DE10250099A1

DE10250099A1 - Vorrichtung zum Management der Luftqualität für einen elektrostatografischen Drucker

Info

Publication number: DE10250099A1
Application number: DE10250099A
Authority: DE
Inventors: Phillip H Blank; Gary P Hoffmann; Carl Allen Luft; John W May; John F Quester; Michael Kurt Rain Schoenwetter
Original assignee: NexPress Solutions LLC
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2003-05-22
Also published as: DE50214742D1; EP1310837A1; EP1310837B1; ATE487168T1; US20030091363A1; US6771916B2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität in einem modularen elektrostatografischen Farbdrucker umfasst einen nichtklimatisierten rückführungslosen Abschnitt zum Management der Luftqualität in einem ersten Innenbereich (150) und einen klimatisierten Rückführabschnitt (120, 200) zum Management der Luftqualität in einem zweiten Innenbereich (130). Der erste Innenbereich (150) umfasst eine Fixierstation zum Fixieren von Farbbildern auf Aufnahmeelementen (R¶0¶-R¶6¶, 645, 655). Der zweite Innenbereich (130) umfasst eine Anzahl hintereinander angeordneter Bilderzeugungsmodule (M1-M5) sowie diesen zugeordnete, aber von diesen isolierte Zusatzkammern, so dass sich die durch jedes Modul strömende klimatisierte Luft nicht mit der den Modulen und Vorrichtungen in den Modulen zugeführten klimatisierten Luft mischt. Der zweite Innenbereich (130) ist durch mindestens ein Trennelement (135) von dem ersten Innenbereich (150) getrennt. Die Klimatisiervorrichtung dient zur Steuerung der Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit der im zweiten Innenbereich (130) enthaltenen Luft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich des elektrofotografischen Druckens und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Management der Luftqualität für einen elektrostatografischen Drucker.

Zur Gewährleistung eines effizienten Betriebs muss die Luftumgebung in modernen elektrostatografischen Hochleistungs-Farbdruckmaschinen geregelt werden. Derartige Farbdruckmaschinen umfassen eine Anzahl hintereinander angeordneter elektrostatografischer Bilderzeugungsmodule. In jedem Modul einer solchen Druckmaschine kann jeweils ein einfarbiges Tonerbild elektrostatisch direkt von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement übertragen werden; so dass nach und nach ein mehrfarbiges Tonerbild auf dem Aufnahmeelement entsteht. Üblicher ist es jedoch, dass in jedem Modul einer solchen elektrostatografschen Farbdruckmaschine ein einfarbiges Tonerbild elektrostatisch von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement, z. B. einem Fotoleiterelement, auf ein sich bewegendes Zwischenübertragungselement und anschließend vom Zwischenübertragungselement auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement übertragen wird. In manchen Druckmaschinen wird das Aufnahmeelement nacheinander durch die Bilderzeugungsmodule geführt, wobei in jedem Modul das jeweilige einfarbige Bild vom jeweiligen primären Bilderzeugungselement auf ein jeweiliges Zwischenübertragungselement und von dort auf das sich bewegende Aufnahmeelement übertragen wird. Dabei werden die einfarbigen Tonerbilder nacheinander und übereinander auf das Aufnahmeelement übertragen, so dass im letzten Modul ein mehrfarbiges Tonerbild, z. B. ein vierfarbiges Tonerbild, fertiggestellt wird. Anschließend wird das Aufnahmeelement in eine Fixierstation bewegt, in der das mehrfarbige Tonerbild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Alternativ werden die in den jeweiligen Modulen erzeugten jeweiligen einfarbigen Tonerbilder aufeinander übertragen, so dass sie auf dem Zwischenübertragungselement ein zusammengesetztes mehrfarbiges Tonerbild bilden. Dieses zusammengesetzte Bild wird anschließend auf das sich bewegende Aufnahmeelement übertragen, das daraufhin in eine Fixierstation bewegt wird, in der das zusammengesetzte Bild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Zur Erreichung einer höheren Bildqualität in einem modularen elektrostatografischen Farbdrucker muss die Luftverschmutzung gering gehalten werden und eine stabile relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur für alle Module aufrecht erhalten werden.

In einem elektrostatografischen Farbdrucker oder einem Farbkopierer des Stands der Technik mit ungeregelter innerer relativer Luftfeuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit im Innern der Maschine abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft der Maschine, d. h. die relative Luftfeuchtigkeit im Innern ändert sich von Tag zu Tag und von Jahreszeit zu Jahreszeit. Außerdem kann die relative Luftfeuchtigkeit im Innern eines modularen elektrostatografischen Druckers mit ungeregelter Innenumgebung auch bei stabiler relativer Luftfeuchtigkeit außerhalb der Maschine von Modul zu Modul stark schwanken; was die Bildqualität stark beeinträchtigen kann.

Bekannter Weise kann die relative Luftfeuchtigkeit einen starken Einfluss auf das Ladungs- Masse-Verhältnis der in einem in einer Tonerstation verwendeten Entwickler enthaltenen Tonerpartikel haben. Daher kann bei einer Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit innerhalb eines bestimmten Moduls eines modularen Druckers in Reaktion auf eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung die durch den entsprechenden Toner auf einem Aufnahmeelement erzeugte Bilddichte ebenfalls variieren, wenn nicht bekannte Gegenmaßnahmen getroffen werden. Z. B. können die Bildbelichtung des entsprechenden fotoleitenden primären Bebilderungselements oder die Aufladespannung für die Korona-Sensibilisierung des entsprechenden fotoleitenden primären Bebilderungselements verstellt werden. Noch schlimmer wird es, wenn die relative Luftfeuchtigkeit aufgrund der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung innerhalb aller Tonerstationen der Module eines modularen Druckers variiert. Die entstehenden Variationen des Ladungs-Masse-Verhältnisses von Modul zu Modul werden in der Regel sehr unterschiedlich sein, da im Allgemeinen in den Tonerstationen für unterschiedliche Farben unterschiedlich zusammengesetzte Entwickler verwendet werden, deren Ladungs- Masse-Verhältnis wiederum auf die für sie jeweils charakteristische Weise auf Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit reagiert. Daher bewirkt eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft in einem Drucker, in dem die Innenumgebung nicht geregelt ist, in der Regel in unerwünschter Weise unterschiedliche Dichteveränderungen für die verschiedenfarbigen Toner eines mehrfarbigen Tonerbilds, wenn nicht für jede Tonerstation einzeln die erwähnten Gegenmaßnahmen getroffen werden (was kostenaufwändig und unbequem ist).

Außerdem kann eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit zu unerwünschten Veränderungen der Fotoleitfähigkeit führen, die möglicherweise kompensiert werden müssen, indem z. B. die Aufladespannung vor der Bildbelichtung erhöht oder gesenkt wird.

Auf ähnliche Weise können Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit in einer modularen Maschine mit ungeregelter Innenumgebung unerwünschte Veränderungen des Widerstands der Zwischenübertragungselemente bewirken, wodurch die Effizienz der abhängigen Tonerübertragung von primären Bebilderungselementen auf Zwischenübertragungselemente und von Zwischenübertragungselementen auf Aufnahmeelemente beeinträchtigt wird. Zur Aufrechterhaltung einer konstanten Übertragungsdichte des Toners auf ein Aufnahmeelement erfordern derartige Veränderungen des Widerstands Verstellungen der angelegten Spannungen, die z. B. typischer Weise an Zwischenelemente und Übertragungswalzen der Module angelegt werden.

Außerdem verursacht eine Absorption von Feuchtigkeit durch Aufnahmebogen aus Papier in der Regel ein Anschwellen des Papiers. Die Bogen eines Bebilderungsdurchlaufs können z. B. in Abhängigkeit von der Art und Weise, wie die Aufnahmebogen vor der Verwendung in der Maschine gestapelt waren, verschieden stark anschwellen. Das Anschwellen aufgrund von Feuchtigkeit kann sich auch an verschiedenen Stellen eines Bogens unterscheiden, wenn die Bogen z. B. nicht einheitlich hergestellt wurden. Die in den Aufnahmebogen enthaltene Feuchtigkeit führt in der Regel zu Bilddefekten, wenn die Bogen die Heizwalzen einer Fixierstation passieren. Derartige Bilddefekte sind z. B. Unterbrechungen der Tonerbilder durch während des Fixierens erzeugten Dampf sowie ungleichmäßiges Verformen oder Aufwölben der Aufnahmebogen in einer Fixierstation. Der Feuchtigkeitsgehalt eines Aufnahmeelements aus Papier beeinträchtigt außerdem die Effizienz der elektrostatischen Übertragung des Toners auf das Aufnahmeelement.

Demgemäß muss eine zur Übertragung des Toners angelegte Spannung im Allgemeinen angepasst werden, um die durch Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit verursachten Schwankungen des Feuchtigkeitsgehalts zu kompensieren. Derartige Anpassungen erfordern in nachteiliger Weise den Einsatz von zusätzlichem Spezialwerkzeug in der Maschine. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt nicht gleichmäßig in einem Aufnahmeelement verteilt ist, kann darüber hinaus die Effizienz der elektrostatischen Tonerübertragung an verschiedenen Stellen des Aufnahmeelements unterschiedlich ausfallen, was weitere Bildschäden hervorruft, z. B. eine klecksartige Übertragung. Zur Beseitigung dieser Probleme in elektrostatografischen Druckern können die Aufnahmeelemente aus Papier in einer Vorbehandlungsstation bei vorgegebener relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur vorbehandelt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt vor der Verwendung der Aufnahmeelemente innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten. Dadurch wird einerseits die Reproduzierbarkeit der Bildqualität von Bogen zu Bogen verbessert und andererseits das Auftreten feuchtigkeitsbedingter Defekte verringert. Dennoch können von außen verursachte Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit im Innern des Druckers trotz Vorbehandlung der Aufnahmeelemente Schäden verursachen, wenn die relative Luftfeuchtigkeit der Innenumgebung des Druckers ansonsten ungeregelt ist.

Da die relative Luftfeuchtigkeit sowohl von der absoluten Feuchtigkeit als auch von der Temperatur beeinflusst wird, bewirken Temperaturveränderungen in einem elektrostatografischen Drucker entsprechende lokale Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit. Daher beeinflussen in einer Maschine mit ungeregelter Innentemperatur lokale Schwankungen der Umgebungstemperatur die lokale relative Luftfeuchtigkeit. In einer modularen Maschine bewirken Temperaturänderungen von Modul zu Modul im Allgemeinen entsprechende Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit, auch wenn z. B. zur Belüftung der Maschine Umgebungsluft durch die Maschine geleitet wird.

Darüber hinaus sind Temperaturschwankungen in einem modularen elektrostatografischen Drucker auch im Hinblick darauf unerwünscht, dass viele Schlüsselkomponenten, z. B. die Metalltrommeln, präzise Dimensionen aufweisen müssen, die sich durch eine Veränderung der Innentemperatur inakzeptabel verändern. Eine Veränderung der Innentemperatur kann z. B. durch eine Veränderung der Umgebungstemperatur außerhalb einer Maschine mit ungeregelter Innentemperatur hervorgerufen werden. In einer modularen Maschine mit ungeregelter Innentemperatur kann sich die Temperatur von Modul zu Modul unkontrolliert unterscheiden. Dadurch unterscheiden sich die Dimensionsveränderungen der Komponenten ebenfalls von Modul zu Modul, was die Registerhaltigkeit der einzelnen einfarbigen Tonerbilder eines mehrfarbigen Bilds auf einem Aufnahmeelement beeinträchtigt. Obwohl derartige Dimensionsveränderungen der Komponenten mitunter kompensierbar sind, indem z. B. die zur Belichtung der fotoleitenden primären Bebilderungselemente entsprechend programmiert werden, können derartige Kompensationsmaßnahmen kostenaufwändig und kompliziert in der Ausführung sein.

Es ist ebenfalls bekannt, dass die Fotoentladungseigenschaften eines fotoleitenden primären Bebilderungselements, z. B. die Quanteneffizienz und das Fototrägertrapping in der Regel temperaturabhängig sind. Daher neigt das Fotoentladungsverhalten der jeweiligen fotoleitenden primären Bebilderungselemente in einem modularen elektrofotografischen Farbdrucker mit ungeregelter Temperatur von Modul zu Modul zu unkontrollierbaren Veränderungen, wenn sich die Umgebungstemperatur außerhalb des Druckers verändert. Derartige Veränderungen des Fotoentladungsverhaltens müssen kompensiert werden, wenn die Tonerbilddichte für die einzelnen Farben innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden soll.

In einer elektrostatografischen Druckmaschine werden beträchtliche Mengen an Wärme erzeugt, die im Allgemeinen ungleichmäßig an verschiedenen Orten der Druckmaschine entsteht. Da die Bebilderungsvorgänge innerhalb der Maschine sowie die Luftverschmutzung verursachenden Mechanismen in der Maschine in der Regel wärmeabhängig sind, ist ein Management der Wärme natürlich wünschenswert. Dies erfolgt im Allgemeinen durch Mechanismen zum Kühlen des Innenraums des Druckers und durch eine Verteilung der von den Kühlmechanismen erzeugten Wärme an Orte außerhalb des Druckers, wobei auch die von den Kühlmechanismen selbst erzeugte Wärme abgeleitet wird. Eine Verteilung der Wärme kann durch einen Luftstrom durch zumindest einen Teil der Maschine erreicht werden, wobei die Wärme auf die hindurchströmende Luft übertragen wird.

Die Betriebseffizienz einer Korona-Ladevorrichtung ist sowohl abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit als auch von der Temperatur. In Verbindung mit den in einem modularen elektrostatografischen Farbdrucker eingesetzten Bebilderungsmodulen werden viele Korona-Ladevorrichtungen eingesetzt. Außerdem ist auch die Entstehung von Schadstoffen wie Ozon oder Stickstoffoxid (NO_x) abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur. Bei starken Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur von Modul zu Modul in einem Drucker mit ungeregelter Innenumgebung können daher möglicherweise Probleme im Hinblick auf die Schadstoffbelastung entstehen.

Bekannter Weise kann das durch die Korona-Ladevorrichtungen erzeugte Ozon zu einem vorzeitigen Altern der Kunststoff oder Polymerkomponenten eines elektrofotografischen Farbdruckers führen. Ozon greift die als primäre Bebilderungselemente dienenden organischen Fotoleiterelemente an. Dadurch wird die Leistung der Fotoleiterelemente in Mitleidenschaft gezogen, und es entstehen sichtbare Schäden wie z. B. eine Rissbildung. Auf ähnliche Weise reagiert NO_x mit Wasserdampf zu einer Säure, z. B. Salpetersäure. Wenn diese Säuren in Kontakt mit einer Oberfläche eines primären Bebilderungselements kommen, kann dies zu einer starken Erhöhung der Oberflächenleitfähigkeit führen. Dadurch wird in nachteiliger Weise das latente elektrostatische Bild auf dem primären Bebilderungselement unscharf. Es ist bekannt, das von einer Korona-Ladevorrichtung zum Aufladen eines fotoleitenden primären Bebilderungselements erzeugte Ozon oder NO_x durch Abführen des Ozons oder NO_x in einem der Ladevorrichtung speziell zugeordneten Luftstrom von der Ladevorrichtung und der Umgebung der angrenzenden fotoleitenden Fläche zu entfernen. Da außerdem Ozon gesundheitsgefährdend ist, wird es meist innerhalb des Druckers aus der Luft herausgefiltert, damit die aus dem Drucker austretende und in die Umgebungsluft außerhalb des Druckers abgegebene Luft den gesetzlich vorgeschriebenen Höchstgehalt an Ozon nicht übersteigt.

Amine, die in der Luft innerhalb eines elektrostatografischen Geräts auftreten können, können die Bildqualität stark beeinträchtigen. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit und die Amin-Konzentration innerhalb des elektrostatografischen Geräts hoch sind, besteht die Tendenz, dass das latente Bild weniger scharf wird und stark verschwimmt. Selbst bei niedrigen Amin-Konzentrationen kann die entstehende leichte Unschärfe des Bildes in nachteiliger Weise ein Verschwimmen der Punkte (Dots) in latenten Halbtonbildern im Mikrobereich bewirken. Amine können außerdem mit den häufig von der Korona- Ladevorrichtung erzeugten NO_x Molekülen chemisch zu schwer zu entfernenden Ammoniumsalzablagerungen reagieren, welche sich auf der Fotoleiterfläche sammeln können. Sind adsorbierte Wassermoleküle vorhanden, so bilden diese Ammoniumsalze eine leitfähige Schicht von Oberflächenelektrolyten, welche ein stärkeres Verschwimmen des latenten Bilds verursachen können als NO_x allein. Amine können außerhalb der elektrofotografischen Maschine oder innerhalb der elektrofotografischen Maschine entstehen. Typische externe Amin-Quellen sind Befeuchtungssysteme, bei denen Dampf erzeugt und an die Umgebungsluft abgegeben wird, wie es z. B. in gewerblichen Einrichtungen wie Fabriken oder Büros mit elektrostatografischen Druckern der Fall ist. Cyclohexylamin ist ein häufig als Korrosionsschutz verwendeter Amin-Zusatzstoff in derartigen Befeuchtungssystemen, der sich im Dampf verflüchtigt. Morpholin kann ebenfalls als Amin-Zusatzstoff verwendet werden. Die durch Befeuchtungssysteme entstehenden Amin-Konzentrationen in der Umgebungsluft sind oft hoch genug, um insbesondere im Winter, wenn sie in Betrieb sind, ernsthafte Probleme für den elektrofotografischen Bebilderungsvorgang zu verursachen. Andere externe Amin-Quellen sind ammoniakhaltige Reinigungsmittel, z. B. auch Bodenreinigungsmittel, die an dem oder um den elektrostatografischen Drucker verwendet werden. Auch Lichtpausmaschinen, die sich evtl. in der Nähe des elektrostatografischen Druckers befinden, sind externe Amin- Quellen. Interne Aminquellen einer elektrofotografischen Maschine können z. B. nichtmetallische Maschinenkomponenten sein; z. B. können die zum Verbinden von Maschinenteilen verwendeten Epoxyde Amine wie Polyoxyalkylenamin und Aminoethylpiperazin absondern. Zum Drucken mit hoher Auflösung ist es daher wünschenswert, solche Amine aus der Luft innerhalb der Bebilderungsbereiche eines elektrostatografischen Druckers und insbesondere aus der Luft im Bereich der Korona- Ladevorrichtungen zu entfernen.

Außerdem verunreinigen Partikel wie Staub und Fasern die Luft im Innern einer elektrostatografischen Maschine. Vorgänge, die den Transport und die Handhabung von Aufnahmebogen aus Papier im Innern der Maschine erfordern, erzeugen bekanntermaßen häufig Papierstaub und Papierfasern, die in der Luft mitgeführt werden. Im Bereich der Tonerstationen wird ferner Staub erzeugt, z. B. Entwicklerstaub (bei einem Zweikomponenten-Entwickler Tonerstaub und Trägerpartikelstaub) oder Siliciumoxidstaub und Aluminiumstaub aus den als Oberflächenzusatzstoffe für Toner verwendeten Stoffen, der dann in der Luft mitgeführt wird. Staub und Fasern können von den elektrisch aufgeladenen Körpern wie den Oberflächen der primären Bebilderungselemente und den Korona-Ladevorrichtungen angezogen werden und beeinträchtigen die Funktion von Bildschreibern. Staub und Fasern auf den Oberflächen der primären Bebilderungselemente können ernsthafte Bildschäden verursachen, da sie z. B. eine einheitliche Fotoentladung verhindern oder die Tonerübertragung beeinträchtigen. Außerdem haben Staub und Fasern eine nachteilige Wirkung auf die Maschinenleistung und die Leistung anderer mechanischer Geräte, die zum Betrieb eines Druckers verwendet werden. Daher ist es aus den oben genannten Gründen wünschenswert, Staub und Fasern aus der Luft im Innern eines elektrostatografischen Druckers herauszufiltern.

Bekannter Weise werden häufig Fixieröle, z. B. Silikonöl, als Ablösemittel in Fixierstationen verwendet. Flüchtige Stoffe dieses Fixieröls können in der Luft im Innern einer elektrostatografischen Maschine mitgeführt werden und so starke Schäden an Komponenten verursachen, insbesondere an Korona-Ladevorrichtungen, die dünne Hochspannungsdrähte zur Erzeugung der Korona-Entladung umfassen. Flüchtige Bestandteile von Silikonöl im Bereich einer Korona-Ladevorrichtung während deren Betrieb können sich auf den dünnen Hochspannungsdrähten zersetzen und bilden dabei Siliziumoxidablagerungen, die die Ladungsleistung beeinträchtigen. Flüchtige Bestandteile des Fixieröls können außerdem in nachteiliger Weise an mehreren Flächen im Innern einer elektrostatografischen Maschine kondensieren und bilden dort klebrige oder gummiartige Rückstände, welche den Maschinenbetrieb beeinträchtigen. Daher ist ein Management oder eine Steuerung der flüchtigen Bestandteile des Fixieröls wünschenswert.

Vom Standpunkt eines Kunden betrachtet, der einen elektrostatografischen Drucker verwendet, ist es wichtig, die Lärmbelastung durch die mechanischen Elemente während des Betriebs des Druckers und insbesondere den durch den durch Leitungen geführten Luftstrom verursachten Geräuschpegel auf ein annehmbares Maß zu beschränken. In der Regel ist daher neben der Beachtung der gesetzlichen Vorschriften zur Reduzierung der von einer elektrostatografischen Maschine erzeugten schädlichen Gase wie Ozon auch ein Management der Lärmbelastung erforderlich.

Im Folgenden wird der Stand der Technik bezüglich der erwähnten Schwierigkeiten im Zusammenhang mit dem Management oder der Steuerung der Umgebungsluft in einer elektrostatografischen Maschine untersucht.

Die von mechanischen Elementen erzeugte Lärmbelastung in einer elektrofotografischen Maschine kann durch den Einsatz von Schalldämpfungsmaterial reduziert oder unterdrückt werden, wie in der US 4,626,048 offenbart wird. Der durch einen mit hoher Geschwindigkeit durch eine Leitung geführten Luftstrom verursachte Lärm kann durch den Einsatz von Schallschirmen in Verbindung mit schalldämpfendem Material reduziert oder unterdrückt werden, wie in der US 5,819,137 offenbart ist.

Eine aktive Steuerung des Staubs in einer elektrofotografischen Maschine ist ebenfalls bekannt. Die US 3,914,046 beschreibt z. B. die Verwendung einer Saugvorrichtung zum Entfernen von verstreutem Tonerstaub. Eine Rückführung von Luft zur Steuerung des Staubs im Bereich einer Entwicklerstation ist z. B. in der US 3,685,485 beschrieben. Die US 5,481,339 beschreibt die Rückführung des aus der Luft ausgefilterten Staubs zu Bebilderungsmodulen innerhalb eines modularen elektrofotografischen Druckers. Ein Ausfiltern von schädlichem Staub in einer ionografischen Maschine ist z. B. in der US 4,093,368 und in der US 4,154,521 beschrieben. Eine Steuerung des Staubs durch Unterdruck, Schirme und elektrostatische Effekte ist in der US 5,028,959 beschrieben. Die US 5,073,796 und die US 5,819,137 beschreiben ein Ausfiltern von Staub aus der in einen Drucker eintretenden Luft und der Luft im Innern eines Druckers. Die US 5,056,331 offenbart die Verwendung eines positiven Drucks im Innern eines Druckers, um ein Eindringen von Staub von außen in den Drucker zu verhindern.

Die Steuerung des von einer elektrofotografischen Maschine erzeugten Ozons ist z. B. in der US 3,914,046 und der US 4,154,521 sowie der US 5,073,796 offenbart. Die US 4,154,521 beschreibt die Verwendung eines katalytischen Filters zur Bildung von gewöhnlichem Sauerstoff aus dem Ozon beschrieben wird. Die US 5,028,959 offenbart ein Absaugen des Ozons von einer primären Ladevorrichtung durch eine Röhre, die zu einem Filter an einem Ausgang des elektrofotografischen Kopierers führt. Die US 4,178,092 offenbart die Zufuhr und das Absaugen von Luft an einer Korona-Ladevorrichtung zum Entfernen schädlicher Gase sowie ein Beheizen eines Fotoleiters zur Desorption chemisch aktiver Elemente, die von der Korona-Ladevorrichtung erzeugt wurden. In der US 4,093,368 ist ein zirkulierender Luftstrom innerhalb einer elektrostatografischen Ionografie-Maschine beschrieben, bei dem das Ozon kontinuierlich mittels eines Ozonfilters aus dem zirkulierenden Luftstrom entfernt wird. Die US 5,481,339 und die US 5,819,137 offenbaren das Ableiten von ozonhaltiger Luft von den einzelnen Korona- Ladevorrichtungen in einem Drucker.

