DE10210936C1

DE10210936C1 - Verfahren für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff und Mikrowelleneinrichtung

Info

Publication number: DE10210936C1
Application number: DE10210936A
Authority: DE
Inventors: Knut Behnke; Hans-Otto Krause; Frank-Michael Morgenweck; Domingo Rohde; Detlef Schulze-Hagenest
Original assignee: NexPress Solutions LLC
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-10-09
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: EP1345092A2; JP3890028B2; EP1345092A3; JP2003295692A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff mittels Mikrowellenstrahlung bei Druckmaschinen. Aufgabe der Erfindung ist, die Fixierung von Toner an einem Bedruckstoff schnell und auf einfache Weise zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, die Fixierung von Toner auf verschiedenen Arten von Bedruckstoff auf geeignete Weise anzupassen. Vorgesehen ist ein Verfahren und eine Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen, bei dem der Bedruckstoff durch einen Durchlass in einer Resonatorkammer einer Mikrowelleneinrichtung durchgeführt wird und wenigstens ein Element zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer bewegt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für das Befestigen von Toner an ei nem Bedruckstoff durch Erwärmen nach Anspruch 1 und auf eine Mikrowellenein richtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4.

Bei Druckmaschinen wird bei verschiedenen Druckverfahren ein Tonermaterial auf einen Bedruckstoff aufgebracht. Hierbei ist ein Anliegen, das Tonermaterial oder den Toner sicher am Bedruckstoff zu befestigen oder mit diesem zu verzahnen. Nach dem Druckvorgang soll der Toner fest und ohne zu Verschmieren am Be druckstoff fixiert sein. Zu diesem Zweck werden oftmals Fixierwalzen verwendet, welche mit Wärme und Druck an beiden Seiten des betonerten Bedruckstoffs an greifen und den auf verschiedene Weise aufgebrachten Toner an den Bedruck stoff anschmelzen und fixieren. Dies ist mit Nachteilen verbunden, etwa dem Ver schleiß der Fixierwalzen und der Gefahr der Beschädigung des Bedruckstoffs. Ei ne Lösung besteht in der Verwendung von kontaktlosen Fixiereinrichtungen, wel che den Bedruckstoff beim Fixieren oder Befestigen des Toners am Bedruckstoff nicht berühren. Im Stand der Technik wird unter anderem die Fixierung mittels Mik rowellenstrahlung bei Durchlauf des Bedruckstoffes durch einen Mikrowellenreso nator vorgeschlagen. Die US 5,536,921 beschreibt eine Vorrichtung zum Einkop peln von Mikrowellen in ein Material, wobei wenigstens zwei stehende einmodige Mikrowellen gleicher Frequenz senkrecht zur Transportrichtung einer Papierbahn ausgebildet sind, wobei benachbarte Mikrowellen einen Versatz von einem Viertel der Wellenlänge aufweisen und das Papier eine Dicke aufweist, die kleiner als der Abstand vom Maximum zum Minimum der Welle ist. Die US 4,435,072 offenbart eine Bildaufzeichnungsvorrichtung mit einer Fixierstation zum Anwenden von hochfrequenten Wellen zum Fixieren eines Bildes auf ein Aufzeichnungsmedium, wobei Einrichtungen zum Vermeiden des Austretens der hochfrequenten Wellen aus der Fixierstation vorgesehen sind. Bei den Lösungsvorschlägen des Stands der Technik treten jedoch Probleme auf, wenn verschiedene Bedruckstoffe ver wendet werden, wobei der Bedruckstoff nicht gleichmäßig und geeignet erwärmt wird. Ein Abschlussschieber oder Kurzschlussschieber an einer Mikrowellenein richtung zum Einstellen des Resonanzzustands oder der Resonanzbedingung be nötigt eine gute Kontaktierung, um elektrische Überschläge zu vermeiden und ist für die hohe Anzahl von Einstellvorgängen für verschiedene Bedruckstoffe unge eignet.

Aufgabe der Erfindung ist daher, die Fixierung von Toner an einem Bedruckstoff schnell und auf einfache Weise zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe der Erfin dung ist, die Fixierung von Toner an verschiedene Arten von Bedruckstoff auf ge eignete Weise anzupassen.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 4. Vorge sehen ist ein Verfahren für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen, bei dem der Bedruckstoff durch einen Durchlass in einer Resonator kammer einer Mikrowelleneinrichtung durchgeführt wird und wenigstens ein Ele ment zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer bewegt wird. Ferner ist eine Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen vorgesehen, zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Resonatorkammer mit wenigstens einem Durchlass zum Durchführen des Bedruckstoffs und wenigstens einem in die Reso natorkammer hineinreichenden Element zum Abstimmen des Resonanzzustands durch Bewegen des Elements. Ist der Resonanzzustand oder die Resonanzbedin gung in der Mikrowelleneinrichtung erfüllt, so koppelt die Mikrowellenstrahlung der Mikrowelleneinrichtung in den Bedruckstoff ein und erwärmt diesen.

