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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Handhabung eines Bedruckstoffes
in einer Mikrowelleneinrichtung, vorzugsweise in einer Mikrowellenfixiereinrichtung
einer Druckmaschine.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Behandlung
eines Bedruckstoffes, umfassend eine Mikrowelleneinrichtung, vorzugsweise eine
Mikrowellenfixiereinrichtung für
eine Druckmaschine.
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Weiter
betrifft die Erfindung eine Mikrowelleneinrichtung, insbesondere
eine Mikrowellenfixiereinrichtung zur Behandlung von Bedruckstoff
in einer Druckmaschine.
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In
elektrofotografischen Druckmaschinen werden Tonerpartikel durch
ein Farbwerk auf einen Bedruckstoff übertragen. Nach dieser Übertragung des
Toners auf den Bedruckstoff erfolgt eine Fixierung des Toners auf
dem Bedruckstoff. In vielen elektrofotografischen Druckmaschinen
wird die Fixierung mittels Wärme
und Druck innerhalb einer Fixiereinrichtung erreicht.
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In
der Patentschrift
US 5,536921 wird
vorgeschlagen, für
die Fixierung des Toners eine Mikrowellenfixiereinrichtung zu verwenden.
Der Transportpfad des Bedruckstoffs wird für diesen Zweck durch die Mikrowellenfixiereinrichtung
hindurchgeführt,
wobei Toner und Bedruckstoff erhitzt werden und der Toner dabei
auf dem Bedruckstoff fixiert wird.
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Der
Einsatz von Mikrowelleneinrichtungen ist auch für den Fall denkbar, dass beispielsweise
eine Fixiereinrichtung mit Fixierrolle und Druckzylinder verwendet
wird. Die Mikrowelleneinrichtung kann dann beispielsweise den Bedruckstoff
und den Toner vorheizen, so dass die Fixiergeschwindigkeit erhöht wird.
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Wird
der Bedruckstoff auf einem Transportband durch eine Mikrowelleneinrichtung
transportiert, so sind an dieses Transportband erhöhte Anforderungen
zu stellen. Es muss eine sehr geringe Mikrowellenabsorption und
eine möglichst
geringe Beeinflussung des Mikrowellenfeldes aufweisen. Des Weiteren
darf es nicht elektrisch leitfähig
sein.
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Auch
wenn ein geeignetes, nicht leitendes Transportband verwendet wird
kann es zu Problemen kommen. Insbesondere wenn sich Tonerschichten
auf beiden Seiten des Bedruckstoffes befinden. Dieses ist im Duplexdruck
der Fall. Durch den direkten Kontakt der Tonerschicht auf der Unterseite
des Bedruckstoffes mit dem Transportband kann die Qualität des Druckbildes
negativ beeinträchtigt
werden.
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Ein
weiteres wesentliches Problem bei einem Fixiervorgang mittels einer
Mikrowellenfixiereinrichtung, bzw. allgemein bei der Behandlung
eines Bedruckstoffs innerhalb einer Mikrowelleneinrichtung, ist
der aus dem Bedruckstoff entweichende Wasserdampf. Dieser Wasserdampf
kann sich in der Mikrowelleneinrichtung verteilen. Die Leitfähigkeit des
innerhalb der Mikrowelleneinrichtung vorhandenen Gasgemisches nimmt
daraufhin zu. Es kann zu Spannungsdurchbrüchen innerhalb der Mikrowelleneinrichtung
kommen. Diese Spannungsdurchbrüche können dann
Schäden
innerhalb der Mikrowelleneinrichtung verursachen.
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Des
Weiteren kann die Feuchtigkeit an Wänden innerhalb der Mikrowelleneinrichtung
oder an anderen Bauelementen in ihrer unmittelbaren Umgebung kondensieren.
Hierdurch kann zumindest das Mikrowellenfeld verzerrt werden. Eine
Störung
der Funktion der Mikrowelleneinrichtung ist zumindest wahrscheinlich.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Schäden und
Störungen
innerhalb der Mikrowelleneinrichtung zu vermeiden. Weiter soll die Qualität des erzeugten
Druckbildes verbessert werden.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird in Verfahrenshinsicht dadurch gelöst, dass
Feuchtigkeit aus der Mikrowelleneinrichtung heraus transportiert
wird und der Transport des Bedruckstoffs durch strömende Luft
wenigstens unterstützt
wird.
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Eine
Mikrowelleneinrichtung, bzw. eine Mikrowellenfixiereinrichtung,
besteht im Wesentlichen aus einer Mikrowellenquelle, in der die
Mikrowellen erzeugt werden, einem Hohlleiter, in dem die Mikrowellen
weitergeleitet werden, einem Applikator, der den Bereich umfasst,
den der Bedruckstoff durchläuft und
in dem eine stehende oder eine laufende Mikrowelle erzeugt wird
und einem Applikationsbereich, der der Bereich innerhalb des Applikators
ist, in dem die Mikrowellen auf einen Bedruckstoff appliziert werden.
Dieser Applikationsbereich weist einen Schlitzbereich auf, der einen
Transport des Bedruckstoffs durch den Applikationsbereich ermöglicht.
Eine besondere Anforderung an diesen Schlitzbereich ist es, dass
möglichst
wenig an Mikrowellenstrahlung aus diesem Schlitzbereich, der praktisch
den Applikationsbereich mit dem äußeren Umfeld
der Mikrowelleneinrichtung verbindet, ausdringen kann. Der Schlitzbereich
weist daher eine möglicht
geringe Ausdehnung auf.
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Außer zu Spannungsdurchbrüchen kann
es auch zu wenigstens geringen Verzerrungen des Mikrowellenfeldes
innerhalb des Applikators auf Grund von kondensierter Feuchtigkeit
kommen.
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Wird
Feuchtigkeit aus der Mikrowelleneinrichtung, d.h. insbesondere aus
dem Applikationsbereich der Mikrowelleneinrichtung heraus transportiert,
so wird die Wahrscheinlichkeit eines Spannungsdurchbruches, der
zu Schäden
an der Mikrowelleneinrichtung oder des Bedruckstoffes führen kann,
verringert. Dieser Feuchtigkeitstransport ist erfindungsgemäß durch
strömende
Luft vorgesehen.
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Im
Anschluss an eine Mikrowellenfixiereinrichtung ist innerhalb der
Druckmaschine im Allgemeinen noch eine Kühleinrichtung vorhanden. Sie sorgt
dafür,
dass der Bedruckstoff und der Toner wenigstens auf eine Temperatur
heruntergekühlt
werden, bei der der Toner durch Berührungen nicht mehr verschmiert
wird.
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Wird
der Transport des Bedruckstoffs durch strömende Luft wenigstens unterstützt, so
kann auf Berührungspunkte
des Bedruckstoffes innerhalb der Mikrowelleneinrichtung, insbesondere
innerhalb des Applikationsbereichs verzichtet werden. Es ist dann möglich innerhalb
der Mikrowelleneinrichtung auf Transportelemente für den Bedruckstoff
zu verzichten. Dadurch kann vorteilhafterweise vermieden werden,
dass eine Tonerschicht innerhalb der Mikrowelleneinrichtung verschmiert
wird.
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Erfindungsgemäß ist es
vorgesehen gerade die strömende
Luft zur Transportunterstützung
zu verwenden, die auch für
den Abtransport der Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich dient.
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Durch
die Unterstützung
des Transports des Bedruckstoffs wird auf besonders vorteilhafte
Weise vermieden, dass es zu Verwerfungen des Bedruckstoffs, insbesondere
seiner Kanten kommt. Solche Verwerfungen können bei einem nicht unterstützten Transport
auftreten, gerade die Kanten des Bedruckstoffes können dann
beginnen zu flattern und können dann
gerade beim Verlassen des Applikationsbereichs gegen die Wände des
Applikationsbereichs oder gegen einen Schlitz für den Transport des Bedruckstoffs
durch den Applikationsbereich stoßen. Es kann dann zu einem
Stau des Bedruckstoffs innerhalb der Mikrowelleneinrichtung kommen.
Die Möglichkeit
solch eines Staus kann also durch eine Unterstützung des Transports verringert
werden.
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Für einen
Verzicht auf ein Transportband innerhalb der Mikrowelleneinrichtung
kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Transportgeschwindigkeit
durch Transportelemente auf den Bedruckstoff übertragen wird, die sich außerhalb
der Mikrowelleneinrichtung befinden und wobei wenigstens immer ein
Transportelement ständig
mit dem Bedruckstoff in Kontakt ist. Innerhalb der Mikrowelleneinrichtung
reicht es dann aus, wenn der Bedruckstoff durch einen Luftstrom
in einer stabilen Lage gehalten wird. Auf diese Weise kann die Tonerschicht nicht
verschmiert werden, da sie innerhalb der Mikrowelleneinrichtung nicht
berührt
wird. Es handelt sich hierbei praktisch um einen berührungslosen
Transport des Bedruckstoffes innerhalb der Mikrowelleneinrichtung.
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Insbesondere
soll darauf geachtet werden, dass der berührungslose Transport auch innerhalb der
Kühleinrichtung
gegeben ist. Das sollte wenigstens so lange der Fall sein bis die
Temperatur des Toners und des Bedruckstoff unterhalb einer kritischen Temperatur,
beispielsweise 70°C,
gesunken ist, unterhalb derer der Toner nicht mehr leicht verschmiert werden
kann. Innerhalb der Kühleinrichtung
kann im Allgemeinen aber auf eine Unterstützung des Transports durch
strömende
Luft verzichtet werden. An den Schlitzbereich für die Durchführung des
Bedruckstoffs sind hier keine hohen Anforderungen gestellt, er kann
also so gestaltet sein, dass ein Stau des Bedruckstoffs oder Berührungen
innerhalb der Kühleinrichtung
auf jeden Fall vermieden werden. Eine Unterstützung des Transport durch außerhalb der
Kühleinrichtung
bereitgestellte Transportelemente reicht dann aus.
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In
einer Weiterentwicklung kann es auch möglich sein, dass der Bedruckstoff
die Transportgeschwindigkeit auch durch die strömende Luft erhält. Ein
Kontakt zu Transportbändern
oder ähnlichen
Mechanismen im Umfeld der Mikrowelleneinrichtung ist dann nicht
mehr notwendig und eine Gefahr des Verwischens von Toner durch Berührungen
kann ausgeschlossen werden. Eine Unterstützung des Transports durch
eine Luftströmung
soll aber bevorzugt werden, da sie leichter realisierbar ist.
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In
einer speziellen Ausgestaltung soll der Bedruckstoff durch Transportelemente
geführt
werden, die den Bedruckstoff von unten führen. Das können beispielsweise Transportbänder sein.
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Insbesondere
kann es vorgesehen sein, dass der Bedruckstoff mehrere Mikrowelleneinrichtungen
und Kühleinrichtungen
nacheinander durchläuft.
