EP1217458B1 - Method for controlling gloss of a toner image and digital image forming apparatus - Google Patents

Method for controlling gloss of a toner image and digital image forming apparatus Download PDF

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EP1217458B1
EP1217458B1 EP01127117A EP01127117A EP1217458B1 EP 1217458 B1 EP1217458 B1 EP 1217458B1 EP 01127117 A EP01127117 A EP 01127117A EP 01127117 A EP01127117 A EP 01127117A EP 1217458 B1 EP1217458 B1 EP 1217458B1
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radiation
image
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toner
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Gerhard Dr. Bartscher
Frank-Michael Morgenweck
Domingo Rohde
Muhammed Aslam
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Glanzes eines auf ein Bildträgersubstrat übertragenen und fixierten Tonerbildes, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method of controlling the gloss of a transferred to an image carrier substrate and the fixed toner image, according to the preamble of claim 1.
  • Ein bekanntes digitales Bildaufzeichnungsverfahren ist das elektrostatische Drucken, bei dem ein latentes elektrostatisches Bild durch aufgeladene Tonerpartikel entwickelt wird. A known digital imaging process is the electrostatic printing in which an electrostatic latent image is developed by charged toner particles. Diese werden auf ein Bildempfängersubstrat, im Folgenden kurz Substrat, übertragen. These are transferred to an image receiving substrate, hereinafter referred to substrate. Nachfolgend wird das entwickelte und auf das Substrat übertragene Bild fixiert, indem die Tonerpartikel durch Wärmezuführung aufgeschmolzen werden. Subsequently, the developed and transferred onto the substrate image is fixed by the toner particles are melted by heat supply.
  • Es werden häufig Trockentoner eingesetzt, deren Partikel einen mittleren Durchmesser von 10 µm aufweisen. There are widely used dry toners whose particles have a mean diameter of 10 microns. Zum Aufschmelzen der Tonerpartikel auf dem Bildträgersubstrat werden häufig heiße Rollen eingesetzt, die mit dem Tonerbild in Berührungskontakt gebracht werden. To melt the toner particles on the image carrier substrate often hot rollers are used, which are brought into physical contact with the toner image. Nachteilig hierbei ist, dass ein Trennmittel, beispielsweise Silikonöl erforderlich ist, um ein Anhaften des Tonerbildes an der Rolle zu vermeiden. The disadvantage here is that a release agent such as silicone oil is required in order to avoid adhesion of the toner image on the roll. Für ein Vierfarbenbild werden mindesten drei Tonerschichten übereinander auf das Bildträgersubstrat aufgebracht, wobei jede der aus einem Polymermaterial bestehenden Tonerschichten eine Dicke von 30 µm aufweisen kann. For a full-color image at least three toner layers are superimposed is applied to the image carrier substrate, wherein each of the group consisting of a polymer material toner layers may have a thickness of 30 microns. Der Glanz dieser Tonerschichten, der sehr wichtig ist für die Bildqualität, wird durch viele Faktoren bestimmt, beispielsweise durch die Oberflächenstruktur der heißen Rollen, die Fixiertemperatur und die Tonereigenschaften. The gloss of this toner layers, which is very important for the image quality is determined by many factors, for example, by the surface structure of the hot rollers, the fixing temperature and the toner properties.
  • Bei einem anderen bekannten Verfahren werden anstelle der heißen Rollen ein beheiztes Band eingesetzt, um das Tonerbild zu schmelzen. In another known method, a heated belt instead of the hot rolls are used to melt the toner image. Mit diesen Verfahren ist ein hoher Glanz erzielbar. With these methods, a high gloss is obtained. Da das Band nur über eine gewisse Länge beheizt wird, kann sich das Tonerbild - nachdem es den Heizbereich passiert hat- abkühlen und hart werden, bevor es von der zuvor heißen Oberfläche des Bandes getrennt wird. Since the tape is heated only over a certain length, the toner image may - after it passes through the heating zone to cool Hat and harden before it is separated from the previously hot surface of the belt. Dies ermöglicht ein einfaches und zuverlässiges Trennen des Tonerbildes vom Band. This enables a simple and reliable separation of the toner image from the tape. Die Struktur der Tonerbildoberfläche ist durch das Aufschmelzen identisch mit der Oberfläche des Bandes. The structure of the toner image surface is identical by melting the surface of the tape. Um eine sehr glatte Toneroberfläche realisieren zu können, mit der ein hoher Glanz einhergeht, muss daher ein sehr glattes Band verwendet werden. In order to achieve a very smooth toner surface with a high gloss is accompanied, therefore a very smooth belt must be used.
  • Ein hoher Glanz des Tonerbildes ist nicht für alle Anwendungen notwendig. A high gloss of the toner image is not necessary for all applications. Zum Beispiel ist bei einem von einem matten Papier gebildeten Bildträgersubstrat nur ein geringer Glanz des Tonerbildes erforderlich. For example, in a space formed by a mat paper image carrier substrate only a small gloss of the toner image is required. Eine Möglichkeit, um den Glanz zu verändern, besteht darin, nur wenig beheizte Rollen mit einer definierten Oberflächenrauigkeit einzusetzen. One way to change the gloss, is to use only a little heated rollers with a defined surface roughness. Die Rollen berühren die Oberfläche des Tonerbildes und prägen ihre Oberflächenstruktur in das Tonerbild ein. The rollers contact the surface of the toner image and influence their surface structure in the toner image. Um bei diesem Verfahren die Rauigkeit des Tonerbildes und somit dessen Glanz zu verändern, müssen also Rollen mit unterschiedlicher Rauigkeit verwendet werden. In order to change the roughness of the toner image, and thus its gloss, in this method, so rollers need to be used with different roughness. Ein weiterer Nachteil der heißen Rollen besteht darin, dass sie einem Verschleiß unterliegen und nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden müssen, was mit Kosten verbunden ist. Another disadvantage of the hot rollers is that they are subject to wear and must be replaced after a certain time, which is associated with costs. Der mechanische Kontakt zwischen dem Tonerbild beziehungsweise dem Bildträgersubstrat und den Rollen führt ferner dazu, dass das Tonerbild häufig an der Außenmantelfläche der Rollen festklebt. The mechanical contact between the toner image or the image carrier substrate and the rollers also causes the toner image often sticks to the outer surface of the rollers. In den meisten Fällen ist daher ein Reinigungssystem für die Rollen erforderlich. Therefore, in most cases, a cleaning system for the rollers is required.
