JPS58121586A - 加熱用熱源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明Ｖ工被加熱物乞赤外線の照射により７Ｊｌ］熱
処理する加熱用熱源に関する。

従来、被加熱物の加熱、乾燥、定Ｎ等の目的で、赤外線
を発する加熱用熱源、たとえば、ニクロム線ヒータやハ
ロゲンランプ等が用いられている。

これら加熱用熱源はその１吏用目的により、使い分けら
れており、たとえば、安定発熱状態に至る立上りの早い
ものとしては・・ロゲンランプが用いられ、単に加熱手
段としての使用に際しては、立上りは遅い（通常１分以
上？要する）が取扱いの容易ナニクロム線ヒータが用い
られている。

ところで、赤外線の性簀として、その波長が長いほど、
被加熱物の色、及び物質により吸収されろ副射熱の差は
小さくなり、波長が４〔μｍ〕以上の暗赤外では、副射
熱の吸収差がほとんど生じないことが知られている３、
更に、下記′１−る（１）式で表わされたウィーンの変
位側より、放射エネルギの極太な波長（以後、単に極大
波長と記す）λｍａｘは絶対温度Ｔに逆比例することが
知られており、また、（２）式で表わされたステファノ
ボルツマンの法則より、放射エネルギＥは絶対温度Ｔの
４乗に比例することが知られている。なお、Ｃ及びαは
定数である。

λ　Ｔ　＝　Ｃ（］） ａＸ Ｅ二αＴ　’　　　　　（２） これより、放射エイ・ルギＥを高くする目的で発熱体の
色部１変（絶対温度で表わされる）ＴＹ高くすると極大
波長λｍａｘが短波長側ヘシフトしてしまい、副射熱の
吸収差が大きくなる。逆に、副射熱の吸収差を少なくす
る目的で発熱体の色温度Ｔ’（Ｊ下げると放射エネルギ
Ｅが小さくなり、熱源の能力は低下Ｊ−る。しかも、発
熱体の色温度Ｔ’ｇ下げるに従い、安定発熱に至る立上
り時間をより多（要するようになる。

たとえば、被加熱物として、紙支持体上のトナー像から
なる画像部と、それ以外の非画像部とをラジアント定肩
処理の目的で・・ロゲンランプで加熱した場合、両者間
の副射熱の吸収量は大きく異なる。これは、・・ロゲン
ランプの色温度が高く、極大エイ・ルギ波長が短いため
、画像部と弁内ｆ象部の色や物質の相異により吸収され
る熱量が異るためであり、このような副射熱の吸収差が
大きいと、定着処理に不都合が生じる。即ち、カラー複
写における定着処理において、各トナーの色違いにより
融着差が生じるという不都合がある。史に、乾式現像方
式を採用したオー　トプリンタにおける酸化亜鉛平版印
刷版（以後マスターと記す）の定着処理において、画像
部は黒色のカーボンであり、熱吸収率が高いが、非画像
部は赤色系、グレー系、ブルー系あるいは白色系の感光
層であり、熱吸収率が低い。しかも、マスターは紙を支
持体とし、この紙支持体は導電加工を施され、４％乃至
８％の含水分？持つ。従って、熱吸収率の高い画像部は
１５０℃乃至２００℃になり、脱湿が起り、収縮するが
、弁内１家部は脱湿による収縮は少ない。このため、定
着後のマスターは収縮差により、ベタ画像周辺の波打ち
を発生させる。このマスターか印刷に供されると、イン
キングローラー、プラケノトンリノダー等と圧接回転す
ることになり、波打ち部分がシワ乞発生させる。このよ
うなシワは印刷汚れや、このシワの部分からの水のしみ
込みが多くなることによる感光層の剥離等の耐刷力の低
下の要因となる。このような理由により従来、マスター
の使用をするに際しては、はぼ原稿内［３０胡角以上の
ベタ１面像があると印刷中にベタ周辺にシワが発生する
ことより、原稿に制約があるのが現状である。

一方、ラジアント定着において、ニクロム線シータは比
較的色温度が低く、極大エネルギ波長が長（、敲加熱物
にその色や物質に相異があっても副射熱の吸収差に大き
な違いを生じさせない。しかし、ニクロム線ヒータは安
定状態に至る立上りが遅いため、被加熱物を検知後、直
ちに点灯し、定着処理へと進むシステムに使用される場
合、常時通電され、加熱状態を保つ必要がある。これは
防災上、及び省エイ、ルギ上好ましいものではない。

