DE10064557A1

DE10064557A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen von zumindest einer Materialschicht, Toner für eine Druck- oder Kopiervorrichtung und Bildempfängersubstrat

Info

Publication number: DE10064557A1
Application number: DE10064557A
Authority: DE
Inventors: Gerald Hauptmann
Original assignee: NexPress Solutions LLC
Current assignee: NexPress Solutions LLC
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-11
Also published as: US6697598B2; US20020094219A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Erwärmen von zumindest einer zweiten Materialschicht (2), insbesondere eine auf ein Bildempfängersubstrat übertragene Tonerschicht, vorgeschlagen. Das Verfahren sieht einen Energieeintrag von elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) vor, wobei die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) aus einer ersten Materialschicht (1) und einem Einfallswinkel (alpha), bezogen auf die Normale (7) der zweiten Materialschicht (2), einfallen. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Einfallswinkel (alpha) derart gewählt ist, dass der zumindest die Erwärmung der zweiten Materialschicht (2) bewirkende Energieeintrag zumindest überwiegend über den Quanten-Tunnel-Effekt erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen von zumindest einer zweiten Material schicht, insbesondere einer auf ein Bildempfängersubstrat übertragenen Tonerschicht, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9, eine Vorrichtung zum Erwärmen von zumindest einer zweiten Materialschicht, insbesondere zum Fixieren einer auf ein Substrat übertrage nen Tonerschicht, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11, einen Toner für eine Druck- und/oder Kopiervorrichtung sowie ein Bildempfängersubstrat.

Ein bekanntes Verfahren ist das elektrostatische Drucken, bei dem ein latentes elektrostati sches Bild durch aufgeladene Tonerpartikel entwickelt wird. Diese werden auf ein Bil dempfängersubstrat übertragen, das nachfolgend auch kurz Substrat genannt wird. An schließend wird das entwickelte und auf das Substrat übertragene Bild fixiert, indem die Tonerpartikel erwärmt beziehungsweise erhitzt und aufgeschmolzen werden. Gegebenen falls kann auch das Substrat erwärmt werden. Zum Aufschmelzen der Tonerpartikel wer den häufig berührende Verfahren eingesetzt, bei denen die Tonerpartikel in Berührungs kontakt mit entsprechenden Einrichtungen, beispielsweise heißen Rollen oder Walzen, gebracht werden. Nachteilig hierbei ist, dass der Aufbau, die Wartung und die Betriebsko sten dieser berührend arbeitenden Heizeinrichtungen aufwendig und somit kostenintensiv sind. Mithin ist die Verwendung von Silikonöl als Trennmittel erforderlich, das ein An haften des aufgeschmolzenen Toners an der Heizeinrichtung verhindern soll. Weiterhin ist die durch die berührenden Heizeinrichtungen verursachte Fehlerrate relativ hoch.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, bei denen die Tonerpartikel mit Hilfe von elektromagnetischen oder akustischen Wellen erwärmt bezie hungsweise geschmolzen werden, damit sie mit dem Substrat, beispielsweise Papier verkleben.

