der vollen Abtast
geschwindigkeit laufender Wagen 90 vorgesehen, der eine
Lampe 90b trägt, die in dem einen Brennpunkt eines halb
elliptischen Reflektors 90a montiert ist, welcher das
Licht durch die transparente Platte 88 hindurch gegen
das zu kopierende Original richtet. Das von dem Original
nach unten reflektierte Licht trifft auf einen Abtast
spiegel 90c, der ebenfalls am Wagen 90 montiert ist.
Ein zweiter Abtastspiegel 92 ist an einem weiteren, mit
der halben Abtastgeschwindigkeit laufenden Wagen (nicht
dargestellt) montiert. Das Licht wird vom ersten Abtast
spiegel 90c zu dem zweiten Abtastspiegel 92 gelenkt,
von wo es zu einer Fokusiereinrichtung gelenkt wird,
die eine Linse 94 und einen Spiegel 96 umfaßt. Von dem
Spiegel 96 wird das Licht erneut durch die Linse 94
hindurch reflektiert und gelangt zu einem feststehenden
Spiegel 98, von wo es zu einem Brennpunkt auf der foto
leitenden Oberfläche einer Trommel 100 gelenkt wird,
die sich im Gegenuhrzeigersinn dreht, wie dies durch
einen Pfeil angedeutet ist.
Die fotoleitende Oberfläche der Trommel 100 wird bei
diesem Drehsinn zunächst mittels einer Koronaentladungs
vorrichtung 102 aufgeladen und dann mit dem von dem zu
kopierenden Original reflektierten Licht belichtet.
Das so erzeugte latente elektrostatische Ladungsbild
wird dann mittels einer unter einer elektrischen Vor
spannung stehenden Entwicklerelektrode 104 entwickelt,
die in einem gewissen Abstand vom unteren Teil der Trom
mel 100 angeordnet ist. Dabei wird dem Zwischenraum
zwischen der Trommel 100 und der Entwicklerelektrode
104 über eine Leitung 140 eine Entwicklerflüssigkeit
zugeführt, die mittels einer Zentrifugalpumpe 138 ge
fördert wird, welche von einem Motor 136 angetrieben
wird. Die Pumpe 138 ist dabei in einem Entwicklertank
134 angeordnet und besitzt angrenzend an den Tankboden
eine Ansaugöffnung. Die fotoleitende Oberfläche der
Trommel 100 taucht somit in die Entwicklerflüssigkeit
ein, wobei die Trägerflüssigkeit des flüssigen Ent
wicklers die gesamte Oberfläche der Trommel benetzt.
Um die Dicke der dabei entstehenden Schicht der Träger
flüssigkeit auf ein Minimum zu reduzieren, ist eine
rotierende Abstreiferwalze 106 vorgesehen, deren Mantel
fläche einen geringen Abstand von der Trommeloberfläche
besitzt und die sich ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn
dreht, um die Trägerflüssigkeit von der Trommel "abzu
scheren".
Ein Stapel von Kopierpapierblättern 64a befindet sich
auf einer Stützplatte 118 in einem Korb 120, der an
der rechten Seite des Kopiergeräts montiert ist. Die
Stützplatte 118 wird mittels eines Federfingers 122 so
weit angehoben, daß der Stapel 64a bzw. dessen oberstes
Blatt an einer Einzugswalze 124 anliegt. Ein von der
Einzugswalze 124 erfaßtes Blatt wird mittels zusammen
wirkender Führungselemente 126a, 126b dem Klemmspalt
eines Transportwalzenpaares 128 zugeführt. Zum richtigen
Zeitpunkt jedes Arbeitszyklus transportieren die Trans
portwalzen 128 ein Blatt 64 zur Mantelfläche der Trommel
100. Mittels einer zweiten Koronaentladungsvorrichtung
108 wird dabei an der Rückseite des Blattes 64 eine
Ladung erzeugt, welche die Übertragung des entwickelten
Bildes von der Trommeloberfläche auf die Vorderseite
des Blattes 64 unterstützt. Die so erhaltene Kopie läuft
unter einer Umlenkwalze 110 hindurch und wird an ihrer
Vorderkante mittels Abhebeeinrichtungen (nicht darge
stellt) so abgehoben, daß sie in den Klemmspalt zwischen
der Walze 110 und einem Riemen 112 gelangt. Von dort
wird die Kopie mittels einer Führung 130 zu einem Trocken- und Fixier
gerät bzw. einer katalytischen Trocken- und Fixiereinheit
19 transportiert. Die Einheit 19 weist dabei einen Rie
men 66 auf, der über Rollen 28, 30 läuft und die Kopie
durch die Einheit 19 hindurchtransportiert. Die ge
trocknete und fixierte Kopie wird dann in einem Ausgabe
korb 132 abgelegt.
Wie Fig. 2 zeigt, besitzt die Trocken- und Fixierein
heit 19 ein Hauptgehäuse 32 mit einer Rückwand 22 und
einer Vorderwand 23 (vgl. Fig. 1). Das Hauptgehäuse 32
ist mit einer nach unten gerichteten und nach innen
gekrümmten Einlaufkante 32a versehen. In entsprechender
Weise ist eine nach unten gerichtete und nach innen
gekrümmte Auslaufkante 32b vorgesehen. Die Lippen bzw.
Kanten 32a, 32b reichen ziemlich dicht bis an die Ober
fläche des Blattes 64 bzw. der Kopie. Frischluft tritt
in die Einheit 19 durch die verbleibende Spalte ein.
Die Rückwand 22 ist mit einer Verlängerung 24 versehen,
welche drehbar auf einer Welle 26 sitzt, welche die
Rolle 28 trägt. Die Vorderwand 23 des Hauptgehäuses 32
ist mit einer entsprechenden Verlängerung versehen,
welche um das in der Zeichnung vorn liegende Ende der
Welle 26. drehbar ist, wie dies aus Fig. 1 deutlich wird.
Das Hauptgehäuse 32 und die Vorder- und Rückwand 23, 22
sind mit einer Isolationsschicht 38 zur Wärmeisolierung
bedeckt. Die Wände 22, 23 reichen nach unten deutlich
über den Riemen 66 hinaus, um die innerhalb der Einheit
19. zirkulierenden Gase und Dämpfe einzuschließen.
Wie Fig. 3 zeigt, existiert zwischen den Kanten des
Riemens 66 und den Wänden 22, 23 jeweils nur ein schmaler
Spalt, so daß nur geringe Leckverluste auftreten.
Die Unterkante der Wände 22, 23 liegt längs - in Fig.
1 und 2 - auf einem Viertel-Rundstab 31 auf. Die Wände
besitzen dort schräg nach innen laufende Ansätze 24a,
welche die Kopien in die Mitte zwischen den Wänden 22,
23 lenken. Die Einheit 19 kann im Uhrzeigersinn um die
Welle 26. geschwenkt werden, um den Riemen 66 zugänglich
zu machen und gegebenenfalls verklemmte Kopien aus der
Einheit 19 herauszunehmen, falls dieser unwahrschein
liche Fall eintreten sollte.
Am Hauptgehäuse 32 ist mittels mehrerer Zapfen 42 ein
äußeres Gehäuse 40 derart befestigt, daß ein Abstand
zu der Isolationsschicht 38 verbleibt. Das äußere Ge
häuse 40 besitzt eine Vorderwand 41 (Fig. 1) und eine
Rückwand 39 (Fig. 2 und 3). Das äußere Gehäuse 40 ist
mit einem Kühllufteinlaß 13 versehen. Auf einem Gitter
im Einlaß 13 ist ein Motor 12 angeordnet, der ein Zen
trifugalgebläse 11 antreibt, welches im Zwischenraum
zwischen dem äußeren Gehäuse 40 und der Isolations
schicht 38 montiert ist. Die Kühlluft strömt vom Ein
laß 13 durch das Gebläse 11 angrenzend an die Kanten
32a, 32b und an die Unterkanten der Wände 39, 41 nach
unten.
Das Hauptgehäuse 32 weist zwischen den Seitenwänden 22,
23 Elemente 34a, 34b auf. Außerdem liegt zwischen den
Wänden 22 und 23 ein inneres Gehäuse 36. Das innere
Gehäuse 36 ist mit einem Gaseinlaß 37 versehen. Zwi
schen dem inneren. Gehäuse 36 und dem Hauptgehäuse 32
ist ein Zentrifugalgebläse 16 angeordnet, welches von
einem Motor 14 angetrieben wird, der am äußeren Gehäuse
40 montiert ist. Das Gas strömt durch den Einlaß 37 zum
Zentrum des Gebläses 16 und wird von dort in dem Zwi
schenraum zwischen dem inneren Gehäuse 36 und den Wand
elementen 34a, 34b gefördert.
Der untere Teil des Elements 34a bildet in Verbindung
mit einem unteren Teil des inneren Gehäuses 36 eine Aus
laßdüse 35a, deren Achse gegenüber einer Normalen auf
das Papier 64 unter einem Winkel von vielleicht 300
nach rechts unten gerichtet ist.
In entsprechender Weise bildet der untere Teil des
Elements 34b in Verbindung mit einem unteren Teil des
inneren Gehäuses 36 eine Auslaßdüse 35b, deren Achse
gegen eine Normale auf das Papier 64 unter einem Winkel
von vielleicht 30° nach links unten geneigt ist. Die
Düsen 35a und 35b erstrecken sich dabei über die volle
Breite des Papiers bzw. des Blattes 64 zwischen den
Seitenwänden 22 und 23.
Von dem Wandelement 34a erstrecken sich zwei oder mehre
re in gleichmäßigen Abständen angeordnete kurze Rohre
46 zu dem inneren Gehäuse 36. Eine entsprechende Anzahl
von in gleichmäßigen Abständen angeordneten kurzen
Rohren 48 erstreckt sich zwischen dem Wandelement 34b
und dem inneren Gehäuse 36. Die Rohre 46, 48 gehen dabei
durch die Düsen 35a und 35b hindurch. Um die Strömungs
verluste in den Düsen 35a, 35b zu verringern, können
die Rohre 46, 48 einen tropfenförmigen Querschnitt mit
einem abgerundeten Oberteil und einem spitz zulaufenden
Unterteil aufweisen, wie dies aus Fig. 3 deutlich wird.
Ein Hauptkatalysatorbett ist mit einem Rahmen 50 ver
sehen, welcher an den unteren Enden des inneren Gehäuses
36 angrenzend an die Auslaßdüsen 35a, 35b befestigt ist.
Der Rahmen 50 erstreckt sich gemäß Fig. 3 zwischen den
Seitenwänden 22, 23. Das Katalysatorbett 58 besteht aus
Glaswollefasern mit einem Durchmesser von 8 µm, die mit
einer extrem dünnen Platinschicht versehen sind. Bei
Versuchen wurde festgestellt, daß eine katalytische
Einlage, die von der Firma Englehart Corporation unter
der Bestell-Nr. 18 77 901 vertrieben wird, zu befrie
digenden Ergebnissen führt. Das Katalysatorbett bzw.
die Katalysatoreinlage 56 wird in seiner Lage mittels
dicht gewebter Glasfaserschichten 52, 54 gesichert, die
auf dem Rahmen 50 aufgespannt sind.
Mehrere, im Abstand voneinander angeordneten Vorheiz
drähte 58 werden in die nachgiebige Einlage 56 einge
zogen und erstrecken sich im wesentlichen zwischen den
Seitenwänden 22, 23. Die Heizdrähte 58 können einen
Durchmesser von etwa 178 µm aufweisen und beispielsweise
aus Nichrome V bestehen (eingetragenes Warenzeichen
der Driver-Harris Company), welches für Widerstands
heizelemente geeignet ist und aus 80% Nickel und 20%
Chrom besteht. Das genannte Material dehnt sich bei
Erwärmung in Längsrichtung deutlich, so daß die Be
festigung an einer der Wände 22, 23 mittels federnd vor
gespannter Befestigungselemente erfolgen muß, um auch
bei erhöhten Temperaturen eine angemessen stramme Span
nung der- Heizdrähte zu gewährleisten.
Zwischen dem Hauptgehäuse 32 und dem Wandelement 34a
ist ein Hilfskatalysatorbett 60 vorgesehen. Ein weite
res Hilfskatalysatorbett 62 befindet sich zwischen dem
Hauptgehäuse 32 und dem Wandelement 34b. Die Hilfs
katalysatorbetten 60, 62 sind ähnlich aufgebaut wie das
Hauptkatalysatorbett, sind jedoch kleiner und können
mit nur einem einzigen Heizdraht 58 ausgestattet sein.
Der Riemen 66 läuft, wie erwähnt, über die Rollen 30
und 28, wobei die Welle 26 der Rolle 28 der schwenk
baren Halterung der Verlängerungen 24 der Seitenwände
22, 23 dient, so daß die Einheit 19 um die Welle 26
geschwenkt werden kann. Dabei läuft der Riemen 66 über
eine Lochplatte 80, die in einem Unterdruckbett 70
montiert ist. Das Unterdruckbett 70 kann mit einer Wär
meisolationsschicht 68 versehen sein. Das Unterdruck
bett 70 ist mit mehreren Trennwänden 74 versehen, die
das Bett in eine entsprechende Anzahl von Abteilen -
beim Ausführungsbeispiel fünf - unterteilen. Die Ab
teile sind mittels Rohren 72 relativ kleinen Durchmes
sers auf ihrer Rückseite mit einer Unterdruckleitung
76 verbunden. Die Leitung 76 ist ihrerseits mit einer
flexiblen Leitung 78 verbunden, deren Wandung aus einem
wendelförmig gewickelten Metallband bestehen kann. Die
flexible Leitung 78 durchgreift die Rückwand 39 des
äußeren Gehäuses, die Isolationsschicht 38 und die Rück
wand 22 des Hauptgehäuses 32, wo sie eine Auslaßöffnung
79 aufweist, die über dem Hauptkatalysatorbett angeord
net ist, welches mit der Saugöffnung 37 des Gebläses 17
in Verbindung steht.
