EP1310837A1 - Vorrichtung zum Management der Luftqualität in einem elektrostatografischen Drucker - Google Patents

Vorrichtung zum Management der Luftqualität in einem elektrostatografischen Drucker Download PDF

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EP1310837A1
EP1310837A1 EP02024424A EP02024424A EP1310837A1 EP 1310837 A1 EP1310837 A1 EP 1310837A1 EP 02024424 A EP02024424 A EP 02024424A EP 02024424 A EP02024424 A EP 02024424A EP 1310837 A1 EP1310837 A1 EP 1310837A1
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EP
European Patent Office
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air
inner region
flow
temperature
printer
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EP02024424A
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English (en)
French (fr)
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EP1310837B1 (de
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Philipp H. Blank
Gary P. Hoffmann
Carl Allen Luft
John W. May
John F. Quester
Michael Kurt Rainer Schoenwetter
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
NexPress Solutions LLC
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/20—Humidity or temperature control also ozone evacuation; Internal apparatus environment control
    • G03G21/206—Conducting air through the machine, e.g. for cooling, filtering, removing gases like ozone
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00—Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/20—Humidity or temperature control also ozone evacuation; Internal apparatus environment control
    • G03G21/203—Humidity

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrophotographic printing and in particular an apparatus and a method for managing the air quality for an electrostatographic printer.
  • Such Color printing machines include a number of consecutive ones electrostatographic imaging modules. In every module of one A single color toner image can be electrostatically printed directly from a printing machine respective moving primary imaging element to a moving one Transfer element are transferred, so that gradually a multi-colored toner image arises on the receiving element. It is more common, however, that one in each module such a color electrostatographic printing machine electrostatically a monochrome toner image from a respective moving primary imaging element, e.g. one Photoconductor element, on a moving intermediate transfer element and then from the intermediate transfer member to a moving one Receiving element is transmitted.
  • a respective moving primary imaging element e.g. one Photoconductor element
  • each in Module on the respective monochrome image from the respective primary imaging element a respective intermediate transmission element and from there to the moving one Receiving element is transmitted.
  • the monochrome toner images successively and one above the other transferred to the receiving element, so that in the last Module a multicolored toner image, e.g. a four-color toner image is completed.
  • the receiving element is then moved into a fixing station, in which the multicolored toner image is fixed on the receiving element.
  • the in the respective modules produced respective monochrome toner images on top of each other transferred so that they are a composite on the intermediate transfer element form multicolored toner image.
  • This composite image is then placed on the transmit moving receiving element, which then moves to a fixing station in which the composite image is fixed on the recording element.
  • the relative humidity can have a strong influence on the charge-mass ratio of contained in a developer used in a toner station Have toner particles. Therefore, when the relative humidity changes within a particular module of a modular printer in response to a Change in the relative humidity of the environment caused by the corresponding Toner density on an imaging member also varies if not known countermeasures are taken. For example, can the image exposure of the corresponding photoconductive primary imaging element or the charging voltage for the corona sensitization of the corresponding photoconductive primary Imaging element can be adjusted. It gets worse when the relative Humidity due to the relative humidity of the environment within everyone Toner stations of the modules of a modular printer vary.
  • a change in relative humidity can be undesirable Cause changes in photoconductivity that may be compensated by e.g. the charging voltage is increased or decreased before the image exposure.
  • a voltage applied to transfer the toner must generally be adjusted to those caused by changes in relative humidity Compensate for fluctuations in moisture content.
  • Such adjustments disadvantageously require the use of additional special tools in the Machine.
  • If the moisture content is not even in a receiving element distributed can also increase the efficiency of electrostatic toner transfer different locations of the receiving element turn out different, what more Causes image damage, e.g. a blob-like transfer.
  • a pre-treatment station at a given relative humidity and temperature be pretreated to the moisture content before using the Keep receiving elements within specified limits.
  • a change in the internal temperature can e.g. by changing the ambient temperature outside of a machine uncontrolled internal temperature.
  • the temperature can vary from module to module distinguish uncontrollably.
  • the dimensional changes differ of the components also from module to module, which is the registration of the individual monochrome toner images of a multicolor image on a recording element impaired.
  • the operating efficiency of a corona charger is dependent on both the relative humidity and the temperature.
  • Many corona charging devices are used in conjunction with the imaging modules used in a modular electrostatographic color printer.
  • the formation of pollutants such as ozone or nitrogen oxide (NO x ) depends on the relative humidity and the temperature. If the relative humidity or temperature changes greatly from module to module in a printer with an unregulated indoor environment, problems with regard to the pollution can arise.
  • the ozone generated by the corona charging devices can lead to premature aging of the plastic or polymer components of a color electrophotographic printer.
  • Ozone attacks the organic photoconductor elements that serve as primary imaging elements. This affects the performance of the photoconductor elements and causes visible damage such as cracking.
  • NO x reacts with water vapor to form an acid, such as nitric acid. When these acids come into contact with a surface of a primary imaging element, this can result in a large increase in surface conductivity. This disadvantageously blurs the latent electrostatic image on the primary imaging element.
  • Amines that can appear in the air within an electrostatographic device can severely affect image quality. When the relative humidity and amine concentration within the electrostatographic device are high, the latent image tends to become less sharp and blurry. Even at low amine concentrations, the resulting slight blurring of the image can disadvantageously cause blurring of the dots in latent halftone images in the micro range. Amines can also react with the NO x molecules that are often generated by the corona charging device to form chemically difficult to remove ammonium salt deposits, which can collect on the photoconductor surface. If adsorbed water molecules are present, these ammonium salts form a conductive layer of surface electrolytes, which can cause the latent image to blur more than NO x alone.
  • Amines can be generated outside the electrophotographic machine or within the electrophotographic machine.
  • Typical external amine sources are humidification systems in which steam is generated and released into the ambient air, as is the case, for example, in commercial facilities such as factories or offices with electrostatographic printers.
  • Cyclohexylamine is an amine additive frequently used as corrosion protection in such humidification systems, which evaporates in the steam.
  • Morpholine can also be used as an amine additive.
  • the amine concentrations in the ambient air caused by humidification systems are often high enough to cause serious problems for the electrophotographic imaging process, especially in winter when they are in operation.
  • Other external amine sources are ammonia-containing cleaning agents, for example also floor cleaning agents, which are used on or around the electrostatographic printer.
  • Blueprint machines which may be near the electrostatographic printer, are also external amine sources.
  • Internal amine sources of an electrophotographic machine can be, for example, non-metallic machine components;
  • the epoxides used to connect machine parts can separate amines such as polyoxyalkylene amine and aminoethylpiperazine.
  • particles such as dust and fibers contaminate the air inside one electrostatographic machine.
  • Operations involving the transportation and handling of Paper receptacles that require inside the machine are known to produce often paper dust and paper fibers that are carried in the air.
  • Dust stations are also generated, e.g. Developer dust (at a Two-component developer toner dust and carrier particle dust) or Silicon oxide dust and aluminum dust from the as surface additives for toners used substances, which is then carried in the air. Dust and fibers can get out of the electrically charged bodies like the surfaces of the primary Imaging elements and the corona loading devices are attracted and impair the function of picture recorders. Dust and fibers on the surfaces of the primary imaging elements can cause serious image damage, e.g.
  • fixing oils e.g. Silicone oil
  • Volatile substances of this fixing oil can be found in the air inside be carried on an electrostatographic machine and cause severe damage Components cause thin, especially on corona chargers Include high voltage wires to create the corona discharge.
  • fugitive Constituents of silicone oil in the area of a corona charger during the process Operation can decompose on the thin high voltage wires and thereby form Silicon oxide deposits that affect charge performance.
  • Volatiles the fixing oil can also disadvantageously on several surfaces inside one electrostatographic machine condense and form there sticky or rubbery Residues that impair machine operation. Hence a management or control of the volatile components of the fixing oil is desirable.
  • the noise generated by mechanical elements in an electrophotographic Machine can be reduced or suppressed through the use of soundproofing material as disclosed in US 4,626,048.
  • the one with a high one Speed caused by a ducted air flow can be caused by the noise Use of sound screens in connection with sound absorbing material reduced or can be suppressed, as disclosed in US 5,819,137.
  • U.S. 3,914,046 describes e.g. the use of a suction device for Remove scattered toner dust.
  • a recirculation of air to control the Dust in the area of a developer station is e.g. in US 3,685,485.
  • the US 5,481,339 describes the return of the dust filtered out of the air Imaging modules within a modular electrophotographic printer.
  • On Filtering out harmful dust in an ionographic machine is e.g. in the US 4,093,368 and described in US 4,154,521.
  • a control of the dust through Vacuum, screens and electrostatic effects are described in US 5,028,959.
  • US 5,073,796 and US 5,819,137 describe filtering dust out of the into one Air entering the printer and the air inside a printer.
  • US 5,056,331 discloses the use of positive pressure inside a printer to create a Prevent external dust from entering the printer.
  • the control of the ozone generated by an electrophotographic machine is e.g. in US 3,914,046 and US 4,154,521 and US 5,073,796.
  • the US 4,154,521 describes the use of a catalytic filter for the formation of ordinary oxygen from ozone is described.
  • US 5,028,959 discloses a Aspiration of ozone from a primary charger through a tube leading to a Filters on an output of the electrophotographic copier leads.
  • U.S. 4,178,092 discloses supplying and extracting air to a corona charger Removing harmful gases and heating a photoconductor for chemical desorption active elements generated by the corona charger.
  • US 4,093,368 is a circulating air flow within an electrostatographic Described ionography machine, in which the ozone continuously by means of a Ozone filter is removed from the circulating air flow.
  • US 5,481,339 and US 5,819,137 disclose the discharge of ozone-containing air from the individual corona charging devices in a printer.
  • US 5,028,959 discloses the management of those created in a fusing station volatile constituents of fixing oil by means of a suction tube, coming from a fixing station a filter at an output of an electrophotographic copier.
  • the US 5,307,132 discloses the removal of air from the area of a fixing station a tube leading out of an electrophotographic copier.
  • the US 5,819,137 discloses the use of a catalyst-like ozone filter, which in one Inlet filter for admitting ambient air from the outside into an electrophotographic Printer is integrated.
  • the ambient air can contain amines, e.g. Cyclohexylamine.
  • the catalyst-like filter reduces the amine concentration through the filter entering ambient air.
  • a system for the detection of amines in the Ambient air and to remove the amines using a chemical filter is in the US 6,096,267.
  • Cooling an electrophotographic printer by air moving devices like fans or blowers is e.g. in U.S. 3,914,046, U.S. 5,038,170 and U.S. Pat US 5,819,137.
  • US 5,307,132 describes a heat dissipating Fan for removing air from a fuser.
  • US 5,751,327 describes cooling devices with serial in a closed cooling circuit connected light emitting diodes (LED) in a printer using a Cooling fluids such as e.g. Water.
  • LED light emitting diodes
  • Cooling the air circulating in an electrophotographic device is e.g. in the US 5,073,796. Cooling is achieved by using the Peltier effect Device reached without letting air in from outside the device.
  • the device comprises a surface cooled during operation and a surface heated during operation.
  • the circulating air is cooled by flowing past the cooled surface, where the heat of the heated surface radiates the heat into the room in which the machine is stopped, is guided to baffles.
  • the US 5,073,796 air over the heated surface of the exploiting the Peltier effect Device directed and the heated air thus generated for the pretreatment of Sheets of paper used in a pretreatment unit of the device.
  • US 4,727,385 discloses a management of the relative humidity in one electrophotographic machine by a dehumidifying / cooling device, which the Exploits the Peltier effect.
  • the device comprises a surface which is cooled during operation and a surface surface heated during operation, whereby moist air is conducted over the cooled surface and so is cooled so that the water can be extracted from the moist air, after which the Chilled, dehumidified air can be passed over the heated area to get back to be warmed up.
  • US 5,056,331 discloses an electrophotographic Air conditioning unit connected to the machine for air conditioning in and through the electrophotographic machine stirred air without recycling, the air conditioning unit dehumidification of the moist ambient air flowing into the machine causes and dehumidification with or without a change in air temperature can.
  • a control of the relative humidity and temperature of the air in one modular electrophotographic printer is disclosed in US 5,481,339, the one Supply of a first air-conditioned air flow with one within an area controlled relative humidity and one controlled within a range Temperature from an air conditioning device integrated in the modular printer Describes pipe connections to each imaging module of the printer.
  • US 5,539,500 discloses the Use of a sensor for the relative humidity and a control unit for Control the relative humidity around imaging elements in one electrophotographic machine, the excess moisture in the machine incoming moist ambient air is removed by means of a cooling device and the humidification of the dry ambient air flowing into the machine is achieved by passing the dry air through a saturated membrane. The in the Air flowing into the machine is circulated in the machine and then to the air delivered outside the machine, i.e. not processed and reused.
  • Electrostatographic machines in which some of the air inside the machine is processed for reuse, have the advantages of a supply adapted to local requirements and the economical use of resources, air and energy.
  • Devices for returning air to filter out dust and ozone from the air in the interior of an electrostatographic machine are disclosed, for example, in the already mentioned US Pat. No. 4,093,368 and the US Pat. No. 5,073,796 which have also already been mentioned.