Im Zusammenhang mit dem Einsatz von elektromagnetischen oder akustischen Wellen tritt jedoch das Problem auf, dass es sehr schwer ist, die Eindringtiefe der Wellen in die Toner schicht und gegebenenfalls das Bildempfängersubstrat unabhängig von den Materialeigen schaften zu steuern oder zu regeln. Bei üblicherweise verwendeten Einfallswinkeln der elektromagnetischen oder akustischen Wellen liegt die Eindringtiefe in einem Bereich zwischen einigen Vielfachen der Wellenlängen und einigen Zehnfachen der Wellenlänge. Die Eindringtiefe spielt jedoch für den gesamten Erwärmungs- beziehungsweise Toner schmelzvorgang eine entscheidende Rolle und beeinflusst beispielsweise die Bildqualität von einseitigen Ausdrucken, die Häufigkeit von Widergabestörungen auf der als zweites bedruckten Seiten beim Duplex-Druck, den Glanzpegel und die Glanzunterschiede der Ausdrucke, die Adhäsionseigenschaften der auf dem Bildempfängersubstrat fixierten Tonerschicht, eine (unerwünschte) Blasenbildung, ein mögliches Schrumpfen des Bil dempfängersubstrats und so weiter.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem die Eindringtiefe von elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen in eine zu erwärmende zweite Materialschicht, insbesondere eine Tonerschicht, und/oder eine dritte Materialschicht, insbesondere ein Bildempfängersubstrat und/oder einen Bildempfänger substrat-Träger zu steuern, und zwar unabhängig von den Eigenschaften der einzelnen Materialschichten. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, den durch die elektroma gnetischen und/oder akustischen Wellen in zumindest die zweite Materialschicht einge brachten Energieeintrag zu steuern, insbesondere ohne die Strahlungsintensität der Wellen quelle zu verändern und unabhängig von den Reflektionseigenschaften der dritten Schicht. Die Aufgabe der Erfindung umfasst auch das Angeben einer entsprechenden Vorrichtung, die insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Toner anzugeben, der in vorteilhafter Weise zur Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahren oder mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die Merkmale des An spruchs 1 aufweist. Ohne darauf beschränkt zu sein, dient das Verfahren insbesondere zum Erwärmen einer zweiten Materialschicht in Form einer auf ein Bildempfängersubstrat übertragenen Tonerschicht, durch einen Energieeintrag von elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen. Die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen fallen dabei aus einer ersten Materialschicht, die beispielsweise durch Luft gebildet sein kann, unter einem Einfallswinkel α bezogen auf die Normale der zweiten Materialschicht ein. Dem Fach mann ist bekannt, beispielsweise aus Physiklehrbüchern, dass bei einem Einfallswinkel im Bereich von 90°, der reflektierte Teil einer elektromagnetischen oder akustischen Welle, die an einer Grenzfläche auf eine zweite Materialschicht mit höheren Brechungsindex trifft, annähernd 100% beträgt. Sofern die zweite Materialschicht einen niedrigeren Brechungs index als die erste Materialschicht aufweist, stellen sich ähnliche Verhältnisse bereits dann ein, wenn der Einfallswinkel α dem sogenannten Grenzwinkel der Totalreflektion ent spricht. Bei derartigen Bedingungen ist der Energieeintrag durch den normalgebrochenen, in die zweite Materialschicht eindringenden Wellenanteil vernachlässigbar klein. Die Eindringtiefe dieses Wellenanteils ist daher praktisch bedeutungslos. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Einfallswinkel α derart gewählt wird, dass der zumindest die Erwärmung der zweiten Materialschicht bewirkende Energieeintrag zumindest überwie gend über den Quanten-Tunnel-Effekt erfolgt. Die Nutzung dieses an sich bekannten Quanten-Tunnel-Effekts zur Erwärmung von zumindest einer zweiten Materialschicht ermöglicht es, die Eindringtiefe von elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen in die zweite Materialschicht ausschließlich über die eingesetzte Wellenlänge zu steuern, unabhängig von den Materialeigenschaften, wodurch beispielsweise die eingangs erwähn ten Probleme beseitigt werden können. Da der Quanten-Tunnel-Effekt dem Fachmann beispielsweise aus Physiklehrbüchern hinreichend bekannt ist, wird er hier nur kurz be schrieben. Wenn eine elektromagnetische oder akustische Welle an einer Grenzfläche zwischen einer ersten Materialschicht und einer zweiten Materialschicht mit höherem Brechungsindex unter einem Einfallwinkel von ungefähr 90° zur Normalen der Grenzflä che einfällt, beträgt der reflektierte Anteil der Wellen nahezu 100%. Bei derartigen Bedin gungen ist der Energieeintrag durch den normalgebrochenen und in die zweite Material schicht eindringenden Wellenanteil vernachlässigbar klein, weshalb seine Eindringtiefe keine Rolle mehr spielt. Aufgrund des Quanten-Tunnel-Effekts dringen jedoch die einfal lenden Wellen bei der Reflektion an der Grenzfläche mit einer Eindringtiefe in die zweite Materialschicht ein, die ungefähr einer Wellenlänge der elektromagnetischen oder akusti schen Wellen entspricht. Diese Eindringtiefe von ungefähr einer Wellenlänge ist im We sentlichen unabhängig von den Materialeigenschaften der zweiten Materialschicht. Der bei der Reflektion von den Wellen in der zweiten Materialschicht zurückgelegte Weg ist bogenförmig und entspricht ebenfalls ungefähr einer Wellenlänge. Die Absorption der Energie erfolgt entlang diesem zurückgelegten Weg und ist abhängig von den Absorpti onseigenschaften der zweiten Materialschicht und gegebenenfalls weiteren Material schichten in die die Wellen bei der Reflektion aufgrund des Quanten-Tunnel-Effekts eindringen. Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass die Eindringtiefe vom Absorptionsmaß entkoppelt werden kann, wobei jedoch die Menge der eingebrachten Energie weiterhin vom Absorptionsmaß beziehungsweise den Absorptionseigenschaften der zweiten Materialschicht und gegebenenfalls weiteren Materialschichten abhängt.