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Die
unterschiedlichen Applikatoren können dabei
Bestandteil unterschiedlicher Mikrowelleneinrichtungen sein und
jeweils auf unterschiedliche Bereiche des Bedruckstoffes einwirken,
indem sie zu einander versetzt angeordnet sind, wie es bereits in der
DE 101 45 005 A1 offenbart
ist. In ihrer Breite können
die Applikatoren und die Kühleinrichtungen dann
jeweils schmaler als die Breite des Bedruckstoffes sein. So kann
immer eine Führung
des Bedruckstoffes durch Elemente seitlich der Applikatoren und der
Kühlelemente
ermöglicht
werden. Der Abstand der Applikatoren voneinander soll dann ausreichen um
ein angemessenes Abkühlen
des Toners und des Bedruckstoffes durch die Kühleinrichtungen zu gewährleisten.
Bei dem Transport durch eine nachfolgende Mikrowelleneinrichtung
kann dann der Bedruckstoff an den Bereichen durch Transportelemente
geführt
werden, die gerade die vorherige Mikrowelleneinrichtung durchquert
haben.
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Der
Bedruckstoff durchläuft
einen Applikationsbereich einer Mikrowelleneinrichtung durch einen Schlitzbereich,
der vom Applikationsbereich umfasst wird. Da der Bedruckstoff Feuchtigkeit
aufweist, kann auf diese Weise Wasser zumindest in diesen Schlitzbereich
gelangen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird daher weiter verfahrensmäßig dadurch
gelöst,
dass ein Einströmen
von Luft aus dem Schlitzbereich in den, diesen Schlitzbereich umfassenden
Applikationsbereich verhindert wird.
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Da
gerade der Bedruckstoff Feuchtigkeit in das Innere der Mikrowelleneinrichtung
einträgt,
ist es besonders vorteilhaft zu verhindern, dass Luft, die mit dem
Bedruckstoff in Berührung
gekommen ist weiter in den Applikationsbereich, bzw. in den Applikator eindringen
kann. Wird dies verhindert, so können Spannungsdurchbrüche oder
Verzerrungen des Mikrowellenfeldes durch an Wänden des Applikators kondensierte
Feuchtigkeit vermieden werden.
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Insbesondere
ist es auch vorgesehen, dass ein Einströmen von Luft in Bereiche außerhalb
des Applikators vermieden wird. Z.B. können hier weitere Strukturen,
wie Dämpfungselemente,
Papierführungselemente
und/oder Chokestrukturen oder andere Bauelemente vorhanden sein.
Auch hier könnten
Störungen
durch kondensierende Feuchtigkeit hervorgerufen werden.
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Erfindungsgemäß ist es
in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass
die Luft vor dem Einströmen
in die Mikrowelleneinrichtung erhitzt wird.
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Die
erhitzte Luft kann eine größere Menge
an Wasser aufnehmen als kühlere
Luft. Dadurch kann der Transport von Wasserdampf aus der Mikrowelleneinrichtung
heraus gesteigert und effektiver gestaltet werden. Die Gefahr von
Spannungsdurchbrüchen
wird verringert und Schäden
können
vermieden werden. Das Mikrowellenfeld innerhalb des Applikators
wird nicht durch Wasser verzerrt.
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Beispielsweise
kann es vorgesehen sein, dass die Lufttemperatur auf einem maximalen
Niveau gehalten wird. Dieses Niveau kann so gewählt werden, dass keine Schäden durch
die Luft verursacht werden und eine maximale Menge an Feuchtigkeit
bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit
der Luft aus der Mikrowelleneinrichtung heraustransportiert wird.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Luft
durch Verlustenergie der Mikrowelleneinrichtung erhitzt wird. Hierfür kann die strömende Luft
vor der Zuführung
an den Bedruckstoff an einer Energiequelle der Mikrowelleneinrichtung
vorbeigeführt
werden. Die Energieausbeute kann durch die zusätzliche Nutzung der Mikrowelleneinrichtung
zur Erwärmung
des Luftstroms gesteigert werden, da keine zusätzliche Energie, zumindest aber
weniger Energie ausschließlich
zur Erwärmung der
Luft verwendet werden muss.
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Es
kann auch möglich
sein zur Erhitzung der Luft die Abwärme der Mikrowelleneinrichtung
oder anderer Elemente innerhalb der Druckmaschine zu nutzen.
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Die
Mikrowelleneinrichtung stellt im Wesentlichen einen abgeschlossenen
Bereich innerhalb der Druckmaschine dar. Sollen Gegenmaßnahmen
gegen eine zu hohe Feuchtigkeit in ihrem Innern unternommen werden,
so ist nur schwer zu bestimmen, in welcher Weise genau welche Gegenmaßnahmen
ergriffen werden sollten und für
wie lange. Es ist daher praktischerweise vorgesehen den Feuch tigkeitsgehalt
im Innern der Mikrowelleneinrichtung, vorzugsweise im Umfeld des
Transportpfads des Bedruckstoffes zu bestimmen.
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Diese
Bestimmung des Zustandes im Inneren der Mikrowelleneinrichtung kann
dabei vorteilhafterweise auch indirekt erfolgen, indem relative Änderungen
der Feuchtigkeit der aus dem Applikator strömenden Luft als ein Maß für die Änderung
des Zustandes innerhalb des Applikators genommen werden. Es reicht
dann einfacherweise aus diese Änderungen
außerhalb
des Applikationsbereichs zu messen. Eine eventuelle Beeinträchtigung
des Mikrowellenfeldes durch eine Messung kann dann günstigerweise
vermieden werden.
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Aus
den so bestimmten Werten kann dann automatisch ermittelt werden,
welche Maßnahmen eingeleitet
werden sollten um die Feuchtigkeit zu reduzieren. Es ist z.B. möglich, dass
im Falle der Überschreitung
eines bestimmten Grenzwertes die Mikrowelleneinrichtung gestoppt
werden soll, weil die Gefahr eines Spannungsdurchbruchs zu groß wird da nicht
mehr ausreichend Feuchtigkeit abtransportiert werden kann.
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Da
die größte Feuchtigkeit
im Bereich des Transportpfads des Bedruckstoffes, d.h. im Umfeld eines
durch die Mikrowelleneinrichtung transportierten Bedruckstoffes,
zu erwarten ist, ist es in einer besonders günstigen Ausführungsform
vorgesehen, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Luft im Umfeld des Transportpfads
des Bedruckstoffes bestimmt wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen,
dass die Temperatur der Luft automatisch, insbesondere in Abhängigkeit
von der gemessenen Feuchtigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit der Luft
eingestellt wird.
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Wärmere Luft
kann mehr Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich der Mikrowelleneinrichtung entfernen.
Einen erhöhten
Feuchtigkeitstransport erreicht man auch durch eine gesteigerte
Strömungsgeschwindigkeit
der Luft. Allerdings ergibt sich das Problem, dass sowohl eine zu
hohe Temperatur, als auch eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit ungünstig für die Mikrowelleneinrichtung,
den Bedruckstoff als auch das Druckbild sein kann. Hier sollte es also
Begrenzungen geben. Da zudem maximale Einstellungen eine große Energieverschwendung
bedeuten und zu einem erhöhten
Verschließ beteiligter Einrichtungen
führen,
ist es besonders vorteilhaft die jeweiligen Parameter, insbesondere
automatisch und in Abhängigkeit
von der gemessenen Feuchtigkeit aufeinander abzustimmen. Auf diese
Weise wird praktischerweise ein optimaler Feuchtigkeitsgehalt bei
möglichst
geringem Energieaufwand und geringem Verschleiß erreicht.
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Daher
ist es erfindungsgemäß auch vorgesehen,
dass die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft automatisch, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur
der strömenden
Luft, der gemessenen Feuchtigkeit und der Art des Bedruckstoffs
und seines Gewichts eingestellt wird. Da Bedruckstoffe unterschiedlichen
Gewichts auch unterschiedliche Beströmung mit Luft erforderlich
machen um einen stabilen Transport durch die Mikrowelleneinrichtung
zu gewährleisten,
wird durch die Rücksichtsnahme
auf das Gewicht immer ein gleichmäßiger Transport bei technisch
sinnvoller Feuchtigkeit ermöglicht.
Auf Grund der unterschiedlichen Beschaffenheiten verschiedener Arten
von Bedruckstoffe können
zwei auf einander folgende Bedruckstoffe unterschiedliche Feuchtigkeit
besitzen oder aber Feuchtigkeit unterschiedlich schnell an die Umwelt
abgeben. Hierbei ist beispielsweise zu unterscheiden, ob es sich
bei dem Bedruckstoff um eine Folie, ein Papierbogen oder gestrichenes
Papier handelt oder um eine andere Art von Bedruckstoff. Aus der
Kenntnis über
diese Beschaffenheit kann dann auf die zu erwartende abzutransportierende
Feuchtigkeitsmenge geschlossen werden und die Strömungsgeschwindigkeiten
können
entsprechend eingestellt werden um eine sinnvolle Feuchtigkeit innerhalb
der Mikrowelleneinrichtung zu gewährleisten.
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Weiter
wird die Aufgabe der Erfindung in Vorrichtungshinsicht durch eine
Einrichtung zur Erzeugung und Steuerung von strömender Luft zur Verringerung
von Feuchtigkeit innerhalb der Mikrowelleneinrichtung und wenigstens
zur Unterstützung
des Transports des Bedruckstoffes gelöst.
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Die
Einrichtung zur Erzeugung und Steuerung von strömender Luft gewährleistet
einen berührungslosen
Transport des Bedruckstoffes durch die Mikrowellenein richtung. Ein
Verschmieren der Tonerschichten auf dem Bedruckstoff durch Berührungen z.B.
mit einem Transportband, gerade während der Toner innerhalb der
Mikrowelleneinrichtung erwärmt wird,
kann dadurch vorteilhafterweise vermieden werden.
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Die
Einrichtung kann dabei so ausgelegt sein, dass der eigentliche Vorschub
immer noch durch Papierführungselemente
bzw. Transportelemente, die außerhalb
der Mikrowelleneinrichtung bereitgestellt sind, durchgeführt wird.
Dabei können
die Papierführungselemente
entweder vor der Mikrowelleneinrichtung und hinter einer Kühleinrichtung,
die hinter der Mikrowelleneinrichtung bereitgestellt ist, angeordnet
sein oder sie können
seitlich der Mikrowelleneinrichtung und der Kühleinrichtung angeordnet sein
oder beides.
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Bei
den Papierführungselementen
kann es sich beispielsweise um Transportrollen für Papierrollen, Transportbänder für Papierbogen
oder aber auch um Greifersysteme handeln.
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Die
Einrichtung soll vorteilhafterweise zur Verringerung von Feuchtigkeit
innerhalb der Mikrowelleneinrichtung so ausgebildet sein, dass austretende
Feuchtigkeit aus dem Bedruckstoff oder den Tonerschichten aus der
Mikrowelleneinrichtung heraustransportiert wird. Hierfür soll erfindungsgemäß der erzeugte
Luftstrom verwendet werden.