  • the already mentioned US 3,685,485 describes a return of air in the vicinity or inside a toner station, developer particles scattered around the toner station being collected by a filter arranged in a locally circulating air flow assigned to the toner station.
  • 5,481,339 teaches filtering out dust and ozone from the air recycled and returned in the modules of a modular electrophotographic printer, the air being passed from each module through separate pipes to an outflow distributor and from there through a suitable dust and ozone filter. The filtered air generated in this way is then air-conditioned in an air conditioning device and passed to an inflow distributor, which directs the cleaned, conditioned air back to the modules.
  • US 5,481,339 specifies the flow rate of conditioned air as about 120 m 3 / h (about 71 cfm (cubic feet per minute). This total amount of conditioned air is circulated through the modules of a printer, such as a modular electrophotographic printer used in the Rule 10 modules (five on each side of a continuous recording element in the form of a moving path for duplex imaging) includes.
  • Such an overarching Approach includes the cleaning and air conditioning of air for its return and Recycling in the imaging modules as well as managing a differentiated Flow of non-recycled air through the machine to discharge excess Heat and certain pollution generated by the operation of the machine.
  • the invention is a device for managing air quality, which is a general management of ambient air quality in a modular creates electrostatographic printer, the printer used to produce color images serves on receiving elements.
  • General air quality management includes that Air pollution management, e.g. the content of particles, ozone, amines, and acrolein, which may be present in the printer.
  • the overall management of Air quality also includes the supply of conditioned air at a controlled temperature and relative humidity to certain interior areas of the printer.
  • the individual imaging modules and certain subsystem devices of the module flows of conditioned air supply, which is subsequently returned and by a in the device for Management of air quality integrated air conditioning device is reprocessed the conditioned air at an appropriate temperature and relative as required Humidity is brought.
  • the additional chambers include electrical and mechanical components that serve to operate the modules and operate in a controlled temperature range Need to become.
  • Another object of the invention is to manage air quality To enable non-air-conditioned air, which neither the modules nor the additional chambers is fed, but at a high flow rate through other sections of the printer is carried out, e.g. by a fixing station and optionally by a station for Pretreatment of paper.
  • the invention provides an air quality management device which separates certain polluted air streams from other streams and the (in Imaging components of the printer used) conditioned flows from the (in the non-imaging components of the printer) Streams separate.
  • the air quality management device includes a non-air-conditioned one non-return section through which ambient air from outside the printer is retracted, and a return section for both cleaning and Air conditioning.
  • the printer is used to generate color images Receiving elements and includes a first interior and a second Indoors.
  • the non-return section is used to manage the air quality of the in the vicinity of a fixing station for fixing the color images on the recording elements led air and optionally the air quality of one possibly in the printer existing station for pretreating paper passing air.
  • the second The interior comprises a number of imaging modules arranged one behind the other, which each have devices such as chargers, recorders, toner stations and Cleaning stations are assigned.
  • the second interior is from the first Interior delimited by at least one partition.
  • the returnless Section serves the management of air quality in the first indoor area, and the Return section is used to manage air quality in the second Indoors.
  • the returnless section which is used to derive the first Excess heat is generated inside and the polluted air is used Ambient air through at least one inflow opening through a plurality of in the first Inside flow paths provided to at least one outflow opening passed
  • the recirculation-free section at least one air moving device includes a predetermined total airflow.
  • the return section of the Air quality management device includes an air conditioning device for Control of the temperature and relative humidity of the air in the second Indoors.
  • the air conditioning device comprises at least one input and at least one outlet, each outlet being an outflow of air provides that can be divided into outflowing partial flows that can be individually air-conditioned.
  • the return section the air quality management device further comprises at least one Air recirculation device, which with a predetermined total return rate moved back by the air conditioning device, so that the outflowing air flows through a variety of return lines and from there to one arranged near the entrance of the air conditioning device Filter unit is guided, the filter unit being designed such that it is continuous Particles, ozone and amines removed from the air in the second interior.
  • the invention is a device for managing air quality, into a modular electrostatographic color printer for the production of color images can be integrated on receiving elements, it being the electrostatographic Color printer by an electrophotographic color printer or an electrographic Color printer can act.
  • An exemplary modular color printer in which the invention can be used includes a number arranged one after the other electrostatographic imaging modules.
  • a toner image e.g. on monochrome toner image, electrostatically from a respective moving primary Imaging element, e.g. a photoconductor element, on a moving one Intermediate transmission element transmitted and from this intermediate transmission element on a moving receiving element.
  • the receiving element is successively moved through the imaging modules, each containing the corresponding toner image from the respective primary imaging element to a respective one Intermediate transmission element and from this to the moving receiving element is transferred, the monochrome toner images one after the other on the Transfer element are transferred so that in the last module a multicolored image, e.g. a four-color picture is completed. Then the receiving element in a Moving station in which the finished multicolored image is fixed on the recording element becomes. Alternatively, the respective toner images generated in the individual modules one above the other are transferred to the intermediate transfer element, so that on this a composite multicolored image is created, which is then transferred to the Receiving element is transmitted. The receiving element is then in a fixing station moved, in which the composite image is fixed on the recording element.
  • the electrostatographic color printer with which the inventive device for Air quality management can be used includes a first indoor area and a second inner region, the second inner region being formed by at least one Separating element is separated from the first inner region.
  • the air quality of the air present in the first interior area is determined using a closed loop section of the air quality management device, in the ambient air through the first interior and back out of the printer is rejected and optionally a paper pretreatment station for pretreatment which includes paper receiving elements.
  • the air quality in the second interior is determined by a return section of the Air quality management device regulated by a device for Controlled flow of conditioned air through the second interior to maintain the temperature and relative humidity of the air within a given Value range includes, the conditioned air for continuous recycling is returned to the second interior. It can be provided that more than one individually air-conditioned air flow directed to different places and used there becomes.
  • the second interior comprises e.g. a number arranged one after the other electrophotographic imaging modules that work in conjunction with them Devices such as Corona chargers, picture recorders, toner stations and Cleaning stations are assigned. Usually four or more Imaging modules used.
  • One aspect of the invention is to keep polluted air flows isolated Air pollution elements are recorded at the place of their creation.
  • 1A shows a generic diagram of a device 100 according to the invention for managing air quality.
  • This generic diagram serves as a reference diagram for describing various embodiments of the invention. 1A is used similarly in the following disclosure.
  • the dashed line denoted by reference numeral 140 schematically indicates a feedback-free section of the device 100 according to the invention for managing the air quality.
  • the dotted line designated by reference numeral 120 schematically indicates a return section of the device 100 for the management of the air quality.
  • the non-return section 140 serves to manage the air quality in the first interior 150.
  • the return section 120 serves to manage the air quality in both a primary recycling area 130 (hereinafter referred to only as area 130) and an air conditioning device 160.
  • the second interior area comprises the area 130 and each another area which contains air to be recycled and recycled by the air conditioning device 160, ie also air which is stirred by one or more lines (not shown) connecting the air conditioning device 160 to the area 130.
  • the return section 120 includes at least one mechanism for removing air pollution elements from the return air.
  • the air conditioning device 160 (also labeled A / C) comprises at least one outlet (not shown separately) and supplies conditioned air that is circulated through at least one return device (not shown) in the area 130.
  • the conditioned air which flows in the direction of the arrow labeled a 1, is discharged from the air conditioning device 160 via at least one entrance (not shown) through a wall 131 into the area 130 and then through a plurality of areas (not shown) provided in the area 130.
  • a corresponding return flow which is identified by an arrow labeled a 2 , is derived from the region 130 and leaves it through at least one outflow opening (not shown) in a wall 132.
  • the air to be treated is then returned to the air conditioning device 160 via suitable lines after it has previously passed through a filter unit 161, in which air pollution elements, for example particles, ozone and amines, are removed from the air to be recycled and reprocessed.
  • the air stream a 1 comprises at least one outflowing partial stream which leaves the air conditioning device 160.
  • FIG. 1C An exemplary filter unit 161 that can be used in connection with the device 100 is shown in FIG. 1C.
  • the air flow to be returned (which corresponds to the air flow indicated by the arrow a 2 in FIG. 1A) is indicated by the arrow D directed in the direction of the filter unit 161.
  • the filter unit 161 includes an inflow opening 163a.
  • a discharge line 163b connected to the air conditioning device 160 forwards the filtered air, as indicated by the arrow D '.
  • the filter unit 161 comprises a particle filter 164 for removing coarse particles from the air flow D, a particle filter 165 for removing fine particles, an ozone filter 166 for absorbing or decomposing ozone and an amine filter 167 for absorbing or decomposing amines (listed in the order in which they are passed by the air to be filtered).
  • the filters 164, 165, 166 and 167 are arranged within a suitable line system which connects the inflow line 163a to the discharge line 163b.
  • Short line sections 163c, 163d and 163e generally create a suitable distance 168a or 168b or 168c of approximately 3 mm between the successive filters.
  • the filter unit 161 need not include all four filters 164, 165, 166 and 167, but preferably includes filters for removing coarse and fine particles.
  • the unit 161 can also comprise fewer or more than four filters, and any number of filters can be provided to remove all types of undesirable pollution elements which are required for cleaning the air to be recycled in the return section of the air quality management device 100.
  • the conditioned air of the air stream a 2 has the same temperature and the same relative humidity in all outflowing partial streams, while in other embodiments at least two outflowing partial streams have different temperature and / or moisture properties.
  • Air quality management devices are in addition to the first and second Inside a third and / or fourth inside area (not shown in FIG. 1A) provided that do not overlap with the first and second inner regions.
  • the air conditioning device 160 includes temperature sensors (not shown) that determine the air temperature of one or more outflowing air streams.
  • the air temperature is passed electronically as temperature information to a temperature control (not shown) which controls the air temperature of the at least one outflowing air flow by means of suitable temperature control mechanisms.
  • the air conditioning device 160 comprises sensors (not shown) for determining the relative atmospheric humidity of one or more outflowing partial flows.
  • the relative air humidity is sent electronically as moisture information to a control (not shown) of the relative air humidity, which controls the relative air humidity of the at least one outflowing air flow by means of suitable control mechanisms.
  • the flow rate of the currents a 1 and a 2 is essentially the same and is determined by a predetermined total return rate of the air present in the second inner region.
  • the area 130 is further defined by a wall 133 and by at least one separating element 135.
  • the walls 131, 132, 133 and the at least one separating element 135 and further walls (not shown) together form a housing of the region 130.
  • the walls 151, 152, 153 and the at least one separating element 135 and (not shown) further walls a housing of the first interior.
  • the at least one separating element 135 is common to the first inner region 150 and the region 130.
  • the recirculation-free section 140 provides an inflow of ambient air from outside the printer, as indicated by arrow a 3 , and an outflow of exhaust air, which is indicated by arrow a 4 , this exhaust air flow being outside the printer, but preferably not to be disposed of in the ambient air area of the printer contains.
  • the exhaust air removes the pollution elements generated in the area 150 and excess heat from the printer.
  • the exhaust air stream a 4 is preferably fed to an external mechanism for air disposal within the building in which the printer is located. This external mechanism can be designed, for example, as a heating, ventilation or air conditioning system (HVAC system), as is generally present for the building as a whole.
  • HVAC system heating, ventilation or air conditioning system
  • the inflow a 3 runs through at least one inflow opening (not shown) in the wall 152.
  • the corresponding, essentially equally strong exhaust air flow a 4 runs through at least one outflow opening in the wall 151. Both the throughflow rate of the inflow and that of the exhaust air flow are in Substantially equal to a predetermined total flow rate of the first inner region 150.
  • the air flow through the first inner region 150 is generated by at least one air movement device (not shown), which moves an air flow from the at least one inflow opening through a multiplicity of flow paths (not shown) in the inner region 150 to the causes at least one outflow opening.
  • the inner region 150 is preferably sealed against the ambient air of the printer.
  • Each inflow opening of area 150 preferably includes a filter for removal of the particles carried in the air from those entering the first inner region 150 Ambient air.
  • the inflow port filter 157 is preferably a high filter Flow rate, similar to a conventional filter, as used in a heating system Is used and e.g. from Fedder Corporation or Grainger Corporation (e.g. Grainger model 5C460) is available.
  • a specific for the removal of Amine constructed amine filters 158 can be provided to remove amines from those in the first To remove interior 150 entering ambient air.
  • a plurality of through-flow openings 145 and 146 can be assigned to the at least one separating element 135, which can be arranged at any point along the at least one separating element 135.
  • one or more air flows indicated by the arrow a 5 can flow from the area 130 into the first inner area 150 (the primary recycling area 130 being integrated into the second inner area).
  • one or more air flows indicated by arrow a 6 flow through the one or more flow openings 146 from the first inner region into the area 130.
  • the total flow rate of the air flow indicated by arrow a 5 is substantially equal to the total flow rate of the air flow indicated by arrow a 5 6 indicated air flow.
  • the flow rate of the air flow indicated by arrow a 5 is a predetermined fraction of the specified total return rate, which is preferably less than 0.33 and can also be essentially zero in certain devices.
  • the flow openings 145 and 146 can also be distributed along the length of the at least one separating element 135.
  • the flow rate of a flow pattern distributed in this way depends on the position of the at least one associated flow opening 145, 146. In the case of distributed flow, there is usually a point in the distributed flow pattern at which the local net flow between the regions 130 and 150 is essentially zero.