  • Ein Verfahren der eingangs genannten Gattung ist aus der A method of the initially mentioned type is known from JP 5150674 JP 5150674 bekannt. known. Zudem offenbart die Also reveals the JP 3211576 JP 3211576 eine Fixiereinrichtung für eine Druck- oder Kopiermaschine mit einer trommelförmigen Rolle, in der sich eine Strahlungseinrichtung befindet. a fixing device for a printing or copying machine with a drum-shaped roller in which a radiation emitting device is located. Ein transparentes Band für Toner im Zusammenhang mit einer Bestrahlungseinrichtung ist aus der A transparent tape for toners in connection with an irradiation device is known from GB 1207139 GB 1207139 bekannt. known. Die The US 4444487 US 4444487 offenbart Xenon-Lampen als Strahlungsquellen, mit denen auch zeitlich zueinander beabstandete Strahlungspulse abgegeben werden können, wobei die discloses xenon lamps as sources of radiation with which temporally spaced-apart radiation pulses will be issued, the JP 10123863 JP 10123863 zudem die Aufbringung einer definierten Rollenkraft anregt. encourages also the application of a defined role force.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung des Glanzes eines auf ein Bildträgersubstrat übertragenen und fixierten Tonerbildes anzugeben, bei dem eine gezielte Beeinflussung des Tonerbildglanzes, vorzugsweise in einfacher und kostengünstiger Weise, möglich ist. It is an object of the invention to provide a method of controlling the gloss of a transferred to an image carrier substrate and the fixed toner image, in which a targeted influencing of the toner image gloss, preferably, is possible in a simple and cost-effective manner. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine digitale Bildaufzeichnungsvorrichtung anzugeben, bei der eine präzise Einstellung eines gewünschten Tonerbildglanzes möglich ist. Another object of the invention is to provide a digital image recording apparatus in which an accurate adjustment of a desired toner image gloss is possible. Darüber hinaus sollen die Kosten der Bildaufzeichnungsvorrichtung vorzugsweise nur gering sein. Moreover, the cost of the image recording device should preferably be small.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. To achieve the object, a method is proposed which has the features of claim 1. Nachdem somit zunächst das Tonerbild in bekannter Weise auf das Bildträgersubstrat übertragen und darauf fixiert worden ist und erst nachfolgend in einem zweiten Schritt an seiner Oberfläche oder in seinem oberflächennahen Bereich entweder vollständig oder zumindest bereichsweise aufgeschmolzen wird, was dadurch erfolgt, dass dem bereits fixierten Tonerbild mindestens noch ein weiteres Mal Wärme zugeführt wird, was vorzugsweise berührungslos mittels einer Strahlungseinrichtung erfolgt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Tonerbild in einem ersten Bearbeitungsschritt soweit aufgeschmolzen wird, dass sich ein relativ hoher Glanz einstellt, und dass in einem nachfolgenden, zweiten Bearbeitungsschritt das Tonerbild mit soviel Wärmeenergie beaufschlagt wird, dass zumindest Teile des Tonermaterials, insbesondere die Oberflächenschicht des Tonerbildes, überhitzt und dadurch gezielt beschädigt wird. has thus after first transferring the toner image in a known manner on the image carrier substrate and fixed on it and is melted only subsequently in a second step on its surface or in its near-surface area either completely or at least partially, what takes place in that the already fixed toner image at least one more time heat is supplied, which is preferably done without contact by means of a radiation device, the invention provides that the toner image is the extent melted in a first processing step, that a relatively high gloss is established, and that in a following, second machining step, the toner image with so much thermal energy is applied that at least parts of the toner material, in particular the surface layer of the toner image, is overheated and thus damaged targeted.
  • Die Aufschmelzung des auf dem Bildträgersubstrat fixierten Tonerbilds an seiner Oberfläche führt dazu, dass der flüssige Toner beginnt zu verfließen, so dass er -wenn er vollständig zerflossen ist- eine sehr glatte Fläche und somit einen hohen Glanz aufweist. The melting of the fixed substrate on the image carrier the toner image on its surface causes the liquid toner begins to elapse so that it -if it is completely melted actual a very smooth surface and thus has a high gloss. Durch den Grad der Aufschmelzung, also inwieweit das Tonerbild an seiner Oberfläche aufgeschmolzen wird, und durch die Dauer der Aufschmelzung, also wie lange die Tonerschicht im flüssigen Zustand gehalten wird, so dass sie zerfließen kann, ermöglicht eine präzise Beeinflussung des Tonerbildglanzes. By the degree of melting, so the extent to which the toner image is fused on the surface thereof, and by the duration of melting, so as long as the toner layer is maintained in the liquid state so that they can melt, allows for precise manipulation of the toner image gloss. Das bereits fixierte Tonerbild muss zur Beeinflussung seines Glanzes nicht nochmals vollständig aufgeschmolzen werden, sondern nur dessen oberste Schicht, so dass die dafür aufzuwendende Energie nur gering ist. The already fixed toner image has to influence its splendor not again be completely melted, but only the top layer, so that the energy required for this is only slight. Es kann praktisch jede Glanzstufe einstellbar sein, also von Matt bis Hochglanz, ohne dass dazu jeweils ein Austausch von Teilen der Fixiereinrichtung erforderlich ist. It can be any gloss level be practical adjustable, ie from matt to glossy, without the need for each replacement of parts of the fixing device is required.
  • Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass das Tonerbild in einem ersten Bearbeitungsschritt so weit aufgeschmolzen wird, dass sich ein relativ hoher Glanz einstellt, und dass in einem nachfolgenden, zweiten Bearbeitungsschritt, das Tonerbild mit so viel Wärmeenergie beaufschlagt wird, dass zumindest Teile des Tonermaterials, insbesondere die Oberflächenschicht des Tonerbildes, überhitzt und dadurch gezielt beschädigt wird. According to the invention it is provided that the toner image is melted so far in a first processing step, that a relatively high gloss is established, and that in a following, second machining step, the toner image is charged with so much heat energy that at least parts of the toner material, in particular the surface layer of the toner image, overheating and thereby selectively damaged. Durch das Überhitzen wird das Tonermaterial eingedampft oder es findet eine Oxidation statt, was in beiden Fällen zu einer raueren Oberfläche und somit zu einem reduzierten Glanz führt. By the overheating of the toner material is evaporated or it takes place oxidation, which in both cases leads to a rougher surface and thus to a reduced gloss. Der Grad der Beschädigung der Tonerbildoberfläche kann durch verschiedene Maßnahmen gezielt beeinflusst werden. The degree of damage to the toner image surface can be influenced by various measures. Eine erste Möglichkeit besteht darin, eine sehr dünne, oberflächennahe Tonerschicht des Tonerbildes zu erwärmen, wodurch Spannungen in dieser Tonerschicht entstehen, die zu Falten beziehungsweise zu einem Wellen der Tonerbildoberfläche führen. A first possibility is to heat a very thin, near-surface layer of toner of the toner image, whereby tension in the toner layer are formed, which lead to wrinkles or to a shaft of the toner image surface. Dadurch wird die Oberfläche unebener beziehungsweise rauer, was zu einer Reduzierung des Glanzes führt. This makes the surface uneven or rough, resulting in a reduction of gloss. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das gesamte Tonerbild zu erwärmen, während das Bildträgersubstrat, das beispielsweise aus Papier besteht, kalt bleibt und gegebenenfalls zu diesem Zwecke gekühlt wird. Another possibility is to heat the entire toner image while the image carrier substrate, which consists for example of paper, remains cold and is optionally cooled for this purpose. Aufgrund der übermäßigen Erwärmung des Tonermaterials bilden sich Blasen im Tonerbild, welche wiederum die Oberflächenrauigkeit des Tonerbildes ansteigen lassen. Due to the excessive heating of the toner material bubbles form in the toner image, which in turn can increase the surface roughness of the toner image. Bei dieser Variante zur Steuerung des Tonerbildglanzes kann es zu einer Reduzierung der Farbsättigungsstufe kommen, wobei durch eine gezielte Prozessführung der Einfluss auf die Farbsättigungsstufe minimierbar ist. In this variant to control the toner image gloss, it may cause a reduction in color saturation stage which can be minimized by targeted litigation, the impact on the color saturation level.
  • Wenn die Fixiereinrichtung zum erstmaligen Fixieren des Tonerbildes auf dem Bildträgersubstrat eine Heizeinrichtung mit mindestens einer heißen Rolle aufweist, kann diese heiße Rolle zum erstmaligen Fixieren von praktisch allen Tonerbildern verwendet werden, unabhängig davon, welchen Glanz das jeweilige Tonerbild aufweisen soll, wenn es fertiggestellt ist. If the fixing means for first fixing the toner image on the image carrier substrate, a heating device with at least a hot roll, this hot roll for initial fixing of virtually all toner images can be used regardless of the luster is intended to have the respective toner image, when it is completed. Sofern der Glanz des mittels der heißen Rollen auf dem Bildträgersubstrat fixierten Tonerbildes verändert werden soll, wird dann in einem zweiten Schritt die Oberfläche des Tonerbildes in gewünschter Weise nachbehandelt, also aufgeschmolzen und anschließend wieder abgekühlt, so dass je nachdem wie hoch der Grad der Aufschmelzung ist und die Zeitdauer, wie lange die Tonerschicht in flüssiger Phase gehalten wird, das Tonerbild anschließend einen gegenüber dem Ausgangszustand höheren oder verringerten Glanz aufweist. If the gloss of fixed on the image carrier substrate by means of hot rollers toner image is to be changed, is then treated in a second step, the surface of the toner image in the desired manner, that is melted and then cooled again, so that depending on how high is the degree of fusion and the period of time as long as the toner layer is maintained in the liquid phase, then the toner image has a relation to the initial state higher or reduced gloss. Das erneute Erwärmen des bereits fixierten Tonerbildes erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines berührungslos arbeitenden Heiz-/Aufschmelzverfahrens. The re-heating of the already fixed toner image is preferably carried out by means of a contactless heating / reflow. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens stellen sich selbstverständlich auch dann ein, wenn das eigentliche Fixieren des Tonerbildes auf dem Bildträgersubstrat anstelle mit Hilfe von heißen Rollen oder dergleichen mittels einer Strahlungseinrichtung erfolgt, also berührungslos, da die Strahlungseinrichtung das Tonerbild lediglich mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt und nicht in mechanischen Kontakt mit dem Tonerbild gebracht wird. The advantages of the process according to the invention provide, of course, also be one if the actual fixing the toner image on the image bearing substrate in place by means of hot rollers or the like by means of a radiation device, thus without making contact, as the radiation device acts on the toner image only with electromagnetic radiation, and not in mechanical contact is contacted with the toner image. Auch hier erfolgt in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt die Einstellung des Glanzes des bereits auf dem Bildträgersubstrat fixierten Tonerbildes mittels eines vorzugsweise berührungslosen Heizverfahrens. Again, the adjustment of the gloss of the already fixed on the image carrier substrate toner image is carried out in a subsequent processing step by means of a preferably non-contact heating method.
