NO123480B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- NO123480B NO123480B NO168633A NO16863367A NO123480B NO 123480 B NO123480 B NO 123480B NO 168633 A NO168633 A NO 168633A NO 16863367 A NO16863367 A NO 16863367A NO 123480 B NO123480 B NO 123480B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- energy
- source
- temperature
- microns
- radiation
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 42
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000011034 rock crystal Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
- H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2007—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using radiant heat, e.g. infrared lamps, microwave heaters
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/0033—Heating devices using lamps
- H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
- H05B3/0066—Heating devices using lamps for industrial applications for photocopying
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
Fremgangsmåte til å smelte en xerografisk toner
til en papirbærer.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til
å smelte en xerografisk toner til en papirbærer ved anvendelse av en infrarød lampe som har en spiralviklet glødetråd som primær strålingskilde, og som sekundær strålingskilde har et hus av kvarts med en innvendig diameter som er omtrent lik den primære kildes utvendige diameter.
I xerografiprosessen forsynes en plate som omfatter et foto-konduktivt, isolerende overtrekk med en elektrostatisk ladning og blottlegges deretter for et lysbilde hvorpå overtrekket blir mer ledende under innflytelse av lys og den elektrostatiske ladning blir spredt slik at det dannes et latent bilde. Det latente bilde fremkalles deretter ved hjelp av et utall pigmenterte harpikser som er blitt spesielt utviklet for dette formål, hvilke refereres til som "xerografiske tonere". Toneren tiltrekkes elektrostatisk til det latente bilde i forhold til den ladningsmengde som finnes på dette, slik at områder med liten ladningskonsentrasjon blir områder med liten tonertetthet, mens områder med større ladnings-tetthet blir tilsvarende fortettet.Det fremkalte bilde overføres deretter til et bæremateriale og bindes permanent til dette, idet den fremgangsmåte som er mest alminnelig anvendt er å overføre bildet til en papirbærer og varmebinde toneren for å danne en for-bindelse med papirfibrene. Denne varmebinding skjer fortrinnsvis ved hjelp av strålevarme.
Legemer som mottar strålevarme, heretter henvist til som "mottakere", oppviser varierende egenskaper med hensyn til absorb-sjonsevne for stråling med ulik bølgelengde, idet absorpsjonsevnen er mottakerens evne til å oppta stråleenergien som faller på den og å omdanne denne til indre energi eller varme. Kjønrøk vil for eksemepl absorbere ca. 96$ av all innfallende stråling uavhengig av strålingens bølgelengde. En polert aluminiumsplate vil på den andre side reflektere storparten av den mottatte stråling og bare absorbere en liten del ved de lange bølgelengder. Generelt vil de fleste materialer innpasse seg et sted mellom disse to yt-terpunkter ved at de oppviser god absorps jonsevne for stråling ved enkelte bestemte bølgelengder, mens de oppviser en motstand mot opptak av stråling ved de andre bølgelengder.
Dette prinsipp ble benyttet av Roshon i US-patentskrift nr. 2807.707 hvor det beskrives hvordan det selektivt kan smeltes xerografiske tonerbilder ved hjelp av varme til et papirbæremateriale ved hjelp av periodevis energiserte strålingslamper (blink-smelting). Lampene "blinkes" opp i et kort tidsrom for å emittere energi med høy intensitet konsentrert i et smalt bølge lengd eb ånd hvori toneren lett absorberer stråleenergi. Papirbæreren vil imidlertid reflektere storparten av denne høye intensive energi som er konsentrert ved korte bølgelengder og derfor forblir forholdsvis kald under smelteoperasjonen.
Det er kjent infrarøde lamper som har en spiralviklet gløde-tråd og et omsluttende kvartshus. Disse har imidlertid ikke kunnet utnyttes på tilfredsstillende måte til det foreliggende formål. Områder med lav tonerkonsentrasjon har ikke vært i stand til å absorbere tilstrekkelig energi til å bli tilstrekkelig sammensmel-tet. Por søk på å avgi mer energi til områdene med lav tonerkonsentrasjon ved å øke intensiteten på den infrarøde energi i bestrå-lingsperioden forårsaker at bærematerialet skades før sammensmelting kan fullføres.
