DE10320043B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung von Bedruckstoff innerhalb einer Mikrowelleneinrichtung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Handhabung von Bedruckstoff innerhalb einer Mikrowelleneinrichtung Download PDFInfo
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Abstract
Vorrichtung
zur Behandlung eines Bedruckstoffs (1), umfassend eine Mikrowelleneinrichtung
(5), vorzugsweise eine Mikrowellenfixiereinrichtung für eine Druckmaschine,
umfassend eine Einrichtung zur Erzeugung und Steuerung von strömender Luft,
gekennzeichnet durch, einen Schlitzbereich (18), zum Transport des
Bedruckstoffs (1) durch einen Applikationsbereich (17), wenigstens
teilweise abschließende
Folien (26), aus einem Mikrowellen nicht oder nur in einem geringen
Maße absorbierenden
Material, vorzugsweise im Umfeld ober- und unterhalb des Transportpfads
des Bedruckstoffs (1)
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung eines Bedruckstoffes in einer Mikrowelleneinrichtung, vorzugsweise in einer Mikrowellenfixiereinrichtung einer Druckmaschine.
- Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung eines Bedruckstoffes, umfassend eine Mikrowelleneinrichtung, vorzugsweise eine Mikrowellenfixiereinrichtung für eine Druckmaschine.
- Weiter betrifft die Erfindung eine Mikrowelleneinrichtung, insbesondere eine Mikrowellenfixiereinrichtung zur Behandlung von Bedruckstoff in einer Druckmaschine.
- In elektrofotografischen Druckmaschinen werden Tonerpartikel durch ein Farbwerk auf einen Bedruckstoff übertragen. Nach dieser Übertragung des Toners auf den Bedruckstoff erfolgt eine Fixierung des Toners auf dem Bedruckstoff. In vielen elektrofotografischen Druckmaschinen wird die Fixierung mittels Wärme und Druck innerhalb einer Fixiereinrichtung erreicht.
- In der Patentschrift
US 5,536921 wird vorgeschlagen, für die Fixierung des Toners eine Mikrowellenfixiereinrichtung zu verwenden. Der Transportpfad des Bedruckstoffs wird für diesen Zweck durch die Mikrowellenfixiereinrichtung hindurchgeführt, wobei Toner und Bedruckstoff erhitzt werden und der Toner dabei auf dem Bedruckstoff fixiert wird. - Der Einsatz von Mikrowelleneinrichtungen ist auch für den Fall denkbar, dass beispielsweise eine Fixiereinrichtung mit Fixierrolle und Druckzylinder verwendet wird. Die Mikrowelleneinrichtung kann dann beispielsweise den Bedruckstoff und den Toner vorheizen, so dass die Fixiergeschwindigkeit erhöht wird.
- Wird der Bedruckstoff auf einem Transportband durch eine Mikrowelleneinrichtung transportiert, so sind an dieses Transportband erhöhte Anforderungen zu stellen. Es muss eine sehr geringe Mikrowellenabsorption und eine möglichst geringe Beeinflussung des Mikrowellenfeldes aufweisen. Des Weiteren darf es nicht elektrisch leitfähig sein.
- Auch wenn ein geeignetes, nicht leitendes Transportband verwendet wird kann es zu Problemen kommen. Insbesondere wenn sich Tonerschichten auf beiden Seiten des Bedruckstoffes befinden. Dieses ist im Duplexdruck der Fall. Durch den direkten Kontakt der Tonerschicht auf der Unterseite des Bedruckstoffes mit dem Transportband kann die Qualität des Druckbildes negativ beeinträchtigt werden.
- In der deutschen Patentanmeldung
DE 101 43 988 A1 wird daher eine Druck- oder Kopiermaschine vorgeschlagen, die eine Führungseinrichtung zur frei schwebenden Verlagerung des Bedruckstoffes im Wirkungsbereich der Heizeinrichtung aufweist. Der Transport des Bedruckstoffes wird hier durch ein Luftkissen zumindest unterstützt. Die Heizeinrichtung umfasst dafür Grundplatten mit mehreren, jeweils eine Düse bildenden Durchgangsöffnungen. Problematisch bei den hier vorgeschlagenen Grundplaten ist zum einen ihre Dicke, bei der Anwendung von Mikrowellenstrahlung kann die Platte als eine Art Antenne fungieren und zwar auch für den Fall, dass sie aus einem für elektromagnetische (EM)Strahlung durchlässigem Material besteht. Selbst dann kommt es zu Verzerrungen des EM-Feldes, so dass es zu einer Konzentration im Bereich der Platten kommen kann. Die Abstrahlung nach Außen kann bei der Verwendung solcher Platten in einem nicht gewünschten Maße erfolgen. Des Weiteren können die Platten, auch wenn sie sehr genau eingesetzt werden durchaus Kanten im Bereich des Transportpfades des Bedruckstoffes bilden, so dass es dort leichter zu einem Bedruckstoffstau kommen kann. Schließlich wird gerade durch die geringere Temperatur der Platts gerade im Umfeld der Platte Wasserdampf kondensieren. Da die Platte unmittelbar auf den Bereich der Heizeinrichtung beschränkt ist kommt es auch hier bevorzugt zur Kondensation wodurch es hier zu Verzerrungen des EM-Feldes oder gar Spannungsdurchbrüchen kommen kann. - Ein weiteres wesentliches Problem bei einem Fixiervorgang mittels einer Mikrowellenfixiereinrichtung, bzw. allgemein bei der Behandlung eines Bedruckstoffs innerhalb einer Mikrowelleneinrichtung, ist der aus dem Bedruckstoff entweichende Wasserdampf. Dieser Wasserdampf kann sich in der Mikrowelleneinrichtung verteilen. Die Leitfähigkeit des innerhalb der Mikrowelleneinrichtung vorhandenen Gasgemisches nimmt daraufhin zu. Es kann zu Spannungsdurchbrüchen innerhalb der Mikrowelleneinrichtung kommen. Diese Spannungsdurchbrüche können dann Schäden innerhalb der Mikrowelleneinrichtung verursachen.
- Des Weiteren kann die Feuchtigkeit an Wänden innerhalb der Mikrowelleneinrichtung oder an anderen Bauelementen in ihrer unmittelbaren Umgebung kondensieren. Hierdurch kann zumindest das Mikrowellenfeld verzerrt werden. Eine Störung der Funktion der Mikrowelleneinrichtung ist zumindest wahrscheinlich.
- Aus der
JP 57 09 75 55 A - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Schäden und Störungen innerhalb der Mikrowelleneinrichtung zu vermeiden. Weiter soll die Qualität des erzeugten Druckbildes verbessert werden.
- Eine Mikrowelleneinrichtung, bzw. eine Mikrowellenfixiereinrichtung, besteht im Wesentlichen aus einer Mikrowellenquelle, in der die Mikrowellen erzeugt werden, einem Hohlleiter, in dem die Mikrowellen weitergeleitet werden, einem Applikator, der den Bereich umfasst, den der Bedruckstoff durchläuft und in dem eine stehende oder eine laufende Mikrowelle erzeugt wird und einem Applikationsbereich, der der Bereich innerhalb des Applikators ist, in dem die Mikrowellen auf einen Bedruckstoff appliziert werden. Dieser Applikationsbereich weist einen Schlitzbereich auf, der einen Transport des Bedruckstoffs durch den Applikationsbereich ermöglicht. Eine besondere Anforderung an diesen Schlitzbereich ist es, dass möglichst wenig an Mikrowellenstrahlung aus diesem Schlitzbereich, der praktisch den Applikationsbereich mit dem äußeren Umfeld der Mikrowelleneinrichtung verbindet, ausdringen kann. Der Schlitzbereich weist daher eine möglichst geringe Ausdehnung auf.
- Außer zu Spannungsdurchbrüchen kann es auch zu wenigstens geringen Verzerrungen des Mikrowellenfeldes innerhalb des Applikators auf Grund von kondensierter Feuchtigkeit kommen.
- Wird Feuchtigkeit aus der Mikrowelleneinrichtung, d.h. insbesondere aus dem Applikationsbereich der Mikrowelleneinrichtung heraus transportiert, so wird die Wahrscheinlichkeit eines Spannungsdurchbruches, der zu Schäden an der Mikrowelleneinrichtung oder des Bedruckstoffes führen kann, verringert. Dieser Feuchtigkeitstransport ist erfindungsgemäß durch strömende Luft vorgesehen.
- Im Anschluss an eine Mikrowellenfixiereinrichtung ist innerhalb der Druckmaschine im Allgemeinen noch eine Kühleinrichtung vorhanden. Sie sorgt dafür, dass der Bedruckstoff und der Toner wenigstens auf eine Temperatur heruntergekühlt werden, bei der der Toner durch Berührungen nicht mehr verschmiert wird.
- Wird der Transport des Bedruckstoffs durch strömende Luft wenigstens unterstützt, so kann auf Berührungspunkte des Bedruckstoffes innerhalb der Mikrowelleneinrichtung, insbesondere innerhalb des Applikationsbereichs verzichtet werden. Es ist dann möglich innerhalb der Mikrowelleneinrichtung auf Transportelemente für den Bedruckstoff zu verzichten. Dadurch kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass eine Tonerschicht innerhalb der Mikrowelleneinrichtung verschmiert wird.
- Erfindungsgemäß ist es vorgesehen gerade die strömende Luft zur Transportunterstützung zu verwenden, die auch für den Abtransport der Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich dient.
- Durch die Unterstützung des Transports des Bedruckstoffs wird auf besonders vorteilhafte Weise vermieden, dass es zu Verwerfungen des Bedruckstoffs, insbesondere seiner Kanten kommt. Solche Verwerfungen können bei einem nicht unterstützten Transport auftreten, gerade die Kanten des Bedruckstoffes können dann beginnen zu flattern und können dann gerade beim Verlassen des Applikationsbereichs gegen die Wände des Applikationsbereichs oder gegen einen Schlitz für den Transport des Bedruckstoffs durch den Applikationsbereich stoßen. Es kann dann zu einem Stau des Bedruckstoffs innerhalb der Mikrowelleneinrichtung kommen. Die Möglichkeit solch eines Staus kann also durch eine Unterstützung des Transports verringert werden.
- Für einen Verzicht auf ein Transportband innerhalb der Mikrowelleneinrichtung kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Transportgeschwindigkeit durch Transportelemente auf den Bedruckstoff übertragen wird, die sich außerhalb der Mikrowelleneinrichtung befinden und wobei wenigstens immer ein Transportelement ständig mit dem Bedruckstoff in Kontakt ist. Innerhalb der Mikrowelleneinrichtung reicht es dann aus, wenn der Bedruckstoff durch einen Luftstrom in einer stabilen Lage gehalten wird. Auf diese Weise kann die Tonerschicht nicht verschmiert werden, da sie innerhalb der Mikrowelleneinrichtung nicht berührt wird. Es handelt sich hierbei praktisch um einen berührungslosen Transport des Bedruckstoffes innerhalb der Mikrowelleneinrichtung.