Mit der erfindungsgemäßen Mikrowelleneinrichtung wird Toner kontaktlos und auf einfache Weise auf Bedruckstoff fixiert und die zur Absorption der Mikrowellenleis tung durch den Bedruckstoff vorausgesetzte Resonanzabstimmung der Mikrowel leneinrichtung ist einfach und kostengünstig auf verschiedene Bedruckstoffe ein stellbar.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Damit keine Absorption der Mikrowellenenergie durch das Element oder Abstimm element auftritt, ist das Element aus einem Material mit geringen dielektrischen Verlusten ausgebildet, bevorzugt aus Polytetrafluorethylen. Auf besonders vorteil hafte Weise weist das Element bei einer speziellen Ausführungsform einen Quer schnitt von 8 mm Länge und 6 mm Breite auf und nimmt das Element in der Reso natorkammer zum Einstellen eines Resonanzzustands zwei unterschiedliche Posi tionen ein. Der eine Resonanzzustand oder die eine Resonanzbedingung, der eine Position des Elements oder Abstimmelements zugeordnet ist, wird dabei gewählt, um Toner auf Bedruckstoffen einer Art, z. B. Bedruckstoffe eines bestimmten Ge wichtsbereichs, zu fixieren. Ein anderer Resonanzzustand, dem eine andere Posi tion des Elements oder Abstimmelements zugeordnet ist, wird gewählt, um Toner auf Bedruckstoffen einer anderen Art, z. B. in einem anderen Gewichtsbereich, zu fixieren. Die Temperatur des Bedruckstoffes oder Fixiertemperatur in der Resona torkammer kann mit zwei Positionen des Elementes für unterschiedliche Bedruck stoffgewichte angepasst werden. Weitere Einstellungen der Positionen des Ele mentes sind nicht erforderlich.

Um unterschiedliche Füllgrade der Resonatorkammer beim Einlauf und Austritt des Bedruckstoffes zu berücksichtigen, weist das Element beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs in die bzw. aus der Resonatorkammer eine erste Positi on auf, welche einer ersten Resonanzabstimmung in der Resonatorkammer ent spricht, und eine zweite Position, welche einer zweiten Resonanzabstimmung ent spricht, wenn sich der Bedruckstoff vollständig durch die Resonatorkammer er streckt. Auf diese Weise wird erreicht, dass beim Einlauf und beim Austritt des Be druckstoffes, wenn sich effektiv weniger Bedruckstoffgewicht in der Resonatorkammer befindet als in dem Fall, wenn sich der Bedruckstoff vollständig in der Resonatorkammer befindet, die Vorderkante und die Rückkante des Bedruckstoffes wie die übrigen Bereiche des Bedruckstoffs geeignete Temperaturen zur Fixierung des Toners erreichen.

Varianten der Erfindung offenbaren verschiedene bauliche Ausführungsformen des Abstimmelements und damit verbunden verschiedene Bewegungsmöglichkei ten des Elements oder Abstimmelements in der Resonatorkammer. Die Ausfüh rungsform des Abstimmelements ist von der Ausführungsform der Resonator kammer abhängig. Durch Bewegen des Elements in seinen verschiedenen Aus führungsformen wird jeweils eine Veränderung des Resonanzzustands oder der Resonanzbedingung in der Resonatorkammer erzielt. In der folgenden Beschrei bung ist die Erfindung in Ausführungsformen beispielhaft in Bezug auf die Figuren dargestellt.

Fig. 1 zeigt Funktionsverläufe der maximalen Papiertemperatur als Funktion von Papiergewichten für verschiedene Blendengrößen an einer Re sonatorkammer,

Fig. 2 zeigt Funktionsverläufe der maximalen Papiertemperatur als Funktion von Papiergewichten für zwei verschiedene Positionen des Elements in der Resonatorkammer,

Fig. 3 zeigt einen schematischen Seitenschnitt einer Mikrowelleneinrichtung zum Fixieren von Toner auf Bedruckstoff,

Fig. 4 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung der Resonator kammer mit einem durch einen Durchlass greifenden Element,

Fig. 5a zeigt einen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausfüh rungsform des Elements in einer ersten Position,

Fig. 5b zeigt einen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausfüh rungsform des Elements in einer zweiten Position,

Fig. 6 zeigt einen seitlichen Schnitt einer Resonatorkammer mit einer weite ren Ausführungsform des Elements als Membran in zwei verschiede nen Positionen,

Fig. 7 zeigt einen seitlichen Schnitt einer Resonatorkammer mit einer weite ren Ausführungsform der Erfindung, wobei das Element als Flüssig keit ausgeführt ist.

