DE10252751A1

DE10252751A1 - Verfahren zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff und Fixiereinrichtung

Info

Publication number: DE10252751A1
Application number: DE10252751A
Authority: DE
Inventors: Knut Behnke; Hans-Otto Krause; Frank-Michael Morgenweck; Domingo Rohde; Detlef Dr. Schulze-Hagenest; Lars Seimetz
Original assignee: NexPress Solutions LLC
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-06-03

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist, Toner sicher und effizient auf einem Bedruckstoff zu fixieren. Bereitgestellt wird ein Verfahren und eine Fixiereinrichtung zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff bei einer Druckmaschine, wobei der Toner auf den Bedruckstoff übertragen wird und berührungslos am Bedruckstoff fixiert wird, wobei wenigstens eine Eigenschaft des Bedruckstoffs bestimmt wird und ein Fixierparameter auf der Grundlage der Messung eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Einrichtung nach Anspruch 18.

Das Gebiet von Druckmaschinen enthält verschiedene Druckprinzipien, denen gemeinsam ist, dass ein Toner auf einen Bedruckstoff übertragen wird und ein Druckbild bildet. Siehe hierzu "Handbuch der Printmedien", Autor Helmut Kipphan, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, ISBN 3-540-66941-8, Auflage 2000, insbesondere S. 41-61, S. 172-183, S. 709-792. Das Druckbild ist jedoch nach dem Übertragen des Toners nicht ausreichend fest mit dem Bedruckstoff verbunden, der Toner wird anschließend noch mit dem Bedruckstoff verzahnt und an diesem fixiert. Hierzu werden im Stand der Technik Fixierwalzen verwendet, die am Bedruckstoff abrollen und den Toner mit Hilfe von Wärme und Druck sicher am Bedruckstoff fixieren. Eine weitere Möglichkeit sieht das berührungslose Fixieren des Toners am Bedruckstoff vor, etwa mit Hilfe von Mikrowellen. Hierbei wird der Bedruckstoff mit dem Toner mit Mikrowellen bestrahlt, wobei der Toner schmilzt und sich mit dem Bedruckstoff verbindet. Dabei wird ein Teil der Mikrowellenenergie vom Bedruckstoff absorbiert.

Nachteilhaft bei den Verfahren des berührenden Fixieren ist, dass durch die Berührung Verschleiß an den Fixierwalzen auftreten kann.

Nachteilhaft bei den Verfahren des Stands der Technik zum berührungslosen Fixieren ist, dass die Energieeffizienz niedrig ist.

Nachteilhaft insbesondere beim Fixieren mit Hilfe von Mikrowellen ist, dass starke Schwankungen bei der Qualität des Fixierergebnisses auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist, Toner sicher und effizient auf einem Bedruckstoff zu fixieren.

Die Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrichtungsanspruchs 18.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff bei einer Druckmaschine vorgesehen, wobei der Toner auf den Bedruckstoff übertragen wird und berührungslos am Bedruckstoff fixiert wird, eine Eigenschaft des Bedruckstoffs bestimmt wird und ein Fixierparameter auf der Grundlage der Messung eingestellt wird. Hierdurch wird ein Fixierparameter bedruckstoffabhängig eingestellt, der Bedruckstoff wird in individueller Weise behandelt. Zu hohe Fixiertemperaturen, welche den Bedruckstoff beschädigen können, und zu niedrige Fixiertemperaturen, welche den Toner ungeeignet auf dem Bedruckstoff fixieren, werden vermieden. Die für das berührungslose Fixieren erforderliche Energie wird effizient verwendet. Der Toner wird sicher mit dem Bedruckstoff verbunden. Einstellbare Fixierparameter sind beispielsweise die abgegebene Mikrowellenleistung, die Abstimmung des Mikrowellenresonators oder die Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffes.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei einer beispielhaften besonderen Ausführungsform der Verfahren wird als Eigenschaft des Bedruckstoffs seine Feuchte bestimmt.

Bei einer weiteren beispielhaften besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird zum Fixieren eine Mikrowelleneinrichtung verwendet.

Vorteilhaft wird die Feuchte des Bedruckstoffs mittels einer Ausgleichsfeuchtemessung bestimmt.

Bei einer Ausführungsform wird die Feuchte des Bedruckstoffs mittels einer kapazitiven Messung bestimmt.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Feuchte des Bedruckstoffs mittels einer Infrarot-Multi-Filter-Messung bestimmt.

Besonders vorteilhaft wird die Feuchte des Bedruckstoffs mittels einer Messung der Absorptionseigenschaften von Mikrowellen durch den Bedruckstoff bestimmt.

Bei einer anderen Ausführungsform wird die Leitfähigkeit des Bedruckstoffs mittels einer Widerstandsmessung des Bedruckstoffs bestimmt.

Ferner wird die Feuchte des Bedruckstoffs nach dem Fixieren bestimmt und auf der Grundlage der Messung entschieden, ob der Bedruckstoff vor dem Zuführen zum Widerdruck befeuchtet wird.