Die US 5,028,959 offenbart das Management der in einer Fixierstation entstehenden flüchtigen Bestandteile von Fixieröl mittels einer Saugröhre, die von einer Fixierstation zu einem Filter an einem Ausgang eines elektrofotografischen Kopierers führt. Die US 5,307,132 offenbart das Ableiten von Luft aus dem Bereich einer Fixierstation durch eine Röhre, die aus einem elektrofotografischen Kopierer hinaus führt.

Die US 5,819,137 offenbart den Einsatz eines katalysatorartigen Ozonfilters, der in einen Einlassfilter zum Einlassen von Umgebungsluft von außen in einen elektrofotografischen Drucker integriert ist. Die Umgebungsluft kann Amine enthalten, z. B. Cyclohexylamin.

Der katalysatorartige Filter reduziert die Aminkonzentration der durch den Filter eintretenden Umgebungsluft. Ein System zur Feststellung von Aminen in der Umgebungsluft und zur Entfernung der Amine mittels eines chemischen Filters ist in der US 6,096,267 offenbart.

Eine Kühlung eines elektrofotografischen Druckers durch Luftbewegungsvorrichtungen wie Ventilatoren oder Gebläse ist z. B. in der US 3,914,046, der US 5,038,170 und der US 5,819,137 beschrieben. Die US 5,307,132 beschreibt einen wärmeableitenden Ventilator zum Entfernen von Luft von einer Fixierstation. Die US 5,751,327 beschreibt eine Kühlung von Vorrichtungen mit seriell in einem geschlossenen Kühlkreislauf verbundenen Licht emittierenden Dioden (LED) in einem Drucker mittels eines Kühlungsfluids wie z. B. Wasser.

Eine Kühlung der in einem elektrofotografischen Gerät zirkulierenden Luft ist z. B. in der US 5,073,796 beschrieben. Die Kühlung wird durch eine den Peltier-Effekt ausnutzenden Vorrichtung erreicht, ohne dass Luft von außerhalb des Geräts eingelassen wird. Die Vorrichtung umfasst eine im Betrieb gekühlte Fläche und eine im Betrieb erwärmte Fläche. Die zirkulierende Luft wird gekühlt, indem sie an der gekühlten Fläche vorbei strömt, wobei die Wärme der erwärmten Fläche zur Abstrahlung der Wärme in den Raum, in dem die Maschine steht, an Leitbleche geleitet wird. Gemäß einer Ausführungsform der US 5,073,796 wird Luft über die erwärmte Fläche der den Peltier-Effekt ausnutzenden Vorrichtung geleitet und die so erzeugte erwärmte Luft zur Vorbehandlung von Papierbogen in einer Vorbehandlungseinheit des Geräts verwendet.

Die US 4,727,385 offenbart ein Management der relativen Luftfeuchtigkeit in einer elektrofotografischen Maschine durch eine Entfeuchtungs-/Kühlvorrichtung, welche den Peltier-Effekt ausnutzt. Die Vorrichtung umfasst eine im Betrieb gekühlte Fläche und eine im Betrieb erwärmte Fläche, wobei feuchte Luft über die gekühlte Fläche geleitet und so gekühlt wird, so dass der feuchten Luft das Wasser entzogen werden kann, wonach die gekühlte, entfeuchtete Luft über die erwärmte Fläche geführt werden kann, um wieder erwärmt zu werden. Die US 5,056,331 offenbart eine an eine elektrofotografische Maschine angeschlossene Klimatisiereinheit zur Klimatisierung der in und durch die elektrofotografische Maschine geführten Luft ohne Recycling, wobei die Klimatisiereinheit eine Entfeuchtung der in die Maschine einströmenden feuchten Umgebungsluft bewirkt und die Entfeuchtung mit einer oder ohne eine Veränderung der Lufttemperatur erfolgen kann. Eine Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Luft in einem modularen elektrofotografischen Drucker ist in der US 5,481,339 offenbart, die eine Zuleitung eines ersten klimatisierten Luftstroms mit einer innerhalb eines Bereichs gesteuerten relativen Luftfeuchtigkeit und einer innerhalb eines Bereichs gesteuerten Temperatur von einer in den modularen Drucker integrierten Klimatisiervorrichtung über Rohrverbindungen zu jedem Bebilderungsmodul des Druckers beschreibt. Außerdem ist ein zweiter klimatisierter Luftstrom vorgesehen, dessen relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur sich von der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur des ersten klimatisierten Luftstroms unterscheiden können und die den Tonerstation der Module zugeführt werden kann. In der US 5,481,339 werden sowohl der erste als auch der zweite klimatisierte Luftstrom zur Wiederverwendung im Drucker mitgeführt und wiederaufbereitet. Temperatur- und Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit ermöglichen eine aktive Steuerung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft, die durch die Klimatisiervorrichtung wiederaufbereitet wird. Die US 5,539,500 offenbart die Verwendung eines Sensors für die relative Luftfeuchtigkeit und einer Steuerungseinheit zur Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit um bilderzeugende Elemente in einer elektrofotografischen Maschine, wobei die überschüssige Feuchtigkeit der in die Maschine einströmenden feuchten Umgebungsluft mittels einer Kühlvorrichtung entfernt wird und die Befeuchtung der in die Maschine einströmenden trockenen Umgebungsluft erreicht wird, indem die trockene Luft durch eine gesättigte Membran geführt wird. Die in die Maschine einströmende Luft wird in der Maschine zirkuliert und dann an die Luft außerhalb der Maschine abgegeben, d. h. nicht aufbereitet und wiederverwendet.

Elektrostatografische Maschinen, bei denen ein Teil der Luft im Innern der Maschine zur Wiederverwendung aufbereitet wird, haben die Vorteile einer an die lokalen Erfordernisse angepassten Versorgung und der Sparsamkeit im Verbrauch von Mitteln, Luft und Energie. Vorrichtungen zur Rückführung von Luft zur Ausfilterung von Staub und Ozon aus der Luft im Innern einer elektrostatografischen Maschine sind z. B. in der bereits erwähnten US 4,093,368 und der ebenfalls bereits erwähnten US 5,073,796 offenbart. Die bereits erwähnte US 3,685,485 beschreibt eine Rückführung von Luft in der Nähe oder im Innern einer Tonerstation, wobei um die Tonerstation verstreute Entwicklerpartikel von einem in einem der Tonerstation zugeordneten lokal zirkulierenden Luftstrom angeordneten Filter aufgefangen werden. Die bereits erwähnte US 5,481,339 lehrt ein Ausfiltern von Staub und Ozon aus der in den Modulen eines modularen elektrofotografischen Druckers wiederaufbereiteten und rückgeführten Luft, wobei die Luft von jedem Modul durch separate Rohre zu einem Ausströmverteiler und von dort durch einen geeigneten Staub- und Ozonfilter geleitet wird. Die so erzeugte gefilterte Luft wird anschließend in einer Klimatisiervorrichtung klimatisiert und zu einem Einströmverteiler geleitet, welcher die gereinigte, klimatisierte Luft zurück zu den Modulen leitet. In der US 5,481,339 wird die Strömungsrate der klimatisierten Luft als etwa 120 m³/h (etwa 71 cfm (Kubikfuß pro Minute) angegeben. Diese Gesamtmenge an klimatisierter Luft wird durch die Module eines Druckers zirkuliert, z. B. eines modularen elektrofotografischen Druckers, der in der Regel 10 Module (je fünf auf beiden Seiten eines fortlaufenden Aufnahmeelements in Form einer sich bewegenden Bahn zur Duplex-Bebilderung) umfasst.

Andererseits hat eine elektrostatografische Maschine, in die Luft einströmt und aus der die Luft ohne Rückführung und Wiederaufbereitung (Recycling) austritt, im Allgemeinen den Vorteil, dass der gesamte Innenbereich der Maschine oder bestimmte Abschnitte der Maschine auf einfache Weise belüftet oder gekühlt werden können, wie es z. B. in der US 5,056,331, der US 5,539,500 und der US 5,819,137 beschrieben ist. Eine solches Gerät ist jedoch im Hinblick auf den Energieverbrauch verglichen mit einem Gerät, das mit Recycling arbeitet, relativ ineffizient.

Es besteht Bedarf an einem übergreifenden Ansatz zum Management der Luftqualität in einer modularen elektrostatografischen Farbdruckmaschine. Ein derartiger übergreifender Ansatz umfasst die Reinigung und Klimatisierung von Luft zu deren Rückführung und Wiederverwertung in den Bebilderungsmodulen sowie das Leiten eines differenzierten Stroms von nicht wiederverwerteter Luft durch die Maschine zur Ableitung überschüssiger Wärme und bestimmter durch den Betrieb der Maschine erzeugter Verschmutzung. In Weiterführung dieses Ansatzes besteht weiterhin Bedarf an der Bereitstellung einer optimalen relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur der einzelnen Module in einer modularen elektrostatografischen Druckmaschine sowie einer individuellen Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur bestimmter Teilsystemvorrichtungen der Module.

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität, welche ein allgemeines Management der Luftqualität der Umgebung in einem modularen elektrostatografischen Drucker schafft, wobei der Drucker zur Herstellung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen dient. Das allgemeine Management der Luftqualität umfasst das Management des Luftverschmutzungsgrads, z. B. des Gehalts an Partikeln, Ozon, Aminen, und Acrolein, die im Drucker vorhanden sein können. Das übergreifende Management der Luftqualität umfasst auch die Zufuhr von klimatisierter Luft mit gesteuerter Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit zu bestimmten inneren Bereichen des Druckers.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den einzelnen Bilderzeugungsmodulen und bestimmten Teilsystemvorrichtungen der Module Ströme klimatisierter Luft zuzuführen, welche nachfolgend rückgeführt und durch eine in die Vorrichtung zum Management der Luftqualität integrierte Klimatisiervorrichtung wiederaufbereitet wird, wobei die klimatisierte Luft je nach Erfordernis auf eine geeignete Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit gebracht wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, den den Bilderzeugungsmodulen zugeordneten Zusatzkammern weitere klimatisierte Luftströme zuzuführen, welche nachfolgend in der Klimatisiervorrichtung wiederaufbereitet und rückgeführt werden, wobei die weiteren klimatisierten Luftströme von den in den Modulen verwendeten klimatisierten Luftströmen getrennt sind. Die Zusatzkammern umfassen elektrische und mechanische Bauteile, die zum Betrieb der Module dienen und in einem kontrollierten Temperaturbereich betrieben werden müssen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Management der Luftqualität nichtklimatisierter Luft zu ermöglichen, die weder den Modulen noch den Zusatzkammern zugeführt wird, sondern mit hoher Strömungsrate durch andere Abschnitte des Druckers geführt wird, z. B. durch eine Fixierstation und wahlweise durch eine Station zur Vorbehandlung von Papier.

Daher schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität, welche bestimmte verschmutzte Luftströme von anderen Strömen trennt und die (in Bebilderungskomponenten des Druckers verwendeten) klimatisierten Ströme von den (in den nichtbebildernden Komponenten des Druckers verwendeten) nichtklimatisierten Strömen trennt.

Die Vorrichtung zum Management der Luftqualität umfasst einen nichtklimatisierten rückführungslosen Abschnitt, durch welchen Umgebungsluft von außerhalb des Druckers eingezogen wird, und einen Rückführabschnitt sowohl zur Reinigung als auch zur Klimatisierung der Luft. Der Drucker dient zur Erzeugung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen und umfasst einen ersten Innenbereich und einen zweiten Innenbereich. Der rückführungslose Abschnitt dient zum Management der Luftqualität der in der Nähe einer Fixierstation zur Fixierung der Farbbilder auf den Aufnahmeelementen geführten Luft und wahlweise der Luftqualität der an einer möglicherweise im Drucker vorhandenen Station zur Vorbehandlung von Papier vorbei geführten Luft. Der zweite Innenbereich umfasst eine Anzahl hintereinander angeordneter Bilderzeugungsmodule, denen jeweils Vorrichtungen wie Ladevorrichtungen, Bildschreiber, Tonerstationen und Reinigungsstationen zugeordnet sind. Der zweite Innenbereich ist von dem ersten Innenbereich durch mindestens ein Trennelement abgegrenzt. Der rückführungslose Abschnitt dient dem Management der Luftqualität im ersten Innenbereich, und der Rückführungsabschnitt dient dem Management der Luftqualität in dem zweiten Innenbereich. Im rückführungslosen Abschnitt, der zur Ableitung der im ersten Innenbereich erzeugten überschüssigen Wärme und der verschmutzten Luft dient, wird Umgebungsluft durch mindestens eine Einströmöffnung über eine Vielzahl von im ersten Innenbereich vorgesehenen Strömungswegen zu mindestens einer Ausströmöffnung geleitet, wobei der rückführungslose Abschnitt mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung umfasst, die einen vorgegebenen Gesamtluftstrom bereitstellt. Der Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität umfasst eine Klimatisiervorrichtung zur Steuerung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft im zweiten Innenbereich. Die Klimatisiervorrichtung umfasst mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang, wobei jeder Ausgang einen ausströmenden Luftstrom bereitstellt, der in ausströmende Teilströme unterteilbar ist, die einzeln klimatisierbar sind. Bestimmte Ströme dieser ausströmenden Luftströme werden entsprechenden Bilderzeugungsmodulen zugeleitet, um dort verwendet zu werden. Der Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität umfasst weiterhin mindestens eine Luftrückführvorrichtung, welche die im zweiten Innenbereich vorhandene Luft mit einer vorgegebenen Gesamtrückführrate zurück durch die Klimatisiervorrichtung bewegt, so dass die ausströmenden Luftströme durch eine Vielzahl von Rückführleitungen und von dort zu einer in der Nähe des Eingangs der Klimatisiervorrichtung angeordneten Filtereinheit geführt wird, wobei die Filtereinheit derart ausgebildet ist, dass sie fortlaufend Partikel, Ozon und Amine aus der Luft im zweiten Innenbereich entfernt.