In Fig. 1 sind drei Funktionsverläufe der maximalen Temperatur eines Papiers o der Bedruckstoffs 1 als Funktion von Papiergewichten oder Bedruckstoffgewichten für verschiedene Größen einer Blende in einer Resonatorkammer 3 einer Mikro welleneinrichtung dargestellt. Die Messungen wurden bei einer konstanten Mikro wellenleistung der Mikrowelleneinrichtung von 2000 W durchgeführt. Die Tempera tur des Bedruckstoffs 1 wurde nach dem Verlassen der Resonatorkammer 3 bei einem Durchlass 7' mittels eines Zeilenpyrometers gemessen. Die Geschwindig keit des Bedruckstoffs 1 betrug während der Messungen konstant 50 cm/s. An der Abszisse ist das Bedruckstoffgewicht oder Papiergewicht in Gramm je Quadratme ter aufgetragen, an der Ordinate ist als Funktion des Papiergewichts die maximale Papiertemperatur in Grad Celsius aufgetragen, die als Folge der Erwärmung des Bedruckstoffs 1 oder Papiers durch die Mikrowellenstrahlung der Mikrowellenein richtung entsteht. Die Absorption der Mikrowellenstrahlung durch den Bedruckstoff 1 ist abhängig von der Einstellung der Resonanzbedingung in der Resonatorkam mer 3. Die verwendete Ausführungsform einer Resonatorkammer 3 weist eine Breite von 30 mm auf. Wenn sich der Bedruckstoff 1 vollständig durch die Resona torkammer 3 erstreckt, befindet sich etwa ein Abschnitt von 24 mm des Bedruck stoffs 1 (30 mm weniger der Wandstärken der Resonatorkammer 3) in dieser. Die Kurven der Funktionsverläufe sind mit a, b und c bezeichnet, bei denen jeweils un terschiedliche Blendengrößen verwendet werden. Die Blende befindet sich an der Seite der Resonatorkammer 3, an welcher eine Mikrowelle in die Resonatorkam mer 3 eingekoppelt wird. Mit Hilfe der Blende ist eine stehende Mikrowelle in der Resonatorkammer 3 ausbildbar. Die Kurve mit der Bezeichnung a beschreibt ei nen Funktionsverlauf bei einer Resonatorkammer 3 mit einer Blende mit der Län ge 50 mm und der Breite 17 mm, die Kurve mit der Bezeichnung b beschreibt ei nen Funktionsverlauf bei einer Resonatorkammer 3 mit einer Blende mit der Länge 54,5 mm und der Breite 17 mm und die Kurve mit der Bezeichnung c beschreibt einen Funktionsverlauf bei einer Resonatorkammer 3 ohne Blende. Eine Ausbil dung der Resonatorkammer 3 ohne Blende bedeutet, die Mikrowelle gelangt ohne Hindernis in die Resonatorkammer 3 mit Innenausmaßen der Länge 94 mm und der Breite 24 mm und kann diese verlassen. Wie zu erkennen ist, verläuft die Kur ve a bogenförmig mit einem Maximum des Papiergewichts im Bereich von etwa 180 g/m². Die Kurve b verläuft bogenförmig, im Vergleich zur Kurve a flacher mit einem Maximum des Papiergewichts im Bereich von etwa 200 g/m². Die Kurve c verläuft sehr flach, nahezu parallel zur Abszisse, mit einer geringfügigen Bogen form und einem Maximum des Papiergewichts im Bereich von etwa 180 g/m². He rausgefunden wurde, dass je größer die verwendete Blende ist, desto flacher der Funktionsverlauf. Die in Fig. 1 dargestellten funktionellen Abhängigkeiten werden im Wesentlichen durch Verwenden der Blenden an der Einkopplungsöffnung der Mikrowellenstrahlung in die Resonatorkammer 3 verursacht. Wichtig ist, dass ohne Blende die an der Ordinate aufgetragene Papiertemperatur wesentlich geringer ist als mit Blende und die Abhängigkeit der Papiertemperatur vom Papiergewicht sehr gering ist, wie in der Kurve c ersichtlich. Für eine Erhöhung der Papiertemperatur beim Durchlaufen einer Resonatorkammer 3 ohne Blende ist folglich eine Erhö hung der Leistung an der Mikrowelleneinrichtung erforderlich. Derartige Abhängig keiten wie in Fig. 1 gezeigt und vorstehend beschrieben, gelten prinzipiell für ver schiedene Ausführungsformen einer Resonatorkammer 3.