Bei einer anderen Ausführungsform wird der Bedruckstoff mittels Mikrowelle schwach erwärmt, die Temperatur des Bedruckstoffs wird gemessen und anhand der Erwärmung des Bedruckstoffs wird die Fixiertemperatur eingestellt.

Vorteilhaft ist eine Fixiereinrichtung vorgesehen mit einer Befeuchtungseinrichtung, einem Vernebler zum Übertragen von Flüssigkeit auf den Bedruckstoff und einem löchrigen Transportband zum Transportieren des Bedruckstoffs und zum Durchlassen der Flüssigkeit vom Vernebler.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren beschrieben.
1 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Mikrowelleneinrichtung und einer Kondensatoreinrichtung zum Messen der Feuchte eines Bedruckstoffs,
2 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit einer Mikrowelleneinrichtung und einem Pyrometer zum Messen der Wärmestrahlung des Bedruckstoffs,
2a zeigt einen Kurvenverlauf der elektrischen Feldstärke als Funktion des Weges entlang des Transportwegs des Bedruckstoffs im Mikrowellenresonator,
2b zeigt einen Kurvenverlauf der Temperatur am Bedruckstoff als Funktion des Weges entlang des Transportwegs des Bedruckstofts im Mikrowellenresonator,
3 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit einer Mikrowelleneinrichtung, einem Temperatursensor, Weichen und einer Befeuchtungskammer zum Befeuchten des Bedruckstofts,
4 zeigt Kurvenverläufe der Absorption von Mikrowellenstrahlung als Funktion der Bedruckstoffgrammatur bei verschiedenen Güten des Mikrowellenresonators,
5 zeigt Kurvenverläufe der Absorption von Mikrowellenstrahlung als Funktion der Bedruckstoffgrammatur bei Verschiebung der Güte des Mikrowellenresonators mittels einer dielektrischen Last,
6 zeigt einen Kurvenverlauf der Rückwärts-Leistung von Mikrowellenstrahlung als Funktion der Bedruckstoffgrammatur,
7 zeigt Kurvenverläufe der Absorption von Mikrowellenstrahlung als Funktion der Bedruckstoffgrammatur mit einer Verschiebung der Kurve bei einer veränderten Feuchte des Bedruckstoffs,
8 zeigt Kurvenverläufe der Rückwärts-Leistung von Mikrowellenstrahlung als Funktion der Bedruckstoffgrammatur mit einer Verschiebung der Kurve bei einer veränderten Feuchte des Bedruckstofts entsprechend 7,
9 zeigt einen Mikrowellenresonator mit einer dielektrischen Last vor einer Fixiereinrichtung zum Einstellen einer minimalen Rückwärtsleistung.
1 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer Ausführungsform der Erfindung zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff 1, insbesondere mit einer Mikrowelleneinrichtung auf Trockentonern basierend. Bei den Verfahren des Mikrowellenfixierens hat sich herausgestellt, dass dieses Fixierverfahren abhängig von den Eigenschaften des Bedruckstoffes ist, die Energieeffizienz ist von den Absorptionseigenschaften des Bedruckstoffs 1 und insbesondere dessen Feuchtigkeitsgehalt abhängig. Bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform nach 1 ist die Eigenschaft des Bedruckstoffs 1, die bestimmt wird, seine Kapazität und der Fixierparameter, der eingestellt wird, ist die Fixiertemperatur. Die Eigenschaft des Bedruckstoffs 1, die bestimmt wird, und der Fixierparameter, der eingestellt wird, können auch andere Größen umfassen, wie in den anderen Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Bestimmbare Eigenschaften des Bedruckstofts sind beispielsweise die Feuchte oder die Wärme des Bedruckstoffs. Einstellbare Fixierparameter sind beispielsweise die abgegebene Mikrowellenleistung, die Abstimmung eines Mikrowellenresonators einer Mikrowelleneinrichtung oder die Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffes 1. Der Toner wird in der Druckmaschine auf den Bedruckstoff 1 übertragen und bildet das Druckbild auf dem Bedruckstoff 1. Der Bedruckstoff 1 ist im vorliegenden Beispiel ein Bogen Papier und wird auf einem endlosen Transportband 10 in Richtung des Pfeils befördert, von dem in 1 ein Abschnitt dargestellt ist. Der Toner besteht beim Mehrfarbdruck aus mehreren übereinander liegenden Schichten, welche das farbige Druckbild auf dem Bedruckstoff 1 bilden. Der Bedruckstoff 1 wird durch zwei Kondensatorplatten 5 durchgeführt, die oberhalb und unterhalb des Bedruckstofts 