  • Der "Grad" der erneuten Aufschmelzung der Oberfläche des bereits aus dem Bildträgersubstrat fixierten Tonerbildes kann bis zu 100 % betragen. The "degree" of the re-melting of the surface of the already fixed from the image carrier substrate toner image can be up to 100%. In diesem Fall ist die Tonerbildoberfläche vollständig aufgeschmolzen und kann zerfließen, so dass sich eine sehr glatte Fläche und somit ein sehr hoher Glanz ergibt. In this case, the toner image surface is completely melted and can dissolve, so that a very smooth surface and hence a very high gloss is obtained. Der Aufschmelzungsgrad kann auch weniger als 100 % betragen, das heißt, die Oberfläche einer Tonerschicht ist nur teilweise aufgeschmolzen, so dass sich noch in fester Form liegende Teile dieser Tonerschicht in der "Schmelze" befinden. The Aufschmelzungsgrad may also be less than 100%, that is, the surface of a toner layer is only partially melted, so that there are still lying in solid form parts of this toner layer are in the "melt". Wenn dieser Zustand des Tonerbildes eingefroren wird, indem das Tonerbild beispielsweise rasch abgekühlt wird, ergibt sich eine Toneroberfläche mit einer gewissen Rauigkeit und somit einem entsprechend niedrigeren Glanz, als bei einer glatteren Tonerbildoberfläche. If this state of the toner image is frozen by the toner image is cooled rapidly, for example, results in a toner surface with a certain roughness and thus a correspondingly lower gloss than in a smoother toner image surface.
  • Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Tonerbild mit zwei aufeinanderfolgenden elektromagnetischen Strahlungsimpulsen beaufschlagt wird, wobei die Zeitdauer des ersten Strahlungsimpulses größer als die Zeitdauer des zweiten Strahlungsimpulses sein kann. In an advantageous embodiment of the method it is provided that the toner image is subjected to two successive electromagnetic radiation pulses, the time duration of the first pulse of radiation may be greater than the time duration of the second radiation pulse. Im Zusammenhang mit der hier vorliegenden Erfindung wird unter einem "Strahlungsimpuls" ein Lichtblitz verstanden, der nur kurz auf das Tonerbild einwirkt. In the context of the present invention here, a flash of light is meant by a "radiation pulse", working only briefly on the toner image. Die Strahlung des Lichtblitzes liegt in einem bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Wellenlängenbereich, insbesondere im UV-Bereich. The radiation of the light flash within a certain, preferably adjustable wavelength range, in particular in the UV range. Der erste Strahlungsimpuls kann beispielsweise sehr kurz sein und eine sehr hohe Energieintensität aufweisen, so dass die Oberfläche des Tonerbildes aufgeschmolzen wird, während durch den zweiten, vorzugsweise sehr kurz andauernden Strahlungsimpuls eine Reduzierung des Glanzes der Tonerbildoberfläche erreicht wird. The first radiation pulse for example, can be very short and have a very high energy intensity, so that the surface of the toner image is melted, while through the second, preferably very short duration pulse of radiation to reduce the gloss of the toner image surface is achieved. Die Intensität der beiden Strahlungsimpulse kann daher zur Beeinflussung des Glanzes variiert werden. The intensity of the radiation pulses can therefore be varied to affect the gloss. Eine hohe Intensität zumindest des ersten Strahlungsimpulses kann also zunächst zu einem hohen Glanz führen, wobei dieser Glanz gezielt durch den zweiten Strahlungsimpuls veränderbar ist. A high intensity of at least the first radiation pulse can lead to a high gloss thus first, said gloss being variable selectively by the second radiation pulse.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Tonerbild mittels einer das Tonerbild mechanisch kontaktierenden Heizeinrichtung fixiert wird und dass in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt das fixierte Tonerbild mit elektromagnetischer Strahlung oder mehreren Strahlungsimpulsen beaufschlagt wird. According to a development of the invention it is provided that the toner image, the toner image is fixed mechanically contacting heating device via one and the fixed toner image with electromagnetic radiation or several radiation pulses is applied that in a subsequent processing step. Durch das Fixieren des Toners mittels des mindestens einen, mit dem Tonerbild in Kontakt tretenden Elements, beispielsweise eine heiße Rolle oder ein beheizbares Band, weist das Tonerbild Bereiche unterschiedlichen Glanzes auf. By fixing the toner by means of at least one, with the toner image-contacting element, for example a hot roll or a heated belt, has the toner image regions of different gloss. Durch die Beaufschlagung des Tonerbildes mit getakteter oder kontinuierlicher elektromagnetischer Strahlung wird in den Bereichen des Tonerbildes, die eine höhere Tonerdichte aufweisen, der Glanz stärker reduziert als in den Bereichen mit geringerer Tonerdichte. By the application of the toner image with pulsed or continuous electromagnetic radiation, the gloss is reduced more than in the regions with lower toner density in the areas of the toner image, which have a higher toner density. Der Grund hierfür ist, dass eine Tonerschicht mit höherer Dichte die elektromagnetische Strahlung besser absorbiert. The reason for this is that a toner layer having a higher density better absorbs the electromagnetic radiation. Aufgrund der unterschiedlichen, Tonerdichten abhängigen Glanzreduzierung ist über das gesamte Tonerbild ein gleichmäßiger Glanz einstellbar. Due to the different toner densities dependent gloss reduction a uniform gloss can be adjusted over the entire toner image.
  • Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird zur Beeinflussung des Glanzes des auf dem Bildträgersubstrat fixierten Tonerbildes dieses mit gepulster oder kontinuierlicher elektromagnetischer Strahlung im UV-Bereich beaufschlagt. In a particularly advantageous embodiment of the fixed substrate on the image carrier the toner image is applied to this with pulsed or continuous electromagnetic radiation in the UV range for influencing the gloss. In diesem Wellenlängenbereich wird die Strahlung von Farbtonern im Wesentlichen gleichmäßig absorbiert, während beispielsweise das aus Papier bestehende Bildträgersubstrat Strahlung im UV-Bereich nur sehr wenig absorbiert. In this wavelength range, the radiation of color toners is substantially uniformly absorbed while, for example, the existing paper image carrier substrate radiation in the UV range, very little absorbed. Durch den eingeschränkten Wellenlängenbereich der Strahlung kann also sichergestellt werden, dass das Papier durch diese Strahlung, die eine hohe Intensität aufweisen kann, nicht beschädigt wird. Due to the limited wavelength range of radiation can be ensured so that the paper will not be damaged by this radiation, which may have a high intensity. Es werden häufig Strahlungsquellen eingesetzt, die nicht ausschließlich Strahlung im UV-Bereich emittieren, sondern auch im sichtbaren Bereich, in dem die unterschiedlichen Farben (Cyan, Magenta, Schwarz, Gelb oder Mischfarbe) aufweisenden Farbtoner die Strahlung unterschiedlich gut absorbieren. Radiation sources are used frequently, which not only emit radiation in the UV region but also in the visible range, in which the different colors (cyan, magenta, black, yellow, or mixed color) having color toners absorb radiation differently well. Im sichtbaren Wellenlängenbereich absorbiert Papier die Strahlung sehr gut, so dass bei einer hohen Strahlungsintensität eine Beschädigung des Papiers nicht ausgeschlossen werden kann. In the visible wavelength range paper absorbs the radiation very well, so that at a high intensity of radiation damage of the paper can not be excluded. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, dass die elektromagnetische Strahlung derart gefiltert wird, dass das Tonerbild nur mit Strahlung im UV-Bereich beaufschlagt wird. For this purpose, it is provided that the electromagnetic radiation is filtered such that the toner image is applied only to radiation in the UV range.
