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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Fixieren von Toner auf einem Substrat, bei dem eine Fixiereinrichtung
(Fuser), vorzugsweise umfassend eine den Toner kontaktierende, erwärmbare Fixierwalze,
verwendet wird, um den Toner auf eine Temperatur größer oder
gleich seiner Glasübergangstemperatur
zu erhitzen.
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Des weiteren betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zum Fixieren von Toner auf einem Substrat, umfassend
eine Fixiereinrichtung (Fuser), vorzugsweise mit einer, den Toner
kontaktierenden, erwärmbaren
Fixierwalze, um den Toner auf eine Temperatur größer oder gleich seiner Glasübergangstemperatur
zu erhitzen, vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.
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Beim elektrostatischen bzw. elektrofotographischen
Drucken wird ein latentes elektrostatisches Bild mit geladenen Tonerpartikeln
auf einer Bebilderungstrommel entwickelt und auf ein Substrat bzw.
einen Bedruckstoff, wie insbesondere Papier in Form von Bögen oder
in Form eines fortlaufenden Bandes, übertragen. Dabei werden zum
Beispiel beim Vierfarbdruck vier latente Bilder in den vier Farbauszügen Cyan,
Magenta, Gelb und Schwarz nacheinander und übereinander auf das Substrat übertragen.
Insbesondere das fertige einfarbige oder mehrfarbige latente Bild
wird dann mittels einer Fixiereinrichtung auf dem Substrat fixiert.
Dies geschieht üblicherweise
mittels einer erwärmbaren
Fixierwalze, die auf dem Tonerbild abgerollt wird und dabei den
Toner bis oberhalb seiner Glasübergangstemperatur
erhitzt, also schmilzt, und gleichzeitig unter Druckbeaufschlagung
in das Substrat einarbeitet, an dem es nach seiner Abkühlung fixiert
ist. Dabei verbinden sich einander benachbarte Tonerpartikel und
bilden letztlich eine Polymerschicht auf und an dem Substrat.
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Ein Problem kann bei dem geschilderten
Vorgehen auftreten, wenn eine größere Anzahl
von Druckvorgängen
in einer bestimmten Zeiteinheit durchgeführt werden soll, das Verfahren
also beschleunigt werden soll. Dann kann sich nämlich der Fixiervorgang als
geschwindigkeitsbegrenzender Faktor des Druckverfahrens erweisen,
weil er nicht linear beschleunigt werden kann.
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Soll der Fixiervorgang beschleunigt
werden, könnte
daran gedacht werden, die Temperatur der Fixierrolle zu erhöhen und/oder
den Fixierbereich zwischen der Fixierwalze und einer Gegendruckrolle
in Substrattransportrichtung zu vergrößern.
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Eine Erhöhung der Temperatur führt aber
zu einer reduzierten Lebensdauer der Fixierwalze, insbesondere ihrer
Beschichtung bzw. Ummantelung. Zudem wird beim Fixieren mit einer
Fixierwalze ein Silikonöl
als Trennmittel genutzt, um zu verhindern, daß Toner an der Fixierwalze
haftet und nachfolgende Druckvorgänge beeinträchtigt. Auch dieses Öl muß häufiger nachgefüllt werden
und wird in seinem Verbrauch erhöht,
wobei zusätzlich
die Gefahr besteht, daß es
auf Transporteinrichtungen haftet, diese beschmutzt und weitergetragen wird,
so daß auch
dieses Öl
nachfolgende Druckvorgänge
beeinträchtigen
kann.