- Insbesondere soll darauf geachtet werden, dass der berührungslose Transport auch innerhalb der Kühleinrichtung gegeben ist. Das sollte wenigstens so lange der Fall sein bis die Temperatur des Toners und des Bedruckstoff unterhalb einer kritischen Temperatur, beispielsweise 70°C, gesunken ist, unterhalb derer der Toner nicht mehr leicht verschmiert werden kann. Innerhalb der Kühleinrichtung kann im Allgemeinen aber auf eine Unterstützung des Transports durch strömende Luft verzichtet werden. An den Schlitzbereich für die Durchführung des Bedruckstoffs sind hier keine hohen Anforderungen gestellt, er kann also so gestaltet sein, dass ein Stau des Bedruckstoffs oder Berührungen innerhalb der Kühleinrichtung auf jeden Fall vermieden werden. Eine Unterstützung des Transport durch außerhalb der Kühleinrichtung bereitgestellte Transportelemente reicht dann aus.
- In einer Weiterentwicklung kann es auch möglich sein, dass der Bedruckstoff die Transportgeschwindigkeit auch durch die strömende Luft erhält. Ein Kontakt zu Transportbändern oder ähnlichen Mechanismen im Umfeld der Mikrowelleneinrichtung ist dann nicht mehr notwendig und eine Gefahr des Verwischens von Toner durch Berührungen kann ausgeschlossen werden. Eine Unterstützung des Transports durch eine Luftströmung soll aber bevorzugt werden, da sie leichter realisierbar ist.
- In einer speziellen Ausgestaltung soll der Bedruckstoff durch Transportelemente geführt werden, die den Bedruckstoff von unten führen. Das können beispielsweise Transportbänder sein.
- Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Bedruckstoff mehrere Mikrowelleneinrichtungen und Kühleinrichtungen nacheinander durchläuft.
- Die unterschiedlichen Applikatoren können dabei Bestandteil unterschiedlicher Mikrowelleneinrichtungen sein und jeweils auf unterschiedliche Bereiche des Bedruckstoffes einwirken, indem sie zu einander versetzt angeordnet sind, wie es bereits in der
DE 101 45 005 A1 offenbart ist. In ihrer Breite können die Applikatoren und die Kühleinrichtungen dann jeweils schmaler als die Breite des Bedruckstoffes sein. So kann immer eine Führung des Bedruckstoffes durch Elemente seitlich der Applikatoren und der Kühlelemente ermöglicht werden. Der Abstand der Applikatoren voneinander soll dann ausreichen um ein angemessenes Abkühlen des Toners und des Bedruckstoffes durch die Kühleinrichtungen zu gewährleisten. Bei dem Transport durch eine nachfolgende Mikrowelleneinrichtung kann dann der Bedruckstoff an den Bereichen durch Transportelemente geführt werden, die gerade die vorherige Mikrowelleneinrichtung durchquert haben. - Der Bedruckstoff durchläuft einen Applikationsbereich einer Mikrowelleneinrichtung durch einen Schlitzbereich, der vom Applikationsbereich umfasst wird. Da der Bedruckstoff Feuchtigkeit aufweist, kann auf diese Weise Wasser zumindest in diesen Schlitzbereich gelangen.
- Da gerade der Bedruckstoff Feuchtigkeit in das Innere der Mikrowelleneinrichtung einträgt, ist es besonders vorteilhaft zu verhindern, dass Luft, die mit dem Bedruckstoff in Berührung gekommen ist weiter in den Applikationsbereich, bzw. in den Applikator eindringen kann. Wird dies verhindert, so können Spannungsdurchbrüche oder Verzerrungen des Mikrowellenfeldes durch an Wänden des Applikators kondensierte Feuchtigkeit vermieden werden.
- Insbesondere ist es auch vorgesehen, dass ein Einströmen von Luft in Bereiche außerhalb des Applikators vermieden wird. Z.B. können hier weitere Strukturen, wie Dämpfungselemente, Papierführungselemente und/oder Chokestrukturen oder andere Bauelemente vorhanden sein. Auch hier könnten Störungen durch kondensierende Feuchtigkeit hervorgerufen werden Erfindungsgemäß ist es in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die Luft vor dem Einströmen in die Mikrowelleneinrichtung erhitzt wird.
- Die erhitzte Luft kann eine größere Menge an Wasser aufnehmen als kühlere Luft. Dadurch kann der Transport von Wasserdampf aus der Mikrowelleneinrichtung heraus gesteigert und effektiver gestaltet werden. Die Gefahr von Spannungsdurchbrüchen wird verringert und Schäden können vermieden werden. Das Mikrowellenfeld innerhalb des Applikators wird nicht durch Wasser verzerrt.
- Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Lufttemperatur auf einem maximalen Niveau gehalten wird. Dieses Niveau kann so gewählt werden, dass keine Schäden durch die Luft verursacht werden und eine maximale Menge an Feuchtigkeit bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit der Luft aus der Mikrowelleneinrichtung heraustransportiert wird.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Luft durch Verlustenergie der Mikrowelleneinrichtung erhitzt wird. Hierfür kann die strömende Luft vor der Zuführung an den Bedruckstoff an einer Energiequelle der Mikrowelleneinrichtung vorbeigeführt werden. Die Energieausbeute kann durch die zusätzliche Nutzung der Mikrowelleneinrichtung zur Erwärmung des Luftstroms gesteigert werden, da keine zusätzliche Energie, zumindest aber weniger Energie ausschließlich zur Erwärmung der Luft verwendet werden muss.
- Es kann auch möglich sein zur Erhitzung der Luft die Abwärme der Mikrowelleneinrichtung oder anderer Elemente innerhalb der Druckmaschine zu nutzen.
- Die Mikrowelleneinrichtung stellt im Wesentlichen einen abgeschlossenen Bereich innerhalb der Druckmaschine dar. Sollen Gegenmaßnahmen gegen eine zu hohe Feuchtigkeit in ihrem Innern unternommen werden, so ist nur schwer zu bestimmen, in welcher Weise genau welche Gegenmaßnahmen ergriffen werden sollten und für wie lange. Es ist daher praktischerweise vorgesehen den Feuch tigkeitsgehalt im Innern der Mikrowelleneinrichtung, vorzugsweise im Umfeld des Transportpfads des Bedruckstoffes zu bestimmen.
- Diese Bestimmung des Zustandes im Inneren der Mikrowelleneinrichtung kann dabei vorteilhafterweise auch indirekt erfolgen, indem relative Änderungen der Feuchtigkeit der aus dem Applikator strömenden Luft als ein Maß für die Änderung des Zustandes innerhalb des Applikators genommen werden. Es reicht dann einfacherweise aus diese Änderungen außerhalb des Applikationsbereichs zu messen. Eine eventuelle Beeinträchtigung des Mikrowellenfeldes durch eine Messung kann dann günstigerweise vermieden werden.
- Aus den so bestimmten Werten kann dann automatisch ermittelt werden, welche Maßnahmen eingeleitet werden sollten um die Feuchtigkeit zu reduzieren. Es ist z.B. möglich, dass im Falle der Überschreitung eines bestimmten Grenzwertes die Mikrowelleneinrichtung gestoppt werden soll, weil die Gefahr eines Spannungsdurchbruchs zu groß wird da nicht mehr ausreichend Feuchtigkeit abtransportiert werden kann.
- Da die größte Feuchtigkeit im Bereich des Transportpfads des Bedruckstoffes, d.h. im Umfeld eines durch die Mikrowelleneinrichtung transportierten Bedruckstoffes, zu erwarten ist, ist es in einer besonders günstigen Ausführungsform vorgesehen, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Luft im Umfeld des Transportpfads des Bedruckstoffes bestimmt wird.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Temperatur der Luft automatisch, insbesondere in Abhängigkeit von der gemessenen Feuchtigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit der Luft eingestellt wird.
- Wärmere Luft kann mehr Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich der Mikrowelleneinrichtung entfernen. Einen erhöhten Feuchtigkeitstransport erreicht man auch durch eine gesteigerte Strömungsgeschwindigkeit der Luft. Allerdings ergibt sich das Problem, dass sowohl eine zu hohe Temperatur, als auch eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit ungünstig für die Mikrowelleneinrichtung, den Bedruckstoff als auch das Druckbild sein kann. Hier sollte es also Begrenzungen geben. Da zudem maximale Einstellungen eine große Energieverschwendung bedeuten und zu einem erhöhten Verschließ beteiligter Einrichtungen führen, ist es besonders vorteilhaft die jeweiligen Parameter, insbesondere automatisch und in Abhängigkeit von der gemessenen Feuchtigkeit aufeinander abzustimmen. Auf diese Weise wird praktischerweise ein optimaler Feuchtigkeitsgehalt bei möglichst geringem Energieaufwand und geringem Verschleiß erreicht.
- Daher ist es erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luft automatisch, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur der strömenden Luft, der gemessenen Feuchtigkeit und der Art des Bedruckstoffs und seines Gewichts eingestellt wird. Da Bedruckstoffe unterschiedlichen Gewichts auch unterschiedliche Beströmung mit Luft erforderlich machen um einen stabilen Transport durch die Mikrowelleneinrichtung zu gewährleisten, wird durch die Rücksichtsnahme auf das Gewicht immer ein gleichmäßiger Transport bei technisch sinnvoller Feuchtigkeit ermöglicht. Auf Grund der unterschiedlichen Beschaffenheiten verschiedener Arten von Bedruckstoffe können zwei auf einander folgende Bedruckstoffe unterschiedliche Feuchtigkeit besitzen oder aber Feuchtigkeit unterschiedlich schnell an die Umwelt abgeben. Hierbei ist beispielsweise zu unterscheiden, ob es sich bei dem Bedruckstoff um eine Folie, ein Papierbogen oder gestrichenes Papier handelt oder um eine andere Art von Bedruckstoff. Aus der Kenntnis über diese Beschaffenheit kann dann auf die zu erwartende abzutransportierende Feuchtigkeitsmenge geschlossen werden und die Strömungsgeschwindigkeiten können entsprechend eingestellt werden um eine sinnvolle Feuchtigkeit innerhalb der Mirkowelleneinrichtung zu gewährleisten.
- Die Aufgabe der Erfindung wird in Vorrichtungshinsicht durch eine Vorrichtung zur Behandlung eines Bedruckstoffs, umfassend eine Mikrowelleneinrichtung, vorzugsweise eine Mikrowellenfixiereinrichtung für eine Druckmaschine, umfassend eine Einrichtung zur Erzeugung und Steuerung von strömender Luft gelöst, welche Folien umfasst, die einen Schlitzbereich zum Transport des Bedruckstoffs durch die Mikrowelleneinrichtung wenigstens teilweise von dem restlichen Applikationsbereich abschließen. Sie sollen dabei vorteilhafterweise aus einem Mikrowellen nicht oder nur in einem geringen Maße absorbierenden Material bestehen und vorzugsweise im Umfeld ober- und unterhalb des Transportpfads des Bedruckstoffs bereitgestellt werden.