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Die
Einrichtung soll insbesondere in der Lage sein auf unterschiedliche
Eigenschaften der Bedruckstoffe zu reagieren, wobei gerade auch
Parameter der Luft wie ihr Feuchtigkeitsgehalt und ihre Temperatur
im Inneren der Mikrowelleneinrichtung berücksichtigt werden können.
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Vorteilhafterweise
soll die Einrichtung so ausgelegt sein, dass die erzeugte strömende Luft
zudem auch den Transport des Bedruckstoffs innerhalb der Mikrowelleneinrichtung
so unterstützt,
dass eine stabile Lage erreicht wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird weiter in Vorrichtungshinsicht durch
Folien gelöst,
die einen Schlitzbereich zum Transport des Bedruckstoffs durch die
Mikrowelleneinrichtung wenigstens teilweise von dem restlichen Applikationsbereich
abschließen.
Sie sollen dabei vorteilhafterweise aus einem Mikrowellen nicht
oder nur in einem geringen Maße absorbierenden
Material bestehen und vorzugsweise um Umfeld ober- und unterhalb
des Transportpfads des Bedruckstoffs bereitgestellt werden.
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Durch
diesen Schlitzbereich wird der Bedruckstoff durchgeführt. Luft
aus diesem Bereich nimmt dann Feuchtigkeit des Bedruckstoffs auf. Durch
die Folien kann dann verhindert werden, dass diese Luft weiter in
den Applikationsbereich eindringen kann. Ein ungünstiges Kondensieren von Feuchtigkeit
an den Wandungen des Applikators kann dann vermieden werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausbildung der Folien schließen diese
den restlichen Applikationsbereich nicht vollständig ab. Es kann auf diese Weise
ermöglicht
werden, dass Luft aus diesem Applikationsbereich in den Schlitzbereich
einströmen kann.
Ein Feuchtigkeitseintrag kann dadurch noch besser vermieden werden.
Zudem kann diese einströmende
Luft noch schneller Feuchtigkeit aus dem Bedruckstoff aufnehmen
und aus der Mikrowelleneinrichtung abtransportieren. Zusätzlich kann
dieser Luftstrom noch den Transport des Bedruckstoffs unterstützen.
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Diese
teilweise Aufhebung des Abschlusses des restlichen Applikationsbereichs
kann beispielsweise durch Luftlöcher
in den Folien realisiert werden.
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Zur
Fixierung von Toner auf einem Bedruckstoff können insbesondere mehrere versetzte
Applikatoren verwendet werden. Im Umfeld dieser Applikatoren können dann
zusätzlich
Bauelemente, wie z.B. Chokestrukturen oder Dämpfungselemente bereitgestellt
werden, um ein Austreten von Mikrowellen aus dem Applikationsbereich
zu verhindern. Die aus dem Applikationsbereich austretende Luft
wird im Allgemeinen erwärmt
sein und eine gewisse Feuchtigkeit aufweisen. Außerhalb des Applikationsbereichs
wird die Luft abkühlen
und Wasser kann an Bauteilen außerhalb
des Applikationsbereichs kondensieren. Dieses kondensierte Wasser
kann dann die zu störenden
Effekten an diesen Bauteilen. Beispielsweise können die Dämpfungseigenschaften beeinträchtigt werden.
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In
einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist es daher
vorgesehen, dass die Folien einen, über den Applikationsbereich
hinaus ausgedehnten, den Applikationsbereich umfassenden Bereich
wenigstens teilweise abschließen.
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Innerhalb
dieses Bereichs können
dann die erwähnten
Bauelemente wie Chokestrukturen oder Dämpfungselemente bereitgestellt
werden. Dieser Bereich kann auch den gesamten Bereich innerhalb der
Druckmaschine umfassen, in dem Applikatoren bereitgestellt sind
um Toner auf Bedruckstoffe aufzuschmelzen. Es kann dann insbesondere
vorgesehen sein, dass insgesamt nur zwei Folien verwendet werden
um die Schlitzbereiche aller Applikatoren wenigstens teilweise abzuschließen.
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Vorteilhafterweise
müssen
dann weniger Folien verwendet werden und die Feuchtigkeit wird mit der
Luft aus dem gesamten Bereich, in dem Mikrowellen auf den Bedruckstoff
wirken heraustransportiert, ohne dass Wasser schädlicherweise an Bauelementen
kondensieren kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sollen die erfindungsgemäßen Folien
perforiert sein. Sie weisen dann auf eine besonders vorteilhafte
Weise gleichmäßig verteilt
feine Luftlöcher auf.
Es kann dann ein Luftstrom erzeugt werden, der aus dem Applikationsbereich,
der durch die Folien abgeschirmt wird auf den Bedruckstoff wirkt
und dabei die Perforierung durchquert. Auf diese Weise kann ein
sehr gleichmäßiger Luftstrom
nur in eine Richtung entstehen. Sowohl die Unterstützung des Bedruckstofftransports
als auch das Verhindern von Feuchtigkeitseintrag in den Applikator
wird verbessert.
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Die
perforierten Folien sorgen praktischerweise auch dafür, dass
gröbere
Unreinheiten und Partikel sowie andere gasförmigen Verunreinigungen nicht
den Bereich des unmittelbaren Umfeldes des Bedruckstoffes verlassen
und in den Applikationsbereich eindringen können. Diese Partikel und Verunreinigungen
werden durch die Schlitze, durch die der Bedruckstoff transportiert
wird aus dem Applikationsbereich herausgeführt.
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In
der Praxis kann der Applikationsbereich beispielsweise aus einem
oberen und einem unteren Applikationsbereich bestehen. Diese beiden
Bereich können
in einem Bereich hoher Feldstärke
durch den Schlitzbereich von einander getrennt sein.
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Durch
diesen Schlitzbereich kann dann der Bedruckstoff transportiert werden.
Innerhalb der Bereiches zwischen den beiden Applikationsbereichen wird
der Bedruckstoff dem Mikrowellenfeld ausgesetzt und der Toner kann
auf dem Bedruckstoff fixiert werden.
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Erfindungsgemäß können dann
die beiden Applikationsbereichen mittels der perforierten Folien von
dem Schlitzbereich getrennt sein und diesen umfassen.
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Insbesondere
können
auch außerhalb
des Applikators liegende Bereiche der Mikrowelleneinrichtung durch
die Folien vor Wasserdampf oder Verunreinigungen und anderen Partikel
geschützt
werden. Die Folie kann hierfür über den
Applikationsbereich hinaus aufgespannt sein. In diesem Bereich außerhalb
des Applikationsbereichs kann die Folie dann auch gerade nicht perforiert
sein.
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Günstigerweise
sollen diese Folien aus PTFE bestehen, das heutzutage ein günstiges,
leicht zu handhabendes Material darstellt, das eine minimale Mikrowellenabsorption
aufweist und bei einer geeigneten Dicke ein Mikrowellenfeld nur
geringfügig verzerrt.
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Insbesondere
sollen erfindungsgemäß die PTFE-Folien
eine Dicke vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 1,00 mm aufweisen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist es vorgesehen, dass die Einrichtung Lufteinlassboxen, vorzugsweise
unter- und oberhalb des Applikationsbereiches umfasst.
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Diese
Lufteinlassboxen weisen den Vorteil auf, dass die Luft nicht direkt über Lüfter durch
die perforierten Folien eingeblasen wird. Die Luft kann auch noch
weiter vorbehandelt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass
der Luftstrom mit einer gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit
im Bereich einer größeren Fläche in den
Applikationsbereich gelangt.
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Eine
vorteilhafte Weiterbehandlung der Luft innerhalb der Lufteinlassboxen
oder während
des Einlasses der Luft in diese Boxen kann in einer Luftreinigung
bestehen.
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Die
Lufteinlassboxen können
so ausgebildet sein, dass sie von der Mikrowelleneinrichtung umfasst
werden.
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In
einer günstigen
Ausgestaltungsform ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Wandungen des
Applikationsbereichs Lufteinlassöffnungen
aufweisen. Dieses können
beispielsweise als Schlitze oder auch kreisförmig ausgestaltet sein.
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Über diese
Lufteinlassöffnungen
kann ein Luftstrom gewährleistet
werden, der durch die perforierten Folien dann zu einer stabilen
und gleichmäßigen Luftströmung im
Bereich des Transportpfads des Bedruckstoffes führt. Hierfür sollen die Lufteinlassöffnungen
insbesondere gleichmäßig gestaltet
und angeordnet sein.
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Damit
die Mikrowellenleistung innerhalb des Applikationsbereich nicht
durch die Lufteinlassöffnungen
beeinträchtigt
wird, ist es in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
vorgesehen, dass sie eine, zur Vermeidung von austretender Mikrowellenstrahlung
geeignete Geometrie aufweisen.
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In
Experimenten hat sich als eine bevorzugte Ausbildung der Lufteinlassöffnungen
beispielsweise eine Schlitzstruktur mit einer Ausrichtung der Schlitze quer zur
Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen ergeben. Die Breite eines Schlitzes
sollte dabei in der Größenordnung
von 2 oder 3 mm liegen. Es sind hierbei auch Löcher mit einem Durchmesser
von etwa 2 bis 3 mm möglich.
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Die
Lufteinlassöffnungen
sind so konzipiert, dass sie einen ausreichenden Luftstrom bei einer möglichst
geringen Abstrahlung des im Applikatorinneren vorherrschenden Mikrowellenfeldes
gewährleisten.
Die Lufteinlassöffnungen
helfen durch eine vorgelagerte Erzeugung einer im Wesentlichen gleichförmigen Strömung bei
der Erzeugung eines homogenen Luftstroms durch die nachgelagerten perforierten
Folien.
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Es
kann auch sein, dass die Lufteinlassboxen nicht direkt über- und
unterhalb des Transportpfades bereitgestellt sind. Beispielsweise
kann eine Lufteinlassbox unter- oder oberhalb des Transportpfades
quer, das heißt
seitlich zu diesem angeordnet sein.
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Wird
ein Bedruckstoff durch den Applikationsbereich transportiert, so
wird durch die perforierten Folien, die ober- und unterhalb des
Transportpfads des Bedruckstoffes liegen ein Luftstrom erzeugt,
der für
einen stabile Bedruckstoffführung
sorgen soll. Dieser Luftstrom kann aber in Bereiche des Applikators
ausweichen, die außerhalb
des Transportpfads des Bedruckstoffes liegen. Die unterschiedlichen
Strömungen
von Unten und von Oben sind dann nicht mehr durch den Bedruckstoff
von einander getrennt. Es kann zu einem Strömungskurzschluss kommen, der
einen stabilen Transport des Bedruckstoffes verhindern kann.
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Aus
diesem Grund sind vorteilhafterweise Barrieren, vorzugsweise aus
PTFE vorgesehen, die den Bereich des Transportpfades innerhalb des
Applikationsbereich von den restlichen Bereichen des Applikators
abtrennen. Ein Strömungskurzschluss kann
so idealerweise vermieden werden.