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Soll der Fixierbereich vergrößert werden,
kann dies im Prinzip auf zweierlei Weise geschehen, indem der Druck
zwischen Fixierwalze und Gegendruckrolle vergrößert wird und dadurch ein größerer abgeplatteter Bereich
entsteht, oder, indem eine Fixierwalze mit einem größeren Durchmesser
verwendet wird. Durch einen größeren Druck
kann wiederum die Lebensdauer der Fixierwalze, insbesondere ihrer
Beschichtung, verringert werden, und es kann zu Beschädigungen,
insbesondere zu Zerknitterungen, des Substrates kommen. Wird der
Durchmesser der Fixierwalze vergrößert, kann es leichter zu Substratstaus
kommen. Außerdem
werden dadurch die Baukosten und die Baugröße problematisch.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, insbesondere für
eine Geschwindigkeitserhöhung, den
Fixiervorgang bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung der eingangs
genannten Gattung mit vertrauenswürdiger, bewährter Technik, vorzugsweise
unter Nutzung einer Fixierwalze, verläßlich durchzuführen, und dennoch
zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verfahrenshinsicht
dadurch gelöst,
daß der
Fixiervorgang um eine Mikrowellenanwendung ergänzt wird.
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Durch den erfindungsgemäßen, berührungslosen
ergänzenden
Heizvorgang wird der übrige
Fixiervorgang insbesondere zeitlich entlastet und auch im Hinblick
auf die Gefahr von Substratstaus, ohne daß die Probleme verlagert würden.
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Durch die erfindungsgemäße Ergänzung des
Fixierens durch einen berührungslos
erfolgenden Heizvorgang können
mit Vorteil Probleme vermieden werden, die bei zusätzlicher
Kontaktfixierung insbesondere beim sogenannten Duplex-Drucken, dem beidseitigen
Bedrucken eines Substrates im Schön- und Widerdruck, auftreten
könnten,
weil insbesondere ein schon auf einer ersten Seite (Unterseite)
des Substrates fixiertes Druckbild erneut aufgeweicht und verschmiert
werden könnte,
zumal ein Gegendruckelement gerade an dieser Unterseite anliegen
müßte. Dagegen
kann bei der erfindungsgemäß berührungslos
erfolgenden, ergänzenden Aufheizung
eine relativ hohe Temperatur präzise
und konstant eingestellt werden und das Substrat kann gegebenenfalls
sogar "schwebend", beispielsweise
auf einem Luftpolster, transportiert werden, ohne daß Tonerverschmierungen
dadurch verursacht werden.
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Die ergänzende Aufheizung erfolgt erfindungsgemäß durch
eine Mikrowellenanwendung. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren
insbesondere auf Substratbögen
oder (kontinuierlich) auf Substratbänder angewendet werden. Als
eigentlicher Fixierschritt kommt prinzipiell die Anwendung einer
beliebigen Technik in Betracht, also beispielsweise eine berührungslose
Fixierung durch Infrarot-Bestrahlung,
Blitzlicht-Bestrahlung oder dergleichen, oder mit Berührung durch
ein Band oder eine Fixierwalze oder dergleichen.
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Die erfindungsgemäß bevorzugte Kombination einer
Fixierwalze mit einer Mikrowellenanwendung hat aber besondere Vorteile.
Einerseits wird durch die Mikrowellenanwendung die Fixierwalze entlastet,
so daß auch
bei höheren
Geschwindigkeiten eine Fixierwalze verwendet werden kann, die im
Hinblick auf eine Vermeidung von Substratstaus und -beschädigungen
einen gewohnt relativ kleinen Durchmesser und eine übliche Temperatur,
von beispielsweise etwa 160°C,
beibehalten kann. Andererseits sorgt die Fixierwalze unter Druckbeaufschlagung
für eine
verläßliche Fixierung
in Ergänzung
der Mikrowellenanwendung. Beispielsweise ist bei Verwendung allein
einer Fixierwalze die Möglichkeit
sehr begrenzt, den Glanz des Druckbildes beim Fixieren positiv zu
beeinflussen. Dies kann in gewissem Maße durch eine Veränderung
der Fixierwalzentemperatur geschehen, jedoch sind einer solchen
Temperaturveränderung
durch den sogenannten "Cold
offset" und den "Hot offset" enge Grenzen gesetzt.