In Abhängigkeit davon, welchen Anteil der über den aufgrund der normalen Brechung der Wellen in die zweite Schicht eingebrachte Energieeintrag im Verhältnis zu dem über den Quanten-Tunnel-Effekt eingebrachten Energieeintrag aufweisen soll, kann der Einfalls winkel α im Bereich von 60° bis 90° liegen. Es wird jedoch bevorzugt, dass der Einfalls winkel α im Bereich von 90° liegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt, dass die zweite Materialschicht auf einer dritten Materialschicht, insbesondere einem Bildempfängersubstrat, vorgesehen wird. Beispielsweise wenn eine Tonerschicht fixiert werden soll, kann die Wellenlänge der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen derart gewählt werden, dass sie etwas größer als die Schichtdicke der zweiten Materialschicht ist, so dass gegebenenfalls auch das Bildempfängersubstrat, beispielsweise Papier oder Karton, im gewünschtem Ausmaß erwärmt werden kann. Dies wirkt sich in einigen Fällen positiv auf das Ergebnis des Fixiervorgangs aus.

Allgemein gilt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass die Wellenlänge der elektro magnetischen und/oder akustischen Wellen auf einen Wert eingestellt wird, der ungefähr einer Eindringtiefe entspricht, mit der die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen zumindest in die zweite Materialschicht eindringen sollen, wie dies später anhand der Zeichnung noch näher erläutert wird.

Wie erwähnt, ist der von den elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen bei der Reflektion in der zweiten Materialschicht zurückgelegte Weg verhältnismäßig kurz und entspricht ebenfalls ungefähr einer Wellenlänge. In einigen Fällen kann daher das Problem auftreten, dass die die Erwärmung bewirkende in der zweiten Materialschicht absorbierte Energie nicht ausreichend hoch ist, um die gewünschten Temperaturen zu erzeugen. Sofern dieses Problem relevant wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren vorsehen, dass zumindest Teile der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen mit Hilfe von Reflektionseinrichtungen mehrmals über beziehungsweise auf die zweite Materialschicht gelenkt werden, um den insgesamt erzielten Energieeintrag unabhängig von der Intensität der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen zu beeinflussen beziehungsweise zu erhöhen.

Da die eingesetzte Wellenlänge der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung bereits durch die gewünschte Eindringtiefe festgelegt wird, kann die Wellenlänge nicht wie üblich an die Absorptionsei genschaften der eingesetzten Materialschichten angepasst werden. Daher kann der Fall auftreten, dass zumindest einige der Materialschichten einen sehr niedrigen Absorptions koeffizienten für die zu verwendende Wellenlänge aufweisen. Beispielsweise im Zusam menhang mit der Fixierung von Toner kann dies zu einem nicht optimalen Schmelzvor gang führen. Sofern dieses Problem auftritt, kann das erfindungsgemäße Verfahren vorse hen, dass zumindest die zweite Materialschicht Bestandteile aufweist, die im Bereich der Wellenlänge der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen ein hohes Absorptionsvermögen aufweisen. Sofern die zweite Materialschicht eine Tonerschicht ist, können diese Bestandteile beispielsweise durch geeignete Additive gebildet sein, die mit den üblichen Tonerbestandteilen vermischt werden. Sofern auch eine Erwärmung der dritten Material schicht, beispielsweise des Bildempfängersubstrats, erwünscht ist, kann auch diese Materi alschicht entsprechende geeignete Bestandteile aufweisen.

Um die insgesamt in die zumindest zweite Materialschicht eingebrachte Energie gegebe nenfalls unabhängig von der eingestellten Wellenlänge der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen, der Intensität sowie gegebenenfalls Reflektionseinrichtungen einstel len zu können, kann bei einigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass über den Einfallswinkel α das Verhältnis von einem über den Quan ten-Tunnel-Effekt in zumindest die zweite Materialschicht eingebrachten Energieanteil zu einem Energieanteil eingestellt wird, der über die konventionelle Brechung eingebracht wird. Unter den durch die konventionelle Brechung eingebrachten Energieanteil ist in diesem Zusammenhang der Energieanteil zu verstehen, der durch nicht-reflektierte Wellen eingebracht wird.