1 angeordnet sind. Die Kondensatorplatten 5 bilden ein elektrisches Feld zwischen sich aus, durch welches der Bedruckstoff 1 durchgeführt wird, und sind mit einer Messeinrichtung 19 verbunden, welche die Kapazität zwischen den Kondensatorplatten 5 misst. Die Breite der Kondensatorplatten 5 beträgt beispielsweise zwei Zentimeter in Transportrichtung betrachtet, die Länge der Kondensatorplatten 5 beträgt 30 cm, die Meßfrequenz wird der erwarteten Kapazitätsänderung zwischen der Kapazität mit und ohne Bedruckstoff 1 angepasst und liegt im Bereich von 10Hz bis 10GHz, vorzugsweise 1 MHz bis 100MHz. Die Kondensatorplatten 5 und die Messeinrichtung 19 werden von einer Kondensatoreinrichtung 16 umfasst, die gestrichelt umrahmt ist. Die Kapa zität, welche von der Messeinrichtung 19 gemessen wird, verändert sich in Abhängigkeit vom Bedruckstoff 1, welcher zwischen den Kondensatorplatten 5 durchgeführt wird. In Abhängigkeit von der Feuchte des Bedruckstoffs 1 verändert sich die an der Messeinrichtung 19 gemessene Kapazität. Die aktuell gemessene Kapazität wird zu einer Steuerungseinrichtung 15 übertragen. Die Steuerungseinrichtung 15 umfasst Speicher, in welchen Kapazitätsdaten von Kapazitäten gespeichert sind, welche zwischen den Kondensatorplatten 5 ohne Bedruckstoff 1 und bei Vorhandensein verschiedener Bedruckstoffarten ausgebildet sind. Bedruckstoffarten sind beispielsweise Papier, Karton, Pappe oder Kunststoff, jeweils verschiedener Dichte. Insbesondere sind in den Speichern der Steuerungseinrichtung 15 Kapazitätsdaten verschiedener Bedruckstoffarten bei unterschiedlicher Feuchte abgelegt, wobei die unterschiedliche Feuchte des Bedruckstoffs 1 zu verschiedenen Kapazitätswerten zwischen den Kondensatorplatten 5 führt. Bei Kenntnis der Bedruckstoffart des in der Druckmaschine vorliegenden Druckauftrages ist durch einen Vergleich der gespeicherten Kapazitätsdaten mit der aktuell während der Druckvorgangs gemessenen Kapazität die Feuchte des vorliegenden Bedruckstoffs 1 einer bestimmten Bedruckstoffart bestimmbar. Die Kenntnis der Bedruckstoffart ist erforderlich, da diese die in der Kondensatoreinrichtung 16 gemessene Kapazität beeinflusst. Außerdem beeinflusst die Tonerbelegung und die elektrische Aufladung des Bedruckstoffs 1 die in der Kondensatoreinrichtung 16 gemessene Kapazität. Die Tonerbelegung bezeichnet die Tonerart und Dicke der Tonerschicht auf dem Bedruckstoff 1. Diese ist in der Steuerungseinrichtung 15 für jeden Druckauftrag bekannt und wird bei der Auswertung der Kapazität in der Steuerungseinrichtung 15 entsprechend berücksichtigt. Außerdem beeinflusst die elektrostatische Aufladung des Bedruckstoffs 1 und des Transportbands 10 die gemessene Kapazität. Um diese Beeinflussung zu beachten, wird die elektrostatische Aufladung des Bedruckstoffs 1 und/ oder des Transportbands 10 beispielsweise mittels eines kontaktlosen elektrostatischen Voltmeters gemessen und bei der Auswertung der Kapazität in der Steuerungseinrichtung 15 entsprechend berücksichtigt. Hinter den Kondensatorplatten 5 befindet sich ein Mikrowellenresonator 3, der von einer Mikrowellenquelle 9 gespeist wird. Im Mikrowellenresonator 3 ist ein Mikrowellenfeld ausgebildet, welches dazu dient, den Toner auf dem Bedruckstoff 1 berührungslos zu fixieren. Hierzu wird der Bedruckstoff 1 durch den Mikrowellenresonator 3 geführt, wobei der Bedruckstoff 1 und der Toner durch die Mikrowellenenergie erwärmt wird. Die Steuerungseinrichtung 15, welche Messdaten von den Kondensatorplatten 5 erhält, welche mit den gespeicherten Kapazitätsdaten verglichen werden, steuert die Mikrowellenquelle 9 an. Aufgrund des Vergleichs der gespeicherten mit den gemessenen Daten wird ein Wert zugeordnet, mit welchem die Steuerungseinrichtung 15 die Mikrowellenquelle 9 ansteuert. Die Mikrowellenquelle 9 stellt dem Mikrowellenresonator 3 als Reaktion darauf eine bestimmte Mikrowellenleistung bereit, welche ganz oder teilweise vom Bedruckstoff 1 und der darin enthaltenen Feuchtigkeit absorbiert wird und den Bedruckstoff 1 erwärmt. In einer anderen Ausführung ändert die Fixiereinrichtung 14 anstelle der Mikrowellenleistung die Vorschubgeschwindigkeit des Bedruckstoffes 1. In