Det ideelle i den xerografiske sammensmeltingsprosess er å bringe temperaturen på bærematerialet så nær opptil smeltepunktet til det xerografiske fremkall ingspulver som mulig slik at en tilstrekkelig mengde varme avgis ved forbindelsen mellom toner og bærer, et sted hvor den trenges mest for å bevirke sammensmelting. Imidlertid tilgodeser vanligvis en effektiv infrarød kilde som frembringer en nesten monokromatisk emisjonsenergirespons absorp-sjons egens kåpene til et materiale på bekostning av et annet slik at det blir umulig å frembringe samme temperatur i begge innenfor et kort tidsrom. Forsøk på å utbrede bølgelengden hvorved egnet infrarød energi frembringes ved å benytte anordninger med flere kilder har ikke vist seg fordelaktige. Når to eller flere infra-røde kilder med høy temperatur plasseres tett opptil hverandre samvirker de på en slik måte at de oppnår en resulterende enkelt likevekt stemperåtur i begge kildene. En enkelt resulterende, for det meste monokromatisk emisjons-bølge-form emitteres istedet for en resulterende energifordeling som dekker et bredt bølge lengde-bånd.
Det er derfor oppfinnelsens formål å frembringe en fremgangsmåte av den nevnte art, som er egnet til jevn varmeoverfø-ring til materialer med forskjellige absorpsjonsegenskaper, i før-ste rekke til xerografisk toner på en papirbærer.
Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved at det benyttes en lampe der glødetråden befinner seg i fysisk kontakt med huset, og at lampen tilføres en slik spenning at den primære strålingskilde utstråler en energi med bølgelengde på ca. 2,0 mikroner, og sekundærkilden derved overfører energien ved omtrent 2,0 mikroner fra primærkilden og gjenutstråler energi med et maksimaleffektpunkt vedca. 3,4 mikroner slik at 'ønsket oppvarming av såvel toner som papirbærer oppnås.
Denne fremgangsmåte gir bestråling over et bredt bølgeleng-debånd og en tilsvarende utvidelse av energifordelingen.
Por å lette forståelsen av oppfinnelsen vil det i det føl-gende bli beskrevet et utførelseseksempel under henvisning til de medfølgende tegninger hvor: Fig. 1 viser i delvis oppsnittet perspektivriss en anordning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Eig. 2 viser to spektroradiometriske kurver for en ideell stråler tegnet med emisjonsenergi-utgang og bølgelengde som koor-dinater og visende den resulterende bølge lengdefordeling for strå-
lingsenergi frembragt ved to temperaturer.
Fig. 3 viser et riss av parameternes betydning ved den xerografi ske smelteoperasjon i avhengighet av bølgelengden, hvorpå det er overlagret karakteristikkene til anordningen vist i fig. 1.
Under henvisning til fig. 2 er det tegnet to kurver for bølge lengdefordelingen for en ideell stråler som emitterer stråle-energi ved to ulike temperaturer. En kurve representerer bølge-lengdefor del ingen for en ideell kilde som frembringer energi ved en kildetemperatur på ca. 1650°C mens den andre er en distribu-sjons kurve for en kilde som drives ved ca. 1100°C. En sammenlikning av disse to kurver, kjent som spektroradiometriske kurver, viser: a) at den totale mengde av stråling, representert ved are-alet under disse kurvene,er større for et legeme som drives ved
en høyere temperatur,
b) at en kilde som drives ved en høyere temperatur frembringer maksimaleffekt ved en kortere bølgelengde enn en som drives ved en lavere temperatur. Det sorte legeme som drives ved ca. 1650°C har en maksimaleffekt ved en bølgelengde på ca. 1,5 mikroner, mens kilden som drives ved 1100°C har en maksimaleffekt ved ca. 2,2 mikroner. c) at uavhengig av hvilken temperatur kilden drives ved, så vil strålingsenergi frembringes ved alle bølgelengder, men maksi-malfordel ingen av denne energi blir imidlertid bestemt av temperaturen som kilden drives med. En sammenlikning av de to kurver som er vist i figur 2 avslører at en større del av energien fra kilden som drives ved 1650°C er konsentrert om maksimaleffektens bølge-lengde, mens den totale energi som frembringes ved lavere kildetemperatur er fordelt jevnere over spektret.