  • Bevorzugt wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens, das sich dadurch auszeichnet, dass das Tonerbild mit mehreren aufeinanderfolgenden elektromagnetischen Strahlungsimpulsen beaufschlagt wird, wobei die Zeitdauer und/oder Intensität der Strahlungsimpulse unterschiedlich lang beziehungsweise hoch ist. also an embodiment of the method, which is characterized in that the toner image is subjected to several successive electromagnetic radiation pulses, is preferred wherein the time duration and / or intensity of the radiation pulses of different lengths or high. Nach einer ersten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass jeder der Strahlungsimpulse ausreichende Energie aufweist, um das Tonerbild beziehungsweise den oberflächennahen Bereich des Tonerbildes soweit zu erwärmen, dass er schmilzt und der Toner zerfließen kann. According to a first variant it is provided that each of the radiation pulses having sufficient energy to heat the toner image or the near-surface region of the toner image to such an extent that it melts and the toner may melt. Nach einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Energie jedes einzelnen der Strahlungsimpulse nicht ausreicht, um den Toner zu schmelzen und dass das Tonerbild erst dann aufgeschmolzen wird, wenn es mit mehreren Strahlungsimpulsen beaufschlagt wurde. According to another embodiment it is provided that the energy is not enough of each of the radiation pulses to melt the toner and the toner image is only melted when it was pressurized with a plurality of radiation pulses. Jeder einzelne der Strahlungsimpulse kann also nur einen Teil der Gesamtenergiemenge in den Toner eintragen, die erforderlich ist, um den Toner zu schmelzen. Each of the radiation pulses can therefore register only one part of the total amount of energy in the toner required to melt the toner. Dabei ist in vorteilhafter Ausführungsform die Energie eines jeden Strahlungsimpulses gleich groß. In an advantageous embodiment, the energy of each radiation pulse is the same. Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der erste Strahlungsimpuls die größte Energie aufweist und dass die Energie jedes weiteren Strahlungsimpulses geringer ist als die des jeweils vorhergehenden Strahlungsimpulses. According to a further embodiment it is provided that the first pulse of radiation having the largest energy and the energy of each additional radiation pulse is less than that of the respective previous radiation pulse.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass mindestens zwei aufeinanderfolgende Strahlungsimpulse zeitlich nacheinander auf das Tonerbild aufgebracht werden. In an advantageous embodiment variant it is provided that at least two successive radiation pulses are applied sequentially in time on the toner image. Es besteht also eine Pause zwischen den Strahlungsimpulsen, so dass sich die mittels des ersten Strahlungsimpulses in das Tonerbild eingebrachte Wärme zerstreuen kann, bevor der zweite Strahlungsimpuls auf das Tonerbild aufgebracht wird. Thus, there is a pause between the radiation pulses, so that the introduced into the toner image by the first radiation pulse heat can dissipate before the second pulse of radiation is applied to the toner image.
  • Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden drei Strahlungsimpulse mit einer Energie von 0,5 J/cm 2 mit einer Zeitdauer von 0,5 ms und einer Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strahlungsimpulsen von 5 ms auf das Tonerbild aufgebracht. In an advantageous embodiment of the method three pulses of radiation having an energy of 0.5 J / cm 2 with a time duration of 0.5 ms and a pause between two successive radiation pulses of 5 ms are applied to the toner image. Der erste Strahlungsimpuls erwärmt im oberflächennahen Bereich des Tonerbildes eine Tonerschicht mit einer Dicke von in etwa 3 µm, was zu einer begrenzten Glättung der Tonerbildoberfläche führt. The first radiation pulse heated in the near-surface region of the toner image, a toner layer having a thickness of approximately 3 microns, which leads to limited smoothing the toner image surface. Nach in etwa 1 ms geht die zumindest teilweise verflüssigte Tonerschicht in den festen Zustand über und in etwa 5 ms nach dem ersten Strahlungsimpuls hat sich die meiste Wärme im Tonerbild zerstreut. After approximately 1 ms, the at least partially liquefied toner layer passes into the solid state and in about 5 ms after the first pulse of radiation, the most heat is dispersed in the toner image. Dann wird der zweite Strahlungsimpuls auf das Tonerbild aufgebracht, der ausreichend Energie aufweist, um die oberste Tonerschicht erneut zu schmelzen, und dann der dritte Strahlungsimpuls, der die Tonerschicht gegebenenfalls ein weiteres Mal aufschmilzt. Then, the second pulse of radiation is applied to the toner image, which has sufficient energy to melt the uppermost toner layer again, and then the third pulse of radiation, which may optionally melting the toner layer one more time. Es können noch weitere Strahlungsimpulse auf das Tonerbild aufgebracht werden, falls erforderlich. It can be applied to the toner image even more radiation pulses, if necessary. Wichtig ist, dass zur Erzielung eines hohen Glanzes die oberste Tonerschicht eine ausreichend lange Zeit auf eine ausreichend hohe Temperatur erwärmt ist, so dass sich diese Tonerschicht in gewünschtem Maße glättet und sich somit ein hoher Glanz einstellt. It is important that to obtain a high gloss, the uppermost toner layer is heated for a sufficiently long time to a sufficiently high temperature so that this toner layer smoothes the desired extent, and thus adjusts a high gloss.
  • Bei den vorstehend genannten Ausführungsvarianten des Verfahrens ist die Energie jedes einzelnen der Strahlungsimpulse nur so groß, dass eine Beschädigung des Tonerbildes infolge von Überhitzung des Toners, was zu einer Eindickung oder Oxidation des Tonermaterials führt, vermieden wird. In the above embodiments of the method the energy of each of the radiation pulses is only so large that a damage to the toner image due to overheating of the toner, resulting in a thickening or oxidation of the toner material is prevented.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist vorgesehen, dass mindestens ein, vorzugsweise mehrere kurze und energiearme Strahlungsimpulse auf das Tonerbild aufgebracht werden. In a further embodiment of the method it is provided that at least one, preferably a plurality of short and low-energy radiation pulses are applied to the toner image. Unter "kurz" wird eine Zeitdauer von weniger als 0,5 ms und unter "energiearm" eine Energie von weniger als 0,5 J/cm 2 verstanden, wobei vorzugsweise zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strahlungsimpulsen eine Pause liegt. By "short" is "low energy" is understood an energy of less than 0.5 J / cm 2 for a period of less than 0.5 ms and below, preferably wherein there is a pause between two successive radiation pulses.