einer weiteren Ausführung wird die Anpassung der Mikrowellenleistung an den Bedruckstoff 1 nachgeführt, d.h. die Einstellung von Abstimmelementen, die die Eingangsimpedanz des mit dem Bedruckstoff 1 gefüllten Mikrowellenresonators 3 an die Ausgangsimpedanz der Mikrowellenquelle 9 anpassen, wird in Abhängigkeit vom Bedruckstoff 1 gewählt. Allen diesen Änderungen ist gemeinsam, dass die vom Bedruckstoff 1 absorbierte Energie konstant bleibt. Die aus diesem Vorgang resultierende Temperatur des Bedruckstoffs 1 wird im folgenden Fixiertemperatur genannt. Die Mikrowellenleistung stellt bei dieser Ausführungsform den Fixierparameter dar, welcher auf der Grundlage der Messung einer Eigenschaft des Bedruckstofts 1, hier beispielhaft die Kapazität des Bedruckstoffs 1 in der Kondensatoreinrichtung 16, eingestellt wird. Auf diese Weise wird im Mikrowellenresonator 3 eine Mikrowellenleistung bereitgestellt, welche der Feuchte des Bedruckstoffs 1 einer bestimmten Bedruckstoffart, die wie beschrieben kapazitiv bestimmt wird, angepasst ist. Der Toner wird im Mikrowellenresonator 3 in geeigneter Weise auf dem Bedruckstoff 1 fixiert.
2 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Bedruckstoff 1 auf einem endlosen Transportband 10 durch eine Druckmaschine befördert wird. Bei dieser Ausführungsform nach 2 ist die Eigenschaft des Bedruckstoffs 1, die bestimmt wird, seine Wärme und der Fixierparameter, welcher eingestellt wird, ist die Fixiertemperatur. In 2 ist ein Abschnitt des Transportbands 10 dargestellt, das in Richtung des Pfeils bewegt wird. Der Bedruckstoff 1 wird durch den Mikrowellenresonator 3 geführt, welcher von einer Mikrowellenquelle 9 gespeist wird. Der Mikrowellenresonator 3 weist an einer Stelle eine kleine Öffnung auf, bei der ein Pyrometer 12 angeordnet ist. Das Pyrometer 12 misst die vom Bedruckstoff 1 ausgestrahlte Wärmestrahlung durch die Öffnung im Mikrowellenresonator 3, die Temperatur am Bedruckstoff 1 wird bestimmt. Die Öffnung im Mikrowellenresonator 3 ist im vorderen Teil von dieser ausgeführt, die Temperatur des Bedruckstoffs 1 wird daher kurz hinter der Zuführung zum Mikrowellenresonator 3 bestimmt, wie schematisch durch die gestrichelte Linie dargestellt. 2b zeigt einen Kurvenverlauf der Temperatur T am Bedruckstoff 1 entlang des Weges s im Mikrowellenresonator 3. Die Temperatur T steigt im vorderen Teil des Mikrowellenresonators 3 zunächst langsam an, steigt dann stark an und erhöht sich dann im hinteren Teil des Mikrowellenresonators 3 wieder weniger. Dieser Kurvenverlauf nach 2b wird bei Ansicht des Kurvenverlaufs nach 2a verständlich, welcher die elektrische Feldstärke E als Funktion des Weges s entlang des Transportweges des Bedruckstoffs 1 im Mikrowellenresonator 3 beschreibt. Diese Kurve nach 2a verläuft etwa parabelförmig mit einem Maximum der elektrischen Feldstärke E etwa bei der Mitte des Mikrowellenresonators 3. Bereits im vorderen Teil des Mikrowellenresonators 3 kann anhand des Kurvenverlaufs nach 2a festgestellt werden, ob die Fixiertemperatur im Mikrowellenresonator 3 für den vorliegenden Bedruckstoff 1 geeignet ist. Die vom Pyrometer 12 gemessene Temperatur T des Bedruckstoffs 1 wird zur Steuerungseinrichtung 15 übertragen. In der Steuerungseinrichtung 15 wird die Temperatur T, die beispielsweise an der Stelle s1 gemessen wird, einem Wert zugeordnet, mit welchem die Mikrowellenquelle 9 angesteuert wird. Die Mikrowellenquelle 9 stellt dem Mikrowellenresonator 3 eine dem Wert aus der Steuerungseinrichtung 15 zugeordnete Mikrowellenleistung zur Verfügung. Ist die vom Pyrometer 12 am Bedruckstoff 1 im Mikrowellenresonator 3 gemessene Temperatur T beispielsweise zu hoch, so dass der Toner zu stark erwärmt wird, so wird die Mikrowellenquelle 9 derart angesteuert, dass die Leistung im Mikrowellenresonator 3 derart verringert wird, dass der Toner geeignet am Bedruckstoff 1 fixiert wird. In diesem Fall wird die Mikrowellenleistung im Mikrowellenresonator 3 verringert und der Bedruckstoff 1 wird weniger erwärmt, die Kurve nach 2b verläuft zu tieferen Temperaturen verschoben. Ist die vom Pyrometer 12 am Bedruckstoff 1 im Mikrowellenresonator 3 gemessene Temperatur T beispielsweise