Eine mittels eines Elektromagneten betätigbare Injektions
pumpe 18 für die Trägerflüssigkeit ist am äußeren Gehäu
se 40 montiert. Die Pumpe 18 fördert die Flüssigkeit zu
einer Sprühdüse 44, die angrenzend an den Umfang des
Gebläses 16 zwischen den Gehäusen 32 und 36 mündet.
Das Hauptgehäuse 32 trägt ferner den Grundkörper 82
von ein oder mehreren variablen Absaugdüsen. In bekannter
Weise ist der Grundkörper 82 dabei mit einem konischen
Zapfen versehen, der mit einer konischen Düse 82a zu
sammenwirkt, welche mit einem Innengewinde versehen
ist, das auf ein Außengewinde des Grundkörpers 82 auf
geschraubt ist. Die Düse 82a kann mit einem Schlitz
für einen Schraubendreher mit flacher Klinge versehen
sein. Bei einer Drehung der Düse 82a im Uhrzeigersinn
(von oben gesehen) kann die Düse 82a dabei beispielsweise
nach unten gegen den Körper 82 bewegt werden, wobei der
ringförmige Auslaßbereich zwischen dem konischen Zapfen
und der Düse 82a verringert wird. Die Düse 82a ragt
durch eine Öffnung im äußeren Mantel 40 in ein Absaug
rohr 84 hinein, welches im Abstand vom äußeren Gehäuse
an diesem montiert ist. Durch die Strömungsgeschwindig
keit der eine hohe Temperatur aufweisenden Abgase, die
aus der Düse 82a austreten, wird ein Kühlluftstrom in
die an das Gehäuse 40 angrenzende Öffnung des Rohres 84
mitgerissen, so daß aus diesem ein Gasstrom mit ge
ringerer Temperatur und Geschwindigkeit austritt.
Der Hauptantriebsmotor 10 des Kopiergeräts kann bei
spielsweise auch die Rolle 30 antreiben.
Aus Fig. 1 wird deutlich, daß ein kleiner Behälter 150
vorhanden ist, der mit einem zusätzlichen Vorrat an
Trägerflüssigkeit gefüllt ist. Der Behälter 150 ist mit
einen Rückschlagventil V ausgestattet, welches Luft in
den Behälter 150 eintreten läßt, jedoch das Austreten
von Dämpfen der Trägerflüssigkeit verhindert. Von dem
Behälter 150 führt eine Leitung 148 zum Einlaß einer
Zentrifugalpumpe 144, die von einem Motor 142 angetrieben
wird. Die von der Pumpe 144 geförderte Trägerflüssig
keit gelangt über eine der flexiblen Leitungen 20
kontinuierlich zu der Injektionspumpe 18. Der überwie
gende Teil der Flüssigkeit fließt dabei über die ande
re flexible Leitung zu dem Behälter 150 zurück. Der
Motor 142 treibt außerdem ein kleines Zentrifugalge
bläse 146, welches einer den Behälter 150 umgebendem
Schürze 152 Kühlluft zuführt, um jegliche Wärme abzu
führen, die von der Injektionspumpe 18 oder über die
benachbarten Teile der Leitungen 20 in die Trägerflüs
sigkeit eingeleitet wird.
Gemäß Fig. 4 kann die Lochplatte 80 mit relativ großen
und in großen Abständen voneinander angeordneten runden
Öffnungen versehen sein. Der Riemen 66 kann dagegen mit
kleineren, enger beieinanderliegenden runden Öffnungen
versehen sein. Da jeder Teil des Riemens 66 nacheinander
innerhalb und außerhalb der Einheit 19 läuft, bewirkt
dies einen unerwünschten Wärmetransport. Zur Verringe
rung der Wärmeverluste sollte der Riemen 66 folglich
nur eine geringe Masse haben. Der Riemen wird daher
vorzugsweise aus Metall, beispielsweise aus rostfreiem
Stahl mit einer geringen Dicke von beispielsweise etwa
38 bis 127 µm hergestellt. Andererseits soll der Riemen
66 nicht übermäßig dünn sein, da er sonst durch den
Schleifkontakt mit der Lochplatte 80 zu schnell ver
schleißt.
Im Betrieb wird die Einheit 19 zunächst durch Speisung
der Vorheizdrähte 58 auf Betriebstemperatur gebracht,
um Teile des Katalysatorbettes 56 bis auf eine Tempe
ratur zu erwärmen, bei der der Katalysator arbeitet.
Anschließend wird dann mit Hilfe der Einspritzpumpe 18
Trägerflüssigkeit eingespritzt, bis das gesamte Gas
volumen in der Einheit 19 die erforderliche Temperatur
hat. Dabei wälzt das Gebläse 16 die Gase und Dämpfe in
der Einheit 19 um, wobei sie vom Auslaß des Gebläses 16
durch die Düsen 35a, 35b hauptsächlich durch das Haupt
katalysatorbett hindurch zum Einlaß des Gebläses 16
fließen. Der Austrittswinkel der Düsen 35a, 35b bewirkt
dabei unter dem Hauptkatalysatorbett einen Druck, der
etwas höher ist als unter den Hilfskatalysatorbetten
60, 62. Ein Teil der heißen Gase passiert die Hilfskata
lysatorbetten 60, 62 und gelangt von dort durch die Rohre
46, 48 wieder zum Einlaß 37 des Gebläses 16. Der Spalt
zwischen der unteren Stoffschicht 54 des Katalysator
betts und dem Papier bzw. der Kopie 64 kann etwa 1,3 cm
betragen.
Für die Oxidation der Dämpfe der Trägerflüssigkeit ist
eine geringe, aber kontinuierliche Frischluftzufuhr
zu der Einheit 19 erforderlich, wobei das Volumen der
zugeführten Frischluft gleich dem Volumen der durch die
mindestens eine Düse 82a austretenden Abluft ist. Die
umgebogenen Kanten 32a, 32b helfen dabei, das Austreten
von Leckströmen der heißen Gase aus der Einheit 19 zu
verhindern. Die Frischluft strömt unter den Kanten 32a,
32b hindurch in die Einheit 19. Der Abstand zwischen
den Kanten 32a, 32b und dem Papier 64 sollte ausreichende
klein sein, so daß die Strömungsgeschwindigkeit der
Frischluft größer ist als die Transportgeschwindigkeit
für das Papier. Die durch das Gebläse 11 fließende
Kühlluft wird erwärmt und im Bereich der Kanten 32a,
32b abgelassen. Die unter den Kanten 32a, 32b hindurch
strömende Frischluft wird folglich erwärmt, ein Teil
der Wärmeverluste wird somit durch Aufwärmen der Kühl
luft zurückgewonnen. Am Hauptgehäuse 32 sind unmittel
bar über den Kanten 32a und 32b Flügel 33a bzw. 33b
angeordnet, die zumindest teilweise in den austretenden
Kühlluftstrom hineinragen und die Kühlluft etwas von
den Kanten 32a, 32b ablenken. Das Unterdrucksystem mit
dem Bett 70, der Lochplatte 80 und dem Riemen 66 gewähr
leistet, daß die Kopien 64 in Kontakt mit dem Riemen 66
gehalten werden und nicht durch die mit relativ hoher
Geschwindigkeit aus den Düsen 35a, 35b austretenden
Gasströme abgehoben werden.
Der Unterdruck, der zum Festhalten der Kopien am Riemen
66 verfügbar ist, ist im wesentlichen eine Funktion des
Druckabfalls über den Katalysatorbetten. Dieser Druck
abfall kann mäßig hoch gehalten werden, indem man rela
tiv dicht gewebte Stoffschichten 52, 54 verwendet. Die
Katalysatorbetten können eine Höhe zwischen etwa 1,3
und 2,5 cm haben und je nach Verdichtung der Fasern
einen zusätzlichen Druckabfall bewirken.
Wenn keine Kopie vorhanden ist, werden die heißen Gase
aus der Einheit 19 durch die Öffnungen im Riemen 66 und
in der Lochplatte 80 in die verschiedenen Abteile des
Unterdruckbettes 70 gesaugt. Dabei haben die Rohre 72
einen ausreichend kleinen Durchmesser, um die Strömung
zu begrenzen. Wenn dann eine Kopie 64 in die Einheit 19
einläuft, werden die Abteile des Unterdruckbettes 70
nacheinander abgedeckt. Dabei verhindert der geringe
Durchmesser der Rohre 72 wieder, daß der Druckverlust
in einem nicht abgedeckten Abteil zu einem Druckverlust
in einem abgedeckten Abteil führt.
Die heißen Gase, die in der Einheit 19 direkt zur Ober
fläche einer Kopie gelangen, verdampfen die Trägerflüs
sigkeit in den Hintergrundbereichen, während in den
Bildbereichen die Trägerflüssigkeit vollständig ver
dampft wird, soweit sie nicht an dem Bild fixiert ist.
Die heißen Gase, welche aus den Düsen 35a, 35b austreten,
werden natürlich nicht nur durch das Aufheizen des Pa
piers, sondern auch durch das Verdampfen der Träger
flüssigkeit abgekühlt. Das Gemisch aus den abgekühlten
Gasen und den Dämpfen der Trägerflüssigkeit tritt dann
in alle drei Katalysatorbetten ein, wo die Dämpfe oxi
diert werden, so daß die Gase wieder ihre anfängliche
hohe Temperatur erhalten.
Als Trägerflüssigkeit für einen flüssigen Entwickler
für ein Kopiergerät gemäß der Erfindung wird vorzugs
weise ein flüssiger Kohlenwasserstoff (beispielsweise
ISOPAR G - eingetragenes Warenzeichen der Exxon Company)
verwendet, welcher einen engen Bereich von Isoparaffin-
Kohlenwasserstoffen umfaßt, und zwar im wesentlichen
56% Isodecan mit 10 Kohlenstoffatomen (C-10), 12% C-9
und 32% C-11. Die Trägerflüssigkeit besitzt dabei eine
ungewöhnlich hohe Reinheit und enthält praktisch keine
toxischen Verunreinigungen, wie z. B. normales Hexan
oder Benzol sowie keine anderen schädlichen Verunrei
nigungen, wie z. B. Schwefel, welcher den Platin-Kataly
sator vergiften könnte oder zu Schwefeldioxid oxidiert
werden könnte. Von den verwendbaren Gemischen von Iso
paraffin-Kohlenwasserstoffen wird ISOPAR G deshalb be
vorzugt, weil es die niedrigste Selbst-Oxidationstempe
ratur von nur 293°C besitzt.
Es hat sich gezeigt, daß selbst bei sehr dicht an der
Trommeloberfläche angeordneter Abstreifwalze 106 und
bei hoher Relativgeschwindigkeit zwischen den Mantel
flächen die pro Kopie zu verdampfende Menge an freier
Trägerflüssigkeit etwa 0,1 g beträgt. Andererseits be
trägt die bei der vollständigen Oxidation von Isodecan
freigesetzte Wärme etwas mehr als 11 000 kcal pro kg.
Demgemäß liegt die bei der Oxidation der Trägerflüs
sigkeit einer Kopie freigesetzte Wärme bei etwa 1,1 kcal.
Für eine vollkommene Oxidation wird eine Frischluftmenge
von etwas weniger als 15 kg pro kg Trägerflüssigkeit
benötigt. Um eine vollständige Verbrennung zu gewähr
leisten, werden vorzugsweise etwa 18 kg Luft pro kg
Trägerflüssigkeit zugeführt. Pro Kopie wird also eine
Frischluftmenge von etwa 1,8 g zugeführt.
Die Temperatur, bei der Papier versengt wird, beträgt
etwa 350°C. Um sicherzustellen, daß eine Kopie, die
sich aufgrund einer Störung in der Einheit 19 verfängt,
nicht versengt wird, sollte die Temperatur der aus dem
Hauptkatalysatorbett austretenden Gase folglich auf
einen Wert von maximal 350°C begrenzt werden.
Bei den nachfolgenden Beispielen wird davon ausgegangen,
daß die Oxidationsprodukte etwa dieselbe spezifische
Wärme wie Luft haben, da sowohl die Luft wie auch die
Oxidationsprodukte bzw. das die Oxidationsprodukte ent
haltende Abgas einen Stickstoffanteil von 80% haben.
Weiterhin kann in erster Näherung davon ausgegangen
werden, daß die Dämpfe der Trägerflüssigkeit und die
Oxidationsprodukte im wesentlichen durch das Hauptkata
lysatorbett strömen und daß die Frischluft, die unter
den Kanten 32a, 32b hindurch herangeführt wird, durch
die Nebenkatalysatorbetten 60, 62 und durch die Rohre 46,
48 strömt, wo die relativ kühle Frischluft sich mit dem
aus dem Hauptkatalysatorbett austretenden Gasstrom mischt
und dann zum Einlaß 37 des Gebläses 16 strömt.