  • FIG. 1B An alternative embodiment of the air quality management device according to the invention is shown in FIG. 1B, in which the units denoted by an apostrophe are completely similar to the corresponding unapostrophied units in FIG. 1A.
  • Filtered ambient air is conducted from the outside at a pre-specified inflow rate through suitable inflow pipes (not shown) directly into the region 130 ′, as the arrow a 7 indicates.
  • the pre-specified inflow rate divided by the total return rate is preferably less than 0.2 and in particular preferably less than 0.05.
  • the outflow rate of an air flow flowing out of the second inner region is essentially equal to the inflow rate of the air flow into the printer from the outside.
  • This outflowing air stream can be directed from the second inner region into the first inner region, where it is combined with the air stream flowing out from there, or can be passed directly via suitable discharge pipes (not shown) through an optionally provided outflow opening from the second inner volume to a location outside the Out the printer, as indicated by arrow a 8 .
  • Such a corresponding outflow rate of an air flow exiting from the second inner region to a location outside the printer is necessary if the aforementioned predetermined fraction of the specified total return rate is essentially zero and essentially no air flows such as the air flows a 5 'and a 6 ' flowing through flow openings are present, ie when the at least one separating element effectively seals the second inner region from the first inner region.
  • an air stream a 8 can be combined with an air stream a 4 'for disposal by means of suitable lines (not shown).
  • Fig. 2 shows an exemplary schematic air flow diagram by means of a Return section of a device according to the invention for the management of the Air quality in a second interior area of circulated air, with the return section is identified by reference numeral 200.
  • the second interior there are five Imaging modules M1, M2, M3, M4 and M5 are provided. However, it can also be a smaller or larger number of modules can be used in the printer.
  • Each An imaging module is assigned a toner which, together with the other toners of the other modules form a multicolored toner image that successively from module to module is built up. Typically, four or five modules are used to generate one Recording element used for transferring single-color toner images.
  • the plain colors Toner images usually include a toner image generated in a cyan toner module Cyan, a magenta toner image created in a magenta toner module, one in one Yellow toner module produces a yellow toner image and one in a black toner module generated toner image in black. All single-color toner images together form the finished one multicolored toner image that is transferred to the recording element.
  • the fifth module can be used to create images in a special toner, e.g. on Special color toner for creating logos. Alternatively, the fifth module can also be used for Generation of a colorless or clear toner layer or a colorless or clear toner image be used.
  • modules can also be used, to provide both a special color toner module and a clear toner module to have.
  • a larger number of modules can also be used Use special color toner or clear toner.
  • any suitable sequence of modules can be used.
  • the imaging module M1 generates e.g. a first toner image of a multicolor Toner image and is located in an area 220 defined by lines 241, 242 and 243 is limited.
  • the dotted line 240 indicates a separation between the module M1 and the module M2, which can represent a partial wall or no wall.
  • the other imaging modules are in similarly delimited areas.
  • the Modules M1, M2, M3, M4, M5 each have a corresponding additional chamber A1, A2, A3, Assigned to A4 and A5.
  • Each of the auxiliary chambers contains heat generating devices to operate the respective module.
  • the heat generating devices include Drive motors e.g. for rotating rotatable elements such as drums or rotatable ones movable belts in the modules, a power supply, circuit boards, etc.
  • Additional chamber A1 designated by reference numeral 230, is shown in FIG. 2 by lines 243, 244, 245 and 246 limited.
  • the other additional chambers have similar boundary lines on.
  • the boundary line 243 represents a common wall which defines the area 220 and separates the additional chamber A1 from each other.
  • Rotating drive axles can be (not shown) by Openings in the walls, e.g. in the wall 243, run and connect inside the Additional chambers arranged drive motors with in the corresponding modules arranged rotatable drums or movable belts.
  • the openings are preferably sealed around the axes to effectively counter the auxiliary chambers to seal the modules.
  • guides for electrical are preferred Wires are provided between the auxiliary chambers and the modules, with the guides preferably provided with seals where the guides through the walls, e.g. the Wall 243, run.
  • the seals serve to effectively isolate the To ensure additional chambers from the modules.
  • Any of the boundaries between adjoining additional chambers, e.g. the boundary 246 can be used as one complete wall or even as a certain air flow between the Partial wall enabling additional chambers to be formed.
  • the air conditioning device 260 shown in FIG. 2 and the inflow filter unit 261 are similar in their function of the units 160 and 161 shown in FIG. 1
  • Main circulation device 250 provides the primary impetus for the circulation of air within the return section 200 of the air quality management device.
  • the main circulating device which is located in a housing 251, can be used as Blower, fan, suction mechanism or similar be trained. Air conditioned air is from the main circulation device 250 is moved through the housing 251 and there in three Air flows divided, which are indicated by the arrows X, Y and Z and in the the arrows flow in the direction indicated.
  • Each of the air flows X, Y, Z is a percentage Partial flow of the air flow flowing out of the outlet of the air conditioning device 260, the percentage being determined by the respective flow resistance.
  • the Sum X + Y + Z of the air flow rates is equal to the specified total recirculation rate of the Air in the second interior.
  • the air flow X supplies conditioned air for ventilation of the modules, which is supplied to an inflow distributor 201 of the modules, the inflow distributor 201 having outflow pipes through which the air flow X is supplied to the respective air areas (for example the area 220) as approximately uniform module ventilation flows, for example also the individual modules M1, M2, M3, M4 and M5.
  • These approximately uniform module ventilation flows which are indicated by the corresponding arrows x 1 , x 2 , x 3 , X 4 and x 5 , provide conditioned air for ventilation of the individual modules.
  • the arrows q 1 , q 2 , q 3 , q 4 and q 5 indicate respective exhaust air flows which are led via corresponding exhaust air pipes from the respective area to an outflow distributor 203, from which an air flow X ′ is returned to the filter unit 261 via a line system ,
  • the air flow Y delivers conditioned air directly to certain subsystems in the modules M1, M2, M3, M4 and M5.
  • the air flow Y is therefore fed to an inflow distributor 202 for supplying the subsystems and from there as approximately uniform subsystem ventilation flows to the modules M1, M2, M3, M4 and M5 as indicated by the arrows y 1 , y 2 , y 3 , y 4 and y 5 be fed.
  • Each subsystem stream can comprise, for example, an image-recorder-related current component and a charger-related current component.
  • the image recorder-related current components serve to cool a respective image recorder (not shown) in the respective module.
  • the charging device-related current components serve to ventilate one or more charging devices (not shown), for example corona charging devices, in the respective module.
  • the subsystem current y 1 is therefore shown as being divided into separate currents (by a suitable line system), that is to say into a current-component-related current component j 1 and a charger-related current component k 1 .
  • the image-recorder-related current component j 1 is used to cool an image recorder in module M1
  • the charging device-related current component k 1 is used to ventilate the corona charging device, for example to ventilate a primary charging device for sensitizing a (not shown) photoconductive primary imaging element in module M1.
  • the other sub-system streams in the other modules are, as shown, divided into sub-streams in a similar manner.
  • the video recorder-related ventilation flow component and the charger-related ventilation flow component can also be routed directly in the inflow distributor 202 to supply the subsystems to the respective location of the subsystem.
  • An image recorder for exposing a photoconductive primary imaging element in a module can comprise, for example, a laser arrangement or an LED arrangement.
  • the image recorder is preferably provided with cooling fins, the respective image recorder being cooled by the current component of the image recorder, for example the current component j 1 , from air flowing past the cooling fins.
  • the video recorder-related ventilation flow components j 1 , j 2 , j 3 , j 4 and j 5 cool the video recorders and are used for feedback with the exhaust air flows leaving the modules q 1 , q 2 , q 3 , q 4 and q 5 and finally with the air flow X 'united.
  • a separate line system (not shown separately in FIG. 2) can also be provided, which conducts the video recorder-related ventilation flow components either individually or together to the filter unit 261.
  • the charging device-related ventilation flow components k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , k 5 can be used for ventilation of certain charging devices, for example primary charging devices, of the charging devices in the modules and are used for recirculation with the exhaust air flows q 1 , q 2 , leaving the modules. q 3 , q 4 , q 5 and thereby combined with the air flow X '.
  • the ozone generated, for example, by the chargers, for example corona chargers, in the modules is carried along and correspondingly by the exhaust air streams q 1 , q 2 , q 3 , q 4 and q 5 leaving the modules, ie in the air stream X ' led back to the filter unit 261.
  • a separate line system (not shown separately in FIG. 2) can also be provided, which directs the ozone-laden air back to the filter unit 261 and can be connected directly to the interior of each charging device in the modules M1, M2, M3, M4 and M5.
  • the piping system can also remove ozone in the vicinity of each corona charger.
  • Another line system directs particle-laden air away from the toner stations (not shown) and the cleaning stations (not shown) in the modules.
  • Developer particles can knownly comprise carrier particles, toner particles and other particles, for example silicon dioxide particles, titanium particles and the like.
  • a discharge line for waste from the cleaning station is provided in the immediate vicinity of each cleaning station and removes the waste particles occurring in the vicinity of the respective cleaning station.
  • Such a cleaning station can be used, for example, to clean a primary imaging element (not shown) or an intermediate transfer element (not shown).
  • each of the exhaust air streams p 1 , p 2 , p 3 , p 4 and p 5 thus contains a toner station-related exhaust air flow component and a cleaning station-related exhaust air flow component , both of which are directed to particle-related manifold 204.
  • the air carrying the developer dust and the waste particles of the cleaning station is conducted as an air flow W for reprocessing to the filter unit 261, the flow W previously passing through an optionally provided additional filter 271.
  • the additional filter 271 serves as an additional combined filter for developer dust and waste materials from the cleaning station.
  • an additional air movement device 270 for example a suction device, is provided in an air chamber 272.
  • Pipe systems for transporting the developer-polluted air from the respective toner station to a particle-related outflow distributor for collecting the developer-polluted air and for its subsequent forwarding to the optionally provided additional filter 271 or for transporting the waste particles with Cleaning station polluted air from the respective cleaning station to one particle-related outflow distributor and from there to the optionally provided Additional filter 271 or to separate additional filters (not shown) that are used in conjunction with such separate line systems can be used.
  • each module M1, M2, M3, M4 and M5 can have a corresponding (not shown) additional developer dust filter and a corresponding (not shown) have additional filters for waste particles from the cleaning station, these two additional filters as separate filters or as a combination filter for each each module can be designed.
  • these filters one can continue additional suitable air movement device and a downstream of the filters, with A suitable line system connected to the air chamber 262 can be provided.
  • the air-conditioned air flow Z supplies ventilation air for ventilation of the additional chambers A1, A2, A3, A4 and A5.
  • the ventilation air for the additional chambers is directed to an inflow manifold 205.
  • the main aim of the ventilation of the additional chambers is to dissipate the heat radiated by the heat-generating devices within the additional chambers. Examples of heat-generating devices are mechanical devices, power supply, motors, electrical equipment, electrical circuit boards, etc. The dissipation of excess heat is important, for example, for compliance with mechanical operating tolerances, which are usually sensitive to thermal expansion.
  • the ventilation of the additional chambers has the further aim of removing contaminants that are sometimes generated within the additional chambers, e.g.
  • the air flow Z is divided into approximately uniform additional chamber air flows z 1 , z 2 , z 3 , z 4 and z 5 for ventilation of the individual additional chambers with conditioned air.
  • the air is returned in the form of corresponding exhaust air flows z 6 , z 7 , z 8 , z 9 , z 10 for recycling, the exhaust air flows being directed to an outflow distributor 206, from where an air flow Z ' the air leaving the outflow manifold 206 leads to the filter unit 261.
  • the filter unit 261 removes, for example, particles, ozone and amines which arise in the additional chambers and are carried along by the air flow Z '.
  • the filter unit 261 generally includes a plurality of filters that are directed toward the air flows X ', W and Z' are arranged in a predetermined order.
  • This multitude of filters preferably includes filters similar to the filters shown in Fig. 1A
  • Filter unit 161 are formed, i.e. filter unit 261 typically includes at least one coarse particle filter and one fine particle filter and can continue other filters, e.g. include an ozone filter and an amine filter, which here in the Are enumerated in the order in which they come from the air chamber 262 air to be recycled.
  • a preferred embodiment of an air conditioning device in the return section the device according to the invention for the management of air quality 3A is shown as reference number 300 in FIG. 3A.
  • the one labeled A / C Dashed line 360 surrounds the operating section of the air conditioning device (corresponding to elements 160 and 260 in Figures 1A and 2, respectively).
  • the flow directions of the Air flowing through the operating section 360 is filled in by black Arrowheads shown, while empty arrowheads indicate the direction of flow of a coolant within a closed pipe system of the air conditioning device be used.
  • the air-conditioned air flows X ", Y" and Z "leave an air chamber 364, from which they are arranged in the air chamber 364 Main circulation device 365 are moved. (Device 365 corresponds to the Device 250 in Fig. 2).
  • the air to be reprocessed is for Air conditioning device flows back into an air chamber 362 air flows X "', Y"', Z "' shown.
  • the three air flows X "', Y”' and Z “' can each be the three shown in FIG. 2 Air flows correspond to X ', W and Z'; however, if required, a different number can be added air streams 362 flowing in to be reprocessed can be provided.