Dieser jeweilige "offset" bedeutet bei zu
hoher oder zu niedriger Temperatur jeweils ein Anhaften von Tonerresten
an der Fixierwalze, die weitergetragen und nachfolgende Drucke beeinträchtigen
können,
und zwar trotz einer üblichen
Verwendung eines Silikonöls
als Trennmittel auf der Fixierwalzenoberfläche zur Vermeidung solcher
Anhaftungen. Demgegenüber
ist bei einer reinen Mikrowellenanwendung der optimale Fixierbereich
(Fusingfenster) zwischen einem nicht gleichmäßigen Glanz und Blasenbildung
des Toners auf dem Substrat sehr eng, insbesondere bei der Verwendung
glänzend
beschichteten Papieres als Substrat. Die angesprochene Kombination
bietet also besondere Vorteile bei dem das "Ganze mehr ist als die Summe seiner
Teile", insbesondere
was die Möglichkeiten
betrifft, auch weitere Druckqualitätsparameter, wie zum Beispiel
Tonerglanz, zu berücksichtigen.
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Es kommt erfindungsgemäß in Betracht,
laufende Mikrowellen zu verwenden, jedoch bevorzugt sieht das erfindungsgemäße Verfahren
vor, daß resonante
bzw. stehende Mikrowellen Anwendung finden. Hierbei kann durch die
Auswahl und/oder Abstimmung der Resonatoren sehr zielgerichtet und
bedarfsgerecht gearbeitet werden und insbesondere verschiedenen
Druckqualitätsmerkmalen
Rechnung getragen werden, wie auch im weiteren noch dargelegt werden
wird.
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Um einen besseren Energieeintrag
zu erzielen, kann das Substrat vor der Mikrowellenbeaufschlagung angefeuchtet
werden. Dies kann beispielsweise mit 100°C heißem Wasserdampf geschehen.
Dabei kann das Substrat vorzugsweise beidseitig angefeuchtet werden,
um Spannungen und Biegungen des Substrates zu vermeiden. Zudem wird
durch Kondensationswärme
das Toner tragende Substrat bereits erwärmt.
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Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
könnte
vorsehen, daß ein
Transportmittel, z. B. ein Saugband oder ein elektrostatisches Transportband,
zum Transport des Substrates beim Fixiervorgang auf eine konstante
Temperatur von vorzugsweise etwa 40°C temperiert wird.
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Zur Energieersparnis bzw. für einen
hohen Wirkungsgrad können
eine Abwärme
oder Energieabfälle im
weitesten Sinne für
die Erwärmung
genutzt oder mitgenutzt werden. Zum Beispiel kann Abwärme oder
ein Energieabfall von einem Magnetron, einem Zirkulator oder von
einer Wasserlast genutzt werden. Damit kann beispielsweise Spülluft erwärmt werden.
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An ein Magnetron können Abstände überbrückende bzw.
vermeidende Wellenleiter hin zum Applikator verwendet werden. Gegen
Leckstrahlung im Bereich des Applikators kann an Materialspalten
eine sogenannte Choke-Struktur mit lippenartigen Vorsprüngen vorgesehen
sein. Auch kann absorbierendes Material an der Außenseite
des Applikators verwendet werden.
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Für
eine Vorrichtung zum Fixieren von Toner auf einem Substrat, umfassend
eine Fixiereinrichtung (Fuser), vorzugsweise mit einer, den Toner
kontaktierenden, erwärmbaren
Fixierwalze, um den Toner auf eine Temperatur größer oder gleich seiner Glasübergangstemperatur
zu erhitzen, vorzugsweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
die sich erfindungsgemäß auszeichnet
durch eine die Fixiereinrichtung ergänzende Heizeinrichtung, die
an wenigstens eine Mikrowellenquelle angeschlossen ist, wird selbständiger Schutz
beansprucht. Die sich dadurch ergebenden Vorteile sind sinngemäß bereits
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschildert worden.
