DE10055744A1

DE10055744A1 - Klein-Trocknungsgerät

Info

Publication number: DE10055744A1
Application number: DE10055744A
Authority: DE
Inventors: Rainer Gaus; Michael Dienz; Kai K O Baer
Original assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Current assignee: Advanced Photonics Technologies AG
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2002-05-23

Abstract

Klein-Trocknungsgerät (1), insbesondere zum Einsatz im Büro- und/oder Heimbereich, zum Trocknen flüssig aufgebrachter Beschichtungen auf einem festen Träger (5) im wesentlichen ohne aktive Luftbewegung, mit mindestens einer Infrarotstrahlungsquelle (13), deren Strahlung einen wesentlichen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlängenbereich zwischen 0,8 mum und 1,5 mum, hat, einem der Infrarotstrahlungsquelle zugeordneten, insbesondere mindestens einer Kühlfläche (17) zur Strahlungs- und/oder Konvektionskühlung aufweisenden Reflektor (15), der die Strahlung auf die zu trocknende Beschichtung konzentriert und einem Leichtbaugehäuse (7), insbesondere Kunststoffgehäuse, das derart ausgebildet ist und in dem die Infrarotstrahlungsquelle und der Reflektor derart angeordnet sind, daß die Gehäuseoberfläche während des Betriebes gefahrlos berührbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klein-Trocknungsgerät, insbesondere zum Einsatz im Büro- und/oder Heimbereich und dort speziell im Heimwerker- und Sanitärbereich.

Es gibt eine Vielzahl von Klein-Trocknungsgeräten für verschie dene Einsatzzwecke im Heimwerker-, Haushalts- und Sanitärbe reich. Praktisch in jedem Haushalt gibt es als ein solches Ge rät einen Haartrockner, der (wie der Name sagt) für den Sani tärbereich gedacht ist, im Bedarfsfall aber auch im Heimwerker bereich zum Trocknen von Farben, Klebstoffen und Lacken verwen det wird. Im Objektbereich finden sich daneben Heißluft-Hände trockner, die praktisch einen stationären Fön mit hoher Heiz- und Luftleistung darstellen. Diese Geräte sind relativ gut an ihren primären Einsatzzweck angepaßt, aber auch lautstark und für andere Einsatzzwecke und -bereiche, beispielsweise im Büro, nicht sonderlich geeignet.

Im Bürobereich gibt es seit Jahrhunderten mit aufnahmefähigem Papiervlies bespannte Trockenwalzen zum Trocknen von auf Papier aufgebrachter Tinte - thermische Trockner werden aber hier praktisch nicht eingesetzt. Jedoch hat sich der Bedarf nach ef fizienten und gleichwohl handlichen und im Einsatz wenig stö renden Trocknern insbesondere durch das Vordringen der Farb- Tintenstrahldrucker verstärkt. Diese können in kurzer Zeit farbige Drucke in Fotoqualität liefern; diese bleiben aber längere Zeit nach dem Verlassen des Druckers feucht. Sie können daher nicht sofort im normalen Bürobetrieb weiterverarbeitet (z. B. in einer Akte abgelegt) werden, und es besteht auch die Gefahr von Deformationen des Papiers und Beschädigungen des Druckes im Bürobetrieb.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe der Bereitstellung eines unaufwendig und kostengünstig herzustellenden und effizient ar beitenden sowie leicht und gefahrlos zu bedienenden Klein- Trocknungsgerätes, insbesondere für den Büro- und/oder Heimbe reich, zugrunde.

Diese Aufgabe wird durch ein Klein-Trocknungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, als zen trales Element eines solchen Trocknungsgerätes eine Infrarot strahlungsquelle zu nutzen, deren Strahlung einen wesentlichen Wirkanteil im Bereich des nahen Infrarot, insbesondere im Wel lenlängenbereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm, hat. Gemäß einem weiteren wesentlichen Gedanken der Erfindung wird einer solchen Strahlungsquelle ein mit passiven Kühlmitteln (insbesondere ei ner ausreichend bemessenen und geeignet angeordneten Kühlflä che) ausgestatteten Reflektor zur Konzentration der Strahlung im nahen Infrarot (NIR-Strahlung) auf eine zu trocknende Be schichtung eines Trägers zugeordnet. Schließlich gehört zur Er findung der Gedanke, diese einfachen und preisgünstigen Wirk elemente in einem ebenso einfachen und preiswerten Leichtbauge häuse derart anzuordnen, daß dieses leicht und gefahrlos hand habbar ist.