zu niedrig, so dass der Toner nicht geeignet am Bedruckstoff 1 fixiert wird, so wird die Mikrowellenquelle 9 derart angesteuert, dass die Leistung im Mikrowellenresonator 3 derart erhöht wird, dass der Toner geeignet am Bedruckstoff 1 fixiert wird. In diesem Fall wird die Mikrowellenleistung im Mikrowellenresonator 3 erhöht und der Bedruckstoff 1 wird stärker erwärmt, die Kurve nach 2b verläuft zu höheren Temperaturen verschoben. Die Ansprechzeit des Pyrometers 12 ist kleiner oder gleich dem Quotienten aus dem Messfleckdurchmesser am Bedruckstoff 1 geteilt durch die Geschwindigkeit des Bedruckstoffs 1. Damit ist sichergestellt, dass die Messzeit sowie die Reaktion der Steuerungseinrichtung 15 auf die Messung der Temperatur des Bedruckstofts 1 für das Einstellen der Fixiertemperatur ausreichend ist.
3 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Mikrowellenresonator 3' mit einer Mikrowellenquelle 9' bei dem Transportband 10 angeordnet ist. Der Bedruckstoff 1 mit Toner wird durch den Mikrowellenresonator 3'' geführt und in diesem durch die Mikrowellen mit schwacher Leistung nur so schwach erwärmt, dass der Toner nicht schmilzt. Hinter dem Mikrowellenresonator 3'' ist ein Temperatursensor 4 angeordnet, welcher die Temperatur am Bedruckstoff 1 bestimmt. Die vom Temperatursensor 4 gemessene Temperatur wird zur Steuerungseinrichtung 15 übertragen. Auf der Grundlage der gemessenen Temperatur steuert die Steuerungseinrichtung 15 Weichen 13, 13'' an, wobei die Weiche 13 den Bedruckstoff 1 entweder auf einen Transportweg 2 leitet oder auf ein gelöchertes Transportband 11, welches als Abschnitt des Transportbands 10 ausgeführt ist. Die Weichen 13, 13'' sind zu diesem Zweck schwenkbar ausgeführt. Wenn der Bedruckstoff 1 wegen der vorhergehenden Fixierung der Schöndruckseite zu trocken ist, schwenkt die Weiche 13 in ihre untere Lage, so dass der Bedruckstoff 1 vom Transportband 10 auf das gelöcherte Transportband 11 befördert wird. Das gelöcherte Transportband 11 befördert den Bedruckstoff 1 durch eine Befeuchtungskammer 6, welche beispielsweise einen Vernebler 7 umfasst. Der Vernebler 7 erzeugt eine feinverteilte Flüssigkeit, welche in Richtung des gelöcherten Transportbands 11 geleitet wird, durch die Löcher im Transportband 11 gelangt und den Bedruckstoff 1 befeuchtet. Anschließend verlässt der Bedruckstoff 1 die Befeuchtungskammer 6 und wird über die Weiche 13'', welche wie die Weiche 13 nach unten geschwenkt ist, auf das Transportband 10'' transportiert. In dem anderen Fall, wenn durch die Messungen des Temperatursensors 4 und die Auswertung der Messungen in der Steuerungseinrichtung 15 festgestellt wird, dass der Bedruckstoff 1 eine ausreichende Feuchte aufweist, steuert die Steuerungseinrichtung 15 die Weichen 13, 13'' derart an, dass diese in ihre obere Lage schwenken. Wenn sich die Weichen 13, 13'' in ihrer oberen Lage befinden, wird der Bedruckstoff 1 nicht in Richtung der Befeuchtungskammer 6 sondern in Richtung des Transportwegs 2 an der Befeuchtungskammer 6 vorbei befördert, etwa wie in 3 ersichtlich. In beiden Fällen, wenn der Bedruckstoff 1 in der Befeuchtungskammer 6 befeuchtet wird und wenn der Bedruckstoff 1 an der Befeuchtungskammer 6 vorbei geleitet wird, gelangt dieser auf das Transportband 10'', welches der Befeuchtungskammer 6 nachgeordnet ist. Das Transportband 10'' ist beispielsweise ein Abschnitt des Transportbands 10 und des gelöcherten Transportbands 11 oder ein endloses Transportband, welches unabhängig von diesen ist. Das Transportband 11'' befördert den Bedruckstoff 1 durch den Mikrowellenresonator 3, welcher von der Mikrowellenquelle 9 gespeist wird. Aufgrund der gemessenen Erwärmung nach dem Mikrowellenresonator 3'' mit dem Temperatursensor 4 wird nun die Fixiertemperatur im Mikrowellenresonator 3 mittels der oben beschriebenen Möglichkeiten eingestellt.