In der ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, bei denen in manchen die Relativbeziehungen verschiedener Komponenten dargestellt sind, wobei die Anordnung der Vorrichtung selbstverständlich veränderbar ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und zum besseren Verständnis der Zeichnungen wurden einige Elemente entfernt, und die dargestellten oder angedeuteten Proportionen der verschiedenen Elemente, aus denen die offenbarten Komponenten zusammengesetzt sind, geben unter Umständen nicht die tatsächlichen Proportionen wieder, wobei einige Dimensionen bewusst übertrieben dargestellt wurden.
Es zeigen:
Fig. 1A eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die zwei Abschnitte umfasst:
einen rückführungslosen Abschnitt und einen Rückführabschnitt, in dem die Luft zur Rückführung klimatisiert und in einer Filtereinheit gefiltert wird;
Fig. 1B die in Fig. 1A dargestellt Vorrichtung mit weiterhin einer Einströmöffnung in den Rückführabschnitt und einer optionalen Ausströmöffnung, wobei die Einströmöffnung zum Einziehen eines Umgebungsluftstroms in den Rückführabschnitt dient und die optionale Ausströmöffnung zum Ausstoß eines entsprechenden Luftstroms aus dem Rückführabschnitt dient;
Fig. 1C eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der in Fig. 1A gezeigten Filtereinheit;
Fig. 2 eine schematische Darstellung von Strömungswegen in einem Rückführabschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die zum Einsatz in einer modularen Farbdruckmaschine mit einer Anzahl elektrostatografischer Bebilderungsmodule geeignet ist, wobei die Strömungswege zu den Modulen hin und von den Modulen weg sowie zu den den Modulen zugeordneten Komponenten und Zusatzkammern hin und von diesen weg führen;
Fig. 3A eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 3B eine schematische Seitenansicht einer Filtereinheit zum Einsatz in Verbindung mit der in Fig. 3A gezeigten Klimatisiervorrichtung;
Fig. 3C eine schematische Seitenansicht einer zusätzlichen Filtereinheit zum Einsatz in Verbindung mit der in Fig. 3B gezeigten Filtereinheit;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung eines modularen elektrostatografischen Druckers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Luftströme in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 8A eine Seitenansicht einer Befeuchtungsvorrichtung zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 8B eine Vorderansicht der in Fig. 9 dargestellten Befeuchtungsvorrichtung zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität; und
Fig. 9 eine Anordnung zur Zufuhr von Wasser zur Befeuchtung in einer Klimatisiervorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die in einen modularen elektrostatografischen Farbdrucker zur Herstellung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen integrierbar ist, wobei es sich bei dem elektrostatografischen Farbdrucker um einen elektrofotografischen Farbdrucker oder einen elektrografischen Farbdrucker handeln kann. Ein beispielhafter modularer Farbdrucker, in dem die Erfindung eingesetzt werden kann, umfasst eine Anzahl nacheinander angeordneter elektrostatografischer Bilderzeugungsmodule. In jedem Modul wird ein Tonerbild, z. B. ein einfarbiges Tonerbild, elektrostatisch von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement, z. B. einem Fotoleiterelement, auf ein sich bewegendes Zwischenübertragungselement übertragen und von diesem Zwischenübertragungselement auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement. Das Aufnahmeelement wird nacheinander durch die Bilderzeugungsmodule bewegt, in denen jeweils das entsprechende Tonerbild vom jeweiligen primären Bilderzeugungselement auf ein jeweiliges Zwischenübertragungselement und von diesem auf das sich bewegende Aufnahmeelement übertragen wird, wobei die einfarbigen Tonerbilder nacheinander übereinander auf das Aufnahmeelement übertragen werden, so dass im letzten Modul ein mehrfarbiges Bild, z. B. ein vierfarbiges Bild, fertiggestellt wird. Anschließend wird das Aufnahmeelement in eine Fixierstation bewegt, in der das fertige mehrfarbige Bild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Alternativ können die jeweiligen in den einzelnen Modulen erzeugten Tonerbilder übereinander auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden, so dass auf diesem ein zusammengesetztes mehrfarbiges Bild entsteht, das anschließend auf das Aufnahmeelement übertragen wird. Das Aufnahmeelement wird dann in eine Fixierstation bewegt, in der das zusammengesetzte Bild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Als eine weitere Alternative kann das jeweilige Tonerbild elektrostatisch von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement direkt auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement übertragen werden, so dass nach und nach in den aufeinanderfolgenden Modulen ein fertiges mehrfarbiges Bild erzeugt wird. Eine andere Alternative besteht darin, die verschiedenen Bilderzeugungsmodule um ein primäres Bilderzeugungselement herum anzuordnen, auf dem ein fertiges mehrfarbiges zusammengesetztes Tonerbild erzeugt werden kann. Dieses kann anschließend von dem primären Bilderzeugungselement auf ein Aufnahmeelement übertragen werden. In der Regel sind die in einer wie oben beschrieben ausgeführten Vorrichtung verwendeten farbigen Toner Teil eines Vierfarben- Sets, das auf die Farbbebilderung zugeschnitten ist. Bestimmte Module können bekannter Weise jedoch auch andere Toner verwenden, wie z. B. Sonderfarbtoner oder farblose Toner.
Der elektrostatografische Farbdrucker, mit dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Management der Luftqualität verwendet werden kann, umfasst einen ersten Innenbereich und einen zweiten Innenbereich, wobei der zweite Innenbereich durch mindestens ein Trennelement von dem ersten Innenbereich abgetrennt ist.
Die Luftqualität der im ersten Innenbereich vorhandenen Luft wird mittels eines rückführungslosen Abschnitts der Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt, in dem Umgebungsluft durch den ersten Innenbereich geleitet und wieder aus dem Drucker ausgeleitet wird und der wahlweise eine Papiervorbehandlungsstation zur Vorbehandlung der Papieraufnahmeelemente umfasst.
Die Luftqualität im zweiten Innenbereich wird von einem Rückführungsabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt, der eine Vorrichtung zum kontrollierten Leiten klimatisierter Luft durch den zweiten Innenbereich zur Beibehaltung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs umfasst, wobei die klimatisierte Luft zur fortlaufenden Wiederverwertung in den zweiten Innenbereich rückgeführt wird. Es kann vorgesehen sein, dass mehr als ein individuell klimatisierter Luftstrom an verschiedene Stellen geleitet und dort verwendet wird. Der zweite Innenbereich umfasst z. B. eine Anzahl nacheinander angeordneter elektrofotografischer Bilderzeugungsmodule, denen in Verbindung mit ihnen arbeitende Vorrichtungen wie z. B. Korona-Ladevorrichtungen, Bildschreiber, Tonerstationen und Reinigungsstationen zugeordnet sind. In der Regel werden vier oder mehr Bilderzeugungsmodule verwendet.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, verschmutzte Luftströme isoliert zu halten, wobei Luftverschmutzungselemente am Ort ihrer Entstehung erfasst werden.
Fig. 1A zeigt ein gattungsgemäßes Schaubild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität. Dieses gattungsgemäße Schaubild dient als Bezugsdiagramm zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. Die zur Erläuterung von Fig. 1A verwendete Terminologie wird in der folgenden Offenbarung ähnlich verwendet. Die mit Bezugszeichen 140 bezeichnete gestrichelte Linie deutet schematisch einen rückführungslosen Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität an. Die mit Bezugszeichen 120 bezeichnete punktierte Linie deutet schematisch einen Rückführungsabschnitt der Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität an. Der rückführungslose Abschnitt 140 dient zum Management der Luftqualität im ersten Innenbereich 150. Der Rückführabschnitt 120 dient zum Management der Luftqualität sowohl in einem primären Recyclingbereich 130 (nachfolgend nur als Bereich 130 bezeichnet) und einer Klimatisiervorrichtung 160. Der zweite Innenbereich umfasst den Bereich 130 sowie jeden anderen Bereich, der durch die Klimatisiervorrichtung 160 wiederaufzubereitende und rückzuführende Luft enthält, d. h. auch Luft, die durch eine oder mehrere (nicht gezeigte) die Klimatisiervorrichtung 160 mit dem Bereich 130 verbindende Leitungen geführt wird. Der Rückführabschnitt 120 umfasst mindestens einen Mechanismus zur Entfernung von Luftverschmutzungselementen aus der rückzuführenden Luft. Die Klimatisiervorrichtung 160 (auch mit A/C gekennzeichnet) umfasst mindestens einen (nicht gesondert gezeigten) Ausgang und liefert klimatisierte Luft, die durch mindestens eine (nicht gezeigte) Rückführvorrichtung im Bereich 130 zirkuliert wird. Die klimatisierte Luft, die in Richtung des mit a₁ bezeichneten Pfeils fließt, wird von der Klimatisiervorrichtung 160 über mindestens einen (nicht gezeigten) Eingang durch eine Wand 131 in den Bereich 130 und anschließend durch eine Vielzahl von im Bereich 130 vorgesehenen (nicht gezeigten) Rückführungsleitungen geführt. Ein entsprechender Rückführstrom, der mit einem mit a₂ bezeichneten Pfeil gekennzeichnet ist, wird aus dem Bereich 130 abgeleitet und verlässt diesen durch mindestens eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in einer Wand 132. Die wiederaufzubereitende Luft wird anschließend über geeignete Leitungen zur Klimatisiervorrichtung 160 zurück geführt, nachdem sie vorher eine Filtereinheit 161 passiert hat, in der Luftverschmutzungselemente, z. B. Partikel, Ozon und Amine, aus der rückzuführenden und wiederaufzubereitenden Luft entfernt werden. Der Luftstrom a₁ umfasst mindestens einen ausströmenden Teilstrom, der die Klimatisiervorrichtung 160 verlässt.
Eine im Zusammenhang mit der Vorrichtung 100 verwendbare beispielhafte Filtereinheit 161 ist in Fig. 1C gezeigt. Der rückzuführende Luftstrom (welcher dem in Fig. 1A durch den Pfeil a₂ angedeuteten Luftstrom entspricht) ist durch den in Richtung der Filtereinheit 161 gerichteten Pfeil D angedeutet. Die Filtereinheit 161 umfasst eine Einströmöffnung 163a. Eine mit der Klimatisiervorrichtung 160 verbundene Ableitung 163b leitet die gefilterte Luft weiter, wie durch den Pfeil D' angedeutet ist. Die Filtereinheit 161 umfasst einen Partikelfilter 164 zum Entfernen grober Partikel aus dem Luftstrom D, einen Partikelfilter 165 zum Entfernen feiner Partikel, einen Ozonfilter 166 zur Absorption oder Zersetzung von Ozon und einen Aminfilter 167 zur Absorption oder Zersetzung von Aminen (aufgezählt in der Reihenfolge, in der sie von der zu filternden Luft passiert werden). Die Filter 164, 165, 166 und 167 sind innerhalb eines geeigneten Leitungssystems angeordnet, das die Einströmleitung 163a mit der Ableitung 163b verbindet. Kurze Leitungsabschnitte 163c, 163d und 163e schaffen einen geeigneten Abstand 168a bzw. 168b bzw. 168c in der Regel von ca. 3 mm zwischen den aufeinanderfolgenden Filtern. Die Filtereinheit 161 braucht nicht alle vier Filter 164, 165, 166 und 167 zu umfassen, umfasst jedoch vorzugsweise Filter zum Entfernen grober und feiner Partikel. Außerdem kann die Einheit 161 auch weniger oder mehr als vier Filter umfassen, und es können beliebig viele Filter zur Entfernung aller Arten unerwünschter Verschmutzungselemente vorgesehen sein, die zur Reinigung der im Rückführungsabschnitt der Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität wiederaufzubereitenden Luft erforderlich sind.
In bestimmten Ausführungsformen weist die klimatisierte Luft des Luftstroms a₂ in allen ausströmenden Teilströmen dieselbe Temperatur und dieselbe relative Luftfeuchtigkeit auf, während in anderen Ausführungsformen mindestens zwei ausströmende Teilströme unterschiedliche Temperatur- und/oder Feuchtigkeitseigenschaften aufweisen.
In den nachfolgend offenbarten weiteren Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität sind zusätzlich zum ersten und zweiten Innenbereich ein (in Fig. 1A nicht gezeigter) dritter und/oder vierter Innenbereich vorgesehen, die nicht mit dem ersten und zweiten Innenbereich überlappen.
Die Klimatisiervorrichtung 160 umfasst (nicht gezeigte) Temperatursensoren, welche die Lufttemperatur von einem oder mehreren ausströmenden Luftströmen ermitteln. Die Lufttemperatur wird elektronisch als Temperaturinformation an eine (nicht gezeigte) Temperatursteuerung geleitet, welche mittels geeigneter Temperatursteuerungsmechanismen die Lufttemperatur des mindestens einen ausströmenden Luftstroms steuert. Auf ähnliche Weise umfasst die Klimatisiervorrichtung 160 (nicht gezeigte) Sensoren zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit eines oder mehrerer ausströmender Teilströme. Die relative Luftfeuchtigkeit wird elektronisch als Feuchtigkeitsinformation an eine (nicht gezeigte) Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit geleitet, welche mittels geeigneter Steuerungsmechanismen die relative Luftfeuchtigkeit des mindestens einen ausströmenden Luftstroms steuert. Die Durchströmrate der Ströme a₁ und a₂ ist im Wesentlichen gleich und wird durch eine vorgegebene Gesamtrückführrate der im zweiten Innenbereich vorhandenen Luft bestimmt. Zusätzlich zu den Wänden 131 und 132 ist der Bereich 130 weiterhin durch eine Wand 133 und durch mindestens ein Trennelement 135 definiert. Die Wände 131, 132, 133 und das mindestens eine Trennelement 135 sowie (nicht gezeigte) weitere Wände bilden zusammen ein Gehäuse des Bereichs 130. Auf ähnliche Weise definieren die Wände 151, 152, 153 und das mindestens eine Trennelement 135 sowie (nicht gezeigte) weitere Wände ein Gehäuse des ersten Innenbereichs. Das mindestens eine Trennelement 135 ist dem ersten Innenbereich 150 und dem Bereich 130 gemeinsam.
Der rückführungslose Abschnitt 140 liefert einen Zustrom von Umgebungsluft von außerhalb des Druckers, wie der Pfeil a₃ andeutet, sowie einen ausströmenden Abluftstrom, den der Pfeil a₄ andeutet, wobei dieser Abluftstrom außerhalb des Druckers, aber vorzugsweise nicht im Umgebungsluftbereich des Druckers zu entsorgende Abluft enthält. Die Abluft führt die im Bereich 150 erzeugten Verschmutzungselemente und überschüssige Wärme aus dem Drucker ab. Der Abluftstrom a₄ wird vorzugsweise einem externen Mechanismus zur Luftentsorgung innerhalb des Gebäudes zugeführt, in dem der Drucker steht. Dieser externe Mechanismus kann z. B. als eine Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlage (HVAC System) ausgebildet sein, wie es in der Regel für das Gebäude insgesamt vorhanden ist. Der Zustrom a₃ verläuft durch mindestens eine (nicht gezeigte) Einströmöffnung in der Wand 152. Der entsprechende, im Wesentlichen gleich starke Abluftstrom a₄ verläuft durch mindestens eine Ausströmöffnung in der Wand 151. Sowohl die Durchströmrate des Zustroms als auch die des Abluftstroms sind im Wesentlichen gleich einer vorgegebenen Gesamtstromrate des ersten Innenbereichs 150. Der Luftstrom durch den ersten Innenbereich 150 wird durch mindestens eine (nicht gezeigte) Luftbewegungsvorrichtung erzeugt, welche einen Luftstrom von der mindestens einen Einströmöffnung durch eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Strömungswegen im Innenbereich 150 zu der mindestens einen Ausströmöffnung bewirkt. Abgesehen von der mindestens einen Einströmöffnung für den Zustrom von Luft in den ersten Innenbereich 150 und der mindestens einen Ausströmöffnung aus dem ersten Innenbereich 150 ist der Innenbereich 150 vorzugsweise gegen die Umgebungsluft des Druckers abgedichtet.
Jede Einströmöffnung des Bereichs 150 umfasst vorzugsweise einen Filter zur Entfernung der in der Luft mitgeführten Partikel aus der in den ersten Innenbereich 150 eintretenden Umgebungsluft. Der Filter 157 der Einströmöffnung ist vorzugsweise ein Filter mit hohem Durchströmleistung, ähnlich einem herkömmlichen Filter, wie er in einer Heizanlage eines Wohnhauses verwendet wird und z. B. von Fedder Corporation oder Grainger Corporation (z. B. Grainger Modell 5C460) erhältlich ist. Wahlweise kann zusätzlich zu dem Filter zur Entfernung von in der Luft mitgeführten Partikeln ein spezifisch für die Entfernung von Aminen konstruierter Aminfilter 158 vorgesehen sein, um Amine aus der in den ersten Innenbereich 150 eintretenden Umgebungsluft zu entfernen.
Dem mindestens einen Trennelement 135 können mehrere Durchströmöffnungen 145 und 146 zugeordnet sein, die an beliebiger Stelle entlang dem mindestens einen Trennelement 135 angeordnet sein können. Durch eine oder mehrere derartige Durchströmöffnungen 145 können ein oder mehrere durch den Pfeil a₅ angedeutete Luftströme von dem Bereich 130 in den ersten Innenbereich 150 einströmen (wobei der primäre Recyclingbereich 130 in den zweiten Innenbereich integriert ist). Auf ähnlich Weise strömen durch eine oder mehrere Durchströmöffnungen 146 ein oder mehrere durch den Pfeil a₆ angedeutete Luftströme aus dem ersten Innenbereich in den Bereich 130. Die Gesamtdurchströmrate des durch den Pfeil a₅ angedeuteten Luftstroms ist im Wesentlichen gleich der Gesamtdurchströmrate des durch den Pfeil a₆ angedeuteten Luftstroms. Die Durchströmrate des durch den Pfeil a₅ angedeuteten Luftstroms ist ein vorgegebener Bruchteil der spezifizierten Gesamtrückführrate, der vorzugsweise weniger als 0,33 beträgt und in bestimmten Geräten auch im Wesentlichen Null betragen kann.
Zwischen einer ersten Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 131 im Innern des Bereichs 130 und einer anderen Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 132 besteht in der Regel ein Luftdruckgefälle, das mit der spezifizierten Gesamtrückführrate der durch den Bereich 130 strömenden Luft verknüpft ist. Zwischen einer Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 152 im Innern des ersten Innenbereichs 150 und einer weiteren Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 151 besteht in der Regel ebenfalls ein Luftdruckgefälle, das mit der spezifizierten Gesamtdurchströmrate der durch den ersten Innenbereich strömenden Luft verknüpft ist. In der Regel ist der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 131 höher als der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 151, und der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 152 ist höher als der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 132, entsprechend den Richtungen der Pfeile a₅ und a₆, die den Fall wiedergeben, dass die durchströmenden Luftströme a₅ und a₆ nicht zu vernachlässigen sind. Außerdem können die Durchströmöffnungen 145 und 146 auch entlang der Länge des mindestens einen Trennelements 135 verteilt sein. In diesem Fall ist die Durchströmrate eines derart verteilten Durchströmmusters abhängig von der Position der mindestens einen zugehörigen Durchströmöffnung 145, 146. Im Falle des verteilten Durchströmens gibt es in der Regel eine Stelle im verteilten Durchströmmuster, an der der lokale Nettostrom zwischen den Bereichen 130 und 150 im Wesentlichen Null ist.
Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität ist in Fig. 1B dargestellt, in der die mit einem Apostroph bezeichneten Einheiten den entsprechenden unapostrophierten Einheiten in Fig. 1A völlig ähnlich sind. Gefilterte Umgebungsluft wird von außen mit einer vorspezifizierten Einströmrate durch (nicht gezeigte) geeignete Einströmrohre direkt in den Bereich 130' geleitet, wie der Pfeil a₇ andeutet. Die vorspezifizierte Einströmrate geteilt durch die Gesamtrückführrate ist vorzugsweise kleiner als 0,2 und insbesondere vorzugsweise kleiner als 0,05. Die Ausströmrate eines aus dem zweiten Innenbereich ausströmenden Luftstroms ist im Wesentlichen gleich der Einströmrate des Luftstroms von außen in den Drucker. Dieser ausströmende Luftstrom kann von dem zweiten Innenbereich in den ersten Innenbereich geleitet werden, wo er mit dem von dort ausströmenden Luftstrom vereinigt wird, oder kann direkt über geeignete (nicht gezeigte) Ableitungsrohre durch eine wahlweise vorgesehene Ausströmöffnung aus dem zweiten Innenvolumen an einen Ort außerhalb des Druckers ausströmen, wie es der Pfeil a₈ andeutet. Eine derartige entsprechende Ausströmrate eines aus dem zweiten Innenbereich an einen Ort außerhalb des Druckers austretenden Luftstroms ist erforderlich, wenn der erwähnte vorgegebene Bruchteil der spezifizierten Gesamtrückführrate im Wesentlichen Null ist und im Wesentlichen keine Luftströme wie die durch Durchströmöffnungen strömenden Luftströme a₅' und a₆' vorhanden sind, d. h. wenn das mindestens eine Trennelement den zweiten Innenbereich effektiv gegen den ersten Innenbereich abdichtet. Bei Bedarf kann ein Luftstrom a₈ zur Entsorgung mittels geeigneter (nicht gezeigter) Leitungen mit einem Luftstrom a₄' vereinigt werden. Ein Ziel der Zufuhr gefilterter Umgebungsluft von außerhalb des Druckers mit einer vorspezifizierten Einströmrate durch den zweiten Innenbereich insbesondere bei Geräten im Wesentlichen ohne Durchströmöffnungen für Luftströme wie die Luftströme a₅' und a₆' besteht in der Auffrischung der Atmosphäre innerhalb des zweiten Innenbereichs, um z. B. Veränderungen in der Luftzusammensetzung durch die Verwendung von in dem zweiten Innenbereich vorgesehenen Koronavorrichtungen auszugleichen.
Fig. 2 zeigt ein beispielhaftes schematisches Luftstromdiagramm der mittels eines Rückführabschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität in einem zweiten Innenbereich zirkulierten Luft, wobei der Rückführabschnitt mit Bezugszeichen 200 gekennzeichnet ist. In dem zweiten Innenbereich sind fünf Bilderzeugungsmodule M1, M2, M3, M4 und M5 vorgesehen. Es kann jedoch auch eine kleinere oder größere Anzahl an Modulen in dem Drucker eingesetzt werden. Jedem Bilderzeugungsmodul ist ein Toner zugeordnet, der zusammen mit den anderen Tonern der anderen Module ein mehrfarbiges Tonerbild bildet, das sukzessiv von Modul zu Modul aufgebaut wird. In der Regel werden vier oder fünf Module zur Erzeugung von auf ein Aufnahmeelement zu übertragenden einfarbigen Tonerbildern verwendet. Die einfarbigen Tonerbilder umfassen in der Regel ein in einem Zyantonermodul erzeugtes Tonerbild in Zyan, ein in einem Magentatonermodul erzeugtes Tonerbild in Magenta, ein in einem Gelbtonermodul erzeugtes Tonerbild in Gelb und ein in einem Schwarztonermodul erzeugtes Tonerbild in Schwarz. Alle einfarbigen Tonerbilder bilden zusammen das fertige mehrfarbige Tonerbild, das auf das Aufnahmeelement übertragen wird. Das fünfte Modul kann zur Erzeugung von Bildern in einem Spezialtoner verwendet werden, z. B. ein Sonderfarbtoner zur Erzeugung von Logos. Alternativ kann das fünfte Modul auch zur Erzeugung einer Farblos- oder Klartonerschicht bzw. eines Farblos- oder Klartonerbilds verwendet werden. Als weitere Alternative können auch sechs Module verwendet werden, um sowohl ein Sonderfarbtonermodul als auch ein Klartonermodul zur Verfügung zu haben. Es kann auch eine größere Anzahl von Modulen verwendet werden, die Sonderfarbtoner oder Klartoner verwenden. Je nach Anwendung kann eine beliebige geeignete Aneinanderreihung von Modulen eingesetzt werden.
Das Bilderzeugungsmodul M1 erzeugt z. B. ein erstes Tonerbild eines mehrfarbigen Tonerbilds und befindet sich in einem Bereich 220, der durch die Linien 241, 242 und 243 begrenzt wird. Die punktierte Linie 240 deutet eine Trennung zwischen dem Modul M1 und dem Modul M2 an, die eine Teilwand oder auch keine Wand darstellen kann. Die anderen Bilderzeugungsmodule befinden sich in ähnlich abgegrenzten Bereichen. Den Modulen M1, M2, M3, M4, M5 ist jeweils eine entsprechende Zusatzkammer A1, A2, A3, A4 und A5 zugeordnet. Jede der Zusatzkammern enthält Wärmeerzeugungsvorrichtungen zum Betreiben des jeweiligen Moduls. Die Wärmeerzeugungsvorrichtungen umfassen Antriebsmotoren z. B. zum Drehen drehbarer Elemente wie Trommeln oder drehbare bewegbare Bänder in den Modulen, eine Stromversorgung, Schaltplatten u. ä. Die mit Bezugszeichen 230 bezeichnete Zusatzkammer A1 ist in Fig. 2 durch die Linien 243, 244, 245 und 246 begrenzt. Die anderen Zusatzkammern weisen ähnliche Begrenzungslinien auf. Die Begrenzungslinie 243 stellt eine gemeinsame Wand dar, welche den Bereich 220 und die Zusatzkammer A1 voneinander trennt. Ähnliches gilt für die angrenzenden Zusatzkammern. (Nicht gezeigte) rotierende Antriebsachsen können durch (nicht gezeigte) Öffnungen in den Wänden, z. B. in der Wand 243, verlaufen und verbinden im Innern der Zusatzkammern angeordnete Antriebsmotoren mit in den entsprechenden Modulen angeordneten drehbaren Trommeln oder bewegbaren Bändern. Die Öffnungen sind vorzugsweise um die Achsen herum abgedichtet, um die Zusatzkammern effektiv gegen die Module abzudichten. Auf ähnliche Weise sind vorzugsweise Führungen für elektrische Drähte zwischen den Zusatzkammern und den Modulen vorgesehen, wobei die Führungen vorzugsweise mit Dichtungen versehen sind, wo die Führungen durch die Wände, z. B. die Wand 243, verlaufen. Die Dichtungen dienen dazu, die effektive Isolierung der Zusatzkammern von den Modulen zu gewährleisten. Jede der Begrenzungen zwischen aneinandergrenzenden Zusatzkammern, z. B. die Begrenzung 246, kann als eine vollständige Wand oder aber auch als eine einen gewissen Luftstrom zwischen den Zusatzkammern ermöglichende Teilwand ausgebildet sein.
Die in Fig. 2 gezeigte Klimatisiervorrichtung 260 und die Einströmfiltereinheit 261 ähneln in ihrer Funktion der in Fig. 1 gezeigten Einheiten 160 und 161. Eine Hauptzirkulationsvorrichtung 250 liefert den primären Anstoß für die Zirkulation der Luft innerhalb des Rückführabschnitts 200 der Vorrichtung zum Management der Luftqualität. Die Hauptzirkulationsvorrichtung, die sich in einem Gehäuse 251 befindet, kann als Gebläse, Ventilator, Saugmechanismus o. ä. ausgebildet sein. Klimatisierte Luft wird von der Hauptzirkulationsvorrichtung 250 durch das Gehäuse 251 bewegt und dort in drei Luftströme aufgeteilt, die durch die Pfeile X, Y bzw. Z angedeutet sind und in die durch die Pfeile angedeutete Richtung strömen. Jeder der Luftströme X, Y, Z ist ein prozentualer Teilstrom des aus dem Ausgang der Klimatisiervorrichtung 260 ausströmenden Luftstroms, wobei der Prozentsatz durch den jeweiligen Strömungswiderstand bestimmt wird. Die Summe X + Y + Z der Luftstromraten ist gleich der spezifizierten Gesamtrückführrate der Luft im zweiten Innenbereich. Obwohl hier gezeigt ist, dass die Hauptzirkulationsvorrichtung 250 über die Luftkammer 251 mit der Klimatisiervorrichtung 260 verbunden ist, besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Vorrichtung 250 innerhalb der Vorrichtung 260 oder von der Vorrichtung 260 getrennt anzuordnen.
Der Luftstrom X liefert klimatisierte Luft zur Belüftung der Module, die einem Einströmverteiler 201 der Module zugeführt wird, wobei der Einströmverteiler 201 Ausströmrohre aufweist, durch die der Luftstrom X als ungefähr gleichmäßige Modulbelüftungsströme den jeweiligen Luftbereichen (z. B. dem Bereich 220) zugeführt wird, z. B. auch den einzelnen Module M1, M2, M3, M4 und M5. Diese ungefähr gleichmäßigen Modulbelüftungsströme, die durch die entsprechenden Pfeile x₁, x₂, x₃, x₄ und x₅ angedeutet sind, liefern klimatisierte Luft zur Belüftung der einzelnen Module. Die Pfeile q₁, q₂, q₃, q₄ und q₅ deuten jeweilige Abluftströme an, die über entsprechende Abluftrohre von dem jeweiligen Bereich zu einem Ausströmverteiler 203 geführt werden, von dem ein Luftstrom X' über ein Leitungssystem zur Filtereinheit 261 rückgeführt wird.