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Der
Applikator schließt
beispielsweise auf der einen Seite an eine Einlassblende an, über die Mikrowellenstrahlung
aus einem Hohlleiter in den Applikator eingespeist wird. Auf der
anderen Seite des Applikators kann dann zusätzlich ein beweglicher Abschlussschieber
vorhanden sein, der so verstellt werden kann, dass entsprechende
Resonanzbedingungen für
die Mikrowelle innerhalb des Applikators erzeugt werde, so dass
sich eine stehende Welle ausbilden kann. Zwischen diesem Abschlussschieber und
der Einlassblende liegt dann der Applikationsbereich.
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Über diese
Barrieren kann dann verhindert werden, dass es über den restlichen Applikator
zu einem Strömungskurzschluss
kommen kann, weiter können
auch vorteilhafterweise Verschmutzungen dieser Bereich des Applikators,
sowie des Hohlleiters vermieden werden.
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Für den Fall,
dass mit einer laufenden Mikrowelle gearbeitet wird ist zwar keine
Einlassblende vorhanden, es kann aber dennoch zwischen einem Applikator,
einem Applikationsbereich und einem, die Mikrowelle dem Applikator
zuführenden
Hohlleiter unterschieden werden. Auch hier können durch die Barrieren ein
Strömungskurzschluss
sowie Verschmutzungen optimal vermieden werden.
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In
einigen Ausführungsformen
einer Mikrowelleneinrichtung kann es vorgesehen sein, dass ein zusätzliche
dielektrische Last in ihrem Inneren bereitgestellt ist. Diese Last
kann dabei beweglich sein und dazu dienen die Mikrowellenleistung,
die auf den Bedruckstoff wirkt, an dessen Beschaffenheit anzupassen,
hierunter kann man z.B. die Art des Bedruckstoffes, ob es sich um
Folien, Papierbogen, gestrichenes Papier oder Anderes handelt, die
Grammatur und/oder die Feuchte dieses Bedruckstoffes verstehen.
Diese dielektrische Last befindet sich vorzugsweise im Wesentlichen
in einem Bereich niedrigerer Feldstärke und kann in Bereiche höherer Feldstärken bewegt
werden.
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Die
Mikrowellenquelle einer Mikrowelleneinrichtung kann beispielsweise
auf eine bestimme Frequenz fest eingestellt sein. Die Resonanzbedingungen
innerhalb eines resonanten Applikators sollten dann an diese Frequenz
angepasst sein. Da sich die Resonanzbedingungen aber durch das Einführen von
Bedruckstoff ändern,
ist es vorgesehen, dass günstigerweise
die dielektrische Last so in Bereiche größerer, bzw. niedrigerer Feldstärkern bewegt
wird, dass die Reso nanzbedingungen innerhalb des Applikators wieder
an die ursprüngliche
Frequenz angepasst werden.
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Die
Luftströmung
kann durch diese dielektrische Last abgelenkt oder behindert werden.
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Praktischerweise
ist es daher vorgesehen, dass die dielektrische Last erfindungsgemäß Luftdurchlasslöcher für die Ermöglichung
eines Luftdurchlasses aufweist. Die strömende Luft kann dann durch
diese Luftdurchlasslöcher
strömen,
ohne dass es zu wesentlichen Beeinträchtigungen der Luftströmung kommt.
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Vorteilhafterweise
müssen
diese Luftdurchlasslöcher
keinen erhöhten
Anforderungen entsprechen.
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Luftdurchlasslöcher in
der dielektrischen Last müssen
aber nicht zwingend erforderlich sein.
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Für die Bestimmung
des Feuchtigkeitsgehalts im Innern der Mikrowelleneinrichtung ist
ein Feuchtigkeitsmesser in der Umgebung der Mikrowelleneinrichtung
vorgesehen.
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Dieser
Feuchtigkeitsmesser kann beispielsweise im Bereich eines Schlitzes
für den
Bedruckstofftransport angeordnet sein.
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Hiermit
kann dann erfindungsgemäß erkannt werden,
ob die entstehende Feuchtigkeit ausreichend durch den Luftstrom
aus dem Inneren des Applikationsbereichs abtransportiert wird.
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Zur
Beurteilung der Feuchtigkeit reicht es aus, dass die Feuchtigkeitsänderung
erkannt wird. Hierfür
sind dann geringere Ansprüche
an einen erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsmesser
zu stellen.
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Wenn
die Mikrowelleneinrichtung nicht aktiv ist und sich idealerweise
noch kein Bedruckstoff in ihr befindet, so sollte die Feuchtigkeit
in ihrem Inneren einen minimalen Wert einnehmen. Dieser Wert kann dann
verwendet werden um eine relative Feuchtigkeitsänderung zu erkennen.
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Für den Fall
einer aktivierten Mikrowelleneinrichtung und eines vorliegenden
Bedruckstoffes kann dann eine relative Änderung der Feuchtigkeit gemessen
werden und ab einem bestimmten Grenzwert können dann Verfahren eingeleitet
werden die Feuchtigkeit zu verringern oder die Maschine kann ausgeschaltet
werden.
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Der
Feuchtigkeitsmesser soll in einer erfindungsgemäßen vorteilhaften Ausführungsform
wenigstens zwei Elektroden umfassen. Diese Elektroden können an
unterschiedlichen, benachbarten Positionen auf einer nichtleitenden
Oberfläche
bereitgestellt sein, so dass es zu keiner Berührung der Elektroden miteinander
kommt. Erfindungsgemäß ist hierfür eine der
perforierten Folien vorgesehen. Diese Folien können bis in den Schlitz für den Transport des
Bedruckstoffes hineinragen und erfindungsgemäß sogar darüber hinausragen. Die Elektroden
sollen dann möglichst
nahe im Umfeld des Applikationsbereichs angebracht sein, wobei sie
nicht in das Mikrowellenfeld im Inneren des Applikationsbereichs
hineinragen dürfen.
Als besonders günstig
hat sich hierbei der Schlitz selber erwiesen. Innerhalb des Schlitzes
können
die Elektroden auf den hier angebrachten Folien befestigt werden.
Natürlich
ist die Befestigung auf einer anderen nichtleitenden Fläche auch
möglich.
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An
die beiden Elektroden können
dann Spannungsimpulse angelegt werden. Im Falle keiner Feuchtigkeit
zwischen den Elektroden sollte dann kein Strom zwischen den Elektroden
messbar sein. Vorzugsweise soll die Messung über Hochspannungsimpulse erfolgen,
die an die Elektroden angelegt werden.
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Je
nach innerhalb des Applikators vorherrschender Feuchtigkeit kann
sich zwischen den Elektroden eine leitende Schicht aus kondensiertem
Wasser bilden. Die Leitfähigkeit
dieser Schicht ist dabei abhängig
von der Feuchtigkeit.
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Eine
Auswertung des zwischen den Elektroden fließenden Stromes liefert ein
qualitatives Maß über die
Feuchtigkeitsänderung
und kann zur Bestimmung der relativen Änderung der Feuchtigkeit im Inneren
der Mikrowelleneinrichtung herangezogen werden.
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Bei
dieser Messung über
die Elektroden handelt es sich um ein indirektes Messverfahren.
Der Feuchtigkeitsgehalt im Inneren des Applikators kann nicht direkt
bestimmt werden. Es kann allerdings Wasser zwischen den Elektroden
kondensieren. Dieses Wasser wird nur einen dünnen Film bilden und alleine
schon eine nur geringe Leitfähigkeit
aufweisen, da es sich um destilliertes Wasser handelt. Daher sind
gerade Hochspannungsimpulse besonders geeignet zur Erkennung von Änderungen
in der kondensierten Wassermenge. Durch die Messung eines zwischen
diesen Elektroden fließenden
Stroms können
dann Rückschlüsse auf
den Zustand des Systems innerhalb des Applikators gezogen werden.
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Weiter
muss hier noch beachtet werden, dass die Auswertung des gemessenen
Stroms, bzw. die Auswerteelektronik selber durch eventuell austretende
Mikrowellenstrahlung nicht beeinträchtigt wird. Hierfür ist beispielsweise
eine Auswahl entsprechend mikrowellenresistenter Bauteile, die Wahl
eines entsprechenden Platzes mit einer geringen Belastung durch
Mirkowellenstrahlung für
die Auswerteelektronik und/oder ein elektronisches Filterverfahren
zur Vermeidung von Verfälschungen
der Auswertung durch eventuell in den Messaufbau eingekoppelte Mikrowellenstrahlung
möglich.
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Die
Feuchtigkeitsmenge, die von dem Luftstrom aus der Mikrowelleneinrichtung
abtransportiert wird ist abhängig
von der Aufnahmekapazität
der Luft.
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Da
die Aufnahmekapazität
der Luft von ihrer Temperatur abhängt, ist günstigerweise wenigstens eine
Vorheizeinrichtung zum Heizen der einströmenden Luft vorgesehen.
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Die
so erwärmte
Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen, wodurch der Feuchtigkeitstransport
aus der Mikrowelleneinrichtung hinaus gesteigert werden kann.
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Diese
Vorheizeinrichtung kann so gestaltet sein, dass sie die Abwärme der
Mikrowellenquelle zur Aufheizung des erfindungsgemäßen Luftstroms verwendet.
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Die
Vorheizeinrichtung kann beispielsweise in einem Bereich vor möglichen
Lufteinlassboxen aber auch in den Lufteinlassboxen selber vorgesehen
sein.
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Weiter
wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Mikrowelleneinrichtung
mit einer Belüftungseinrichtung
mit in wenigstens einem Applikationsbereich, integrierten Luftkanälen mit
Luftaustrittsöffnungen
zur Luftstromführung
in einen durch die Mikrowelleneinrichtung führenden Transportpfad für Bedruckstoff
hinein gelöst.
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Die
Mikrowellenstrahlung wird durch einen Hohlleiter geleitet. Der Hohlleiter
mündet
in einen Applikationsbereich, innerhalb dem die Mikrowellenstrahlung
auf den Bedruckstoff und die Tonerschichten einwirkt. Innerhalb
des Applikators sollen dabei resonante Bedingungen für die Mikrowellenstrahlung herrschen.
Hierfür
kann in einem abschließenden Bereich
des Applikators auch ein Abschlussschieber vorhanden sein.
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Es
sind aber auch Applikatoren möglich,
in denen keine resonanten Bedingungen herrschen und in denen sich
eine laufende Mikrowelle ausbildet.
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Durch
einen Schlitz im Applikationsbereich kann Bedruckstoff durch den
Applikationsbereich hindurch transportiert werden. Der Bedruckstoff
durchläuft
anschließend
eine Kühleinrichtung,
in der auf eine Temperatur abgekühlt
wird, bei der der Toner sich soweit verfestigt hat, dass der Bedruckstoff
wieder mit herkömmlichen
Transportelementen transportiert werden kann, ohne dass das Druckbild
beeinträchtigt
wird. Außerhalb
der Mikrowelleneinrichtung und der Kühleinrichtung wird der Bedruckstoff
mittels Transportelementen, wie z.B. Transportbändern, Greifersystemen oder
Transportrollen transportiert.