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Dabei kann die ergänzende Heizeinrichtung
vorzugsweise wenigstens einen Mikrowellenresonator zur Erzeugung
stehender Mikrowellen umfassen. Es können insbesondere mehrere Resonatoren
mit horizontal verlaufenden Mikrowellen in Substrattransportrichtung
hintereinander und jeweils um einen Bruchteil einer Mikrowellenlänge querversetzt
zueinander angeordnet sein, um eine möglichst gleichmäßige Erwärmung über die
Breite des Substrates zu erzielen. Es können aber beispielsweise auch
Resonatoren, zum Beispiel zueinander gestaffelt, angeordnet sein,
die lotrecht durch das Substrat verlaufende Mikrowellen ausbilden.
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Eine prinzipielle Ausbildung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann beispielsweise auf eine Kombination eine Mikrowellenfixierung
und eine Fixierung mit einer Fixierwalze konzipiert sein, bei der
wenigstens ein Transportmittel das Substrat in und ggfls. durch
die Fixiereinrichtung transportiert, wonach eine Abkühlungsstrecke
für das
Toner tragende Substrat folgt, um eine Abkühlung des Toners wieder unter
seine Glasübergangstemperatur
zu erreichen. Dabei können
für die
Mikrowellenanwendung alle bekannten Arten von ein oder mehreren
Mikrowellenapplikatoren zur Erzeugung resonanter oder nicht-resonanter
Mikrowellen für
die Fixierung verwendet werden.
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Es ist möglich, die Mikrowellenanwendung
dem anderen Fixiervorgang vor- oder nachzuschalten, wobei bevorzugt
vorgesehen ist, die Mikrowellenanwendung nachzuschalten, weil beispielsweise
dann eine bessere Feinregulierung des Tonerglanzes möglich ist
und insgesamt sich die Mikrowellenanwendung besser für eine Nachbearbeitung
eignet als die Fixierwalze, wie im Nachfolgenden auch noch anhand
von Anwendungsbeispielen näher
erläutert
werden wird.
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Die Vorrichtung kann zudem leicht
zu öffnen,
beispielsweise klammerartig, ausgebildet sein, um im Falle eines
Substratstaus den Substratweg für
eine Beseitigung dieses Staus zugänglich zu machen.
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Für
eine resonante Mikrowellenerzeugung wird üblicherweise ein kontaktierender
oder nicht-kontaktierender Tauchkolben (plunger) zur Abstimmung
des Mikrowellenapplikators verwendet. Bei einer genauen Bestimmung
der Applikatorgeometrie ist ein solcher plunger oder ein tuner nicht
notwendig. Der plunger kann durch eine definiert plazierte Endwand
ersetzt werden und der tuner kann durch fixe Metallstummel und/oder durch
Blöcke
aus Polytetrafluoräthylen
in einem Wellenleiter zur Einstellung der Länge des Wellenleiters zwischen
der Mikrowellenquelle und der Apertur ersetzt werden. Die Apertur,
welche die Resonzkam mer definiert, kann eine beliebige Form, insbesondere
eine rechtwinkelige oder sphärische
bzw. gebogene Form haben.
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Im Falle insbesondere der Verwendung
eines TE10N-Resonators kann die Wellenlänge im Resonator, das heißt der Abstand
der Maxima, durch die Weite des Resonators senkrecht zur Ebene des
Substrates optimiert werden. Bei einer Weite von beispw. 94 mm beträgt der Abstand
der Maxima 84 mm. Bei einer Weite von beispw. 109 mm beträgt der Abstand
der Maxima nur 73 mm. Damit kann insbesondere die Gleichmäßigkeit
der Erwärmung
des Substrates über
seine Breite optimiert werden.
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Die Höhe eines Resonators in Substrattransportrichtung
wird optimiert, um eine hohe elektrische Feldstärke zu erreichen, ohne Entladungen
im Applikator. Daher werden gute Resultate erzielt mit Höhen von
beispw. 54 mm, 34 mm, 24 mm und 20 mm. Die kleineren Werte werden
für eine
höhere
elektrische Feldstärke bevorzugt.