Für ein erstes Beispiel soll angenommen werden, daß
die Temperatur der Dämpfe der Trägerflüssigkeit und
der Oxidationsprodukte, die in das Hauptkatalysator
bett eintreten, etwa 200°C beträgt. Der Temperaturan
stieg im Katalysatorbett beträgt damit etwa 350-200 =
150°C. Da pro Kopie eine Wärmemenge von etwa 1,1 kcal
zur Verfügung steht, kann die Menge der pro Kopie um
gewälzten Gase etwa 320 g betragen. Die an den Kanten
32a, 32b eintretende Frischluft kann beim Abkühlen der
das Hauptgehäuse 32 umgebenden Isolationsschicht 38
von etwa 21°C auf etwa 38°C erwärmt werden. Folglich
beträgt die Temperatur des Gasgemisches am Einlaß 37
des Gebläses 16 etwa 330°C. Dieselbe Temperatur von
etwa 330°C herrscht dann auch am Auslaß des Gebläses
16 und an den Düsen 35a und 35b.
Für ein zweites Beispiel soll angenommen werden, daß
die Temperatur der Gase und der Dämpfe der Trägerflüs
sigkeit, die in das Hauptkatalysatorbett eintreten,
etwa 230°C beträgt. Der Temperaturanstieg im Katalysa
torbett beträgt in diesem Fall etwa 100°C. Damit wird
die Gasmenge, die pro Kopie umgewälzt wird, etwas größer
als beim ersten Beispiel und liegt bei etwa 40 g pro
Kopie. Die Temperatur am Einlaß 38, die sich aufgrund
der durch Mischung der heißen, aus dem Hauptkatalysator
bett austretenden Gase und der durch die Nebenkatalysa
torbetten 60, 62 und die Rohre 46,48 zuströmenden Frisch
luft ergibt, beträgt nunmehr etwa 335°C.
Indem man sicherstellt, daß die Temperatur der aus dem
Hauptkatalysatorbett austretenden Gase größer ist als
etwa 293°C, was der Selbstoxidationstemperatur von
ISOPAR G entspricht, das vorzugsweise als Trägerflüs
sigkeit verwendet wird, läßt sich eine vollkommene
Oxidation selbst dann gewährleisten, wenn das Kataly
satorbett in großem Maße vergiftet oder aus anderen
Gründen inaktiv geworden ist.
Die Mindest-Aktivierungstemperatur für das Katalysator
bett liegt im Bereich zwischen 200 und 220°C. Die Vor
heizelemente 58 sind so ausgelegt, daß sie diese Akti
vierungstemperatur erreichen. Die maximale Arbeitstem
peratur für einen kontinuierlichen Betrieb des Kata
lysatorbettes liegt zwischen 500 und 600°C. Oberhalb
dieses Temperaturbereichs haben die dünnen Platin-Filme
die Tendenz zu wandern und Kristalle zu bilden, wodurch
die verfügbare Oberfläche reduziert und die darunter
liegende Glaswolle freigelegt wird.
Gemäß Fig. 5 ist eine Wechselspannungsquelle 156, bei
spielsweise eine Steckdose, für eine Netzspannung von
120 V vorgesehen, wobei ein Dauerstrom von 6,3 A und
für die Dauer von 6 Sekunden ein Strom von 8,6 A ge
zogen werden kann, welcher über einen Gleichrichter 158
einem zweipoligen Netzschalter 160 zuführbar ist. Der
eine Pol des Netzschalters 160 ist dabei direkt mit der
Erregerwicklung eines Relais 164 verbunden, welches
außerdem mit der Spannungsquelle 156 verbunden ist.
Bei einer kurzfristigen Betätigung des als Taster aus
gebildeten Schalters 160 zieht das Relais 164 an, und
die Spannungsquelle 156 wird dadurch mit dem Hauptan
triebsmotor 10, dem Pumpenmotor 136 für den flüssigen
Entwickler, dem Pumpenmotor 142 für die Trägerflüssig
keit, dem Kühlgebläsemotor 12 und einem elektronischen
Netzteil 166 zur Erzeugung von Gleichstrom verbunden,
wodurch gleichzeitig unter anderem ein Flip-Flop 162
angesteuert wird. Über den anderen Pol des Netzschalters
160 wird das Flip-Flop 162 gesetzt, wodurch ein Halte
kreis für das Relais 164 geschaffen wird, so daß dieses
erregt bleibt, selbst wenn der Schalter 160 anschließend
freigegeben wird. Der zweite Pol des Schalters 160 ist
außerdem über ein ODER-Gatter 238 mit einem Zeitglied
240 verbunden, welches mit einer Verzögerung von 15 s
anspricht.
Oberhalb des Hauptkatalysatorbettes ist ein Sensor 57
montiert, mit dem die Temperatur der gasförmigen Oxi
dationsprodukte erfaßt wird. Der Sensor 57 kann ein
Thermoelement umfassen, dessen kalter Übergang sich an
irgendeiner kühlen Stelle des Kopiergeräts befindet,
wo eine Temperatur von etwa 21°C herrschen kann. Das
Thermoelement bzw. der Sensor 57 hat vorzugsweise eine
kurze Ansprechzeit von etwa 0,2 s und kann runde Drähte
mit einem Durchmesser von etwa 38 µm oder flache Bänder
mit einer Dicke von etwa 40 µm aufweisen. Der Sensor 57
liefert ein elektrisches Ausgangssignal, welches der
Temperatur proportional ist bzw. der Temperaturdiffe
renz zwischen dem heißen und dem kalten Übergang des
Thermoelements. Das Ausgangssignal des Sensors bzw. des
Thermoelements 57 und das Ausgangssignals des kalten
Übergangs 170 werden den Eingängen eines Summierver
stärkers 168 zugeführt, welcher ein elektrisches Aus
gangssignal liefert, welches der Temperatur des heißen
Übergangs 57 proportional ist. Das Ausgangssignal des
Verstärkers 168 wird dem einen Eingang eines Differenz
verstärkers 204 zugeführt, dessen anderem Eingang eine
Ausgangs Spannung von einer Spannungsquelle 202 zuge
führt wird, die so eingestellt wird, daß ihr Ausgangs
signal einer Temperatur von etwa 230°C entspricht, was
etwas oberhalb des Temperaturbereichs von 200 bis 220°C
liegt, der für die Aktivierung des Katalysatorbettes
erforderlich ist.
Wenn das Kopiergerät längere Zeit nicht in Betrieb ge
wesen ist, dann beträgt die Temperatur in der Einheit
19 etwa 21°C (Raumtemperatur). Der Verstärker 204 lie
fert folglich ein negatives Ausgangssignal, welches zur
Folge hat, daß ein Schmitt-Trigger 206 das Ausgangs
signal "0" liefert. Das Ausgangssignal des Schmitt-
Triggers 206 bewirkt über einen (verstärkenden) Inver
ter 208 das Anziehen eines Relais 210. Das Relais 210
schaltet die Wechselspannung aus der Spannungsquelle
156 an die Vorheizdrähte 58. Die Vorheizdrähte 58 sollten
innerhalb eines Zeitintervalls von 3,5 s bei still
stehender Luft ihre Gleichgewichtstemperatur erreichen
und können folglich aus Drähten mit einem Durchmesser
von etwa 178 µm hergestellt werden. Um diese Drähte
bei unbewegter Luft auf eine Temperatur von etwa 1093°C
aufzuheizen, benötigt man einen Strom von 2,35 A. Es
können sechs Vorheizdrähte 58 vorgesehen sein, und zwar
je einer für jedes der Katalysatorhilfsbetten 60, 62
und vier Drähte für das Hauptkatalysatorbett 54. Jeder
Vorheizdraht 58 kann eine Länge von etwa 20,3 cm haben,
so daß für die federnde Aufhängung mit deren Hilfe die
einzelnen Drähte trotz ihrer Dehnung bei steigender
Temperatur ausreichend straff gespannt bleiben, ein
Platz von etwa 13 mm verfügbar bleibt. Bei dem typi
schen Widerstandswert von Nicrom V (650 ohm-circular
mills per foot) beträgt der Widerstand der sechs in
Serie geschalteten Drähte 52 Ohm und der bei einer
Netzspannung von 120 V gezogene Strom beträgt 2,3 A.
Damit beträgt die Heizleistung der Vorheizdrähte 58
insgesamt nur 276 W.
Das Ausgangssignal des Inverters 208 wird außerdem
einer Verzögerungsschaltung 212 zugeführt, die nach
einer Verzögerungszeit von 3 s ein Ausgangssignal lie
fert, mit welchem über ein ODER-Gatter 214 ein Flip-
Flop 216 gesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt haben die
Vorheizdrähte 58 möglicherweise erst eine Temperatur
von 760°C erreicht, d. h. eine Temperatur, die etwa
316°C niedriger ist als ihre Gleichgewichtstemperatur
in ruhender Luft.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 168 wird außerdem
dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 172 Zuge
führt, an dessen zweitem Eingang das Ausgangssignal
einer Spannungsquelle 174 liegt, die so dimensioniert
ist, daß sie eine Ausgangsspannung liefert, die einer
Temperatur von etwa 293°C entspricht, nämlich der Selbst
oxidationstemperatur der Trägerflüssigkeit. Zunächst
entspricht das Ausgangssignal des Verstärkers 168 nur
einer Temperatur von etwa 21°C, der Komparator oder
Differenzverstärker 172 liefert folglich ein negatives
Ausgangssignal, durch welches eine Triggerschaltung 176
derart betätigt wird, daß sie das Ausgangssignal "0"
liefert. Dieses Ausgangssignal wird an einen Inverter
218 angelegt, dessen Ausgang zwei UND-Gatter 200 und
220 "vorbereitet".
Durch das Setzen des Flip-Flops 216 kann das UND-Gatter
220 durchschalten und eine Differenzierschaltung 222
ansteuern, welche einen Ausgangsimpuls liefert. Dieser
Ausgangsimpuls setzt über ein ODER-Gatter 228 ein Flip-
Flop 230. Durch das Setzen des Flip-Flops 230 erfolgt
eine Speisung der Erregerwicklung eines Relais 232,
welches den Strom von der Spannungsquelle 156 über
einen einstellbaren Widerstand 14a zum Gebläsemotor 14
fließen läßt. Das Gebläse 14 saugt daraufhin die Luft
innerhalb der Einheit 19 nach oben durch die Katalysa
torbetten, und zwar mit einer Geschwindigkeit von bei
spielsweise 3 bis 10 m/sec. Diese Luftströmung ver
hindert, daß die Vorheizdrähte 58 ihre für ruhende
Luft geltende Gleichgewichtstemperatur von etwa 1039°C
erreichen. Die Temperatur wird vielmehr bei etwa 760°C
gehalten.
Die kinematische Viskosität von Luft mit einer Tempera
tur von 21°C beträgt etwa 0,15·10-4 m2/s, und die
Reynolds-Zahl hat bei einer Strömungsgeschwindigkeit
von etwa 6 m/s und bei einem Drahtdurchmesser von etwa
178 µm den Wert 72. Da die Strömung um einen runden
Draht erst für Reynolds-Zahlen oberhalb von 400 000
turbulent wird, ist die Strömung an den Heizdrähten
folglich laminar.
Die Fasern des Glaswolle-Katalysatorbettes haben einen
extrem kleinen Durchmesser mit einem Mittelwert von
etwa 8 µm. Die Reynolds-Zahl für die Strömung durch
die Katalysatorfasern hat somit grob gerechnet 5% des
Wertes der Reynolds-Zahl für die Strömung quer zu den
Heizdrähten. Bei Fehlen einer Luftströmung würde auch
das Katalysatormaterial in der Umgebung jedes Heiz
drahtes aufgrund der direkten Strahlung eine Temperatur
von etwa 760°C annehmen. Wenn jedoch Luft durch das
Katalysatorbett zirkuliert, tritt eine gewisse Ab
kühlung des Katalysatormaterials ein, so daß jeder Vor
heizdraht 58 von einer ersten zylindrischen Schicht des
Katalysatormaterials umgeben ist, die eine Temperatur
von vielleicht 593°C erreicht, was dem oberen Tempera
turgrenzwert für einen kontinuierlichen Betrieb des
Katalysatorbettes entspricht. Der Durchmesser dieses
ersten zylindrischen Bereichs kann etwa 2,5 mm betragen
und hängt natürlich von der Dichte bzw. vom Grad der
Verdichtung der Glaswolle ab. Die Temperatur des Kata
lysatormaterials sinkt mit zunehmendem Abstand vom
Heizdraht. Das Katalysatormaterial kann beispielsweise
in einem zweiten zylindrischen Bereich mit einem Durch
messer von etwa 5 mm und um den Heizdraht eine Tempera
tur von höchstens 293°C haben, was der Selbstoxidations
temperatur der bevorzugten Trägerflüssigkeit entspricht.
Innerhalb eines dritten zylindrischen Bereiches mit
einem Durchmesser von etwa 7,6 mm kann eine Temperatur
von höchstens etwa 200°C herrschen, was der Mindest-
Aktivierungstemperatur für den Katalysator entspricht.
Der Ausgangsimpuls der Differenzierschaltung 222 wird
außerdem über ein ODER-Gatter 224 einem monostabilen
Multivibrator 226 zugeführt, welcher einen Impuls für
die Erregerwicklung 18a der Einspritzpumpe 18 erzeugt.