Beispielsweise wenn die zweite Materialschicht durch eine Tonerschicht und die dritte Materialschicht durch Papier gebildet ist, besteht die zweite Materialschicht aus Partikeln, und die dritte Materialschicht besteht aus Fasern, das heißt es handelt sich um nicht- homogene Materialien. Aufgrund von Oberflächenunregelmäßigen können derartige Materialien eine diffuse Reflektion der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen verursachen, wodurch der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Um ständen in unerwünschter Weise verringert werden kann. Sofern dieses Problem auftritt, kann das erfindungsgemäße Verfahren vorsehen, dass die zweite Materialschicht und/oder die dritte Materialschicht vor der Erwärmung derart konditioniert werden, dass das Aus maß einer diffusen Reflektion der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen an Übergängen zwischen den Materialschichten zumindest eingeschränkt wird. Im Fall von Papier und Toner kann eine derartige Konditionierung beispielsweise eine Verdichtung, zum Beispiel durch Druckausübung, umfassen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die zweite Materialschicht eine zu fixierende Tonerschicht ist, die auf ein eine dritte Materialschicht bildendes Bildempfängersubstrat aufgebracht ist, und dass über die Inten sität und/oder die Wellenlänge der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften der Tonerschicht beeinflusst wird: Homogenität, Adhäsionseigenschaften bezüglich dem Bildempfängersubstrat und/oder Blasenbildung.

Jede zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung fällt in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe geht die Erfindung weiterhin von einer Vorrichtung zum Erwärmen einer zweiten Tonerschicht, insbesondere zum Fixieren einer auf ein Bildempfängersubstrat übertragenen Tonerschicht aus. Die Vorrichtung weist dabei zumindest eine Wellenquelle zum Erzeugen von elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen auf, die dazu vorgesehen sind, durch einen Energieeintrag zumindest eine zweite Materialschicht, insbesondere eine Tonerschicht zu erwärmen. Die zumindest eine Wellen quelle ist derart ausgerichtet, dass die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen bei der Erwärmung der zweiten Materialschicht aus einer ersten Materialschicht unter einem Einfallswinkel α bezogen auf die Normale der zweiten Materialschicht einfallen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Einfallswinkel α derart gewählt ist, dass der zumindest die Erwärmung der zweiten Materialschicht bewir kende Energieeintrag zumindest überwiegend über den Quanten-Tunnel-Effekt erfolgt. Mit einer derartigen Vorrichtung werden ähnlich Vorteile erzielt, wie sie für das erfindungsge mäße Verfahren bereits erläutert wurden, weshalb auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den entsprechenden Unteransprüchen.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Toner für eine Druck- und/oder Kopiervorrichtung. Wie bereits erwähnt, wird die Wellenlänge der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung durch die gewünschte Eindringtiefe festgelegt und kann daher nicht an die Absorptionseigenschaften der einge setzten Materialien, insbesondere des Toners, angepasst werden. Die Erfindung sieht daher einen Toner vor, der insbesondere im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfah ren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung als zweite Materialschicht eingesetzt werden kann. Der erfindungsgemäße Toner zeichnet sich dadurch aus, dass er Additive enthält, die elektromagnetische und/oder akustische Wellen in höherem Ausmaß absorbieren als andere Tonerbestandteile, wenn die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen eine Wellenlänge aufweisen, die im Bereich der typischen Tonerschichtdicken liegt. Als Toner kommen dabei sowohl flüssige als auch pulverförmige Toner in Betracht, deren mögliche Zusammensetzungen mit Ausnahme des erwähnten Additivs dem Fachmann bekannt sind.

In ähnlicher Weise betrifft die Erfindung auch ein Bildempfängersubstrat, insbesondere Papier oder Karton, das ebenfalls Additive enthält, die elektromagnetische und/oder akustische Wellen in höherem Ausmaß absorbieren als andere Bestandteile des Bildempfänger substrats, wenn die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen eine Wellenlänge aufweisen, die im Bereich der Summe von typischen Tonerschichtdicken und bezüglich dem Bildempfängersubstrat gewünschten Eindringtiefen liegt. Die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Toner gelten für das erfindungsgemäße Bildempfängersubstrat analog, weshalb hier auf diese Ausführungen verwiesen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen Zeichnung, die den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, näher erläutert.