  • the air chamber 362 and the filter unit 361A can alternatively also be integrated into the Air conditioning device can be integrated. After filtering in the filter unit 361A the incoming air streams become one in a mixing chamber 363 Airflow T merged.
  • the inflowing air flows X “', Y"' and Z "'in the direction of arrow H via an inflow line 358a into the filter unit 361A. They first pass a coarse particle filter 366 and then one Fine particle filter 367. Filters 366 and 367 are in a line system 358c arranged and separated from each other by an air space 366a.
  • the length of the airspace 366a is preferably about 3 mm, but can be optimal if necessary Flow through the filter unit 361A may also be longer or shorter.
  • the coarse particle filter 366 (the first filter) serves to trap the largest particles carried in the air to be reprocessed, for example particles whose dimensions are larger than minimum dimensions, which is preferably smaller than the diameter of the toner particles used in the modules.
  • the coarse particle filter preferably removes essentially all particles that are 10 ⁇ m in size or larger, and particularly preferably all particles that are 5 ⁇ m in size or larger.
  • a preferred coarse particle filter is made, for example, of a 6 denier nonwoven polyester wool with an adhesive, the density of the wool being approximately 2 g / m 2 of the cross-sectional area of the filter.
  • the fine particle filter 367 serves to trap fine particles, the dimensions of which are smaller than the minimum dimensions of the particles trapped by the coarse particle filter.
  • the fine particle filter is preferably 90% effective for trapping particles with a diameter of approximately 0.1 ⁇ m.
  • a preferred material for the fine particle filter consists of needled modacrylic and permanently charged polypropylene electret spun fibers with a filter density of approximately 50 g / m 2 of the filter cross-sectional area.
  • the filter unit 361B can also be in close proximity and after the Filter unit 361A may be arranged.
  • the air flow T is divided into a first air flow designated V 1 and a second air flow designated V 2 , where V 1 and V 2 are the flow rates of the first air flow and the second air flow, respectively.
  • the air flows are directed in a suitable duct system in the direction indicated by the arrows with the tip filled.
  • the flow rate ratio V 1 / V 2 can be a fixed ratio that cannot be adjusted during operation of the air conditioning device.
  • a mechanism (not shown in FIG. 3A) for adjusting the ratio V 1 / V 2 in real time during operation of the air conditioning device can be provided, for example by the flow resistances V 1 , V 2 individually determining the flow resistances being adjustably controlled.
  • the fixed ratio of flow rates V 1 and V 2 is approximately 0.77 ⁇ 0.2.
  • the first air stream V 1 is cooled by being guided past an evaporator coil 330 which is provided with thermally conductive cooling fins 333 (shown schematically).
  • the cooling fins 333 are in thermal contact with the evaporator coil 330 and cool and dehumidify the first air stream V 1 which is guided past the cooling fins 333.
  • the spiral shape of the evaporator coil 330 serves only a symbolic function and is in no way related to the actual shape, which may, for example, be bent in a zigzag shape or shaped in any other manner customary or known in cooling and air conditioning devices.
  • the evaporator coil 330 is designed as a thermally conductive tube which contains a coolant which acts as a cold mixture of gas and liquid by means of a coolant circulation mechanism (not shown) through the inside of the tube. After passing through the evaporator coil 330, the first air flow V 1 is combined with the second air flow V 2 , so that a combined air flow T ′ is produced. This merged airflow T 'is passed through a primary line (not shown) past a heating coil 350 after the airflow T' has previously passed through an internal filter unit 361B.
  • the filters 368 and 369 are disposed in duct system 369c and from an air space 368a separated from each other.
  • the length of the air space 368a is preferably approximately 3 mm, However, it can also last longer if necessary for optimal flow through the filter unit 361B or be shorter.
  • the ozone filter 368 is preferably used as a catalytic filter for decomposing ozone in normal oxygen is formed, although other types of ozone filters are used can be.
  • a preferred catalytic ozone filter is a TAK-C filter from the company Nicheas in Japan, which is approximately 20 mm thick and approximately 220 cells per square centimeter (560 cells per square inch).
  • the 369 amine filter is used to remove cyclohexylamine and other harmful substances Amines and is preferably designed as a catalytic amine filter, as in the Nicheas is available in Japan.
  • a preferred amine filter is approx. 30 mm thick and has approximately 138 cells per (350 cells per square inch).
  • the filter unit 361B can be located at any suitable location, for example before the division of the air flow T into the air flows V 1 and V 2 or after the heating coil 350.
  • the filters of the filter unit 361B can also be integrated into the filter unit 361A, as is the case for example, is shown in Fig. 1C.
  • the combined air flow T ' leaves the filter unit 361B via a line 359b in the direction of the arrow H "' and flows through the heating coil 350.
  • the heating coil 350 comprises thermally conductive heating fins (shown schematically) 345, which are in thermal contact with the heating coil. The heating coil is used for intermittent heating of the combined air flow T ', ie it is operated with interruptions.
  • a flow F 1 of the coolant (indicated by open arrowheads) of the coolant is in the form of a hot compressed gas through the heating coil 350, the heating coil being formed as a thermally conductive tube containing the hot coolant and from which heat is derived for heating the merged air flow T 'passing through the heating fins 345.
  • the intermittent operation becomes the heating coil 3 50 controlled by a temperature controller 390 for heating the merged air flow T ′.
  • the merged air flow T ' is passed through a humidification unit 380, in which the merged air flow T' is humidified intermittently.
  • a cooled and dehumidified air stream (corresponding to stream V 1 ) is passed a heating coil (corresponding to heating coil 350) before being merged with a stream corresponding to stream V 2 , thereby creating a merged air stream arises, which is passed through a filter unit corresponding to filter unit 361B and from there to a humidification unit corresponding to unit 380.
  • the other elements of this alternative embodiment are similar to the elements of embodiment 300.
  • the merged airflow After leaving the humidification unit 380, the merged airflow, the is now designated T ", passed the main circulation device 365 and occurs as an air flow T "therefrom.
  • a temperature sensor 391 determines the temperature of the merged air flow T "'.
  • the temperature sensor 391 is with a Temperature control 390 connected.
  • One with a controller for the relative Humidity 370 connected sensor for the relative humidity 371 determines the Relative humidity of the merged air flow T "'.
  • the merged airflow leaves the air chamber 392 and air conditioning device 300, e.g. divided into several outflowing Air flows X ", Y", Z ".
  • sensors 371 and 391 are located here within the Air chamber 392 are located, the sensors can alternatively on any suitable location after the device 365, e.g. in one place within of the duct system conducting the air flow T "'.
  • the temperature determined by the temperature sensor 391 and forwarded in the form of an electronic signal to the temperature controller 390 is kept by the temperature controller within a predetermined temperature range, which has a maximum value and a minimum value and contains a target temperature, which is preferably approximately in the middle of the predetermined temperature range ,
  • a predetermined temperature range which has a maximum value and a minimum value and contains a target temperature, which is preferably approximately in the middle of the predetermined temperature range
  • an activation signal of the temperature control 390 activates the heating function of the heating coil 350 by passing a hot coolant through the heating coil). This is described in more detail below merged air flow T "'is above the target temperature, the inflow of hot coolant through the heating coil 350 is switched off by a switch-off signal of the temperature control 390.
  • the target temperature is preferably a setpoint that is determined, for example, by a logic circuit or another suitable mechanism of the temperature control 390.
  • a switch-on signal of the temperature control activates a solenoid valve Q, which is designated by reference number 335 and which opens a gate in order to allow a hot coolant flow F 1 to flow into the heating coil 350 at a suitable inflow rate.
  • a shutdown signal from the temperature control 390 causes the valve Q to close the gate, as a result of which the inflow of the hot coolant flow F 1 is stopped.
  • the minimum temperature of the predetermined temperature range is approximately 20.0 ° C and the maximum temperature is approximately 22.2 ° C.
  • the target value of the relative humidity is preferably a setpoint, e.g. from a logic circuit or another appropriate mechanism of control for the relative humidity 370 determined becomes.
  • the device for managing the Air quality which is disclosed as embodiment 700 in FIG. 7, is the lowest value of the specified range of relative humidity about 30% and the maximum value about 40%.
  • Relative humidity control 370 and temperature control 390 can be formed as separate units, as shown in Fig. 3A, they can however, they can also be combined in a single unit, as e.g. at Watlow Controls, Winona, Minnesota, USA as "Watlow Series 998 Temperature / Process Controller" is available.
  • the humidification unit 380 can be configured as any humidification device be used for controllable and intermittent humidification of the merged Current T 'is suitable.
  • the humidification unit 380 can be a spray device or an aerosol device, e.g. as a water aerosol injector (e.g. a piezoelectric aerosol generator or a radio frequency aerosol generator), and as Spray nozzles or as moistenable elements, e.g. a pad, foam, a sponge or similar, by a spray device or by immersing in a water tank be moistened.
  • a water aerosol or water spray can be placed directly in the merged airflow T 'are introduced, or the merged Airflow can pass or pass through a humidifiable element become.
  • the humidification unit 380 preferably includes a drip mechanism and one humidifiable pad that is used together with the drip mechanism as it is is described below with reference to FIG. 8. Activation of the humidification unit 380 caused by a switch-on signal from the controller for the relative air humidity 370, that the drip mechanism actively filters filtered water onto the humidifiable pad, in order to keep the dampened pad in a suitable manner, whereby the flowing together and thereby contacting the merged stream T 'active is moistened. A shutdown of the humidification unit 380 by a shutdown signal from The relative humidity control 370 prevents the filtered water drips onto the dampened pad.
  • the drip mechanism is preferably only at Activation switched on and switched off when deactivated.
  • the Drip mechanism also via control signals for the relative Humidity 370 can be infinitely adjusted so that it can filter a variable drip rate Water on the humidifiable pad supplies.
  • This enables improved control of the relative air humidity and thus causes smaller deviations of the relative Humidity from the target value of the relative humidity of the air flow T "'.
  • the humidification unit 380 is used instead of Drip mechanism used a spray device in response to appropriate Activation and deactivation signals of the controller for the relative humidity 370 spray intermittently filtered water from a nozzle onto the humidifiable pad.
  • the spray device can also be designed as a constantly running device, e.g.
  • a deactivation causes a mechanism to change the spray direction so that e.g. the spray no longer moistens the humidifiable pad, and an activation causes the mechanism to change the spray direction so that the spray mist moistenable pad again moistened in a suitable manner. It can also be any others for intermittent and controllable active humidification of the merged stream T 'suitable mechanism can be used.
  • the water used for humidification in the humidification unit 380 usually becomes not evaporated completely efficiently. Therefore e.g. a drain can be provided through which the Water used for moistening that is not during the moistening of the Humidification unit evaporates 380 passing air from which printer is derived.
  • the dampening water not evaporated in the dampening unit 380 can alternatively can also be recycled and reused in the humidification unit 380.
  • the air conditioning device 300 shown in FIG. 3A comprises a closed circuit in which the coolant is circulated by means of the coolant circulation mechanism, the coolant successively passing through the various devices, including the aforementioned evaporator coil 330 and the heating coil 350. Coolant flows are represented by empty arrow heads.
  • the evaporator coil 350 the coolant is converted from the liquid state to the gaseous state by evaporation, as a result of which the first stream V 1 is cooled.
  • a pressure regulator 335 (labeled PR) and a compressor 340 for compressing the coolant gas into a compressed and a correspondingly heated coolant gas are provided in succession for the evaporator coil.
  • the hot, compressed coolant gas flows to a solenoid valve 355 (designated Q) downstream of the compressor 340, which opens a gate through which the coolant flow is intermittently divided into a main coolant flow F 2 and an intermittent secondary coolant flow F 1 .
  • the solenoid valve Q directs the secondary coolant flow F 1 through the heating coil 350, as indicated by the dash-dotted lines in FIG. 3A.
  • the intermittent secondary coolant flow F 1 is switched off by the solenoid valve Q as already described.
  • an infinitely adjustable three-way valve is provided instead of the solenoid valve 355 for improved control of the individual flows F 1 and F 2 .
  • the infinitely adjustable three-way valve enables the infinitely variable adjustment of a controlled secondary flow F 1 over a range of values by means of control signals from the temperature control 390, as a result of which temperature fluctuations in the flow T ′ and thus also the deviations of the air flow T ′′ from the target temperature are reduced negative feedback used, in which an error signal causes an adjustment of the infinitely variable three-way valve in order to bring the temperature of the air flow T "'closer to the target temperature.
  • a condenser coil 320 At a location downstream of the solenoid valve 355 (and the heating coil 350) is a condenser coil 320 through which the main coolant flow F 2 and each intermittent secondary coolant flow, for example the flow F 1 , are passed, as shown.
  • the condenser coil 320 serves for cooling and thus for the condensation (ie liquefaction) of a part of the coolant and is designed as a thermally conductive tube through which the coolant is passed.
  • the coolant After leaving the condenser coil 320, the coolant, which is now in the form of a mixture of liquid and gaseous components, is passed as a coolant flow F 3 through an expansion valve 325 (designated EV) and from there back to the evaporator coil 330.
  • An inflow G of ambient air is drawn in from outside the air conditioning device 300 through an inflow opening, which preferably has an inlet filter, which is designed similar to a conventional heating system filter, as is also used for filtering the air flow a 3 shown in FIG. 1A.