  • Bevorzugt wird weiterhin ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens, dass sich dadurch auszeichnet, dass das Tonerbild in einem ersten Bearbeitungsschritt so weit aufgeschmolzen wird, dass sich ein relativ hoher Glanz einstellt, und dass in einem nachfolgenden, zweiten Bearbeitungsschritt, das Tonerbild mit so viel Wärmeenergie beaufschlagt wird, dass zumindest Teile des Tonermaterials, insbesondere die Oberflächenschicht des Tonerbildes, überhitzt und dadurch gezielt beschädigt wird. Further preferred is an embodiment of the method that is characterized in that the toner image is melted so far in a first processing step, that a relatively high gloss is established, and that applied in a subsequent second processing step, the toner image with so much heat energy that at least parts of the toner material, in particular the surface layer of the toner image, overheating and thereby selectively damaged. Durch das Überhitzen wird das Tonermaterial eingedampft oder es findet eine Oxidation statt, was in beiden Fällen zu einer raueren Oberfläche und somit zu einem reduzierten Glanz führt. By the overheating of the toner material is evaporated or it takes place oxidation, which in both cases leads to a rougher surface and thus to a reduced gloss. Der Grad der Beschädigung der Toherbildoberfläche kann durch verschiedene Maßnahmen gezielt beeinflusst werden. The degree of damage to the Toherbildoberfläche can be influenced by various measures. Eine erste Möglichkeit besteht darin, eine sehr dünne, oberflächennahe Tonerschicht des Tonerbildes zu erwärmen, wodurch Spannungen in dieser Tonerschicht entstehen, die zu Falten beziehungsweise zu einem Wellen der Tonerbildoberfläche führen. A first possibility is to heat a very thin, near-surface layer of toner of the toner image, whereby tension in the toner layer are formed, which lead to wrinkles or to a shaft of the toner image surface. Dadurch wird die Oberfläche unebener beziehungsweise rauer, was zu einer Reduzierung des Glanzes führt. This makes the surface uneven or rough, resulting in a reduction of gloss. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das gesamte Tonerbild zu erwärmen, während das Bildträgersubstrat, das beispielsweise aus Papier besteht, kalt bleibt und gegebenenfalls zu diesem Zwecke gekühlt wird. Another possibility is to heat the entire toner image while the image carrier substrate, which consists for example of paper, remains cold and is optionally cooled for this purpose. Aufgrund der übermäßigen Erwärmung des Tonermaterials bilden sich Blasen im Tonerbild, welche wiederum die Oberflächenrauigkeit des Tonerbildes ansteigen lassen. Due to the excessive heating of the toner material bubbles form in the toner image, which in turn can increase the surface roughness of the toner image. Bei dieser Variante zur Steuerung des Tonerbildglanzes kann es zu einer Reduzierung der Farbsättigungsstufe kommen, wobei durch eine gezielte Prozessführung der Einfluss auf die Farbsättigungsstufe minimierbar ist. In this variant to control the toner image gloss, it may cause a reduction in color saturation stage which can be minimized by targeted litigation, the impact on the color saturation level.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Bildaufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 vorgeschlagen. To achieve the object, an image recording apparatus having the features of claim 15 is also proposed. Diese umfasst eine Fixiereinrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf einem Bildträgersubstrat, wobei die Fixiereinrichtung mindestens eine Rolle aufweist, über die das Bildträgersubstrat geführt ist. It comprises a fixing means for fixing a toner image on an image carrier substrate, wherein the fixing device comprises at least one roller over which the image carrier substrate is guided. Die Bildaufzeichnungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rolle trommelförmig ausgebildet ist und zumindest deren Mantel aus einem transparenten Material besteht und dass im Inneren der Rolle eine Strahlungseinrichtung zur Beaufschlagung des Tonerbildes mit elektromagnetischer Strahlung zum Zwecke des Fixierens des Tonerbildes auf dem Substrat angeordnet ist. The image recording apparatus is characterized in that the roller is drum-shaped and at least the sheath of a transparent material and that a radiation means for applying the toner image is arranged with electromagnetic radiation for the purpose of fixing the toner image on the substrate in the interior of the roll. Die im Inneren der Rolle angeordnete Strahlungseinrichtung stellt also die zum Aufschmelzen der oberen Tonerschicht oder des gesamten Tonerbildes erforderliche Energie wahlweise zur Verfügung, während das Bildträgersubstrat mit dem darauf befindlichen Tonerbild am Außenmantel der Rolle anliegt. Thus, the arranged in the interior of the roller means, the radiation is needed to melt the top layer of toner or the entire toner image energy are available for selection, while the image carrier substrate is applied with the toner image thereon on the outer surface of the roll. Die Vorrichtung zeichnet sich durch eine kompakte und platzsparende Bauweise aus. The device is characterized by a compact and space-saving design. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch bei hohen Prozessgeschwindigkeiten zuverlässig einsetzbar. The device is used reliably even at high process speeds. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl zum erstmaligen Fixieren des Tonerbildes auf dem Bildträgersubstrat als auch zur Einstellung des Glanzes eines bereits in einem vorhergehenden Schritt auf dem Bildträgersubstrat fixierten Tonerbildes einsetzbar. The inventive device can be used both for the initial fixing the toner image on the image bearing substrate and for adjusting the gloss of a fixed already in a preceding step on the image carrier substrate toner image.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strahlungseinrichtung elektromagnetische Strahlung und/oder Strahlungsimpulse ausstrahlt, deren Wellenlängenbereich so gewählt ist, dass sie den Mantel der Rolle, zumindest größtenteils, durchdringen. According to a development of the invention it is provided that the radiation device emits electromagnetic radiation and / or radiation pulses whose wavelength range is selected so that they penetrate the mantle of the roll, at least in large part. Die getaktete oder kontinuierliche Strahlung wird also nicht vom Rollenmantelmaterial absorbiert, so dass die Rolle zumindest weitgehend nicht erwärmt wird. The clocked or continuous radiation is therefore not absorbed by the roll shell material, so that the roll is at least substantially not heated. Die Strahlung erwärmt also lediglich das an der Außenmantelfläche der Rolle anliegende Tonerbild. Thus, the radiation heats only the voltage applied to the outer surface of the roll toner image.
  • In bevorzugter Ausführungsform wird das Tonerbild mit mindestens einem Strahlungsimpuls beaufschlagt, der kürzer ist als die Kontaktzeit zwischen dem Roller und dem Tonerbild. In a preferred embodiment, the toner image is applied with at least one radiation pulse, which is shorter than the contact time between the roller and the toner image. Die Energie des Strahlungsimpulses erwärmt vorzugsweise nur die oberste Tonerschicht des Tonerbildes, die dadurch zumindest teilweise schmilzt, so dass sich die Struktur des Rollenaußenmantels einprägt. The energy of the radiation pulse is preferably heated only the uppermost toner layer of the toner image, thereby at least partially melted, so that the structure of the roll outer shell imprints. Die Rolle, der nicht aufgeschmolzene Teil des Tonerbildes und das Bildträgersubstrat kühlen dann die erwärmte oberste Tonerschicht bis unter ihre Glastemperatur T g in einer sehr kurzen Zeit ab. The role of the non-melted part of the toner image and the image carrier substrate then cool the heated top toner layer to below their glass transition temperature Tg in a very short time from. Diese Zeit ist kürzer als die Kontaktzeit zwischen dem Tonerbild und der Rolle. This time is shorter than the contact time between the toner image and the roll. Die zuvor verflüssigte Tonerschicht geht daher in eine feste Zustandsform über, bevor das Tonerbild gemeinsam mit dem Substrat vom Außenmantel der Rolle abgehoben wird. Therefore, the previously liquefied toner layer is transferred to a solid state form before the toner image is lifted off together with the substrate from the outer shell of the roll. Ein wichtiger Vorteil besteht darin, dass aufgrund des festen Toners die Trennung zwischen dem Tonerbild und der Rolle in einfacher Weise möglich ist, ohne dass dabei der Toner an der Rolle festklebt. An important advantage is that due to the fixed toner, the separation between the toner image and the roller is possible in a simple manner without causing toner sticking to the roller. Auf ein Trennmittel kann hier gegebenenfalls verzichtet werden. On a release agent may optionally be omitted. Dadurch, dass das die aufgeschmolzene obere Tonerschicht des Tonerbildes an der Außenmantelfläche der Rolle anliegt, wird deren Struktur in das Tonerbild quasi eingeprägt. Characterized in that the rests the molten upper toner layer of the toner image on the outer circumferential surface of the roller, the structure is embossed into the toner image quasi. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, einen gewünschten Glanz des Tonerbildes einzustellen, indem eine Rolle verwendet wird, deren Außenmantel eine entsprechende Rauigkeit aufweist. This results in an advantageous manner the possibility of setting a desired gloss of the toner image by a roller is used, the outer shell has a corresponding roughness.