Eine höhere
elektrische Feldstärke
erhöht
die Effizienz des Mikrowellensystems für Substrate mit niedrigeren
Verlusten, wie zum Beispiel Papier.
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Die Frequenzanpassung eines resonanten
Applikators ist größenabhängig in
Längsrichtung.
Nach einer längeren
Betriebsdauer kann das Heizen des Applikators durch Wandverluste,
bedingt durch Oberflächenströme an der
inneren Oberfläche
des Applikators, induziert durch Mikrowellenstrahlung im Applikator,
zu einer Abstimmungsveränderung
(detuning) des resonanten Applikators führen. Zur Vermeidung dessen
wird vorgeschlagen, die frequenzbestimmenden Teile des resonanten
Applikators (Apertur und plunger) temperaturunabhängig, eventuell
temperaturstabilisiert, zueinander zu positionieren, wobei der Applikator
selbst beweglich gelagert ist, so daß die inneren Dimensionen des
resonanten Applikators sich nicht während eines kontinuierlichen
Betriebes ändern.
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Ausführungs- und Anwendungsbeispiele,
aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf
die die Erfindung in ihrem Umfang aber nicht beschränkt ist,
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Zusammenhang mit
den Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
erster experimenteller Aufbau einer erfindungsgemäßen Kombination
aus zwei Heizeinrichtungen für
eine Fixierung,
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2 eine
Temperaturverteilung bei einer Anwendung des Aufbaues gemäß 1 und
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3 ein
zweiter experimenteller Aufbau einer erfindungsgemäßen Kombination
aus zwei Heizeinrichtungeneinrichtungen für eine Fixierung.
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1 zeigt
einen prinzipiellen, experimentellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Sie weist eine Fixiereinrichtung auf, die als eine erste Heizeinrichtung
zwei Resonatoren 1 und 2 umfaßt und der ein zu fixierendes
Substrat auf einem Transportband 3 in Transportrichtung 4 zugeführt wird.
Das Transportband 3 könnte
das Substrat mit Vakuum oder elektrostatisch halten.
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Die Resonatoren 1, 2 sind
TE10N-Resonatoren, die quer zur Transportrichtung 4 ausgerichtet
sind und in Transportrichtung hintereinander angeordnet sind, und
zwar in einer Weise und in einem Maße zueinander querversetzt,
daß die
Maxima der Mikrowelle des ersten Resonators 1 genau auf
Lücke zu
den Maxima der Mikrowelle des nachfolgenden Resonators 2 positioniert
sind. Die Temperatur, die mit den Resonatoren 1, 2 möglichst
gleichmäßig über die
Breite des Substrates dem Toner tragenden Substrat erteilt wird,
kann in der experimentellen Anordnung der 1 beim Austritt aus den Resonatoren mit
einem Linienpyrometer 5 gemessen werden. Ist die Vorrichtung
in zufriedenstellender Weise ausgemessen und eingestellt, kann im
Prinzip dieselbe Vorrichtung wie in 1,
unter Fortlassung des Pyrometers 5, auch als Einbau in
eine elektrophotographische Druckmaschine genommen werden.
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Von den Resonatoren 1, 2 hin
zu einer zweiten Heizeinrichtung führt ein möglichst kurzer Transportweg,
der nicht näher
im Detail dargestellt ist, und zu dessen Überbrückung auch kein Transportmittel
gezeigt ist, für
die aber im Prinzip eine Verlängerung
des Transportbandes 3 oder ein gleichartiges Transportband geeignet
wäre, das
sogar temperiert werden könnte.
Eine kompakte, kurzwegige Aufeinanderfolge der beiden Heizeinrichtungen
wird insbesondere auch durch die bewußt bevorzugt gewählte und
gezeigte Orientierung der Resonatoren quer zur Transportrichtung 4 erreicht.