  • the inflowing ambient air flow G can then be passed through an optionally provided air compressor 310, in which the inflowing ambient air flow is compressed into a compressed air flow.
  • the air stream G flows past the thermally conductive cooling fins 315 arranged on a cooling coil 320, which are in thermal contact with the cooling coil.
  • the (compressed) airflow absorbs heat from the refrigerant circulating in the evaporator coil, whereby the (compressed) airflow becomes a heated (and expanded) airflow that leaves the air conditioner 300 as an airflow G 'through an exhaust port to outside the printer and preferably disposed of outside the room where the printer is located.
  • the coolant used in the closed circuit contains at least one Fluorocarbon.
  • the coolant is preferably a Mixture of about 50 percent by weight difluoromethane and 50 percent by weight Pentafluoroethane, e.g. is sold under the name R410A.
  • the air conditioning device 400 comprises devices which are suitable for generating at least two flows of individually conditioned air, each flow having an individually controlled relative air humidity. Each of the streams is passed through a corresponding outflow opening, so that the streams can be used separately at different locations within a first return region, as is shown schematically and exemplarily as return region 130 in FIG. 1A.
  • the operating range of the air conditioning device 400 is limited by a broken line 460 and a wavy line 465. To the left of the wavy line 465, the air conditioning device 400 corresponds completely to the device 300, ie an air flow T 0 in FIG. 4 is completely equivalent to the combined air flow T ′ in FIG. 3A.
  • a combined air flow T 0 flows through a primary line (not shown) which leads away from a heating coil (not shown) which corresponds in all details to the heating coil 350.
  • the combined air flow T 0 is divided into more than one partial flow, generally into a number N of such partial flows, which are designated as T 1 , T 2 , ..., T N , where T 1 is the first partial flow and T N is the last partial flow and each partial flow is carried in a corresponding secondary line (not shown).
  • a respective partial flow T 1 , T 2 , ..., T N flows through a respective secondary line to a respective humidification unit, each with RHU 1 , RHU 2 , ... RHU N and correspondingly with reference symbols 480a, 480b, .. ., 480n are designated.
  • the respective partial stream T 1 ', T 2 ', ..., T N ' now designated with an additional apostrophe (') passes through a respective sensor for the relative air humidity 471a, 471b, ..., 471n and a respective temperature sensor 491a, 491b, ..., 491n.
  • Each humidification unit shown in FIG. 4 corresponds in all to the humidification unit 380 shown in FIG.
  • each of the sensors for the relative air humidity shown in FIG. 4 corresponds in all to the sensor 370 and each temperature sensor to the sensor 390.
  • the humidification units become in conjunction with the corresponding relative humidity control 470 in an intermittent manner similar to that of the air conditioning device 300 to keep a respective relative humidity determined by the respective relative humidity sensor within a predetermined humidity value range that from a respective lowest value of the relative humidity and a respective maximum value of the relative humidity is limited.
  • the respective value range of the relative air humidity contains a target value of the relative air humidity, which is preferably in the middle of the respective predetermined value range of the relative air humidity.
  • the respective sensor for the relative humidity determines a relative humidity of a partial flow which is below the target value of the relative humidity, it sends a respective signal r 1 , r 2 , ..., r N to the controller for the relative humidity 470, which sends a respective activation signal u 1 , U 2 , ..., u N to the corresponding humidification unit.
  • the respective humidification unit is deactivated by a switch-off signal if the relative air humidity determined by the sensor for the relative air humidity lies above the target value of the relative air humidity.
  • the temperature of the partial streams T 1 ', T 2 ', ..., T N ' is determined continuously by the corresponding temperature sensor, and the determined temperature is sent to the in the form of a signal t 1 , t 2 , ..., t N Temperature control 490 passed.
  • An algorithm for calculating a control temperature provided in a data processor of the temperature control 490 uses all temperature signals t 1 , t 2 , ..., t N at all times.
  • the control temperature is maintained by the temperature controller 490 within a predetermined temperature range, which is limited by a minimum temperature and a maximum temperature.
  • the predetermined temperature range contains a target temperature, which is preferably approximately in the middle of the temperature range.
  • the temperature controller 490 sends an activation signal e to a solenoid valve (which corresponds in function to the solenoid valve Q shown in FIG. 3A) when the calculated control temperature is below the target temperature, so that a hot coolant flow through the air conditioning device 300 in a similar manner Heating coil is conducted. Similarly, the hot coolant flow through the coil is stopped by a temperature control 490 shutdown signal when the calculated control temperature is above the target temperature.
  • the individual temperature signals t 1 , t 2 , ..., t N can be weighted differently in the algorithm in order to optimize the performance of the air conditioning device 400.
  • each of these partial streams can of course be divided into further outflowing streams for different purposes, for example for use in the modules or the associated additional chambers.
  • the device 400 individually air-conditioned partial streams delivers to produce a locally different relative humidity in the vicinity of or in the individual toner stations of the individual modules, whereby a stable, predictable developer performance is achieved.
  • an outflowing air stream with a certain temperature (and relative air humidity) can also be subdivided, and the partial streams thus created can be directed to the individual image recorders of the modules in order to cool the image recorders similarly.
  • an outflowing partial flow can be divided at a certain temperature in order to generally ventilate each module and each additional chamber, so as to advantageously provide dimensional stability for the mechanical parts such as drums or other elements arranged therein, for those during operation Very narrow tolerance ranges are necessary with regard to the spatial extent.
  • Each of the outflowing partial streams S 1 , S 2 ,..., S N has a relative air humidity tailored to it and an individual temperature that deviates by a certain amount from the control temperature.
  • Each deviation from the control temperature depends in a specific way on the following factors: the algorithm, the weighting of the temperature signals t 1 , t 2 , ..., t N in the algorithm and the fact that a humidification process of a partial flow is a change in temperature, ie cooling , causes.
  • the device 400 offers a more limited control of the temperature of the individual partial flows compared to the control of the relative air humidity.
  • each of the outflowing partial streams S 1 , S 2 , ..., S N can be moved by a main circulation device or can be guided along a specific path by an individual circulation mechanism.
  • an individual blower (not shown) can therefore be provided in order to move the air flow S 1 .
  • individual blowers can also be provided after the humidification units RHU 2 , ..., RHU N in order to move the corresponding air flow S 2 , ..., S N.
  • the air conditioning device 500 contains devices which are suitable for generating at least two flows U 1 , U 2 ,..., U N individually conditioned air, the individual flows each having an individually controlled relative air humidity and temperature. Each stream flows through a corresponding outflow opening (not shown) in order to be used separately in different locations of a primary return area, as is also the case with the air conditioning device 400 shown in FIG. 4.
  • the elements designated with an apostrophe (') in FIG. 5 correspond to the respective element designated as unapostrophied in FIG. 4.
  • the dashed line 560 and the solid line 565 are analogous to the corresponding lines 460 and 465 in FIG. 4.
  • the control for the relative In all, air humidity 570 corresponds to the control for the relative air humidity 470.
  • the device 500 differs from the device 400 by a number N of integrated temperature setting mechanisms, designated TAM 1 , TAM 2 ,..., TAM N (reference symbols 540a, 540b,. .., 540n).
  • the device 500 differs from the device 400 by an integrated temperature controller 590, which is connected to an additional reheating temperature sensor 592, which detects the temperature of the combined current T 0 'after it leaves the heating coil (not shown).
  • the temperature sensors 591a, 591b, ..., 591n are all similar in all respects to the temperature sensors 491a, 491b, ..., 491n.
  • the relative humidity sensors 571a, 571b, ..., 571n are similar in all respects to the relative humidity sensors 471a, 471b, ..., 471n and are similarly controlled by the relative humidity controller 570.
  • the temperature setting mechanisms TAM 1 , TAM 2 , ..., TAM N enable intermittent individual adjustment of the temperature of the partial flows T 1 ", T 2 ", ..., T N measured by the temperature sensors 591a, 591b, ..., 591n ", the individual adjustment being controlled by corresponding signals c 1 , c 2 , ..., c n of the temperature control to the temperature adjustment mechanisms.
  • This individual adjustment of the temperature is carried out as a correction or increase in the temperature of the temperature measured by the additional reheating temperature sensor 592 combined flow T 0 'after the heating.
  • the 592 temperature measured by the additional reheating temperature sensor of the combined flow T 0' after heating d is transmitted to the temperature controller 590 1 as a signal.
  • the temperature controller 590 maintains the temperature by heating within a predetermined temperature range, that of a minimum temperature and a maximum temperature ur is limited.
  • the predefined temperature range comprises a target temperature, which is preferably approximately in the middle of the predefined temperature range.
  • a turn-on signal d 2 of the temperature controller 590 activates a solenoid valve (the function of which in all respects corresponds to the function of the solenoid valve Q shown in FIG. 3A) when the temperature after heating is lower than the target temperature, causing a flow of hot coolant in a similar manner as in the air conditioning device 300 is guided through the heating coil.
  • the circulation of hot coolant in the heating coil is shut off by a shutdown signal from temperature controller 590 when the temperature after heating is higher than the target temperature.
  • the described intermittent operation for setting the temperature of a respective partial flow is controlled by a corresponding signal c 1 , c 2 , ..., c n , which the temperature control 590 sends to the respective temperature setting mechanism, the temperature control being preset in such a way that it maintains the temperature of the outflowing partial stream at a predetermined value which lies within a predetermined temperature range limited by a minimum temperature and a maximum temperature.
  • the predetermined temperature range for the outflowing partial stream contains a target temperature which is preferably approximately in the middle of the temperature range.
  • the temperature setting mechanism is activated by the temperature controller, which causes a corresponding change in the respective temperature of the outflowing partial stream.
  • the respective temperature setting mechanism In response to a deactivation signal from the temperature control to the temperature setting mechanism, the respective temperature setting mechanism is deactivated, as a result of which the change in the temperature of the corresponding outflowing partial stream is ended.
  • the respective temperature setting mechanism is activated by a corresponding activation signal of the temperature control only if the corresponding temperature sensor determines that the temperature of an outflowing partial flow differs from the target temperature of the respective outflowing partial flow.
  • the respective activation is continued until the relevant temperature of the respective outflowing partial stream approximately corresponds to the target temperature, whereupon the activation signal is ended by the corresponding deactivation signal.
  • each temperature setting mechanism TAM is the respective humidification unit RHU 'is arranged in an alternative Embodiment a reverse arrangement of these elements can be provided.
  • Each of the outflowing partial streams U 1 , U 2 ,..., U N can be moved by a main circulation device, but can also be circulated along a specific path by an individual circulation mechanism (not shown in FIG. 5).
  • each of these partial streams can of course in turn be divided into further streams for different purposes, for example for use in the Modules or the associated additional chambers.
  • An advantage of embodiment 500 is that the outflowing partial streams also separately controllable temperatures can be used Temperature fluctuations that occur inside the printer due to the conditioned air supplied places asymmetrical arrangement of the heat generating Components arise to partially compensate. These temperature fluctuations are in usually depending on the relative position of the modules to each other and to the heat generating components. There is e.g. the possibility that the individual Video recorder in the different modules no identical temperature environments have, so that individually conditioned air is directed locally to the screen recorder in order to achieve an approximately identical temperature on each screen recorder.
  • a temperature setting mechanism 540a, 540b, ..., 540n can be designed as any suitable device for controlled raising or lowering the temperature of the corresponding outflowing partial stream T 1 ", T 2 ", ..., T N ".
  • a suitable temperature setting mechanism is preferably electronically controllable, for example via switch-on and switch-off signals of the temperature control 590.
  • a suitable temperature setting mechanism is, for example, a device which can be activated and deactivated by the temperature control 590 and which uses the Peltier effect, as described in US Pat. No.
  • a temperature setting mechanism may also include, for example, an electrical heating device for heating a specific partial flow, the heating device may include a preferably electrically adjustable temperature control, and a (cooling or) heating element which comprises (cooling or) heating fins and lines contacting a specific partial flow, in which a (cooling or) heating fluid circulates. Any suitable heating or cooling device can be used as the temperature setting mechanism.
  • FIG. 6 shows a simplified side view (front view) of a modular electrostatographic printer 600 with specific areas in which the air quality is regulated by an air quality management device according to the invention.
  • the printer includes a moving conveyor belt 610 for transporting receiving elements, for example cut paper sheets, through a number of imaging modules arranged one behind the other. 6 shows five such modules M1 ', M2', M3 ', M4', M5 '. However, more or fewer modules could also be provided.
  • the modules are separated by partitions, for example partition 640, which have the same properties as partition 240 shown in FIG. 2.
  • the conveyor belt 610 is stretched between two drums 620 and 630 and moves driven by the counterclockwise drums 620 , 630 in the direction indicated by arrow m.
  • Receiving elements R 0 , R 1 , R 2 ,..., R 6 adhere to the conveyor belt 610, for example due to electrostatic forces.
  • Each of these receptacle elements is shown assigned to a module, although a receptacle element can also be located between two modules during transport through the printer.
  • the receiving element 645 (R 5 ) is therefore assigned to the module M1 ', the receiving element 655 (R 4 ) to the module M2' etc.