- Die Einrichtung zur Erzeugung und Steuerung von strömender Luft gewährleistet einen berührungslosen Transport des Bedruckstoffes durch die Mikrowellenein richtung. Ein Verschmieren der Tonerschichten auf dem Bedruckstoff durch Berührungen z.B. mit einem Transportband, gerade während der Toner innerhalb der Mikrowelleneinrichtung erwärmt wird, kann dadurch vorteilhafterweise vermieden werden.
- Die Einrichtung kann dabei so ausgelegt sein, dass der eigentliche Vorschub immer noch durch Papierführungselemente bzw. Transportelemente, die außerhalb der Mikrowelleneinrichtung bereitgestellt sind, durchgeführt wird. Dabei können die Papierführungselemente entweder vor der Mikrowelleneinrichtung und hinter einer Kühleinrichtung, die hinter der Mikrowelleneinrichtung bereitgestellt ist, angeordnet sein oder sie können seitlich der Mikrowelleneinrichtung und der Kühleinrichtung angeordnet sein oder beides.
- Bei den Papierführungselementen kann es sich beispielsweise um Transportrollen für Papierrollen, Transportbänder für Papierbogen oder aber auch um Greifersysteme handeln.
- Die Einrichtung soll vorteilhafterweise zur Verringerung von Feuchtigkeit innerhalb der Mikrowelleneinrichtung so ausgebildet sein, dass austretende Feuchtigkeit aus dem Bedruckstoff oder den Tonerschichten aus der Mikrowelleneinrichtung heraustransportiert wird. Hierfür soll erfindungsgemäß der erzeugte Luftstrom verwendet werden.
- Die Einrichtung soll insbesondere in der Lage sein auf unterschiedliche Eigenschaften der Bedruckstoffe zu reagieren, wobei gerade auch Parameter der Luft wie ihr Feuchtigkeitsgehalt und ihre Temperatur im Inneren der Mikrowelleneinrichtung berücksichtigt werden können.
- Vorteilhafterweise soll die Einrichtung so ausgelegt sein, dass die erzeugte strömende Luft zudem auch den Transport des Bedruckstoffs innerhalb der Mikrowelleneinrichtung so unterstützt, dass eine stabile Lage erreicht wird.
- Durch den Schlitzbereich zum Transport des Bedruckstoffes wird der Bedruckstoff durchgeführt. Luft aus diesem Bereich nimmt dann Feuchtigkeit des Bedruckstoffs auf. Durch die Folien kann dann verhindert werden, dass diese Luft weiter in den Applikationsbereich eindringen kann. Ein ungünstiges Kondensieren von Feuchtigkeit an den Wandungen des Applikators kann dann vermieden werden.
- In einer besonders bevorzugten Ausbildung der Folien schließen diese den restlichen Applikationsbereich nicht vollständig ab. Es kann auf diese Weise ermöglicht werden, dass Luft aus diesem Applikationsbereich in den Schlitzbereich einströmen kann. Ein Feuchtigkeitseintrag kann dadurch noch besser vermieden werden. Zudem kann diese einströmende Luft noch schneller Feuchtigkeit aus dem Bedruckstoff aufnehmen und aus der Mikrowelleneinrichtung abtransportieren. Zusätzlich kann dieser Luftstrom noch den Transport des Bedruckstoffs unterstützen.
- Diese teilweise Aufhebung des Abschlusses des restlichen Applikationsbereichs kann beispielsweise durch Luftlöcher in den Folien realisiert werden.
- Zur Fixierung von Toner auf einem Bedruckstoff können insbesondere mehrere versetzte Applikatoren verwendet werden. Im Umfeld dieser Applikatoren können dann zusätzlich Bauelemente, wie z.B. Chokestrukturen oder Dämpfungselemente bereitgestellt werden, um ein Austreten von Mikrowellen aus dem Applikationsbereich zu verhindern. Die aus dem Applikationsbereich austretende Luft wird im Allgemeinen erwärmt sein und eine gewisse Feuchtigkeit aufweisen. Außerhalb des Applikationsbereichs wird die Luft abkühlen und Wasser kann an Bauteilen außerhalb des Applikationsbereichs kondensieren. Dieses kondensierte Wasser kann dann die zu störenden Effekten an diesen Bauteilen. Beispielsweise können die Dämpfungseigenschaften beeinträchtigt werden.
- In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist es daher vorgesehen, dass die Folien einen, über den Applikationsbereich hinaus ausgedehnten, den Applikationsbereich umfassenden Bereich wenigstens teilweise abschließen.
- Innerhalb dieses Bereichs können dann die erwähnten Bauelemente wie Chokestrukturen oder Dämpfungselemente bereitgestellt werden. Dieser Bereich kann auch den gesamten Bereich innerhalb der Druckmaschine umfassen, in dem Applikatoren bereitgestellt sind um Toner auf Bedruckstoffe aufzuschmelzen. Es kann dann insbesondere vorgesehen sein, dass insgesamt nur zwei Folien verwendet werden um die Schlitzbereiche aller Applikatoren wenigstens teilweise abzuschließen.
- Vorteilhafterweise müssen dann weniger Folien verwendet werden und die Feuchtigkeit wird mit der Luft aus dem gesamten Bereich, in dem Mikrowellen auf den Bedruckstoff wirken heraustransportiert, ohne dass Wasser schädlicherweise an Bauelementen kondensieren kann.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sollen die erfindungsgemäßen Folien perforiert sein. Sie weisen dann auf eine besonders vorteilhafte Weise gleichmäßig verteilt feine Luftlöcher auf. Es kann dann ein Luftstrom erzeugt werden, der aus dem Applikationsbereich, der durch die Folien abgeschirmt wird auf den Bedruckstoff wirkt und dabei die Perforierung durchquert. Auf diese Weise kann ein sehr gleichmäßiger Luftstrom nur in eine Richtung entstehen. Sowohl die Unterstützung des Bedruckstofftransports als auch das Verhindern von Feuchtigkeitseintrag in den Applikator wird verbessert.
- Die perforierten Folien sorgen praktischerweise auch dafür, dass gröbere Unreinheiten und Partikel sowie andere gasförmigen Verunreinigungen nicht den Bereich des unmittelbaren Umfeldes des Bedruckstoffes verlassen und in den Applikationsbereich eindringen können. Diese Partikel und Verunreinigungen werden durch die Schlitze, durch die der Bedruckstoff transportiert wird aus dem Applikationsbereich herausgeführt.
- In der Praxis kann der Applikationsbereich beispielsweise aus einem oberen und einem unteren Applikationsbereich bestehen. Diese beiden Bereich können in einem Bereich hoher Feldstärke durch den Schlitzbereich von einander getrennt sein.
- Durch diesen Schlitzbereich kann dann der Bedruckstoff transportiert werden. Innerhalb der Bereiches zwischen den beiden Applikationsbereichen wird der Bedruckstoff dem Mikrowellenfeld ausgesetzt und der Toner kann auf dem Bedruckstoff fixiert werden.
- Erfindungsgemäß können dann die beiden Applikationsbereichen mittels der perforierten Folien von dem Schlitzbereich getrennt sein und diesen umfassen.
- Insbesondere können auch außerhalb des Applikators liegende Bereiche der Mikrowelleneinrichtung durch die Folien vor Wasserdampf oder Verunreinigungen und anderen Partikel geschützt werden. Die Folie kann hierfür über den Applikationsbereich hinaus aufgespannt sein. In diesem Bereich außerhalb des Applikationsbereichs kann die Folie dann auch gerade nicht perforiert sein.
- Günstigerweise sollen diese Folien aus PTFE bestehen, das heutzutage ein günstiges, leicht zu handhabendes Material darstellt, das eine minimale Mikrowellenabsorption aufweist und bei einer geeigneten Dicke ein Mikrowellenfeld nur geringfügig verzerrt.
- Insbesondere sollen erfindungsgemäß die PTFE-Folien eine Dicke vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 1,00 mm aufweisen.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Einrichtung Lufteinlassboxen, vorzugsweise unter- und oberhalb des Applikationsbereiches umfasst.
- Diese Lufteinlassboxen weisen den Vorteil auf, dass die Luft nicht direkt über Lüfter durch die perforierten Folien eingeblasen wird. Die Luft kann auch noch weiter vorbehandelt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass der Luftstrom mit einer gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit im Bereich einer größeren Fläche in den Applikationsbereich gelangt.
- Eine vorteilhafte Weiterbehandlung der Luft innerhalb der Lufteinlassboxen oder während des Einlasses der Luft in diese Boxen kann in einer Luftreinigung bestehen.
- Die Lufteinlassboxen können so ausgebildet sein, dass sie von der Mikrowelleneinrichtung umfasst werden.
- In einer günstigen Ausgestaltungsform ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wandungen des Applikationsbereichs Lufteinlassöffnungen aufweisen. Dieses können beispielsweise als Schlitze oder auch kreisförmig ausgestaltet sein.
- Über diese Lufteinlassöffnungen kann ein Luftstrom gewährleistet werden, der durch die perforierten Folien dann zu einer stabilen und gleichmäßigen Luftströmung im Bereich des Transportpfads des Bedruckstoffes führt. Hierfür sollen die Lufteinlassöffnungen insbesondere gleichmäßig gestaltet und angeordnet sein.
- Damit die Mikrowellenleistung innerhalb des Applikationsbereich nicht durch die Lufteinlassöffnungen beeinträchtigt wird, ist es in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass sie eine, zur Vermeidung von austretender Mikrowellenstrahlung geeignete Geometrie aufweisen.
- In Experimenten hat sich als eine bevorzugte Ausbildung der Lufteinlassöffnungen beispielsweise eine Schlitzstruktur mit einer Ausrichtung der Schlitze quer zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen ergeben. Die Breite eines Schlitzes sollte dabei in der Größenordnung von 2 oder 3 mm liegen. Es sind hierbei auch Löcher mit einem Durchmesser von etwa 2 bis 3 mm möglich.
- Die Lufteinlassöffnungen sind so konzipiert, dass sie einen ausreichenden Luftstrom bei einer möglichst geringen Abstrahlung des im Applikatorinneren vorherrschenden Mikrowellenfeldes gewährleisten. Die Lufteinlassöffnungen helfen durch eine vorgelagerte Erzeugung einer im Wesentlichen gleichförmigen Strömung bei der Erzeugung eines homogenen Luftstroms durch die nachgelagerten perforierten Folien.
- Es kann auch sein, dass die Lufteinlassboxen nicht direkt über- und unterhalb des Transportpfades bereitgestellt sind. Beispielsweise kann eine Lufteinlassbox unter- oder oberhalb des Transportpfades quer, das heißt seitlich zu diesem angeordnet sein.
- Wird ein Bedruckstoff durch den Applikationsbereich transportiert, so wird durch die perforierten Folien, die ober- und unterhalb des Transportpfads des Bedruckstoffes liegen ein Luftstrom erzeugt, der für einen stabile Bedruckstoffführung sorgen soll. Dieser Luftstrom kann aber in Bereiche des Applikators ausweichen, die außerhalb des Transportpfads des Bedruckstoffes liegen. Die unterschiedlichen Strömungen von Unten und von Oben sind dann nicht mehr durch den Bedruckstoff von einander getrennt. Es kann zu einem Strömungskurzschluss kommen, der einen stabilen Transport des Bedruckstoffes verhindern kann.