Der Luftstrom Y liefert klimatisierte Luft direkt an bestimmte Teilsysteme in den Modulen M1, M2, M3, M4 und M5. Daher wird der Luftstrom Y einem Einströmverteiler 202 zur Versorgung der Teilsysteme zugeführt und von dort als durch die Pfeile y₁, y₂, y₃, y₄ und y₅ angedeutete, ungefähr gleichmäßige Teilsystembelüftungsströme den Modulen M1, M2, M3, M4 und M5 zugeführt werden. Jeder Teilsystemstrom kann z. B. einen bildschreiberbezogenen Stromanteil und einen ladevorrichtungsbezogenen Stromanteil umfassen. Die bildschreiberbezogenen Stromanteile dienen der Kühlung eines jeweiligen (nicht gezeigten) Bildschreibers im jeweiligen Modul. Die ladevorrichtungsbezogenen Stromanteile dienen der Belüftung einer oder mehrerer (nicht gezeigter) Ladevorrichtungen, z. B. Korona-Ladevorrichtungen, im jeweiligen Modul. Daher ist der Teilsystemstrom y₁ als (durch ein geeignetes Leitungssystem) in separate Ströme unterteilt dargestellt, d. h. in einen bildschreiberbezogenen Stromanteil j₁ und einen ladevorrichturigsbezogenen Stromanteil k₁. Der bildschreiberbezogene Stromanteil j₁ dient der Kühlung eines Bildschreibers im Modul M1, während der ladevorrichtungsbezogene Stromanteil k₁ der Belüftung der Korona-Ladevorrichtung dient, um z. B. eine primäre Ladevorrichtung zur Sensibilisierung eines (nicht gezeigten) fotoleitenden primären Bilderzeugungselements im Modul M1 zu belüften. Die anderen Teilsystemströme in den übrigen Modulen sind, wie gezeigt, auf ähnliche Weise in Teilströme unterteilt. Alternativ können auch der bildschreiberbezogene Belüftungsstromanteil und der ladevorrichtungsbezogene Belüftungsstromanteil direkt im Einströmverteiler 202 zur Versorgung der Teilsysteme zum jeweiligen Ort des Teilsystems geleitet werden. Ein Bildschreiber zur Belichtung eines fotoleitenden primären Bilderzeugungselements in einem Modul kann z. B. eine Laseranordnung oder eine LED-Anordnung umfassen. Der Bildschreiber ist vorzugsweise mit Kühlrippen versehen, wobei der jeweilige Bildschreiber von dem jeweiligen bildschreiberbezogenen Stromanteil, z. B. dem Stromanteil j₁, aus an den Kühlrippen vorbei strömender Luft gekühlt wird.
Die bildschreiberbezogenen Belüftungsstromanteile j₁, j₂, j₃, j₄ und j₅ kühlen die Bildschreiber und werden jeweils zur Rückführung mit den die Module verlassenden Abluftströmen q₁, q₂, q₃, q₄ und q₅ und schließlich mit dem Luftstrom X' vereinigt. Alternativ kann auch ein (in Fig. 2 nicht gesondert dargestelltes) separates Leitungssystem vorgesehen sein, welches die bildschreiberbezogenen Belüftungsstromanteile entweder einzeln oder zusammen zur Filtereinheit 261 zurück leitet.
Die ladevorrichtungsbezogenen Belüftungsstromanteile k₁, k₂, k₃, k₄, k₅ können zur Belüftung bestimmter Ladevorrichtungen, z. B. primärer Ladevorrichtungen, der Ladevorrichtungen in den Modulen verwendet werden und werden zur Rückführung mit den die Module verlassenden Abluftströmen q₁, q₂, q₃, q₄, q₅ und dadurch mit dem Luftstrom X' vereinigt. Auf ähnliche Weise wird das z. B. von den Ladegeräten, z. B. Korona-Ladegeräten, in den Modulen erzeugte Ozon entsprechend von den die Module verlassenden Abluftströmen q₁, q₂, q₃, q₄ und q₅, d. h. im Luftstrom X', mitgeführt und zur Filtereinheit 261 zurück geführt. Alternativ kann auch ein (in Fig. 2 nicht gesondert dargestelltes) separates Leitungssystem vorgesehen sein, welches die ozongeschwängerte Luft zur Filtereinheit 261 zurück leitet und direkt mit dem Innenraum jeder Ladevorrichtung in den Modulen M1, M2, M3, M4 und M5 verbunden sein kann. Das Leitungssystem kann jedoch auch eine Entfernung des Ozons in der Nähe jeder Korona- Ladevorrichtungen vornehmen.
Ein (nicht gezeigtes) anderes Leitungssystem leitet partikelgeschwängerte Luft weg von den (nicht gezeigten) Tonerstationen und den (nicht gezeigten) Reinigungsstationen in den Modulen. In nächster Nähe jeder Tonerstation ist also eine Ableitung zur Entfernung von Entwicklerstaub vorgesehen, durch die die aus der jeweiligen Tonerstation an die Luft abgegebenen Entwicklerpartikel in der Nähe der Tonerstation entfernt werden.
Entwicklerpartikel können bekannter Weise Trägerpartikel, Tonerpartikel und andere Partikel, z. B. Siliziumdioxidpartikel, Titanpartikel u. ä., umfassen. Weiterhin ist in nächster Nähe jeder Reinigungsstation eine Ableitung für Abfälle der Reinigungsstation vorgesehen, welche die in der Nähe der jeweiligen Reinigungsstation anfallenden Abfallpartikel entfernt. Eine derartige Reinigungsstation kann z. B. zur Reinigung eines (nicht gezeigten) primären Bilderzeugungselements oder eines (nicht gezeigten) Zwischenübertragungselements verwendet werden. Fig. 2 zeigt die aus den Modulen M1, M2, M3, M4, M5 ausströmenden Abluftströme p₁, p₂, p₃, p₄ und p₅. Diese Abluftströme entfernen sowohl den Entwicklerstaub als auch Abfallpartikel der Reinigungsstation von dem jeweiligen Modul und leiten sie zu einem partikelbezogenen Ausströmverteiler 204. Jeder der Abluftströme p₁, p₂, p₃, p₄ und p₅ enthält also einen tonerstationsbezogenen Abluftstromanteil und einen reinigungsstationsbezogenen Abluftstromanteil, die beide an den partikelbezogenen Verteiler 204 geleitet werden. Von diesem partikelbezogenen Verteiler 204 wird die den Entwicklerstaub und die Abfallpartikel der Reinigungsstation mitführende Luft als ein Luftstrom W zur Wiederaufbereitung zur Filtereinheit 261 geleitet, wobei der Strom W zuvor einen wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 271 passiert. Der Zusatzfilter 271 dient als zusätzlicher kombinierter Filter für Entwicklerstaub und Abfallstoffe der Reinigungsstation. Um dem durch den Zusatzfilter 271 verursachten lokal erhöhten Strömungswiderstand zu begegnen, ist in einer Luftkammer 272 eine zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung 270, z. B. eine Saugvorrichtung, vorgesehen.
Es können selbstverständlich auch separate (in Fig. 2 nicht gesondert dargestellte) Leitungssysteme zum Transport der entwicklerstaubgeschwängerten Luft von der jeweiligen Tonerstation zu einem partikelbezogenen Ausströmverteiler zum Sammeln der entwicklerstaubgeschwängerten Luft und zu deren anschließender Weiterleitung an den wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 271 bzw. zum Transport der mit Abfallpartikeln der Reinigungsstation verschmutzten Luft von der jeweiligen Reinigungsstation zu einem partikelbezogenen Ausströmverteiler und von dort zum wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 271 oder zu (nicht gezeigten) separaten Zusatzfiltern, die in Verbindung mit solchen separaten Leitungssystemen verwendet werden können, vorgesehen sein. Außerdem kann jedes Modul M1, M2, M3, M4 und M5 einen entsprechenden (nicht gezeigten) zusätzlichen Entwicklerstaubfilter und einen entsprechenden (nicht gezeigten) zusätzlichen Filter für Abfallpartikel der Reinigungsstation aufweisen, wobei diese beiden zusätzlichen Filter als jeweils separate Filter oder als jeweils ein Kombinationsfilter für jedes Modul ausgebildet sein können. Für jeden dieser Filter können weiterhin eine zusätzliche geeignete Luftbewegungsvorrichtung und ein den Filtern nachgeordnetes, mit der Luftkammer 262 verbundenes geeignetes Leitungssystem vorgesehen sein.
Der klimatisierte Luftstrom Z liefert Belüftungsluft zur Belüftung der Zusatzkammern A1, A2, A3, A4 und A5. Die Belüftungsluft für die Zusatzkammern wird zu einem Einströmverteiler 205 geleitet. Hauptziel der Belüftung der Zusatzkammern ist es, die von den Wärme erzeugenden Vorrichtungen innerhalb der Zusatzkammern ausgestrahlte Wärme abzuleiten. Beispiele für Wärme erzeugende Vorrichtungen sind mechanische Vorrichtungen, Stromzufuhr, Motoren, elektrische Ausrüstung, elektrische Schaltplatten usw. Die Ableitung der überschüssigen Wärme ist z. B. wichtig für die Einhaltung mechanischer Betriebstoleranzen, die in der Regel sensibel auf thermische Ausdehnung reagieren. Die Belüftung der Zusatzkammern hat als weiteres Ziel die Entfernung von Verschmutzungen, die mitunter innerhalb der Zusatzkammern erzeugt werden, z. B. Wasserdampf, Partikel, (von Elektromotoren ausgestoßenes) Ozon, (von Elektromotoren ausgestoßene) Stickstoffoxide und (möglicherweise von den Kunststoffkomponenten ausgestoßene) Amine. Im Einströmverteiler 205 wird der Luftstrom Z in ungefähr gleichmäßige Zusatzkammerluftströme z₁, z₂, z₃, z₄ und z₅ zur Belüftung der einzelnen Zusatzkammern mit klimatisierter Luft aufgeteilt. Nach der Zirkulation durch die jeweilige Zusatzkammer wird die Luft in Form von entsprechenden Abluftströmen z₆, z₇, z₈, z₉, z₁₀ zur Wiederaufbereitung rückgeführt, wobei die Abluftströme zu einem Ausströmverteiler 206 geleitet werden, von wo aus ein Luftstrom Z' die den Ausströmverteiler 206 verlassende Luft zur Filtereinheit 261 leitet. Die Filtereinheit 261 entfernt z. B. Partikel, Ozon und Amine, die in den Zusatzkammern entstehen und von dem Luftstrom Z' mitgeführt werden.
Die Filtereinheit 261 umfasst im Allgemeinen eine Vielzahl von Filtern, die in Richtung der Luftströme X', W und Z' in vorgegebener Reihenfolge angeordnet sind. Diese Vielzahl von Filtern umfasst vorzugsweise Filter, die ähnlich den Filtern der in Fig. 1A dargestellten Filtereinheit 161 ausgebildet sind, d. h. die Filtereinheit 261 umfasst in der Regel mindestens einen Grobpartikelfilter und einen Feinpartikelfilter und kann weiterhin sonstige Filter, z. B. einen Ozonfilter und einen Aminfilter umfassen, die hier in der Reihenfolge aufgezählt sind, in der sie von der von der Luftkammer 262 kommenden wiederaufzubereitenden Luft passiert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung, die im Rückführabschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität eingesetzt werden kann, ist als Bezugszeichen 300 in Fig. 3A dargestellt. Die mit A/C bezeichnete gestrichelte Linie 360 umgibt den Betriebsabschnitt der Klimatisiervorrichtung (entsprechend den Elementen 160 und 260 in Fig. 1A bzw. 2). Die Strömrichtungen der durch den Betriebsabschnitt 360 strömenden Luft sind durch schwarz ausgefüllte Pfeilspitzen dargestellt, während unausgefüllte Pfeilspitzen zur Angabe der Strömrichtung eines Kühlmittels innerhalb eines geschlossenen Rohrsystems der Klimatisiervorrichtung verwendet werden. Die klimatisierten Luftströme X", Y" und Z" verlassen eine Luftkammer 364, aus der sie mittels einer in der Luftkammer 364 angeordneten Hauptzirkulationsvorrichtung 365 bewegt werden. (Die Vorrichtung 365 entspricht der Vorrichtung 250 in Fig. 2). Die drei Luftströme X", Y", Z" können jeweils den drei in Fig. 2 gezeigten Luftströmen X, Y, Z entsprechen. Bei bestimmten Anwendungen kann es jedoch auch nötig sein, dass eine andere Anzahl klimatisierter Ströme die Luftkammer 364 verlässt. Auf ähnliche Weise ist die wiederaufzubereitende Luft als zur Klimatisiervorrichtung zurück in eine Luftkammer 362 strömende Luftströme X''', Y''', Z''' dargestellt. Die drei Luftströme X''', Y''' und Z''' können jeweils den in Fig. 2 gezeigten drei Luftströmen X', W und Z' entsprechen; bei Bedarf kann jedoch auch eine andere Anzahl in die Luftkammer 362 einströmender wiederaufzubereitender Luftströme vorgesehen sein. Die einströmenden Luftströme passieren eine Filtereinheit 361A, die einen Grobpartikelfilter und einen Feinpartikelfilter enthält, die nachfolgend näher beschrieben sind. Die Luftkammer 362 und die Filtereinheit 361A können alternativ auch in die Klimatisiervorrichtung integriert sein. Nach dem Filtervorgang in der Filtereinheit 361A werden die einströmenden Luftströme in einer Mischkammer 363 zu einem einzigen Luftstrom T zusammengeführt.
Wie schematisch in Fig. 3B gezeigt ist, strömen die einströmenden Luftströme X''', Y''' und Z''' in Richtung des Pfeils H über eine Einströmleitung 358a in die Filtereinheit 361A ein. Dabei passieren sie zunächst einen Grobpartikelfilter 366 und anschließend einen Feinpartikelfilter 367. Die Filter 366 und 367 sind in einem Leitungssystem 358c angeordnet und von einem Luftraum 366a voneinander getrennt. Die Länge des Luftraums 366a beträgt vorzugsweise ungefähr 3 mm, kann jedoch bei Bedarf zum optimalen Durchströmen der Filtereinheit 361A auch länger oder kürzer sein.
Der Grobpartikelfilter 366 (der erste Filter) dient zum Abfangen der größten in der wiederaufzubereitenden Luft mitgeführten Partikel, z. B. Partikel, deren Ausmaße größer als Minimaldimensionen sind, die vorzugsweise kleiner als der Durchmesser der in den Modulen verwendeten Tonerpartikel ist. Der Grobpartikelfilter entfernt vorzugsweise im Wesentlichen alle Partikel, die 10 µm groß oder größer sind, und insbesondere vorzugsweise alle Partikel, die 5 µm groß oder größer sind. Ein bevorzugter Grobpartikelfilter wird z. B. aus einer Wolle aus unverwobenem Polyester einer Stärke von 6 Denier mit einem Haftungsmittel hergestellt, wobei die Dichte der Wolle ungefähr 2 g/m² der Querschnittsfläche des Filters beträgt.
Der Feinpartikelfilter 367 dient zum Abfangen feiner Partikel, deren Ausmaße kleiner als die Minimalmaße der durch den Grobpartikelfilter abgefangenen Partikel sind. Der Feinpartikelfilter ist vorzugsweise 90%ig wirksam zum Abfangen von Partikeln mit einem Durchmesser von ungefähr 0,1 µm. Ein bevorzugtes Material für den Feinpartikelfilter besteht aus genadeltem Modacryl und permanent geladenen Polypropylen- Elektretspinnfasern mit einer Filterdichte von ungefähr 50 g/m² der Filterquerschnittsfläche.
Unabhängig von der in Fig. 3A dargestellten bevorzugten Anordnung der Filtereinheiten 361A und 361B kann die Filtereinheit 361B auch in nächster Nähe und nach der Filtereinheit 361A angeordnet sein.
Wie in Fig. 3A gezeigt ist, wird der Luftstrom T in einen mit V₁ bezeichneten ersten Luftstrom und einen mit V₂ bezeichneten zweiten Luftstrom unterteilt, wobei V₁ und V₂ die Durchströmraten des ersten Luftstroms bzw. des zweiten Luftstroms sind. Die Luftströme werden in einem geeigneten Leitungssystem in die durch die Pfeile mit ausgefüllter Spitze angezeigte Richtung geführt. Bei dem Durchströmratenverhältnis V₁/V₂ kann es sich um ein während des Betriebs der Klimatisiervorrichtung nicht verstellbares, festes Verhältnis handeln. Alternativ kann jedoch auch ein (in Fig. 3A nicht dargestellter) Mechanismus zum Verstellen des Verhältnisses V₁/V₂ in Echtzeit während des Betriebs der Klimatisiervorrichtung vorgesehen sein, indem z. B. die die Durchströmraten V₁, V₂ individuell bestimmenden Strömungswiderstände verstellbar gesteuert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die nachfolgend als in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform 700 offenbart wird, beträgt das feste Verhältnis der Durchströmraten V₁ und V₂ ungefähr 0,77 ± 0,2.
Der erste Luftstrom V₁ wird gekühlt, indem er an einer Verdampferschlange 330 vorbei geführt wird, die mit (schematisch dargestellten) thermisch leitfähigen Kühlrippen 333 versehen ist. Die Kühlrippen 333 stehen in thermischem Kontakt mit der Verdampferschlange 330 und kühlen und entfeuchten den an den Kühlrippen 333 vorbei geführten ersten Luftstrom V₁. (Die Spiralform der Verdampferschlange 330 dient nur einer Symbolfunktion und steht in keinerlei Verhältnis zur tatsächlichen Form, die z. B. zickzackförmig gebogen oder auf eine beliebige andere in Kühl- und Klimatisiervorrichtungen übliche oder bekannte Weise geformt sein kann. Die Formen anderer in Fig. 3A gezeigter Schlangen sowie die Form der in den nachfolgenden Figuren gezeigten Schlangen sind im selben Sinne symbolisch dargestellt.) Die Verdampferschlange 330 ist als eine thermisch leitfähige Röhre ausgebildet, die ein Kühlmittel enthält, das als eine kalte Mischung aus Gas und Flüssigkeit mittels eines (nicht gezeigten) Kühlmittelzirkulationsmechanismus durch das Innere der Röhre geführt wird. Nach dem Passieren der Verdampferschlange 330 wird der erste Luftstrom V1 mit dem zweiten Luftstrom V2 zusammengeführt, so dass ein zusammengeführter Luftstrom T' entsteht. Dieser zusammengeführte Luftstrom T' wird durch eine (nicht näher dargestellte) primäre Leitung an einer Heizschlange 350 vorbei geführt, nachdem der Luftstrom T' zuvor eine interne Filtereinheit 361B passiert hat.
Wie in Fig. 3C schematisch gezeigt ist, strömt der zusammengeführte Strom T' in Richtung des Pfeils H" über eine Einströmleitung 359a in die Filtereinheit 361B ein und passiert dabei zunächst einen Ozonfilter 368 und anschließend einen Aminfilter 369. Die Filter 368 und 369 sind im Leitungssystem 369c angeordnet und von einem Luftraum 368a voneinander getrennt. Die Länge des Luftraums 368a beträgt vorzugsweise ungefähr 3 mm, kann jedoch bei Bedarf für ein optimales Durchströmen der Filtereinheit 361B auch länger oder kürzer sein.
Der Ozonfilter 368 ist vorzugsweise als ein katalytischer Filter zur Zersetzung von Ozon in normalen Sauerstoff ausgebildet, obwohl auch andere Arten von Ozonfiltern eingesetzt werden können. Ein bevorzugter katalytischer Ozonfilter ist ein TAK-C-Filter der Firma Nicheas in Japan, der ungefähr 20 mm dick ist und etwa 220 Zellen pro Quadratzentimeter (560 Zellen pro Quadratzoll) aufweist.
Der Aminfilter 369 dient zur Entfernung von Cyclohexylamin und anderen schädlichen Aminen und ist vorzugsweise als ein katalytischer Aminfilter ausgebildet, wie er bei der Firma Nicheas in Japan erhältlich ist. Ein bevorzugter Aminfilter ist ca. 30 mm dick und weist ungefähr 138 Zellen pro (350 Zellen pro Quadratzoll) auf.
Die Filtereinheit 361B kann sich an einem beliebigen geeigneten Ort befinden, z. B. vor der Aufteilung des Luftstroms T in die Luftströme V₁ und V₂ oder nach der Heizschlange 350. Alternativ können die Filter der Filtereinheit 361B auch in die Filtereinheit 361A integriert sein, wie es z. B. in Fig. 1C dargestellt ist.
Der zusammengeführte Luftstrom T', aus dem das Ozon und die Amine ausgefiltert wurden, verlässt die Filtereinheit 361B über eine Leitung 359b in die Richtung des Pfeils H''' und strömt durch die Heizschlange 350. Die Heizschlange 350 umfasst (schematisch dargestellte) thermisch leitfähige Heizrippen 345, die in thermischen Kontakt mit der Heizschlange stehen. Die Heizschlange dient zum intermittierenden Erwärmen des zusammengeführten Luftstroms T', d. h. sie wird mit Unterbrechungen betrieben. Dabei wird ein (durch unausgefüllte Pfeilspitzen angedeuteter) Strom F₁ des Kühlmittels in Form eines heißen komprimierten Gases durch die Heizschlange 350 geführt, wobei die Heizschlange als eine thermisch leitfähige Röhre ausgebildet ist, die das heiße Kühlmittel enthält und von der ausgehend Wärme zum Erwärmen des die Heizrippen 345 passierenden zusammengeführten Luftstroms T' abgeleitet wird. Wie nachfolgend beschrieben ist, wird der intermittierende Betrieb der Heizschlange 350 zum Erwärmen des zusammengeführten Luftstroms T' von einer Temperatursteuerung 390 gesteuert. Nach dem Passieren der Heizschlange 350 wird der zusammengeführte Luftstrom T' durch eine Befeuchtungseinheit 380 geführt, in der der zusammengeführte Luftstrom T' intermittierend befeuchtet wird.
In einer (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform wird ein gekühlter und entfeuchteter Luftstrom (entsprechend dem Strom V₁) an einer Heizschlange (entsprechend der Heizschlange 350) vorbei geführt, bevor er mit einem dem Strom V₂ entsprechenden Strom zusammengeführt wird, wodurch ein zusammengeführter Luftstrom entsteht, der durch eine Filtereinheit entsprechend der Filtereinheit 361B und von dort zu einer Befeuchtungseinheit entsprechend der Einheit 380 geführt wird. Die anderen Elemente dieser alternativen Ausführungsform sind ähnlich den Elementen der Ausführungsform 300 ausgebildet.
Nach Verlassen der Befeuchtungseinheit 380 wird der zusammengeführte Luftstrom, der nun mit T" bezeichnet ist, an der Hauptzirkulationsvorrichtung 365 vorbei geführt und tritt als Luftstrom T''' aus dieser aus. Ein Temperatursensor 391 ermittelt die Temperatur des zusammengeführten Luftstroms T'''. Der Temperatursensor 391 ist mit einer Temperatursteuerung 390 verbunden. Ein mit einer Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 verbundener Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 371 ermittelt die relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Luftstroms T'''. Nach der Ermittlung der Temperatur durch den Temperatursensor 391 und der Feuchtigkeit durch den Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 371 verlässt der zusammengeführte Luftstrom die Luftkammer 392 und die Klimatisiervorrichtung 300, z. B. aufgeteilt in mehrere ausströmende Luftströme X", Y", Z". Obwohl sich die Sensoren 371 und 391 hier innerhalb der Luftkammer 392 befinden, können die Sensoren alternativ auch an einer beliebigen geeigneten Stelle nach der Vorrichtung 365 angeordnet sein, z. B. an einem Ort innerhalb des den Luftstrom T''' leitenden Leitungssystems.
Die durch den Temperatursensor 391 ermittelte und in Form eines elektronischen Signals an die Temperatursteuerung 390 weitergeleitete Temperatur wird von der Temperatursteuerung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gehalten, der einen Höchstwert und einen Tiefstwert aufweist und eine Zieltemperatur enthält, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des vorgegebenen Temperaturbereichs liegt. Wenn die Temperatur des zusammengeführten Luftstroms T''' dagegen unter der Zieltemperatur liegt, wird durch ein Anschaltsignal der Temperatursteuerung 390 die Heizfunktion der Heizschlange 350 aktiviert, indem ein heißes Kühlmittel durch die Heizschlange geführt wird). Dies wird nachfolgend ausführlicher beschrieben. Wenn die Temperatur des zusammengeführten Luftstroms T''' über der Zieltemperatur liegt, wird durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 der Zustrom heißen Kühlmittels durch die Heizschlange 350 abgeschaltet. Die Zieltemperatur ist vorzugsweise ein Sollwert, der z. B. von einer Logikschaltung oder einem anderen geeigneten Mechanismus der Temperatursteuerung 390 bestimmt wird. Ein Anschaltsignal der Temperatursteuerung aktiviert ein Magnetventil Q, das mit Bezugszeichen 335 bezeichnet ist und das ein Tor öffnet, um das Einströmen eines heißen Kühlmittelstroms F₁ mit einer geeigneten Einströmrate in die Heizschlange 350 zu ermöglichen. Ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 dagegen bewirkt, dass sich das Ventil Q das Tor schließt, wodurch das Einfließen des heißen Kühlmittelstroms F₁ gestoppt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die in Fig. 7 als Ausführungsform 700 offenbart ist, beträgt die Tiefsttemperatur des vorgegebenen Temperaturbereichs ungefähr 20,0°C und die Höchsttemperatur ungefähr 22,2°C.
Die durch den Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 371 ermittelte und in Form eines elektronischen Signals an die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 weitergeleitete relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Stroms T''' wird von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit gehalten, der einen Tiefstwert und einen Höchstwert aufweist und einen Zielwert enthält, der vorzugsweise ungefähr in der Mitte des vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit liegt. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Luftstroms T''' unter dem Zielwert liegt, wird durch ein Anschaltsignal der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 die Befeuchtungseinheit 380 aktiviert, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben ist. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Luftstroms T''' dagegen über dem Zielwert liegt, wird durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 die Befeuchtung durch die Befeuchtungseinheit 380 abgebrochen. Der Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit ist vorzugsweise ein Sollwert, der z. B. von einer Logikschaltung oder einem anderen geeigneten Mechanismus der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 bestimmt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die in Fig. 7 als Ausführungsform 700 offenbart ist, beträgt der Tiefstwert des vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit ungefähr 30% und der Höchstwert ungefähr 40%.
Die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 und die Temperatursteuerung 390 können als separate Einheiten ausgebildet sein, wie in Fig. 3A gezeigt ist, sie können jedoch auch in einer einzigen Einheit kombiniert sein, wie sie z. B. bei Watlow Controls, Winona, Minnesota, USA als "Watlow Series 998 Temperature/Process Controller" erhältlich ist.
Die Befeuchtungseinheit 380 kann als eine beliebige Befeuchtungsvorrichtung ausgebildet sein, die zum steuerbaren und intermittierenden Befeuchten des zusammengeführten Stroms T' geeignet ist. Die Befeuchtungseinheit 380 kann als eine Sprühvorrichtung oder eine Aerosolvorrichtung ausgebildet sein, z. B. als Wasseraerosolinjektor (z. B. ein piezoelektrischer Aerosolgenerator oder ein Radiofrequenz-Aerosolgenerator), sowie als Sprühdüsen oder als befeuchtbare Elemente, z. B. eine Auflage, Schaum, ein Schwamm o. ä., die von einer Sprühvorrichtung oder durch Eintauchen in einen Wasserbehälter befeuchtet werden. Ein Wasseraerosol oder ein Wasserspray kann direkt in den zusammengeführten Luftstrom T' eingebracht werden, oder der zusammengeführte Luftstrom kann an einem befeuchtbaren Element vorbei oder durch dieses hindurch geleitet werden.
Die Befeuchtungseinheit 380 umfasst vorzugsweise einen Tropfmechanismus und eine befeuchtbare Auflage, die zusammen mit dem Tropfmechanismus verwendet wird, wie es nachfolgend anhand von Fig. 8 beschrieben ist. Eine Aktivierung der Befeuchtungseinheit 380 durch ein Anschaltsignal der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 bewirkt, dass der Tropfmechanismus gefiltertes Wasser aktiv auf die befeuchtbare Auflage tropft, um die befeuchtbare Auflage auf geeignete Weise nass zu halten, wodurch der vorbeiströmende und dabei die Auflage kontaktierende zusammengeführte Strom T' aktiv befeuchtet wird. Ein Abschalten der Befeuchtungseinheit 380 durch ein Abschaltsignal von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 verhindert, dass das gefilterte Wasser auf die befeuchtbare Auflage tropft. Der Tropfmechanismus wird vorzugsweise nur bei Aktivierung angeschaltet und bei Deaktivierung ausgeschaltet. Alternativ kann der Tropfmechanismus jedoch auch über Signale der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 stufenlos verstellbar sein, so dass er eine variable Tropfrate gefilterten Wassers auf die befeuchtbare Auflage liefert. Dies ermöglicht eine verbesserte Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit und bewirkt somit geringere Abweichungen der relativen Luftfeuchtigkeit von dem Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit des Luftstroms T'''. In einer alternativen Ausführungsform der Befeuchtungseinheit 380 wird anstelle des Tropfmechanismus eine Sprühvorrichtung verwendet, um in Reaktion auf geeignete Aktivier- und Deaktiviersignale der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 intermittierend gefiltertes Wasser von einer Düse auf die befeuchtbare Auflage zu sprühen. Die Sprühvorrichtung kann auch als eine ständig laufende Vorrichtung ausgebildet sein, z. B. als eine Düse, die einen kontinuierlichen Sprühnebel gefilterten Wassers erzeugt, wobei eine Deaktivierung bewirkt, dass ein Mechanismus die Sprührichtung ändert, so dass z. B. der Sprühnebel nicht mehr die befeuchtbare Auflage befeuchtet, und eine Aktivierung bewirkt, dass der Mechanismus die Sprührichtung derart ändert, dass der Sprühnebel die befeuchtbare Auflage wieder auf geeignete Weise befeuchtet. Es kann auch ein beliebiger anderer zur intermittierenden und steuerbaren aktiven Befeuchtung des zusammengeführten Stroms T' geeigneter Mechanismus verwendet werden.