In einer bevorzugten Ausführung ist dieses Gerät als Papier blatttrockner zur Tintentrocknung, insbesondere im Bürobereich zur Trocknung der Tinte von Tintenstrahldrucken, ausgebildet und entsprechend dimensioniert. Zur Dimensionierung gehört ins besondere eine aufeinander abgestimmte Anordnung des Infrarot strahlers (sogenannten Emitters) und von Führungsmitteln zum Hindurchführen des Papiers, die eine effiziente und schnelle Trocknung ohne thermische Gefährdung des Papiers sichert.

Die erwähnten Führungsmittel umfassen in einer ersten bevorzug ten Realisierung eine manuell oder motorisch betriebene Trans porteinrichtung zum Hindurchziehen des Papiers durch das Gerät, während eine zweite (noch einfachere) Ausführung Seitenführun gen zum geradlinigen Hinwegziehen des Gerätes über ein auf eine Unterlage aufgelegtes Papier umfaßt. Beide Ausführungen können auch miteinander kombiniert sein, um das Gerät sowohl als einen Einzugtrockner als auch als einen "Abtasttrockner" nutzen zu können. Es versteht sich im übrigen, daß die letztgenannte Aus führung auch nicht notwendigerweise Seitenführungen für einen Papierbogen vorsehen muß - sie sollte aber durch ihre konstruk tive Ausführung einen hinreichenden Abstand der Strahlungsquel le zu einem mit dem Gerät abgetasteten Träger gewährleisten.

Bei dem erwähnten Tintenstrahldrucker ist eine Ausführung be sonders sinnvoll, die an gängige Tintenstrahldrucker leicht an fügbar und gegebenenfalls auch wieder abnehmbar ist. Die er wähnten Seitenführungen sollten dann einen auf den Drucker ab gestimmten Abstand, insbesondere im Bereich zwischen etwa 20 und 30 cm, haben. Für spezielle Anwendungen, etwa zum Trocknen von Fotovergrößerungen in den gängigen Formaten, sind auch kleinere Ausführungen sinnvoll.

In einer zweiten praktisch interessanten Ausführung ist das Klein-Trocknungsgerät als Lack- und Klebstofftrockner für den Heimwerker- und Sanitärbereich ausgeführt, wobei hier insbeson dere eine Ausführung als Nagellacktrockner gute Marktchancen haben dürfte. Bei dieser Ausführung ist vorzugsweise eine an einen speziell beschichteten "Träger" (beispielsweise die Fingerspitzen eines Menschen) angepaßte Aufnahme vorgesehen, die einen vorbestimmten Sicherheitsabstand zur Strahlungsquelle aufweist, der thermische Schädigungen verhindert.

Ein weiteres bevorzugtes Mittel zur Verhinderung thermischer Schädigungen von Trägern und insbesondere von Verletzungen ei nes Menschen beim Gebrauch des vorgeschlagenen Gerätes ist das Vorsehen eines Temperatursensors mit einer diesem zugeordneten Steuer- bzw. Schalteinrichtung. Diese ist insbesondere zu einer Sicherheitsabschaltung oder -leistungsreduzierung bei Feststel lung einer unzulässig hohen Temperatur auf der Oberfläche des Trägers bzw. Körperteiles des Menschen im Strahlungsfeld ausge bildet.

In Anpassung an den vorgesehenen Einsatzbereich liegt die An schlußleistung des Klein-Trocknungsgerätes bevorzugt im Bereich zwischen 100 W und 2000 W, insbesondere zwischen 300 W und 1200 W. Der Verzicht auf eine aktive Kühlung, der wesentlich den "Low-Cost"-Charakter des Gerätes gewährleistet, ist einer seits nur mit einer bestimmten Leistungsdichte im Strahlungs feld der Strahlungsquelle erreichbar, und andererseits sind we sentlich höhere Aufnahmeleistungen einem universellen Einsatz des Gerätes in den bevorzugten Einsatzbereichen hinderlich. Die erwähnte Strahlungsdichte der NIR-Strahlung auf der Oberfläche des zu trocknenden Trägers liegt bevorzugt oberhalb von 50 kW/m², für Büro- und Heimwerkeranwendungen auch deutlich hö her, insbesondere oberhalb von 200 kW/m².