- Aus diesem Grund sind vorteilhafterweise Barrieren, vorzugsweise aus PTFE vorgesehen, die den Bereich des Transportpfades innerhalb des Applikationsbereich von den restlichen Bereichen des Applikators abtrennen. Ein Strömungskurzschluss kann so idealerweise vermieden werden.
- Der Applikator schließt beispielsweise auf der einen Seite an eine Einlassblende an, über die Mikrowellenstrahlung aus einem Hohlleiter in den Applikator eingespeist wird. Auf der anderen Seite des Applikators kann dann zusätzlich ein beweglicher Abschlussschieber vorhanden sein, der so verstellt werden kann, dass entsprechende Resonanzbedingungen für die Mikrowelle innerhalb des Applikators erzeugt werde, so dass sich eine stehende Welle ausbilden kann. Zwischen diesem Abschlussschieber und der Einlassblende liegt dann der Applikationsbereich.
- Über diese Barrieren kann dann verhindert werden, dass es über den restlichen Applikator zu einem Strömungskurzschluss kommen kann, weiter können auch vorteilhafterweise Verschmutzungen dieser Bereich des Applikators, sowie des Hohlleiters vermieden werden.
- Für den Fall, dass mit einer laufenden Mikrowelle gearbeitet wird ist zwar keine Einlassblende vorhanden, es kann aber dennoch zwischen einem Applikator, einem Applikationsbereich und einem, die Mikrowelle dem Applikator zuführenden Hohlleiter unterschieden werden. Auch hier können durch die Barrieren ein Strömungskurzschluss sowie Verschmutzungen optimal vermieden werden.
- In einigen Ausführungsformen einer Mikrowelleneinrichtung kann es vorgesehen sein, dass ein zusätzliche dielektrische Last in ihrem Inneren bereitgestellt ist. Diese Last kann dabei beweglich sein und dazu dienen die Mikrowellenleistung, die auf den Bedruckstoff wirkt, an dessen Beschaffenheit anzupassen, hierunter kann man z.B. die Art des Bedruckstoffes, ob es sich um Folien, Papierbogen, gestrichenes Papier oder Anderes handelt, die Grammatur und/oder die Feuchte dieses Bedruckstoffes verstehen. Diese dielektrische Last befindet sich vorzugsweise im Wesentlichen in einem Bereich niedrigerer Feldstärke und kann in Bereiche höherer Feldstärken bewegt werden.
- Die Mikrowellenquelle einer Mikrowelleneinrichtung kann beispielsweise auf eine bestimme Frequenz fest eingestellt sein. Die Resonanzbedingungen innerhalb eines resonanten Applikators sollten dann an diese Frequenz angepasst sein. Da sich die Resonanzbedingungen aber durch das Einführen von Bedruckstoff ändern, ist es vorgesehen, dass günstigerweise die dielektrische Last so in Bereiche größerer, bzw. niedrigerer Feldstärkern bewegt wird, dass die Reso nanzbedingungen innerhalb des Applikators wieder an die ursprüngliche Frequenz angepasst werden.
- Die Luftströmung kann durch diese dielektrische Last abgelenkt oder behindert werden.
- Praktischerweise ist es daher vorgesehen, dass die dielektrische Last erfindungsgemäß Luftdurchlasslöcher für die Ermöglichung eines Luftdurchlasses aufweist. Die strömende Luft kann dann durch diese Luftdurchlasslöcher strömen, ohne dass es zu wesentlichen Beeinträchtigungen der Luftströmung kommt.
- Vorteilhafterweise müssen diese Luftdurchlasslöcher keinen erhöhten Anforderungen entsprechen.
- Luftdurchlasslöcher in der dielektrischen Last müssen aber nicht zwingend erforderlich sein.
- Für die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts im Innern der Mikrowelleneinrichtung ist ein Feuchtigkeitsmesser in der Umgebung der Mikrowelleneinrichtung vorgesehen.
- Dieser Feuchtigkeitsmesser kann beispielsweise im Bereich eines Schlitzes für den Bedruckstofftransport angeordnet sein.
- Hiermit kann dann erfindungsgemäß erkannt werden, ob die entstehende Feuchtigkeit ausreichend durch den Luftstrom aus dem Inneren des Applikationsbereichs abtransportiert wird.
- Zur Beurteilung der Feuchtigkeit reicht es aus, dass die Feuchtigkeitsänderung erkannt wird. Hierfür sind dann geringere Ansprüche an einen erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsmesser zu stellen.
- Wenn die Mikrowelleneinrichtung nicht aktiv ist und sich idealerweise noch kein Bedruckstoff in ihr befindet, so sollte die Feuchtigkeit in ihrem Inneren einen minimalen Wert einnehmen. Dieser Wert kann dann verwendet werden um eine relative Feuchtigkeitsänderung zu erkennen.
- Für den Fall einer aktivierten Mikrowelleneinrichtung und eines vorliegenden Bedruckstoffes kann dann eine relative Änderung der Feuchtigkeit gemessen werden und ab einem bestimmten Grenzwert können dann Verfahren eingeleitet werden die Feuchtigkeit zu verringern oder die Maschine kann ausgeschaltet werden.
- Der Feuchtigkeitsmesser soll in einer erfindungsgemäßen vorteilhaften Ausführungsform wenigstens zwei Elektroden umfassen. Diese Elektroden können an unterschiedlichen, benachbarten Positionen auf einer nichtleitenden Oberfläche bereitgestellt sein, so dass es zu keiner Berührung der Elektroden miteinander kommt. Erfindungsgemäß ist hierfür eine der perforierten Folien vorgesehen. Diese Folien können bis in den Schlitz für den Transport des Bedruckstoffes hineinragen und erfindungsgemäß sogar darüber hinausragen. Die Elektroden sollen dann möglichst nahe im Umfeld des Applikationsbereichs angebracht sein, wobei sie nicht in das Mikrowellenfeld im Inneren des Applikationsbereichs hineinragen dürfen. Als besonders günstig hat sich hierbei der Schlitz selber erwiesen. Innerhalb des Schlitzes können die Elektroden auf den hier angebrachten Folien befestigt werden. Natürlich ist die Befestigung auf einer anderen nichtleitenden Fläche auch möglich.
- An die beiden Elektroden können dann Spannungsimpulse angelegt werden. Im Falle keiner Feuchtigkeit zwischen den Elektroden sollte dann kein Strom zwischen den Elektroden messbar sein. Vorzugsweise soll die Messung über Hochspannungsimpulse erfolgen, die an die Elektroden angelegt werden.
- Je nach innerhalb des Applikators vorherrschender Feuchtigkeit kann sich zwischen den Elektroden eine leitende Schicht aus kondensiertem Wasser bilden. Die Leitfähigkeit dieser Schicht ist dabei abhängig von der Feuchtigkeit.
- Eine Auswertung des zwischen den Elektroden fließenden Stromes liefert ein qualitatives Maß über die Feuchtigkeitsänderung und kann zur Bestimmung der relativen Änderung der Feuchtigkeit im Inneren der Mikrowelleneinrichtung herangezogen werden.
- Bei dieser Messung über die Elektroden handelt es sich um ein indirektes Messverfahren. Der Feuchtigkeitsgehalt im Inneren des Applikators kann nicht direkt bestimmt werden. Es kann allerdings Wasser zwischen den Elektroden kondensieren. Dieses Wasser wird nur einen dünnen Film bilden und alleine schon eine nur geringe Leitfähigkeit aufweisen, da es sich um destilliertes Wasser handelt. Daher sind gerade Hochspannungsimpulse besonders geeignet zur Erkennung von Änderungen in der kondensierten Wassermenge. Durch die Messung eines zwischen diesen Elektroden fließenden Stroms können dann Rückschlüsse auf den Zustand des Systems innerhalb des Applikators gezogen werden.
- Weiter muss hier noch beachtet werden, dass die Auswertung des gemessenen Stroms, bzw. die Auswerteelektronik selber durch eventuell austretende Mikrowellenstrahlung nicht beeinträchtigt wird. Hierfür ist beispielsweise eine Auswahl entsprechend mikrowellenresistenter Bauteile, die Wahl eines entsprechenden Platzes mit einer geringen Belastung durch Mirkowellenstrahlung für die Auswerteelektronik und/oder ein elektronisches Filterverfahren zur Vermeidung von Verfälschungen der Auswertung durch eventuell in den Messaufbau eingekoppelte Mikrowellenstrahlung möglich.
- Die Feuchtigkeitsmenge, die von dem Luftstrom aus der Mikrowelleneinrichtung abtransportiert wird ist abhängig von der Aufnahmekapazität der Luft.
- Da die Aufnahmekapazität der Luft von ihrer Temperatur abhängt, ist günstigerweise wenigstens eine Vorheizeinrichtung zum Heizen der einströmenden Luft vorgesehen.
- Die so erwärmte Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen, wodurch der Feuchtigkeitstransport aus der Mikrowelleneinrichtung hinaus gesteigert werden kann.
- Diese Vorheizeinrichtung kann so gestaltet sein, dass sie die Abwärme der Mikrowellenquelle zur Aufheizung des erfindungsgemäßen Luftstroms verwendet.
- Die Vorheizeinrichtung kann beispielsweise in einem Bereich vor möglichen Lufteinlassboxen aber auch in den Lufteinlassboxen selber vorgesehen sein.
- Weiter wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Mikrowelleneinrichtung mit einer Belüftungseinrichtung mit in wenigstens einem Applikationsbereich, integrierten Luftkanälen mit Luftaustrittsöffnungen zur Luftstromführung in einen durch die Mikrowelleneinrichtung führenden Transportpfad für Bedruckstoff hinein gelöst, wobei der Transportpfad von, den Transportpfad wenigstens überwiegend abdeckenden PTFE-Folien umfasst wird.
- Die Mikrowellenstrahlung wird durch einen Hohlleiter geleitet. Der Hohlleiter mündet in einen Applikationsbereich, innerhalb dem die Mikrowellenstrahlung auf den Bedruckstoff und die Tonerschichten einwirkt. Innerhalb des Applikators sollen dabei resonante Bedingungen für die Mikrowellenstrahlung herrschen. Hierfür kann in einem abschließenden Bereich des Applikators auch ein Abschlussschieber vorhanden sein.
- Es sind aber auch Applikatoren möglich, in denen keine resonanten Bedingungen herrschen und in denen sich eine laufende Mikrowelle ausbildet.
- Durch einen Schlitz im Applikationsbereich kann Bedruckstoff durch den Applikationsbereich hindurch transportiert werden. Der Bedruckstoff durchläuft anschließend eine Kühleinrichtung, in der auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der der Toner sich soweit verfestigt hat, dass der Bedruckstoff wieder mit herkömmlichen Transportelementen transportiert werden kann, ohne dass das Druckbild beeinträchtigt wird. Außerhalb der Mikrowelleneinrichtung und der Kühleinrich tung wird der Bedruckstoff mittels Transportelementen, wie z.B. Transportbändern, Greifersystemen oder Transportrollen transportiert.