Daraufhin tritt angrenzend an den Umfang des Gebläses
19 ein feiner Nebel von Tröpfchen der Trägerflüssig
keit aus der Düse 44 aus. Der Nebel wird durch die
Düse 35b mitgerissen und fließt dann zum überwiegenden
Teil von unten nach oben durch das Hauptkatalysatorbett
54 und außerdem durch das Hilfskatalysatorbett 62.
Diejenigen Tröpfchen der Trägerflüssigkeit, die dabei
durch den ersten und zweiten Bereich um die Heizdrähte
58 geleitet werden, werden oxidiert bzw. verbrannt.
Diejenigen Tröpfchen, die einen der dritten Bereiche
passieren, werden durch den aktivierten Katalysator
katalytisch oxidiert. Diejenigen Tröpfchen, die beim
ersten Passieren der Katalysatorbetten nicht oxidiert
werden, werden dann beim zweiten oder einem weiteren
Passieren des Katalysatormaterials oxidiert, so daß
während eines Zeitintervalls von vielleicht 0,2 s im
wesentlichen die gesamte eingespritzte Trägerflüssig
keit oxidiert ist.
Die Länge der Einheit 19 zwischen den Lippen bzw. Kanten
32a und 32b kann etwa 22,9 cm betragen und ihre Breite
zwischen den Wänden 22 und 23 etwa 21,6 cm, was den Ab
messungen der Kopien entspricht. Die durchschnittliche
Höhe der Einheit 19 zwischen der Kopie 64 und der Ober
seite des Hauptgehäuses 32 kann etwa 7,6 cm betragen.
Damit ergibt sich in der Einheit 19 ein Volumen von
etwa 3,8 l. Die Luft in der Einheit 19 hat anfänglich
eine Temperatur von etwa 21°C. Damit ergibt sich ein
Gewicht der Luft im Inneren der Einheit 19 von etwa
4,5 g.
Die Katalysatorschichten können im nicht-zusammengepreßten
Zustand eine Höhe von 3 cm haben und im zusammengepreßten
Zustand zwischen den Gewebebahnen eine
Höhe von 2 cm. Die Breite der Katalysatorschichten be
trägt etwa 21,6 cm, und ihre Gesamtlänge kann 20,3 cm
betragen. Die Katalysatorschichten haben eine sehr ge
ringe Dichte, und das Gesamtgewicht der drei Schichten
bzw. Kissen kann 3,6 g betragen. Die Stoffschichten
können aus einem aus Glas gewebten Stoff mit einem Ge
wicht von etwa 33 g pro qm hergestellt sein, so daß
das gesamte Stoffgewicht etwa 3 g beträgt. Die spezi
fische Wärme von Siliziumoxid beträgt etwa 0,19,
und die spezifische Wärme des Glasgewebes ist grob ge
rechnet diesselbe.
Die große Oberfläche der Katalysatorschichten und der
Stoffschichten führt dazu, daß beide nahezu sofort im
wesentlichen die Temperatur der Gase in der Einheit 19
annehmen. Es besteht eine enge Wärmekopplung zwischen
den Gasen, den Katalysatorschichten und den Stoffschich
ten. Das Gesamtgewicht des Katalysatorbettes mit der
Katalysatorschicht und den Stoff schichten beträgt etwa
6,6 g; außerdem enthält die Einheit 19 zunächst 4,5 g
Luft. Die anfänglich "thermische Masse" der drei eng
gekoppelten Bestandteile beträgt also etwa 1,3 cal pro
°F bzw. pro etwa 0,5°C. Um einen Temperaturanstieg
aller Elemente um etwa 25°C herbeizuführen, wird also
eine Wärmemenge von etwa 0,1 kcal benötigt. Bei jeder
Ansteuerung der Erregerwicklung 18a soll die Pumpe 18
9,1 mg Trägerflüssigkeit fördern bzw. eine Menge von
9,1% des Gewichts einer Kopie. Bei der anfänglichen
Betätigung der Pumpe 18 wird in der Einheit 19 eine
Temperaturerhöhung von etwa 21°C auf etwa 65°C her
beigeführt.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 168 wird über einen
Eingangskondensator 186 dem Eingang eines Verstärkers
190 mit hoher negativer Verstärkung zugeführt, welcher
einen Rückkopplungskreis 188 mit einem von einem Wider
stand überbrückten Kondensator aufweist. Der Kondensator
im Rückkopplungskreis 188 kann dieselbe Kapazität wie
der Eingangskondensator 186 aufweisen. Der Widerstand
im Rückkopplungskreis 188 wird so gewählt, daß sich eine
RC-Zeitkonstante von 0,4 s, entsprechend der doppelten
Ansprechzeit des Temperatursensors 57, ergibt. Der Tem
peraturanstieg in der Einheit 19 auf etwa 65°C führt
zu einer entsprechenden Änderung des Ausgangssignals
des Verstärkers 168, und der Verstärker 190 liefert zu
nächst ein negatives Ausgangssignal,welches im wesent
lichen gleich dieser Temperaturänderung ist.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 168 wird einer
Schaltung 180 zugeführt, welche die Spannung durch 45
teilt. Das Ausgangssignal des Spannungsteilers 180 wird
dem einen Eingang eines Summierverstärkers 182 zugeführt,
welcher sein zweites Eingangssignal von einer Spannungs
quelle 184 empfängt, die so dimensioniert ist, daß die
von ihr gelieferte Spannung einem Temperatur schritt von
etwa 20°C entspricht. Das zuerst erzeugte Ausgangs
signal des Verstärkers 182 ist folglich eine Spannung,
die einer Temperatur von etwa 3,9°C entspricht, was
nur etwa der Hälfte des Temperaturanstiegs um 45°C
entspricht.
Die Ausgangssignale der Verstärker 190 und 182 werden
den Eingängen eines invertierenden Summierverstärkers
192 zugeführt. Vor der Erregung der Erregerwicklung 18a
sorgt das positive Ausgangssignal des Verstärkers 182
für ein negatives Ausgangssignal des Verstärkers 192,
so daß die Triggerschaltung 194 das Ausgangssignal "0"
liefert. Sobald das Ausgangssignal des Verstärkers 190
negativer wird als eine dem halben Temperatursprung
entsprechende Spannung, wird das Ausgangssignal des
Verstärkers 192 positiv, so daß die Triggerschaltung
194 ein Ausgangssignal liefert, welches an eine Ver
zögerungsschaltung 196 angelegt wird, welche eine Ver
zögerungszeit von 0,8 s hat bzw. eine Verzögerungszeit,
die gleich der doppelten Zeitkonstante des Rückkopplungs
kreises 188 ist. Während des durch die Schaltung 196
bewirkten Verzögerungsintervalls bewirkt der Widerstand
des Rückkopplungskreises 188, daß das Ausgangssignal
des Verstärkers 190 im wesentlichen auf 0 zurückgeht.
Die Verzögerungsschaltung 196 liefert dann ein Ausgangs
signal, welches an einen Differenzierkreis 198 angelegt
wird.
Das das UND-Gatter 200 über den Inverter 218 vorberei
tet wird, wenn das elektrische Ausgangssignal des Ver
stärkers 168 einer Temperatur von weniger als 293°C.
entspricht, wird der daraufhin von der Differenzier
schaltung 198 erzeugte Impuls über das vorbereitete
UND-Gatter 200 und das ODER-Gatter 224 einem Multi
vibrator 226 zugeführt, wodurch ein zweiter Impuls an
die Erregerwicklung 18a der Einspritzpumpe gelegt wird.
Da die Gase in der Einheit 19 nunmehr statt der Anfangs
temperatur von etwa 277°C eine höhere Temperatur von
320°C haben, beträgt das Gewicht des in der Einheit 19
enthaltenen Gases folglich 3,95 g. Damit beträgt die
thermische Masse der drei eng gekoppelten Elemente nun
mehr 0,122 cal pro °F. Die 101 cal, welche freigesetzt
werden, wenn die 9,1 mg der Trägerflüssigkeit oxidiert
werden, die beim zweiten Ansteuern der Erregerwicklung
18a eingespritzt werden, führen folglich zu einem Tempe
raturanstieg, um ca. 43 bis 130°C.
Unmittelbar vor der zweiten Ansteuerung der Erreger
wicklung 18a liefert der Verstärker 182 an den Verstär
ker 192 einen Bezugspegel, welcher der Hälfte des er
warteten Temperaturanstiegs von etwa 26°C, nämlich einem
Temperaturanstieg von etwa 13°C entspricht. Wenn der
Verstärker 190 ein Ausgangssignal liefert, welcher der
Hälfte des erwarteten Temperaturanstiegs entspricht,
wird das Ausgangssignal des Verstärkers 192 positiv,
und die Triggerschaltung 194 liefert einen Impuls an
die Verzögerungsschaltung 196. Während des Verzögerungs
intervalls kehrt das Ausgangssignal des Verstärkers 190
auf 0 zurück. Weiterhin wird das Ausgangssignal des
Verstärkers 192 negativ, und das Ausgangssignal der
Triggerschaltung 194 wird wieder zu 0 bzw. kehrt auf
Bezugspotential zurück. Die Verzögerungsschaltung 196
liefert nunmehr ein Ausgangssignal, und die Differenzier
schaltung 198 liefert über das vorbereitete UND-Gatter
200 und das ODER-Gatter 224 einen Impuls, durch den
der Multivibrator 226 zum dritten Mal getriggert wird.
Die Temperatur der Gase in der Einheit 19 steigt um
etwa 47°C auf etwa 157°C. In entsprechender Weise wird
die Wicklung 18a ein viertes Mal betätigt, um einen
Temperaturanstieg von etwa 50°C auf eine Temperatur
von etwa 207°C zu bewirken. Eine fünfte Ansteuerung
der Wicklung 18a führt zu einem Temperaturanstieg von
etwa 54°C auf eine Temperatur von etwa 260°C.
Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 168 einer Tem
peratur entspricht, die höher als etwa 232°C ist, dann
wird das Ausgangssignal des Verstärkers 204 prositiv,
wodurch die Triggerschaltung 206 veranlaßt wird, ein
positives Ausgangssignal zu liefern. Der Inverter 208
sperrt daraufhin das Relais 210, wodurch die Vorheiz
drähte 58 abgeschaltet werden, welche insgesamt nur
für ein Zeitintervall von 3+4 (0,8) = 6,2 s einge
schaltet waren.
Bei einer sechsten Ansteuerung der Erregerwicklung 18a
bzw. der Einspritzpumpe 18 erfolgt nominell ein Tempe
raturanstieg um etwa 55°C auf etwa 315°C. In der
Praxis ist die erreichte Temperatur jedoch deutlich
niedriger, da ein gewisser Wärmeverlust an den Wänden
der Gehäuse 32 und 36 eintritt, deren Temperatur, aus
gehend von der Raumtemperatur von etwa 21°C, allmäh
lich ansteigt. Nach sechs Einspritzvorgängen beträgt
die Temperatur in der Einheit 19 somit möglicherweise
nur etwa 293°C. Zu diesem Zeitpunkt liefert der Ver
stärker 182 eine Bezugsspannung, die etwa 30°C ent
spricht. Daraufhin wird die Erregerwicklung 18a über
die Verzögerungsschaltung 196 ein siebtes Mal ange
steuert. Das Gewicht der Gase in der Einheit 19 beträgt
zu diesem Zeitpunkt etwa 2,36 g, so daß sich eine ther
mische Masse von 1,01 cal pro °F ergibt. Die Erzeugung
von etwa 101 cal durch Oxidation der eingespritzten
Trägerflüssigkeit führt zu einem Temperaturanstieg um
etwa 60°C auf etwa 349°C. Die Gesamtmenge an einge
spritzter Trägerflüssigkeit beträgt zu diesem Zeitpunkt
7 (9,1) = 63,7 mg bzw. 63,7% der Menge der Trägerflüs
sigkeit an einer Kopie, wobei eine Wärmemenge von etwa
7 kcal erzeugt wird, um die Temperatur der drei eng
gekoppelten Elemente auf etwa 349°C anzuheben.
Die Vorheizdrähte werden für 6,2 s mit 276 W gespeist,
was einer Wärmemenge von etwa 41 kcal entspricht, die
ebenfalls den drei eng gekoppelten Elementen zugeführt
wird, die jedoch thermisch mit anderen Teilen der Ein
heit 19, wie z. B. den Gehäusen 32 und 36, nur locker
gekoppelt sind. Wie oben angedeutet, besteht aber ein
kontinuierlicher Wärmestrom aus den Gasen in die Gehäu
se, deren Temperatur, ausgehend von der Zimmertemperatur
von etwa 21°C, allmählich ansteigt. Zur Vereinfachung
der Beschreibung des Aufwärmvorgangs wird die etwas
optimistische Annahme getroffen, daß die aus den Gasen
in die Gehäuse übergehende Wärmemenge nur geringfügig
größer ist als die Wärmemenge, die von den Vorheiz
drähten auf die drei eng gekoppelten Elemente übertra
gen wird. Die drei eng gekoppelten Elemente haben eine
niedrige thermische Masse und können schnell auf Be
triebstemperatur gebracht werden, selbst wenn die Gehäuse,
die eine große thermische Masse haben, ihre Gleichge
wichtstemperaturen noch nicht erreicht haben.
Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 168 einen ei
ner Temperatur von etwa 293°C entsprechenden Wert über
steigt, wird das Ausgangssignal des Verstärkers 172
positiv, was die Triggerschaltung 176 veranlaßt, ein
Ausgangssignal zu liefern. Das positive Ausgangssignal
der Triggerschaltung 176 sperrt den Inverter 218, so
daß auch die an diesen angeschlossenen Eingänge der
UND-Gatter 200 und 220 gesperrt werden. Das Sperren
des UND-Gatters 200 erfolgt unmittelbar nach der sieb
ten Betätigung der Erregerwicklung 18a, so daß über das
UND-Gatter 200 kein achter Impuls mehr zugeführt werden
kann.