Gemäß Fig. 1 ist eine erste Materialschicht 1 durch Luft oder ein geeignetes Kopplungs medium gebildet. Eine zweite Materialschicht 2 ist durch eine zu fixierende Tonerschicht 2 gebildet, die auf einem Bildempfängersubstrat 3, beispielsweise Papier, angeordnet ist, das eine dritte Materialschicht 3 bildet. Elektromagnetische und/oder akustische Wellen 5 fallen unter einem Einfallswinkel α zur Normalen 7 der zweiten Materialschicht 2 ein. Der Einfallswinkel α beträgt vorzugsweise nahezu 90°. Die Wellenlänge 9 ist in Fig. 1 durch entsprechende Abschnitte der die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen 5 veranschaulichenden Linien dargestellt. Im dargestellten Fall erfolgt der Energieeintrag in die zweite Materialschicht 2 praktisch ausschließlich über den Quanten-Tunnel-Effekt. Wie bereits erwähnt, entspricht die Eindringtiefe 11 daher ungefähr der Wellenlänge 9 der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen S. Gemäß der Darstellung von Fig. 1 ist die Wellenlänge 9 derart gewählt, dass die Eindringtiefe 11 etwas geringer als die Schichtdicke der zweiten Materialschicht 2 ist, so dass die durch das Bildempfänger substrat gebildete dritte Materialschicht 3 nicht direkt erwärmt wird. Eine Erwärmung der dritten Materialschicht 3 erfolgt in diesem Fall lediglich durch eine Wärmeleitung. Obwohl diese nicht dargestellt ist, kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, wenn die Wellen länge 9 der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen 5 derart gewählt wird, dass sich die Eindringtiefe 11 bis in die dritte Materialschicht 3 erstreckt, beispielsweise bis ungefähr zu deren Mitte. Insbesondere in diesem Fall können der die zweite Material schicht 2 bildende Toner und/oder das die dritte Materialschicht 3 bildende Bildempfän gersubstrat Additive enthalten, um die Absorptionseigenschaften der zweiten Material schicht 2 und/oder der dritten Materialschicht 3 zu verbessern beziehungsweise an die Wellenlänge 9 anzupassen. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass Energie auch in weitere, nicht dargestellte Schichten eingebracht wird.

Da der Energieeintrag gemäß dem Grundgedanken der Erfindung zumindest überwiegend über den Quanten-Tunnel-Effekt erfolgt, kann durch die Erfindung Energie sogar in Schichten eingebracht werden, die die Strahlung normalerweise zu 100% reflektieren, oder in Schichten, die unter solchen Schichten liegen.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merk malskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruchs hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Viel mehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modi fikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen beziehungs weise Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einen neuen Gegen stand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrensschrittfolgen führen.

Bezugszeichenliste

1

Erste Schicht

2

Zweite Schicht

3

Dritte Schicht

5

Wellen

7

Normale

9

Wellenlänge

11

Eindringtiefe

Claims

1. Verfahren zum Erwärmen von zumindest einer zweiten Materialschicht (2), insbesonde re einer auf ein Bildempfängersubstrat übertragenen Tonerschicht, durch einen Energie eintrag von elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5), wobei die elektroma gnetischen und/oder akustischen Wellen (5) aus einer ersten Materialschicht (1) unter einem Einfallswinkel (α) bezogen auf die Normale (7) der zweiten Materialschicht (2) einfallen, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfallswinkel (α) derart gewählt wird, dass der zumindest die Erwärmung der zweiten Materialschicht (2) bewirkende Energieeintrag zumindest überwiegend über den Quanten-Tunnel-Effekt erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfallswinkel (α) im Bereich von 60° bis 90° liegt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Materialschicht (2) auf einer dritten Materialschicht (3), insbesondere einem Bildempfängersubstrat, vorgesehen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge (9) der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) auf einen Wert eingestellt wird, der ungefähr einer Eindringtiefe (11) entspricht, mit der die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) zumindest in die zweite Material schicht (2) eindringen sollen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) mit Hil fe von Reflektionseinrichtungen mehrmals über beziehungsweise auf die zweite Materi alschicht (2) gelenkt werden, um den insgesamt erzielten Energieeintrag unabhängig von der Intensität der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) zu beein flussen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zweite Materialschicht (2) Bestandteile aufweist, die im Bereich der Wellenlänge (9) der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) ein hohes Absorptionsvermögen aufweisen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Einfallswinkel (α) das Verhältnis von einem über den Quanten-Tunnel- Effekt in zumindest die zweite Materialschicht (2) eingebrachten Energieanteil zu einem Energieanteil eingestellt wird, der über die konventionelle Brechung eingebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Materialschicht (2) und/oder die dritte Materialschicht (3) vor der Er wärmung derart konditioniert werden, dass das Ausmaß einer diffusen Reflexion der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) an Übergängen zwischen den Materialschichten (3, 5) zumindest eingeschränkt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Materialschicht (2) eine zu fixierende Tonerschicht ist, die auf ein eine dritte Materialschicht (3) bildendes Bildempfängersubstrat aufgebracht ist, und dass über die Intensität und/oder die Wellenlänge (9) der elektromagnetischen und/oder aku stischen Wellen (5) eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften der Tonerschicht beeinflusst wird: Homogenität, Adhäsionseigenschaften bezüglich dem Bildempfänger substrat, Blasenbildung.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.