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Durch
die Erhitzung entsteht innerhalb der Mikrowelleneinrichtung auch
Wasserdampf, der durch die Erhitzung von Wasser innerhalb des Bedruckstoffs
freigesetzt wird. Durch diese Feuchtigkeit kann es, insbesondere
wenn sie als Wasser an einer Wand des Applikators kondensiert, zu
Spannungsdurchbrüchen
kommen.
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Es
ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, dass
die Mikrowelleneinrichtung eine Belüftungseinrichtung aufweist.
Durch diese kann dann Feuchtigkeit vorteilhafterweise aus dem Inneren
der Mikrowelleneinrichtung abtransportiert werden.
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Hierfür ist es
vorgesehen, dass wenigstens ein Applikationsbereich integrierte
Luftkanäle
aufweist, durch die Luftströmungen
geleitet werden können.
Diese Luftkanäle
sollen dann Luftaustrittsöffnungen
umfassen, die für
die Luftstromführung
verwendet werden. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiger Luftstrom
in einen durch die Mikrowelleneinrichtung führenden Transportpfad für Bedruckstoff geleitet
werden.
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Durch
diesen Luftstrom kann Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich heraustransportiert werden.
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Der
Luftstrom kann günstigerweise
zusätzlich
einen berührungslosen,
stabilen Transport des Bedruckstoffs innerhalb der Mikrowelleneinrichtung gewährleisten.
Tonerschichten werden dann nicht durch Kontakte mit Bauteilen, Transportbändern oder Ähnlichem
beeinträchtigt.
Eine Steigerung der Qualität
des erzeugten Druckbildes kann erreicht werden. Staus des Bedruckstoffs
durch einen instabilen Transport können vermeiden werden
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Die
erfindungsgemäße Mikrowelleneinrichtung
soll dabei die vorhergehend beschriebenen Vorrichtungsmerkmale umfassen
und zur Verrichtung der beschriebenen Verfahrens geeignet sein.
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Des
Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Mikrowelleneinrichtung
gelöst,
bei der der Transportpfad von, den Transportpfad wenigstens überwiegend
abdeckenden PTFE-Folien umfasst wird.
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Durch
diese Folien kann ein Feuchtigkeitstransport in den Applikationsbereich
verhindert werden, so dass Spannungsdurchbrüche durch Feuchtigkeit oder
Verzerrungen des Mikrowellenfeldes durch kondensierte Feuchtigkeit
vermeiden werden.
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Nicht
vollständig
den Transportpfad abdeckende PTFE-Folien ermöglichen zudem eine Belüftung des
Schlitzbereichs der den Transportpfad umfasst. Diese Belüftung kann
dann aus Richtung des Applikationsbereichs erfolgen und durch diesen
Luftstrom kann dann ein Feuchtigkeitstransport in den Applikationsbereich,
bzw. in den Applikator vermieden werden. Die Belüftung kann dabei zusätzlich den Transport
des Bedruckstoffs noch unterstützen.
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Vorteilhafterweise
sollen die PTFE-Folien nicht auf den Bereich unmittelbar innerhalb
des Applikators, d.h. im Bereich der durch den Transportpfad getrennten
Applikationsbereiche begrenzt sein. Sie können auch über die Applikationsbereiche
hinaus erstreckt werden und auf diese Weise Elemente die z.B. im
Umfeld des Applikators vorhanden sind vor kondensierender Feuchtigkeit
schützen.
Hierzu zählen
beispielsweise Chokestrukturen, die das Austreten von Mikrowellenstrahlung
verhindern, wenigstens aber minimieren sollen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Mikrowelleneinrichtung
ist es vorgesehen, dass die PTFE-Folien perforiert sind. Hierdurch
kann der Bedruckstoff gleichmäßig mit strömender Luft
beaufschlagt werden, so dass ein Feuchtigkeitstransport durch diese
Luft aus der Mikrowelleneinrichtung hinaus noch weiter verbessert wird.
Zusätzlich
kann vorteilhafterweise eine gleichmäßigere Unterstützung des
Bedruckstofftransports innerhalb des Applikationsbereichs erreicht
werden.
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Vorteilhafterweise
ist es vorgesehen, dass der Applikationsbereich Wandungen mit Lufteinlassöffnungen
aufweist. Durch die Lufteinlassöffnungen kann
ein erster Luftstrom in das Innere der Mikrowelleneinrichtung gelenkt
werden. Die Wandungen des Applikationsbereichs können dabei insbesondere an erfindungsgemäße Lufteinlassboxen
grenzen. Die Lufteinlassöffnungen
können
weiterhin eine Geometrie aufweisen, die geeignet ist, die Abstrahlung
von Mikrowellenleistung zu minimieren. Hier sind beispielsweise
schlitzförmige
oder kreisförmige
Geometrien denkbar.
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Der
durch die Lufteinlassöffnungen
in den Wandungen des Applikationsbereichs erzeugte erste Luftstrom
kann dann gleichmäßiger auf
die PTFE-Folien zuströmen
und auf diese Weise kann noch besser ein gleichförmiger und stabiler Luftstrom
im Bereich des Transportpfades gewährleistet werden.
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In
einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Mikrowelleneinrichtung
ist ein Feuchtigkeitsmesser im Umfeld des Transportpfads vorgesehen.
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Hierdurch
kann wenigstens eine relative Änderung
der Feuchtigkeit im Inneren der Mikrowelleneinrichtung erkannt werden.
Vorteilhafterweise kann dann, vorzugsweise automatisch mit einem
Temperaturanstieg der Luft und/oder einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
der Luftströme
auf so eine Änderung
reagiert werden.
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Erfindungsgemäß ist daher
günstigerweise eine
Vorheizeinrichtung vorgesehen, die für ein Ansteigen der Temperatur
der Luft der Luftströme
sorgt, die dann eine größere Menge
an Feuchtigkeit aufnehmen können
und aus der Mikrowelle heraustransportieren können.
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Ausführungsbeispiele,
aus denen sich auch weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die
die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, sind in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Mikrowelleneinrichtung
für eine
Papierbahn,
-
2 eine Aufsicht auf eine
Mikrowelleneinrichtung wie in 1,
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3 den Schnitt III nach 2 durch die Mikrowelleneinrichtung
quer zur Transportrichtung der Papierbahn mit einer Einrichtung
zur Erzeugung von Luftströmungen,
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4 eine Darstellung eines
Applikationsbereiches der Mikrowelleneinrichtung mit Bedruckstoff und
Luftströmungen,
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5 eine Aufsicht auf eine
Mikrowelleneinrichtung für
Bogen,
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6 ein seitlicher, schematischer
Querschnitt durch die Mikrowelleneinrichtung nach 5,
-
7 eine symbolische Darstellung
eines Aufbaus einer Einrichtung zur Erzeugung von Luftströmungen mit
einer zusätzlichen
Mikrowellenlast,
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8 ein Querschnitt durch
einen Applikationsbereich nach 5 oder 7 mit Feuchtigkeitsmesser,
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9 eine schräge Aufsicht
auf eine PTFE-Folie mit einem Feuchtigkeitsmesser.
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In 1 ist eine Seitenansicht
einer Mikrowelleneinrichtung 5 dargestellt. Bei dieser
Mikrowelleneinrichtung 5 handelt es sich hierum eine Mikrowellenfixiereinrichtung,
innerhalb derer Toner auf einen Bedruckstoff 1 fixiert
wird. Die Mikrowelleneinrichtung 5 soll sich dabei innerhalb
einer hier nicht dargestellten Druckmaschine befinden.
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Bei
dem in diesem Beispiel verwendeten Bedruckstoff soll es sich um
Papierbahnen handeln.
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Der
Bedruckstoff 1 wird in Richtung des Pfeils 3 durch
die Mikrowelleneinrichtung 5 transportiert. Der Bedruckstoff 1 wird
hierfür über eine
Transportrolle 6 gelenkt. Der Bedruckstoff 1 wird
durch einen Papierschlitz 4 in die Mikrowelleneinrichtung 5 übergeben.
Nach dem Durchqueren der Mikrowelleneinrichtung 5, in der
z.B. vorhandener Toner auf dem Bedruckstoff 1 fixiert wird,
wird der Bedruckstoff 1 um eine weitere Transportrolle 6 transportiert.
Der Bedruckstoff 1 verlässt
hierfür
die Mikrowelleneinrichtung 5 durch einen weiteren Papierschlitz 4.
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Im
Anschluss nach der Mikrowelleneinrichtung 5 durchläuft der
Bedruckstoff 1 eine Kühleinrichtung 2.
Die Durchlassöffnungen
für den
Bedruckstoff 1 können
hier annähernd
beliebig sein, so dass keine Gefahr für den Bedruckstoff 1 besteht
mit den Rändern
dieser Öffnungen
in Berührung
zu kommen, selbst wenn es zu größeren Verwerfungen
des Bedruckstoffes kommen sollte.
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Die
Darstellung einer Mikrowelleneinrichtung 5 nach 1 ist in einer Aufsicht
in 2 gezeigt. Der Bedruckstoff
wird in Richtung des Pfeils 3 transportiert und an die
Mikrowelleineinrichtung 5 übergegeben.
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Die
Mikrowelleneinrichtung 5 besteht aus einer Mikrowellenquelle 7,
die Mikrowellenstrahlung erzeugt, die in einem Hohlleiter 9 in
einen Innenraum 10 der Mikrowelleneinrichtung 5 übertragen
wird. Der Innenraum 10 beinhaltet einen Applikationsbereich 17,
der in 3 zu sehen ist.
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Die
Erfindung ist dabei nicht auf solche Mikrowelleneinrichtungen 5 beschränkt, die
entsprechende Resonanzbedingungen aufweisen. Es sind auch Mikrowelleneinrichtungen
möglich,
die keine Resonanzbedingungen erfüllen und in denen sich eine
laufende Mikrowelle ausbildet.
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Nach
dem Durchlaufen der Mikrowelleinrichtung 5 wird der Bedruckstoff
weiter durch die Kühleinrichtung 2 transportiert.
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In 3 ist ein Querschnitt durch
die Mikrowelleneinrichtung 5 aus 1 dargestellt. Die Schnittfläche ist
in 2 als III angedeutet.
Sie verläuft
quer zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes 1.
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Gleiche
Bezugszahlen bezeichnen gleiche Bauelemente.
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Der
Innenraum 10 der Mikrowelleneinrichtung 5 ist
hier unterteilt in zwei Einlassboxen 11 und 12,
in die von nicht dargestellten Lüftern
Luftströme 13 und 14 geleitet
werden. Die Lufteinlassboxen 11 und 12 sind ober-,
bzw. unterhalb des Transportpfads des Bedruckstoffs 1 angeordnet.
Sie grenzen hier direkt an den Applikationsbereich 17,
dessen Wandungen 15, 16 Lufteinlassöffnungen 24 zu
den Lufteinlassboxen 11 und 12 aufweisen. Diese
Lufteinlassöffnungen 24 sind
beispielsweise in 4 dargestellt und
sollen in diesem Ausführungsbeispiel
schlitzförmig
ausgeführt
sein.