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im üb rigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschrei bung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Klein-Trocknungsgerätes gemäß einer ersten Ausfüh rungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Klein-Trocknungsgerätes gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Inkjet-Trocknungsgerät 1 als Zusatzgerät zu einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker 3 in Art einer Prin zipskizze perspektivisch dargestellt, wobei zur Darstellung des Geräteinneren eine Seitenwand weggeschnitten ist. Das Inkjet- Trocknungsgerät 1 dient zur Trocknung von den Tintenstrahldruc ker 3 verlassenden Tintenstrahldrucken 5, d. h. mit Tinte be druckten Papierbögen in Standardformaten.

Das Gerät 1 hat ein haubenartiges Kunststoffgehäuse 7 mit einem (nicht dargestellten) Papierzuführungsschlitz und einem Papier abgabeschlitz 9 an der Rückseite bzw. Vorderseite und einer Mehrzahl von Luftaustrittsöffnungen 11 an seiner Oberseite. Et wa in zentraler Lage befindet sich in dem Kunststoffgehäuse 7 eine langgestreckte Halogenlampe 13, deren Längsachse mit der Brennlinie eines polierten Aluminiumreflektors 15 zusammen fällt.

Der Querschnitt des in Fig. 1 dargestellten Reflektors 15 ist parabolisch, dieser kann aber auch zu einer teil-elliptischen Querschnittsform hin tendieren, wobei die Reflektorgeometrie die Strahlungsdichteverteilung in einer Bestrahlungszone auf dem Papierbogen 5 im Bereich unterhalb der Halogenlampe 13 be stimmt. Der Reflektor 15 trägt mehrere Kühlflächen 17, die sei ne Wärmeabstrahlfläche vergrößern und damit für eine bessere Wärmeabführung aus dem Kunststoffgehäuse 7 sorgen.

Im unteren Bereich des an den Tintenstrahldrucker 3 angrenzen den Wandungsabschnittes 7a des Kunststoffgehäuses 7 ist eine Papiertransportwalze 19 angeordnet, die durch einen (nicht dar gestellten) kleinen Elektromotor angetrieben wird und die von dem Tintenstrahldrucker ausgegebenen Papierbögen 5 mit vorbe stimmter Geschwindigkeit durch das Kunststoffgehäuse 7 und da mit durch das unter der Halogenlampe 13 und dem Aluminiumre flektor 15 ausgebildete NIR-Strahlungsfeld zum Papierabgabe schlitz 9 transportiert. Der Papierbogen wird dabei durch eine Auflage geführt, die in der Figur nicht zu erkennen ist.

Die Halogenlampe 13 hat, je nach konkreter Ausführung, eine Aufnahmeleistung im weiter oben angegebenen Leistungsbereich und erzeugt eine Strahlungsleistungsdichte auf dem Papierbogen von mehr als 50 kW/m², insbesondere mehr als 200 kW/m². Es ver steht sich, daß ihr eine Stromversorgungseinrichtung zur Spei sung auf dem öffentlichen Stromnetz vorgeschaltet ist, welche eine Leistungssteuerung oder zumindest eine Sicherheits-Ab schalteinrichtung umfaßt, die eingangsseitig mit einem (nicht dargestellten) Pyrometerelement verbunden ist, welches auf die Oberfläche des Papierbogens 5 im Bestrahlungsbereich gerichtet ist und die Papiertemperatur mißt. Bei unzulässig hoher Tempe ratur - wie sie beispielsweise bei Ausfall des Antriebes für die Papiertransportwalze 19 auftreten kann - wird die Halogen lampe 13 abgeschaltet und damit eine Entzündung des zu trock nenden Papierbogens verhindert.

Das Inkjet-Trocknungsgerät 1 kann im Grunde frei am Ausgabe schlitz des Druckers 3 aufgestellt werden, wird aber bevorzugt mittels einer Befestigungsklammer 21 an dessen Gehäuse fixiert.

Das Inkjet-Trocknungsgerät 1 wird entweder jeweils zur Trock nung eines aus dem Tintenstrahldrucker 3 kommenden Papierbogens 5 von Hand eingeschaltet oder verfügt über eine Lichtschranken einrichtung zur Erkennung der Vorderkante eines aus dem Tintenstrahldrucker austretenden Papierbogens, die einerseits den Mo tor für die Transportwalze 19 und andererseits die Stromversor gung der Halogenlampe 13 einschaltet und auch wieder ausschal tet. Letzteres geschieht, sobald nach Passieren der Hinterkante des Papierbogens eine vorbestimmte Zeitspanne (Zehntelsekunden bis wenige Sekunden) verstrichen ist, die zur Trocknung des En des des Papierbogens benötigt wird. Da die letztere Ausführung komfortabler ist und zuverlässiger arbeitet, ist diese natür lich - trotz des etwas höheren Aufwandes - bevorzugt.