En forståelse av variasjonene i de spektroradiometriske kurvene som er vist i figur 2 er viktig, siden det ved forståelsen av disse kurver vil være klart at toppen eller den effektive bøl-gelengde og intensiteten av energien som er tilknyttet disse er kjennetegnende for en spesiell kilde og disse kjennetegn er avhengig av temperaturen som kilden drives med. Dessuten skulle det fremgå klart av fremstillingen i figur 2 at de to kurver for en ideell stråler som emitterer energi ved to forskjellige temperaturer aldri vil krysse hverandre og at intensiteten av energien og den totale energi som emitteres av en kilde derfor ikke kan bli lik eller større når den samme kilde drives ved en lavere temperatur. Således kan det bare være en bølgelengde som tilsvarer en maksimaleffekt for hver enkelt varmekilde.
I praksis er det blitt funnet at en effektiv stråler, det vil si en stråler som omdanner en stor del av den disponible indre energi til strålingsenergi, vil tilnærme bølgelengdefordelin-gen for et sort legeme meget godt. For eksempel vil en wolfram-glødetråd, som ansees for å være en god kilde for infrarød stråling, omdanne 86$ av den disponible indre energi når den drives med en temperatur på ca. 2200°C. Denne energi er funnet å være konsentrert innenfor et smalt bølgelengdebånd sentrert om ca.
1,1 mikron.
Imidlertid kan denne energi, fordi strålingen som frembringes av en effektiv infrarød kilde er konsentrert innenfor et smalt bølgelengdebånd som vanligvis finnes ved det infrarøde spektrums korte ende, eksistere hovedsakelig ved bølgelengder hvorved mottakeren reflekterer energi istedenfor å absorbere den. I en xerografisk smelteprosess for eksempel, har forsøk vist at en papirbærer absorberer meget lite infrarød energi ved bølgelengder kortere enn 3,0 mikroner. Derfor vil ikke strålingskilder med høy virkningsgrad, såsom wolframglødetråd som drives ved høye temperaturer, uten videre frembringe varmevirkning i et papirbæremateriale.
"Intensiteten" av den frembragte energi ved en kildes over-flate er mengden av stråling emittert pr. flateenhet av denne kilde. Som det kan sees ved å sammenlikne de to kurver i figur 2 er intensiteten (høyden av kurvene) hvormed en ideell stråler frembringer energi avhengig av kildens temperatur. Jo høyere kildens temperatur er, desto høyere er Intensiteten ved alle bølge-lengder .
Xerografisk fremkallingspulver er kjent for å virke som et sort lego,me ved at det absorberer en stor del av strålingen ved alle bølgelengder. Toneren i de fleste xerografiske anvendelser dekker imidlertid bare en relativt liten andel av den totale eks-ponerte bæreflate. Derfor vil ikke en kilde for infrarøds stråling som frembringer maksimaleffekt ved en bølgelengde hvorved papir har god absorpsjonsevne (3,0 mikroner eller lenger) frembringe infrarød stråling med en intensitet som er istand til å varme opp de svakt tonete billedområder hurtig. Som tidligere bemerket vil energi med høy virkningsgrad som er istand til å varme opp den xerografiske toner effektivt ha kortere bølgelengde hvor ved papir har relativt dårlig absorpsjonsevne. Det som ønskes i den xerografiske oppvarmingsprosess er derfor en kilde for infra-rød stråling som kan frembringe både høyintensiv infrarød stråling ved kortere bølgelengder for å varme opp toneren effektivt og høy-intensiv .infrarød stråling ved lengre bølgelengder.for å varme opp bærematerialet hurtig og effektivt.
Fig. 1 viser en anordning for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse benyttet som varmekilde i den xerografiske smelteprosess. En bærer 15 hvorpå fremkallingspulver eller toner er blitt løst påført, føres under en infrarød lampe 14. Den billedholdende bærer transporteres av et bånd 16 eller en tilsvarende transportanordning slik at både toneren og bærematerialet forblir i termisk kontakt med lampen i et tidsrom som er tilstrekkelig til å smelte toneren til bæreren.
Lampen 14 omfatter en kraftig glødetråd 10 viklet i skrue-linjeform og plassert inne i et hus 11*slik at den spoleformete glødetråd holdes i fysikalsk kontakt med det sylinderformete hus' 11 innvendige flate. Glødetråden 10 kan energiseres elektrisk ved at det kobles kontakter 12 til utgangsklemmene til en egnet kraft-kilde (ikke vist). En reflektor 13 som strekker seg over lampen konsentrerer lampens 14 utstrålte energi mot mottakermaterialet 15 som beveges forbi på transportanordningen 16.