Das zum Befeuchten in der Befeuchtungseinheit 380 verwendete Wasser wird in der Regel nicht völlig effizient verdampft. Daher kann z. B. ein Abfluss vorgesehen sein, über den das zum Befeuchten verwendete Wasser, das nicht während der Befeuchtung der die Befeuchtungseinheit 380 passierenden Luft verdampft, aus dem Drucker abgeleitet wird. Das nicht in der Befeuchtungseinheit 380 verdampfte Befeuchtungswasser kann alternativ auch rückgeführt und in der Befeuchtungseinheit 380 wiederverwendet werden.
Die in Fig. 3A gezeigte Klimatisiervorrichtung 300 umfasst einen geschlossenen Kreislauf, in dem das Kühlmittel mittels des Kühlmittelzirkulationsmechanismus zirkuliert wird, wobei das Kühlmittel nacheinander die verschiedenen Vorrichtungen passiert, darunter die bereits genannte Verdampferschlange 330 und die Heizschlange 350. Kühlmittelströme sind durch unausgefüllte Pfeilköpfe dargestellt. In der Verdampferschlange 350 wird das Kühlmittel vom flüssigen Zustand durch Verdampfen in den gasförmigen Zustand überführt, wodurch der erste Strom V₁ gekühlt wird. Der Verdampferschlange sind nacheinander ein Druckregler 335 (mit PR bezeichnet) und ein Kompressor 340 zum Komprimieren des Kühlmittelgases zu einem komprimierten und einem entsprechend erwärmten Kühlmittelgas vorgesehen. Nach dem Verlassen des Kompressors 340 strömt das heiße, komprimierte Kühlmittelgas zu einem dem Kompressor 340 nachgeordneten Magnetventil 355 (mit Q bezeichnet), das ein Tor öffnet, durch das der Kühlmittelstrom intermittierend in einen Hauptkühlmittelstrom F₂ und einen intermittierenden Nebenkühlmittelstrom F₁ aufgeteilt wird. In Reaktion auf ein Anschaltsignal der Temperatursteuerung 390 lenkt das Magnetventil Q den Nebenkühlmittelstrom F₁ durch die Heizschlange 350, wie die strichpunktierten Linien in Fig. 3A andeuten. In Reaktion auf ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 wird dagegen der intermittierende Nebenkühlmittelstrom F₁ von dem Magnetventil Q wie bereits beschrieben ausgeschaltet.
In einer alternativen Ausführungsform ist zur verbesserten Kontrolle der einzelnen Ströme F₁ und F₂ anstelle des Magnetventils 355 ein stufenlos verstellbares Dreiwegeventil vorgesehen. Das stufenlos verstellbare Dreiwegeventil ermöglicht die stufenlose Verstellung eines kontrollierten Nebenstroms F₁ über einen Wertebereich mittels Steuersignalen der Temperatursteuerung 390, wodurch Temperaturschwankungen des Stroms T' und damit auch die Abweichungen des Luftstroms T''' von der Zieltemperatur reduziert werden. Hierbei wird vorzugsweise eine Steuerung mit negativer Rückkopplung eingesetzt, bei der ein Fehlersignal eine Verstellung des stufenlos verstellbaren Dreiwegeventils bewirkt, um die Temperatur des Luftstroms T''' weiter an die Zieltemperatur anzunähern.
An einer dem Magnetventil 355 (und der Heizschlange 350) nachgeordneten Stelle befindet sich eine Verflüssigerschlange 320, durch die der Hauptkühlmittelstrom F₂ und jeder intermittierende Nebenkühlmittelstrom, z. B. der Strom F₁, geleitet werden, wie dargestellt ist. Die Verflüssigerschlange 320 dient zum Kühlen und damit zur Kondensation (d. h. Verflüssigung) eines Teils des Kühlmittels und ist als thermisch leitfähige Röhre ausgebildet, durch die das Kühlmittel geleitet wird. Nach dem Verlassen der Verflüssigerschlange 320 wird das nun als Mischung aus flüssigen und gasförmigen Anteilen vorliegende Kühlmittel als Kühlmittelstrom F₃ durch ein Expansionsventil 325 (bezeichnet mit EV) und von dort zurück zur Verdampferschlange 330 geleitet.
Ein Zustrom G von Umgebungsluft wird von außerhalb der Klimatisiervorrichtung 300 durch eine Einströmöffnung eingezogen, die vorzugsweise einen Eintrittsfilter aufweist, der ähnlich einem herkömmlichen Heizanlagenfilter ausgebildet ist, wie er auch zum Filtern des in Fig. 1A gezeigten Luftstroms a₃ verwendet wird. Der einströmende Umgebungsluftstrom G kann anschließend durch einen wahlweise vorgesehenen Luftkompressor 310 geleitet werden, in dem der einströmende Umgebungsluftstrom zu einem komprimierten Luftstrom komprimiert wird. Der Luftstrom G strömt an den an einer Kühlschlange 320 angeordneten thermisch leitfähigen Kühlrippen 315 vorbei, die mit der Kühlschlange in thermischem Kontakt stehen. Dabei absorbiert der (komprimierte) Luftstrom von dem in der Verdampferschlange zirkulierenden Kühlmittel Wärme, wodurch der (komprimierte) Luftstrom zu einem erwärmten (und expandierten) Luftstrom wird, der die Klimatisiervorrichtung 300 als ein Luftstrom G' durch eine Ausströmöffnung verlässt, um außerhalb des Druckers und vorzugsweise außerhalb des Raums, in dem der Drucker steht, entsorgt zu werden.
Das in dem geschlossenen Kreislauf verwendete Kühlmittel enthält mindestens einen Fluorkohlenwasserstoff. Bei dem Kühlmittel handelt es sich vorzugsweise um eine Mischung aus etwa 50 Gewichtsprozent Difluormethan und 50 Gewichtsprozent Pentafluorethan, die z. B. unter der Bezeichnung R410A vertrieben wird.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung 400. Die Klimatisiervorrichtung 400 umfasst Vorrichtungen, die zur Erzeugung von mindestens zwei Strömen individuell klimatisierter Luft geeignet sind, wobei jeder Strom eine individuell gesteuerte relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Jeder der Ströme wird durch eine entsprechende Ausströmöffnung geleitet, so dass die Ströme an unterschiedlichen Orten innerhalb eines ersten Rückführbereichs, wie er in Fig. 1A schematisch und beispielhaft dargestellt als Rückführbereich 130 dargestellt ist, separat eingesetzt werden können. Der Betriebsbereich der Klimatisiervorrichtung 400 ist durch eine gestrichelte Linie 460 und eine Wellenlinie 465 begrenzt. Links der Wellenlinie 465 entspricht die Klimatisiervorrichtung 400 völlig der Vorrichtung 300, d. h. ein Luftstrom T₀ in Fig. 4 ist völlig äquivalent zu dem zusammengeführten Luftstrom T' in Fig. 3A. In Fig. 4 strömt also ein zusammengeführter Luftstrom T₀ durch eine (nicht gezeigte) primäre Leitung, die von einer (nicht gezeigten) Heizschlange weg führt, die in allen Details der Heizschlange 350 entspricht. Der zusammengeführte Luftstrom T₀ wird in mehr als einen Teilstrom, ganz allgemein in eine Anzahl N solcher Teilströme unterteilt, die als T₁, T₂, . . ., T_N bezeichnet sind, wobei es sich bei T₁ um den ersten Teilstrom und bei T_N um den letzten Teilstrom handelt und jeder Teilstrom in einer entsprechenden (nicht gezeigten) sekundären Leitung geführt wird.
Ein jeweiliger Teilstrom T₁, T₂, . . ., T_N strömt durch eine jeweilige sekundäre Leitung zu einer jeweiligen Befeuchtungseinheit, die jeweils mit RHU₁, RHU₂, . . ., RHU_N und entsprechend mit Bezugszeichen 480a, 480b, . . ., 480n bezeichnet sind. Nach individueller Befeuchtung in der jeweiligen Befeuchtungseinheit passiert der jeweilige nun mit einem zusätzlichen Apostroph (') bezeichnete Teilstrom T₁', T₂', . . ., T_N' einen jeweiligen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 471a, 471b, . . ., 471n und einen jeweiligen Temperatursensor 491a, 491b, . . ., 491n. Jede der in Fig. 4 gezeigten Befeuchtungseinheiten entspricht in allem der in Fig. 3A dargestellten Befeuchtungseinheit 380, und ebenso entspricht jeder der in Fig. 4 gezeigten Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit in allem dem Sensor 370 sowie jeder Temperatursensor dem Sensor 390. Die Befeuchtungseinheiten werden in Verbindung mit der entsprechenden Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 470 auf ähnliche Weise wie bei der Klimatisiervorrichtung 300 intermittierend betrieben, um eine jeweilige vom jeweiligen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit ermittelte relative Luftfeuchtigkeit innerhalb eines vorgegebenen Feuchtigkeitswertebereich zu halten, der von einem jeweiligen Tiefstwert der relativen Luftfeuchtigkeit und einem jeweiligen Höchstwert der relativen Luftfeuchtigkeit begrenzt wird. Der jeweilige Wertebereich der relativen Luftfeuchtigkeit enthält einen Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit, der vorzugsweise in der Mitte des jeweiligen vorgegebenen Wertebereichs der relativen Luftfeuchtigkeit liegt. Wenn nun der jeweilige Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit eine unter dem Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit liegende relative Feuchtigkeit eines Teilstroms ermittelt, sendet er ein jeweiliges Signal r₁, r₂, . . ., r_N an die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 470, welche ein jeweiliges Anschaltsignal u₁, u₂, . . ., u_N an die entsprechende Befeuchtungseinheit sendet. Auf ähnliche Weise wird die jeweilige Befeuchtungseinheit durch ein Abschaltsignal deaktiviert, wenn die durch den Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit ermittelte relative Luftfeuchtigkeit über dem Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit liegt.
Die Temperatur der Teilströme T₁', T₂', . . ., T_N' wird durch den entsprechenden Temperatursensor kontinuierlich ermittelt, und die ermittelte Temperatur wird in Form eines Signals t₁, t₂, . . ., t_N an die Temperatursteuerung 490 geleitet. Ein in einem Datenprozessor der Temperatursteuerung 490 vorgesehener Algorithmus zur Berechnung einer Steuerungstemperatur verwendet zu jedem Zeitpunkt alle Temperatursignale t₁, t₂, . . ., t_N. Die Steuertemperatur wird von der Temperatursteuerung 490 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gehalten, der von einem Tiefsttemperatur und einer Höchsttemperatur begrenzt ist. Der vorgegebene Temperaturbereich enthält eine Zieltemperatur, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des Temperaturbereichs liegt. Die Temperatursteuerung 490 sendet ein Anschaltsignal e an ein Magnetventil (das in seiner Funktion dem in Fig. 3A gezeigten Magnetventil Q entspricht), wenn die berechnete Steuertemperatur unter der Zieltemperatur liegt, so dass ein heißer Kühlmittelstrom auf ähnliche Weise wie in der Klimatisiervorrichtung 300 durch die Heizschlange geleitet wird. Auf ähnliche Weise wird der heiße Kühlmittelstrom durch die Heizschlange durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 490 abgebrochen, wenn die berechnete Steuertemperatur über der Zieltemperatur liegt. Die einzelnen Temperatursignale t₁, t₂, . . ., t_N können in dem Algorithmus unterschiedlich gewichtet werden, um die Leistung der Klimatisiervorrichtung 400 zu optimieren.
Obwohl hier gezeigt ist, dass die Teilströme T₁', T₂', . . ., T_N die Vorrichtung 400 als individuell klimatisierte ausströmende Teilströme S₁, S₂, . . ., S_N durch (nicht gezeigte) Ableitungen verlassen, kann jeder dieser Teilströme selbstverständlich in weitere ausströmende Ströme für unterschiedliche Verwendungszwecke aufgeteilt werden, z. B. zum Einsatz in den Modulen oder den zugeordneten Zusatzkammern. Da z. B. die in den einzelnen Tonerstationen der Bilderzeugungsmodule verwendeten verschiedenen Entwickler von der relativen Luftfeuchtigkeit abhängige, unterschiedliche Ladungs-Masse- Verhältnisse aufweisen, die auf unterschiedliche Weise sensibel gegenüber Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit reagieren, ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung 400 einzeln klimatisierte Teilströme liefert, um eine lokal unterschiedliche relative Luftfeuchtigkeit in der Nähe der bzw. in den einzelnen Tonerstationen der einzelnen Module zu erzeugen, wodurch eine stabile, vorhersagbare Entwicklerleistung erreicht wird. Als weiteres Beispiel kann auch ein ausströmender Luftstrom mit bestimmter Temperatur (und relativer Luftfeuchtigkeit) unterteilt werden, und die so entstehenden Teilströme können an die einzelnen Bildschreiber der Module geleitet werden, um die Bildschreiber ähnlich zu kühlen. Außerdem kann ein ausströmender Teilstrom mit einer bestimmten Temperatur unterteilt werden, um ganz allgemein jedes Modul und jede Zusatzkammer zu belüften, um so in vorteilhafter Weise eine dimensionale Stabilität für die darin angeordneten mechanischen Teile wie Trommeln oder andere Elemente zu schaffen, für die während des Betriebs bezüglich der räumlichen Ausdehnung sehr enge Toleranzbereiche nötig sind.
Jeder der ausströmenden Teilströme S₁, S₂, . . ., S_N hat eine auf ihn zugeschnittene relative Luftfeuchtigkeit und eine individuelle Temperatur, die um ein bestimmtes Maß von der Steuerungstemperatur abweicht. Jede Abweichung von der Steuerungstemperatur ist auf spezifische Weise abhängig von folgenden Faktoren: dem Algorithmus, der Gewichtung der Temperatursignale t₁, t₂, . . ., t_N im Algorithmus und der Tatsache, dass ein Befeuchtungsvorgang eines Teilstroms eine Temperaturveränderung, d. h. eine Abkühlung, bewirkt. Durch den Einsatz des Algorithmus bietet die Vorrichtung 400 im Vergleich zur Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit eine stärker begrenzte Steuerung der Temperatur der einzelnen Teilströme.
Auch wenn dies nicht in Fig. 4 dargestellt ist, kann jeder der ausströmenden Teilströme S₁, S₂, . . ., S_N von einer Hauptzirkulationsvorrichtung bewegt werden oder aber von einem individuellen Zirkulationsmechanismus entlang einem spezifischen Weg geleitet werden. Nach der Befeuchtungseinheit RHU₁ und vor den Sensoren 471a und 491a kann also ein (nicht gezeigtes) individuelles Gebläse vorgesehen sein, um den Luftstrom S₁ zu bewegen. Auf ähnliche Weise können auch jeweils individuelle Gebläse nach den Befeuchtungseinheiten RHU₂, . . ., RHU_N vorgesehen sein, um den entsprechenden Luftstrom S₂, . . ., S_N zu bewegen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform 500 einer Klimatisiervorrichtung. Die Klimatisiervorrichtung 500 enthält Vorrichtungen, die zur Erzeugung von mindestens zwei Strömen U₁, U₂, . . ., U_N individuell klimatisierter Luft geeignet sind, wobei die einzelnen Ströme jeweils eine individuell gesteuerte relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur aufweisen. Jeder Strom strömt durch eine entsprechende (nicht gezeigte) Ausströmöffnung, um separat an unterschiedlichen Orten eines primären Rückführbereichs eingesetzt zu werden, wie es auch bei der in Fig. 4 gezeigten Klimatisiervorrichtung 400 der Fall ist. Die mit Apostroph (') bezeichneten Elemente in Fig. 5 entsprechen dem jeweiligen unapostrophiert bezeichneten Element in Fig. 4. Die gestrichelte Linie 560 und die durchgezogene Linie 565 sind analog den entsprechenden Linien 460 und 465 in Fig. 4. Die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 570 entspricht in allem der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 470. Die Vorrichtung 500 unterscheidet sich von der Vorrichtung 400 durch eine Anzahl N integrierter, als TAM₁, TAM₂, . . ., TAM_N bezeichneter Temperatureinstellmechanismen (Bezugszeichen 540a, 540b, . . ., 540n). Außerdem unterscheidet sich die Vorrichtung 500 von der Vorrichtung 400 durch eine integrierte Temperatursteuerung 590, die mit einem zusätzlichen Nacherwärmungstemperatursensor 592 verbunden ist, der die Temperatur des zusammengeführten Stroms T₀' ermittelt, nachdem dieser die (nicht gezeigte) Heizschlange verlässt. Die Temperatursensoren 591a, 591b, . . ., 591n ähneln alle in jeder Hinsicht den Temperatursensoren 491a, 491b, . . ., 491n. Ebenso ähneln die Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit 571a, 571b, . . ., 571n in jeder Hinsicht den Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit 471a, 471b, . . ., 471n und werden von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 570 auf ähnliche Weise gesteuert.
Ein jeweiliger Teilstrom T₁', T₂', . . ., T_N' strömt an einem jeweiligen Temperatureinstellmechanismus TAM und einer jeweiligen Befeuchtungseinheit RHU' vorbei, verlässt die entsprechende Befeuchtungseinheit RHU' als ein Teilstrom, der hier mit einem doppelten Apostroph gekennzeichnet ist, d. h. T₁", T₂", . . ., T_N", und strömt weiter zu einem jeweiligen Temperatursensor und einem jeweiligen Sensor ihr die relative Luftfeuchtigkeit, bevor der entsprechende Teilstrom als einer von N ausströmenden Teilströmen U₁, U₂, . . ., U_N die Klimatisiervorrichtung 500 verlässt.
Die Temperatureinstellmechanismen TAM₁, TAM₂, . . ., TAM_N ermöglichen eine intermittierende individuelle Verstellung der durch die Temperatursensoren 591a, 591b, . . ., 591n gemessenen Temperatur der Teilströme T₁", T₂", . . ., T_N", wobei die individuelle Verstellung über entsprechende Signale c₁, c₂, . . ., c_n der Temperatursteuerung an die Temperatureinstellmechanismen gesteuert wird. Diese individuelle Verstellung der Temperatur erfolgt als Korrektur oder Erhöhung der von dem zusätzlichen Nacherwärmungs-Temperatursensor 592 gemessenen Temperatur des zusammengeführten Stroms T₀' nach dem Erwärmen. Die durch den zusätzlichen Nacherwärmungs- Temperatursensor 592 gemessene Temperatur des zusammengeführten Stroms T₀' nach dem Erwärmen wird als ein Signal d₁ an die Temperatursteuerung 590 übermittelt. Die Temperatursteuerung 590 hält die Temperatur nach Erwärmen innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs, der von einer Tiefsttemperatur und einer Höchsttemperatur begrenzt wird. Der vorgegebene Temperaturbereich umfasst eine Zieltemperatur, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des vorgegebenen Temperaturbereichs liegt. Ein Anschaltsignal d₂ der Temperatursteuerung 590 aktiviert ein Magnetventil (dessen Funktion in jeder Hinsicht der Funktion des in Fig. 3A gezeigten Magnetventils Q entspricht), wenn die Temperatur nach dem Erwärmen niedriger ist als die Zieltemperatur, wodurch ein Strom eines heißen Kühlmittels auf ähnlich Weise wie bei der Klimatisiervorrichtung 300 durch die Heizschlange geführt wird. Auf ähnliche Weise wird die Zirkulation des heißen Kühlmittels in der Heizschlange durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 590 abgeschaltet, wenn die Temperatur nach Erwärmen höher ist als die Zieltemperatur.
Der beschriebene intermittierende Betrieb zur Einstellung der Temperatur eines jeweiligen Teilstroms wird durch ein entsprechendes Signal c₁, c₂, . . ., c_n gesteuert, das die Temperatursteuerung 590 an den jeweiligen Temperatureinstellmechanismus sendet, wobei die Temperatursteuerung in der Weise voreingestellt ist, dass sie die Temperatur des ausströmenden Teilstroms auf einem vorgegebenen Wert hält, der innerhalb eines durch eine Tiefsttemperatur und eine Höchsttemperatur begrenzten vorgegebenen Temperaturbereichs liegt. Der vorgegebene Temperaturbereich für den ausströmenden Teilstrom enthält eine Zieltemperatur, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des Temperaturbereichs liegt. In Reaktion auf ein entsprechendes Aktivierungssignal von der Temperatursteuerung 590 an den entsprechenden Temperatureinstellmechanismus erfolgt eine Aktivierung des Temperatureinstellmechanismus durch die Temperatursteuerung, was eine entsprechende Veränderung der jeweiligen Temperatur des ausströmenden Teilstroms bewirkt. In Reaktion auf ein Deaktivierungssignal von der Temperatursteuerung an den Temperatureinstellmechanismus erfolgt eine Deaktivierung des jeweiligen Temperatureinstellmechanismus, wodurch die Veränderung der Temperatur des entsprechenden ausströmenden Teilstroms beendet wird. Die Aktivierung des jeweiligen Temperatureinstellmechanismus durch ein entsprechendes Aktivierungssignal der Temperatursteuerung erfolgt nur, wenn der entsprechende Temperatursensor ermittelt, dass sich die Temperatur eines ausströmenden Teilstroms von der Zieltemperatur des jeweiligen ausströmenden Teilstroms unterscheidet. Die jeweilige Aktivierung wird so lange fortgesetzt, bis die betreffende Temperatur des jeweiligen ausströmenden Teilstroms ungefähr der Zieltemperatur entspricht, woraufhin das Aktivierungssignal durch das entsprechende Deaktivierungssignal beendet wird.
Obwohl in Fig. 5 dargestellt ist, dass jeder Temperatureinstellungsmechanismus TAM der jeweiligen Befeuchtungseinheit RHU' vorgeordnet ist, kann in einer alternativen Ausführungsform eine umgekehrte Anordnung dieser Elemente vorgesehen sein.
Jeder der ausströmenden Teilströme U₁, U₂, . . ., U_N kann durch eine Hauptzirkulationsvorrichtung bewegt werden, kann aber auch entlang einem spezifischen Weg von einem (in Fig. 5 nicht gezeigten) individuellen Zirkulationsmechanismus zirkuliert werden.
Obwohl hier gezeigt ist, dass alle ausströmenden Teilströme U₁, U₂, . . ., U₃ die Vorrichtung 500 als individuell klimatisierte Teilströme verlassen, kann selbstverständlich jeder dieser Teilströme wiederum in weitere Ströme für unterschiedliche Verwendungszwecke aufgeteilt werden, z. B. zum Einsatz in den Modulen oder den zugeordneten Zusatzkammern.
Ein Vorteil der Ausführungsform 500 besteht darin, dass die ausströmenden Teilströme mit separat steuerbaren Temperaturen dazu eingesetzt werden können, Temperaturschwankungen, die im Innern des Druckers aufgrund der bezüglich der mit klimatisierter Luft versorgten Orte asymmetrischen Anordnung der wärmeerzeugenden Komponenten entsteht, teilweise auszugleichen. Diese Temperaturschwankungen sind in der Regel abhängig von der Relativposition der Module zueinander und zu den wärmeerzeugenden Komponenten. Es besteht z. B. die Möglichkeit, dass die einzelnen Bildschreiber in den verschieden Modulen keine identischen Temperaturumgebungen haben, so dass individuell klimatisierte Luft lokal an die Bildschreiber geleitet werden kann, um an jedem Bildschreiber eine ungefähr identische Temperatur zu erreichen.
Ein Temperatureinstellmechanismus 540a, 540b, . . ., 540n kann als eine beliebige geeignete Vorrichtung zum gesteuerten Erhöhen oder Senken der Temperatur des entsprechenden ausströmenden Teilstroms T₁", T₂", . . ., T_N" ausgebildet sein. Ein geeigneter Temperatureinstellmechanismus ist vorzugsweise elektronisch steuerbar, z. B. über An- und Abschaltsignale der Temperatursteuerung 590. Ein geeigneter Temperatureinstellmechanismus ist z. B. eine durch die Temperatursteuerung 590 aktivierbare und deaktivierbare Vorrichtung, die den Peltier-Effekt nutzt, wie es in der US 5,073,796 beschrieben ist, und die eine Kühlfläche und eine Heizfläche aufweist, so dass ein bestimmter Teilstrom entweder in Kontakt mit der Kühlfläche oder der Heizfläche gebracht werden kann, um eine Erwärmung oder Kühlung des entsprechenden Teilstroms zu erreichen. Alternativ kann zu unterschiedlichen Zeiten entweder die Kühlfläche oder die Heizfläche einer den Peltier-Effekt nutzenden Vorrichtung eingesetzt werden, je nachdem, ob ein bestimmter Teilstrom gekühlt oder erwärmt werden soll. Ein Temperatureinstellmechanismus kann z. B. außerdem eine elektrische Heizvorrichtung zum Erwärmen eines bestimmten Teilstroms umfassen, wobei die Heizvorrichtung eine vorzugsweise elektrisch einstellbare Temperatursteuerung umfassen kann, sowie ein (Kühl- oder) Heizelement, das einen bestimmten Teilstrom kontaktierende (Kühl- oder) Heizrippen und Leitungen umfasst, in denen eine (Kühl- oder) Heizflüssigkeit zirkuliert. Als Temperatureinstellmechanismus kann eine beliebige geeignete Heiz- oder Kühlvorrichtung verwendet werden.
Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht (Vorderansicht) eines modularen elektrostatografischen Druckers 600 mit bestimmten Bereichen, in denen die Luftqualität von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt wird. Der Drucker umfasst ein sich bewegendes Transportband 610 zum Transport von Aufnahmeelementen, z. B. geschnittenen Papierbogen, durch eine Anzahl von hintereinander angeordneten Bilderzeugungsmodulen. Fig. 6 zeigt fünf solcher Module M1', M2', M3', M4', M5'. Es könnten jedoch auch mehr oder weniger Module vorgesehen sein. Die Module sind durch Abtrennungen getrennt, z. B. durch die Abtrennung 640, die dieselben Eigenschaften aufweisen wie die in Fig. 2 dargestellte Abtrennung 240. Das Transportband 610 ist zwischen zwei Trommeln 620 und 630 gespannt und bewegt sich angetrieben durch die sich im Gegenuhrzeigersinn drehenden Trommeln 620, 630 in die durch den Pfeil m angezeigte Richtung. Auf dem Transportband 610 haften z. B. durch elektrostatische Kräfte Aufnahmeelemente R₀, R₁, R₂, . . ., R₆. Jedes dieser Aufnahmeelemente ist hier einem Modul zugeordnet gezeigt, obwohl sich während des Transports durch den Drucker auch ein Aufnahmeelement zwischen zwei Modulen befinden kann. Das Aufnahmeelement 645 (R₅) ist also dem Modul M1' zugeordnet, das Aufnahmeelement 655 (R₄) dem Modul M2' usw.
Die Module M1'-M5' befinden sich im in Fig. 1A gezeigten zweiten Innenbereich, in dem die Luft durch die Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt wird. Wie Fig. 1A zeigt, wird den Modulen durch die (nicht gezeigte) Klimatisiervorrichtung klimatisierte Luft zugeführt. Die Module M1'-M5' befinden sich in einem Gehäuse mit Wänden H₁, H₂, H₃, die vorzugsweise ebenfalls Begrenzungswände des zweiten Innenbereichs bilden. Jedes Modul befindet sich in einem Bereich, z. B. das Modul M1' in einem Bereich 635. Den Modulen M1'-M5' sind vorzugsweise (nicht gezeigte) entsprechende Zusatzkammern zugeordnet, die ebenfalls Teil des zweiten Innenbereichs sind und z. B. in ihrer Funktion dem in Fig. 2 gezeigten Kammern A1-A5 ähneln.
Das Transportband 610 umfasst einen oberen Abschnitt 615, der eine Begrenzungsfläche bildet, die den zweiten Innenbereich näher definiert. Auf ähnliche Weise umfasst das Transportband 610 einen unteren Abschnitt 605, welcher eine Begrenzungsfläche bildet, die den ersten Innenbereich definiert. Der erste Innenbereich ist außerdem von einer Wand H₄ in der Weise begrenzt, dass der untere Abschnitt 605 und die Wand H₄ Teil des ersten Innenbereichs bilden, wie in Fig. 6 dargestellt ist (wobei weitere Begrenzungswände des ersten Innenbereichs nicht dargestellt sind).
Die Vorrichtung zum Management der Luftqualität des Druckers 600 umfasst einen dritten Innenbereich 660. Eine Begrenzung dieses dritten Innenbereichs bildet das Band 610, dessen Innenfläche den dritten Innenbereich 660 teilweise umgibt. Die (nicht gezeigte) vordere und hintere Wand definieren ebenfalls den dritten Innenbereich 660. In der Regel kontaktiert das Transportband 610 die vordere und die hintere Wand nicht, so dass zwischen den Kanten des Bands (der Vorder- und der Hinterkante des Bandes) und der vorderen und hinteren Wand ein Zwischenraum besteht. Diese Zwischenräume ermöglichen einen Austausch von Luft zwischen dem zweiten Innenbereich und dem dritten Innenbereich sowie zwischen dem dritten Innenbereich und dem ersten Innenbereich. Diese Durchströmöffnungen bilden Durchströmwege zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich über den dritten Innenbereich. Solche Durchströmwege sind in der in Fig. 1A allgemein dargestellten Vorrichtung zum Management der Luftqualität enthalten.