Fig. 2 zeigt die maximale Papiertemperatur als Funktion von verschiedenen Pa piergewichten für verschiedene Positionen des Elements 4 im Durchlass 7, 7' der Resonatorkammer 3. Die Messungen wurden bei einer konstanten Mikrowellen leistung der Mikrowelleneinrichtung von 2000 W durchgeführt. Bei diesem Versuch wurde das Element 4 in der Resonatorkammer 3 verschoben, die Größe der Blen de an der Kopplungsöffnung, bei welcher die Mikrowellenstrahlung in die Resona torkammer eingekoppelt wird, ist mit einer Länge von 54,5 mm und einer Breite von 17 mm in rechteckiger Ausbildung vorgesehen. Die Ordinate kennzeichnet die maximale Temperatur des Papiers oder Bedruckstoffs 1, welche durch die Mikro wellenstrahlung der Mikrowelleneinrichtung bewirkt wird. Das Element 4 ist in die sem Fall ein Stab aus Polytetrafluorethylen (PTFE), unter dem Markennamen Tef lon bekannt, der in die Resonatorkammer 3 hineinreicht. Die Kurven in Fig. 2 sind mit den Buchstaben d und e gekennzeichnet. Die Kurve e beschreibt den Verlauf der maximalen Bedruckstofftemperatur oder Papiertemperatur als Funktion des Bedruckstoffgewichts oder Papiergewichts bei einer Position des Elements 4, das im Vergleich zur Position des Elements 4, welche die Kurve d beschreibt, um 40 mm verschoben ist. Erkennbar ist der Einfluss der Position des Elements 4 auf die maximale Papiertemperatur. Die Verläufe der Kurven d und e, welche unterschied liche Positionen des Elements 4 kennzeichnen, unterscheiden sich in auffälliger Weise voneinander. Ähnliche Abhängigkeiten werden für alle verschiedenen Aus führungsformen des Elements 4 erhalten, wie sie in den Figuren beschrieben sind. Dieser Effekt wird bei der vorliegenden Erfindung verwendet, um durch Bewegen des Elements 4 die Resonanzabstimmung der Mikrowelleneinrichtung zu verän dern und als Folge daraus durch Absorption der Mikrowellenenergie und Umwand lung der Mikrowellenenergie in Wärmeenergie die Temperatur des Bedruckstoffs 1 oder Papiers beim Durchlaufen der Mikrowelleneinrichtung zu verändern. Bei An sehen der Funktionsverläufe wird deutlich, dass bei Papier- oder Bedruckstoffge wichten bis etwa 250 g/m² die Position des Elementes 4, in diesem Fall ein Teflon stab, gemäß der Kurve d verwendet wird, und ab Bedruckstoffgewichten von 250 g/m² und höher das Element 4 um 40 mm verschoben wird, um die maximale Pa piertemperatur nach der Kurve e zu erreichen, die in diesem Bereich höher als die maximale Papiertemperatur der Kurve d liegt. Auf diese Weise wird ein schnelles Abstimmen der Mikrowelleneinrichtung auf das Bedruckstoffgewicht oder Papier gewicht erzielt.

Fig. 3 zeigt beispielhaft einen schematischen Seitenschnitt einer Ausführungsform einer Mikrowelleneinrichtung zum Fixieren von Toner auf Bedruckstoff 1. An der linken Seite der Mikrowelleneinrichtung befindet sich ein Magnetron 10 zum Er zeugen von Mikrowellen. An das Magnetron 10 schließt sich ein Einkopplungs wandler 13 zum Einkoppeln der Mikrowellen in die Resonatorkammer 3 an. Wei terhin ist eine Wasserlast 11 und ein Zirkulator 12 vorgesehen. Zwischen dem Ein kopplungswandler 13 und der Resonatorkammer 3 befindet sich eine Kopplungs öffnung 14 mit einer Blende. Die Resonatorkammer 3 weist einen Durchlass 7' in der Seitenfläche 9' zum Durchführen von Bedruckstoff 1 durch die Resonator kammer 3 auf. In der entgegengesetzten Seitenfläche 9 der Resonatorkammer 3 befindet sich ein entsprechender Durchlass 7. An der rechten Seite der Resona torkammer 3 der Mikrowelleneinrichtung befindet sich ein Abschlussschieber 15 aus Metall, der in waagerechter Richtung zur Resonatorkammer 3 bewegbar ist und in die Resonatorkammer 3 hineinreicht. Der Abschlussschieber 15 besteht aus einem Stab und einer rechteckigen Fläche, die senkrecht mit dem Stab verbunden ist, welche die Resonatorkammer 3 derart abschliesst, dass eine gute elektrische Kontaktierung zu den Innenseiten der Resonatorkammer 3 besteht. Die Fig. 3 stellt eine Mikrowelleneinrichtung des Stands der Technik dar und wird nicht weiter be schrieben.

Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Resonatorkammer 3 einer Ausführungsform der Erfindung, welche von einer Mikrowelleneinrichtung umfasst wird. Die Mikrowelleneinrichtung ist ähnlich der nach Fig. 3, wird von einer Spannungsversorgung gespeist und umfasst das Magnetron 10 zum Erzeugen der Mikrowellenstrahlung, den Zirkulator 12 mit einer Wasserlast 11, den Einkopp lungswandler 13 zum induktiven Anpassen des Magnetrons 10 an die Resonator kammer 3 und ist mit der Resonatorkammer 3 mittels einer Kopplungsöffnung 14 verbunden. In der Kopplungsöffnung 14 der Resonatorkammer 3 befindet sich ei ne Blende, wie vorstehend beschrieben. Die Geometrie der Resonatorkammer 3 ist zusammen mit der Blende und dem Abschlussschieber 15 so ausgebildet, dass in der Resonatorkammer 3 eine stehende Mikrowelle ausgeprägt wird. Die Mikro wellenstrahlung in der Resonatorkammer 3 ist schematisch durch eine sinusförmi ge Welle dargestellt. Die Resonatorkammer 3 weist je einen Durchlass 7, 7' an den gegenüberliegenden Seitenflächen 9 bzw. 9' auf, die dazu ausgebildet sind, dass der Bedruckstoff 1 der Resonatorkammer 3 an der einen Seitenfläche 9 durch den Durchlass 7 zugeführt wird und die Resonatorkammer 3 an der gege nüberliegenden anderen Seitenfläche 9' durch den Durchlass 7' verlässt. Die Be wegungsrichtung des Bedruckstoffs 1 ist durch den Richtungspfeil dargestellt. Bei einer Resonatorkammer 3 ohne Blende weist die Papiertemperatur von dem Pa piergewicht je Fläche nur eine geringfügige Abhängigkeit auf. Die maximale Tem peratur des Bedruckstoffs 1 ist in diesem Fall niedrig. Durch das Verwenden einer Blende jedoch treten wesentliche Abhängigkeiten zwischen der Papiertemperatur und dem Papiergewicht je Fläche auf, wie in Fig. 1 dargestellt, die maximale Tem peratur des Bedruckstoffs 1 ist höher als ohne Blende. Typische Größen der Blen de sind 50 mm Länge bei 17 mm Breite und 54,5 mm Länge bei 17 mm Breite, wobei die Seitenöffnung der Resonatorkammer 3, die sich an die Kopplungsöff nung 14 mit der Blende anschliesst, eine Länge von 94 mm und eine Breite von 24 mm aufweist. Ohne Verwendung einer Blende wird die Mikrowelle durch die letzt genannte Größe der Öffnung in die Resonatorkammer 3 eingekoppelt. In anderen Ausführungsformen einer Resonatorkammer, wie sie zum Beispiel in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt sind, werden auch kreisrunde Blenden eingesetzt. Bei einer Seiten fläche 9, 9' der Resonatorkammer 3 erstreckt sich das Element 4 durch wenigs tens einen Durchlass 7, 7' in den Innenraum der Resonatorkammer 3. Das Ele ment 4 kann alternativ durch eine weitere Öffnung in der Resonatorkammer 3 in diese hineingreifen. Das Vorhandensein des Elements 4 in der Resonatorkammer 3 verändert den Resonanzzustand oder die Resonanzbedingung in der Resona torkammer 3. Die Position des Elements 4 beeinflusst die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 und stimmt die Resonanzbedingung auf den jeweils in der Resonatorkammer 3 befindlichen Bedruckstoff 1 ab. Auf diese Weise wird der sich ändernden Papier- oder Bedruckstofftemperatur bei unterschiedlichen Papier- oder Bedruckstoffgewichten bei der Fixierung von Toner Rechnung getragen, wie in Fig. 1 dargestellt. Eine Bewegung, in diesem Fall eine Positionsänderung in waage rechter Richtung, des Elementes 4 bewirkt letztlich, dass bei sich ändernden Pa pier- oder Bedruckstoffgewichten je Fläche die Papier- oder Bedruckstofftempera tur beim Durchlaufen des Bedruckstoffs 3 durch die Resonatorkammer 3 nahezu konstant bleibt, ohne dass die Leistungszufuhr an der Mikrowelleneinrichtung durch die Spannungsquelle erhöht wird. Bei einem Wechsel des Bedruckstoffs 1 von einem Flächengewicht von 100 g/m² zu einem Bedruckstoff 1 mit einem Flä chengewicht von 300 g/m² wird das Element 4 im Durchlass 7' beispielsweise in Längsrichtung zum Durchlass 7' verschoben, so dass bei einem Flächengewicht von 100 g/m² eine maximale Temperatur des Bedruckstoffs 1 entsprechend der Kurve d erreicht wird und bei einem Flächengewicht von 300 g/m² eine maximale Temperatur des Bedruckstoffs 1 entsprechend der Kurve e erreicht wird. Dieser Effekt beruht darauf, dass die Absorption von Mikrowellen durch den Bedruckstoff 1 in der Resonatorkammer 3 abhängig von der Einstellung der Resonanzbedin gung in der Resonatorkammer 3 ist. In der Resonatorkammer 3 beeinflussen der Bedruckstoff 1 und das Element 4 gemeinsam die Resonanzbedingung. Die Erfin dung erzielt eine erhöhte Energieausbeute, indem das Element 4 in die jeweils ge eignete Position bewegt wird. Ausgeführt sind Zuordnungstabellen, welche in ein deutiger Weise einem bestimmten Flächengewicht eines Bedruckstoffs 1 in Ab hängigkeit von der ausgeführten Größe des Durchlass 7, 7', der Leistung an der Mikrowelleneinrichtung und der Geschwindigkeit, mit welcher der Bedruckstoff 1 durch die Resonatorkammer 3 bewegt wird, eine bestimmte Position des Elements 4 genau derart zuordnen, dass der Bedruckstoff 1 und das Element 4 gemeinsam eine optimale Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 ergeben. Das Flä chengewicht des Bedruckstoffs 1 ist hierbei in aller Regel in der Steuerungseinrich tung der Druckmaschine