Glødetråden 10 kan være konstruert av ethvert ledende metall som er i stand til å emittere infrarød stråling effektivt når det blir elektrisk energisert, selv om det er blitt funnet at wolfram foretrekkes på grunn av at dette materiale har egenskaper som gir glødetråden høy virkningsgrad og lang driftstid ved høye temperaturer.
Lampen 14 som er vist i figur 1 er konstruert for å drives ved halvparten av den spenning som en slik lampe kunne drives med uten å svikte og som er avhengig av glødetrådens størrels^e og fysikalske egenskaper. Glødetrådens 10 driftstemperatur styres ved å gjøre avstanden mellom spole sløyfene i forhold til varmeutvik-lingen så stor at en glødetrådstemperatur på ca. 1150°C opprettholdes når glødetråden energiseres med halv spenning. Det er blitt anslått at en Infrarød lampe ved halv spenning og en relativt lav temperatur (1150°C) har ubegrenset lang levetid. Til sammenlikning har en krartslampe med høy temperatur som drives ved full kapasitet og en glødetrådstemperatur på ca. 2200°C en relativt kort levetid, normalt ca. 5000 timer.
Huset 11 er konstruert av et materiale med god varmebe-standighet ved høye temperaturer og dessuten med evne til å delvis å overføre og delvis å absorbere innfallende infrarød energi. Noen ikke-krystalline glassorter, såsom "Victor", stensalt og kvarts er eksempler på materialer som har disse ønskete egenskaper. Det er imidlertid blitt funnet ved forsøk at smeltet kvarts er særlig fordelaktig for denne anvendelse.
I drift plasseres glødetråden av wolfram direkte i kontakt med kvartshuset. I motsetning hertil har kjente infrarøde lamper glødetråd som er båret på tantal-skiver i en viss avstand fra kvartshuset for å hindre krystallisasjon av kvartsen ved denne høye temperatur (2250°C). Et kvartshus som er blitt krystallisert har ikke evne til å utstråle infrarød energi og blir derfor en barriere mellom strålingskilden og en mottaker. Kvarts glass har en mykningstemperatur på ca. 1665°C og derfor kan en wolfram glø-detråd drevet ved en temperatur på 1150°C som beskrevet her an-bringes trygt i fysikalsk kontakt med huset uten fare for å øde-legge kvartsens utstrålingsegenskaper.
Den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet som en varme-anordning for en xerografisk smelteprosess under henvisning til kurven tegnet inn i diagrammet i figur 3. Tist tegnet i diagrammet i figur 3 er 1) kurven for den resulterende emisjonsenergi-forde-ling til den infrarøde lampe med hel, tykk linje, 2) utstrålings-kurven for huset av kvartsglass med prikket linje, 3) absorpsjonskurvene for xerografisk toner og hvitt, limet papir vist med strekete linjer.
Kurvene som er vist i figur 3 er tegnet som energi i forhold til den bølgelengde energien eksisterer ved. Kurvene er ba-sert på teoretiske energinivå og uttrykt som prosentdeler av den totale energi slik at de forskjellige parametre kan sammenliknes.
I drift energiseres lampen først til sin driftsspenning som er halvparten av linjespenningen, for eksempel 117 volt. Som tidligere nevnt er glødetråden 10 (fig. l) viklet slik at spolesløy-fene når de er energisert virker sammen for å gi en glødetråds-temperatur på mellom 1040°C og 1150°C. Det er blitt funnet at en wolfram-glødetråd som drives i dette temperaturområde frembringer infrarød stråling med en karakteristisk maksimal-bølgelengde omtrent ved 2,2 mikroner.