11. Vorrichtung zum Erwärmen von zumindest einer zweiten Materialschicht, insbesondere zum Fixieren einer auf ein Bildempfängersubstrat übertragenen Tonerschicht, mit zu mindest einer Wellenquelle zum Erzeugen von elektromagnetischen und/oder akusti schen Wellen (5), die dazu vorgesehen sind, durch einen Energieeintrag eine zumindest eine zweite Materialschicht (2), insbesondere eine Tonerschicht, zu erwärmen, wobei die zumindest eine Wellenquelle derart ausgerichtet ist, dass die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) bei der Erwärmung der zweiten Materialschicht (2) aus einer ersten Materialschicht (1) unter einem Einfallswinkel (α) bezogen auf die Normale (7) der zweiten Materialschicht (2) einfallen, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfallswinkel (α) derart gewählt ist, dass der zumindest die Erwärmung der zweiten Materialschicht (2) bewirkende Energieeintrag zumindest überwiegend über den Quanten-Tunnel-Effekt erfolgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfallswinkel (α) innerhalb eines Bereiches von 60° bis 90° einstellbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge (9) der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) auf einen Wert einstellbar ist, der ungefähr einer Eindringtiefe (11) entspricht, mit der die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) zumindest in die zweite Material schicht (2) eindringen sollen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Reflektionseinrichtungen aufweist, um zumindest Teile der elektromagneti schen und/oder akustischen Wellen (5) mehrmals über beziehungsweise auf die zweite Materialschicht (2) zu lenken, um den insgesamt erzielten Energieeintrag unabhängig von der Intensität der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) zu beein flussen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass über die Einstellung des Einfallswinkels (α) das Verhältnis von einem über den Quanten-Tunnel-Effekt in zumindest die zweite Materialschicht (2) eingebrachten Ener gieanteil zu einem Energieanteil eingestellt wird, der über die konventionelle Brechung eingebracht wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie Konditioniereinrichtungen aufweist, die dazu vorgesehen sind, die zweite Mate rialschicht (2) und/oder die dritte Materialschicht (3) vor der Erwärmung derart zu kon ditionieren, dass das Ausmaß einer diffusen Reflexion der elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) an Übergängen zwischen den Materialschichten (1, 2; 1, 3) zumindest eingeschränkt wird.

17. Toner für eine Druck- und/oder Kopiervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Toner Additive enthält, die elektromagnetische und/oder akustische Wellen (5) in höherem Ausmaß absorbieren als andere Tonerbestandteile, wenn die elektromagneti schen und/oder akustischen Wellen (5) eine Wellenlänge (9) aufweisen, die im Bereich der typischen Tonerschichtdicken liegt.

18. Bildempfängersubstrat, insbesondere Papier oder Karton, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildempfängersubstrat Additive enthält, die elektromagnetische und/oder aku stische Wellen (5) in höherem Ausmaß absorbieren als andere Bestandteile des Bil dempfängersubstrats, wenn die elektromagnetischen und/oder akustischen Wellen (5) eine Wellenlänge (9) aufweisen, die im Bereich der Summe von typischen Toner schichtdicken und der gewünschten Eindringtiefen (11) in das Bildempfängersubstrat liegt.