従って、所定放射エイ・ルギＥを保持できる限度におい
て、色温度を下げ、極大波長λｍａｘを長波長側にシフ
トするよう設定できる熱源を用いれば、この熱源からの
副射熱は被加熱物の色及び物質の相異に関係な（、はぼ
一様に吸収されることが推測される。

この発明は色や物質の相異する部分を持った被加熱物を
ほぼ均一に那熱処理することのできる刀目熱用熱源を提
供すること？目的と′１〜る。

この発明による加熱用熱源は被加熱物に発熱体からの赤
外線を照射するものであり、しかも、上記発熱体は石英
管内に収容され、かつ、上記発熱体の色温度が１２００
°により２ＤＯＯ０にの範囲内に設定されるよう構成さ
れる。

このように、加熱用熱源は色温度が比較的低（設定され
たため、極大波長が比較的長（なり、これを受ける被加
熱物１・まその色や物質の相異による副射熱の吸収差が
、従来のハロゲンランプに比べ、はるかに小さくなる。

このように加熱用熱源は色やｌ！ＩＪ質が相異する各部
分を有した被加熱物？全体にわたり同程度加熱でき、被
加熱物の加熱による変位、変動を全体にわたり同程度に
生じさせることができる。

以下、この発明を添付図面と共［説明する。

第１図にはこの発明の一笑柿例としての石英管型赤外線
ランプ（以後単に赤外線ランプと記す）１を示した。こ
の赤外線ラップ１は、第２図に示すようなオンセット印
刷機２に使用されるマスク−３の定着に使用されるもの
である。即ち、マスター６は使用に先立ち、まず、乾式
電子複写製版機４により、原稿５の画像を露光、現像処
理され、自動定着後ろに導びかれる。自動定着機６は赤
外線ランプ１により、赤外線をマスター３に照射し、こ
のマスターを加熱し、定着処理する。この後、マスター
３＆′ｆ、オフセット印刷機２に装着され、オフセット
印刷に使用される。

このような自動定着後ろに使用される赤外線ラップ１は
円筒状の透明な石英管７と、その内室８に収容されるタ
ングステン製の発熱体であるフィラメント９とを備える
。石英管７はその両端部７０１が導入線１０の支持部と
して形成されると共に、差込部として外形が形成される
。内室８には窒素ガスが封入され、これによりフィラメ
ント９の加熱時における蒸発を規制し、耐久性を確保し
ている。なお、この窒素に代え、他の不活性ガスを用い
てもよく、窒素とアルゴンとの混合ガスを用いてもよい
。フィラメント９はコイル状を呈し、石英管７の中心線
上に配置され、被加熱物であるマスター乙の幅方向の長
さＬを有する。更に、フィラメント９はその電力密度が
２０Ｗ／Ｃｍとされ、これによりその色温度（絶対温度
で表わす）が１６００°にとなるよう設定される。

第１図に示した赤外線ランプ１は自動定着機６内に装備
されたランプ定着電源回路１１よりの電流を受は発熱、
即ち、赤外線を発する。この場合、自動定着機６内のマ
スター送り移動部１２に付設された光検知器１３ニより
、マスター３が検知され、光検知器１３の出力信号ｓ’
＞ランプ定着電源回路１１が受ける。この時点より、ラ
ンプ定着電源回路１１が赤外線ランプ＋［電流供給ケ開
始し、所定時限の後に自動的に電流供給を停止できる。

第１図に示した赤外線ランプ１に電源回路１１からの電
流の供給を行ない、マスター３の定着処理２行なった結
果、表−１および表−２に実験ナンバーＡ５で示した測
定値を得た。なお、同様に行なった実験ナンバーの異な
る他の実験は赤外線ランプ１に代え、下記の熱源をそれ
ぞれ用いた。

即ち、扁１は従来の近赤外線・・ロゲノランプを、扁２
とＡ３は従来の遠赤外線ニクロム線上−タン、通４．扁
６．茄７はこの発明のそれぞれ異なる他の実施例として
の赤外線ランプをそれぞれ用いた。