- Durch die Erhitzung entsteht innerhalb der Mikrowelleneinrichtung auch Wasserdampf, der durch die Erhitzung von Wasser innerhalb des Bedruckstoffs freigesetzt wird. Durch diese Feuchtigkeit kann es, insbesondere wenn sie als Wasser an einer Wand des Applikators kondensiert, zu Spannungsdurchbrüchen kommen.
- Es ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Mikrowelleneinrichtung eine Belüftungseinrichtung aufweist. Durch diese kann dann Feuchtigkeit vorteilhafterweise aus dem Inneren der Mikrowelleneinrichtung abtransportiert werden.
- Hierfür ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Applikationsbereich integrierte Luftkanäle aufweist, durch die Luftströmungen geleitet werden können. Diese Luftkanäle sollen dann Luftaustrittsöffnungen umfassen, die für die Luftstromführung verwendet werden. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Luftstrom in einen durch die Mikrowelleneinrichtung führenden Transportpfad für Bedruckstoff geleitet werden.
- Durch diesen Luftstrom kann Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich heraustransportiert werden.
- Der Luftstrom kann günstigerweise zusätzlich einen berührungslosen, stabilen Transport des Bedruckstoffs innerhalb der Mikrowelleneinrichtung gewährleisten. Tonerschichten werden dann nicht durch Kontakte mit Bauteilen, Transportbändern oder Ähnlichem beeinträchtigt. Eine Steigerung der Qualität des erzeugten Druckbildes kann erreicht werden. Staus des Bedruckstoffs durch einen instabilen Transport können vermeiden werden.
- Die erfindungsgemäße Mikrowelleneinrichtung soll dabei die vorhergehend beschriebenen Vorrichtungsmerkmale umfassen und zur Verrichtung der beschriebenen Verfahrens geeignet sein.
- Durch die den Transportpfad wenigstens überwiegend abdeckenden PTFE Folien kann ein Feuchtigkeitstransport in den Applikationsbereich verhindert werden, so dass Spannungsdurchbrüche durch Feuchtigkeit oder Verzerrungen des Mikrowellenfeldes durch kondensierte Feuchtigkeit vermeiden werden.
- Nicht vollständig den Transportpfad abdeckende PTFE-Folien ermöglichen zudem eine Belüftung des Schlitzbereichs der den Transportpfad umfasst. Diese Belüftung kann dann aus Richtung des Applikationsbereichs erfolgen und durch diesen Luftstrom kann dann ein Feuchtigkeitstransport in den Applikationsbereich, bzw. in den Applikator vermieden werden. Die Belüftung kann dabei zusätzlich den Transport des Bedruckstoffs noch unterstützen.
- Vorteilhafterweise sollen die PTFE-Folien nicht auf den Bereich unmittelbar innerhalb des Applikators, d.h. im Bereich der durch den Transportpfad getrennten Applikationsbereiche begrenzt sein. Sie können auch über die Applikationsbereiche hinaus erstreckt werden und auf diese Weise Elemente die z.B. im Umfeld des Applikators vorhanden sind vor kondensierender Feuchtigkeit schützen. Hierzu zählen beispielsweise Chokestrukturen, die das Austreten von Mikrowellenstrahlung verhindern, wenigstens aber minimieren sollen.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Mikrowelleneinrichtung ist es vorgesehen, dass die PTFE-Folien perforiert sind. Hierdurch kann der Bedruckstoff gleichmäßig mit strömender Luft beaufschlagt werden, so dass ein Feuchtigkeitstransport durch diese Luft aus der Mikrowelleneinrichtung hinaus noch weiter verbessert wird. Zusätzlich kann vorteilhafterweise eine gleichmäßigere Unterstützung des Bedruckstofftransports innerhalb des Applikationsbereichs erreicht werden.
- Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, dass der Applikationsbereich Wandungen mit Lufteinlassöffnungen aufweist. Durch die Lufteinlassöffnungen kann ein erster Luftstrom in das Innere der Mikrowelleneinrichtung gelenkt werden. Die Wandungen des Applikationsbereichs können dabei insbesondere an erfindungsgemäße Lufteinlassboxen grenzen. Die Lufteinlassöffnungen können weiterhin eine Geometrie aufweisen, die geeignet ist, die Abstrahlung von Mikrowellenleistung zu minimieren. Hier sind beispielsweise schlitzförmige oder kreisförmige Geometrien denkbar.
- Der durch die Lufteinlassöffnungen in den Wandungen des Applikationsbereichs erzeugte erste Luftstrom kann dann gleichmäßiger auf die PTFE-Folien zuströmen und auf diese Weise kann noch besser ein gleichförmiger und stabiler Luftstrom im Bereich des Transportpfades gewährleistet werden.
- In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Mikrowelleneinrichtung ist ein Feuchtigkeitsmesser im Umfeld des Transportpfads vorgesehen.
- Hierdurch kann wenigstens eine relative Änderung der Feuchtigkeit im Inneren der Mikrowelleneinrichtung erkannt werden. Vorteilhafterweise kann dann, vorzugsweise automatisch mit einem Temperaturanstieg der Luft und/oder einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Luftströme auf so eine Änderung reagiert werden.
- Erfindungsgemäß ist daher günstigerweise eine Vorheizeinrichtung vorgesehen, die für ein Ansteigen der Temperatur der Luft der Luftströme sorgt, die dann eine größere Menge an Feuchtigkeit aufnehmen können und aus der Mikrowelle heraustransportieren können.
- Ausführungsbeispiele, aus denen sich auch weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Mikrowelleneinrichtung für eine Papierbahn, -
2 eine Aufsicht auf eine Mikrowelleneinrichtung wie in1 , -
3 den Schnitt III nach2 durch die Mikrowelleneinrichtung quer zur Transportrichtung der Papierbahn mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Luftströmungen, -
4 eine Darstellung eines Applikationsbereiches der Mikrowelleneinrichtung mit Bedruckstoff und Luftströmungen, -
5 eine Aufsicht auf eine Mikrowelleneinrichtung für Bogen, -
6 ein seitlicher, schematischer Querschnitt durch die Mikrowelleneinrichtung nach5 , -
7 eine symbolische Darstellung eines Aufbaus einer Einrichtung zur Erzeugung von Luftströmungen mit einer zusätzlichen Mikrowellenlast, -
8 ein Querschnitt durch einen Applikationsbereich nach5 oder7 mit Feuchtigkeitsmesser, -
9 eine schräge Aufsicht auf eine PTFE-Folie mit einem Feuchtigkeitsmesser. - In
1 ist eine Seitenansicht einer Mikrowelleneinrichtung5 dargestellt. Bei dieser Mikrowelleneinrichtung5 handelt es sich hier um eine Mikrowellenfixiereinrichtung, innerhalb derer Toner auf einen Bedruckstoff1 fixiert wird. Die Mikrowelleneinrichtung5 soll sich dabei innerhalb einer hier nicht dargestellten Druckmaschine befinden. - Bei dem in diesem Beispiel verwendeten Bedruckstoff soll es sich um Papierbahnen handeln.
- Der Bedruckstoff
1 wird in Richtung des Pfeils3 durch die Mikrowelleneinrichtung5 transportiert. Der Bedruckstoff1 wird hierfür über eine Transportrolle6 gelenkt. Der Bedruckstoff1 wird durch einen Papierschlitz4 in die Mikrowelleneinrichtung5 übergeben. Nach dem Durchqueren der Mikrowelleneinrichtung5 , in der z.B. vorhandener Toner auf dem Bedruckstoff1 fixiert wird, wird der Bedruckstoff1 um eine weitere Transportrolle6 transportiert. Der Bedruckstoff1 verlässt hierfür die Mikrowelleneinrichtung5 durch einen weiteren Papierschlitz4 . - Im Anschluss nach der Mikrowelleneinrichtung
5 durchläuft der Bedruckstoff1 eine Kühleinrichtung2 . Die Durchlassöffnungen für den Bedruckstoff1 können hier annähernd beliebig sein, so dass keine Gefahr für den Bedruckstoff1 besteht mit den Rändern dieser Öffnungen in Berührung zu kommen, selbst wenn es zu größeren Verwerfungen des Bedruckstoffes kommen sollte. - Die Darstellung einer Mikrowelleneinrichtung
5 nach1 ist in einer Aufsicht in2 gezeigt. Der Bedruckstoff wird in Richtung des Pfeils3 transportiert und an die Mikrowelleineinrichtung5 übergegeben. - Die Mikrowelleneinrichtung
5 besteht aus einer Mikrowellenquelle7 , die Mikrowellenstrahlung erzeugt, die in einem Hohlleiter9 in einen Innenraum10 der Mikrowelleneinrichtung5 übertragen wird. Der Innenraum10 beinhaltet einen Applikationsbereich17 , der in3 zu sehen ist. - Die Erfindung ist dabei nicht auf solche Mikrowelleneinrichtungen
5 beschränkt, die entsprechende Resonanzbedingungen aufweisen. Es sind auch Mikrowelleneinrichtungen möglich, die keine Resonanzbedingungen erfüllen und in denen sich eine laufende Mikrowelle ausbildet. - Nach dem Durchlaufen der Mikrowelleinrichtung
5 wird der Bedruckstoff weiter durch die Kühleinrichtung2 transportiert. - In
3 ist ein Querschnitt durch die Mikrowelleneinrichtung5 aus1 dargestellt. Die Schnittfläche ist in2 als III angedeutet. Sie verläuft quer zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes1 . - Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche Bauelemente.