  • In bevorzugter Ausführungsform besteht die Rolle beziehungsweise der Mantel der Rolle aus einem Material, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. In a preferred embodiment, the roll or the jacket of the roll of material having a high thermal conductivity. Dies hat den Vorteil, dass der Toner sehr schnell abgekühlt werden kann, so dass eine gute Trennung des Tonerbilds von der Rolle erreicht und ein Festkleben des Tonerbildes an der Rolle -vorzugsweise ohne Zuhilfenahme eines Trennmittels- verhindert werden kann. This has the advantage that the toner can be cooled very rapidly, so that a good separation of the toner image reaches from the roll and sticking of the toner image can be prevented -preferably to the roller without using a Trennmittels-. Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel besteht die Fixierrolle aus Quarzglas. In another advantageous embodiment, the fixing roller is made of quartz glass.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the method are evident from the remaining dependent claims.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Es zeigen: Show it:
  • Figur 1 Figure 1
    eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß verwendbaren Bildaufzeichnungsvorrichtung und a side view of an embodiment of the present invention usable image recording apparatus and
    Figur 2 Figure 2
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Strahlungseinrichtung zum Fixieren eines Tonerbildes auf ein Bildträgersubstrat. a further embodiment of a radiation device for fixing a toner image on an image bearing substrate.
  • Im Zusammenhang mit der hier vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff "Bildträgersubstrat" alle Gegenstände und Materialien verstanden, auf denen ein flüssiger oder trockener Toner, vorzugsweise wischfest, fixierbar ist. In the context of the present invention herein all articles and materials, the term "image carrier substrate" is understood, in which a liquid or dry toner is preferably smudge-resistant, fixable. Das Bildträgersubstrat kann beispielsweise ein Papierbogen oder eine Papierbahn sein. The image carrier substrate can be for example a sheet of paper or a paper web.
    Die im Folgenden beschriebene Bildaufzeichnungsvorrichtung ist allgemein einsetzbar. The image recording apparatus described below is generally used. Sie kann beispielsweise als eine nach dem elektrographischen oder elektrophotographischen Prozess arbeitende Druck- oder Kopiermaschine ausgestaltet sein. It can for example be designed as a one after the electrographic or electrophotographic process working printing or copying machine. Bildaufzeichnungsvorrichtungen der hier angesprochenen Art sind grundsätzlich bekannt, so dass auf deren Aufbau und Funktion hier nicht näher eingegangen wird. Imaging devices of the type referred to here are fundamentally known so that discusses the construction and function any more detail here.
  • Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der Bildaufzeichnungsvorrichtung 1, nämlich eine Fixiereinrichtung 3, die eine um eine Achse 5 zur Drehung antreibbare Rolle 7 umfasst. 1 shows a section of an embodiment of the image recording apparatus 1, namely, a fixing device 3 comprising a drivable about an axis 5 for rotation roll. 7 Mit Hilfe einer nicht dargestellten Transporteinrichtung wird hier ein bogenförmiges Bildträgersubstrat 9 auf die Außenseite des Mantels 11 der Rolle 7 geführt. With the help of a transport device, not shown, an arc-shaped image carrier substrate 9 out 11 of the roller 7 on the outside of the shell here. Das Bildträgersubstrat 9 liegt mit seiner ein nicht dargestelltes Tonerbild aufweisenden Flachseite 13 an der Außenmantelfläche 15 der Rolle 7 an. The image bearing substrate 9 rests with its unillustrated toner image on having flat side 13 on the outer lateral surface 15 of the roller. 7 Durch eine Drehung der Rolle 7 wird das Bildträgersubstrat 13 von einem Übemahmebereich in einem Übergabebereich, vorbei an einer Strahlungseinrichtung 17 zur Beeinflussung beziehungsweise Steuerung des Glanzes des Tonerbildes auf dem Bildträgersubstrat 9 geführt. By a rotation of the roller 7, the image carrier substrate 13 is guided by a Übemahmebereich in a transfer region, passing a radiation device 17 in order to influence or control the gloss of the toner image on the image carrier substrate. 9
  • Der Mantel 11 der Rolle 7 besteht aus einem transparenten, also lichtdurchlässigen Material, das vorzugsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. The sheath 11 of the roller 7 consists of a transparent, that is light-transmissive material, preferably having a high thermal conductivity. Alternativ kann der Mantel 11 aus Quarzglas hergestellt sein. Alternatively, the sheath 11 may be made of quartz glass. Die Rolle 7 kann an ihren stirnseitigen Enden mittels nicht dargestellter Deckel verschlossen sein. The roller 7 can be closed at their front ends by means not shown cover.
  • Die Strahlungseinrichtung 17 ist im Innenraum 19 der Rolle 7 feststehend angeordnet, das heißt, während sich die Strahlungseinrichtung 17 in einer gleichbleibenden Position befindet, bewegt sich der Mantel 11 der Rolle 7 relativ gegenüber der Strahlungseinrichtung 17. Die Strahlungseinrichtung 17 weist eine Lichtquelle 21 auf, die beispielsweise von einer Xenon-Blitzlampe, Xenon-Quecksilber-Blitzlampe, einem Laser oder dergleichen gebildet ist. The radiation device 17 is fixedly disposed in the interior 19 of the roller 7, that is, while the radiation device 17 is in a constant position, 11 moves the shell of the roll 7 relative to the radiation device 17. The radiation device 17 includes a light source 21, which is for example formed by a xenon flash lamp, mercury-xenon flash lamp, a laser or the like. Die Lichtquelle 21 ist hier rein beispielhaft in einem Deflektor 23 angeordnet, der zu einem Fixierbereich hin eine Öffnung aufweist. The light source 21 is purely by way of example arranged in a deflector 23 here, having a fixing region through an opening.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird bei eingeschalteter Lichtquelle 21 das an der Außenmantelfläche 15 der Rolle 7 anliegende Bildträgersubstrat 9 mit elektromagnetischer Strahlung 25 beaufschlagt, die den lichtdurchlässigen Mantel 11 -zumindest größtenteils- durchdringt und das auf der Flachseite 13 des Bildträgersubstrats 9 befindliche, an der Außenmantelfläche 15 der Rolle 7 anliegende Tonerbild erwärmt. As seen in Figure 1, which is applied to the outer surface 15 of the roller 7 image carrier substrate applied with switched light source 21 9 to electromagnetic radiation 25, the 11-at least größtenteils- penetrates the light-permeable casing and located on the flat side 13 of the image carrier substrate 9 on the outer surface 15 of the roller 7 abutting heated toner image. Aufgrund des aus einem lichtdurchlässigen Material bestehenden Mantels 11 wird -wenn überhaupt- nur ein geringer Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Rolle 7 absorbiert. Because of the group consisting of a light transmissive material sheath 11 if at all, only a small part of the electromagnetic radiation from the roller 7 is absorbed. Die Strahlungseinrichtung 17 ist derart ausgebildet, dass die elektromagnetische Strahlung 25 getaktet, was im Folgenden als Strahlungsimpuls bezeichnet wird, oder kontinuierlich auf das Bildträgersubstrat 9 aufgebracht werden. The radiation device 17 is configured such that the electromagnetic radiation clocked 25, which is hereinafter referred to as a radiation pulse or continuously applied to the image carrier substrate. 9 Um Strahlungsimpulse, die auch als Lichtblitze bezeichnet werden, zu erzeugen, kann auch eine konstant scheinende Lichtquelle verwendet werden, wenn sich im Strahlungspfad zwischen der Lichtquelle und dem Tonerbild beispielsweise verschließ- und öffenbare Klappen oder Blenden befinden. In order to generate radiation pulses, also referred to as flashes of light, even a constant translucent light source can be used if, for example, capping in the radiation path between the light source and the toner image and openable flaps or diaphragms are located.