Im Drucker 600 strömt Luft im Wesentlichen in die durch den Pfeil B₀ angezeigte Richtung durch den ersten Innenbereich, d. h. unterhalb des unteren Abschnitts 605 des Bands 610. Diese Richtung ähnelt der Richtung des Luftstroms a₃ durch den ersten Innenbereich in Fig. 1A. Aufgrund eines allgemeinen Druckgefälles von der rechten zur linken Seite in dem in Fig. 6 gezeigten Abschnitt des ersten Innenbereichs zeigt die durch die Durchströmöffnungen strömende Luft die Tendenz, in Richtung des Moduls M1' und vom Modul M5' weg zu strömen. Daher tritt an den mittleren Modulen M2', M3' und M4' weniger Lufteinstrom auf als an den Endmodulen M1' und M5'. Modul M1' ist das Modul, in den die meiste unklimatisierte Luft einströmt, und Modul M5' ist das Modul, aus dem die größte Menge klimatisierter Luft ausströmt. Da der zweite Innenbereich ein geschlossener Bereich ist, der vorzugsweise im Wesentlichen keine Verbindung zu Luft von außerhalb des Druckers aufweist, erfordert eine Beibehaltung des Stroms, dass die Gesamtdurchströmrate der vom ersten Innenbereich zum zweiten Innenbereich strömenden Luft im Wesentlichen der Durchströmrate der vom zweiten Innenbereich in den ersten Innenbereich einströmenden Luft entspricht. Der Luftstrom B₀ wird schließlich auf die anhand von Fig. 1A bereits erläuterte Weise aus dem Drucker ausgeleitet.
Das Transportband 610 dient als Trennelement, welches den ersten Innenbereich teilweise von dem zweiten Innenbereich trennt. Außerdem definiert das Band 610 in seiner Funktion als Trennelement die Durchströmöffnungen zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich an den Kanten das Bandes. Zusätzlich zu dem Transportband 610 als Trennelement umfasst der Drucker 600 (nicht gezeigte) weitere Trennelemente, z. B. Wände, die den ersten Innenbereich vom zweiten Innenbereich trennen. Durch diese Trennelemente verlaufen jedoch vorzugsweise keine Durchströmöffnungen, d. h. die Durchströmraten zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich sind vernachlässigbar.
Die Luft im Bereich 660 ist eine Mischluft, deren Eigenschaften zwischen den Eigenschaften der im ersten Innenbereich vorhandenen Luft und den Eigenschaften der im zweiten Innenbereich vorhandenen Luft liegt, wobei die Eigenschaften die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit umfassen. Obwohl also diese Mischluft im dritten Innenbereich nicht aktiv geregelt wird, muss die gemischte Luft dennoch in die von der Vorrichtung zum Management der Luftqualität des Druckers 600 geregelte Luft eingeschlossen werden. Aus diesem Grund schließt die Vorrichtung zur Regelung der Luftqualität den dritten Innenbereich ein.
Der erste Innenbereich umfasst einen (nicht gezeigten) Papiervorrat und eine (nicht gezeigte) Station zur Vorbehandlung von Papier. Das Papier aus dem Papiervorrat passiert die Station zur Vorbehandlung von Papier, in der es auf bekannte Weise zur Erreichung einer bestimmten relativen Feuchtigkeit und einer bestimmten Temperatur vorbehandelt wird. Der Aufnahmebogen R₆, ein vorbehandelter Papierbogen, läuft z. B. gerade in den Bereich 635 ein, um von dem Modul M1' ein Tonerbild zu erhalten.
Der Aufnahmebogen R₀ hat gerade die Wand H₂ passiert, von welcher aus der Bogen R₀ in bekannter Weise zu einer (nicht gezeigten) Fixierstation transportiert wird. Die Fixierstation enthält auf bekannte Weise in der Regel ein Fixierelement zur Fixierung des Toners auf den Aufnahmeelementen, und einen der Fixierstation nachgeordneten Kühlabschnitt, in dem die fixierten Bilder gekühlt werden. Ein bedeutender Vorteil der im Drucker 600 verwendeten Vorrichtung zum Management der Luftqualität besteht darin, dass der Luftstrom B₀ in vorteilhafter Weise in Richtung von den Modulen weg an der Fixierstation vorbei strömt (wobei das Leitungssystem derart orientiert ist, dass der Luftstrom B₀ nicht in unerwünschter Weise den Fixierabschnitt kühlt). Der Luftstrom B₀ führt flüchtige Stoffe und Aerosole des Fixieröls mit sich und leitet diese aus dem Drucker aus. Der Luftstrom B₀ ist vorzugsweise stark genug, um im Wesentlichen zu verhindern, dass die durch das Fixieröl hervorgerufene Verschmutzung den zweiten Innenbereich erreicht, d. h. über die bereits beschriebenen Durchströmöffnungen in die Module eindringt. In manchen Druckern des Stands der Technik können sich die flüchtigen Stoffe des Fixieröls verteilen oder durch den Drucker wandern, was zu Problemen führt, z. B. zum Verkleben von Komponenten.
Die Richtung und die vorzugsweise große Stärke des Luftstroms B₀ hat einen weiteren Vorteil im Hinblick auf den Umgang mit der Verschmutzung durch Acrolein (auch bezeichnet als Acrylaldehyd oder Allylaldehyd), das bereits in niedrigen Konzentrationen für den Menschen schädlich ist. Acrolein ist ein flüchtiger Stoff, der bei Erhitzen von bestimmten Spezialpapieren z. B. in der Vorbehandlungsstation oder in der Fixierstation frei wird. Die Richtung und Stärke des Stroms B₀ gewährleisten ein effizientes Entfernen von Acrolein aus dem Drucker. Bei Bedarf kann das Acrolein z. B. mittels einer wie die Filtereinheit 161 in Fig. 1A ausgebildeten Filtereinheit aus der im zweiten Innenbereich enthaltenen Luft ausgefiltert werden. Als eine Komponente der Filtereinheit zur Entfernung von Acrolein kann ein handelsüblicher 30 mm dicker Aktivkohlefilter (z. B. von Nicheas oder Puritec) verwendet werden.
Ein vorzugsweise starker Luftstrom B₀ trägt außerdem in vorteilhafter Weise dazu bei zu verhindern, dass Verschmutzungen wie Gase oder Papierstaub z. B. von den dem Transportband vorgeordneten Papierhandhabungsvorrichtungen an dem Transportband 610 haften oder von dem Band absorbiert werden.
In einer alternativen Ausführungsform der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform 600 kann unterhalb des unteren Abschnitts 605 eine (nicht gezeigte) den ersten Innenbereich definierende, parallel zum unteren Abschnitt 605 verlaufende Wand vorgesehen sein, die (anstelle des unteren Abschnitts 605) als Begrenzung des ersten Innenbereichs dient und als zusätzliche Funktion teilweise den dritten Innenbereich definiert.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Ausführungsform 600 kann der Luftstrom B₀ in eine der in Fig. 6 gezeigten Richtung entgegengesetzte Richtung strömen, d. h. in die Richtung des Pfeils m statt entgegen dieser Richtung.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität in einer ähnlich dem Drucker 600 ausgebildeten elektrostatografischen Druckmaschine. Die Vorrichtung 700 umfasst vier Gehäuse; ein von Wänden oder Begrenzungen 781, 782, 783 und 784 begrenztes erstes Gehäuse 796 mit einer Kühleinheit 760 zum Klimatisieren der durch die Vorrichtung 760 rückgeführten und wiederaufbereiteten Luft, ein von Begrenzungen 773, 774, 775 und mindestens einem Trennelement 776 begrenztes zweites Gehäuse 799 mit einer Vielzahl elektrostatografischer Bilderzeugungsmodule und derselben Anzahl von den Bilderzeugungsmodulen zugeordneten Zusatzkammern, ein von Begrenzungen oder Wänden 777, 778, 779 und dem mindestens einen Trennelement 776 begrenztes drittes Gehäuse 798 und ein von Begrenzungen oder Wänden 784, 785, 786 und 787 begrenztes viertes Gehäuse 797, wobei es sich bei der Begrenzung 784 um eine gemeinsame Begrenzung bzw. Wand handelt, die das erste Gehäuse 796 und das vierte Gehäuse 797 voneinander trennt und vorzugsweise isoliert. Das erste Gehäuse 796 und das zweite Gehäuse 799 sind Teil des Rückführabschnitts der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, wie sie in Fig. 1A beispielhaft gezeigt ist. Das dritte Gehäuse 798 ist Teil des rückführungslosen Abschnitts, wie er in Fig. 1A gezeigt ist. Das vierte Gehäuse 797 umfasst einen vierten Innenbereich, der nachfolgend näher beschrieben wird. Eine Klimatisiervorrichtung 780 der Vorrichtung 700 befindet sich teilweise im ersten Gehäuse und teilweise im zweiten Gehäuse und wird von Wänden 781, 782, 783, 785, 786 und 787 begrenzt. Die Klimatisiervorrichtung 780 umfasst eine Kühleinheit 760.
Das mindestens eine Trennelement 776 umfasst ein (nicht gezeigtes) Transportband, das einen (nicht gezeigten) dritten Innenbereich umschließt und ähnlich dem den dritten Innenbereich 660 in dem in Fig. 6 gezeigten Drucker 600 umschließenden Transportband 610 ausgebildet ist. Außerdem ermöglichen Durchströmöffnungen 745 und 746 (durch den dritten Innenbereich) den Austausch von durchströmenden Luftströmen L und L' zwischen dem Gehäuse 799 und dem Gehäuse 798. Die durchströmenden Luftströme L und L' strömen durch Spalte in der Nähe der Kanten des (nicht gezeigten) Transportbands, wie bereits anhand Fig. 6 beschrieben wurde. Das mindestens eine Trennelement 776 umfasst zusätzlich zu dem Band 610 beliebige weitere geeignete Trennelemente, die zum Trennen der Gehäuse 798 und 799 voneinander geeignet sind, z. B. eine Wand, wie sie bereits anhand des Druckers 600 beschrieben wurde. Dieses (nicht gezeigte) weitere Trennelement ergänzt das Transportband und weist vorzugsweise keine Durchströmöffnungen zwischen den Gehäusen 798 und 799 auf.
Die Kühleinheit 760 ähnelt in ihrer Funktion der anhand von Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung 260. Sie klimatisiert Luft und zirkuliert klimatisierte Luft durch die Bilderzeugungsmodule und Zusatzkammern, die vorzugsweise ähnlich den bereits anhand von Fig. 2 beschriebenen Zusatzkammern ausgebildet sind und jeweils, wie beschrieben, den Bilderzeugungsmodulen zugeordnet sind. Daher werden also ähnlich wie bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung 200 klimatisierte ausströmende Luftströme XX, YY und ZZ von einer Hauptzirkulationsvorrichtung 750 durch (nicht gezeigte) Ausströmöffnungen der Luftkammer 751 durch geeignete Leitungen von Gehäuse 796 zu Gehäuse 799 bewegt, wobei die Luftströme jeweils den in Fig. 2 gezeigten Luftströmen X, Y und Z entsprechen. Die Hauptzirkulationsvorrichtung 750 und die Luftkammer 750 entsprechen in jeder Hinsicht den in Fig. 2 gezeigten Vorrichtungen 250 und 251, d. h. die ausströmenden Luftströme XX, YY und ZZ weisen alle dieselbe relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur auf, wenn sie die Luftkammer 751 verlassen. Die Wände 773 und 783 sind durch einen Luftspalt 740 physisch voneinander getrennt, und die Luftströme XX, YY, ZZ werden mittels flexibler Rohrverbindungen über diesen Luftspalt geleitet. Die flexiblen Rohrverbindungen bieten außerdem ein gewisses Maß an mechanischer Isolierung, indem sie die Übertragung der durch die in den Gehäusen 796 und 799 enthaltenen Komponenten erzeugten Schwingungen unterdrückt.
Der Strom ZZ wird zu den Zusatzkammern geleitet und dort eingesetzt, wobei die Zusatzkammern in Fig. 7 symbolisch durch die gestrichelte Linie 794 angedeutet sind (die Linie 794 hat keine physische Bedeutung). Die Verbindungen zu den einzelnen Zusatzkammern sowie die Ausströmöffnungen der Zusatzkammern sind nicht dargestellt. Der Strom ZZ kann also nacheinander durch die Zusatzkammern 794 geleitet werden. Der Strom ZZ wird vorzugsweise aufgeteilt, so dass den einzelnen Zusatzkammern 794 jeweils ein Teilstrom zugeführt wird. Die durch die Zusatzkammern 794 geleitete Luft verlässt die Zusatzkammern 794 als ein neu zu klimatisierender Strom ZZ' durch eine (nicht gezeigte) gemeinsame Ausströmöffnung. Ähnlich wie der Strom Z' in Fig. 2 strömt der Strom ZZ' durch geeignete Rohre zurück zu einer Luftkammer 762 und von dort durch eine Filtereinheit 761, um von der Vorrichtung 760 neu klimatisiert zu werden, wobei die Rohre vorzugsweise aus einem flexiblen Material bestehen, um ein gewisses Maß an mechanischer Vibrationsisolation zu erreichen. In einer Ausführungsform der Klimatisiervorrichtung 780 sind die Luftkammer 762 und die Filtereinheit 761 vorzugsweise ähnlich der Luftkammer 262 und der Filtereinheit 261 von Fig. 2 ausgebildet. Insbesondere weist die Filtereinheit 761 dieser Ausführungsform vorzugsweise ähnliche Filter und eine ähnliche vorgegebene Filterreihenfolge auf wie die Filtereinheit 261, z. B. einen Grobpartikelfilter, einen Feinpartikelfilter, einen Ozonfilter und einen Aminfilter, wobei diese Filter in der Reihenfolge aufgelistet sind, in der sie vom durch die Filtereinheit 761 strömenden Luftstrom ZZ' passiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Klimatisiervorrichtung 780 kann die Filtereinheit z. B. vorzugsweise ähnlich der Filtereinheit 361A ausgebildet sein, wie sie in Fig. 3A und 3B gezeigt ist, wobei ferner eine (nicht gezeigte) innere Filtereinheit zum Ausfiltern von Ozon und Aminen vorgesehen ist, die vorzugsweise ähnlich der in Fig. 3A und 3C dargestellten Einheit 361B ausgebildet ist. Ein differenziales Druckgefälle in der Filtereinheit 761 kann z. B. elektronisch gemessen werden, um die Alterung der Filter, insbesondere der Partikelfilter, zum rechtzeitigen Austausch zu überwachen. Bei Bedarf kann ein (nicht gezeigter) zugeordneter Differenzialdruckschalter betätigt werden, um die Luftströmrate zu verändern oder ein Warnsignal zu erzeugen.
Der Strom XX ist ein Strom klimatisierter Luft, der zur Belüftung der Bilderzeugungsmodule des Druckers dient, die in Fig. 7 symbolisch durch die strichpunktierte Linie 795 dargestellt sind (Linie 795 hat keine physikalische Bedeutung). Der Strom XX kann nacheinander an den einzelnen Modulen vorbei geführt werden. Der Strom XX wird vorzugsweise zur separaten Zufuhr zu den einzelnen Modulen (die nicht einzeln dargestellt sind) aufgeteilt. Auf diese Weise strömt der Strom XX an allen primären Bilderzeugungselementen, Zwischenübertragungselementen, Übertragungswalzen usw. vorbei, die in den Modulen enthalten sind. Der Strom XX dient außerdem zur Belüftung von Teilsystemstationen der Module wie Ladestationen, Tonerstationen, Reinigungsstationen usw.
Ein Teilstrom P₂ des Stroms XX wird in Richtung der Umgebung der Tonerstationen und Reinigungsstationen der Module geleitet. Die Reinigungsstationen dienen z. B. zum Reinigen der primären Bebilderungselemente, der Zwischenübertragungselemente und aller Trommeln oder Bänder, die sich in den Modulen befinden und die von einer Reinigungsvorrichtung gereinigt werden müssen. Der restliche Teil des Stroms XX zur Belüftung der Module ist als Luftstrom P₁ dargestellt. Ein Strom P₂' wird aus dieser Umgebung abgesaugt und zur Wiederaufbereitung rückgeführt. Alternativ kann der Strom P₂' auch von Orten innerhalb der Tonerstationen und der Reinigungsstationen der Module kommen. Der Strom P₂' kann durch einen wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 771 geleitet werden, der ähnlich dem Filter 271 der Vorrichtung 200 von Fig. 2 ausgebildet ist, d. h. bei dem Filter 771 handelt es sich um einen kombinierten Filter zum Ausfiltern von Entwicklerstaub und der von den Reinigungsstationen erzeugten Verschmutzungen. Nach dem Passieren des Filters 771 strömt der Strom P₂' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung als ein rückzuführender Strom WW aus, der in seinen Eigenschaften dem Strom W von Fig. 2 ähnelt. Der Strom WW strömt an einer in einem Gehäuse 772 angeordneten zusätzlichen Luftbewegungsvorrichtung 770 vorbei und wird von dort über Rohre zur Luftkammer 762 zurück geleitet, wobei die Rohre vorzugsweise aus einem flexiblen Material hergestellt sind, um ein gewisses Maß an mechanischer Vibrationsisolation zu gewährleisten. Die zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung 770 ähnelt in ihrer Funktion der Vorrichtung 270 in Fig. 2.
Bestimmte Ströme klimatisierter Luft können direkt in den einzelnen Teilsystemstationen eingesetzt werden. Der Strom YY wird also an den Bildschreibern und bestimmten Ladestationen der Bilderzeugungsmodule 795 des Druckers verwendet. Ein Abschnitt J des Stroms YY dient der Kühlung der (nicht näher gezeigten) Bildschreiber in den Modulen. Der Strom J kann nacheinander an den Bildschreibern vorbei geleitet werden. Vorzugsweise wird der Strom J jedoch aufgeteilt, so dass jeweils ein Teilstrom an die Bildschreiber geleitet wird. Der Rest des Stroms YY dient als Luftstrom K zur Belüftung bestimmter Ladevorrichtungen im zweiten Innenbereich, z. B. primärer Korona- Ladevorrichtungen zum Laden fotoleitender primärer Bebilderungselemente der Module. Der Strom K kann nacheinander an den einzelnen Ladevorrichtungen vorbei bzw. durch diese hindurch geführt werden. Vorzugsweise wird der Strom K jedoch aufgeteilt, so dass jeweils ein Teilstrom an jede der betreffenden Ladevorrichtungen geleitet wird. Nach dem Kühlen der einzelnen Bildschreiber und der Belüftung der Ladevorrichtungen werden die diese Schreiber und Ladevorrichtungen verlassenden Luftströme J' und K' mit dem Luftstrom P₁ zusammengeführt und zur Wiederaufbereitung als ein Strom XX' z. B. über eine (nicht gezeigte) gemeinsame Ausströmöffnung aus dem Gehäuse 799 ausgeleitet. Ähnlich wie der Strom X' in Fig. 2 wird der Luftstrom XX' über zur Gewährleistung eines gewissen Maßes an mechanischer Vibrationsisolation vorzugsweise aus flexiblem Material hergestellten Leitungen zurück zur Luftkammer 762 geleitet.
Das Gehäuse 798 umfasst den bereits beschriebenen ersten Innenbereich, der eine Papierkühlstation 791 und eine Papierwärmstation 792 zur Vorbehandlung von Papier in einer Vorbehandlungsstation des Druckers umfasst. Außerdem umfasst der erste Innenbereich eine Kühlstation 790, die Teil einer (in Fig. 7 nicht dargestellten) Fixierstation ist. Über mindestens eine in das Gehäuse 798 mündende (nicht gezeigte) Einströmöffnung strömt ein Strom B₃ von Umgebungsluft in den Innenbereich 798 ein. Der Luftstrom B₃ wird auf geeignete Weise gefiltert, z. B. mittels eines Einströmöffnungsfilters 763 ähnlich einem herkömmlichen Filter mit hoher Durchströmleistung für eine Heizanlage eines Wohnhauses, und in eine Vielzahl von Strömen aufgeteilt, z. B. in vier Ströme E₁, E₂, E₃, E₄. Eine Vielzahl von Strömungswegen zur Leitung der Vielzahl von Luftströmen verbindet die mindestens eine Einströmöffnung mit mindestens einer Ausströmöffnung in der Wand 779 und leitet die Vielzahl von Luftströmen. Der Strom B₃ dient dem Management der Luftqualität der durch den ersten Innenbereich strömenden und in diesem Innenbereich vorhandenen Luft, wobei das Management das Ableiten der in dem ersten Innenbereich erzeugten Wärme sowie die Entfernung von eventuell in dem Gehäuse 798 vorhandener Verschmutzung durch Ozon, Acrolein, Amine oder Wasserdampf einschließt.
Der Strom E₁ strömt in einem Strömungsweg durch die Kühlstation 790 zum Kühlen von Aufnahmeelementen nach dem Fixieren von Tonerbildern auf den Aufnahmeelementen mittels des Fixierelements der Fixierstation. Dieser Strömungsweg umfasst einen zusätzlichen Kühlventilator 754, der z. B. (wie gezeigt) der Kühlstation 790 vorgeordnet oder alternativ nachgeordnet und Teil der (nicht gezeigten) Fixierstation ist. Der Ventilator 754 kann in seiner Leistung verstellbar sein. Nach dem Passieren der der Fixiereinheit nachgeordnete Kühlstation 790 strömt der Luftstrom E₁ als Luftstrom E₁' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in der Wand 779 aus dem Gehäuse 798 aus. Der Luftstrom E₂ strömt in einem Strömungsweg durch die Papierkühlstation 791, wobei sich in dem Strömungsweg ein zusätzlicher Vorkühlventilator 755 und ein zusätzlicher Nachkühlventilator 756 befinden. Die Papierkühlstation ist Teil der Vorbehandlungsstation und wird verwendet, um das Papier nach der bei erhöhter Temperatur in der Heizvorrichtung 792 erfolgenden Vorbehandlung zu kühlen. Die Ventilatoren 755 und 756 können in ihrer Leistung verstellbar sein. Nach dem Passieren der Kühlstation 791 strömt der Luftstrom E₂ als Luftstrom E₂' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in der Wand 779 aus dem Gehäuse 798 aus.
Der Strom E₃ strömt in einem Strömungsweg an der Heizvorrichtung 792 vorbei und wird als Luftstrom E₃' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in der Wand 779 aus dem Gehäuse 798 ausgeleitet. Ein Vorteil der Vorrichtung 700 besteht darin, dass schädliche Dämpfe, die u. U. von der Papierheizvorrichtung erzeugt werden, durch separate Rohre abgeleitet werden, wodurch verhindert wird, dass diese Dämpfe sich im Innern des Druckers verteilen oder aus dem Drucker in den Raum austreten, in dem sich der Drucker befindet.
Der Luftstrom E₄ strömt in mindestens einem Strömungsweg durch Rahmenabschnitte 793 des Druckers. Der Strom E₄ dient allgemein zur Belüftung der Rahmenabschnitte des ersten Innenbereichs, die von Rahmenelementen des Druckers gestützte Innenräume bilden. Nach dem Passieren der Rahmenabschnitte 793 wird der Luftstrom E₄ als ein Luftstrom E₄' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung aus dem Gehäuse 798 ausgeleitet.
Die Abluftströme E₁', E₂', E₃', E₄' können, wie in Fig. 7 gezeigt ist, durch separate Ausströmöffnungen ausströmen, können jedoch alternativ auch zusammengeführt und als zusammengeführter Strom aus dem Gehäuse 798 ausgeleitet werden. Die Luft der Abluftströme E₁', E₂', E₃', E₄' strömt durch (nicht gezeigte) flexible Verbindungsleitungen, die von dem Gehäuse 798 zum Gehäuse 797 führen. Die flexiblen Verbindungsleitungen ermöglichen ein gewisses Maß an mechanischer Vibrationsisolation zwischen dem dritten und vierten Gehäuse (zwischen den Wänden 779 und 787 befindet sich ein physikalischer Zwischenraum).
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität für einen Drucker mit einer separaten, frei stehenden Vorbehandlungseinheit sind die Papierkühlstation 791 und die Papierheizstation 792 und der jeweilige Luftstrom E₂ und E₃ nicht in der Vorrichtung zum Management der Luftqualität enthalten, so dass die Ventilatoren 755 und 756 (sowie die Leitungen für die Ströme E₂ und E₃) entfallen.
Das von den Wänden 784, 785, 786 und 787 begrenzte vierte Gehäuse 797 umschließt einen vierten Innenbereich. Der vierte Innenbereich ist sowohl vom ersten Innenbereich als auch vom zweiten Innenbereich (und auch vom in Fig. 7 nicht dargestellten dritten Innenbereich) getrennt. Vorzugsweise gibt es weder zwischen dem vierten Innenbereich und dem ersten Innenbereich noch zwischen dem vierten Innenbereich und dem zweiten (bzw. dritten) Innenbereich einen Luftaustausch. Die Luftströme E₁', E₂', E₃' und E₄' werden mittels (nicht gezeigter) geeigneter Leitungen durch das Gehäuse 797 geleitet, um durch eine (nicht näher gezeigte) Ausströmleitung an einen Entsorgungsort außerhalb des Druckers geleitet zu werden. Die Luftströme E₁', E₂ ^', E₃', E₄' mischen sich nicht mit der Luft im Gehäuse 797 und werden als Teil eines Luftstroms B₂ aus dem Drucker ausgeleitet. Die Luftströme E₁', E₂', E₃', E₄' werden hauptsächlich durch die Saugkraft einer in einem Gehäuse 753 angeordneten Hauptluftbewegungsvorrichtung 752 durch die verschiedenen Strömungswege 790, 791, 792 und 793 bewegt (bei den Vorrichtungen 754, 755 und 756 handelt es sich um ergänzende Luftbewegungsvorrichtungen).
Zusätzlich zu der Saugkraft zum Einziehen des Stroms B₃ in das Gehäuse 798 erzeugt die Hauptluftbewegungsvorrichtung 752 eine Saugwirkung, um einen Umgebungsluftstrom B₁ von außerhalb des Druckers in das Gehäuse 797 einzuziehen. Der Umgebungsluftstrom B₁ wird von außerhalb des Druckers durch eine (nicht gezeigte) Einströmöffnung eingezogen und an einem Eintrittsfilter 764 und einer Verflüssigerschlange 720 vorbei geleitet. Anschließend kann der Luftstrom B₁ durch einen wahlweise vorgesehenen Luftkompressor 710 zur Komprimierung des Stroms B₁ zu einem komprimierten Luftstrom G" geleitet werden, wobei der Luftkompressor Teil des vierten Gehäuses 797 ist. Der Eintrittsfilter 764 ist ein Filter mit hoher Durchströmleistung ähnlich einem handelsüblichen Filter für eine Heizanlage eines Wohnhauses. Er filtert in der Luft mitgeführte Partikel aus dem in das Gehäuse 797 einströmenden Luftstrom B₁. Der (komprimierte) Luftstrom strömt an thermisch leitfähigen Kühlrippen 721 vorbei, die in thermischem Kontakt mit der thermisch leitfähigen Verflüssigerschlange 720 stehen. Der (komprimierte) Luftstrom absorbiert Wärme von einem durch die Verflüssigerschlange 720 strömenden Kühlmittel, das eine Kühlung des Kühlmittels und einen Übergang des (komprimierten) Luftstroms in einen erwärmten (expandierten) Luftstrom G''' bewirkt. Der erwärmte und expandierte Luftstrom G''' wird durch eine (nicht gezeigte) Ausströmleitung in die Luftkammer 753 aus dem vierten Innenbereich abgeleitet, wobei der Luftstrom G''' mit dem Luftstrom B₂ zusammengeführt wird. Obwohl die durch den vierten Innenbereich strömende Luft die Luftqualität in den Bilderzeugungsmodulen oder Vorrichtungen wie der Papiervorbehandlungsvorrichtung und der Fixiervorrichtung nicht direkt beeinflusst, wird der vierte Innenbereich dennoch insofern als ein integraler Bestandteil der Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität behandelt, als die Einströmrate der Umgebungsluft B₁ und die Strömrate des komprimierten Luftstroms G" geregelte Faktoren bei der Bestimmung der korrekten Funktion der Verflüssigerschlange 720 darstellen. Der effiziente und Platz sparende Einsatz eines einzigen Gebläses 752 zur Bewegung der Luftströme G''', E₁', E₂', E₃' und E₄' ist ein besonderes Merkmal der Vorrichtung 700.
Die Klimatisiervorrichtung 780 ist vorzugsweise ähnlich der in Fig. 3A gezeigten Vorrichtung 300 ausgebildet, was bedeutet, dass die Vorrichtung 780 funktional ähnliche Elemente, Leitungen und Materialien wie die Vorrichtung 300 aufweist. Die Klimatisiervorrichtung 780 umfasst demgemäß vorzugsweise einen geschlossenen Kreislauf zur Zirkulation eines Kühlmittels, vorzugsweise eines Fluorkohlenwasserstoff- Kühlmittels, durch aufeinanderfolgende Vorrichtungen des geschlossenen Kreislaufs, wobei das Kühlmittel von einem (nicht gezeigten) Kühlmittel-Zirkulationsmechanismus als ein Kühlmittelstrom zirkuliert wird. Der Kühlmittel-Zirkulationsmechanismus ist Teil der Kühleinheit 760. Bei den aufeinanderfolgenden Vorrichtungen, durch die das Kühlmittel zirkuliert wird, handelt es sich um: die Verflüssigerschlange 720 (ähnlich der Verflüssigerschlange 320), von der aus das Kühlmittel in einem Rohrsystem 789a in Richtung des Pfeils i_in durch die Wand 784 in die Kühleinheit 760 strömt, eine (nicht gezeigte, der Verdampferschlange 330 ähnliche) Verdampferschlange, in der das Kühlmittel von einem flüssigen Zustand zu einem Kühlmittelgas verdampft wird, einen (ähnlich dem Kompressor 355 ausgebildeten, nicht gezeigten) der Verdampferschlange nachgeordneten Kompressor zur Komprimierung des Kühlmittelgases zu einem komprimierten Kühlmittelgas, und ein (nicht gezeigtes, dem Tor 340 ähnliches) dem Kompressor nachgeordnetes Tor, in dem der Kühlmittelstrom in einen (nicht gezeigten) Hauptkühlmittelstrom und einen (nicht gezeigten) intermittierenden Nebenkühlmittelstrom aufgeteilt wird, wobei das Tor von einem (nicht gezeigten) Magnetventil aktiviert wird, welches eine intermittierende Zirkulation des intermittierenden Nebenkühlmittelstroms durch eine (nicht gezeigte) Heizschlange ermöglicht. Die Verdampferschlange, der Kompressor zur Komprimierung des Kühlmittelgases, das Tor und die Heizschlange befinden sich alle in der Kühleinheit 760. Die Verflüssigerschlange 720 ist dem Tor und der Heizschlange nachgeordnet. Der Hauptkühlmittelstrom und der intermittierende Nebenkühlmittelstrom werden zusammen von der Einheit 760 durch die Wand 784 innerhalb des Rohrsystems 789b in die Richtung des Pfeils i_out zurück zur Verflüssigerschlange 720 geleitet, wo das Kühlmittel erneut in den flüssigen Zustand kondensiert wird, um erneut durch die Einheit 760 zirkuliert zu werden.