  • the conveyor belt 610 includes an upper section 615, which forms a boundary surface that defines the second inner region in more detail. Similarly, the conveyor belt 610 includes a lower portion 605 that defines a boundary surface that defines the first interior.
  • the first interior region is also delimited by a wall H 4 such that the lower section 605 and the wall H4 form part of the first interior region, as shown in FIG. 6 (further boundary walls of the first interior region are not shown).
  • the air quality management device of printer 600 includes a third Inner area 660.
  • the band 610 forms a boundary of this third inner area, the inner surface of which partially surrounds the third inner region 660.
  • the (not shown) the front and rear walls also define the third interior area 660.
  • the conveyor belt 610 does not contact the front and rear walls, so that between the edges of the tape (the leading and trailing edges of the tape) and the front and rear wall there is a space. These spaces allow an exchange of air between the second interior and the third interior and between the third interior and the first Indoors.
  • These flow openings form flow paths between the first Interior area and the second interior area over the third interior area. Such Flow paths are in the device shown generally in Fig. 1A for Air quality management included.
  • air essentially flows in the direction indicated by arrow B 0 through the first inner region, ie below the lower section 605 of band 610.
  • This direction is similar to the direction of air flow a 3 through the first inner region in FIG. 1A. Due to a general pressure gradient from the right to the left in the section of the first inner region shown in FIG. 6, the air flowing through the throughflow openings tends to flow in the direction of the module M1 'and away from the module M5'. Therefore, less air inflows at the middle modules M2 ', M3' and M4 'than at the end modules M1' and M5 '.
  • Module M1 ' is the module into which most of the unclimate air flows
  • module M5' is the module from which most of the conditioned air flows. Since the second interior area is a closed area, which preferably has essentially no connection to air from outside the printer, maintaining the flow requires that the total flow rate of the air flowing from the first interior area to the second interior area essentially corresponds to the flow rate of that from the second interior area in corresponds to the first interior air flowing in.
  • the air flow B 0 is finally discharged from the printer in the manner already explained with reference to FIG. 1A.
  • the conveyor belt 610 serves as a separating element which partially covers the first inner region separates from the second interior.
  • the band 610 also defines its function as a separating element, the flow openings between the first inner region and the second interior at the edges of the tape.
  • printer 600 includes other separators (not shown), e.g. Walls that separate the first interior from the second interior.
  • separating elements preferably do not have any flow openings, i.e. the Flow rates between the first inner region and the second inner region are negligible.
  • the air in area 660 is a mixed air, the properties of which are between the Properties of the air present in the first interior and the properties of the air Second indoor area is air, the properties of the temperature and include relative humidity. So although this mixed air in the third interior is not actively regulated, the mixed air must still in the from the device to Management of the air quality of the printer includes 600 regulated air. Out for this reason, the air quality control device closes the third Indoor area.
  • the first interior comprises a paper supply (not shown) and a station (not shown) for pretreating paper.
  • the paper from the paper supply passes the paper pretreatment station, where it is pretreated in a known manner to achieve a certain relative humidity and a certain temperature.
  • the receiving sheet R 6 a pretreated paper sheet, runs straight into the area 635, for example, in order to obtain a toner image from the module M1 '.
  • the receiving sheet R 0 has just passed the wall H 2 , from which sheet R 0 is transported in a known manner to a fixing station (not shown).
  • the fixing station generally contains a fixing element for fixing the toner on the receiving elements, and a cooling section downstream of the fixing station, in which the fixed images are cooled.
  • a significant advantage of the air quality management device used in printer 600 is that air flow B 0 advantageously flows past the fuser station away from the modules (the conduit system being oriented such that air flow B 0 is not in) undesirably cools the fixing portion).
  • the air flow B 0 carries volatile substances and aerosols of the fixing oil with it and removes them from the printer.
  • the air flow B 0 is preferably strong enough to substantially prevent the contamination caused by the fixing oil from reaching the second inner region, ie penetrating into the modules through the flow openings already described.
  • the volatiles of the fixing oil can spread or migrate through the printer, which leads to problems, for example, gluing of components.
  • the direction and the preferably large strength of the air flow B 0 has a further advantage with regard to the handling of the pollution by acrolein (also referred to as acrylaldehyde or allyl aldehyde), which is harmful to humans even in low concentrations.
  • Acrolein is a volatile substance that is released when certain special papers are heated, for example in the pretreatment station or in the fixing station.
  • the direction and strength of the B 0 stream ensure efficient removal of acrolein from the printer.
  • the acrolein can be filtered out of the air contained in the second inner region, for example by means of a filter unit designed like the filter unit 161 in FIG. 1A.
  • a commercially available 30 mm thick activated carbon filter eg from Nicheas or Puritec
  • a preferably strong air flow B 0 also advantageously helps to prevent contamination such as gases or paper dust, for example from the paper handling devices upstream of the conveyor belt, from adhering to the conveyor belt 610 or being absorbed by the belt.
  • the lower portion 605 is a first interior (not shown) defining wall parallel to the lower portion 605 may be provided, the (instead of the lower section 605) serves as a boundary of the first interior area and as additional function partially defines the third interior.
  • the air flow B 0 can flow in a direction opposite to the direction shown in FIG. 6, ie in the direction of the arrow m instead of against this direction.
  • the device 700 includes four housings; one of walls or boundaries 781, 782, 783 and 784 limited first housing 796 with a cooling unit 760 for air conditioning by the Device 760 recirculated and recycled air, one of limitations 773, 774, 775 and at least one separating element 776 limited second housing 799 with a variety of electrostatographic imaging modules and the same number of them Additional chambers associated with imaging modules, one of limitations or Walls 777, 778, 779 and the at least one separating element 776 limited third Housing 798 and one limited by boundaries or walls 784, 785, 786 and 787 fourth housing 797, the boundary 784 being a common one Boundary or wall, which is the first housing 796 and the fourth housing 797 separates from each other and preferably isolated.
  • the first housing 796 and the second Housing 799 is part of the return section of the device for managing the Air quality as shown by way of example in FIG. 1A.
  • the third housing 798 is part of the feedbackless section as shown in Fig. 1A.
  • the fourth case 797 comprises a fourth interior, which is described in more detail below.
  • a Air conditioning device 780 of device 700 is partially in the first housing and partially in the second housing and is covered by walls 781, 782, 783, 785, 786 and 787 limited.
  • the air conditioning device 780 includes a cooling unit 760.
  • the at least one separating element 776 comprises a conveyor belt (not shown) that encloses a third interior (not shown) and similar to that of the third Inner area 660 in the conveyor belt enclosing the printer 600 shown in FIG. 6 610 is formed.
  • flow openings 745 and 746 through the third interior
  • the at least one separating element 776 comprises in addition to the belt 610 any other suitable separating elements that are used for separating housings 798 and 799 are suitable for each other, e.g. a wall like they already have was described using the printer 600.
  • This further separating element (not shown) complements the conveyor belt and preferably has no flow openings between housings 798 and 799.
  • the cooling unit 760 is similar in function to that described with reference to FIG. 2 Device 260. It climates air and circulates conditioned air through it Imaging modules and auxiliary chambers, which are preferably similar to those already used 2 described additional chambers are formed and each, as described, are assigned to the imaging modules. Therefore, similar to that in Fig. 2 shown device 200 conditioned air flows XX, YY and ZZ from a main circulation device 750 through outflow openings (not shown) of Air chamber 751 is moved from housing 796 to housing 799 through suitable lines, the air flows corresponding to the air flows X, Y and Z shown in FIG. 2.
  • the main circulation device 750 and the air chamber 750 correspond in each Regarding the devices 250 and 251 shown in Fig. 2, i.e.
  • the outflowing Air flows XX, YY and ZZ all have the same relative humidity and temperature when they leave the air chamber 751.
  • the walls 773 and 783 are through one Air gap 740 is physically separated from each other and the air flows XX, YY, ZZ are passed through this air gap by means of flexible pipe connections.
  • the flexible Pipe connections also provide some degree of mechanical insulation by the transmission of the components contained in housings 796 and 799 generated vibrations suppressed.
  • the current ZZ is passed to the additional chambers and used there, the Additional chambers in Fig. 7 are symbolically indicated by the dashed line 794 (the Line 794 has no physical meaning).
  • the connections to the individual Additional chambers and the outflow openings of the additional chambers are not shown.
  • the current ZZ can thus be passed through the additional chambers 794 in succession.
  • the Current ZZ is preferably divided so that the individual additional chambers 794 each a partial flow is supplied.
  • the air passed through the additional chambers 794 leaves the Additional chambers 794 as a stream ZZ 'to be newly conditioned by a (not shown) common outflow opening. Similar to the current Z 'in FIG.
  • the current ZZ' flows through suitable pipes back to an air chamber 762 and from there through a Filter unit 761 to be re-conditioned by the device 760, the pipes preferably made of a flexible material to a certain extent mechanical vibration isolation.
  • the Air conditioning device 780 is air chamber 762 and filter unit 761 preferably similar to air chamber 262 and filter unit 261 of FIG. 2.
  • the filter unit 761 of this embodiment preferably has similar ones Filters and a similar predetermined filter order as the filter unit 261, e.g. a coarse particle filter, a fine particle filter, an ozone filter and an amine filter, these filters are listed in the order in which they pass through the filter unit 761 flowing air flow ZZ 'are passed.
  • the filter unit can e.g. preferably similar to that Filter unit 361A may be formed, as shown in Fig. 3A and 3B, wherein also internal filter unit (not shown) is provided for filtering ozone and amines, which is preferably similar to the unit 361B shown in FIGS. 3A and 3C.
  • a differential pressure drop in the filter unit 761 can e.g. measured electronically to the aging of the filters, especially the particle filters, in good time Monitor exchanges. If necessary, an assigned one (not shown) can be assigned Differential pressure switches are operated to change or change the air flow rate Generate warning signal.
  • Stream XX is a stream of conditioned air that is used to ventilate the air Image generation modules of the printer is used, which are symbolically represented in FIG dash-dotted line 795 are shown (line 795 has no physical meaning).
  • the stream XX can be routed past the individual modules in succession.
  • the Stream XX is preferably used for separate supply to the individual modules (which are not are shown individually). In this way, stream XX flows at all primary Imaging elements, intermediate transfer elements, transfer rollers, etc. past that are included in the modules.
  • Stream XX also serves for ventilation of subsystem stations of the modules such as charging stations, toner stations, Cleaning stations etc.
  • a partial stream P 2 of stream XX is directed towards the surroundings of the toner stations and cleaning stations of the modules.
  • the cleaning stations serve, for example, to clean the primary imaging elements, the intermediate transfer elements and all drums or belts that are located in the modules and that have to be cleaned by a cleaning device.
  • the remaining part of stream XX for ventilation of the modules is shown as air stream P 1 .
  • a stream P 2 ' is drawn off from this environment and returned for reprocessing.
  • the stream P 2 'can also come from locations within the toner stations and the cleaning stations of the modules.
  • the current P 2 'can be passed through an optionally provided additional filter 771, which is designed similarly to the filter 271 of the device 200 from FIG.
  • the filter 771 is a combined filter for filtering out developer dust and that of Cleaning stations generated contamination.
  • the stream P 2 After passing through the filter 771, the stream P 2 'flows out through an outflow opening (not shown) as a returnable stream WW, which is similar in its properties to the stream W of FIG. 2.
  • the stream WW flows past an additional air movement device 770 arranged in a housing 772 and is passed back from there via pipes to the air chamber 762, the pipes preferably being made of a flexible material in order to ensure a certain degree of mechanical vibration isolation.
  • the additional air moving device 770 is similar in function to the device 270 in FIG. 2.
  • Certain flows of conditioned air can be used directly in the individual subsystem stations.
  • the current YY is thus used at the image recorders and certain charging stations of the imaging modules 795 of the printer.
  • a section J of the current YY is used to cool the image recorders (not shown in more detail) in the modules.
  • the current J can be passed in succession past the picture recorders.
  • the stream J is preferably divided so that a partial stream is passed to the image recorders in each case.
  • the rest of the flow YY serves as an air flow K for ventilating certain charging devices in the second interior area, for example primary corona charging devices for charging photoconductive primary imaging elements of the modules.
  • the current K can be passed in succession past or through the individual charging devices.
  • the stream K is preferably divided so that a partial stream is passed to each of the charging devices in question.
  • the air streams J 'and K' leaving these recorders and charging devices are brought together with the air stream P 1 and for reprocessing as a stream XX ', for example via a common outflow opening (not shown) from the housing 799 diverted. Similar to the flow X 'in FIG. 2, the air flow XX' is conducted back to the air chamber 762 via lines which are preferably made of flexible material to ensure a certain degree of mechanical vibration isolation.
  • the housing 798 comprises the already described first inner region, which comprises a paper cooling station 791 and a paper heating station 792 for pretreating paper in a pretreatment station of the printer.
  • the first inner region comprises a cooling station 790, which is part of a fixing station (not shown in FIG. 7).
  • a stream B 3 of ambient air flows into the inner region 798 via at least one inflow opening (not shown) opening into the housing 798.
  • the air flow B 3 is filtered in a suitable manner, for example by means of an inflow filter 763 similar to a conventional filter with a high flow rate for a heating system in a residential building, and divided into a plurality of flows, for example into four flows E 1 , E 2 , E 3 , E 4th
  • a plurality of flow paths to direct the plurality of air flows connect the at least one inflow opening to at least one outflow opening in wall 779 and direct the plurality of air flows.