bekannt, insbesondere bei digitalen Druckmaschinen, bei denen unterschiedliche Bedruckstoffe 1 mit unterschiedlichen Massen in schneller Abfolge bedruckt werden. Das Element 4 wird bevorzugt von einer geeigneten Steuerung in Abhängigkeit von den Datenausgaben der Zuordnungstabelle be wegt. Für bestimmte Ausführungsformen des Elements 4 sind dabei vorteilhaft Schrittmotoren einsetzbar. Eine weitere Möglichkeit der Bewegung des Elements 4 ist durch Steuerung eines mit dem Element 4 gekoppelten Magneten gegeben, der elektrisch angesteuert wird und das Element 4 bewegt. Durch Bewegen des Ele ments 4 wird die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 stets derart ab gestimmt, dass die Erwärmung des Bedruckstoffs 1 und des auf diesem auflie genden Toners zur Fixierung des Toners am Bedruckstoff 1 in energieeffizienter Weise erfolgt. Varianten der Erfindung offenbaren verschiedene Bewegungsmög lichkeiten für verschiedene bauliche Ausführungsformen des Elements 4. Wenn das Element 4 als Stab ausgeführt ist, so sind prinzipiell alle Bewegungsmöglich keiten gegeben. Wie in Fig. 4 für eine Ausführungsform einer Resonatorkammer 3 dargestellt, sind Bewegungen des Elements 4 senkrecht zum Durchlass 7, 7' oder in Längsrichtung zur Resonatorkammer 3 möglich. In Fig. 4 nicht dargestellt ist, dass durch vom Durchlass 7, 7' unabhängige Öffnungen auch Bewegungen des Stabes in vertikaler oder diagonaler Richtung in der Resonatorkammer 3 möglich sind. Die Richtung der Bewegung ist dabei von der baulichen Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Gesamtsystems abhängig. Ist das Element 4 als geführte Platte ausgeführt, die parallel zu einer Wand der Resonatorkammer 3 in diese eingefahren wird, so sind auch für diese Ausführungsform verschiedene ört liche Anordnungen und Bewegungsrichtungen realisierbar, zum Beispiel befindet sich die Platte an der Seite des Abschlussschiebers 15, an der Blendenseite oder an den Seitenwänden in Längsrichtung der Resonatorkammer 3 oder Seitenflä chen 9, 9'. Zu beachten ist, dass sich das Resonanzverhalten in der Resonator kammer 3 bei unterschiedlichen Elementen 4 und unterschiedlichen Bewegungs richtungen des Elementes 4 ändert. Dies bedeutet, dass die jeweilige Zuordnungs tabelle zum Steuern der Position des Elementes 4 an die Ausführungsform des Elements 4 und an die Bewegungsrichtung des Elements 4 angepasst wird. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung offenbart das Element 4 mit zwei unterschiedlichen Positionen bei der Resonatorkammer 3, welche ausrei chen, um die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 geeignet für ver schiedene Bedruckstoffe 1 und Grammaturen oder Gewicht je Fläche des Be druckstoffs 1 abzustimmen, so dass bei konstanter Leistung der Mikrowellenein richtung stets eine hohe Papiertemperatur und geeignete Fixierung des Toners am Bedruckstoff 1 erreicht wird. Eine weitere Variante betrifft den Fall, wenn der Be druckstoff 1 dabei ist, durch den Durchlass 7 in die Resonatorkammer 3 einzulau fen und durch den Durchlass 7' aus dieser auszulaufen. Beim Einritt und beim Austritt des Bedruckstoffs 1 reicht der Bedruckstoff 1 nicht vollständig durch die Resonatorkammer 3 hindurch. Die Resonanzbedingung der Mikrowelleneinrich tung ist jedoch darauf abgestimmt, dass sich der Bedruckstoff 1 vollständig durch die Resonatorkammer 3 erstreckt, dies bedeutet, auf das Gewicht des Bedruck stoffs 1 bei diesem Fall. Beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs 1 aus der Resonatorkammer 3 der Mikrowelleneinrichtung ist das effektive Gewicht des Bedruckstoffs 1 in der Resonatorkammer 3 jedoch kleiner als in dem Fall, wenn sich der Bedruckstoff 1 vollständig durch die Resonatorkammer 3 erstreckt. Dieses verringerte effektive Gewicht des Bedruckstoffs 1 in der Resonatorkammer 3 führt dazu, dass die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 nicht erfüllt ist und die Vorderkante und die Rückkante des Bedruckstoffes 3 nicht auf die zur Fixie rung des Toners geeigneten Temperaturen erwärmt werden. Zur Lösung dieser Problematik wird vorgeschlagen, dass sich die Position des Elements 4 in Abhän gigkeit von der Lage des Bedruckstoffs 1 in der Resonatorkammer 3 ändert. Beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs 1 nimmt das Element 4, gesteuert vom Schrittmotor, eine Position ein, die zu einer ersten Resonanzabstimmung in der Resonatorkammer 3 führt. Wenn sich der Bedruckstoff 1 durch die Resonator kammer 3 vollständig von einer Seitenfläche 9 mit dem ersten Durchlass 7 bis zur entgegengesetzten Seitenfläche 9' mit dem Durchlass 7' erstreckt, ändert das Element 4 die Position, dies führt zu einer anderen Resonanzabstimmung in der Resonatorkammer 3. Feststellbar ist die Position des Bedruckstoffs 1 mittels Sen soren bei der Resonatorkammer 3, die beispielsweise den Vorderrand des Be druckstoff 1 erfassen. Aus der Kenntnis der Position des Vorderrands des Be druckstoffs 1 ist mit Hilfe der Geschwindigkeit des Bedruckstoffs 1 ermittelbar, ob sich der Bedruckstoff 1 beim Einlauf oder beim Austritt in den Durchlass 7 bzw. aus dem Durchlass 7' befindet, womit die geeignete Steuerung der Position des Elements 4 ermöglicht wird.