Es sind z. B. fünf nacheinander angeordnete elektrostatografische Bilderzeugungsmodule vorgesehen, die symbolisch durch Bezugszeichen 795 angedeutet sind.
Das Management der Luftqualität der im zweiten Innenbereich vorhandenen und zirkulierenden Luft umfasst die Ableitung der im Gehäuse 799 durch wärmeerzeugende Vorrichtungen z. B. zum Betrieb der Module 795 erzeugten überschüssigen Wärme durch die Kühleinheit 760 der Klimatisiervorrichtung 780. Die im zweiten Innenbereich erzeugte Wärme wird nach den folgenden Wärmeerzeugungswerten erzeugt: etwa 500 Watt durch die Bildschreiber, etwa 500 Watt durch andere Teile in den Modulen 795, etwa 1500 Watt durch die Hauptluftzirkulationsvorrichtung 750 und die zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung 770 sowie etwa 1500 Watt durch die in den Zusatzkammern 794 angeordneten wärmeerzeugenden Vorrichtungen. Die wärmeerzeugenden Vorrichtungen im Rückführabschnitt der Vorrichtung 700 umfassen mechanische Vorrichtungen, Stromzufuhr, Motoren, elektrische Elemente, elektrische Schaltplatten usw. Eine spezifizierte Gesamtrückführrate der Luft im zweiten Innenbereich beträgt ungefähr 0,56 m³/sec (1180 Kubikfuß pro Minute) und befindet sich im Bereich zwischen ungefähr 0,51 m³/sec (1080 Kubikfuß pro Minute) und 0,65 m³/sec (1380 Kubikfuß pro Minute).
Das Management der Luftqualität der Luft im ersten Innenbereich umfasst die Ableitung der im Gehäuse 798 erzeugten überschüssigen Wärme. Die im fünf Bilderzeugungsmodule 795 umfassenden ersten Innenbereich geregelten Wärmeerzeugungswerte betragen z. B. ungefähr 1000 Watt durch die der Fixiereinheit nachgeordnete Kühleinheit 790, etwa 300 Watt durch den zusätzlichen Kühlventilator 754, etwa 1000 Watt durch die Papierkühlvorrichtung 791, etwa 300 Watt jeweils durch den zusätzlichen Vorkühlventilator 755 und den zusätzlichen Nachkühlventilator 756, etwa 2500 Watt von der Papierheizvorrichtung 792 und etwa 4000 Watt von dem mindestens einen Strömungsweg durch die Rahmenabschnitte 793.
Der in das Gehäuse 797 einströmende Umgebungsluftstrom B₁ beträgt mindestens ungefähr 0,59 m³/sec (1250 Kubikfuß pro Minute), und der in das Gehäuse 798 einströmende Umgebungsluftstrom B₃ beträgt mindestens ungefähr 0,56 m³/sec (1180 Kubikfuß pro Minute). Demgemäß beträgt der Abluftstrom B₂ mindestens ungefähr 1,15 m³/sec (2430 Kubikfuß pro Minute). Der Luftstrom B₃ entspricht einer spezifizierten Gesamtströmrate durch den ersten Innenbereich, die ungefähr 0,56 m³/sec + 0,094 m³/sec (1180 Kubikfuß pro Minute ±200 Kubikfuß pro Minute) beträgt.
Der Abluftstrom B₂ leitet eine gewisse Menge der von einem in der Fixierstation des Druckers angeordneten Fixierelement zur Fixierung von Tonerbildern auf Aufnahmeelementen erzeugten Wärme ab. Der fixierstationsbezogene Teil des Luftstroms durch und in dem ersten Innenbereich führt außerdem von der Fixierstation erzeugte flüchtige Fixierölstoffe mit sich von der Fixierstation weg. Der fixierstationsbezogene Strom ist vorzugsweise Teil des Rahmenstroms E₄'. Die Fixierstation befindet sich im ersten Innenbereich an einem Ort, an dem die flüchtigen Fixierölstoffe in vorteilhafter Weise abgeführt werden, so dass im Wesentlichen keine flüchtigen Fixierölstoffe die Module erreichen. Die flüchtigen Fixierölstoffe können z. B. von dem vom ersten Innenbereich zum zweiten Innenbereich durchströmenden Luftstrom L' abgeleitet werden. Die Fixierstation ist vorzugsweise derart angeordnet, dass der fixierstationsbezogene Luftstrom in der Nähe der Fixierstation vorbei, jedoch nicht durch diese hindurch strömt, um das Fixierelement nicht auf nachteilige Weise zu kühlen.
Unerwarteter und überraschender Weise hat sich herausgestellt, dass die Vorrichtung 700 die beste Leistung erbringt, wenn die spezifizierte Gesamtluftströmrate durch den (vom rückführungslosen Abschnitt gesteuerten) Innenbereich und die spezifizierte Gesamtrückführrate im (vom Rückführungsabschnitt geregelten) zweiten Innenbereich ungefähr gleich sind. Die spezifizierte Gesamtluftströmrate und die spezifizierte Gesamtrückführrate unterscheiden sich voneinander vorzugsweise um weniger als ungefähr 5%.
Wenn sich ein Drucker, in dem die Vorrichtung 700 eingesetzt wird, im Stand-by- oder Bereitschaftsmodus befindet, d. h. wenn z. B. keine Bilder erzeugt werden oder der Drucker auf andere Weise gerade nicht benutzt wird, können sowohl für die spezifizierte Gesamtluftströmrate als auch für die spezifizierte Gesamtrückführrate reduzierte Bereitschaftswerte spezifiziert sein, um die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit der Luftströme XX, YY und ZZ konstant auf ihrem Sollwert zu halten und dadurch Betriebsenergie des Druckers zu sparen.
In einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die für einen Drucker geeignet ist, in dem für unterschiedliche Druckdurchgänge Papier unterschiedlicher Grammatur als Aufnahmeelemente verwendet wird, können die Luftströmraten auf geeignete Weise eingestellt werden, wenn Aufnahmeelemente unterschiedlicher Grammatur bedruckt werden. Insbesondere kann die spezifizierte Gesamtluftströmrate für jede Grammatur eines Aufnahmeelements separat spezifiziert sein und entsprechend eingestellt werden. Aufnahmeelemente unterschiedlicher Grammatur, z. B. leichte Papiersorten und schwere Papiersorten, erfordern in der Regel die Ableitung unterschiedlich hoher Temperaturen aus dem ersten Innenbereich. Zur Kompensation der unterschiedlich hohen abzuleitenden Temperaturen können bestimmte Luftströme im ersten Innenbereich, z. B. im in Fig. 7 gezeigten Gehäuse 798, zur Verbesserung ihrer Leistung oder zur Einsparung von Energie verstellt werden. Die Luftströme können z. B. in der Weise eingestellt werden, dass die in der Fixierstation des Druckers verloren gehende Energie minimiert wird, oder dass die Leistung der Vorbehandlungsstation für Aufnahmeelemente unterschiedlicher Grammatur optimiert wird.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Befeuchtungsvorrichtung 800, wie sie in einer Befeuchtungseinheit der Klimatisiervorrichtung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität eingesetzt werden kann. Fig. 8A zeigt eine Seitenansicht der Befeuchtungsvorrichtung. Ein Luftstrom 805befindet sich vor einer saugfähigen befeuchtbaren Auflage 810, und ein Luftstrom 806 hat die befeuchtbare Auflage 810 passiert und befindet sich hinter dieser. Ein Tropfmechanismus in Form eines Rohrs 820 führt der Vorrichtung 800 gefiltertes Wasser zu und tropft Tropfen 815 gefilterten Wassers auf einen oberen Bereich der befeuchtbaren Auflage. Die Wassertropfen 815 werden von der Auflage absorbiert. Von der befeuchteten Auflage 810 verdampfendes Wasser befeuchtet den Luftstrom 805, so dass ein befeuchteter Luftstrom 806 entsteht. Überschüssige Wassertropfen 816 des durch die Schwerkraft von einer gesättigten Auflage 810 fließenden Wassers tropft in ein Auffangbecken 830. Fig. 8B zeigt eine Rückansicht der Auflage 810. Die Unterseite des Rohrs 820 weist eine Anordnung von Bohrungen 825 auf, durch die Tropfen 815 fallen. Die Bohrungen 825 des Rohrs 820 haben vorzugsweise einen Durchmesser von 0,0381 cm (0,015 Zoll) und sind in einem regelmäßigen Abstand von 5,08 cm (2 Zoll) angeordnet. Gefiltertes Wasser wird bei Bedarf unter Druck zugeleitet, wie der Pfeil 835 andeutet, wobei das Rohr 820 an seinem Ende einen Verschluss 821 aufweist, so dass das Wasser zwangsweise durch die Bohrungen 825 strömt.
Die Auflage 810 weist eine offene Struktur auf, so dass der Luftstrom 805 mit geringem Strömungswiderstand durch die Auflage strömt. Das durch den Wasserstrom 835 zugeführte Wasser ist in der Regel gewöhnliches entionisiertes Wasser, aus dem Partikel in einer Wasserfiltereinheit ausgefiltert worden sind. Eine bevorzugte Wasserfiltereinheit ist das Modell "Ion Exchange" Research II Grade der International Water Technology Corporation mit einem Niederdruckfilter, der unter einem geregelten Wasserdruck von etwa 207 kPa (30 psi) betrieben wird.
Wie bereits z. B. anhand von Fig. 3A beschrieben, wird eine Befeuchtungseinheit aktiviert oder deaktiviert, je nachdem, wie es zur Regelung der relativen Luftfeuchtigkeit der die Klimatisiervorrichtung im Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität verlassenden Luft nötig ist. Die in Fig. 8A und 8B gezeigte Befeuchtungsvorrichtung 800 wird durch das Öffnen eines (nicht gezeigten) Ventils aktiviert, das den Zustrom 835 von Wasser und damit die Erzeugung der Tropfen 815 ermöglicht. Wie z. B. im Zusammenhang mit der in Fig. 3A gezeigten Klimatisiervorrichtung 300 bereits beschrieben, wird das Ventil nach dem Aussenden eines Aktiviersignals an einen Ventilsteuermechanismus durch eine (nicht gezeigte, z. B. ähnlich der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 ausgebildete) Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit mittels des (nicht gezeigten) Ventilsteuermechanismus intermittierend geöffnet. Entsprechend wird die Vorrichtung 800 deaktiviert, indem das Ventil nach dem Aussenden eines Deaktiviersignals von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit an den Ventilsteuermechanismus geschlossen wird, wodurch die Erzeugung der Tropfen 815 abgebrochen wird. Bei dem Ventilsteuermechanismus handelt es sich vorzugsweise um einen elektrisch betriebenen Elektromagneten. In einer alternativen Ausführungsform ist das Ventil mittels von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit an den Ventilsteuermechanismus gesendeten Steuersignalen stufenlos verstellbar. Durch negative Rückkopplung und ein Fehlersignal wird die Tropfrate der Tropfen 815 stufenlos verstellt, um dem Strom 806 mit einer variablen Menge an Feuchtigkeit zu versorgen.
Während der aktiven Befeuchtung durch die Vorrichtung 800 können sich bis zu 85% des Befeuchtungswassers im Auffangbecken sammeln und profitabel rückgeführt und wiederaufbereitet werden. In einer alternativen Ausführungsform werden Tropfen 816 von einem Sammelmechanismus gesammelt, und das so aufgefangene Wasser wird durch ein (nicht gezeigtes) geeignetes Rohrsystem mit (nicht gezeigten) Ventilen zurück zum Rohr 820 geleitet, um zur Befeuchtung wiederverwendet zu werden. Dies erfolgt z. B. mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Rückpumpmechanismus. Bei Bedarf kann das aufgefangene Wasser zur erneuten Filterung durch einen (nicht gezeigten) wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter geleitet werden.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten Befeuchtungssystems 900 zur Zufuhr von Befeuchtungswasser zu einer Befeuchtungseinheit einer Klimatisiervorrichtung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität. Durch eine Armatur in einer Wand 915 strömt ein Hauptwasserstrom durch eine Wasserleitung 920 in eine Klimatisiervorrichtung 970. Die Klimatisiervorrichtung 970, eine auf einem Boden 935 stehende rollbare Einheit mit Wänden, enthält bestimmte der Befeuchtung dienende Elemente. Das durch die Leitung 920 fließende Wasser fließt durch einen Wasserfilter 910und weiter zu einer Befeuchtungsvorrichtung 950. Überschüssiges Wasser in der Befeuchtungsvorrichtung 950 tropft in ein Sammelbecken 930 und wird von einer Pumpe 960 in eine Wasserableitung 925 gepumpt. Die Befeuchtungsvorrichtung 950 umfasst vorzugsweise eine Befeuchtungseinheit, die bis auf das Sammelbecken 830 ähnlich der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung 800 ausgebildet ist. Der Zustrom von Wasser durch ein Ventil 980 wird durch Signale einer (nicht gezeigten) Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit an einen (nicht gezeigten) Ventilsteuermechanismus gesteuert, um die Befeuchtung durch die Befeuchtungsvorrichtung auf die bereits anhand von Fig. 8 beschriebene Weise zu steuern. Das in Fig. 9 vor dem Wasserfilter 910 gezeigte Ventil 980 kann alternativ auch in dem Leitungssystem 945 zwischen dem Filter 910 und der Befeuchtungseinheit 950 angeordnet sein. Dass von einer befeuchtbaren Auflage (d. h. einer wie die in Fig. 8 gezeigten Auflage 810) in der Befeuchtungseinheit 950 tropfende Wasser tropft in das Sammelbecken 930. Auch von der Verdampferschlange der Klimatisiervorrichtung 970 kann Wasserkondensat tropfen und in dem Sammelbecken 930 gesammelt werden (wobei die z. B. wie die in Fig. 3A gezeigte Verdampferschlange 330 ausgebildete Verdampferschlange in Fig. 8 nicht gezeigt ist).
Die Vorrichtung 900 umfasst ein Auffangbecken 940 zum Auffangen von Wasser im Falle einer Fehlfunktion der Wasserzirkulation z. B. bei einer Verstopfung der Wasserableitung 925 oder des Ablaufs des Sammelbeckens 930 oder bei einer Fehlfunktion der Pumpe 960. Eine derartige Fehlfunktion würde zu einer Fehlfunktion der Befeuchtungssteuerung der Klimatisiervorrichtung 970 sowie möglicherweise zu einer Überschwemmung führen, wenn das Auffangbecken 940 überläuft. In einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Auffangbecken 940 mindestens ein Wasserstandsensor 990 vorgesehen, der ein Signal an den Ventilsteuermechanismus zum Schließen des Ventils 980 sendet, wenn den Sensor 990 das Wasser erreicht. Dieses Signal versetzt außerdem die Klimatisiervorrichtung 970 in einen Betriebsmodus "Kühlung ohne Befeuchtung".
In diesem Modus "Kühlung ohne Befeuchtung" wird Kühlmittel sporadisch von einem (in Fig. 9 nicht gezeigten) Kühlmittelzirkulationsmechanismus durch die (nicht gezeigte) Verdampferschlange bewegt, d. h. mit reduzierter relativer Einschaltdauer. Es erfolgt vorzugsweise weniger als ungefähr 10% der Zeit ein Kühlmittelstrom, d. h. die relative Einschaltdauer beträgt vorzugsweise weniger als ungefähr 10%. Insbesondere wird eine relative Einschaltdauer von weniger als 5% bevorzugt. Im Vergleich dazu beträgt die relative Einschaltdauer der in Fig. 3A gezeigten Klimatisiervorrichtung 300 vorzugsweise 100%. Auch bei reduzierter Einschaltdauer kann in der Regel die Temperatur der klimatisierten Luft, d. h. der die Vorrichtung 970 zur Rückführung verlassenden Luft, auf einer Temperatur nahe an der Zieltemperatur gehalten werden. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass die Kühlung durch die Verdampferschlange im Vergleich zu der typischen Entfeuchtung der in die Vorrichtung 970 zur Klimatisierung und Rückführung einströmenden feuchten Luft einen sehr geringen Kühlbedarf hat. Im Betriebsmodus "Kühlung ohne Befeuchtung" wird das Kühlmittel nach dem Passieren der Verdampferschlange von einem (in Fig. 3A nicht gezeigten) Ventil, z. B. einem Dreiwegeventil, in eine (nicht gezeigte) Zweigleitung und direkt zurück zur Verdampferschlange umgelenkt. In der Klimatisiervorrichtung 970, die in der Regel ähnliche Elemente und Komponenten wie die in Fig. 3A gezeigte Vorrichtung 300 aufweist, umgeht die Zweigleitung den Druckregler sowie den Kompressor (z. B. den in Fig. 3A gezeigten Druckregler 335 und Kompressor 340). In experimentellen Tests mit der Vorrichtung 900 hat sich herausgestellt, dass in einem Drucker, dessen Klimatisiervorrichtung 970 im Betriebsmodus "Kühlung ohne Befeuchtung" betrieben wird, verwendbare Farbdrucke hergestellt werden können. Verwendbare elektrofotografische Drucke auf Papier können erstellt werden, wenn die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft des Druckers ungefähr den normalerweise innerhalb eines Gebäudes herrschenden Werten entsprechen, z. B. ungefähr 21°C (70°F) und 50% relative Luftfeuchtigkeit. Unter diesen Umständen wurde ohne Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit eine Zieltemperatur von ungefähr 21°C aufrecht erhalten.
Die vorliegende Erfindung weist im Vergleich zum Stand der Technik die nachfolgend aufgeführten Vorteile auf.
Ein Vorteil besteht darin, dass im Wesentlichen alle vom Drucker erzeugte überschüssige Wärme nicht an den Raum abgestrahlt oder abgegeben wird, in dem sich der Drucker befindet, sondern in Form eines außerhalb der Maschine, z. B. in einer Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlage (HVAC System) zu entsorgenden Abluftstroms von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Luftqualität abgeleitet wird. Auf diese Weise beruht der Betrieb der Vorrichtung zum Management der Luftqualität in vorteilhafter Weise nicht auf einem Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft, wie es z. B. in der US 5,056,331 der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der erste Innenbereich hohe Durchströmraten aufweist. Diese hohen Durchströmraten verhindern im Wesentlichen, dass flüchtige Fixierölstoffe zu empfindlichen Komponenten der Maschine gelangen, z. B. zu den Bilderzeugungsmodulen, den Elementen in den Modulen und den Elementen in den den Modulen zugeordneten Zusatzkammern. In der US 5,481,339 bewegt das Hauptgebläse einen Luftstrom mit einer relativ geringen Durchströmrate von ca. 0.034 m³/sec (ungefähr 71 Kubikfuß pro Minute) und zirkuliert diesen durch zehn Bilderzeugungsmodule eines Duplexdruckers zum fortlaufenden Bedrucken von Bogen. Im Gegensatz dazu wird durch den rückführungslosen Abschnitt und den Rückführabschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität 33mal so viel Luft bewegt.
Darüber hinaus erfolgt bei der US 5,481,339 die Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur der durch eine Klimatisiervorrichtung zirkulierten Luft mittels der Klimatisiervorrichtung vorgeordneten Sensoren. In der vorliegenden Erfindung sind die Sensoren zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur in vorteilhafter Weise der Klimatisierung nachgeordnet, d. h. sie befinden sich in der Nähe der Ausströmöffnungen der in Fig. 3A, 4 bzw. 5 gezeigten Vorrichtungen 300, 400 und 500. Da sich sowohl die Temperatur als auch die relative Luftfeuchtigkeit der in eine Klimatisiervorrichtung einströmenden Luft nach dem Passieren der Klimatisiervorrichtung beträchtlich und unvorhersagbar ändern kann, ist die vorliegende, der Temperier- und Befeuchtungsvorrichtung nachgeordnete Position der Sensoren zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur zu bevorzugen. Sie führt zu einer stabileren Steuerung der Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit der die Klimatisiervorrichtung verlassenden Luft als die Vorrichtung der US 5,481,339.
Als weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung werden die Module und zugeordneten Zusatzkammern des Druckers jeweils mit klimatisierter Luft versorgt, so dass die Temperatur in jedem Modul und jeder Zusatzkammer auf einer ähnlichen Solltemperatur gehalten werden kann. Hinzu kommt, dass der starke Luftstrom durch den ersten Innenbereich im ersten Innenbereich eine relativ gleichmäßige Temperatur aufrecht erhält. Der Rahmen des Druckers, der in der Regel aus Metall besteht, ist daher nur geringen hitzebedingten Belastungen ausgesetzt. Im Falle von lokal unterschiedlichen Wärmeerzeugungsraten der verschiedenen wärmeerzeugenden Vorrichtungen des Druckers oder bei einem thermischen Gefälle in der den Drucker umgebenden Umgebungsluft wären die Belastungen z. B. sonst wesentlich größer. Daher treten nur minimale Verbiegungen oder Verdrehungen des Rahmens auf, was für die Einhaltung der für den korrekten Betrieb der Module nötigen hohen Anforderungen an die mechanischen Toleranzen wichtig ist.
In der obigen Beschreibung der Erfindung sind mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung zum Bewegen einer spezifizierten Gesamtdurchströmrate durch den ersten Innenbereich über eine Vielzahl von Durchströmwegen und mindestens eine Luftrückführvorrichtung zur Rückführung einer spezifizierten Gesamtrückführrate der Luft durch eine Vielzahl von Rückführwegen im zweiten Innenbereich offenbart. Dennoch können sowohl die spezifizierte Gesamtdurchströmrate des ersten Innenbereichs und die spezifizierte Gesamtrückführrate von Zeit zu Zeit bei Bedarf verändert werden, wie es z. B. während des Betriebs des Druckers oder zwischen Druckläufen nötig werden kann. Außerdem kann eine (nicht gezeigte) Vorrichtung zur Veränderung der durch bestimmte Durchströmwege oder durch bestimmte Rückführwege strömenden proportionalen Luftmengen z. B. in Echtzeit vorgesehen sein.
Eine Verbesserung durch die vorliegende Erfindung im Vergleich zu der in der US 5,819,137 beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dass ein Schalldämpfungslabyrinth zur Unterdrückung der durch hohe Durchströmraten verursachten Geräuschbelastung nicht erforderlich ist.
Die Erfindung wurde hier unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen im Detail beschrieben. Es können jedoch selbstverständlich im Rahmen der Erfindung Variationen und Veränderungen vorgenommen werden. Liste der Bezugszeichen 100, 100' Vorrichtung zum Management der Luftqualität
120, 120' Rückführabschnitt
130, 130' Recyclingbereich
131, 131' Trennwand
132, 132' Wand
133, 133' Wand
135, 135' Trennelement
140, 140' rückführungsloser Abschnitt
145, 145' Durchströmöffnung
146, 146' Durchströmöffnung
150, 150' erster Innenbereich
151, 151' Wand
152, 152' Wand
153, 153 Wand
157, 157' Filter der Einströmöffnung
158, 158' optionaler Aminfilter
160, 160' Klimatisiervorrichtung
161, 161' Filtereinheit
163a Eintrittsleitung
163b Ableitung
163c Leitungsabschnitt
163d Leitungsabschnitt
163e Leitungsabschnitt
164 Partikelfilter für grobe Partikel
165 Partikelfilter für feine Partikel
166 Ozonfilter
167 Aminfilter
168a Abstand
168b Abstand
168c Abstand
200 Rückführabschnitt
201 Einströmverteiler
202 Einströmverteiler
203 Ausströmverteiler
204 Ausströmverteiler
205 Einströmverteiler
206 Ausströmverteiler
220 Bereich
230 Hilfskammer A1
240 Trennlinie
241, 242, 243, 244, 245, 246 Begrenzungslinie
250 Hauptzirkulationsvorrichtung
251 Gehäuse
260 Klimatisiervorrichtung
261 Einströmfiltereinheit
262 Luftkammer
270 zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung
271 Zusatzfilter
272 Luftkammer
300 Klimatisiervorrichtung
310 Luftkompressor
315 Kühlrippen
320 Verflüssigerschlange
325 Expansionsventil
330 Verdampferschlange
333 Kühlrippen
335 Druckregler
340 Kompressor
345 Heizrippen
350 Heizschlange
355 Magnetventil
358a Einströmleitung
358c Leitungssystem
359a Einströmleitung
359b Ausströmleitung
359c Leitungssystem
360 Begrenzung des Betriebsabschnitts der Klimatisiervorrichtung
361A Filtereinheit
361B Filtereinheit
362 Luftkammer
363 Mischkammer
364 Luftkammer
365 Hauptzirkulationsvorrichtung
366 Grobpartikelfilter
366a Luftraum
367 Feinpartikelfilter
368 Ozonfilter
368a Luftraum
369 Aminfilter
370 Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit
371 Sensor der relativen Luftfeuchtigkeit
380 Luftbefeuchtungseinheit
390 Temperatursteuerung
391 Temperatursensor
392 Luftkammer
400 Klimatisiervorrichtung
460 Begrenzungslinie der Klimatisiervorrichtung
465 Begrenzungslinie der Klimatisiervorrichtung
470 Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit
471a, 471b . . ., 471n Sensor der relativen Luftfeuchtigkeit
480a, 480b, . . ., 480n Luftbefeuchtungseinheit
490 Temperatursteuerung
491a, 490b . . ., 491n Temperatursensor
500 Klimatisiervorrichtung
540a, 540b . . ., 540n Temperatureinstellvorrichtung
560 Begrenzungslinie
565 Begrenzungslinie
570 Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit
571a, 571b . . ., 571n Sensor der relativen Luftfeuchtigkeit
590 Temperatursteuerung
591a, 591b . . ., 591n Temperatursensor
592 zusätzlicher Temperatursensor
600 Vorrichtung zum Management der Luftqualität
605 unterer Abschnitt
610 Transportband
615 oberer Abschnitt
620 Trommel
630 Trommel
635 Innenbereich
640 Abtrennung
645 Aufnahmeelement
655 Aufnahmeelement
660 dritter Innenbereich
700 Vorrichtung zum Management der Luftqualität
710 Luftkompressor
720 Verflüssigerschlange
721 Kühlrippen
740 Luftspalt
745, 746 Durchströmöffnungen
750 Hauptzirkulationsvorrichtung
751 Luftkammer
752 Luftbewegungsvorrichtung
753 Gehäuse
754 Kühlungsventilator
755 Vorkühlventilator
756 Nachkühlventilator
760 Kühleinheit
761 Filtereinheit
762 Luftkammer
763 Einströmöffnungsfilters
764 Einströmöffnungsfilters
770 Luftbewegungsvorrichtung
771 Zusatzfilter
772 Gehäuse
773-775 Begrenzung
776 Trennelement
777-779 Begrenzung
780 Klimatisiervorrichtung
781-787 Begrenzung
789a, 789b Rohrsystem
790 Postfuserkühlstation
791 Papierkühlstation
792 Papierheizstation
793 Rahmenabschnitte
794 Zusatzkammer
795 Modul
796 erstes Gehäuse
797 viertes Gehäuse
798 drittes Gehäuse
799 zweites Gehäuse
800 Befeuchtungsvorrichtung
805 Luftstrom
806 befeuchteter Luftstrom
810 befeuchtbare Auflage
815 Wassertropfen
816 überschüssige Wassertropfen
820 Rohr
821 Verschluss
825 Bohrungen
830 Auffangbecken
835 Wasserzustrom
900 Befeuchtungssystem
910 Wasserfilter
915 Wand
920 Zuführleitung
925 Wasserableitung
930 Sammelbecken
935 Boden
940 Basissammelbecken
945 Leitungssystem
950 Befeuchtungsvorrichtung
960 Pumpe
970 Klimatisiervorrichtung
980 Ventil
990 Wasserstandsensor
A/C Klimatisiervorrichtung
A1-A5 Zusatzkammer
a₁ Luftströmrichtung
a₂ Rückführstrom
a₃ Zustrom von Umgebungsluft
a₄ Abluftstrom
a₅ Luftstrom
a₆ Luftstrom
a₇ Luftstrom
a₈ Luftstrom
B₀ Strömrichtung
B₁ Umgebungsluftstrom
B₂ Abluftstrom
B₃ Luftstrom
c₁, c₂, . . ., c_n Steuersignal
D rückzuführender Luftstrom
D' gefilterter Luftstrom
d₁ Temperatursignal
d₂ Anschaltsignal
E₁, E₂, E₃, E₄ Luftstrom
E₁', E₂', E₃', E₄' Luftstrom
e Anschaltsignal der Temperatursteuerung
F₁, F₂, F₃ Kühlmittelstrom
G Zustrom
G' Luftstrom
G" komprimierter Strom
G''' erwärmter Luftstrom
H Einströmrichtung
H' Ausströmrichtung
H₁, H₂, H₃, H₄ Wand
H" Einströmrichtung
H''' Ausströmrichtung
i_in Einströmrichtung
i_out Ausströmrichtung
J Teilstrom
J' Luftstrom
j₁, j₂, . . ., j_N Belüftungsstromanteil des Bildschreiber
K Teilstrom
K' Luftstrom
k₁, k₂, . . ., k_N Belüftungsstromanteil der Ladevorrichtung
L, L' durchströmender Luftstrom
M1-M5 Bilderzeugungsmodul
M1'-M5' Bilderzeugungsmodul
m Bewegungsrichtung
P₁ Teilstrom
P₂ Teilstrom
P₂' Abluftstrom
p₁, p₂, p₃, p₄, p₅ Abluftstrom
Q Magnetventil
q₁, q₂, q₃, q₄, q₅ Abluftstrom
R₀-R₆ Aufnahmeelement
r₁, r₂, . . ., r_N Signal
r₁ ^', r₂', . . ., r_N' Signal
RHU₁, RHU₂, . . ., RHU_N Luftbefeuchtungseinheit
RHU₁', RHU₂', . . ., RHU_N' Luftbefeuchtungseinheit
S₁, S₂, . . ., S_N ausströmender Teilstrom
T Luftstrom
T', T", T''' zusammengeführter Luftstrom
T₀ Luftstrom
T₁, T₂, . . ., T_N Teilstrom
T₁', T₂', . . ., T_N' Teilstrom
T₁", T₂", . . ., T_N" Teilstrom
t₁, t₂, . . ., t_N Temperatursignal
t₁', t₂', . . ., t_N' Temperatursignal
TAM₁, TAM₂, . . ., TAM_N Temperatureinstellvorrichtung
U₁, U₂, . . ., U_N ausströmender Teilstrom
u₁, u₂, . . ., u_N Anschaltsignal
V₁, V₂ Luftstrom
W Luftstrom
WW Luftstrom
X, Y, Z Luftstrom
X", Y", Z" klimatisierte Luftströme
X''', Y''', Z''' wiederaufzubereitende Luftströme
XX, YY, ZZ ausströmende Luftströme
x₁, x₂, x₃, x₄, x₅ Belüftungsstrom
X' Luftstrom
XX' zusammengeführter Strom
y₁, y₂, y₃, y₄, y₅ Teilsystembelüftungsstrom
z₁, z₂, z₃, z₄, z₅ Zusatzkammerluftstrom
z₆, z₇, z₈, z₉, z₁₀ Abluftstrom
Z' Luftstrom
ZZ' ausströmender Luftstrom