Das Ausgangssignal der Triggerschaltung 176 wird an
eine Differenzierschaltung 178 angelegt, deren Ausgangs
signal über das ODER-Gatter 234 dem Rückstellen des
Flip-Flops 230 dient, wodurch das Relais 232 abfällt
und das Gebläse 14 abschaltet. Das Ausgangssignal des
ODER-Gatters 234 setzt außerdem das Flip-Flop 244 von
einem Zustand "warten" in einen Zustand "bereit". Das
Ausgangssignal der Differenzierschaltung 178 wird außer
dem über ein ODER-Gatter 250 zum Zurücksetzen des 15 s-
Zeitglieds 240 verwendet. Das Ausgangssignal des ODER-
Gatters 234 wird außerdem an eine 0,1 s-Verzögerungs
schaltung 236 angelegt, deren Ausgangssignal über ein
ODER-Gatter 238 an das Zeitglied 240 angelegt wird,
um dort eine weitere Zeitverzögerung von 15 s einzu
leiten.
Zusammenfassend laufen also bisher folgende Vorgänge
ab: 3 Sekunden nach dem kurzfristigen Betätigen des
Netzschalters 160 erhält die Erregerwicklung 18a einen
Anfangsimpuls bzw. einen ersten Impuls von der Diffe
renzierschaltung 222. Die zweite bis siebte impulsför
mige Ansteuerung der Erregerwicklung 18a erfolgt dann
über die Differenzierschaltung 198 in Zeitintervallen
von 0,8 s. Das gesamte Zeitintervall zwischen dem Drücken
des Schalters 160 und dem Setzen des Flip-Flops 244 in
den Zustand "bereit" beträgt somit 3 + 6 (0,8) = 7,8 s.
Durch die Betätigung des Flip-Flops 244 wird der "Druck"-
Schalter 246 freigegeben. Die Bedienungsperson hat zwi
schenzeitlich die Wähleinrichtung 252 betätigt, um an
zugeben, wieviel Kopien benötigt werden, und außerdem
das zu kopierende Original auf die Platte 88 gelegt.
Wenn die Bedienungsperson das Betätigen des "Druck"-
Schalters 246 für 15 s verzögert, liefert der Zeitgeber
240 ein Ausgangssignal, durch welches die Flip-Flops
244, 162 und 216 zurückgesetzt werden, so daß das Relais
164 abfällt, wodurch das Kopiergerät abgeschaltet wird.
Dabei ist zu beachten, daß der 15 s-Zeitgeber 240 das
Kopiergerät auch für den Fall abschaltet, daß die Ein
heit 19 nicht auf eine Temperatur oberhalb von etwa
293°C gebracht wird. Dies kann dann eintreten, wenn das
Relais 210 oder einer der in Serie geschalteten Vor
heizdrähte 58 ausgefallen ist oder, was wahrscheinlicher
ist, dann, wenn in dem Behälter 150 kein Vorrat an
Trägerflüssigkeit mehr vorhanden war, wenn der Behälter
also völlig leer war. Die erste Aktivierung der Er
regerwicklung 18a durch die Differenzierschaltung 222
führt in diesem Fall nämlich entweder dazu, daß keine
Trägerflüssigkeit eingespritzt wird, oder daß die ein
gespritzte Trägerflüssigkeit nicht oxidiert wird. In
einem solchen Fall kann von dem Verstärker 190 kein
Temperaturanstieg festgestellt werden, so daß die Er
regerwicklung 18a keine weiteren Impulse von der Dif
ferenzierschaltung 198 empfängt. Folglich wird keine
weitere Trägerflüssigkeit eingespritzt. Statt dessen
schaltet das Zeitglied 240 das Kopiergerät 15 s nach
dem Drücken des Netzschalters 160 ab, falls nicht zu
vor das Flip-Flop 244 in den Zustand "bereit" gesetzt
wurde und somit erneut ein Zeitintervall von 15 s ge
startet wurde.
Wenn die Bedienungsperson dem Netz- bzw. EIN-Schalter
drückt, ist die Temperatur in der Einheit noch höher
als etwa 293°C. In diesem Fall liefert der Verstärker
172 sofort ein positives Ausgangssignal, durch welches
über die Triggerschaltung 176 und die Differenzier
schaltung 178 das Flip-Flop 244 in den Zustand "bereit"
gesetzt wird.
Wenn die Bedienungsperson dagegen für eine deutlich
längere Zeit wartet, ehe sie den EIN-Schalter 160 drückt,
kann die Temperatur. In einen Bereich oberhalb von etwa
232°C, aber unterhalb von etwa 293°C abgefallen sein.
In diesem Fall liefert der Verstärker 204 sofort ein
positives Ausgangssignal an die Triggerschaltung 206,
deren Ausgangssignal über das ODER-Gatter 214 sofort
das Flip-Flop 216 setzt. Wenn das Ausgangssignal des
Verstärkers 168 dabei einer Temperatur von weniger als
293°C entspricht, ist das Ausgangssignal des Verstär
kers 172 negativ, und das Fehlen eines Ausgangssignals
der Triggerschaltung 176 veranlaßt den Inverter 218,
die UND-Gatter 200 und 220 freizugeben. Das Ausgangs
signal des Flip-Flops 216 wird somit über das UND-
Gatter 220 der Differenzierschaltung 222 zugeführt,
welche über das ODER-Gatter 224 einen Impuls an den
Multivibrator 226 liefert, dessen Ausgangsimpuls der
Erregerwicklung 18a zugeführt wird. Falls dieser erste
Impuls und der entsprechende Einspritzvorgang nicht zu
einer Temperatur von mehr als etwa 293°C führt, dann
wird die Erregerwicklung 18a von der Differenzier
schaltung 198 ein zweites Mal angesteuert, womit dann
mit Sicherheit erreicht wird, daß die Temperatur den
Wert von etwa 293°C übersteigt.
Wenn die Bedienungsperson noch länger wartet, ehe sie
den EIN-Schalter 160 drückt, dann kann die Temperatur
in der Einheit 19 unter etwa 232°C abfallen. In diesem
Fall ist das Ausgangssignal des Verstärkers 204 negativ,
und die Vorheizdrähte werden eingeschaltet. Außerdem
wird durch den Zeitgeber 212 ein Verzögerungsintervall
von 3 s eingeleitet, welches verstreichen muß, ehe das
Flip-Flop 216 gesetzt werden kann, um den ersten Aus
gangsimpuls an die Erregerwicklung 18a zu legen.
Wenn das Flip-Flop 224 in den Zustand "bereit" gesetzt
ist, führt die Betätigung des "Druck"-Schalters 246 zu
einem Signal, durch welches über das ODER-Gatter 250
der 15 s-Zeitgeber 240 zurückgesetzt wird. Das Ausgangs
signal des Schalters 246 wird außerdem einem Zeitglied
248 mit einer Verzögerung von 0,1 s zugeführt, dessen
Ausgangssignal über das ODER-Gatter 242 zum Zurück
setzen des Flip-Flops 244 in den Zustand "warten" dient.
Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 248 wird
außerdem über das ODER-Gatter 228 zum Setzen des Flip-
Flops 230 und damit zum Einschalten des Relais 232
für das Aktivieren des Gebläsemotors 14 verwendet.
Wenn der vordere Teil der ersten Kopie 64 in die Ein
heit 19 eintritt, dann verdampfen die dort zirkulieren
den heißen Gase die dünne Schicht der Trägerflüssig
keit, welche zusammen mit dem entwickelten Bild auf das
Papierblatt übertragen wurde, und die Wärme, die beim
Oxidieren der Dämpfe der Trägerflüssigkeit im Kataly
satorbett entsteht, hält die Temperatur in der Einheit
19 für das Trocknen und Fixieren der weiteren Teile
der ersten Kopie aufrecht. Wenn eine der an der Wähl
einrichtung 252 vorgewählten Anzahl entsprechende Zahl
von Kopien fertiggestellt ist, erzeugt die Schaltung
254 ein Ausgangssignal, welches an die Differenzier
schaltung 256 angelegt wird. Der daraufhin von der
Schaltung 256 erzeugte Impuls wird über das ODER-Gatter
234 an das Flip-Flop 244 angelegt, um dieses in den
Zustand "bereit" zu setzen und um das Flip-Flop 230
zurückzusetzen, wodurch das Relais 232 abfällt der Ge
bläsemotor 14 abgeschaltet wird. Das Ausgangssignal
des ODER-Gatters 234 nach der durch die Schaltung 236
bewirkten Verzögerung um 0,1 s wird über das ODER-
Gatter 238 an den 15 s-Zeitgeber 240 angelegt. Das Ge
bläse 16 arbeitet also nur während der Aufheizphase
oder wenn Kopien hergestellt werden. Während der ge
samten übrigen Zeit ist der Gebläsemotor 14 abgeschal
tet, um die Wärme in der Einheit 19 zu halten.
Nachdem eine Kopie von der Trommel 100 abgenommen ist
und um die Rolle 110 herumläuft, wird die Trommelober
fläche mittels einer im Gegenuhrzeigersinn umlaufenden
Walze 114 gereinigt. Die Walze 114 weist vorzugsweise
geschlossene innere Zellen auf, um eine Absorption von
Trägerflüssigkeit zu vermeiden, und offene äußere Zellen,
um ein wirksames Schrubben der Trommeloberfläche zu
erreichen, so daß nicht übertragene Teile des entwickel
ten Bildes entfernt werden. Der Reinigungswalze 114
kann vom Auslaß der Pumpe 138 über eine Leitung (nicht
dargestellt) Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden.
Eine Abstreiferplatte aus einem elektrisch leitfähigen
Gummimaterial, an dem eine elektrische Vorspannung an
liegt, dient der weiteren Reinigung der Trommelober
fläche, ehe diese erneut unter daß der Aufladung dienen
den Koronaentladungsvorrichtung 102 hindurchläuft.
Bei extremer Feuchtigkeit kann jede Kopie 64 eine un
gewöhnlich hohe Wassermenge enthalten, welche zusammen
mit der Trägerflüssigkeit verdampft werden muß. Die
hohe Latentwärme, die sich beim Verdampfen von Wasser
ergibt, kann dabei dazu führen, daß die Temperatur an
der Auslaßseite des Hauptkatalysatorbettes während der
Herstellung einer großen Zahl von Kopien unter etwa
293°C abfällt. Wenn dies eintritt, wird das Ausgangs
signal des Verstärkers 172 negativ, und das Ausgangs
signal der Triggerschaltung 176 kehrt auf Bezugspoten
tial zurück. Dies führt zu einem Ausgangssignal des
Inverters 218, welches in Verbindung mit dem Ausgangs
signal des Flip-Flops 216 das UND-Gatters 220 durch
schaltet. Der daraufhin erzeugte Impuls des Differenzier
gliedes 222 wird dann über das ODER-Gatter 224 an den
Multivibrator 226 gelegt. Hierdurch wird die Erreger
wicklung 18a der Injektionspumpe 18 angesteuert, die
eine Charge der Entwicklerflüssigkeit einspritzt, so
daß die Temperatur auf der Auslaßseite des Hauptkataly
satorbettes um etwa 50°C auf etwa 349°C ansteigt.
Durch die Oxidation der Dämpfe der Trägerflüssigkeit
wird pro Kopie eine Wärmemenge von etwa 1,1 kcal ent
wickelt. Da für jede Kopie etwa 1,8 g Frischluft be
nötigt werden, muß pro Kopie eine Abgasmenge von etwa
demselben Gewicht abgeblasen werden. Das Abgas, welches
vom Auslaß des Gebläses 16 durch die Düse 84a fließt,
hat eine Temperatur von etwa 332°C. Der durch die ab
fließende Abgasmenge bewirkte Wärmeverlust beträgt pro
Kopie also etwa 0,14 kcal. Damit ergibt sich ein ther
mischer Wirkungsgrad von 87,7%, wenn man die restlichen
Wärmeverluste vernachlässigt, die sich über die Iso
lation 38 für das Hauptgehäuse und wegen des umlaufen
den Riemens 66 ergeben. Die Oxidation der Trägerflüs
sigkeit jeder einzelnen Kopie führt also dazu, daß
etwa 0,97 kcal für das Trocknen jeder Kopie und für
das Fixieren des darauf befindlichen Bildes verfügbar
sind.
Ein schnelles Kopiergerät, welches pro Minute 60 Kopien
herstellt, erzeugt pro Stunde 3600 Kopien. Dies ent
spricht einer Wärmeabgabe von 4,1 kW. Um diese Heiz
leistung elektrisch aufzubringen, müßte bei einer Netz
spannung von 120 V ein Strom von 34 A fließen, während
immer noch ein Strom von 17 A erforderlich wäre, wenn
eine Spannungsquelle für 220 V zur Verfügung gestellt
würde.