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Innerhalb
des Applikationsbereich 17 kann sich ein stehendes Mikrowellenfeld
ausbilden. Der Applikationsbereich 17 selber ist Bestandteil
eines Applikators 48. Dieser Applikator 48 erstreckt
sich von einer Einlassblende 47, über die der Hohlleiter 9 Mikrowellen
in den Applikator 48 einspeist bis zu einem Abschlussschieber 22,
der auf der anderen Seite des Applikationsbereichs 17 liegt.
Der Applikator 48 soll zur Ausbildung eines stehenden Mikrowellenfeldes
die erforderlichen Randbedingungen erfüllen. In einem Teilbereich 8 des
Applikators 48 kann für diese
Zwecke der Abschlussschieber 22 vorhanden sein. Über diesen
Abschlussschieber 22 können dann
entsprechende Resonanzbedingungen für die Mikrowellen eingestellt
werden. Kommt es innerhalb des Applikators 48 zu einer
stehenden Welle, so ist sie auch innerhalb des Applikationsbereichs 17 ausgebildet,
da dieser von dem Applikator 48 umfasst wird.
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Dieser
Applikationsbereich 17 umfasst dabei den Schlitzbereich 18 durch
den der Transportpfad des Bedruckstoffs 1 führt. Dieser
Schlitzbereich 18 ist durch perforierte PTFE-Folien 26 von
dem Applikationsbereich 17 getrennt, was in 4 erkennbar ist.
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Innerhalb
des Applikationsbereich 17 sind zwei PTFE-Barrieren 19 und 20 eingeschlossen,
die einen Strömungskurzschluss
der erzeugten Luftströmungen
innerhalb des Applikationsbereichs 17 verhindern sollen.
Diese Barrieren 19 und 20 sind dafür an den
Rändern
des Schlitzbereichs 18 zum Einen in Richtung des Hohlleiters 9 und
zum Anderen in Richtung des Teilbereichs 8 innerhalb des
Applikationsbereichs 17 bereitgestellt. In dem hier dargestellten
Fall begrenzen diese Barrieren 19 und 20 den Applikationsbereich 17 und
trennen ihn räumlich
von dem restlichen Bereich des Applikators 48. Hierdurch
sind insbesondere der Teilbereich 8, der für das Zustandekommen
von Resonanzbedingungen wichtig ist und der Hohlleiter 9 von
dem Applikationsbereich 17 räumlich getrennt. Zwischen dem
Hohlleiter 9 und dem Applikator 48 ist noch die
Einlassblende 47 vorhanden, die für eine Einkopplung der Mikrowelle
in den Applikator 48 verantwortlich ist.
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Eine
Darstellung des Applikationsbereichs 17 ist in 4 vergrößert skizziert.
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Durch
Lufteinlassöffnungen 24 in
den Wandungen 15 und 16 des Applikationsbereichs 17 werden
Luftströme 25 in
das Innere des Applikationsbereichs 17 eingebracht.
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Der
Schlitzbereich 18 ist von dem restlichen Applikationsbereich 17 mit
PTFE-Folien 26 abgetrennt.
Die PTFE-Folien 26 sind mit feinen Luftlöcher 30 gleichmäßig perforiert.
Der Luftstrom 25 wird durch diese Luftlöcher 30 gleichförmig in
das Innere des Schlitzbereichs 18 eingebracht, wobei dann
ein gleichmäßiger und
stabiler Luftstrom 27 entsteht, der Feuchtigkeit aus dem
Schlitzbereich 18 heraustransportiert und zusätzlich den
Transport des Bedruckstoffes 1 wenigstens unterstützt.
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Der
Bedruckstoff 1 erhält
sein Transportgeschwindigkeit von den äußeren Transportrollen 6 oder
anderen hier nicht dargestellten Transportelementen.
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5 zeigt eine Aufsicht auf
eine Mikrowelleneinrichtung für
Bogen. Der Bedruckstoff 1 ist hier ein Papierbogen.
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Von
der Mikrowelleneinrichtung
5 ist hier nur der Innenbereich
10 dargestellt.
Der Applikationsbereich
17 des Innenraums
10 deckt
auf Grund seiner Ausdehnung nur einen Teilbereich des Bedruckstoffes
ab. Daher sind hier mehrere Innenräume
10, bzw. Applikatoren
48 oder
Mikrowelleneinrichtungen
5 hintereinander und versetzt
angeordnet, so dass dann die gesamte Fläche des Bedruckstoffes
1 abgedeckt wird.
Diese zusätzlichen
Innenräume
10 sind
hier nicht weiter dargestellt. Der Vorteil dieser Anordnung liegt
in der möglichen
Bereitstellung von Transportelementen seitlich zu den Innenräumen
10,
die dann den Vorschub des Bedruckstoffs
1 betreiben können. Eine
Anordnung mit mehreren solcher Applikatoren
48 versetzt
zueinander ist in
DE
101 45 005 A1 offenbart.
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Der
Bedruckstoff 1 wird in Richtung des Pfeils 3 durch
den Innenraum 10 transportiert. Hierfür liegt der Bedruckstoff 1 auf
mehreren Transportbändern 37 bis 39 auf.
Das Transportband 37 liegt direkt vor dem Innenraum 10 und
hört kurz
vor diesem Innenraum 10 auf. Die beiden anderen Transportbänder 38 und 39 verlaufen
parallel zum Innenraum 10 und einer Kühleinrichtung 2, die
hinter dem Innenraum 10 liegt. Innerhalb des Innenraums 10 und
der Kühleinrichtung 2 wird
der Bedruckstoff 1 von keinem Transportelement berührt.
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Hinter
der Kühleinrichtung 2 kann
ein weiteres Transportelement, das hier nicht gezeigt ist, vorhanden
sein. Dieses Transportelement kann dann einen weiteren Vorschub
des Bedruckstoffes unterstützen.
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Das
Abkühlen
auf eine niedrigere Temperatur ist besonders notwendig, wenn der
Bedruckstoff 1 auf beiden Seiten bedruckt ist. Da in diesem
Verfahren beide Seiten des Bedruckstoffes 1 erwärmt werden
und damit auch Tonerschichten auf beiden Seiten des Bedruckstoffes 1 aufgeschmolzen
werden, würde
ein Druckbild auf der Unterseite leiden, wenn es bei einer zu hohen
Temperatur mit einem Transportband in Berührung käme. Diese notwendige niedrigere
Temperatur kann beispielsweise bei 70°C liegen und wird spätestens
am Ende der Kühleinrichtung 2 erreicht.
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In 6 ist ein seitlicher Querschnitt
durch die Mikrowelleneinrichtung nach 5 schematisch dargestellt.
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Von
dem Innenraum 10 ist hier alleine der Applikationsbereich 17 mit
dem Schlitzbereich 18 dargestellt. Lufteinlassboxen und
Hohlleiter können sich
ober- und unterhalb
oder seitlich des Innenraumes 10 anschließen. Insbesondere
kann ein Hohlleiter 9 die Mikrowellen von Oben oder Unten
in den Innenraum 10 transportieren.
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Der
Applikationsbereich 17 selber ist hier in einen oberen
Applikationsbereich 17a oberhalb des Transportpfads und
einen unteren Applikationsbereich 17b unterhalb des Transportpfads
unterteilt. Der Bedruckstoff 1 kann dann den Schlitzbereich 18 in
Richtung des Pfeils 3 durchqueren. Innerhalb des Schlitzbereichs 18 wirkt
dann auf den Bedruckstoff 1 das Mikrowellenfeld 40.
Die Darstellung des Mikrowellenfeldes 40 ist hier rein
symbolisch und soll nicht die tatsächliche Intensitätsverteilung
des Mikrowellenfeldes 40 wiedergeben.
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Außerhalb
des Mikrowellenfeldes 40 und in unmittelbarer Umgebung
des Applikationsbereichs 17 können sich noch weitere Elemente 41 befinden. Diese
Elemente 41 können
beispielsweise die austretende Mikrowellenstrahlung verringern.
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Der
obere Applikationsbereich 17a und auch der untere Applikationsbereich 17b sind
beide in Richtung des Transportpfads im Wesentlichen offen, so dass
das Mikrowellenfeld 40 ausgebildet werden kann. Die jeweiligen Öffnungen
der Applikationsbereiche 17a und 17b sind durch
PTFE-Folien 26 abgedeckt, die verhindern, dass Luft aus
dem Schlitzbereich 18 in die Applikationsbereiche 17a und 17b gelangt.
Geleitete Luftströme 27 können jeweils über die
Applikationsbereiche 17a und 17b durch die PTFE-Folien 26 in
den Schlitzbereich 18 gelangen.
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Diese
Luftströme 27 sind
in dieser Zeichnung nicht weiter dargestellt, sie sind insbesondere
der 4, bzw. der 7 zu entnehmen.
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Die
PTFE-Folien 26 erstrecken sich nicht alleine über die
Fläche
des Applikationsbereichs 17 sondern überdecken auch, wenigstens
teilweise, die weiteren Elemente 41. Auf diese Weise wird
verhindert, dass Luft aus dem Schlitzbereich 18, die eventuell
Feuchtigkeit beinhalten könnte
in die Bereiche der Applikationsbereiche 17a und 17b und
der Elemente 41 gelangen kann und dort Wasser kondensieren
könnte.
Spannungsdurchbrüche
oder ein Verzerren des Mikrowellenfeldes 40 kann so verhindert werden.
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Im
Anschluss an den Applikationsbereich 17 durchläuft der
Bedruckstoff 1 noch die Kühleinrichtung 2. Die
Ein- und Austrittsöffnungen 42 der
Kühleinrichtung 2 müssen hierbei
nicht so schmal sein, wie das der Fall ist für die Schlitze 4 der
Mikrowelleneinrichtung 5. Die Elemente 41 an den
Schlitze 4 müssen
gewährleisten,
dass möglichst
keine Mikrowellenstrahlung aus dem Applikationsbereich 17 entweichen
kann. Die geringe Höhe
der Schlitze 4 stellt ein Problem für den Transport des Bedruckstoffes 1 dar.
Bei einem zu ungleichmäßigen Transport
des Bedruckstoffes 1 kann es passieren, dass der Bedruckstoff 1 gegen
die Ränder
eines Schlitzes 4 stößt, wodurch
es zu einem Stau oder einem Verkannten des Bedruckstoffes 1 innerhalb
der Mikrowelleneinrichtung 1 kommen kann. Daher muss auch im
Inneren des Applikationsbereichs 17 ein stabiler Transport
des Bedruckstoffes 1 gewährleistet werden.
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Die
Ein- und Austrittsöffnungen 42 der
Kühleinrichtung 2 sind
im Gegensatz dazu großflächig ausgelegt,
so dass ein Anstoßen
des Bedruckstoffes 1 an deren Ränder auf jeden Fall vermieden
wird.