4 zeigt Kurvenverläufe der Absorption von Mikrowellen vom Mikrowellenresonator 3 in Prozent als Funktion der Bedruckstoffgrammatur in Gramm je Quadratmeter. Die Bedruckstoffgrammatur bezeichnet die Masse des Bedruckstoffs 1 je Fläche. Die Kurve a bezeichnet eine niedrige Güte des Mikrowellenresonators 3 über den Bereich der Bedruckstoffgrammatur, wobei der Kurvenverlauf der Kurve a flach mit einem Maximum bei etwa 200 g/m² ist. Die Kurve b bezeichnet eine hohe Güte des Mikrowellenresonators 3 in einem bestimmten Abschnitt der Bedruckstoffgrammatur, wobei der Kurvenverlauf der Kurve b steil mit einem Maximum bei etwa 200 g/m² ist. Die Absorption der Mikrowellen durch den Bedruckstoff 3 ist bei der Kurve b in einem Abschnitt b1 größer als bei der Kurve a. Dies bedeutet, bei diesem Abschnitt b1 nach 4 ist die Absorption der Mikrowellen im Mikrowellenresonator 3 durch den Bedruckstoff 1 vorteilhaft hoch.
5 zeigt Kurvenverläufe der Absorption von Mikrowellen als Funktion der Bedruckstoffgrammatur in Prozent bei Verschiebung der Güte des Mikrowellenresonators 3 mittels einer dielektrischen Last. Die dielektrische Last ist zu diesem Zweck im Mikrowellenresonator 3 drehend oder linear beweglich angeordnet. Die dielektrische Last ist etwa als gesteuerter Kunststoffstab ausführbar, der in den Mikrowellenresonator 3 eingreift. Durch Bewegen der dielektrischen Last wird bei einem Mikrowellenresonator 3 mit hoher Güte die Abstimmung auf eine bestimmte Bedruckstoffgrammatur optimiert. Es werden Kurvenverläufe c und d gemäß 5 erreicht. Auf diese Weise ist die Fixiereinrichtung 14 für verschiedene Bedruckstoffgrammaturen verwendbar bei gleichzeitig hoher Effizienz der Fixiereinrichtung 14. Bei einem Wechsel des Bedruckstoffs 1 wird die dielektrische Last bewegt, so dass sich der Kurvenverlauf beispielsweise von der Kurve c zu der Kurve d verändert. Dies wird durchgeführt, wenn sich der Bedruckstoff 1 in der Druckmaschine ändert von einer Grammatur von beispielsweise etwa 150 g/m², bei welcher im Mikrowellenresonator 3 ein Kurvenverlauf nach c ausgebildet ist, zu einer Grammatur von beispielsweise etwa 230 g/m², bei welcher im Mikrowellenresonator 3 ein Kurvenverlauf nach d ausgebildet ist. Für beide Grammaturen wird folglich eine hohe Absorption der Mikrowellen im Mikrowellenresonator 3 erzielt. Hierdurch ist gewährleistet, dass stets eine maximale Absorption der Mikrowellenstrahlung durchgeführt wird und die Mikrowelleneinrichtung mit hoher Effizienz betrieben wird.
6 zeigt einen Kurvenverlauf der Rückwärts-Leistung von Mikrowellenstrahlung in Prozent als Funktion der Bedruckstoffgrammatur in Gramm je Quadratmeter. Die Rückwärts-Leistung verhält sich zur Absorption der Mikrowellenstrahlung reziprok proportional und stellt die Strahlungsleistung dar, die im Mikrowellenresonator 3 absorbiert wird. Die Rückwärtsleistung ist hier dargestellt im Verhältnis zur abgegebenen Mikrowellenleistung, d.h. die vom Bedruckstoff 1 nicht absorbierte Leistung der Mikrowellenstrahlung in Prozent. Da diese Größe mess technisch einfach über eine Messdiode zu ermitteln ist, kann sie in der Praxis als Maß für die Anpassung des Mikrowellenresonators 3 verwendet werden. Die Kurve e weist ein Minimum der Rückwärts-Leistung bei einer Grammatur von etwa 200 g/m² auf. Die Rückwärts-Leistung nimmt für andere Grammaturen sehr hohe Werte im Bereich von 80% bis 99% an, wie in 6 ersichtlich. Die reflektierte Leistung für einen Bedruckstoff 1 mit einem Gewicht je Fläche von etwa 200 g/m² geht gegen Null, daher ist die Verwendung der Kurve e bei diesem Bedruckstoff 1 geeignet.
7 zeigt Kurvenverläufe der Absorption von Mikrowellenstrahlung als Funktion der Bedruckstoffgrammatur in Prozent bei einer veränderten Feuchte des Bedruckstofts 1. Wenn sich der Feuchtegehalt des Bedruckstofts 1 ändert, etwa wegen eines Feuchteverlustes nach einem Durchlauf durch die Fixiereinrichtung, verschiebt sich die Kurve nach links. Die gestrichelte Kurve g bezeichnet den ursprünglichen Verlauf bei einer bestimmten Bedruckstofffeuchte und die Kurve f bezeichnet den Verlauf bei einem Feuchteverlust des Bedruckstoffs 1 von zwei Prozent. Die Kurve f ist im Vergleich zur Kurve g nach links verschoben, d.h. das Maximum der Absorption der Mikrowellenstrahlung ist auch nach links verschoben von einem Wert von etwa 200 g/m² zu einem Wert von etwa 180 g/m². Die Verschiebung des Maximums der Güte aufgrund des Verlustes von zwei Prozent der absoluten Feuchte des Bedruckstofts 1 liegt bei etwa 20 g/m². Wenn in der Druckmaschine ein Bedruckstoff 1 mit einem Gewicht je Fläche von 200 g/m² für eine beidseitige Bedruckung verwendet wird und die Fixierung des Toners an der ersten Seite des Bedruckstoffs 1 oder Schöndruckseite zu einem Feuchteverlust des Bedruckstoffs 1 führt, so dass sich die Kurve von g nach f verschiebt, so wird der Bedruckstoff 1 durch die Befeuchtungskammer 6 geführt, so dass die Feuchte des Bedruckstoffs 1 um zwei Prozent erhöht wird und sich der Kurvenverlauf nach g einstellt.