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Die zweite Heizeinrichtung umfaßt im wesentlichen
eine im Querschnitt dargestellte Fixierwalze 6, die mittels
einer innerlichen Wärmequelle 7,
zum Beispiel einer Strahlungsquelle, erwärmt wird, und zwar auf eine Temperatur
oberhalb der Glasübergangstemperatur
des Toners auf dem Substrat. Im Bereich dieser Fixierwalze 6 ist
einmal schematisch ein Toner tragendes, bogenförmiges Substrat 9 angedeutet,
das nach der Fixierung in Richtung des Pfeiles 10 einer
Kühlung
zugeführt
wird.
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Die Fixierwalze 6 wird aus
einem schematisch angedeuteten Ölreservoir 8 mit
einem Silikonöl
als Trennmittel zur Vermeidung einer Anhaftung von Toner an der
Fixierwalze 6 versorgt. Als Widerlager für die das
Substrat 9 auch mit Druck beaufschlagende Fixierwalze 6 dient
eine Gegendruckrolle 11.
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2 zeigt
den Verlauf der von den Resonatoren 1, 2 im Substrat
erzeugten Temperatur über
die Breite des Substrates, wenn beide Resonatoren 1, 2 eingeschaltet
sind, wobei die Maxima der stehenden Mikrowelle des Resonators 1 zu
den Maxima der Mikrowelle des Resonators 2 genau auf Lücke bzw.
um eine halbe Wellenlänge
der in 2 dargestellten
Wellenlänge
der stehenden Welle, die dem Energieeintrag entspricht und nur halb
so groß ist
wie die Wellenlänge
der ursprünglich
eingespeisten freien Mikrowelle, phasenverschoben angeordnet sind.
Der Temperaturverlauf ergibt im Substrat eine über die auf der Abszisse aufgetragene Breite
des Substrates nahezu gleichmäßige, in
Ordinatenrichtung aufgetragene Temperatur von etwa 85°C ± 4°C. Die Temperaturen
wurden mit dem Linienpyrometer 5 gemäß 1 gemessen. Dabei wurde als Substrat ein
4CC-Kunstpapier mit einem spezifischen Flächengewicht von 220 g/m2, bei einer Substratvortriebsgeschwindigkeit
von 30 cm/s, bei einer Mikrowellenleistung von 2 kW pro Resonator
und bei einer Pixelgröße von 3,1
mm verwendet.
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Die Entlastung der Fixierwalze mittels
einer erfindungsgemäßen, ergänzenden
Mikrowellenanwendung soll im Nachfolgenden noch einmal anhand von
Tabellen verdeutlicht werden. Insbesondere ist den Tabellen entnehmbar,
daß dadurch
eine Verkürzung
der Zeitdauer des Fixiervorganges möglich ist und daher eine Vergrößerung der
Papiertransportgeschwindigkeit erlaubt, wodurch auch insgesamt ohne
Probleme bei der Fixierung eine höhere Druckgeschwindigkeit mit
einer Druckmaschine erzielt werden kann.
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Die Tabellen zeigen die erzielten
Ergebnisse. Als Bezugsgröße ist aufgeführt, daß die Fixierwalze
im Alleinbetrieb mit einer Prozeßgeschwindigkeit von 30 cm/s
läuft und
den Toner gut bei einer Papieroberflächentemperatur von 110°C, gemessen
unmittelbar nach Austritt aus der Fixierwalze, fixiert. Mit ergänzender
Mikrowellenheizung des Papiers kann die Papiergeschwindigkeit in
einem Bereich von 45 cm/s bis zu 120 cm/s erhöht werden, wenn das Papier
in einer Mikrowellen-Heizeinrichtung vor der Fixierwalze, die den
Toner mit einer Temperatur von konstant 160°C fixiert, auf eine Temperatur
im Bereich von 40°C
bis 72°C
vorgeheizt wird. Die Anzahl der Mikrowellenresonatoren und die Leistung
pro Resonator, die notwendig ist, ist jeweils in der letzten Spalte
der Tabellen als Kommentar angegeben.