Fig. 2 zeigt als zweite Ausführungsform der Erfindung einen Na gellacktrockner 101 in vereinfachter perspektivischer Darstel lung, die wiederum zur Darstellung des Geräteinneren mit abge nommener bzw. weggeschnittener Seitenwand ausgeführt ist. Der Nagellacktrockner 101 hat ein Kunststoffgehäuse 103, welches zur Wandbefestigung mittels Schrauben 105 und Dübeln ausgebil det ist.

Neben Entlüftungsschlitzen 107 hat das Kunststoffgehäuse 103 im unteren Bereich eine längliche, waagerecht ausgerichtete Fin geröffnung 109, die zum gemeinsamen Hineinstecken der Finger spitzen einer Hand vorgesehen und bemessen ist. Unterhalb die ser Fingeröffnung 109 ist eine kleine Auflageplatte 111 vorge sehen, die geringfügig schwenkbar und mit einem Netzschalter zum Ein- und Ausschalten des Nagellacktrockners 101 verbunden ist. Das Gerät wird also durch Einführen der Fingerspitzen in die Fingeröffnung 109 und sanften Druck auf die Auflageplatte 111 eingeschaltet und beim Herausziehen der Fingerspitzen aus der Fingeröffnung automatisch wieder ausgeschaltet.

Im Inneren des Nagellacktrockners 101 befindet sich eine kurze röhrenförmige Halogenlampe 113 mit zugehöriger Kontaktanordnung 115, die in einer Brennlinie eines teil-elliptischen, polierten Reflektors 117 sitzt. Dieser ist so bemessen, daß seine zweite Brennlinie im Bereich der Fingeröffnung 109, also im Betriebszustand des Gerätes in etwa auf den Fingernägeln eines Benut zers, liegt. Die Reflektorgeometrie ist derart gewählt, daß die Strahlung auf der Fläche der Fingernägel der eingeführten Fin ger konzentriert wird. Der Reflektor 117 ist auf einen Aufnah mesteg 103a des Kunststoffgehäuses 103 aufgeschraubt.

Im Reflektor 117 ist eine Aussparung vorgesehen, durch die ein Pyrometerelement 119 in seinen Innenraum ragt, welches in den Bereich der Auflageplatte 111 ausgerichtet ist und während des Betriebes des Gerätes die Oberflächentemperatur der Fingernägel erfaßt, um eine Sicherheitsabschaltung oder Leistungsregelung der Halogenlampe 113 bewirken zu können. Entsprechende Sicher heits- sowie Steuerschaltungen sind an sich bekannt und werden daher hier nicht weiter beschrieben.

Bei beiden Ausführungen von Klein-Trocknungsgeräten nach Fig. 1 und 2 werden niedrige Gestehungskosten und eine unproblemati sche und sichere Handhabung durch die Ausführung mit einem ein fachen Kunststoffgehäuse und einem kostengünstigen Reflektor aus Aluminiumblech sowie handelsüblichen, preiswerten Halogen lampen und die sinnvolle Kombination dieser Elemente für den speziellen Verwendungszweck gewährleistet. Die Ausführung der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt, son dern im Rahmen der Ansprüche ebenso in einer Vielzahl von bau lichen Abwandlungen und auf den Einsatzzweck zugeschnittenen Spezifika möglich, die im Rahmen fachgemäßen Handelns liegen.