8 zeigt Kurvenverläufe der Rückwärts-Leistung von Mikrowellenstrahlung als Funktion der Bedruckstoffgrammatur in Prozent bei einer veränderten Feuchte des Bedruckstoffs 1 entsprechend 7. Die Kurvenverläufe der 8 entsprechen den umgekehrten Kurvenverläufen nach 7. Die gestrichelte Kurve i beschreibt die Rückwärts-Leistung der Mikrowellenstrahlung bei einer bestimmten Feuchte entsprechend der Kurve g, die Kurve h beschreibt die Rückwärts-Leistung der Mikrowellenstrahlung bei einer Verringerung der Feuchte des Bedruckstoffs 1 von zwei Prozent, entsprechend der Kurve f. Es ergeben sich Minima bei der ursprünglichen Feuchte des Bedruckstofts 1 nach der Kurve i bei etwa 200 g/m² und bei einem Feuchteverlust von zwei Prozent nach der Kurve h nach dem Fixieren der Schöndruckseite von etwa 180 g/m² Gewicht je Fläche.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die Rückwärts-Leistung lässt sich hierbei regelungstechnisch verwenden, indem ein Mikrowellenresonator 23 mit niedriger Leistung und einer oszillierenden dielektrischen Last 24 der Fixiereinrichtung 14 mit zwei aufeinanderfolgenden Mikrowellenresonatoren 3 vorgeschaltet wird. Dabei wird die Leistung des vorgeschalteten Mikrowellenresonators 23 so klein gewählt, dass keine oder nur eine geringe Erwärmung des Bedruckstoffes 1 stattfindet. Die oszillierende dielektrische Last 24 verschiebt den Punkt mit der minimalen Rückwärtsleistung, wie in der 8 dargestellt, nun periodisch und kontinuierlich über einen weiten Bereich der Bedruckstoffgrammaturen. Der Begriff Bedruckstoffgrammatur bezeichnet die Masse je Fläche des Bedruckstofts 1. Dabei entspricht eine bestimmte Position der dielektrischen Last 24, die beweglich ist, wie durch den doppelseitigen Pfeil in 9 dargestellt,
einer bestimmten optimalen Abstimmung, bei welcher die Rückwärtsleistung minimal ist. Passiert der Bedruckstoff 1 nun den vorgeschalteten Mikrowellenresonator 23, dann wird die minimale Rückwärtsleistung bei einer bestimmten Position der dielektrischen Last 24 gemessen. Diese Position der dielektrischen Last 24 wird als Grundlage verwendet, um die Fixiereinrichtung 14 auf den Bedruckstoff 1 einzustellen, beispielsweise durch das Einstellen wenigstens einer weiteren dielektrischen Last 24'', die sich in den Mikrowellenresonatoren 3 der Fixiereinrichtung 14 befinden.
Beispielsweise passiert ein Bedruckstoff 1 mit der Bedruckstoffgrammatur von 220 g/m² den vorgeschalteten Mikrowellenresonator 23. Die im Mikrowellenresonator 23 befindliche kontinuierlich oszillierende dielektrische Last 24 und eine angeschlossene Messdiode registrieren eine minimale Rückwärtsleistung bei einer bestimmten Eindringtiefe der dielektrischen Last 24 von beispielsweise 22 mm.
In der nachgeschalteten Fixiereinrichtung 14 mit Mikrowellen befindet sich ebenfalls eine dielektrische Last 24'', die nun ebenfalls auf 22 mm eingestellt wird, d.h. um 22 mm aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird, bevor der Bedruckstoff 1 die Fixiereinrichtung 14 mit den Mikrowellenresonatoren 3 erreicht.
Falls der Bedruckstoff 1 nun, wie in der Beschreibung zu 8 beschrieben, vor dem Widerdruck durch Feuchtigkeitsverlust seine Absorptionseigenschaften ändert und die minimale Rückwärtsleistung bei einer anderen Position der dielektrischen Last 24 erreicht wird, beispielsweise 25 mm, so wird die dielektrische Last 24' der Fixiereinrichtung 14 mit Mikrowellen entsprechend der veränderten Position nachgeführt, so dass das Minima der Rückwärtsleistung bei veränderten Absorptionseigenschaften des Beruckstoffs 1 genutzt wird. Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dass die Fixiereinrichtung 14 immer mit der höchsten Effizienz arbeitet.