- Der Innenraum
10 der Mikrowelleneinrichtung5 ist hier unterteilt in zwei Einlassboxen11 und12 , in die von nicht dargestellten Lüftern Luftströme13 und14 geleitet werden. Die Lufteinlassboxen11 und12 sind ober-, bzw. unterhalb des Transportpfads des Bedruckstoffs1 angeordnet. Sie grenzen hier direkt an den Applikationsbereich17 , dessen Wandungen15 ,16 Lufteinlassöffnungen24 zu den Lufteinlassboxen11 und12 aufweisen. Diese Lufteinlassöffnungen24 sind beispielsweise in4 dargestellt und sollen in diesem Ausführungsbeispiel schlitzförmig ausgeführt sein. - Innerhalb des Applikationsbereich
17 kann sich ein stehendes Mikrowellenfeld ausbilden. Der Applikationsbereich17 selber ist Bestandteil eines Applikators48 . Dieser Applikator48 erstreckt sich von einer Einlassblende47 , über die der Hohlleiter9 Mikrowellen in den Applikator48 einspeist bis zu einem Abschlussschieber22 , der auf der anderen Seite des Applikationsbereichs17 liegt. Der Applikator48 soll zur Ausbildung eines stehenden Mikrowellenfeldes die erforderlichen Randbedingungen erfüllen. In einem Teilbereich8 des Applikators48 kann für diese Zwecke der Abschlussschieber22 vorhanden sein. Über diesen Abschlussschieber22 können dann entsprechende Resonanzbedingungen für die Mikrowellen eingestellt werden. Kommt es innerhalb des Applikators48 zu einer stehenden Welle, so ist sie auch innerhalb des Applikationsbereichs17 ausgebildet, da dieser von dem Applikator48 umfasst wird. - Dieser Applikationsbereich
17 umfasst dabei den Schlitzbereich18 durch den der Transportpfad des Bedruckstoffs1 führt. Dieser Schlitzbereich18 ist durch perforierte PTFE-Folien26 von dem Applikationsbereich17 getrennt, was in4 erkennbar ist. - Innerhalb des Applikationsbereich
17 sind zwei PTFE-Barrieren19 und20 eingeschlossen, die einen Strömungskurzschluss der erzeugten Luftströmungen innerhalb des Applikationsbereichs17 verhindern sollen. Diese Barrieren19 und20 sind dafür an den Rändern des Schlitzbereichs18 zum Einen in Richtung des Hohlleiters9 und zum Anderen in Richtung des Teilbereichs8 innerhalb des Applikationsbereichs17 bereitgestellt. In dem hier dargestellten Fall begrenzen diese Barrieren19 und20 den Applikationsbereich17 und trennen ihn räumlich von dem restlichen Bereich des Applikators48 . Hierdurch sind insbesondere der Teilbereich8 , der für das Zustandekommen von Resonanzbedingungen wichtig ist und der Hohlleiter9 von dem Applikationsbereich17 räumlich getrennt. Zwischen dem Hohlleiter9 und dem Applikator48 ist noch die Einlassblende47 vorhanden, die für eine Einkopplung der Mikrowelle in den Applikator48 verantwortlich ist. - Eine Darstellung des Applikationsbereichs
17 ist in4 vergrößert skizziert. - Durch Lufteinlassöffnungen
24 in den Wandungen15 und16 des Applikationsbereichs17 werden Luftströme25 in das Innere des Applikationsbereichs17 eingebracht. - Der Schlitzbereich
18 ist von dem restlichen Applikationsbereich17 mit PTFE-Folien26 abgetrennt. Die PTFE-Folien26 sind mit feinen Luftlöcher30 gleichmäßig perforiert. Der Luftstrom25 wird durch diese Luftlöcher30 gleichförmig in das Innere des Schlitzbereichs18 eingebracht, wobei dann ein gleichmäßiger und stabiler Luftstrom27 entsteht, der Feuchtigkeit aus dem Schlitzbereich18 heraustransportiert und zusätzlich den Transport des Bedruckstoffes1 wenigstens unterstützt. - Der Bedruckstoff
1 erhält sein Transportgeschwindigkeit von den äußeren Transportrollen6 oder anderen hier nicht dargestellten Transportelementen. -
5 zeigt eine Aufsicht auf eine Mikrowelleneinrichtung für Bogen. Der Bedruckstoff1 ist hier ein Papierbogen. - Von der Mikrowelleneinrichtung
5 ist hier nur der Innenbereich10 dargestellt. Der Applikationsbereich17 des Innenraums10 deckt auf Grund seiner Ausdehnung nur einen Teilbereich des Bedruckstoffes ab. Daher sind hier mehrere Innenräume10 , bzw. Applikatoren48 oder Mikrowelleneinrichtungen5 hintereinander und versetzt angeordnet, so dass dann die gesamte Fläche des Bedruckstoffes1 abgedeckt wird. Diese zusätzlichen Innenräume10 sind hier nicht weiter dargestellt. Der Vorteil dieser Anordnung liegt in der möglichen Bereitstellung von Transportelementen seitlich zu den Innenräumen10 , die dann den Vorschub des Bedruckstoffs1 betreiben können. Eine Anordnung mit mehreren solcher Applikatoren48 versetzt zueinander ist inDE 101 45 005 A1 offenbart. - Der Bedruckstoff
1 wird in Richtung des Pfeils3 durch den Innenraum10 transportiert. Hierfür liegt der Bedruckstoff1 auf mehreren Transportbändern37 bis39 auf. Das Transportband37 liegt direkt vor dem Innenraum10 und hört kurz vor diesem Innerraum10 auf. Die beiden anderen Transportbänder38 und39 verlaufen parallel zum Innenraum10 und einer Kühleinrichtung2 , die hinter dem Innenraum10 liegt. Innerhalb des Innenraums10 und der Kühleinrichtung2 wird der Bedruckstoff1 von keinem Transportelement berührt. - Hinter der Kühleinrichtung
2 kann ein weiteres Transportelement, das hier nicht gezeigt ist, vorhanden sein. Dieses Transportelement kann dann einen weiteren Vorschub des Bedruckstoffes unterstützen. - Das Abkühlen auf eine niedrigere Temperatur ist besonders notwendig, wenn der Bedruckstoff
1 auf beiden Seiten bedruckt ist. Da in diesem Verfahren beide Seiten des Bedruckstoffes1 erwärmt werden und damit auch Tonerschichten auf beiden Seiten des Bedruckstoffes1 aufgeschmolzen werden, würde ein Druckbild auf der Unterseite leiden, wenn es bei einer zu hohen Temperatur mit einem Transportband in Berührung käme. Diese notwendige niedrigere Temperatur kann beispielsweise bei 70°C liegen und wird spätestens am Ende der Kühleinrichtung2 erreicht. - In
6 ist ein seitlicher Querschnitt durch die Mikrowelleneinrichtung nach5 schematisch dargestellt. - Von dem Innenraum
10 ist hier alleine der Applikationsbereich17 mit dem Schlitzbereich18 dargestellt. Lufteinlassboxen und Hohlleiter können sich ober- und unterhalb oder seitlich des Innenraumes10 anschließen. Insbesondere kann ein Hohlleiter9 die Mikrowellen von Oben oder Unten in den Innenraum10 transportieren. - Der Applikationsbereich
17 selber ist hier in einen oberen Applikationsbereich17a oberhalb des Transportpfads und einen unteren Applikationsbereich17b unterhalb des Transportpfads unterteilt. Der Bedruckstoff1 kann dann den Schlitzbereich18 in Richtung des Pfeils3 durchqueren. Innerhalb des Schlitzbereichs18 wirkt dann auf den Bedruckstoff1 das Mikrowellenfeld40 . Die Darstellung des Mikrowellenfeldes40 ist hier rein symbolisch und soll nicht die tatsächliche Intensitätsverteilung des Mikrowellenfeldes40 wiedergeben. - Außerhalb des Mikrowellenfeldes
40 und in unmittelbarer Umgebung des Applikationsbereichs17 können sich noch weitere Elemente41 befinden. Diese Elemente41 können beispielsweise die austretende Mikrowellenstrahlung verringern. - Der obere Applikationsbereich
17a und auch der untere Applikationsbereich17b sind beide in Richtung des Transportpfads im Wesentlichen offen, so dass das Mikrowellenfeld40 ausgebildet werden kann. Die jeweiligen Öffnungen der Applikationsbereiche17a und17b sind durch PTFE-Folien26 abgedeckt, die verhindern, dass Luft aus dem Schlitzbereich18 in die Applikationsbereiche17a und17b gelangt. Geleitete Luftströme27 können jeweils über die Applikationsbereiche17a und17b durch die PTFE-Folien26 in den Schlitzbereich18 gelangen. - Diese Luftströme
27 sind in dieser Zeichnung nicht weiter dargestellt, sie sind insbesondere der4 , bzw. der7 zu entnehmen. - Die PTFE-Folien
26 erstrecken sich nicht alleine über die Fläche des Applikationsbereichs17 sondern überdecken auch, wenigstens teilweise, die weiteren Elemente41 . Auf diese Weise wird verhindert, dass Luft aus dem Schlitzbereich18 , die eventuell Feuchtigkeit beinhalten könnte in die Bereiche der Applikationsbereiche17a und17b und der Elemente41 gelangen kann und dort Wasser kondensieren könnte. Spannungsdurchbrüche oder ein Verzerren des Mikrowellenfeldes40 kann so verhindert werden. - Im Anschluss an den Applikationsbereich
17 durchläuft der Bedruckstoff1 noch die Kühleinrichtung2 . Die Ein- und Austrittsöffnungen42 der Kühleinrichtung2 müssen hierbei nicht so schmal sein, wie das der Fall ist für die Schlitze4 der Mikrowelleneinrichtung5 . Die Elemente41 an den Schlitze4 müssen gewährleisten, dass möglichst keine Mikrowellenstrahlung aus dem Applikationsbereich17 entweichen kann. Die geringe Höhe der Schlitze4 stellt ein Problem für den Transport des Bedruckstoffes1 dar. Bei einem zu ungleichmäßigen Transport des Bedruckstoffes1 kann es passieren, dass der Bedruckstoff1 gegen die Ränder eines Schlitzes4 stößt, wodurch es zu einem Stau oder einem Verkannten des Bedruckstoffes1 innerhalb der Mikrowelleneinrichtung1 kommen kann. Daher muss auch im Inneren des Applikationsbereichs17 ein stabiler Transport des Bedruckstoffes1 gewährleistet werden. - Die Ein- und Austrittsöffnungen
42 der Kühleinrichtung2 sind im Gegensatz dazu großflächig ausgelegt, so dass ein Anstoßen des Bedruckstoffes1 an deren Ränder auf jeden Fall vermieden wird. - Wie zu
5 ausgeführt wird der Bedruckstoff1 weder innerhalb des Applikationsbereichs17 , noch innerhalb der Kühleinrichtung2 durch kontaktierende Transportelemente geführt. Eine Führung und der Vorschub des Bedruckstoffs1 wird durch hier nicht gezeigte Transportelemente wie z.B. Transportbänder, die sich hinter, vor und/oder neben dem Applikationsbereich17 und der Kühleinrichtung2 befinden erreicht. -
7 zeigt eine symbolische Darstellung eines Aufbaus einer Einrichtung zur Erzeugung von Luftströmungen25 ,46 und27 mit einer zusätzlichen dielektrischen Mikrowellenlast29 . Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit ist hier auf eine Darstellung der Luftströmungen27 verzichtet worden. - Hier ist genauer der Bereich der
6 dargestellt, in dem die Luftströme27 auf den Bedruckstoff1 wirken. Der Bedruckstoff1 ist hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. - Der Bedruckstoff