Wie erinnerlich, wurde beim ersten Ausführungsbeispiel
eine Einlaßtemperatur des Katalysatorbetts von etwa
204°C angenommen, wobei davon ausgegangen wurde, daß
etwa 32 g Oxidationsprodukte pro Kopie umgewälzt werden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wurde für das Kataly
satorbett eine Einlaßtemperatur von etwa 232°C ange
nommen, wobei eine Umwälzung von 38 g Oxidationspro
dukte pro Kopie angenommen wurde. Bei einem Kopierge
rät, welches pro Minute eine vorgegebene Anzahl von
Kopien erzeugen kann, ist das Gewicht dem pro Kopie
umgewälzten Oxidationsprodukte proportional zur Ge
schwindigkeit des Gebläses 16, welche mit Hilfe des
einstellbaren Widerstandes 14a eingestellt werden kann.
Der Widerstand 14a kann nun so eingestellt werden, daß
beim kontinuierlichen Kopieren das Ausgangssignal des
Verstärkers 168 einer Temperatur von etwa 349°C ent
spricht. Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 168
einer Temperatur von weniger als 349°C entspricht,
sollte der Widerstand 14a auf einen höheren Widerstands
wert eingestellt werden, um die Drehzahl des Motors 14
und des Gebläses 16 zu verringern und um so das Gewicht
der Oxidationsprodukte zu verringern, die pro Kopie
umgewälzt werden, um damit die Temperatur am Auslaß des
Hauptkatalysatorbettes zu erhöhen. Wenn der Verstärker
168 dagegen ein Ausgangssignal liefert, welches einer
Temperatur von mehr als 349°C entspricht, dann sollte
der Widerstand 14a auf einen niedrigeren Widerstands
wert eingestellt werden, um die Geschwindigkeit des
Gebläses 16 zu erhöhen und um pro Kopie ein größeres
Gewicht an Oxidationsprodukten umzuwälzen, um so die
Auslaßtemperatur des Hauptkatalysatorbettes abzusenken.
Jede Änderung der Drehzahl des Gebläses 16 durch Ver
stellung des Widerstandes 14a entspricht somit Ände
rungen der Geschwindigkeit der Abgasströmung durch die
Düse 82a. Demgemäß muß die Düse 82a neu eingestellt
werden, um die Auslaßfläche zu verändern und um so das
Gewicht der abgeblasenen Oxidationsprodukte auf einem
Sollwert von 1,8 g zu halten. Wenn die Düse 82a also
zunächst auf den richtigen Auslaßquerschnitt einge
stellt ist und wenn der Widerstand 14a anschließend
auf einen geringeren Widerstandswert verstellt wird,
um die Geschwindigkeit des Gebläses 16 zu erhöhen, dann
muß die Einstellung der Düse 82a entsprechend korri
giert werden, damit sich ein etwas verringerter Aus
laßquerschnitt ergibt, beispielsweise dadurch, daß man
die Düse im Uhrzeigersinn verdreht, um sie nach unten
näher gegen den Körper 82 zu schrauben, so daß der Ring
spalt zwischen der Düse und der konischen Nadel am
Körper 82 reduziert wird.
Bei einer Temperatur von etwa 38°C hat die vorgewärmte
Frischluft, welche in die Einheit 19 strömt, ein spe
zifisches Volumen von etwa 878 dm3/kg. Bei einem Kopier
gerät, welches pro Minute 60 Kopien bzw. pro Sekunde
1 Kopie erzeugt, beträgt die Geschwindigkeit des Rie
mens 66 etwa 45 cm/sec, unter der Voraussetzung, daß
die Länge der Kopie etwa 29,2 cm beträgt und daß die
Wagen 90 und 92 am Ende jedes Abtastlaufes mit der
doppelten Geschwindigkeit in ihre Ausgangsposition zu
rücklaufen, mit der sie beim Abtasten verfahren werden.
Um zu vermeiden, daß heiße Gase und nicht-oxidierte
Dämpfe der Trägerflüssigkeit in der Grenzschicht am
Kopierpapier aus der Einheit 19 heraustransportiert
werden, sollte die Geschwindigkeit der Frischluft, die
unter den Kanten 32a, 32b hindurch in die Einheit ein
strömt, höher als die Geschwindigkeit des Riemens 66
sein und kann beispielsweise 2,4 m/sec betragen. Damit
beträgt die Strömungsmenge etwa 1,59 dm3/s. Die Fläche
für den Frischlufteinlaß sollte etwa 6,45 cm2 betragen.
Der Spalt zwischen jeder der Kanten 32a, 32b sollte
etwa 1,5 mm betragen.
Der richtige Winkel für die Düsen 35a, 35b hängt von
der Fläche der Hilfskatalysatorbetten 60, 62, bezogen
auf die Fläche des Hauptkatalysatorbettes, ab. Es ist
erwünscht, daß der Druck unter dem Hauptkatalysator
bett im wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck ist.
Aus dem Bereich unterhalb des Hauptkatalysatorbettes
treten praktisch keine Oxidationsprodukte oder nicht
oxidierte Dämpfe der Trägerflüssigkeit durch die
schmalen Spalte zwischen dem Riemen 66 und den Wänden
22, 23 aus. Es fließt auch keine Luft aus der Umgebung
in den Bereich unterhalb des Katalysatorbettes durch
diese Spalte, welche das Trocknen der Ränder der Ko
pien verhindern könnte. Der Druck unterhalb der Hilfs
katalysatorbetten 60, 62 sollte etwas niedriger sein
als der Atmosphärendruck, um ein Einströmen der etwas
vorgeheizten Frischluft unter den Lippen 32a, 32b hin
durch zu fördern. Wenn jedes der Hilfskatalysatorbetten
60, 62 eine Fläche oder Länge hat, die 50% derjenigen
des Hauptkatalysatorbettes beträgt, dann können die
Düsen 35a, 35b nahezu senkrecht mit einem kleinen Kon
vergenzwinkel gegen das Kopierpapier 64 gerichtet
werden. Für den unerwünschten Grenzfall, daß die Hilfs
katalysatorbetten 60, 62 vollständig weggelassen werden,
sollten die Düsen 35a, 35b im wesentlichen parallel zur
Fläche der Kopie 64 gegeneinander gerichtet sein.
Der geringfügige Unterdruck unterhalb der Hilfskataly
satorbetten 60, 62, welcher den Frischluftstrom unter
den Kanten 32a, 32b hindurchfördert, bewirkt auch ein
Einströmen von Frischluft in diese Bereiche durch die
schmalen Spalte zwischen dem Riemen 66 und den Seiten
wänden 22, 23. Vorzugsweise ist die Fläche oder Länge
jedes Hilfskatalysatorbettes kleiner als 50% derjenigen
des Hauptkatalysatorbettes, um diese Frischluft-Leck
ströme klein zu halten, welche die Tendenz haben, ein
vollständiges Trocknen der Ränder der Kopien zu ver
hindern. Die Flächen oder Längen der Hilfskatalysator
betten sollten jedoch nicht so klein sein, daß ihre
Auslaßtemperatur kleiner als etwa 293°C ist, d. h. nie
driger als die Selbstoxidationstemperatur der bevor
zugten Trägerflüssigkeit. Die Auslaßtemperatur der
Hilfskatalysatorbetten wird stets etwas niedriger sein
als diejenige des Hauptkatalysatorbettes, da die unter
den Kanten 32a, 32b hindurch eintretende Frischluft im
wesentlichen durch die Hilfskatalysatorbetten fließt.
Das Gewicht der Verbrennungsprodukte und der Dämpfe,
die durch die Hilfskatalysatorbetten fließen, sollte
mindestens 8,35 g pro Kopie betragen. Die Auslaßtempe
ratur der Hilfskatalysatorbetten beträgt folglich min
destens 293°C. Beim ersten Ausführungsbeispiel, bei
dem 32 g Oxidationsprodukte pro Kopie zirkulieren,
sollten die Flächen der Hilfskatalysatorbetten min
destens 35,4% der Fläche des Hauptkatalysatorbettes
ausmachen. Jedes Hilfskatalysatorbett sollte somit
eine Fläche von mindestens 17,7% der Fläche des Haupt
katalysatorbettes haben. Bei dem zweiten Beispiel, bei
dem 39,6 g Verbrennungsprodukte pro Kopie zirkulieren,
sollten die Flächen der Hilfskatalysatorbetten mindestens
26,8% des Hauptkatalysatorbetts ausmachen und jedes
Hilfskatalysatorbett sollte eine Fläche von mindestens
13,4% der Fläche des Hauptkatalysatorbettes besitzen.
Gemäß Fig. 2 steuert ein federnd vorgespannter Dreh-
Elektromagnet, der an der Innenseite des Gehäuses 40
montiert ist, eine Ventilplatte 83, welche normaler
weise den Einlaß zum Körper 82 des Auslaßventils ver
deckt. Während die Einheit 19 auf ihre Betriebstempe
ratur gebracht wird, verhindert die Ventilplatte 83,
daß Gase durch die Düse 82a austreten. Während der
Zeiten, in denen das Kopiergerät abgeschaltet ist,
kondensieren die Verbrennungsprodukte in der Einheit
19 oder diffundieren aus dieser heraus. Anschließend
diffundiert Sauerstoff in die Einheit 19 hinein. Wäh
rend die Einheit 19 auf eine Temperatur von etwa 349°C
gebracht wird, sprüht die Pumpe 18 63,7 mg der Träger
flüssigkeit ein, 50 daß für die Oxidation eine Luft
menge von etwa 1,4 g erforderlich ist. Bei einer Tempe
ratur von 349°C enthält die Einheit 19 eine Gasmenge
von etwa 2,13 g, wovon etwa 1 g als Frischluft ange
sehen werden kann. Während des Aufwärmens ist also
kein Frischluftstrom unter den Kanten 32a, 32b hin
durch erforderlich oder erwünscht. Die Ventilplatte 83
verhindert das Austreten irgendwelcher Gase durch die
Düse 82a und verhindert damit im wesentlichen das Ein
strömen von Frischluft unter den Kanten 32a, 32b hin
durch während der Aufwärmphase.
Gemäß Fig. 5 liefert eine Betätigung des "Druck"-Schalters
246 über die Verzögerungsschaltung 248 ein Signal,
durch welches das Flip-Flop 260 gesetzt wird, welches
den Elektromagneten 81 betätigt, so daß dieser die
Ventilplatte 83 vom Einlaß des Körpers 82 wegdreht.
Hierdurch wird das Auslassen von Gasen aus der Einheit
19 und ein entsprechender Frischluftstrom unter den
Kanten 32a, 32b hindurch ermöglicht. Wenn die Anzahl
von Kopien fertiggestellt ist, die der an der Wählein
heit 252 eingestellten Anzahl entspricht, dient das
Ausgangssignal der Schaltung 254, welches über die
Differenzierschaltung 256 und das ODER-Gatter 234 ge
langt, dem Rückstellen des Flip-Flops 260 und damit
dem Sperren des Elektromagneten 81. Die Ventilplatte
83 dreht sich folglich unter der Wirkung einer Rück
stellfeder in ihre Ausgangsposition zurück, wo sie
den Einlaß des Körpers 82 wieder blockiert.
Solange das Gebläse 16 nicht läuft, herrscht in der
Einheit 19 Atmosphärendruck. Die Kühlluft von dem Ge
bläse 11, welche angrenzend an die Kanten 32a, 32b
austritt, würde normalerweise unmittelbar außerhalb
dieser Kanten einen Überdruck erzeugen, welcher selbst
bei abgeschaltetem Gebläse 16 die Tendenz hätte, Frisch
luft in die Einheit 19 zu drücken. Die Flügel 33a und
33b ragen jedoch, zumindest teilweise, in die Auslaß
kanäle für die Kühlluft hinein und lenken die Kühl
luft ausreichend weit von den Kanten 32a, 32b ab, so
daß der Druck unterhalb der Ablenkflügel und direkt an
der Außenseite der Kanten 32a, 32b im wesentlichen der
Atmosphärendruck ist. Bei abgeschaltetem Gebläse 16
bewirkt also das Kühlluftgebläse weder eine Luftströ
mung in die Einheit 19 noch ein Absaugen der darin be
findlichen heißen gasförmigen Produkte.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß
die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst
wird. Bei dem erfindungsgemäßen
Gerät wird eine dielektrische Trägerflüssigkeit
in Form eines die Tonerpartikel dispergierenden
Kohlenwasserstoffes, welcher beim Trocknen und Fixie
ren der Kopie aus dieser ausgetrieben wird, katalytisch
oxidiert, wobei harmlose Oxidationsprodukte entstehen.
Dabei enthält die Kohlenwasserstoff-Trägerflüssigkeit
einen größeren Anteil Isodecan, damit eine minimale
Selbstoxidationstemperatur von etwa 293°C erreicht wird.