Claims

Verfahren zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff (1) bei einer Druckmaschine, wobei der Toner auf den Bedruckstoff (1) übertragen wird und berührungslos am Bedruckstoff (1) fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Eigenschaft des Bedruckstofts (1) bestimmt wird und ein Fixierparameter auf der Grundlage der Messung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Eigenschaft des Bedruckstofts (1) seine Feuchte bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren von Toner auf den Bedruckstoff (1) eine Mikrowelleneinrichtung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstofts (1) bestimmt wird und der Bedruckstoff (1) unter Verwendung von Mikrowellen erwärmt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstofts (1) bestimmt wird, der Bedruckstoff (1) unter Verwendung von Mikrowellen einer Mikrowelleneinrichtung erwärmt wird und der einzustellende Fixierparameter die Abgabeleistung einer Mikrowellenquelle (9) der Mikrowelleneinrichtung bezeichnet.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstofts (1) bestimmt wird, der Bedruckstoff (9) unter Verwendung von Mikrowellen der Mikrowelleneinrichtung erwärmt wird und der einzustellende Fixierparameter die Abstimmung eines Mikrowellenapplikators der Mikrowelleneinrichtung bezeichnet.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstoffs (1) bestimmt wird, der Bedruckstoff (1) unter Verwendung von Mikrowellen erwärmt wird und der einzustellende Fixierparameter die Geschwindigkeit bezeichnet, mit dem sich der Bedruckstoff (1) beim Fixieren bewegt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstoffs (1) mittels einer Ausgleichsfeuchtemessung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstoffs (1) mittels einer kapazitiven Messung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstofts (1) mittels einer Infrarot-Multi-Filter-Messung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstoffs (1) mittels Frequenzänderungen von Mikrowellenstrahlung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstofts (1) dadurch bestimmt wird, dass die Leitfähigkeit des Bedruckstoffs (1) mittels einer Widerstandsmessung des Bedruckstoffs (1) gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme des Bedruckstofts (1) mittels einer Wärmestrahlungsmessung bestimmt wird und die Fixiertemperatur auf der Grundlage der Wärmestrahlungsmessung gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstoffs (1) nach dem Drucken und vor dem Fixieren bestimmt wird und auf der Grundlage der Messung entschieden wird, ob der Bedruckstoff (1) vor dem Fixieren befeuchtet wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Bedruckstoffs (1) nach dem Fixieren bestimmt wird und auf der Grundlage der Messung entschieden wird, ob der Bedruckstoff (1) vor dem Zuführen zum Widerdruck befeuchtet wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff (1) vor dem Fixieren schwach erwärmt wird, die Temperatur des Bedruckstoffs (1) gemessen wird und die Fixiertemperatur anhand der Erwärmung des Bedruckstofts (1) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff (1) mittels Mikrowellen schwach erwärmt wird, die Temperatur des Bedruckstoffs (1) gemessen wird und die Fixiertemperatur anhand der Erwärmung des Bedruckstoffs (1) eingestellt wird.
Fixiereinrichtung (14) zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff (1) bei einer Druckmaschine, insbesondere zum Anwenden des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer berührungslosen Fixiereinrichtung (14), gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung zum Bestimmen einer Eigenschaft des Bedruckstoff (1) und eine Temperatursteuerung der Fixiereinrichtung (14).
Fixiereinrichtung (14) zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff (1) nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Feuchtemesseinrichtung zum Messen der Feuchte des Bedruckstoffs (1).
Fixiereinrichtung (14) zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff (1) nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch eine Mikrowelleneinrichtung zum Erwärmen des Bedruckstoffs (1).
Fixiereinrichtung (14) zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, gekennzeichnet durch eine Regulierungseinrichtung zum Einstellen der Abgabeleistung der Mikrowellenquelle (9).
Fixiereinrichtung (14) zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, gekennzeichnet durch eine Abstimmeinrichtung zum Abstimmen eines Mikrowellenapplikators der Mikrowelleneinrichtung.
Fixiereinrichtung (14) zum Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einstellen der Geschwindigkeit eines Transportbands (10).
Fixiereinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 18 bis 23, gekennzeichnet durch eine Ausgleichsfeuchtemesseinrichtung zum Messen der Feuchte des Bedruckstoffs (1).
Fixiereinrichtung (14) einem der Ansprüche 18 bis 24, gekennzeichnet durch eine Kondensatoreinrichtung (16) zum kapazitiven Messen der Feuchte des Bedruckstoffs (1).
Fixiereinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 18 bis 25, gekennzeichnet durch eine Widerstandsmesseinrichtung zum Messen der Leitfähigkeit des Bedruckstoffs (1).
Fixiereinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 18 bis 26, gekennzeichnet durch eine Infrarotmesseinrichtung zum Messen der Feuchte des Bedruckstoffs (1).
Fixiereinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 18 bis 27, gekennzeichnet durch eine Mikrowellenmesseinrichtung zum Bestimmen der Feuchte des Bedruckstoffs (1) mittels einer Messung der Absorptionseigenschaften von Mikrowellen durch den Bedruckstoff.
Fixiereinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 18 bis 28, gekennzeichnet durch eine Befeuchtungseinrichtung (20) zum Befeuchten des Bedruckstoffs (1) auf der Grundlage der Feuchtemessung.
Fixiereinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtungseinrichtung (20) einen Vernebler (7) zum Übertragen von Flüssigkeit auf den Bedruckstoff (1) und ein löchriges Transportband (11) zum Transportieren des Bedruckstoffs (1) und zum Durchlassen der Flüssigkeit vom Vernebler (7) umfasst.