Idet det henvises til overføringskurven for smeltet kvarts vist i fig. 3, kan det sees at kvarts vil overføre ca. 92$ av den innfallende stråle-energi som har kortere bølgelengder enn 4,0 mikroner. Det kan imidlertid sees at overføringsegenskapene til kvarts synker hurtig fra et platånivå på ca. 92$ til 0 mellom bølgelengdene 4,0 og 5,0 mikroner, hvilket betyr at kvarts blir ugjennomsiktig for infrarød stråling med større bølgelengder enn 5,0 mikroner. En wolframglødetråd som drives med en temperatur på ca. 1150°C har en høy virkningsgrad, hvilket vil si at en wolfram-glødetråd som drives ved høye temperaturer omvandler en stor pro-sentdel av den tilførte energi til infrarød stråling. Den infra-røde stråling utsendt av wolframglødetr åden, som er konsentrert om ca.2,2 mikroner, vil lett overføres gjennom kvartshuset. Denne maksimalenergi som utsendes av wolframglødetråden og overføres gjennom kvartshuset kan gjenkjennes som den første toppen som opptrer i den resulterende strålingskurve ved ca. 2,2 mikroner.
Kvartsglass som oppvarmes til en temperatur på mellom
585°C og 640°C når en tilstand av termisk likevekt ved at den gjenavstråler som infrarød energi mellom 80 og 90$ av hele den indre energi den mottar (emisjonsevne 0,8 til 0,9 ved 640°C). Et kvartslegeme som befinner seg på en temperatur på 640°C er ikke i stand til å motta og lagre i seg mer varmeenergi og derfor må hele den energi det mottar kastes av på en eller annen måte. Det er funnet at kvarts ved høye temperaturer gjenavstråler denne overskytende energi som infrarød stråling.
Som det fremgår av transmisjonskurvene for kvartsglass med høy renhet (fig. 3), vil infrarød stråling som beveger seg med bølgelengder lenger enn 5,0 mikroner ikke overføres gjennom kvartshuset. Denne energi ved de lenger bølgelengder vil imidlertid absorberes i kvartsen og omdannes til varmeenergi. Varmestrøm og elektrisk strøm er analoge ved at de følger de samme lover og likninger. I begge tilfeller vil energien som når mottakeren være større jo mindre motstanden som plasseres mellom energikilden og energimottakeren er. I den foreliggende oppfinnelse er varme trå-den plassert i direkte fysikalsk kontakt med kvartshuset slik at den mest effektive varmestrøm kan opprettholdes mellom de to legemer. Ved høye temperaturer er den fremherskende varme strømmeka-nisme stråling mer enn konveksjon eller ledning fordi strål ings-varmestrøm er avhengig av kildens absolutte temperatur opphøyd i fjerde potens istedet for temperaturforskjellen mellom legemene som ved konveksjon eller temperaturgradienten som opptrer gjennom et medium som ved ledning. Varme strømmen som opptrer ved høye
temperaturer på grunn av konveksjon eller ledning kan imidlertid
ikke neglisjeres. Det er blitt funnet ved forsøk at ved å plassere en forholdsvis massiv glødetråd, det vil si en glødetråd med tett-viklete vindinger og en diameter på 0,5 mm eller større, i kontakt med et kvartshus, kan tilstrekkelig varme overføres ved hjelp av
de tre forannevnte varmeoverføringsmekanismer til å bringe kvartshuset på den ønskete driftstemperatur (440°C til 640°C). Dessuten er det blitt funnet at en wolframglødetråd drevet under de forannevnte forhold vil gi tilstrekkelig energi til kvartshuset til å øke«intensiteten på den gjenavstrålte energi til et høyt nok nivå til at kvartshuset kan benyttes som sekundær-strålingskilde eller skinn-strålingskilde. De to kilder tilsvarer hverandre således i sin respons.
Som tidligere bemerket er fordelingen av strålingsenergi avhengig av kildens temperatur. Et gjenavstrålende kvartshus, som beskrevet heri, som drives ved en temperatur på ca. 640 C vil fordele storparten av den. gjenutstrålte energi slik at den er konsentrert om et maksimaleffektpunkt som opptrer ved en bølge-lengde på 3,4 mikroner.
Som vist i fig. 3 har den resulterende emisjonseffektkurve for lampen et sekundært maksimaleffektpunkt som finnes ved ca. 3,4mikroner, maksimaleffektens bølgelengde som kvartshusets konsentrerer sin gjenutstrålte energi om. Som tidligere bemerket vil 92$ av den energi som utvikles fra glødetråden med bølgelengder kortere enn 4,0 mikroner utstråles av huset. Energien som emitteres av wolf råmglødetråden- ved lengre bølgelengder absorberes først i kvartshuset hvor den senere gjenfordeles og gjenutstråles ved bølgelengder konsentrert i et smalt bånd sentrert om ca. 3,4 mikroner. Denne gjenfordelte energi utviklet av huset forsterker energien som utstråles fra primærkilden ved like bølgelengder slik at det dannes en resulterende bølgefordeling som er lik den som gjengis av den resulterende strålingskurve i figur 3.