更に、扁４　、Ａ　６　、扁７の各発熱体は透明石英管
内に収容され、かつ、それぞれの電力密度が約１５Ｗ／
　Ｃａｎ　、　２５　Ｗ／　Ｃｍ　、　３０　Ｗ／　ｃ
ｍＶＣ設定されたことにより、各発熱体温度を得た。更
に、極大波長は発熱体自体の発する赤外線の波長であり
、これはほぼ被加熱物、即ち、マスターに照射される値
と近似している。史Ｋまだ、表−２に示した値はそれぞ
し同一マスターで同一トナー像を同程度に定着処理した
際の測定値である。

表−１ 表−２ 表−１および表−２より明らかのように、扁１の・・ロ
ゲンランブを用いた場合、安定発熱までの立上りは良い
が、マスターの熱収縮率の差が大きく、波打ちがひど（
、ベタ画像（５０ｍｍ角）を含む印刷物中にシワを発生
させる程度が大きく（表−２に×で示した）、印刷物の
鮮明度が悪かった。

更に、扁２およびＪ　３のニクロム線ヒータを用いた場
合、極太波長は長波長側に近く、マスターの熱収縮率の
差は小さく、印刷物中のシワの発生は無い（表−２に○
で示した）が、安定発熱までのケ上りが非常に遅いとい
う欠点がある。これに対し、扁５の赤外線ランプ１を用
いた場合、安定発熱までの立上りも比較的早く、かつ、
発熱体温度が比較的低いため、極大波長が長波長側にシ
フトされる。このため、マスター６の熱収縮率の差は小
さくなり、波打ちが少なく、ベタ画像７含む印刷物中の
シワの発生が無く、鮮明な印刷物が得られた。同じ（、
Ａ　４　、Ａ　６の赤外線ランプでも扁５に準じた効果
により、鮮明な印刷物が得られた。

扁７の赤外線ランプでは発熱体温度が・・ロゲンランプ
の場合に近づいているが、結果として、熱収縮率の差も
比較的小さく、マスターの彼打ちも許容される範囲にあ
り、印刷物中のシワは多少生じる程度であり、使用可能
である。

上述の処においてＡＩで用いた）・ロゲンランプはその
発熱体温度が高いため、・・ロゲンガス（Ｆ２゜ＣＩ！
２．Ｂｒ２．■、）ヲ用いており、これらは石英管内へ
の封入時やその使用に際し、その成分や混合比率等の制
約があり、取扱いも比較的離しいものである。これに対
し、赤外線ランプはその発熱体温度が比較的低く、取扱
いの痺易な不活性ガスを使用でき、コストも安くできる
利点もある。

第１図に示した＝］’熱用前用熱源ての赤外線ランプ１
はマスター３の定着処理に用いられていたが、この他、
カラー複写や２色復写、単色複写にも使用可能である。

場合眞よっては、被加熱物の予備可熱等にも使用できる
。このような場合も、画像部と非画像部どの色、物質の
相異があっても、被加熱物全面をほぼ均等に加熱できる
利点がある。

更に赤外線ランプ１はタングステンのフィラメント９を
用いていた。このフィラメント９はタングステンに他の
金属、たとえばトリウム等？含有したものでもよく、場
合によってはニッケル等モ使用可能であり、いずれの場
合にも色温度４１２００°に乃至２０００°にとするよ
う、電力密度が１０Ｗ／ｃｒｎ乃至３０　Ｗ／　ｃａｒ
　＜保たれるよう設定されればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例としての赤外線ランプの断
面図、第２図は同上赤外線ランプを使用した自動定着機
と、その自動定着機で処理されるマスターの処理系の説
明図？それぞれ示している。 １・・・赤外線ランプ、６・・・マスター、７・・・石
英管、９・・・フィラメント

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被加熱物に発熱体からの赤外線を照射する加熱用熱
   源において、上記発熱体は石英管内に収容され、かつ、
   上記発熱体の色温度が１２００°により２００つ０にの
   範囲内に設定されることを特徴とする加熱用熱源。 ２　上記発熱体はタングステンフィラメントで形成され
   、その電力密度は１０Ｗ／Ｃｒｎより３ＱＷ／ｃｍの範
   囲内に設定されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の加熱用熱源。 ろ　上記石英管「・１には不活性ガス乞封入すること？
   特徴とする特許請求の範囲第１項、または第２項記載の
   加熱用熱源。