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Wie
zu 5 ausgeführt wird
der Bedruckstoff 1 weder innerhalb des Applikationsbereichs 17, noch
innerhalb der Kühleinrichtung 2 durch
kontaktierende Transportelemente geführt. Eine Führung und der Vorschub des
Bedruckstoffs 1 wird durch hier nicht gezeigte Transportelemente
wie z.B. Transportbänder,
die sich hinter, vor und/oder neben dem Applikationsbereich 17 und
der Kühleinrichtung 2 befinden
erreicht.
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7 zeigt eine symbolische
Darstellung eines Aufbaus einer Einrichtung zur Erzeugung von Luftströmungen 25, 46 und 27 mit
einer zusätzlichen dielektrischen
Mikrowellenlast 29. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit
ist hier auf eine Darstellung der Luftströmungen 27 verzichtet
worden.
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Hier
ist genauer der Bereich der 6 dargestellt,
in dem die Luftströme 27 auf
den Bedruckstoff 1 wirken. Der Bedruckstoff 1 ist
hier zur besseren Übersichtlichkeit
nicht dargestellt.
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Der
Bedruckstoff 1 kann hier durch den Schlitzbereich 18 transportiert
werden. Dieser Schlitzbereich 18 befindet sich zwischen
den oberen- und unteren Applikationsbereichen 17a und 17b.
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In
dem hier dargestellten Aufbau sind die Lufteinlassboxen 11 und 12 nicht
dargestellt.
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Durch
Lufteinlassöffnungen 24 und 45 in
den Wandungen 15 des Applikationsbereichs 17a und 44 des
Hohlleiters 9 werden Luftströme 25 und 46 in
das Innere des Applikationsbereichs 17 gelenkt.
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Der
Luftstrom 46 wird dabei durch eine nicht dargestellte Einlassblende
aus dem Hohlleiter 9 in den unteren Applikationsbereich 17b geleitet.
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Eine
hier nicht dargestellte Lufteinlassbox 11 befindet sich
oberhalb des Transportpfades und schließt an die Wandung 15 des
Applikationsbereichs 17a an.
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Eine
zweite nicht dargestellte Lufteinlassbox 12 befindet sich
unterhalb des Transportpfads und schließt an die Wandung 44 des
Hohlleiters 9 an. Sie liegt in der hier dargestellten Anordnung
seitlich des Hohlleiters 9.
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In
der hier dargestellten Anordnung werden die Mikrowellen in Richtung
des Pfeils 21 durch den Hohlleiter 9 in den Applikationsbereich 17 geleitet, wobei
sie die nicht dargestellte Einlassblende zwischen dem Hohlleiter 9 und
dem Applikationsbereich 17 durchlaufen.
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Über die
Lufteinlassöffnungen 45 in
der Fläche
der Wandung 44 kann ein Luftstrom 46 in das Innere
des Hohlleiters 9 geleitet werden. Dieser Luftstrom 46 wird
dann weiter in den Applikationsbereich 17b geleitet. Die
Fläche
der Wandung 44 des Hohlleiters 9, die die Lufteinlassöffnungen 45 aufweist
muss sich nicht über
die gesamte Wandung 44 des Hohlleiters 9 erstrecken.
Es reicht eine Fläche
aus, die einen ausreichenden Luftstrom 46 gewährleisten
kann, um die erwünschten
Effekte wie Abtransport von Wasser aus dem Applikationsbereich 17 und
Unterstützung des
Bedruckstofftransport zu erzielen.
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Oberhalb
des Transportpfads des Bedruckstoffes 1 kann über die
Lufteinlassschlitze 24 der Wand 15 ebenfalls ein
Luftstrom 25 in den Applikationsbereich 17a eingebracht
werden.
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Die
Luftströme 25 und 46,
die durch die Lufteinlassschlitze 24 und 45 in
das Innere des Applikationsbereich 17 eingebracht werden,
beaufschlagen die PTFE-Folien 26,
die den Schlitzbereich 18 von dem übrigen Applikationsbereich 17 abtrennen. Durch
die perforierten PTFE-Folien 26 können die Luftströme 25 und 46 so
an den Bedruckstoff 1 geleitet werden, dass ein Abtransport
von aus dem Bedruckstoff austretender Feuchtigkeit durch die so
erzeugten Luftströme 27 ermöglicht wird.
Zusätzlich kann
der Transport des Bedruckstoffes 1 durch die Mikrowelleneinrichtung 5 hindurch
wenigstens unterstützt
werden, so dass er stabil verläuft
und ein Stau durch Verwerfungen des Bedruckstoffes 1 vermieden wird.
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Außerhalb
der Wandungen 15 und 44 ist es nicht zwingend
notwendig, dass sich dort Lufteinlassboxen befinden. Es kann auch
möglich
sein, dass direkt Lüfter
vorhanden sind, die Luft in den Applikationsbereich 17,
bzw. den Hohlleiter 9 der Mikrowelleneinrichtung 5 einbringen.
Innerhalb des Applikationsbereich 17, bzw. im Bereich des
Hohlleiters 9 werden über
die Lufteinlassschlitze 24 und 45 Luftströme 25 und 46 erzeugt
und dann über
die Löcher 30 der
Perforation der PTFE-Folien 26 Luftströme 27.
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Diese
Führungen
der Luftströme 25,
bzw. 46 und 27 stellen praktisch Luftkanäle innerhalb
des Applikationsbereich 17 dar. Sie weisen Luftaustrittsöffnungen
wie die Löcher 30 auf,
durch die ein Transport von Bedruckstoffen 1 wenigstens
unterstützt wird.
Durch diese gelenkten Luftströme 25, 46 und 27 kann
Feuchtigkeit aus der Mikrowelleneinrichtung 5 abtransportiert
werden.
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In
der hier dargestellten Ausführungsform
ist zusätzlich
eine Last 29 im Applikationsbereich 17 der Mikrowelleneinrichtung 5 integriert.
Durch ein Verfahren dieser Last 29 wird die Resonanzbedingung
des Applikators für
die verschiedenen Bedruckstoffe 1 eingestellt. Die Last 29 ist
dafür in
Richtung des Pfeils 43 in Bereiche größerer Feldstärken innerhalb
des Applikationsbereichs 17 verkippbar. Um einen Luftstrom
auch durch diese Last 29 hindurch zu gewährleisten,
ist es vorgesehen, dass die Last 29 selber Luftdurchlasslöcher 35 aufweist,
die den Luftstrom im Wesentlichen nicht behindern.
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In 8 ist ein Querschnitt durch
einen Applikationsbereich 17 nach 5 oder 7 mit
einem Feuchtigkeitsmesser 36 dargestellt.
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In 9 ist eine schräge Aufsicht
auf eine PTFE-Folie 26 mit einem Feuchtigkeitsmesser 36 zu sehen.
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Auf
der PTFE-Folie 26 sind zwei Elektroden 31 und 32 befestigt.
Der Befestigungsort soll im Bereich niedriger Feldstärken liegen
und keine Luftlöcher 30 abdecken.
Am geeignetsten ist hierfür
ein Bereich am Eintrittsbereich bzw. vorzugsweise am Austrittsbereich
für den
Bedruckstoff 1 durch den Schlitzbereich 18. Das
heißt
in Richtung 3 des Vorschubs des Bedruckstoffes 1 in
dem in Richtung 3 hinteren der Schlitze 4. Es
dabei darauf zu achten, dass die Elektroden 31 und 32 nicht
in Mikrowellenfeld 40 des Applikators 48 hineinragen.
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Die
beiden Elektroden 31 und 32 sind über Leitungen 33 mit
einer Mess- und Kontrolleinheit 34 verbunden. An die Elektroden 31 und 32 werden
von der Mess- und Kontrolleinheit 34 Hochspannungsimpulse
angelegt und ein Strom zwischen den beiden Elektroden 31 und 32 gemessen.
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Befindet
sich zwischen den Elektroden 31 und 32 kein Wasser,
so sollte kein Strom fließen.
Ist allerdings an dieser Stelle Wasser kondensiert, so kann ein
Stromfluss festgestellt werden. Dieser Wasser wurde dann durch den
Luftstrom aus dem Schlitzbereich 18 in das Umfeld der Elektroden 31 und 32 transportiert.
Da dieses Wasser erst innerhalb des Schlitzbereichs 18 aufgenommen
wurde, gibt die zwischen den Elektroden kondensierte Menge an Wasser
zumindest indirekt einen Aufschluss über den Zustand innerhalb des
Schlitzbereichs 18. Je mehr Wasser kondensiert, desto mehr
Feuchtigkeit muss innerhalb des Schlitzbereichs 18 vorherrschen.
Der gemessene Strom korreliert dabei direkt mit der kondensierten
Wassermenge und gibt somit indirekt Auskunft über die Feuchtigkeit im Inneren
des Schlitzbereichs 18.
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Im
Falle keiner Feuchtigkeit innerhalb des Applikationsbereich 17 oder
des Schlitzbereichs 18 sollte kein Strom fließen. Ein
gemessener Strom ist dann in seiner Größe ein Maß für eine herrschende Luftfeuchtigkeit.
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Die
beiden Elektroden 31 und 32 dürfen dabei nicht in das Innere
des Applikationsbereich 17 hineinragen und das vorherrschende
Mikrowellenfeld 40 beeinträchtigen.
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Ein
Bedruckstoff 1 wird auf einem Transportband 2 transportiert.
Bei dem Bedruckstoff 1 kann es sich beispielsweise um einen
Bogen Papier handeln, der innerhalb einer Druckmaschine in einem
Farbwerk eine Tonerschicht erhalten hat.
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Diese
Tonerschicht soll auf dem Bedruckstoff 1 fixiert werden.
Der Bedruckstoff 1 wird daher in die Mikrowelleneinrichtung 5 transportiert.
Hier werden der Toner und der Bedruckstoff so weit erwärmt, dass der
Toner auf dem Bedruckstoff 1 fixiert wird.
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Damit
es nicht zu Spannungsdurchbrüchen und
Verzerrungen des Mikrowellenfeldes 40 innerhalb des Applikators 48 der
Mikrowelleneinrichtung 5 kommt, werden Luftströmungen 27 innerhalb
der Mikrowelleneinrichtung 5 erzeugt. Durch diese kann dann
Feuchtigkeit abtransportiert und der Bedruckstoff 1 zudem
innerhalb der Mikrowelleneinrichtung 5 berührungslos
transportiert werden.
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Der
eigentliche Vorschub des Bedruckstoffs 1 wird durch außerhalb
der Mikrowelleneinrichtung 5 und der Kühleinrichtung 2 liegende
Transportelemente gewährleistet.
Im Falle der Papierbahn kann es sich um Rollen 6 und im
Falle von Papierbogen kann es sich um Transportbänder 37, 38, 39 und
weitere nicht gezeigte handeln. Diese Transportbänder befinden sich dann neben,
vor und hinter der Mikrowelleneinrichtung 5 und der Kühleinrichtung 2.