  • the stream B 3 is used to manage the air quality of the air flowing through the first inner region and present in this inner region, the management deriving the heat generated in the first inner region and removing any ozone, acrolein contamination present in the housing 798. Includes amines or water vapor.
  • the current E 1 flows in a flow path through the cooling station 790 for cooling receiving elements after fixing toner images on the receiving elements by means of the fixing element of the fixing station.
  • This flow path includes an additional cooling fan 754, which is, for example (as shown) upstream of the cooling station 790 or alternatively downstream and part of the fixing station (not shown).
  • the performance of the 754 fan can be adjustable.
  • the air flow E 1 flows out of the housing 798 as an air flow E 1 ′ through an outflow opening (not shown) in the wall 779.
  • the air flow E 2 flows in a flow path through the paper cooling station 791, an additional pre-cooling fan 755 and an additional after-cooling fan 756 being located in the flow path.
  • the paper cooling station is part of the pretreatment station and is used to cool the paper after the pretreatment in heater 792 at elevated temperature.
  • the 755 and 756 fans can be adjustable in their output. After passing the cooling station 791, the air flow E 2 flows out of the housing 798 as an air flow E 2 ′ through an outflow opening (not shown) in the wall 779.
  • the current E 3 flows past the heating device 792 in a flow path and is discharged from the housing 798 as an air flow E 3 ′ through an outflow opening (not shown) in the wall 779.
  • An advantage of device 700 is that harmful vapors, which may be generated by the paper heater, are evacuated through separate pipes, thereby preventing these vapors from spreading inside the printer or escaping from the printer into the room where the printer is located.
  • the air flow E 4 flows in at least one flow path through frame sections 793 of the printer.
  • the flow E 4 is generally used to ventilate the frame sections of the first interior, which form interior spaces supported by frame elements of the printer. After passing through the frame sections 793, the air flow E 4 is discharged out of the housing 798 as an air flow E 4 ′ through an outflow opening (not shown).
  • the exhaust air flows E 1 ', E 2 ', E 3 ', E 4 ' can, as shown in FIG. 7, flow out through separate outflow openings, but can alternatively also be stirred together and discharged from the housing 798 as a combined flow.
  • the air of the exhaust air streams E 1 ', E 2 ', E 3 ', E 4 ' flows through flexible connecting lines (not shown) which lead from the housing 798 to the housing 797.
  • the flexible interconnect lines provide some mechanical vibration isolation between the third and fourth housings (there is a physical space between walls 779 and 787).
  • the paper cooling station 791 and the paper heating station 792 and the respective air flow E 2 and E 3 are not included in the air quality management device, so that fans 755 and 756 (as well as the lines for currents E 2 and E 3 ) are omitted.
  • the fourth housing 797 delimited by the walls 784, 785, 786 and 787, encloses a fourth inner region.
  • the fourth inner region is separated both from the first inner region and from the second inner region (and also from the third inner region not shown in FIG. 7). There is preferably no air exchange between the fourth inner region and the first inner region nor between the fourth inner region and the second (or third) inner region.
  • Air flows E 1 ', E 2 ', E 3 'and E 4 ' are directed through housing 797 by means of suitable conduits (not shown) to be directed through a discharge conduit (not shown) to a disposal location outside the printer.
  • the air flows E 1 ', E 2 ', E 3 ', E 4 ' do not mix with the air in the housing 797 and are discharged from the printer as part of an air flow B 2 .
  • the air flows E 1 ', E 2 ', E 3 ', E 4 ' are mainly moved by the suction force of a main air moving device 752 arranged in a housing 753 through the different flow paths 790, 791, 792 and 793 (in the devices 754, 755 and 756 are supplementary air movement devices).
  • the main air moving device 752 creates suction to draw an ambient air flow B 1 into the housing 797 from outside the printer.
  • the ambient air flow B 1 is drawn in from outside the printer through an inflow opening (not shown) and is directed past an inlet filter 764 and a condenser coil 720.
  • the air stream B 1 can then be passed through an optionally provided air compressor 710 to compress the storm B 1 to a compressed air stream G ", the air compressor being part of the fourth housing 797.
  • the inlet filter 764 is a filter with a high flow rate similar to a commercially available filter For a heating system in a residential house, it filters airborne particles from the air flow B 1 flowing into the housing 797.
  • the (compressed) air flow flows past thermally conductive cooling fins 721, which are in thermal contact with the thermally conductive condenser coil 720 (Compressed) airflow absorbs heat from a coolant flowing through the condenser coil 720, which cools the coolant and causes the (compressed) airflow to transition into a heated (expanded) airflow G "'.
  • the heated and expanded air flow G "' is discharged through an outflow line (not shown) into the air chamber 753 from the fourth inner region, the air flow G"' being stirred together with the air flow B 2 .
  • the fourth interior is nevertheless treated as an integral part of the air quality management device 700 in that the inflow rate of the ambient air B 1 and the flow rate of the compressed air flow G "represent controlled factors in determining the correct functioning of the condenser coil 720.
  • the efficient and space-saving use of a single fan 752 for moving the air flows G"', E 1 ', E 2 ', E 3 'and E 4 ' is a special feature of the device 700.
  • the air conditioning device 780 is preferably configured similarly to the device 300 shown in FIG. 3A, which means that the device 780 has functionally similar elements, lines and materials as the device 300. Accordingly, the air conditioning device 780 preferably comprises a closed circuit for circulating a coolant, preferably a fluorocarbon coolant, through successive closed-circuit devices, the coolant being circulated as a coolant flow by a coolant circulation mechanism (not shown).
  • the coolant circulation mechanism is part of the cooling unit 760.
  • the successive devices through which the coolant is circulated are: the condenser coil 720 (similar to the condenser coil 320) from which the coolant in a pipe system 789a in the direction of the arrow i in flows through the wall 784 into the cooling unit 760, an evaporator coil (not shown, similar to the evaporator coil 330) in which the coolant is evaporated from a liquid state to a coolant gas, one (similar to the compressor 355, not shown) Evaporator coil downstream compressor for compressing the refrigerant gas to a compressed refrigerant gas, and a gate (not shown, similar to gate 340) downstream of the compressor, in which the refrigerant stream is divided into a main coolant stream (not shown) and an intermittent secondary coolant stream (not shown), horizon i
  • the gate is activated by a solenoid valve (not shown), which enables intermittent circulation of the intermittent secondary coolant flow through a heating coil (not shown).
  • the evaporator coil, the compressor for compressing the coolant gas, the gate and the heating coil are all located in the cooling unit 760.
  • the condenser coil 720 is arranged downstream of the gate and the heating coil.
  • the main coolant flow and the intermittent sub-coolant flow are directed together from unit 760 through wall 784 within pipe system 789b in the direction of arrow i out back to condenser coil 720 where the coolant is again condensed to the liquid state to be again through unit 760 to be circulated.
  • the management of the air quality of the air circulating and present in the second interior area includes the dissipation of the excess heat generated in the housing 799 by heat-generating devices, for example for operating the modules 795, by the cooling unit 760 of the air conditioning device 780.
  • the heat generated in the second interior area becomes based on the following heat generation values generated: approximately 500 watts by the image recorder, approximately 500 watts by other parts in the modules 795, approximately 1500 watts by the main air circulation device 750 and the additional air movement device 770 and approximately 1500 watts by the heat generating devices arranged in the additional chambers 794.
  • the heat generating devices in the return section of device 700 include mechanical devices, power supplies, motors, electrical elements, electrical circuit boards, etc.
  • a specified total return rate of air in the second interior is about 0.56 m 3 / sec (1180 cubic feet per minute) and is located in Range between approximately 0.51 m 3 / sec (1080 cubic feet per minute) and 0.65 m 3 / sec (1380 cubic feet per minute).
  • the management of the air quality of the air in the first interior area includes the derivation excess heat generated in housing 798.
  • the im five imaging modules 795 comprising first interior area regulated heat generation values are e.g. approximately 1000 watts through the cooling unit 790 downstream of the fuser unit, approximately 300 Watts through the additional cooling fan 754, about 1000 watts through the Paper cooler 791, about 300 watts each by the additional Pre-cooling fan 755 and the additional after-cooling fan 756, about 2500 watts from the paper heater 792 and about 4000 watts of the at least one Flow path through frame sections 793.
  • the ambient air flow B 1 flowing into the housing 797 is at least about 0.59 m 3 / sec (1250 cubic feet per minute), and the ambient air flow B 3 flowing into the housing 798 is at least about 0.56 m 3 / sec (1180 cubic feet per Minute). Accordingly, the exhaust air flow B 2 is at least about 1.15 m 3 / sec (2430 cubic feet per minute).
  • the air flow B 3 corresponds to a specified total flow rate through the first interior, which is approximately 0.56 m 3 / sec + 0.094 m 3 / sec (1180 cubic feet per minute ⁇ 200 cubic feet per minute).
  • the exhaust air flow B 2 dissipates a certain amount of the heat generated by a fixing element arranged in the fixing station of the printer for fixing toner images on receiving elements.
  • the part of the air flow related to the fixing station and in the first inner region also carries volatile fixing oil substances produced by the fixing station away from the fixing station.
  • the fixation station-related current is preferably part of the frame current E 4 '.
  • the fixing station is located in the first inner region at a location where the volatile fixing oil substances are removed in an advantageous manner, so that essentially no volatile fixing oil substances reach the modules.
  • the volatile fixing oil substances can be derived, for example, from the air flow L 'flowing through from the first inner region to the second inner region.
  • the fixing station is preferably arranged such that the air flow related to the fixing station flows past, but not through, the fixing station in order not to disadvantageously cool the fixing element.
  • device 700 performs best when the specified total air flow rate through (from non-return controlled section) and the specified Total return rate in the second interior area (regulated by the return section) are about the same.
  • the specified total air flow rate and the specified Total return rates preferably differ from each other by less than about 5%.
  • a printer using device 700 When a printer using device 700 is in stand-by or Standby mode, i.e. if e.g. no images are generated or the printer not being used in any other way can be used for both the specified Total air flow rate as well as reduced for the specified total recirculation rate Readiness values must be specified to the temperature and relative humidity to keep the air flows XX, YY and ZZ constant at their setpoint and thereby Save operating energy of the printer.
  • the Air flow rates can be adjusted appropriately when receiving elements different grammage can be printed.
  • the specified Total air flow rate can be specified separately for each grammage of a receiving element and set accordingly.
  • Recording elements of different grammages e.g. light types of paper and heavy types of paper usually require derivation different temperatures from the first interior.
  • the air streams can e.g. in be set in such a way that those lost in the fuser of the printer Energy is minimized, or that the performance of the pretreatment station for Recording elements of different grammages is optimized.
  • FIG. 8 is a schematic illustration of a preferred humidifier 800; as in a humidification unit of the air conditioning device in a Air quality management device according to the invention can be used can.
  • 8A shows a side view of the moistening device.
  • An airflow 805 is in front of an absorbent, moisturizable pad 810, and has an airflow 806 the moistenable pad 810 passes and is located behind it.
  • On Drip mechanism in the form of a tube 820 guides the device 800 filtered water drips and drops 815 filtered water onto an upper area of the humidifiable Edition. The water drops 815 are absorbed by the support. From the humidified Pad 810 evaporating water humidifies airflow 805 so that a humidified Airflow 806 arises.
  • Fig. 8B shows a rear view of the pad 810.
  • the underside of the tube 820 has one Arrangement of holes 825 through which drops 815 fall.
  • the holes 825 of the Tubes 820 are preferably 0.0381 cm (0.015 inches) in diameter and are in spaced at regular intervals of 5.08 cm (2 inches).
  • Filtered water is at Needed supplied under pressure, as indicated by arrow 835, with the pipe 820 at its End has a closure 821, so that the water is forced through the Bores 825 flows.
  • the pad 810 has an open structure so that the airflow 805 is low Flow resistance flows through the pad. That through the water flow 835 Water that is supplied is usually ordinary deionized water, from which particles enter a water filter unit have been filtered out.
  • a preferred water filter unit is the "Ion Exchange" Research II Grade model from International Water Technology Corporation with a low pressure filter operating under a regulated water pressure of about 207 kPa (30 psi) is operated.
  • a humidification unit is activated or disabled depending on how it regulates the relative humidity of the Air conditioning device in the return section of the device for managing the Air leaving air quality is necessary.
  • the one shown in Figs. 8A and 8B Humidifier 800 is activated by opening a valve (not shown) activates the inflow 835 of water and thus the generation of the drops 815 allows.
  • a valve not shown
  • the valve after sending out a Activation signal to a valve control mechanism through a (not shown, e.g., similar the controller for the relative humidity 370) for the relative Intermittent air humidity by means of the valve control mechanism (not shown) open.
  • the device 800 is deactivated by the valve after the Send a deactivation signal from the controller for the relative humidity the valve control mechanism is closed, causing the generation of the drops 815 is canceled.
  • the valve control mechanism is preferably an electrically operated electromagnet.
  • the valve by means of the relative humidity control to the Valve control mechanism continuously transmitted control signals. By negative Feedback and an error signal, the drip rate of the drops 815 is continuously adjusted, to provide a variable amount of moisture to stream 806.