Fig. 5a und Fig. 5b zeigen jeweils einen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer 3 der Mikrowelleneinrichtung. Das Element 4 ist in diesem Beispiel als Variante drehbar um seine eigene Achse ausgeführt. In diesem Fall muß an dieser Achse mindestens ein Flügel 8 existieren, der sich bei einer Drehung der Achse durch die Resonatorkammer 3 bewegt. Die Anordnung von Achse oder Drehachse und Flü gel 8 zueinander und die Lagerung des Elements 4 ist dabei beliebig. In Fig. 5a ist eine Variante des Elements 4 in einer ersten Position dargestellt. Das Element 4 ist hierbei als Stab ausgebildet, der sich vom Durchlass 7 in einer Seitenfläche 9 der Resonatorkammer 3 durch den Durchlass 7' einer gegenüberliegenden Sei tenfläche 9' der Resonatorkammer 3 erstreckt. Etwa bei der Mitte des Elements 4 sind die zwei rechteckigen Flügel 8 ausgebildet, die mit dem Element 4 einteilig verbunden sind. Die Flügel 8 verlaufen senkrecht zum Element 4 und sind am Element 4 um 180° zueinander versetzt, so dass die beiden Flügel 8 des Elements 4 spiegelbildlich zueinander mit einer Spiegelachse angeordnet sind, die axial zum Element 4 verläuft. In der Resonatorkammer 3 sind Kanäle ausgebildet, in denen sich die stehende Mikrowelle ausbreitet. Hierzu ist der Innenraum der Resonator kammer 3 entsprechend ausgebildet, wobei sich die Kanäle zwischen den Wän den 9 der Resonatorkammer 3 befinden. Die erste Position des Elements 4 ist bei diesem Beispiel für das Erwärmen eines bestimmten Bedruckstoffs 1 mit einem Flächengewicht von 300 g/m² eingestellt. Wird die Druckmaschine nach dem Fixie ren des Bedruckstoffs 1 mit einem Flächengewicht von 300 g/m² mit einem ande ren Bedruckstoff 1 betrieben, beispielsweise mit einem Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 80 g/m², so wird mit der Position des Elements 4 nach Fig. 5a keine ausreichende Erwärmung erreicht. Wenn der Mikrowelleneinrichtung in der Druckmaschine ein anderer Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 80 g/m² zugeführt wird, bewirkt ein Schrittmotor eine Drehung des Elements 4 in eine zwei te Position nach Fig. 5b, wie durch den Pfeil dargestellt. Bei der zweiten Position des Elements 4 wird der Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 80 g/m² in geeigneter Weise erwärmt, um den Toner zu fixieren.