Av hensyn til forståeligheten er det andre maksimaleffektpunkt som finnes på den resulterende strålingskurve vist på samme nivå som maksimaleffekten utviklet fra wolfråmglødetråden, det vil si på samme nivå som energien utstrålt gjennom kvartshuset. Det bør imidlertid være klart for fagfolk at i virkeligheten kan intensiteten til det andre maksimaleffektpunkt ikke nå det som frembringes av primærkilden, idet intensiteten av den resulterende energi som er konsentrert om det andre maksimaleffektpunkt (3,4 mikroner) er summen av energien som overføres gjennom kvartsen og energien som gjenutstråles fra huset.
Den resulterende energi som utrikles av lampen 14 (fig. l) har istedetfor å være hovedsakelig monokromatisk i sin bølgeform en energifordel ing med høy intensitet som dekker et forholdsvis bredt område av det infrarøde spektrum som er istand til å varme opp ethvert materiale med en absorpsjonsevne mellom 0,5 og 1,0
som faller innenfor lampens virksomme bølgelengdeområde.
Overlagret over den resulterende emisjonseffektkurve finnes absorpsjonskurvene for både xerografisk toner og hvitt, limet papir, vist med strekete linjer. Det bør bemerkes at xerografisk toner ligger meget nær opptil et sort legeme ved at den absorberer 94$ av all innfallende energi uavhengig av denne energis bøl-gelengde. Det kan imidlertid dessuten sees av disse kurvene at absorpsjonsevnen til hvitt, limet papir er helt forskjellig fra absorpsjonsevnen til toner. Hvitt, limet papir vil reflektere storparten av den innfallende energi som finnes ved kortere bølgeleng-der enn 3,0 mikroner, mens det absorberer 80 og 90$ av den infra-røde energi som støter mot det ved lengre bølgelengder.
Som tidligere bemerket er kildens driftstemperatur og kildens virkningsgrad direkte proporsjonale, det vil si at en økning i kildens temperatur også vil frembringe en økning i kildens ef-fektivitet. Det er blitt funnet at en enkelt kilde for infrarød energi som drives innenfor et bølgelengdebånd hvor hvitt, limet papir har god absorpsjonsevne (3,0 mikroner eller lenger) må drives ved forholdsvis lave temperaturer og derfor, pr. definisjon, må være en mindre effektiv kilde. I den foreliggende oppfinnelse benyttes en effektiv kilde for infrarød energi til å frembringe høy intensiv infrarød energi ved lengre bølgelengder som er istand til å varme opp hvitt, limet papir samtidig som den frembringer virksom høyintensiv energi ved de kortere bølgelengder for hurtig og effektiv oppvarming av xerografisk toner. Dette prinsipp fremgår grafisk ved å sammenlikne den overlagrete resulterende strålingskurve for den infrarøde lampe med absorpsjonskurven for hvitt, limet papir som vist i fig. 3.
Det er blitt funnet ved forsøk at en varmelampe som beskrevet i det forangående er i stand til å smelte xerografisk toner til et hvitt, limet papir innenfor et driftsspenningsintervall på 40 volt. Det vil si at det er et intervall på 40 volt mellom den høyeste temperatur som ikke smelter og den laveste temperatur hvorved et hvitt papirbæremateriale skades. Hittil har de mest kjente xerografiske varmesmeltere virket innenfor et forholdsvis smalt intervall på 4 volt fordi slike smeltere er hlitt konstruert for å frembringe et meget selektivt semi-monokromatisk bånd av infrarød energi av hensyn til virkningsgraden.