Bezugszeichenliste

1

Inkjet-Trocknungsgerät

3

Tintenstrahldrucker

5

Tintenstrahldruck (Papierbogen)

7

Kunststoffgehäuse

7

a Wandungsabschnitt

9

Papierabgabeschlitz

11

Luftaustrittsöffnungen

13

Halogenlampe

15

Aluminiumreflektor

17

Kühlfläche

19

Papiertransportwalze

21

Befestigungsklammer

101

Nagellacktrockner

103

Kunststoffgehäuse

103

a Aufnahmesteg

105

Schraube

107

Entlüftungsschlitz

109

Fingeröffnung

111

Auflageplatte

113

Halogenlampe

115

Kontaktanordnung

117

Reflektor

119

Pyrometerelement

Claims

1. Klein-Trocknungsgerät (1; 101), insbesondere zum Einsatz im Büro- und/oder Heimbereich, zum Trocknen bzw. Härten flüssig oder pastös aufgebrachter Beschichtungen auf ei nen fester Träger (5) im wesentlichen ohne aktive Luft bewegung, mit
mindestens einer Infrarotstrahlungsquelle (13; 113), deren Strahlung einen wesentlichen Wirkanteil im Be reich des nahen Infrarot, insbesondere im Wellenlän genbereich zwischen 0,8 µm und 1,5 µm, hat,
einem der Infrarotstrahlungsquelle zugeordneten, ins besondere mindestens eine Kühlfläche (17) zur Strah lungs- und/oder Konvektionskühlung aufweisenden Re flektor (15; 117), der die Strahlung auf die zu trocknende Beschichtung konzentriert und
einem Leichtbaugehäuse (7; 103), insbesondere Kunst stoffgehäuse, das derart ausgebildet ist und in dem die Infrarotstrahlungsquelle und der Reflektor derart angeordnet sind, daß die Gehäuseoberfläche während des Betriebes gefahrlos berührbar ist.

2. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlungsquelle (13; 113) eine Strahlertemperatur von 2900 K oder mehr, insbesondere 3200 K oder mehr, hat.

3. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Papierblatttrockner (1) zur Trocknung von Tinte oder einer ähnlichen wässrigen Schicht auf Pa pier (5), insbesondere von Tintenstrahldrucken auf der Oberfläche eines Papierblattes mit Standardabmessungen.

4. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Führungsmittel (9; 19) zum Hindurchführen des Papiers (5) durch ein langgestrecktes Strahlungsfeld einer lang gestreckten Infrarotstrahlungsquelle (13) oder Anordnung von Infrarotstrahlungsquellen in einem vorbestimmten Ab stand bzw. Abstandsbereich zu dieser bzw. diesen.

5. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel eine motorisch oder manuell betriebe ne Transporteinrichtung (19) zum Hindurchziehen des Pa piers durch das Klein-Trocknungsgerät (1) umfassen.

6. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel Seitenführungen zum geradlinigen Hin wegziehen über das auf eine Unterlage aufgelegte Papier blatt umfassen.

7. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einzugbreite der Transporteinrichtung, insbesondere der Abstand von Seitenführungen, im Bereich zwischen 7 und 30 cm, insbesondere zwischen 20 und 30 cm, liegt.

8. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden An sprüche, gekennzeichnet durch Fixierungsmittel (21) zum, insbesondere abnehmbaren, An bringen an einem Tintenstrahldrucker (3).

9. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden An sprüche, insbesondere Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Lack- und Klebstofftrockner (101) für den Heimwerker- und Sanitärbereich, insbesondere als Na gellacktrockner.

10. Klein-Trocknungsgerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine an den beschichteten Träger, insbesondere die Fin gerspitzen eines Menschen, angepaßte Aufnahme (109, 111), die einen derart auf die Leistung der Infrarot strahlungsquelle abgestimmten Abstand zu dieser auf weist, daß eine thermische Schädigung des Trägers ausge schlossen ist.

11. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden An sprüche, gekennzeichnet durch eine Anschlußleistung im Bereich zwischen 100 W und 2000 W, insbesondere zwischen 300 W und 1200 W, und eine Ausbildung zur Erzielung einer Strahlungsleistungsdichte auf dem Träger von mehr als 50 kW/m², insbesondere von mehr als 200 kW/m².

12. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden An sprüche, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (119), insbesondere ein Pyrome terelement, und eine mit diesem verbundene Steuer- oder Schalteinrichtung der Infrarotstrahlungsquelle (13; 113), insbesondere zur Sicherheitsabschaltung oder Leis tungsreduzierung bei unzulässig hoher Temperatur des Trägers im Strahlungsfeld der Infrarotstrahlungsquelle oder zur Leistungsregelung der Infrarotstrahlungsquelle.

13. Klein-Trocknungsgerät nach einem der vorangehenden An sprüche, gekennzeichnet durch Luftein- und -austrittsöffnungen (11; 107) zur Konvekti onskühlung der Infrarotstrahlungsquelle (13; 113).