Fig. 6 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform der Resonatorkammer 3 und das Element 4 in einer weiteren Ausführungsform als Membran, die abhängig von in die Resonatorkammer 3 eingeblasener Druckluft, wie durch den doppelseitigen Pfeil 16 dargestellt, oder eines in der Resonatorkammer 3 erzeugten Unterdrucks ihre Form ändert. Auf diese Weise wechselt die Membran mit Ausnahme der ge eigneten Befestigungspunkte der Membran ihre Position in der Resonatorkammer 3, dies führt zu verschiedenen Resonanzzuständen in der Resonatorkammer 3. Es ist jeweils eine geänderte Position 4' des Elements 4 eingezeichnet für den Fall, dass mit Überdruck bzw. Unterdruck in der Resonatorkammer 3 gearbeitet wird. Diese Ausführungsform des Elements 4 ist besonders vorteilhaft einsetzbar in ei ner Ausführungsform einer Resonatorkammer 3, in die die Mikrowellen von unten durch eine Kopplungsöffnung 14 mit Blende einkoppeln und der Bedruckstoff 1 in einer über der Kopplungsöffnung 14 liegenden Ebene die Resonatorkammer 3 durchläuft.

Fig. 7 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform der Resonatorkammer 3 und das Element 4 oder Abstimmelement in einer weiteren Ausführungsform als geeignete dielektrische Flüssigkeit, die in ein Röhrchen 17 eingelassen werden kann, wel ches einen geeigneten Durchmesser hat und durch die Resonatorkammer 3 ver läuft. Das Röhrchen 17 ist in geeigneter Weise mit einem Reservoirbehältnis 18 verbunden, in dem sich das Element 4 als Flüssigkeit befindet, so dass die Flüs sigkeit durch eine geeignete Vorrichtung in das Röhrchen 17 eingebracht und wie der ausgelassen werden kann. Auf vorteilhafte Weise hat das durch die Resona torkammer 3 führende Röhrchen 17 eine geeignete Neigung, so dass sicherge stellt ist, dass die gesamte Flüssigkeit wieder in das Reservoirbehältnis 18 gelangt. Durch Variation der Menge an dielektrischer Flüssigkeit, die sich im Röhrchen 17 in der Resonatorkammer 3 befindet, ist eine Änderung des Resonanzzustandes in der Resonatorkammer 3 möglich. Durch Einführen und Abgeben der Flüssigkeit aus bzw. in das Reservoirbehältnis 18 ist der Resonanzzustand in der Resonator kammer 3 und die Erwärmung des Bedruckstoff 1 gezielt steuerbar. Als Flüssigkeit bietet sich beispielsweise MOTON TEFLON ADDITIV 102 an, dies ist eine kolloidale Dispersion von PTFE/TEFLON©-Teilchen in einem Öl. In einer weiteren Ausführungsform kann anstelle des Röhrchens 17 auch eine geeignete Wanne zum entsprechenden Aufnehmen und Abgeben von Flüssigkeit in die Resonator kammer 3 eingebracht werden, womit die Abstimmung der Mikrowelleneinrichtung an verschiedene Bedruckstoffe 1 anpassbar ist.

Claims

1. Verfahren für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff (1) durch Erwärmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff (1) durch ei nen Durchlass (7, 7') in einer Resonatorkammer (3) einer Mikrowellenein richtung durchgeführt wird und wenigstens ein Element (4) zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer (3) bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) aus einer Membran besteht, die durch Ausüben von Druck ihre Form ändert und durch die Formänderung der Membran der Resonanzzustand in der Resonatorkammer (3) abgestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) eine dielektrische Flüssigkeit umfasst und die dielektrische Flüssigkeit zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkam mer (3) in diese hineingeführt und herausgeführt wird.

4. Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff (1) durch Erwärmen zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Resonatorkammer (3) mit wenigs tens einem Durchlass (7, 7') zum Durchführen des Bedruckstoffs (1) und wenigstens ein in die Resonatorkammer (3) hineinreichendes Element (4) zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer (3) durch Bewegen des Elements (4).

5. Mikrowelleneinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) in Längsrichtung zur Resonatorkammer (3) verschiebbar ist.

6. Mikrowelleneinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) senkrecht zur Resonatorkammer (3) verschiebbar ist.

7. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzzustand durch Drehen des Elements (4) einstellbar ist.

8. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der Resonanzzustand durch Hinein- und Herausziehen des Elements (4) einstellbar ist.

9. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass das Element (4) aus einem Material mit geringem die lektrischen Verlustmodul besteht.

10. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass das Element (4) aus Polytetrafluorethylen besteht.

11. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch ge kennzeichnet, dass das Element (4) einen Querschnitt von 8 mm Länge und 6 mm Breite aufweist und in der Resonatorkammer (3) zum Abstimmen des Resonanzzustands zwei Positionen einnimmt, welche zwei verschiede nen Resonanzzuständen zugeordnet sind.

12. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Element (4) beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs (1) in bzw. aus der Resonatorkammer (3) eine erste Position aufweist und eine zweite Position, wenn sich der Bedruckstoff (1) vollständig durch die Resonatorkammer (3) erstreckt.

13. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, dass das Element (4) aus einer Membran besteht, deren Form durch Druck veränderbar ist.