  • Die Lichtquelle 21 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie lediglich Strahlung im UV-Bereich emittiert. The light source 21 is preferably designed such that it only emits radiation in the UV range. Sofern die Lichtquelle 21 außer Strahlung im UV-Bereich auch noch beispielsweise im sichtbaren Infrarotbereich emittiert, so kann ein Strahlungsfilter eingesetzt werden, der im Strahlungspfad zwischen der Lichtquelle und dem Tonerbild angeordnet ist, der die von der Lichtquelle emittierte Strahlung filtert, so dass nur noch Strahlung im UV-Bereich auf das Tonerbild auftrifft. Provided that the light source 21 except for radiation in the UV range also emits, for example in the visible-infrared range, a radiation filter can be used, which is arranged in the radiation path between the light source and the toner image that filters the light emitted from the light source radiation such that only radiation impinges on the toner image in the UV range.
  • Die Fixiereinrichtung 3 weist ferner eine Anpressrolle 27 auf, die um eine Achse 29 rotierbar ausgebildet ist. The fixing device 3 further includes a pressure roller 27, which is formed rotatably around an axis 29th Zumindest die Außenmantelfläche 31 der Anpressrolle 27 besteht aus einem flexiblen, insbesondere weichen und verformbaren Material. At least the outer lateral surface 31 of the pressure roller 27 consists of a flexible, in particular soft and deformable material. Die Anpressrolle 27 ist -wie mit einem Doppelpfeil 33 angedeutet- in Richtung der Außenmantelfläche 15 der Rolle 7 und in entgegengesetzter Richtung mittels einer nicht dargestellten Stelleinrichtung verlagerbar. The pressure roller 27 is -As with a double arrow 33 angedeutet- in the direction of the outer lateral surface 15 of the roller 7 and displaceable in opposite direction by an unillustrated actuator. Die Anpressrolle 27 ist mit einer einstellbaren Kraft an die Außenmantelfläche 15 der Rolle 7 anpressbar. The pressing roller 27 can be pressed with an adjustable force against the outer circumferential surface 15 of the roller. 7 Durch Anpressen wird die Außenmantelfläche 31 der Anpressrolle 27 aufgrund ihrer Flexibilität quasi abgeplattet und legt sich über einen gewissen Umfangsbereich der Rolle 7 an deren Außenmantelfläche 15 an. the outer lateral surface 31 of the pressure roller 27 is flattened quasi due to their flexibility by pressing and lies over a certain circumferential area of ​​the roller 7 on the outer circumferential surface 15 at. Dadurch ist ein Nip gebildet, der beispielsweise 5 mm lang ist und durch den das Bildträgersubstrat 9 geführt wird. Thereby, a nip is formed, for example, is 5 mm long and through which the image bearing substrate is passed. 9 Die Aufgabe der Anpressrolle 27 besteht darin, das mit Hilfe der Strahlungseinrichtung 17 zumindest teilweise aufgeschmolzene Tonerbild auf der Flachseite 13 des Bildträgersubstrats 9 gegen die Außenmantelfläche 15 der Rolle 7 zu pressen. The object of the pressure roller 27 is pressing with the aid of the radiation device 17 at least partially fused toner image on the flat side 13 of the image carrier substrate 9 against the outer lateral surface 15 of the roller. 7 Das Tonerbild ist auf dem Bildträgersubstrat 9 bereits in einem vorhergehenden Verfahrensschritt fixiert, bevor es an der Strahlungseinrichtung 17 vorbeigeführt wird. The toner image is fixed on the image carrier substrate 9 is already in a preceding process step before it is passed by the radiation device 17th
  • Mit Hilfe einer nicht dargestellten Steuerungseinrichtung ist der Anpressdruck der Anpressrolle 27 an die Rolle 7, die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle 7, die Zeitdauer der Einwirkung der elektromagnetischen Strahlung 25 auf das Tonerbild sowie deren Intensität einstellbar. By means of a control device, not shown, the contact pressure of the pressing roller 27 is adjustable on the roller 7, the peripheral speed of the roller 7, the duration of action of the electromagnetic radiation 25 on the toner image as well as their intensity.
  • Aus der Beschreibung zu Figur 1 ergibt sich das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres. From the description of FIG 1 the inventive method is readily obtained. Dieses sieht vor, dass nachdem das Tonerbild durch Erwärmen auf dem Bildträgersubstrat 9 fixiert worden ist, dem Tonerbild mindestens noch ein weiteres Mal so viel Wärme zugeführt wird, dass das Tonerbild an seiner Oberfläche oder in seinem oberflächennahen Bereich entweder vollständig oder zumindest bereichsweise aufgeschmolzen wird. This provides that, after the toner image has been fixed by heating on the image carrier substrate 9, the toner image a second time is supplied so much heat at least another, that the toner image is melted on its surface or in its near-surface area either completely or at least in some areas. Dies erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 mit Hilfe der Strahlungseinrichtung 17, während das Bildträgersubstrat 9 an deren Außenmantelflächen 15 anliegt beziehungsweise mit definierter Kraft durch die Anpressrolle 27 daran angepresst ist. This is done in the embodiment according to Figure 1 by means of the radiation device 17, while the image carrier substrate 9 abuts against the outer circumferential surfaces 15 and is pressed with a defined force by the pressing roller 27 thereto. Der Grad und/oder die Dauer der Aufschmelzung wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit des gewünschten Tonerbildglanzes eingestellt. The degree and / or duration of the melting according to the invention adjusted in function of the desired toner image gloss. Durch das Aufschmelzen der obersten Tonerschicht des Tonerbildes bei gleichzeitigem Anpressen des Bildträgersubstrats 9 an die Au-ßenmantelfläche 15 der Rolle 7 wird die Struktur der Außenmantelfläche 15 in das zumindest teilweise verflüssigte Tonerbild 9 quasi eingeprägt. Due to the melting of the uppermost toner layer of the toner image with simultaneous pressing of the image carrier substrate 9 at the outer circumferential surface 15 of the roller 7 the structure of the outer surface area 15 is in the at least partially liquefied toner image 9 is impressed quasi. Da der Glanz des Tonerbildes maßgeblich durch die Rauigkeit des Tonerbildes an seiner Oberfläche bestimmt wird, wird der Tonerbildglanz also durch die Struktur beziehungsweise Oberflächenrauigkeit der Au-ßenmantelfläche 15 der Rolle 7 bestimmt. Since the gloss of the toner image is mainly determined by the roughness of the toner image on its surface, the toner image gloss is thus determined by the structure or surface roughness of the Au-ßenmantelfläche 15 of the roller. 7 Wenn das Tonerbild einen hohen Glanz erhalten soll, muss die Außenmantelfläche 15 der Rolle 7 entsprechend glatt sein, während bei einem weniger glänzenden, beispielsweise matten Tonerbild die Außenmantelfläche 15 eine entsprechende Rauigkeit aufweist. When the toner image is to obtain a high gloss, the outer surface area has to be correspondingly smooth 15 of roller 7, whereas with a less glossy, for example, matte toner image, the outer lateral surface 15 has an appropriate roughness.