1 kann hier durch den Schlitzbereich18 transportiert werden. Dieser Schlitzbereich18 befindet sich zwischen den oberen- und unteren Applikationsbereichen17a und17b . - In dem hier dargestellten Aufbau sind die Lufteinlassboxen
11 und12 nicht dargestellt. - Durch Lufteinlassöffnungen
24 und45 in den Wandungen15 des Applikationsbereichs17a und44 des Hohlleiters9 werden Luftströme25 und46 in das Innere des Applikationsbereichs17 gelenkt. - Der Luftstrom
46 wird dabei durch eine nicht dargestellte Einlassblende aus dem Hohlleiter9 in den unteren Applikationsbereich17b geleitet. - Eine hier nicht dargestellte Lufteinlassbox
11 befindet sich oberhalb des Transportpfades und schließt an die Wandung15 des Applikationsbereichs17a an. - Eine zweite nicht dargestellte Lufteinlassbox
12 befindet sich unterhalb des Transportpfads und schließt an die Wandung44 des Hohlleiters9 an. Sie liegt in der hier dargestellten Anordnung seitlich des Hohlleiters9 . - In der hier dargestellten Anordnung werden die Mikrowellen in Richtung des Pfeils
21 durch den Hohlleiter9 in den Applikationsbereich17 geleitet, wobei sie die nicht dargestellte Einlassblende zwischen dem Hohlleiter9 und dem Applikationsbereich17 durchlaufen. - Über die Lufteinlassöffnungen
45 in der Fläche der Wandung44 kann ein Luftstrom46 in das Innere des Hohlleiters9 geleitet werden. Dieser Luftstrom46 wird dann weiter in den Applikationsbereich17b geleitet. Die Fläche der Wandung44 des Hohlleiters9 , die die Lufteinlassöffnungen45 aufweist muss sich nicht über die gesamte Wandung44 des Hohlleiters9 erstrecken. Es reicht eine Fläche aus, die einen ausreichenden Luftstrom46 gewährleisten kann, um die erwünschten Effekte wie Abtransport von Wasser aus dem Applikationsbereich17 und Unterstützung des Bedruckstofftransport zu erzielen. - Oberhalb des Transportpfads des Bedruckstoffes
1 kann über die Lufteinlassschlitze24 der Wand15 ebenfalls ein Luftstrom25 in den Applikationsbereich17a eingebracht werden. - Die Luftströme
25 und46 , die durch die Lufteinlassschlitze24 und45 in das Innere des Applikationsbereich17 eingebracht werden, beaufschlagen die PTFE-Folien26 , die den Schlitzbereich18 von dem übrigen Applikationsbereich17 abtrennen. Durch die perforierten PTFE-Folien26 können die Luftströme25 und46 so an den Bedruckstoff1 geleitet werden, dass ein Abtransport von aus dem Bedruckstoff austretender Feuchtigkeit durch die so erzeugten Luftströme27 ermöglicht wird. Zusätzlich kann der Transport des Bedruckstoffes1 durch die Mikrowelleneinrichtung5 hindurch wenigstens unterstützt werden, so dass er stabil verläuft und ein Stau durch Verwerfungen des Bedruckstoffes1 vermieden wird. - Außerhalb der Wandungen
15 und44 ist es nicht zwingend notwendig, dass sich dort Lufteinlassboxen befinden. Es kann auch möglich sein, dass direkt Lüfter vorhanden sind, die Luft in den Applikationsbereich17 , bzw. den Hohlleiter9 der Mikrowelleneinrichtung5 einbringen. Innerhalb des Applikationsbereich17 , bzw. im Bereich des Hohlleiters9 werden über die Lufteinlassschlitze24 und45 Luftströme25 und46 erzeugt und dann über die Löcher30 der Perforation der PTFE-Folien26 Luftströme27 . - Diese Führungen der Luftströme
25 , bzw.46 und27 stellen praktisch Luftkanäle innerhalb des Applikationsbereich17 dar. Sie weisen Luftaustrittsöffnungen wie die Löcher30 auf, durch die ein Transport von Bedruckstoffen1 wenigstens unterstützt wird. Durch diese gelenkten Luftströme25 ,46 und27 kann Feuchtigkeit aus der Mikrowelleneinrichtung5 abtransportiert werden. - In der hier dargestellten Ausführungsform ist zusätzlich eine Last
29 im Applikationsbereich17 der Mikrowelleneinrichtung5 integriert. Durch ein Verfahren dieser Last29 wird die Resonanzbedingung des Applikators für die verschiedenen Bedruckstoffe1 eingestellt. Die Last29 ist dafür in Richtung des Pfeils43 in Bereiche größerer Feldstärken innerhalb des Applikationsbereichs17 verkippbar. Um einen Luftstrom auch durch diese Last29 hindurch zu gewährleisten, ist es vorgesehen, dass die Last29 selber Luftdurchlasslöcher35 aufweist, die den Luftstrom im Wesentlichen nicht behindern. - In
8 ist ein Querschnitt durch einen Applikationsbereich17 nach5 oder7 mit einem Feuchtigkeitsmesser36 dargestellt. - In
9 ist eine schräge Aufsicht auf eine PTFE-Folie26 mit einem Feuchtigkeitsmesser36 zu sehen. - Auf der PTFE-Folie
26 sind zwei Elektroden31 und32 befestigt. Der Befestigungsort soll im Bereich niedriger Feldstärken liegen und keine Luftlöcher30 abdecken. Am geeignetsten ist hierfür ein Bereich am Eintrittsbereich bzw. vorzugsweise am Austrittsbereich für den Bedruckstoff1 durch den Schlitzbereich18 . Das heißt in Richtung3 des Vorschubs des Bedruckstoffes1 in dem in Richtung3 hinteren der Schlitze4 . Es dabei darauf zu achten, dass die Elektroden31 und32 nicht in Mikrowellenfeld40 des Applikators48 hineinragen. - Die beiden Elektroden
31 und32 sind über Leitungen33 mit einer Mess- und Kontrolleinheit34 verbunden. An die Elektroden31 und32 werden von der Mess- und Kontrolleinheit34 Hochspannungsimpulse angelegt und ein Strom zwischen den beiden Elektroden31 und32 gemessen. - Befindet sich zwischen den Elektroden
31 und32 kein Wasser, so sollte kein Strom fließen. Ist allerdings an dieser Stelle Wasser kondensiert, so kann ein Stromfluss festgestellt werden. Dieser Wasser wurde dann durch den Luftstrom aus dem Schlitzbereich18 in das Umfeld der Elektroden31 und32 transportiert. Da dieses Wasser erst innerhalb des Schlitzbereichs18 aufgenommen wurde, gibt die zwischen den Elektroden kondensierte Menge an Wasser zumindest indirekt einen Aufschluss über den Zustand innerhalb des Schlitzbereichs18 . Je mehr Wasser kondensiert, desto mehr Feuchtigkeit muss innerhalb des Schlitzbereichs18 vorherrschen. Der gemessene Strom korreliert dabei direkt mit der kondensierten Wassermenge und gibt somit indirekt Auskunft über die Feuchtigkeit im Inneren des Schlitzbereichs18 . - Im Falle keiner Feuchtigkeit innerhalb des Applikationsbereich
17 oder des Schlitzbereichs18 sollte kein Strom fließen. Ein gemessener Strom ist dann in seiner Größe ein Maß für eine herrschende Luftfeuchtigkeit. - Die beiden Elektroden
31 und32 dürfen dabei nicht in das Innere des Applikationsbereich17 hineinragen und das vorherrschende Mikrowellenfeld40 beeinträchtigen. - Ein Bedruckstoff
1 wird auf einem Transportband2 transportiert. Bei dem Bedruckstoff1 kann es sich beispielsweise um einen Bogen Papier handeln, der innerhalb einer Druckmaschine in einem Farbwerk eine Tonerschicht erhalten hat. - Diese Tonerschicht soll auf dem Bedruckstoff
1 fixiert werden. Der Bedruckstoff1 wird daher in die Mikrowelleneinrichtung5 transportiert. Hier werden der Toner und der Bedruckstoff so weit erwärmt, dass der Toner auf dem Bedruckstoff1 fixiert wird. - Damit es nicht zu Spannungsdurchbrüchen und Verzerrungen des Mikrowellenfeldes
40 innerhalb des Applikators48 der Mikrowelleneinrichtung5 kommt, werden Luftströmungen27 innerhalb der Mikrowelleneinrichtung5 erzeugt. Durch diese kann dann Feuchtigkeit abtransportiert und der Bedruckstoff1 zudem innerhalb der Mikrowelleneinrichtung5 berührungslos transportiert werden. - Der eigentliche Vorschub des Bedruckstoffs
1 wird durch außerhalb der Mikrowelleneinrichtung5 und der Kühleinrichtung2 liegende Transportelemente gewährleistet. Im Falle der Papierbahn kann es sich um Rollen6 und im Falle von Papierbogen kann es sich um Transportbänder37 ,38 ,39 und weitere nicht gezeigte handeln. Diese Transportbänder befinden sich dann neben, vor und hinter der Mikrowelleneinrichtung5 und der Kühleinrichtung2 . - Die Luftströmung
27 wird erzeugt, indem durch nicht dargestellte Lüfter Lüftströme13 und14 in Lufteinlassboxen11 und12 gepresst werden. Diese wiederum sind so gestaltet, das die Luft über Lufteinlassöffnungen24 weiter in den Applikationsbereich17 gelenkt wird, wo Luftströmungen25 erzeugt werden. Es sind auch Ausführungsformen ohne Lufteinlassboxen11 und12 denkbar. - Die Lufteinlassöffnungen
24 sind dabei so gestaltet, dass ein Austreten von Mikrowellenstrahlung aus dem Applikationsbereich17 vermieden wird und genügend Luft in diesen Bereich hineinströmen kann. Beispielsweise können die Lufteinlassöffnungen24 Schlitze sein und eine Größe von 2 mm × 14 mm aufweisen und quer zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen im Applikationsbereich17 ausgerichtet sein. Diese Anordnung führte bei Experimenten nach einem TE10N-Applikatorprinzip zu keiner signifikanten Abstrahlung von Mikrowellen. - Es sind auch runde Lufteinlassöffnungen
24 praktikabel. - Auf die beschriebene Weise können gerichtete Luftströme
25 im Inneren des Applikationsbereichs17 erzeugt werden. Damit zusätzlich zum Abtransport von Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich17 der Transport des Bedruckstoffes1 im Inneren des Schlitzbereichs18 stabil und gleichmäßig unterstützt werden kann, werden diese Luftströme25 weiter durch die Luftlöcher30 der perforierten PTFE-Folien26 geleitet. Durch diese gleichförmige Beaufschlagung des Bedruckstoffes1 mit dem Luftstrom27 wird nicht nur der Bedruckstofftransport stabilisiert, durch diese Gleichförmigkeit kann auch gewährleistet werden, dass Feuchtigkeit von jeder Stelle der Oberfläche des Bedruckstoffes1 aus dem Applikationsbereich17 heraustransportiert wird. Die Größe dieser Luftlöcher30 und ihre Verteilung in den PTFE-Folien26 sind dabei so gewählt, dass genügend Luft hindurchgelassen wird, um ein stabiles Luftkissen zu bilden. Die PTFE-Folien26 weisen in dem hier dargestellten Fall eine Schichtdicke von 0,1 mm auf. Sie sind direkt an den Wandungen des Applikationsbereichs17 im Inneren der Mikrowelleneinrichtung5 angebracht, können aber, wie insbesondere in5 dargestellt, auch darüber hinaus reichen. Auf diese Weise werden Luftströme27 auf den Bedruckstoff1 gelenkt. - Da die Anordnung und Lochung, bzw. Schlitzung der PTFE-Folien