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Dabei wird im Beispiel 1 der Tabelle
1 ein Papier mit einem spezifischen Flächengewicht von 80 g/m2 und im zweiten Beispiel in Tabelle 2 ein
Papier mit einem spezifischen Flächengewicht
von 300 g/m2 verwendet.
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Die Tabellen zeigen die Papiergeschwindigkeit,
die Fixierzeit bei einem Fixierlängenbereich
(nip) der Fixierwalze von 18 mm, und die Papiertemperatur am Ausgang
der Mikrowellen-Heizeinrichtung, die notwendig ist, um eine Papier-zu-Toner-Oberflächen- bzw.
Grenzflächentemperatur
von etwa 110°C
zu erreichen, die nötig
ist um konventionellen Toner mit einer Fixierwalzenoberflächentemperatur
von 160°C
zu fixieren. Die aufgeführten
Daten sind experimentell und aufgrund von Modellen ermittelt.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Kombination
aus einer Mikrowellenheizung und einer Fixierwalze. Gleiche Bauelemente
sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in 1. Auch das Linienpyrometer 5 ist
hier wieder nur zu experimentellen Überwachungszwecken vorgesehen
und kann zum Einbau einer solchen Vorrichtung in eine Druckmaschine
fortgelassen werden.
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Im Beispiel der 3 ist, umgekehrt zur 1, die Mikrowellen-Heizeinrichtung der
Fixierwalze in Transportrichtung 4 nachgeordnet. Diese
Anordnung ermöglicht
insbesondere eine Feineinstellung des Glanzes des Toners, der zuvor
bereits durch die Fixierwalze fixiert worden ist, mit Hilfe der
nachfolgenden Mikrowellen-Heizeinrichtung.
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In einem Experiment wurde 4CC Kunstpapier
mit einem spezifischen Flächengewicht
von 130 g/m2 durch die Fixierwalze geführt, die
eine Oberflächentemperatur
von 160°C
aufwies. Die Papiertemperatur betrug am Meßpunkt des Linienpyrometers 5 gemäß 3 90°C. Ohne zusätzliche Aufheizung durch die
Mikrowellen-Heizeinrichtung wurde gefunden, daß eine hundertprozentige schwarze
Tonerschicht nach der Fixierung durch die Fixierwalze 6 einen
Glanz von 15 Glanzeinheiten aufwies, gemessen in einem Winkel von
60° mit
dem miro-TRIgloss meter der Firma BYK Gardner. Mit einer anschließenden,
zusätzlichen
Heizung durch die nachfolgende Mikrowellen-Heizeinrichtung konnte
der Glanzwert hin zu höheren
Glanzwerten signifikant verändert
werden. Es wurden die aus der nachfolgenden Tabelle 3 ersichtlichen
Werte bei steigender zusätzlicher
Heizung durch Mikrowellenanwendung und daraus resultierender höherer Papiertemperatur
erreicht und ermittelt.
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Mit Hilfe einer Anordnung von TE101-Resonator,
die einzeln beweglich sind, kann der Tonerglanz auch nur in einzelnen
ausgewählten
Bereichen verändert
werden, sogenanntes "spot
glossing".
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Die Vorteile der Nachordnung einer
Mikrowellen-Heizeinrichtung nach der Fixierwalze bestehen somit insbesondere
darin, daß die
Fixierwalze mit einer relativ niedrigen Temperatur knapp oberhalb
des sogenannten und bereits weiter oben erwähnten "cold-offset-Punktes" betrieben werden kann, was die Lebensdauer
der Fixierwalze erhöht,
und daß in
einem gewissen Maße
der Glanz des Druckbildes einstellbar ist, und zwar insbesondere
unabhängig
von der Oberflächenstruktur
der Fixierwalze, die sich mit der Betriebsdauer verändern kann.
Die Fixierwalzen können
also länger
verwendet werden. Da die Fixierwalze zudem nicht in der Nähe des sogenannten
und schon erwähnten "hot-offset-Punktes" betrieben werden
muß, wird
auch weniger Silikonöl als
Trennmittel auf der Fixierwalze gebraucht und verbraucht.