Claims (1)
- Fremgangsmåte til å smelte en xerografisk toner til en papirbærer ved anvendelse av en infrarød lampe som har en spiralviklet glødetråd som primær strålingskilde, og som sekundær strålingskilde har et hus av kvarts med en innvendig diameter som er omtrent lik den primære kildes utvendige diameter, karakterisert ved at det benyttes en lampe der glødetråden befinner seg i fysisk kontakt med huset, og at lampen tilføres en slik spenning at den primære strålingskilde utstråler en energi med bølgelengde på ca. 2,-0 mikroner, og sekundærkilden derved overfører energien ved omtrent 2,0 mikroner fra primærkilden og gjenutstråler energi med et maksimaleffektpunkt ved ca. 3,4 mikroner slik at _ønsket oppvarming av såvel toner som papirbærer oppnås.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US55992266A | 1966-06-23 | 1966-06-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO123480B true NO123480B (no) | 1971-11-22 |
Family
ID=24235619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO168633A NO123480B (no) | 1966-06-23 | 1967-06-17 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3449546A (no) |
JP (1) | JPS525854B1 (no) |
AT (1) | AT303518B (no) |
BE (1) | BE700101A (no) |
CH (1) | CH499143A (no) |
DE (1) | DE1690659C3 (no) |
DK (1) | DK118703B (no) |
ES (1) | ES341906A1 (no) |
GB (1) | GB1187481A (no) |
NL (1) | NL6708388A (no) |
NO (1) | NO123480B (no) |
SE (1) | SE332936B (no) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3861863A (en) * | 1973-12-19 | 1975-01-21 | Ibm | Fusing apparatus |
US3922520A (en) * | 1974-02-19 | 1975-11-25 | Itek Corp | Heating apparatus for electrophotographic copiers |
US3898424A (en) * | 1974-02-25 | 1975-08-05 | Xerox Corp | Radiant fuser for xerographic reproducing apparatus |
US3953709A (en) * | 1974-02-25 | 1976-04-27 | Xerox Corporation | Two source radiant fuser for xerographic reproducing apparatus |
JPS5642679Y2 (no) * | 1976-04-23 | 1981-10-06 | ||
US4366177A (en) * | 1981-01-26 | 1982-12-28 | Pet Incorporated | Method of flameless broiling or baking greasy meat products |
US4452589A (en) * | 1981-08-14 | 1984-06-05 | Denison Tom G | Arc welding simulator |
US4462307A (en) * | 1983-05-23 | 1984-07-31 | Pet Incorporated | Humpback oven-broiler |
US5526108A (en) * | 1993-06-18 | 1996-06-11 | Xeikon Nv | Electrostatographic printer with image-fixing station |
EP0629930B1 (en) * | 1993-06-18 | 1998-05-27 | Xeikon Nv | Electrostatographic printer with image-fixing station |
US5382805A (en) * | 1993-11-01 | 1995-01-17 | Fannon; Mark G. | Double wall infrared emitter |
US5970301A (en) * | 1997-12-03 | 1999-10-19 | Xeikon N.V. | Device and method fixing and glossing toner images |
US6399955B1 (en) | 1999-02-19 | 2002-06-04 | Mark G. Fannon | Selective electromagnetic wavelength conversion device |
US7550103B2 (en) * | 2001-10-09 | 2009-06-23 | International Automotive Components Group North America, Inc. | Plastic skin forming process |
DE60228106D1 (de) * | 2001-10-09 | 2008-09-18 | Collins & Aikman Automotive Co | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer kunststoffhaut |
DE102005037101A1 (de) * | 2005-08-03 | 2007-02-08 | Krones Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Wandstärkenkontrolle |
WO2011063086A1 (en) | 2009-11-19 | 2011-05-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole optical radiometry tool |
AU2009356978B2 (en) | 2009-12-23 | 2013-08-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Interferometry-based downhole analysis tool |
BR112012013906A2 (pt) * | 2010-06-16 | 2016-04-26 | Halliburton Energy Services Inc | fonte de luz |