  • Nachdem die oberste Tonerschicht des Tonerbildes mit Hilfe der Strahlungseinrichtung 17 aufgeschmolzen ist, kühlt das Tonerbild in einer sehr kurzen Zeit so weit ab, dass es vollständig in einen festen Zustand übergeht und zwar bevor das Bildträgersubstrat 9 von der Rolle 7 abgehoben und an einen nachfolgenden Teil der Vorrichtung 1 überführt wird. After the topmost toner layer of the toner image is melted by means of the radiation device 17, the toner image is cooled in a very short time to such an extent that it completely changes into a solid state, namely before the image carrier substrate 9 lifted away from the roller 7 and to a subsequent part the device is transferred. 1 Die verflüssigte, oberflächennahe Schicht des Tonerbildes wird dabei durch die darunter liegende, feste Tonerschicht, das Bildträgersubstrat 9 sowie durch die Rolle 7 gekühlt. The liquefied near the surface layer of the toner image is cooled by the underlying, fixed toner layer, the image carrier substrate 9 and by the roller. 7
  • Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Bildaufzeichnungsvorrichtung 1, nämlich eine Strahlungseinrichtung 17, wie sie anhand der Figur 1 beschrieben ist. Figure 2 shows a schematic representation of a further embodiment of the image recording apparatus 1, which is a radiation device 17, as described with reference to FIG. 1 Die Strahlungseinrichtung 17 weist eine gleichbleibende, fixe Position innerhalb der Bildaufzeichnungsvorrichtung 1 auf. The radiation device 17 includes a constant, fixed position within the image recording apparatus. 1 Das Bildträgersubstrat 9 wird mittels einer nicht dargestellten Transporteinrichtung an der Strahlungseinrichtung 17 vorbeigeführt. The image bearing substrate 9 is guided past the radiation device 17 by means of an unillustrated transporting means. Eine gedachte Transportebene E, in der sich das Bildträgersubstrat 9 befindet, ist mit gestrichelter Linie angedeutet. An imaginary conveying plane E, in which the image carrier substrate 9 is located, is indicated by a dashed line. Die Strahlungseinrichtung 17 ist erfindungsgemäß derart ausgebildet und gegenüber der Transportebene E ausgerichtet, dass die elektromagnetische Strahlung 25 beziehungsweise die Strahlungsimpulse (Lichtblitze) in einem Winkel α auf die Oberfläche 35 eines auf der Flachseite 13 des Bildträgersubstrats 9 aufgebrachten, bereits fixierten Tonerbildes 37 auftreffen, der kleiner 90° ist. The radiation means 17 is inventively configured and aligned with respect to the transport plane E, that the electromagnetic radiation 25 and the radiation pulses (light pulses) at an angle to impinge α to the surface 35 a on the flat side 13 of the image carrier substrate 9 applied, already fixed toner image 37, the is less than 90 °. Es hat sich gezeigt, dass ein schräger Einfallswinkel der elektromagnetischen Strahlung 25 auf die Tonerbildoberfläche 35 zu einem höheren Energieeintrag in das Tonerbild 37 führt, als wenn die elektromagnetische Strahlung 25 senkrecht auf die Tonerbildoberfläche 35 auftreffen würde. It has been found that an oblique angle of incidence of the electromagnetic radiation 25 on the toner image surface 35 results in a higher energy input into the toner image 37, than when the electromagnetic radiation 25 would impinge perpendicularly on the toner image surface 35th Dabei steigt der Wirkungsgrad des Energieeintrags um einen Faktor von 1/sin(α). The efficiency of the energy input is increased by a factor of 1 / sin (α). Der Einfallswinkel a kann jedoch nicht beliebig klein werden, da ab einem bestimmten Grenzwert die Reflektion der elektromagnetischen Strahlung 25 ansteigt. However, the angle of incidence a can not be arbitrarily small, since after a certain limit the reflection of the electromagnetic radiation 25 rises.
  • Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass die anhand der Figuren 1 und 2 beschriebene Fixiereinrichtung 3 aufgrund ihrer Ausgestaltung und Funktionsweise ohne weiteres wahlweise zum erstmaligen Fixieren eines auf ein Bildträgersubstrat übertragenen Tonerbildes und zur Beeinflussung beziehungsweise Steuerung des Glanzes eines bereits in einem vorhergehenden Verfahrensschritt auf ein Bildträgersubstrat fixiertes Tonerbild eingesetzt werden kann. In summary, it should be noted that the fixing device described with reference to Figures 1 and 2 3 due to its design and functioning without further optionally a fixed already in a previous method step to an image carrier substrate toner image to the initial fixing of a transferred to an image carrier substrate toner image and for influencing or controlling gloss can be used. Mit anderen Worten, die Fixiereinrichtung 3 kann also zum erstmaligen Aufschmelzen des Tonerbildes als auch alternativ zur gezielten Beeinflussung der obersten Tonerschicht des bereits fixierten Tonerbildes zum Zwecke der gezielten Beeinflussung des Tonerbildglanzes verwendet werden. In other words, the fixing device 3 can alternatively be used for the targeted control of the uppermost layer of the toner already fixed toner image for the purpose of targeted modulation of the toner image gloss so for the initial melting of the toner image as.
  • Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. The embodiments are not intended to limit the invention.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    Bildaufzeichnungsvorrichtung Image recording apparatus
    3 3
    Fixiereinrichtung fixing
    5 5
    Achse axis
    7 7
    Rolle role
    9 9
    Bildträgersubstrat Image carrier substrate
    11 11
    Mantel coat
    13 13
    Flachseite flat side
    15 15
    Außenantelfläche Outside Antel area
    17 17
    Strahlungseinrichtung radiation device
    19 19
    Innenraum inner space
    21 21
    Lichtquelle light source
    23 23
    Deflektor deflector
    25 25
    Strahlung radiation
    27 27
    Anpressrolle pressure roller
    29 29
    Achse axis
    31 31
    Außenmantelfläche Outer casing surface
    33 33
    Doppelpfeil double arrow
    35 35
    Oberfläche surface
    37 37
    Tonerbild toner image

Claims (13)

  1. Method for controlling the gloss of a toner image that has been transferred and fixed to an image carrier substrate (9), wherein, after the toner image has already been fixed to the image carrier substrate (9) by the application of heat, sufficient heat is applied at least one more time in order to melt-deposit said toner image either completely or at least in some areas on the substrate surface or in an area close to the surface, with the degree and/or duration of melt-depositing being adjusted as a function of the desired toner image gloss, characterized in that the already fixed toner image is melt-deposited during a first process step to such a degree that a relatively high gloss is achieved, and that, during a subsequent, second process step, enough thermal energy is applied that at least parts of the toner material, in particular the surface layer of the toner image, is overheated and thus damaged in a targeted manner, thus producing a reduced gloss.
  2. Method as in Claim 1, characterized in that the toner image is fixed by means of a heating device that mechanically contacts the toner image and that, during a subsequent process step, electromagnetic radiation or several radiation pulses are applied to the fixed toner image.
  3. Method as in Claim 1, characterized in that the image carrier substrate (9) is moved over a transparent roller (7) having on its inside (19) a radiation device (17), whereby the outer circumferential surface (15) of the roller (7) contacts the already fixed toner image, and that the radiation device (17) is used to apply electromagnetic radiation (25) and/or several radiation pulses (25) to the toner image.
  4. Method as in Claim 3, characterized in that the image carrier substrate (9) is pressed with defined force against the outer circumferential surface (15) of the roller (7).
  5. Method as in one of the previous Claims 3 and 4, characterized in that the duration of irradiation of the image carrier substrate (9) and/or the pressure applied by said image carrier substrate against the roller (7) can be adjusted.
  6. Method as in one of the previous Claims, characterized in that several successive electromagnetic radiation pulses are applied to the fixed toner image, whereby the duration and/or the intensity of the radiation pulses vary regarding length and height, respectively.
  7. Method as in Claim 6, characterized in that at least two successive radiation pulses are applied, chronologically in sequence, to the toner image.
  8. Method as in one of the previous Claims 6 and 7, characterized in that, during the first process step, the energy and/or duration of each individual radiation pulse are, respectively, low and short enough that a desired melt-depositing of the fixed toner image will occur only after all radiation pulses have been applied to the toner image.
  9. Method as in one of the previous Claims 6 through 8, characterized in that at least one short and low-energy radiation pulse is applied to the toner image.
  10. Method as in Claim 9, characterized in that the duration of the radiation pulse is less than 0.5 ms, and the radiation intensity is less than 0.5 J/cm2.
  11. Method as in one of the previous Claims, characterized in that the energy of the first radiation pulse is highest, and that the energy of each additional subsequent radiation pulse is lower than the energy of each previous radiation pulse that has been applied to the toner image.
  12. Method as in one of the previous Claims, characterized in that the electromagnetic radiation (25), which is applied to the toner image continuously or in the form of pulses, impinges on the toner image surface at an angle (α) which is smaller than 90°.
  13. Method as in one of the previous Claims, characterized in that the pulsed or continuous electromagnetic radiation applied to the toner image is in the ultraviolet wavelength range (UV range).
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