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Die
Luftströmung 27 wird
erzeugt, indem durch nicht dargestellte Lüfter Luftströme 13 und 14 in
Lufteinlassboxen 11 und 12 gepresst werden. Diese
wiederum sind so gestaltet, das die Luft über Lufteinlassöffnungen 24 weiter
in den Applikationsbereich 17 gelenkt wird, wo Luftströmungen 25 erzeugt werden.
Es sind auch Ausführungsformen
ohne Lufteinlassboxen 11 und 12 denkbar.
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Die
Lufteinlassöffnungen 24 sind
dabei so gestaltet, dass ein Austreten von Mikrowellenstrahlung
aus dem Applikationsbereich 17 vermieden wird und genügend Luft
in diesen Bereich hineinströmen kann.
Beispielsweise können
die Lufteinlassöffnungen 24 Schlitze
sein und eine Größe von 2
mm × 14 mm
aufweisen und quer zur Ausbreitungsrichtung der Mikrowellen im Applikationsbereich 17 ausgerichtet
sein. Diese Anordnung führte
bei Experimenten nach einem TE10N-Applikatorprinzip zu keiner signifikanten
Abstrahlung von Mikrowellen.
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Es
sind auch runde Lufteinlassöffnungen 24 praktikabel.
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Auf
die beschriebene Weise können
gerichtete Luftströme 25 im
Inneren des Applikationsbereichs 17 erzeugt werden. Damit
zusätzlich
zum Abtransport von Feuchtigkeit aus dem Applikationsbereich 17 der
Transport des Bedruckstoffes 1 im Inneren des Schlitzbereichs 18 stabil
und gleichmäßig unterstützt werden
kann, werden diese Luftströme 25 weiter
durch die Luftlöcher 30 der
perforierten PTFE-Folien 26 geleitet. Durch diese gleichförmige Beaufschlagung
des Bedruckstoffes 1 mit dem Luftstrom 27 wird
nicht nur der Bedruckstofftransport stabilisiert, durch diese Gleichförmigkeit
kann auch gewährleistet
werden, dass Feuchtigkeit von jeder Stelle der Oberfläche des
Bedruckstoffes 1 aus dem Applikationsbereich 17 heraustransportiert
wird. Die Größe dieser
Luftlöcher 30 und
ihre Verteilung in den PTFE-Folien 26 sind dabei so gewählt, dass
genügend
Luft hindurchgelassen wird, um ein stabiles Luftkissen zu bilden.
Die PTFE-Folien 26 weisen
in dem hier dargestellten Fall eine Schichtdicke von 0,1 mm auf.
Sie sind direkt an den Wandungen des Applikationsbereichs 17 im
Inneren der Mikrowelleneinrichtung 5 angebracht, können aber,
wie insbesondere in 5 dargestellt,
auch darüber
hinaus reichen. Auf diese Weise werden Luftströme 27 auf den Bedruckstoff 1 gelenkt.
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Da
die Anordnung und Lochung, bzw. Schlitzung der PTFE-Folien 26,
bzw. der Wandungen 15, 16 des Applikationsbereichs 17 nicht
verändert
werden, können
die Luftströme 27,
die im Schlitzbereich 18 für den Abtransport von Feuchtigkeit
verantwortlich sind und das unterstützende Luftkissen bilden direkt über die
Luftströme 13, 14,
die von Lüftern
in die Lufteinlassboxen 11 und 12 geleitet werden,
eingestellt werden. Insbesondere ist es hierbei möglich die Luftströme 27 auf
unterschiedliche Bedruckstoffe entsprechend einzustellen. Hierbei
kann dann auf die Beschaffung der Bedruckstoffe ebenso wie auf deren Gewichte
Rücksicht
genommen werden. Z.B. erfordern größere Grammaturen von Papierbogen
stärkere
Luftströme 27.
Auch die Art der Bedruckstoffe ist wesentlich für die entweichende Feuchtigkeit,
so wird Folie weniger Wasser freigeben als gestrichenes Papier,
das wiederum weniger freigibt als normales Papier. Je mehr Wasser
freigesetzt werden wird, desto schnellere Luftströme 27 sind
notwendig.
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Die
Gewichte der verwendeten Bedruckstoffe 1 sind im Allgemeinen
vorher bekannt und die entsprechenden Informationen liegen elektronisch
vor. Diese Informationen können
in nicht dargestellten Verarbeitungseinrichtungen ausgewertet werden,
die dann automatisch die Luftströme 27 entsprechend steuern.
Insbesondere kann auch darauf geachtet werden, dass die Luftströme 27 richtungsabhängig, unterscheidend,
ob sie von ober- oder unterhalb des Transportpfades wirken, gesteuert
werde.
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Die
Luftströme 27 verlassen
den Innenraum 10 der Mikrowelleneinrichtung über die
Schlitze 4. Durch die Mikrowellen wird der Bedruckstoff 1,
sowie ein hierauf befindlicher Toner, insbesondere über den Bedruckstoff 1,
erhitzt. Insbesondere wird Wasser, das sich in dem Bedruckstoff 1 befindet
erhitzt und teilweise als Wasserdampf freigesetzt. Dieser Wasserdampf
kann innerhalb der Mikrowelleneinrichtung 5 kondensieren,
das Mikrowellenfeld 40 verzerren und/oder zu Spannungsdurchbrüchen führen.
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Die
Luftströme 27 nehmen
Wasserdampf auf und verlassen dann mit diesem die Mikrowelleneinrichtung 5 und
tragen zu einer trockeneren Atmosphäre im Innenbereich 10,
bzw. im Applikationsbereich 17 der Mikrowelleneinrichtung 5 mit
bei.
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Um
die Aufnahmefähigkeit
der Luftströme 27 für Feuchtigkeit
zu steigern ist es vorgesehen, dass die Luftströme 13, 14,
die den Lufteinlassboxen 11 und 12 zugeführt werden
vorher oder auch innerhalb der Lufteinlassboxen 11 und 12 erhitzt
werden. Hierfür
kann es insbesondere möglich
sein, dass die Luftströme 13 und 14 durch
Abwärme
der Mikrowelleneinrichtung 5 oder der hier nicht gezeigten
Druckmaschine vorgeheizt werden, um Energie zu sparen.
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Dass
die Luftströme 25 nicht
alleine aus über-,
bzw. unterhalb des Transportfades liegenden Lufteinlassboxen kommen
müssen,
wurde bereits in 7 gezeigt.
Hier wird ein Luftstrom 46 seitlich in den Hohlleiter 9 eingebracht
und dann über
eine Einlassblende in den Applikationsbereich 17b geführt und
dann weiter nach oben in den Schlitzbereich 18 geleitet.
Auf der anderen Seite wird ein weiterer Luftstrom 25 direkt
an einer oberen Wand 15 des Applikationsbereichs 17a erzeugt
und dann nach Unten gelenkt. Die PTFE-Folien 26 sind wie
gehabt innerhalb des Applikationsbereichs 17 installiert
und können über diesen
hinausreichen. Der Aufbau des Luftkissens sowie der Abtransport
von Feuchtigkeit erfolgt hier analog wie oben.
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Damit
besser auf einen Feuchtigkeitsanstieg innerhalb des Applikationsbereichs 17 reagiert
werden kann, ist auf wenigstens einer PTFE-Folie 26 ein Feuchtigkeitsmesser 36 vorgesehen.
An zwei Elektroden 31 und 32 werden Hochspannungsimpulse angelegt.
Da die Teflonfolie 26 nicht leitend ist, sollte es zu keinem
messbaren Stromfluss kommen. Wenn mehr Feuchtigkeit im Applikator 48,
bzw. im Applikationsbereich 17 freigesetzt wird, so schlägt sich
mehr Feuchtigkeit auf der Teflonfolie 26 nieder und erhöht hier
die Leitfähigkeit.
Ein daraus auf Grund der angelegten Hochspannungsimpulse resultierender
Strom zwischen den Elektroden 31 und 32 kann mittels
des Feuchtigkeitsmesser 36 erkannt werden. Dieser Stromfluss
wird durch die Mess- und Kontrolleinheit 34 ausgewertet.
Auf die gemessenen Werte kann dann entsprechend reagiert werden.
Der Feuchtigkeitstransport der Luftströme 27 kann dann automatisch
erhöht
werden.
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Hierfür bestehen
zwei Möglichkeiten.
Es kann zunächst
die Strömungsgeschwindigkeit
der Luftströme 27 erhöht werden.
Hierfür
kann automatisch die Luftmenge, die durch die Luftströme 13 und 14 in
die Lufteinlassboxen 11 und 12 gebracht wird, gesteigert
werden. Diese Luftmenge kann dabei ein vorgegebenes Maximum allerdings
nicht überschreiten,
da sonst eine stabile Unterstützung
des Transports des Bedruckstoffs 1 durch die Mikrowelleneinrichtung 5 nicht
mehr gewährleistet
ist. Sollte eine in diesen Grenzen durchgeführte Erhöhung der Luftmenge nicht ausreichen
um einen ausreichenden Feuchtigkeitstransport zu ermöglichen,
besteht die Möglichkeit
die Luft, die in den Innenraum 10, bzw. Den Applikationsbereich 17 der
Mikrowelleneinrichtung 5 eingeleitet wird, weiter zu erhitzen.
Hierfür können nicht
dargestellte zusätzliche
Wärmequellen im
Umfeld der Lufteinlassboxen 11 und 12, bzw. direkt
im Bereich der nicht dargestellten Lüfter und/oder auch innerhalb
der Lufteinlassboxen 11 und 12, vorgesehen sein.
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Die
notwendige Luftmenge, bzw. die zur Erhitzung der Luft notwendige
Wärmemenge
kann über eine
nicht dargestellte Regelungsanlage automatisch eingestellt werden.
Die notwendigen Informationen über
die Feuchtigkeitsmenge im Applikationsbereich 17 erhält sie über den
Feuchtigkeitsmesser 36.
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Auf
diese Weise kann immer eine technisch sinnvolle Luftfeuchtigkeit
im Inneren der Mikrowelleneinrichtung 5 gewährleistet
werden. Auf diese Weise können
Schäden
in der Mikrowelleneinrichtung 5 vermieden werden. Spannungsdurchbrüche und
ein Verzerren des Mikrowellenfeldes 40 innerhalb des Applikators 48 durch
kondensiertes Wasser wird verhindert. Hierfür ist im Wesentlichen die Trennung
des Schlitzbereichs 18 von dem restlichen Applikationsbereich 17 durch
die PTFE-Folien 26 von Vorteil, da dann keine Feuchtigkeit
in den restlichen Bereich des Applikationsbereichs 17 transportiert
werden kann.
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Durch
das von den Luftströmen 27 erzeugte Luftkissen
kann bei geeigneten Einstellungen ein Bedruckstoff 1 berührungslos
durch die Mikrowelleneinrichtung 5 transportiert werden.
Toner auf jedweder Seite des Bedruckstoffes 1 kann durch
Berührungen innerhalb
des Applikationsbereich 17 nicht verschmiert werden. Papierstaus,
bzw. das Verkannten von Bedruckstoff 1 innerhalb des Applikationsbereichs 17 kann
durch den stabilen Transport verhindert werden.