Das als Trägerflüssigkeit dienende Kohlenwasserstoff
gemisch ist hochrein und enthält nur eine vernachläs
sigbare Menge an giftigen Verunreinigungen, wie z. B.
normales Hexan und Benzol. Aber auch diese Kohlenwas
serstoffe werden zu harmlosen Produkten oxidiert. Die
bei der katalytischen Oxidation anfallende Wärme wird
zum Trocknen des Kopierpapiers und zum Fixieren des
übertragenen Bildes verwendet. Die entstehende Wärme
wird dabei direkt genutzt, und die heißen
gasförmigen Oxidationsprodukte werden gegen das Kopier
papier gelenkt. Vorzugsweise werden keine Wärmeaus
tauscher verwendet, da solche Wärmeaustauscher eine
hohe thermische Trägheit haben und die Aufwärmzeit ver
längern. Die vorzugsweise verwendeten Katalysator
betten mit feinen Glaswollefasern, die mit Platin be
schichtet sind, haben eine relativ niedrige minimale
Aktivierungstemperatur von etwa 199°C und eine relativ
hohe Temperatur von etwa 593°C für den kontinuierlichen
Betrieb. In das Katalysatormaterial eingebettete elek
trische Vorheizdrähte bringen die sie umgebenden Be
reiche des Katalysatormaterials zumindest auf die mi
nimale Aktivierungstemperatur und vorzugsweise auf
die maximale Betriebstemperatur, und zwar in weniger
als 3 s mit einer zeitweiligen und relativ niedrigen
elektrischen Speisung mit 276 W. Die
Trocken- und Fixiereinheit hat eine sehr kurze Aufheiz
zeit und wird innerhalb von etwa 7,8 s auf eine Tempe
ratur gebracht, welche über der Selbstoxidationstempe
ratur der Trägerflüssigkeit liegt, indem kleine Mengen
der Trägerflüssigkeit durch eine Zerstäuberdüse einge
sprüht werden. Die Zeit zwischen dem Einschalten des
Geräts und der Herstellung einer ersten Kopie beträgt
etwa 8,8 s. Die Temperatur am Katalysatorausgang wird
überwacht, und die Injektionspumpe für die zusätzliche
Trägerflüssigkeit arbeitet entsprechend dem jeweiligen
Bedarf derart, daß die Auslaßtemperatur des Katalysators
auf einer Temperatur gehalten wird, die die Selbstoxi
dationstemperatur der Trägerflüssigkeit auch dann über
steigt, wenn eine hohe Feuchtigkeit vorhanden ist und
aus den Kopierpapierblättern hohe Wassermengen ver
dampft werden müssen. Vorzugsweise wird jedes Pa
pierblatt sicher an dem durch die Trocken- und Fixier
einheit laufenden Förderband festgehalten, indem man
einen porösen Riemen, beispielsweise mit Perforationen,
in Verbindung mit einem Unterdrucksystem, einsetzt,
das einen Unterdruck aufgrund des Arbeitens des Ge
bläses erhält, welches die Oxidationsprodukte umwälzt.
Der Unterdruck wird dabei auf einen ausreichend hohen
Wert gebracht, indem man die Katalysatorbetten mit
dicht gewebten, das Katalysatormaterial zurückhalten
den Gewebeschichten versieht. Die Drehzahl des Gebläses
ist dabei variabel, um das Gewicht der pro Kopie um
gewälzten Oxidationsprodukte zu kontrollieren und um
damit die Auslaßtemperatur der Katalysatorbetten zu
kontrollieren. Vorzugsweise sind ein Hauptkatalysa
torbett und zwei Hilfskatalysatorbetten vorgesehen,
wobei der Auslaß des Gebläses zu zwei Düsen gerichtet
ist, die sich über die volle Breite der zu fixierenden
Kopien erstrecken und zwischen dem Hauptkatalysatorbett
und den Hilfskatalysatorbetten auf beiden Seiten des
Hauptkatalysatorbetts angeordnet sind. Die Hilfskata
lysatorbetten haben jeweils eine Fläche, die relativ
klein im Vergleich zur Fläche des Hauptkatalysator
bettes ist, um Leckströme im Randbereich zu reduzieren,
die jedoch andererseits ausreichend groß ist, um sicher
zustellen, daß die Auslaßtemperatur der Hilfskataly
satorbetten die Selbstoxidationstemperatur der Träger
flüssigkeit übersteigt. Die Auslaßdüsen für das um
laufende Gebläse sind gegeneinander gerichtet. Dies
stellt sicher, daß unter dem Hauptkatalysatorbett im
wesentlichen Atmosphärendruck herrscht, wodurch Leck
ströme verhindert werden, und daß der Druck unter den
Hilfskatalysatorbetten etwas geringer ist als der At
mosphärendruck, damit Frischluft mit frischem Sauer
stoff in den Bereich unter den Katalysatorbetten strö
men kann. Die Trocken- und Fixier
einheit ist vorzugsweise mit einer Schicht aus wärmeisolierendem
Material versehen, um Restwärmeverluste zu reduzieren.
Außerdem weist die Einheit ein äußeres Gehäuse auf,
welches im Abstand von der Isolationsschicht angeord
net ist und in welches Kühlluft gedrückt wird. Diese
vorgewärmte Frischluft wird dann als Frischluftquelle
verwendet. Im übrigen wird die Kühlluft angrenzend an
die Frischlufteinlässe der Einheit abgeblasen. Die
Frischlufteinlässe befinden sich dabei ausreichend
dicht an der jeweiligen Kopie, so daß die einströmende
Frischluft eine Geschwindigkeit hat, die höher ist als
die Transportgeschwindigkeit der Kopie, so daß keine
heißen Gase in einer Grenzschicht angrenzend an das
Kopierpapier nach außen getragen werden. Die vorge
wärmte Frischluft wird mittels Umlenkflügeln so umge
lenkt, daß an den Frischlufteinlässen der Einheit im
wesentlichen Atmosphärendruck herrscht. Auf diese Weise
wird erreicht, daß die Zirkulation der Frischluft das
Eintreten von Frischluft in die Einheit weder unter
stützt noch behindert.
Die Menge der in die Einheit einströmenden Frischluft
wird durch die variable Querschnittsfläche einer Aus
laßdüse auf der Auslaßseite des Umwälzgebläses vorge
geben. Dabei wird die Auslaßdüse so eingestellt, daß
ein Frischluftüberschuß von etwa 20% gewährleistet ist,
um sicherzustellen, daß beim Trocknen und Fixieren
einer Kopie eine vollständige Oxidation der verdampften
Trägerflüssigkeit erreicht wird. Die
Trocken- und Fixiereinheit hat einen hohen thermischen
Wirkungsgrad von nahezu 87,7%. Die Menge der ausnutz
baren Wärme ist dabei der Anzahl der Kopien pro Minute
direkt proportional und entspricht bei einem elektro
fotografischen Kopiergerät, welches 60 Kopien pro Mi
nute herstellt, einer elektrischen Leistung von 4 kW,
wobei jedoch die erforderliche elektrische Leistung
nur minimal ist. Obwohl die Trocken-
und Fixiereinheit etwas größer ist als elektrische
Heizvorrichtungen bei konventionellen Kopiergeräten,
ist sie dennoch sehr klein im Vergleich zu den Oxidations
systemen, wie sie beim Rotationsdruck und beim Mehrfar
bendruck zum Verbrennen von Lösungsmitteldämpfen einge
setzt werden. Die Trocken- und Fixier
einheit kann eine Fläche von weniger als etwa 516 cm2
und ein Volumen von weniger als etwa 4 l haben. Das Um
wälzgebläse wird nur beim Aufheizen auf die Betriebs
temperatur und bei der Herstellung von Kopien einge
schaltet. Während der gesamten übrigen Zeit ist das
Gebläse ausgeschaltet, um die Wärme in der Einheit zu
halten. Die Einlaßöffnung der Auslaßdüse wird während
des Aufheizens gesperrt und nur beim Herstellen von
Kopien geöffnet. Die Kühlluft, welche zwischen die
Isolationsschicht und das äußere Gehäuse gedrückt wird,
hält das äußere Gehäuse auf einer für eine Berührung
ausreichend niedrigen Temperatur. Die heißen, mit hoher
Geschwindigkeit strömenden Abgase werden durch eine
Austrittsanordnung in Form einer "Wasserstrahldüse" so
wohl abgekühlt als auch abgebremst, so daß man die
Hand problemlos in den letztlich in die Umgebung aus
tretenden Abgasstrom halten kann. Die
Trocken- und Fixiereinheit wird bei einer hohen Tempe
ratur betrieben, wobei jedoch die Temperatur, bei der
das Kopierpapier versengt würde, nicht überschritten
wird. Für den unwahrscheinlichen Fall, daß eine Kopie
in der Einheit hängen bleibt, kann
sie ohne weiteres entnommen werden, indem man die Ein
heit anhebt und sie um die hintere Umlenkwalze für den
Transportriemen schwenkt, die sich in der Nähe des Aus
gabekorbs befindet.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird ferner deutlich,
daß gewisse Merkmale und Unterkombinationen auch dann
vorteilhaft sind, wenn andere Merkmale und Unterkombi
nationen nicht verwirklicht werden. Außerdem erkennt
man, daß dem Fachmann, ausgehend von den Ausführungs
beispielen zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/
oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei
den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte. Bei
spielsweise können die Vorheizdrähte irgendwo längs
des Laufweges der umgewälzten Gase angeordnet werden
statt in die Katalysatorschichten eingebettet zu werden.
Weiterhin kann eine Hilfs-Unterdruck-Pumpe bzw. ein
Gebläse zwischen den Leitungen 76 und 78 angeordnet
sein, derart, daß der Einlaß des Unterdruckgebläses
mit der Sammelleitung 76 verbunden ist, während sein
Ausgang mit der Sammelleitung 78 verbunden ist. Mit
einer solchen Hilfspumpe könnte der Unterdruck für das
Unterdruckbett erzeugt werden. In diesem Fall bräuchte
über dem Katalysatorbett nur ein niedriger Druckabfall
vorhanden sein, was durch Gewebeschichten mit relativ
lockerer Webart erreicht werden könnte. Als Träger
flüssigkeit könnte ferner ISOPAR H oder ISOPAR K ver
wendet werden (beides eingetragene Warenzeichen der
Exxon Company) die beide in einem engen Bereich liegen
de Isoparaffin-Kohlenwasserstoffe enthalten. Der Behälter
150 kann ferner einen Vorrat irgendeines katalytisch
oxidierbaren flüssigen Kohlenwasserstoff kann unter
Druck stehendes Butan oder Propan sein. In diesem Fall
wird keine Einspritzpumpe benötigt. Statt dessen kann
durch Ansteuerung der Erregerentwicklung 18a lediglich
ein Ventil V geöffnet werden, über welches gasförmiges
Butan oder Propan über eine einzige flexible Leitung
in das Hauptgehäuse 32 fließen kann. Statt eines Zen
tifugalgebläses 16 kann ein Querstromgebläse oder ein
ein- oder mehrstufiges Axialgebläse verwendet werden.
Statt dreier Katalysatorbetten kann ferner nur ein
Katalysatorbett verwendet werden. Weiterhin kann statt
der beiden Düsen 35a, 35b nur eine Düse verwendet wer
den. Die Gase aus dieser Düse können dann parallel zum
Kopierpapier austreten. Das Unterdruckbett kann seit
lich zur Transportrichtung vergrößert werden, und die
Wände 22, 23 können auf den seitlichen Verlängerungen
des Unterdruckbetts aufliegen, um seitliche Leckströme
in die Einheit 19 und aus dieser heraus zu unterdrücken.
Weiterhin können statt Platin auch andere Katalysatoren,
wie Paladium und Rhodium verwendet werden. Die Tempe
ratur der Oxidationsprodukte kann außerdem niedriger
sein als die Selbstoxidationstemperatur der Träger
flüssigkeit, sollte jedoch die Mindest-Aktivierungs
temperatur des Katalysatormaterials übersteigen.
Claims (28)
1. Trocken- und Fixiergerät eines elektrofotografischen
Kopiergerätes für frisch hergestellte blattförmige Kopien
(64), welche an ihrer Oberfläche ein zu fixierendes
Tonermaterial und eine oxidierbare Trägerflüssigkeit
eines flüssigen Entwicklers tragen, mit folgenden
Merkmalen:
- a) Transporteinrichtungen (66) transportieren die Kopien (64) durch eine mit Heizeinrichtungen beheizbare Zone,
- b) die Heizeinrichtungen umfassen ein Oxidationsbett (56) mit einem Auslaß (52) und einem angrenzend an den Transportweg der Kopien (64) angeordneten Einlaß (54),
- c) eine Umwälzeinrichtung weist auf:
- c₁) ein Gebläse (16),
- c₂) einen dem Auslaß (52) des Oxidationsbettes (56) gegenüberliegenden Einlaßbereich (37) und
- c₃) zu dem Transportweg der Kopien (64) benachbarte Auslaßeinrichtungen (35a, 35b), durch die die in dem Oxidationsbett (56) katalytisch erzeugten heißen gasförmigen Oxidationsprodukte mit Hilfe des Gebläses (16) gegen die jeweils zu trocknende Kopie (64) gelenkt werden, und
- d) ein Gehäuse (32), dessen zu den Transporteinrichtungen (66) benachbarte Unterseite offen ist, nimmt die Heizeinrichtungen und die Umwälzeinrichtung auf.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Oxidationsbett (56) feine Fasern enthält.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Oxidationsbett (56) feine Glaswollefasern enthält.
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im
Strömungsweg der von dem Gebläse (16) durch das
Oxidationsbett (56) umwälzbaren Gase mindestens ein
elektrisches Heizelement (58) angeordnet ist.
5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit
Hilfe des Oxidationsbettes (56) bei einer vorgegebenen
Betriebstemperatur desselben eine Oxidation der Dämpfe
der oxidierbaren Trägerflüssigkeit herbeiführbar ist.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Oxidationsbett (56) ein Katalysatormaterial mit einer
unterhalb der vorgegebenen Betriebstemperatur liegenden
Aktivierungstemperatur enthält.
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die oxidierbare Trägerflüssigkeit eine vorgegebene,
unterhalb der vorgegebenen Betriebstemperatur liegende
Selbstoxidationstemperatur besitzt.
8. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kopien (64) eine oberhalb der
vorgegebenen Betriebstemperatur liegende
Versengtemperatur aufweisen.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
heißen, gasförmigen Oxidationsprodukte längs der
Transportrichtung der jeweils zu trocknenden Kopie (64)
an mehreren Punkten gegen dieselbe lenkbar sind.
10. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben
dem Transportweg der Kopien (64) im Abstand von dem
Oxidationsbett (56) mindestens ein weiteres
Oxidationsbett (60, 62) vorgesehen ist.
11. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Regeleinrichtungen (14a) vorgesehen sind, mit deren Hilfe
die Drehzahl des Gebläses (16) beeinfluß
bar ist.
12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf
der Auslaßseite des Gebläses (16) weitere
Auslaßeinrichtungen (82, 82a) vorgesehen sind, mit deren
Hilfe Abgase aus dem Gehäuse (32) abführbar sind.
13. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Sensoreinrichtungen (57) vorgesehen sind, mit deren Hilfe
die Temperatur am Auslaß des Oxidationsbettes (56)
erfaßbar ist.
14. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Transporteinrichtungen (66) einen Transportriemen
umfassen.
15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
Transportriemen als gasdurchlässiger Riemen ausgebildet
ist und daß angrenzend an den Riemen ein Unterdruckbett
(70) angeordnet ist.
16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das
Unterdruckbett (70) eine gasdurchlässige Platte (80)
aufweist.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in
das Unterdruckbett (70) eingesaugte Gase mittels
Rückführeinrichtungen (79) in das Gehäuse (32)
zurückführbar sind.
18. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Zuführeinrichtungen (18) vorgesehen sind, mit deren Hilfe
dem Inneren des Gehäuses (32) ein oxidierbarer
Kohlenwasserstoff zuführbar ist.
19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuführeinrichtungen (18) eine Injektionspumpe umfassen,
mit deren Hilfe dem Inneren des Gehäuses (32) ein
flüssiger Kohlenwasserstoff zuführbar ist.
20. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kohlenwasserstoff in einem Behälter (150) mit einem
Ventil (V) vorgesehen ist.
21. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Behälter (150) mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff
vorgesehen ist, daß eine erste Leitung (20) vorgesehen
ist, über die der flüssige Kohlenwasserstoff aus dem
Behälter (150) den Zuführeinrichtungen (18) zuführbar
ist, und daß eine zweite Leitung (20) vorgesehen ist,
über die ein größerer Teil des den Zuführeinrichtungen
(18) zugeführten flüssigen Kohlenwasserstoffs
kontinuierlich zu dem Behälter (150) zurückführbar ist.
22. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kohlenwasserstoff als flüssiger Kohlenwasserstoff in
einem Behälter (150) vorgesehen ist und daß dieser
Behälter (150) mittels eines Kühlluftstroms kühlbar ist.
23. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (32) eingangsseitig und ausgangsseitig jeweils
eine lippenförmige Kante (32a, 32b) aufweist, welche quer
zur Transportrichtung der jeweiligen Kopie (64) derart
angeordnet ist, daß sich zwischen der Kopie (64) und der
Kante (32a, 32b) jeweils ein im Betrieb der Zufuhr von
Frischluft in das Innere des Gehäuses (32) dienender
Luftspalt ergibt.
24. Gerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftspalte derart bemessen sind, daß die Geschwindigkeit
der einströmenden Frischluft über der
Transportgeschwindigkeit der Kopien (64) liegt.
25. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Kühleinrichtungen (11) vorgesehen sind, mit deren Hilfe
das Gehäuse (32) von außen abkühlbar ist.
26. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (32) mit einer Wärmeisolationsschicht (38)
versehen ist.
27. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Tonermaterial geladene Tonerpartikel umfaßt.
28. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
oxidierbare Trägerflüssigkeit einen dielektrischen
Isoparaffinkohlenwasserstoff umfaßt.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/468,507 US4538899A (en) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | Catalytic fixer-dryer for liquid developed electrophotocopiers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3406290A1 DE3406290A1 (de) | 1984-08-23 |
| DE3406290C2 true DE3406290C2 (de) | 1993-09-02 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843406290 Granted DE3406290A1 (de) | 1983-02-22 | 1984-02-22 | Trocken- und fixiergeraet fuer kopien |
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|---|---|
| US (1) | US4538899A (de) |
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| GB (1) | GB2135242B (de) |
| IT (1) | IT1173319B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10247367A1 (de) * | 2002-10-10 | 2004-04-22 | OCé PRINTING SYSTEMS GMBH | Einrichtung und Verfahren zum Umdrucken und Fixieren mit einem geführten und einem freien Transportabschnitt |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4639405A (en) * | 1985-09-30 | 1987-01-27 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for fixing toner images |
| US4687319A (en) * | 1986-06-18 | 1987-08-18 | Xerox Corporation | Liquid carrier reclaiming apparatus |
| US4745432A (en) * | 1987-01-30 | 1988-05-17 | Xerox Corporation | Liquid ink fusing system |
| US4731635A (en) * | 1987-02-12 | 1988-03-15 | Xerox Corporation | Liquid ink fusing and carrier removal system |
| US4731636A (en) * | 1987-03-09 | 1988-03-15 | Xerox Corporation | Liquid carrier recovery system |
| DE3881671T2 (de) * | 1987-12-28 | 1993-09-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | Geraet zum behandeln von entwicklern. |
| US5198195A (en) * | 1987-12-28 | 1993-03-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Developer treatment apparatus |
| US5270776A (en) * | 1988-06-06 | 1993-12-14 | Spectrum Sciences B.V. | Method for fusing developed image |
| US5157238A (en) * | 1988-09-08 | 1992-10-20 | Spectrum Sciences, B.V. | Fusing apparatus and method |
| US5636349A (en) * | 1988-09-08 | 1997-06-03 | Indigo N.V. | Method and apparatus for imaging using an intermediate transfer member |
| US5294406A (en) * | 1988-11-02 | 1994-03-15 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Waste solution treatment apparatus |
| IL111846A0 (en) * | 1994-12-01 | 1995-03-15 | Indigo Nv | Imaging apparatus and intermediate transfer blanket therefor |
| US5020244A (en) * | 1989-12-01 | 1991-06-04 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for drying liquid on printed media |
| US5815783A (en) * | 1989-12-06 | 1998-09-29 | Indigo N.V. | Method and apparatus for printing on both sides of a substrate |
| CA2031775A1 (en) * | 1989-12-28 | 1991-06-29 | Mark F. Duchesne | Dryer-fuser apparatus and method for high speed electrophotographic printing device |
| US5177877A (en) * | 1989-12-28 | 1993-01-12 | Am International, Inc. | Dryer-fuser apparatus and method for high speed electrophotographic printing device |
| US5014090A (en) * | 1990-03-28 | 1991-05-07 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for improving a multi-color electrophotographic image using vapor fusing |
| US5197323A (en) * | 1990-07-13 | 1993-03-30 | Sparta, Inc. | Pebble-bed heater and shock tube assembly |
| US5140377A (en) * | 1991-11-25 | 1992-08-18 | Xerox Corporation | Thermal fusing of toner in xerographic apparatus using water vapor |
| US5235393A (en) * | 1992-01-06 | 1993-08-10 | Eastman Kodak Company | Toner image-fixing apparatus having air cooling device |
| US5480332A (en) * | 1994-04-25 | 1996-01-02 | Cynamon; Sam | Multiple victim rescue device |
| US5737674A (en) * | 1995-11-20 | 1998-04-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Vapor control system for and a liquid electrographic system |
| US5784679A (en) * | 1997-03-31 | 1998-07-21 | Xerox Corporation | Apparatus for drying and pressing an image to a copy sheet |
| JP3028950B1 (ja) * | 1998-12-01 | 2000-04-04 | 新潟日本電気株式会社 | 画像形成装置 |
| US6047151A (en) * | 1998-05-06 | 2000-04-04 | Imation Corp. | Drying system and method for an electrophotographic imaging system |
| US6511149B1 (en) * | 1998-09-30 | 2003-01-28 | Xerox Corporation | Ballistic aerosol marking apparatus for marking a substrate |
| US6797108B2 (en) * | 2001-10-05 | 2004-09-28 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for evenly flowing processing gas onto a semiconductor wafer |
| US6905807B2 (en) | 2002-01-08 | 2005-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid inks comprising stabilizing organosols |
| US20050160938A1 (en) * | 2002-01-08 | 2005-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid inks comprising stabilizing organosols |
| DE10216786C5 (de) * | 2002-04-15 | 2009-10-15 | Ers Electronic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafern und/oder Hybriden |
| DE10260149A1 (de) * | 2002-12-20 | 2004-07-01 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Vorrichtung zur Bestimmung des Leitwertes von Wäsche, Wäschetrockner und Verfahren zur Verhinderung von Schichtbildung auf Elektroden |
| WO2004101102A1 (en) | 2003-05-15 | 2004-11-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid separation system |
| US8015724B2 (en) * | 2004-04-23 | 2011-09-13 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Heating blower with electrostatic atomizing device |
| KR100533836B1 (ko) * | 2004-04-28 | 2005-12-07 | 삼성전자주식회사 | 산화촉매유닛 및 이를 포함한 습식 전자사진방식화상형성장치 |
| KR100610332B1 (ko) * | 2004-05-11 | 2006-08-09 | 삼성전자주식회사 | 오존정화유닛 및 이를 구비한 습식 전자사진방식화상형성장치 |
| DE102005013051A1 (de) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kondensations-Wäschetrockner |
| US7520393B2 (en) * | 2005-11-14 | 2009-04-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid separation system |
| US7848668B2 (en) * | 2008-10-31 | 2010-12-07 | Xerox Corporation | Fusers, printing apparatuses and methods of fusing toner on media |
| DE102009009043B4 (de) | 2009-02-16 | 2011-01-27 | OCé PRINTING SYSTEMS GMBH | Anordnung zum Fixieren von Druckbildern auf einem Bedruckstoff |
| WO2011056569A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | The Dow Chemical Investments Llc | Device to dry catalyst roaster conveyor belt and method of using same |
| US11942903B1 (en) * | 2019-12-24 | 2024-03-26 | James A. Holmes | Monolithic differential pair thermocouple amplifier |
| KR102467981B1 (ko) * | 2022-09-05 | 2022-11-16 | 이윤숙 | 잔여토너 제거장치 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2226309C3 (de) * | 1971-06-03 | 1980-09-11 | Canon K.K., Tokio | Vorrichtung zur Rückgewinnung von Entwickler-Trägerflüssigkeit |
| GB1439864A (en) * | 1972-06-16 | 1976-06-16 | Canon Kk | Copying amchines apparatus for partitioning |
| JPS5434541B2 (de) * | 1972-12-22 | 1979-10-27 | ||
| US3890721A (en) * | 1972-12-26 | 1975-06-24 | Canon Kk | Developing liquid recovery device in a copying machine |
| CH561920A5 (de) * | 1973-11-16 | 1975-05-15 | Wifo Forschungsinst Ag | |
| US3957369A (en) * | 1974-09-24 | 1976-05-18 | Pitney-Bowes, Inc. | Apparatus for drying a wet copy sheet in a copier |
| US4170629A (en) * | 1975-09-15 | 1979-10-09 | Betz Erwin C | Method of converting hydrocarbon waste gas streams using a non-uniform crimped metal ribbon packed catalyst bed |
| JPS578557A (en) * | 1980-06-19 | 1982-01-16 | Ricoh Co Ltd | Treatment of waste gas from electrophotographic copying machine |
| DE3045485A1 (de) * | 1980-12-03 | 1982-07-08 | Hoechst Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren und vorrichtung zum thermischen fixieren von tonerbildern |
| JPS57104968A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-30 | Ricoh Co Ltd | Purifying device of solvent gas for wet type electrophotographic device |
| JPS57142655A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-03 | Ricoh Co Ltd | Exhaust gas decomposer of electrophotographic copying machine |
-
1983
- 1983-02-22 US US06/468,507 patent/US4538899A/en not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-01-25 GB GB08401955A patent/GB2135242B/en not_active Expired
- 1984-02-13 CA CA000447260A patent/CA1213138A/en not_active Expired
- 1984-02-21 IT IT19715/84A patent/IT1173319B/it active
- 1984-02-22 DE DE19843406290 patent/DE3406290A1/de active Granted
- 1984-02-22 FR FR8402693A patent/FR2541472B1/fr not_active Expired
- 1984-02-22 JP JP59030453A patent/JPS59159188A/ja active Granted
- 1984-02-22 CH CH864/84A patent/CH659717A5/fr not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10247367A1 (de) * | 2002-10-10 | 2004-04-22 | OCé PRINTING SYSTEMS GMBH | Einrichtung und Verfahren zum Umdrucken und Fixieren mit einem geführten und einem freien Transportabschnitt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2135242B (en) | 1986-03-19 |
| IT8419715A0 (it) | 1984-02-21 |
| JPS59159188A (ja) | 1984-09-08 |
| CH659717A5 (fr) | 1987-02-13 |
| DE3406290A1 (de) | 1984-08-23 |
| GB2135242A (en) | 1984-08-30 |
| GB8401955D0 (en) | 1984-02-29 |
| JPH0451022B2 (de) | 1992-08-17 |
| CA1213138A (en) | 1986-10-28 |
| FR2541472B1 (fr) | 1987-07-17 |
| FR2541472A1 (fr) | 1984-08-24 |
| IT1173319B (it) | 1987-06-24 |
| US4538899A (en) | 1985-09-03 |
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