Claims

1. Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität zur Verwendung in einem elektrostatografischen Drucker (600) zur Herstellung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen (R₀-R₆, 645, 655) mit einem eine Fixierstation zum Fixieren der Farbbilder auf den Aufnahmeelementen (R₀-R₆, 645, 655) umfassenden ersten Innenbereich und einem vom ersten Innenbereich (150) mittels mindestens eines Trennelements getrennten, mindestens ein elektrostatografisches Bilderzeugungsmodul und mit diesem zusammenarbeitende Ladevorrichtungen, Bildschreiber, Tonerstationen und Reinigungsstationen umfassenden zweiten Innenbereich (130), wobei die Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität folgendes umfasst:
einen rückführungslosen Abschnitt (140) zum Management der Luftqualität der durch den ersten Innenbereich (150) strömenden und im ersten Innenbereich (150) vorhandenen Luft, wobei der erste Innenbereich (150) mindestes eine Einströmöffnung, mindestens eine Ausströmöffnung, eine Vielzahl von die mindestens eine Einströmöffnung mit der mindestens einen Ausströmöffnung verbindenden Durchströmwegen und mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung zum Einziehen von Umgebungsluft von außerhalb des Druckers durch die mindestens eine Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) und zur Bewegung der im ersten Innenbereich (150) vorhandenen Luft in Richtung der mindestens einen Ausströmöffnung und durch die mindestens eine Ausströmöffnung zur Ausleitung der Luft als Abluftstrom aufweist, wobei die mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung eine spezifizierte Gesamtluftströmrate zwischen der mindestens einen Einströmöffnung und der mindestens einen Ausströmöffnung liefert;
einen Rückführabschnitt (120, 200) zum Management der Luftqualität der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen und zirkulierenden Luft, wobei der Rückführabschnitt (120, 200) eine Klimatisiervorrichtung (160, 260, 300, 360, 400, 500, 780, 970, A/C) mit einem Eingang und mindestens einem Ausgang zur Klimatisierung der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft und dabei zur Ableitung der im zweiten Innenbereich (130) erzeugten überschüssigen Wärme aufweist, wobei jeder Ausgang einen Teil eines mindestens einen ausströmenden Luftstroms bildenden jeweiligen Luftstrom bereitstellt, und wobei der Rückführabschnitt (120, 200) der Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität weiterhin mindestens eine Rückführvorrichtung umfasst, die die im zweiten Innenbereich (130) vorhandene Luft mit einer spezifizierten Gesamtrückführrate durch die Klimatisiervorrichtung bewegt, so dass die die Klimatisiervorrichtung durch den mindestens einen Ausgang der Klimatisiervorrichtung verlassende klimatisierte Luft von der mindestens einen Rückführvorrichtung durch eine Vielzahl von im zweiten Innenbereich (130) vorgesehenen Rückführströmungswegen drängt, die in eine gemeinsame Leitung zusammengeführt werden, um wiederaufzubereitende Luft zu einer in der gemeinsamen Leitung angeordneten Filtereinheit zur Entfernung von Verschmutzungselementen aus der in der Klimatisiervorrichtung aufzubereitenden Luft zu leiten;
wobei mit Ausnahme der mindestens einen Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) und der mindestens einen Ausströmöffnung aus dem ersten Innenbereich (150) der erste Innenbereich (150) und der zweite Innenbereich (130) im Wesentlichen von der Umgebungsluft außerhalb des Druckers abgeschlossen sind;
wobei die Abluft die im ersten Innenbereich (150) erzeugte überschüssige Wärme und Luftverschmutzung aus dem ersten Innenbereich (150) abführt;
wobei der Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität mindestens einen Mechanismus zur Entfernung von Luftverschmutzung aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft während der Wiederaufbereitung umfasst;
wobei die Klimatisierung und Wiederaufbereitung durch die Klimatisiervorrichtung eine Temperatursteuerungseinheit zur Steuerung der Temperatur des mindestens einen aus der Klimatisiervorrichtung ausströmenden Luftstroms innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs umfasst; und
wobei die Klimatisierung und Wiederaufbereitung durch die Klimatisiervorrichtung eine Luftfeuchtigkeitssteuerungseinheit zur Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit des mindestens einen aus der Klimatisiervorrichtung ausströmenden Luftstroms innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit umfasst.

2. Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trennelement mindestens einen Durchströmweg zwischen dem ersten Innenbereich (150) und dem zweiten Innenbereich (130) definiert, wobei dem Durchströmweg eine Durchströmrate von Luft von dem ersten Innenbereich (150) in den zweiten Innenbereich (130) und eine im Wesentlichen gleiche Durchströmrate von Luft von dem zweiten Innenbereich (130) in den ersten Innenbereich (150) zugeordnet ist und die Durchströmrate von dem zweiten Innenbereich (130) in den ersten Innenbereich (150) ein vorgegebener Bruchteil der spezifizierten Gesamtrückführrate des Rückführabschnitts der Vorrichtung zum Management der Luftqualität ist.

3. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Bruchteil weniger als 0,33 beträgt.

4. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trennelement ein Transportband zum Transport der Aufnahmeelemente (R₀-R₆, 645, 655) vorbei an den hintereinander geschalteten elektrostatografischen Bilderzeugungsmodulen umfasst.

5. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband die Form einer einen dritten Innenbereich umgebenden Röhre hat, wobei der dritte Innenbereich mit dem mindestens einen Durchströmweg kommuniziert, was zur Bildung eines Luftgemischs im dritten Innenbereich führt, wobei das Luftgemisch Eigenschaften zwischen den Eigenschaften der im ersten Innenbereich (150) vorhandenen Luft und den Eigenschaften der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft aufweist, wobei diese Eigenschaften die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit umfassen.

6. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem ersten Innenbereich (150) mittels des Abluftstroms abgeführte Luftverschmutzung mindestens ein Verschmutzungselement der folgenden Gruppe von Verschmutzungselementen umfasst: Amine, Acrolein, Ozon, Fixieröldampf, Wasserdampf, Partikel.

7. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, einen Auffrischungsstrom gefilterter Luft von außerhalb des Druckers mit einer spezifizierten Einströmrate durch mindestens eine Einströmleitung in den zweiten Innenbereich (130) zu leiten, wobei ein Kompensationsluftstromrate von ungefähr gleicher Stärke wie die spezifizierte Einströmrate den zweiten Innenbereich (130) in Richtung mindestens eines Orts außerhalb des zweiten Innenbereichs (130) verlässt.

8. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifizierte Einströmrate geteilt durch die Gesamtrückführrate weniger als 0,2 ergibt.

9. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in nächster Nähe zu jeder Einströmöffnung ein Aminofilter zum Ausfiltern von Aminverschmutzungen aus der durch die mindestens eine Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) einströmenden Umgebungsluft und/oder ein Partikelfilter zum Ausfiltern von Verschmutzungspartikeln aus der durch die mindestens eine Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) einströmenden Umgebungsluft vorgesehen ist.

10. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführabschnitt eine Vorrichtung zur Entfernung von Ozon aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft und/oder einen Teil der Filtereinheit bildenden Grobpartikelfilter zur Entfernung von Grobpartikeln aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft und/oder einen Teil der Filtereinheit bildenden Feinpartikelfilter zur Entfernung von Feinpartikeln aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft umfasst.