26 , bzw. der Wandungen15 ,16 des Applikationsbereichs17 nicht verändert werden, können die Luftströme27 , die im Schlitzbereich18 für den Abtransport von Feuchtigkeit verantwortlich sind und das unterstützende Luftkissen bilden direkt über die Luftströme13 ,14 , die von Lüftern in die Lufteinlassboxen11 und12 geleitet werden, eingestellt werden. Insbesondere ist es hierbei möglich die Luftströme27 auf unterschiedliche Bedruckstoffe entsprechend einzustellen. Hierbei kann dann auf die Beschaffung der Bedruckstoffe ebenso wie auf deren Gewichte Rücksicht genommen werden. Z.B. erfordern größere Grammaturen von Papierbogen stärkere Luftströme27 . Auch die Art der Bedruckstoffe ist wesentlich für die entweichende Feuchtigkeit, so wird Folie weniger Wasser freigeben als gestrichenes Papier, das wiederum weniger freigibt als normales Papier. Je mehr Wasser freigesetzt werden wird, desto schnellere Luftströme27 sind notwendig. - Die Gewichte der verwendeten Bedruckstoffe
1 sind im Allgemeinen vorher bekannt und die entsprechenden Informationen liegen elektronisch vor. Diese Informationen können in nicht dargestellten Verarbeitungseinrichtungen ausgewertet werden, die dann automatisch die Luftströme27 entsprechend steuern. Insbesondere kann auch darauf geachtet werden, dass die Luftströme27 richtungsabhängig, unterscheidend, ob sie von ober- oder unterhalb des Transportpfades wirken, gesteuert werde. - Die Luftströme
27 verlassen den Innenraum10 der Mikrowelleneinrichtung über die Schlitze4 . Durch die Mikrowellen wird der Bedruckstoff1 , sowie ein hierauf befindlicher Toner, insbesondere über den Bedruckstoff1 , erhitzt. Insbesondere wird Wasser, das sich in dem Bedruckstoff1 befindet erhitzt und teilweise als Wasserdampf freigesetzt. Dieser Wasserdampf kann innerhalb der Mikrowelleneinrichtung5 kondensieren, das Mikrowellenfeld40 verzerren und/oder zu Spannungsdurchbrüchen führen. - Die Luftströme
27 nehmen Wasserdampf auf und verlassen dann mit diesem die Mikrowelleneinrichtung5 und tragen zu einer trockeneren Atmosphäre im Innenbereich10 , bzw. im Applikationsbereich17 der Mikrowelleneinrichtung5 mit bei. - Um die Aufnahmefähigkeit der Luftströme
27 für Feuchtigkeit zu steigern ist es vorgesehen, dass die Luftströme13 ,14 , die den Lufteinlassboxen11 und12 zugeführt werden vorher oder auch innerhalb der Lufteinlassboxen11 und12 erhitzt werden. Hierfür kann es insbesondere möglich sein, dass die Luftströme13 und14 durch Abwärme der Mikrowelleneinrichtung5 oder der hier nicht gezeigten Druckmaschine vorgeheizt werden, um Energie zu sparen. - Dass die Luftströme
25 nicht alleine aus über-, bzw. unterhalb des Transportfades liegenden Lufteinlassboxen kommen müssen, wurde bereits in7 gezeigt. Hier wird ein Luftstrom46 seitlich in den Hohlleiter9 eingebracht und dann über eine Einlassblende in den Applikationsbereich17b geführt und dann weiter nach oben in den Schlitzbereich18 geleitet. Auf der anderen Seite wird ein weiterer Luftstrom25 direkt an einer oberen Wand15 des Applikationsbereichs17a erzeugt und dann nach Unten gelenkt. Die PTFE-Folien26 sind wie gehabt innerhalb des Applikationsbereichs17 installiert und können über diesen hinausreichen. Der Aufbau des Luftkissens sowie der Abtransport von Feuchtigkeit erfolgt hier analog wie oben. - Damit besser auf einen Feuchtigkeitsanstieg innerhalb des Applikationsbereichs
17 reagiert werden kann, ist auf wenigstens einer PTFE-Folie26 ein Feuchtigkeitsmesser36 vorgesehen. An zwei Elektroden31 und32 werden Hochspannungsimpulse angelegt. Da die Teflonfolie26 nicht leitend ist, sollte es zu keinem messbaren Stromfluss kommen. Wenn mehr Feuchtigkeit im Applikator48 , bzw. im Applikationsbereich17 freigesetzt wird, so schlägt sich mehr Feuchtigkeit auf der Teflonfolie26 nieder und erhöht hier die Leitfähigkeit. Ein daraus auf Grund der angelegten Hochspannungsimpulse resultierender Strom zwischen den Elektroden31 und32 kann mittels des Feuchtigkeitsmesser36 erkannt werden. Dieser Stromfluss wird durch die Mess- und Kontrolleinheit34 ausgewertet. Auf die gemessenen Werte kann dann entsprechend reagiert werden. Der Feuchtigkeitstransport der Luftströme27 kann dann automatisch erhöht werden. - Hierfür bestehen zwei Möglichkeiten. Es kann zunächst die Strömungsgeschwindigkeit der Luftströme
27 erhöht werden. Hierfür kann automatisch die Luftmenge, die durch die Luftströme13 und14 in die Lufteinlassboxen11 und12 gebracht wird, gesteigert werden. Diese Luftmenge kann dabei ein vorgegebenes Maximum allerdings nicht überschreiten, da sonst eine stabile Unterstützung des Transports des Bedruckstoffs1 durch die Mikrowelleneinrichtung5 nicht mehr gewährleistet ist. Sollte eine in diesen Grenzen durchgeführte Erhöhung der Luftmenge nicht ausreichen um einen ausreichenden Feuchtigkeitstransport zu ermöglichen, besteht die Möglichkeit die Luft, die in den Innenraum10 , bzw. Den Applikationsbereich17 der Mikrowelleneinrichtung5 eingeleitet wird, weiter zu erhitzen. Hierfür können nicht dargestellte zusätzliche Wärmequellen im Umfeld der Lufteinlassboxen11 und12 , bzw. direkt im Bereich der nicht dargestellten Lüfter und/oder auch innerhalb der Lufteinlassboxen11 und12 , vorgesehen sein. - Die notwendige Luftmenge, bzw. die zur Erhitzung der Luft notwendige Wärmemenge kann über eine nicht dargestellte Regelungsanlage automatisch eingestellt werden. Die notwendigen Informationen über die Feuchtigkeitsmenge im Applikationsbereich
17 erhält sie über den Feuchtigkeitsmesser36 . - Auf diese Weise kann immer eine technisch sinnvolle Luftfeuchtigkeit im Inneren der Mikrowelleneinrichtung
5 gewährleistet werden. Auf diese Weise können Schäden in der Mikrowelleneinrichtung5 vermieden werden. Spannungsdurchbrüche und ein Verzerren des Mikrowellenfeldes40 innerhalb des Applikators48 durch kondensiertes Wasser wird verhindert. Hierfür ist im Wesentlichen die Trennung des Schlitzbereichs18 von dem restlichen Applikationsbereich17 durch die PTFE-Folien26 von Vorteil, da dann keine Feuchtigkeit in den restlichen Bereich des Applikationsbereichs17 transportiert werden kann. - Durch das von den Luftströmen
27 erzeugte Luftkissen kann bei geeigneten Einstellungen ein Bedruckstoff1 berührungslos durch die Mikrowelleneinrichtung5 transportiert werden. Toner auf jedweder Seite des Bedruckstoffes1 kann durch Berührungen innerhalb des Applikationsbereich17 nicht verschmiert werden. Papierstaus, bzw. das Verkannten von Bedruckstoff1 innerhalb des Applikationsbereichs17 kann durch den stabilen Transport verhindert werden.
Claims (17)
- Vorrichtung zur Behandlung eines Bedruckstoffs (
1 ), umfassend eine Mikrowelleneinrichtung (5 ), vorzugsweise eine Mikrowellenfixiereinrichtung für eine Druckmaschine, umfassend eine Einrichtung zur Erzeugung und Steuerung von strömender Luft, gekennzeichnet durch, einen Schlitzbereich (18 ), zum Transport des Bedruckstoffs (1 ) durch einen Applikationsbereich (17 ), wenigstens teilweise abschließende Folien (26 ), aus einem Mikrowellen nicht oder nur in einem geringen Maße absorbierenden Material, vorzugsweise im Umfeld ober- und unterhalb des Transportpfads des Bedruckstoffs (1 ) - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (
26 ) einen, über den Applikationsbereich (17 ) hinaus ausgedehnten, den Applikationsbereich (17 ) umfassenden Bereich wenigstens teilweise abschließen. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens teilweise abschließenden Folien (
26 ) zur Führung der strömenden Luft perforiert sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrowellen nicht absorbierende Material PTFE ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung Lufteinlassboxen (
11 ,12 ), vorzugsweise unter- und oberhalb des Applikationsbereiches (17 ) umfasst. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Wandungen (
15 ,16 ) des Applikationsbereiches (17 ) Lufteinlassöffnungen (24 ) aufweisen. - Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnungen (
24 ) eine, zur Vermeidung oder Minimierung von austretender Mikrowellenstrahlung geeignete Geometrie aufweisen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung eines Strömungskurzschlusses wenigstens eine Barriere (
19 ,20 ), vorzugsweise aus PTFE vorgesehen ist, die einen Schlitzbereich (18 ) innerhalb des Applikationsbereiches (17 ) zur Durchführung des Bedruckstoffes (1 ) durch den Applikationsbereich (17 ) von dem restlichen Applikator (48 ) abtrennt. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Mikrowelleneinrichtung (
5 ) vorhandene dielektrische Last (29 ) Luftdurchlasslöcher (35 ) für die Ermöglichung eines Luftdurchlasses aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsmesser (
36 ) in der Umgebung der Mikrowelleneinrichtung (5 ). - Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsmesser (
36 ) wenigstens zwei Elektroden (31 ,32 ) an einer nichtleitenden Oberfläche, vorzugsweise an einer der Folien (26 ) umfasst. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch wenigstens eine Vorheizeinrichtung zum Vorheizen der einströmenden Luft.
- Mikrowelleneinrichtung (
5 ), insbesondere Mikrowellenfixiereinrichtung, zur Behandlung von Bedruckstoff (1 ) in einer Druckmaschine, umfassend eine Belüftungseinrichtung mit, in wenigstens einem Applikationsbereich (17 ) integrierten Luftkanälen mit Luftaustrittsöffnungen zur Luftstromführung in einen durch die Mikrowelleneinrichtung (5 ) führenden Transportpfad für Bedruckstoff (1 ) hinein, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportpfad von, den Transportpfad wenigstens überwiegend abdeckenden PTFE-Folien (26 ) umfasst wird. - Mikrowelleneinrichtung (
5 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (26 ) perforiert sind. - Mikrowelleneinrichtung (
5 ) nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Applikationsbereiches (17 ) Wandungen (15 ,16 ) mit Lufteinlassöffnungen (24 ) aufweist. - Mikrowelleneinrichtung (
5 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsmesser (36 ) im Umfeld des Transportpfades. - Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine Vorheizeinrichtung zum Vorheizen von Luftströmungen.
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