US8833925B2 (en) | 2012-09-28 | 2014-09-16 | Ricoh Production Print Solutions LLC | Radiant drum drier for print media in a printing system |
BR112015031101A2 (pt) * | 2013-06-26 | 2017-07-25 | Nestec Sa | dispositivo de aquecimento volumétrico para máquina de preparo de bebidas ou alimentos |
WO2019147233A1 (en) | 2018-01-24 | 2019-08-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for build material heating |
CN115022993B (zh) * | 2022-08-04 | 2022-11-04 | 西安交通大学 | 一种空天飞机热环境模拟用模块化超高温加热装置及方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2535268A (en) * | 1948-03-13 | 1950-12-26 | Merco Ind Inc | Infrared generator |
NL84100C (no) * | 1950-06-23 | 1957-02-15 | ||
BE558347A (no) * | 1956-06-14 | |||
US2891136A (en) * | 1956-10-02 | 1959-06-16 | Nathanson Max | Radiant heating device |
NL246153A (no) * | 1958-12-13 | |||
US3197614A (en) * | 1961-08-31 | 1965-07-27 | Dick Co Ab | Fuser unit for electronic printing machine |
US3225247A (en) * | 1962-06-13 | 1965-12-21 | Sylvania Electric Prod | Incandescent lamp |
CH409168A (de) * | 1963-07-11 | 1966-03-15 | Heraeus Schott Quarzschmelze | Infrarotstrahler |
US3325629A (en) * | 1963-12-26 | 1967-06-13 | Monsanto Co | Infrared heating apparatus for molding machines and the like |
US3346723A (en) * | 1964-04-20 | 1967-10-10 | Heraeus Schott Quarzschmelze | Electric infrared emitter |
-
1966
- 1966-06-23 US US559922A patent/US3449546A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-06-15 DE DE1690659A patent/DE1690659C3/de not_active Expired
- 1967-06-16 NL NL6708388A patent/NL6708388A/xx unknown
- 1967-06-16 BE BE700101D patent/BE700101A/xx unknown
- 1967-06-16 CH CH858967A patent/CH499143A/fr not_active IP Right Cessation
- 1967-06-16 DK DK313267AA patent/DK118703B/da unknown
- 1967-06-16 ES ES341906A patent/ES341906A1/es not_active Expired
- 1967-06-16 AT AT563767A patent/AT303518B/de not_active IP Right Cessation
- 1967-06-17 NO NO168633A patent/NO123480B/no unknown
- 1967-06-19 SE SE08598/67A patent/SE332936B/xx unknown
- 1967-06-19 GB GB28162/67A patent/GB1187481A/en not_active Expired
- 1967-06-21 JP JP42039382A patent/JPS525854B1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES341906A1 (es) | 1968-10-16 |
DE1690659A1 (de) | 1971-06-09 |
GB1187481A (en) | 1970-04-08 |
BE700101A (no) | 1967-12-01 |
SE332936B (no) | 1971-02-22 |
JPS525854B1 (no) | 1977-02-17 |
CH499143A (fr) | 1970-11-15 |
DE1690659C3 (de) | 1978-10-12 |
DE1690659B2 (de) | 1978-02-02 |
AT303518B (de) | 1972-11-27 |
NL6708388A (no) | 1967-12-27 |
US3449546A (en) | 1969-06-10 |
DK118703B (da) | 1970-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO123480B (no) | ||
CN100496170C (zh) | 红外线灯、加热装置和生产红外线灯的方法 | |
TW538480B (en) | Heating configuration for use in thermal processing chambers | |
US3529129A (en) | Reflection type flash fuser | |
PL79260B1 (no) | ||
JP4362337B2 (ja) | 赤外線電球、加熱装置及び電子装置 | |
US3649808A (en) | Fusing device | |
JPH07104562B2 (ja) | カラー画像記録装置の照明用光源 | |
JPH06349813A (ja) | サブストレートを加熱する装置 | |
JPH09114307A (ja) | 定着装置 | |
JPH07152271A (ja) | 熱定着装置 | |
GB1599452A (en) | Infra-red heating device | |
JP2002031974A (ja) | 画像形成装置 | |
JPS63281180A (ja) | 定着装置 | |
JPS63190277A (ja) | 遠赤外線放射ユニツト | |
JPS568173A (en) | Fixing device | |
US4373131A (en) | Apparatus for flash fusing tuner images | |
JPH0635354A (ja) | 定着装置 | |
US1346172A (en) | Illumination | |
JPH07121041A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4201020B2 (ja) | 加熱ヒータ、定着装置、および画像形成装置 | |
JP2002031969A (ja) | 画像形成方法および画像形成装置 | |
JP2007287549A (ja) | 管型白熱ヒータ、加熱装置、画像形成装置 | |
SU1070502A1 (ru) | Устройство дл радиационного закреплени порошковых изображений на оконечном носителе | |
JPH0711730B2 (ja) | 定着装置 |