  • drops 816 of a collecting mechanism and the water thus collected is collected by a Suitable pipe system (not shown) with valves (not shown) back to the pipe 820 directed to be reused for humidification. This is done e.g. with help a back pump mechanism (not shown). If necessary, the collected water for renewed filtering through an optional additional filter (not shown) be directed.
  • FIG. 9 is a schematic illustration of a preferred humidification system 900 for Supply of humidification water to a humidification unit of an air conditioning device in an air quality management device according to the invention.
  • a main water flow flows through a water pipe 920 in an air conditioner 970.
  • the air conditioner 970 one on a floor 935 standing rollable unit with walls, contains certain humidification Elements.
  • the water flowing through line 920 flows through a water filter 910 and on to a humidifier 950. Excess water in the Humidifier 950 drips into a pool 930 and is powered by a pump 960 pumped into a water drain 925.
  • the humidifier 950 includes preferably a humidification unit that is similar to that shown in FIG 8 device 800 is formed.
  • the inflow of water through a Valve 980 is controlled by signals from a controller (not shown) for relative Humidity controlled by a valve control mechanism (not shown) to control the Humidification by the humidification device to that already based on FIG. 8 described way to control.
  • the valve 980 shown before the water filter 910 in FIG. 9 can alternatively also in the line system 945 between the filter 910 and the Humidification unit 950 may be arranged. That of a dampened pad (i.e. one like the pad 810 shown in FIG. 8) dripping water in the humidification unit 950 drips into the collecting basin 930.
  • evaporator coil of the Air conditioning device 970 can drip water condensate and into the collecting basin 930 collected (e.g., the evaporator coil 330 shown in FIG. 3A) trained evaporator coil is not shown in Fig. 8).
  • the device 900 includes a catch basin 940 for collecting water in the case malfunction of water circulation e.g. if the drainage is blocked 925 or the drainage of the collecting basin 930 or if the pump 960 malfunctions. Such a malfunction would result in a malfunction of the humidification control Air conditioner 970 and possibly cause a flood, when the catch basin 940 overflows.
  • the Collection basin 940 at least one water level sensor 990 is provided, which sends a signal sends the valve control mechanism to close the valve 980 when the sensor 990 reached the water. This signal also shifts the air conditioner 970 in an operating mode "cooling without humidification".
  • coolant is sporadically released by a (in 9) coolant circulation mechanism by the (not shown) Evaporator coil moved, i.e. with reduced relative duty cycle. It takes place preferably less than about 10% of the time a coolant flow, i.e. the relative Duty cycle is preferably less than about 10%. In particular, a relative duty cycle of less than 5% preferred. In comparison, the relative duty cycle of the air conditioning device 300 shown in FIG. 3A preferably 100%. Even with a reduced duty cycle, the temperature of the conditioned air, i.e. of the air leaving the recirculation device 970 a temperature close to the target temperature.
  • the present invention has the following in comparison to the prior art listed advantages.
  • One advantage is that essentially all of the excess produced by the printer Heat is not radiated or given off to the room in which the printer is located but in the form of an outside of the machine, e.g. in a heating, Ventilation or air conditioning (HVAC system) to be disposed of exhaust air flow from the device for controlling the air quality is derived.
  • HVAC system heating, Ventilation or air conditioning
  • the operation of the air quality management device is based on advantageously not on a heat exchange with the ambient air, e.g. is the case in US 5,056,331.
  • the first inner region has high flow rates. These high flow rates essentially prevent volatile fixing oil substances from reaching sensitive components of the machine, for example the imaging modules, the elements in the modules and the elements in the additional chambers assigned to the modules.
  • the main fan moves an air stream with a relatively low flow rate of about 0.034 m 3 / sec (about 71 cubic feet per minute) and circulates it through ten imaging modules of a duplex printer for the continuous printing of sheets.
  • the non-return section and the return section of the air quality management device 700 according to the invention move 33 times as much air.
  • the relative air humidity is determined in US Pat. No. 5,481,339 and the temperature of the air circulated through an air conditioner by means of the Air conditioning device upstream sensors.
  • the Sensors for determining the relative humidity and temperature in an advantageous Way of air conditioning i.e. they are close to the Outflow openings of the devices 300, 400 and 500 shown in FIGS. 3A, 4 and 5, respectively. Since both the temperature and the relative humidity of the air in one Air conditioning device inflowing air after passing through the air conditioning device can change considerably and unpredictably is the present, the tempering and Humidification device downstream position of the sensors to determine the relative Prefer humidity and temperature. It leads to more stable control of the Temperature and relative humidity of the air leaving the air conditioning device than the device of US 5,481,339.
  • the modules and are assigned Additional chambers of the printer are each supplied with conditioned air so that the Temperature in each module and each additional chamber at a similar target temperature can be held. Add to that the strong airflow through the first Maintains a relatively uniform temperature in the first inner region.
  • the frame of the printer which is usually made of metal, is therefore only small exposed to heat-related loads. In the case of locally different ones Heat generation rates of the various heat generating devices of the printer or if there is a thermal gradient in the ambient air surrounding the printer the loads e.g. otherwise much larger. Therefore, there are only minimal bends or twists of the frame on what is required for compliance with the correct operation high demands on the mechanical tolerances are important.
  • both specified total flow rate of the first interior area and the specified Total return rate can be changed from time to time as required, e.g. during the Operation of the printer or between print runs may be necessary.
  • a Device (not shown) for changing the through certain flow paths or proportional air volumes flowing through certain return paths e.g. Real time be provided.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität in einem modularen elektrostatografischen Farbdrucker umfasst einen nichtklimatisierten rückführungslosen Abschnitt zum Management der Luftqualität in einem ersten Innenbereich (150) und einen klimatisierten Rückführabschnitt (120, 200) zum Management der Luftqualität in einem zweiten Innenbereich (130). Der erste Innenbereich (150) umfasst eine Fixierstation zum Fixieren von Farbbildern auf Aufnahmeelementen (R0-R6, 645, 655). Der zweite Innenbereich (130) umfasst eine Anzahl hintereinander angeordneter Bilderzeugungsmodule (M1-M5) sowie diesen zugeordnete, aber von diesen isolierte Zusatzkammern, so dass sich die durch jedes Modul strömende klimatisierte Luft nicht mit der den Modulen und Vorrichtungen in den Modulen zugeführten klimatisierten Luft mischt. Der zweite Innenbereich (130) ist durch mindestens ein Trennelement (135) von dem ersten Innenbereich (150) getrennt. Die Klimatisiervorrichtung dient zur Steuerung der Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit der im zweiten Innenbereich (130) enthaltenen Luft. <IMAGE> <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich des elektrofotografischen Druckens und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Management der Luftqualität für einen elektrostatografischen Drucker.
Zur Gewährleistung eines effizienten Betriebs muss die Luftumgebung in modernen elektrostatografischen Hochleistungs-Farbdruckmaschinen geregelt werden. Derartige Farbdruckmaschinen umfassen eine Anzahl hintereinander angeordneter elektrostatografischer Bilderzeugungsmodule. In jedem Modul einer solchen Druckmaschine kann jeweils ein einfarbiges Tonerbild elektrostatisch direkt von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement übertragen werden, so dass nach und nach ein mehrfarbiges Tonerbild auf dem Aufnahmeelement entsteht. Üblicher ist es jedoch, dass in jedem Modul einer solchen elektrostatografischen Farbdruckmaschine ein einfarbiges Tonerbild elektrostatisch von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement, z.B. einem Fotoleiterelement, auf ein sich bewegendes Zwischenübertragungselement und anschließend vom Zwischenübertragungselement auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement übertragen wird. In manchen Druckmaschinen wird das Aufnahmeelement nacheinander durch die Bilderzeugungsmodule geführt, wobei in jedem Modul das jeweilige einfarbige Bild vom jeweiligen primären Bilderzeugungselement auf ein jeweiliges Zwischenübertragungselement und von dort auf das sich bewegende Aufnahmeelement übertragen wird. Dabei werden die einfarbigen Tonerbilder nacheinander und übereinander auf das Aufnahmeelement übertragen, so dass im letzten Modul ein mehrfarbiges Tonerbild, z.B. ein vierfarbiges Tonerbild, fertiggestellt wird. Anschließend wird das Aufnahmeelement in eine Fixierstation bewegt, in der das mehrfarbige Tonerbild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Alternativ werden die in den jeweiligen Modulen erzeugten jeweiligen einfarbigen Tonerbilder aufeinander übertragen, so dass sie auf dem Zwischenübertragungselement ein zusammengesetztes mehrfarbiges Tonerbild bilden. Dieses zusammengesetzte Bild wird anschließend auf das sich bewegende Aufnahmeelement übertragen, das daraufhin in eine Fixierstation bewegt wird, in der das zusammengesetzte Bild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Zur Erreichung einer höheren Bildqualität in einem modularen elektrostatografischen Farbdrucker muss die Luftverschmutzung gering gehalten werden und eine stabile relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur für alle Module aufrecht erhalten werden.
In einem elektrostatografischen Farbdrucker oder einem Farbkopierer des Stands der Technik mit ungeregelter innerer relativer Luftfeuchtigkeit ist die relative Luftfeuchtigkeit im Innern der Maschine abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft der Maschine, d.h. die relative Luftfeuchtigkeit im Innern ändert sich von Tag zu Tag und von Jahreszeit zu Jahreszeit. Außerdem kann die relative Luftfeuchtigkeit im Innern eines modularen elektrostatografischen Druckers mit ungeregelter Innenumgebung auch bei stabiler relativer Luftfeuchtigkeit außerhalb der Maschine von Modul zu Modul stark schwanken, was die Bildqualität stark beeinträchtigen kann.
Bekannter Weise kann die relative Luftfeuchtigkeit einen starken Einfluss auf das Ladungs-Masse-Verhältnis der in einem in einer Tonerstation verwendeten Entwickler enthaltenen Tonerpartikel haben. Daher kann bei einer Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit innerhalb eines bestimmten Moduls eines modularen Druckers in Reaktion auf eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung die durch den entsprechenden Toner auf einem Aufnahmeelement erzeugte Bilddichte ebenfalls variieren, wenn nicht bekannte Gegenmaßnahmen getroffen werden. Z.B. können die Bildbelichtung des entsprechenden fotoleitenden primären Bebilderungselements oder die Aufladespannung für die Korona-Sensibilisierung des entsprechenden fotoleitenden primären Bebilderungselements verstellt werden. Noch schlimmer wird es, wenn die relative Luftfeuchtigkeit aufgrund der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung innerhalb aller Tonerstationen der Module eines modularen Druckers variiert. Die entstehenden Variationen des Ladungs-Masse-Verhältnisses von Modul zu Modul werden in der Regel sehr unterschiedlich sein, da im Allgemeinen in den Tonerstationen für unterschiedliche Farben unterschiedlich zusammengesetzte Entwickler verwendet werden, deren Ladungs-Masse-Verhältnis wiederum auf die für sie jeweils charakteristische Weise auf Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit reagiert. Daher bewirkt eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft in einem Drucker, in dem die Innenumgebung nicht geregelt ist, in der Regel in unerwünschter Weise unterschiedliche Dichteveränderungen für die verschiedenfarbigen Toner eines mehrfarbigen Tonerbilds, wenn nicht für jede Tonerstation einzeln die erwähnten Gegenmaßnahmen getroffen werden (was kostenaufwändig und unbequem ist).
Außerdem kann eine Veränderung der relativen Luftfeuchtigkeit zu unerwünschten Veränderungen der Fotoleitfähigkeit führen, die möglicherweise kompensiert werden müssen, indem z.B. die Aufladespannung vor der Bildbelichtung erhöht oder gesenkt wird.
Auf ähnliche Weise können Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit in einer modularen Maschine mit ungeregelter Innenumgebung unerwünschte Veränderungen des Widerstands der Zwischenübertragungselemente bewirken, wodurch die Effizienz der abhängigen Tonerübertragung von primären Bebilderungselementen auf Zwischenübertragungselemente und von Zwischenübertragungselementen auf Aufnahmeelemente beeinträchtigt wird. Zur Aufrechterhaltung einer konstanten Übertragungsdichte des Toners auf ein Aufnahmeelement erfordern derartige Veränderungen des Widerstands Verstellungen der angelegten Spannungen, die z.B. typischer Weise an Zwischenelemente und Übertragungswalzen der Module angelegt werden.
Außerdem verursacht eine Absorption von Feuchtigkeit durch Aufnahmebogen aus Papier in der Regel ein Anschwellen des Papiers. Die Bogen eines Bebilderungsdurchlaufs können z.B. in Abhängigkeit von der Art und Weise, wie die Aufnahmebogen vor der Verwendung in der Maschine gestapelt waren, verschieden stark anschwellen. Das Anschwellen aufgrund von Feuchtigkeit kann sich auch an verschiedenen Stellen eines Bogens unterscheiden, wenn die Bogen z.B. nicht einheitlich hergestellt wurden. Die in den Aufnahmebogen enthaltene Feuchtigkeit führt in der Regel zu Bilddefekten, wenn die Bogen die Heizwalzen einer Fixierstation passieren. Derartige Bilddefekte sind z.B. Unterbrechungen der Tonerbilder durch während des Fixierens erzeugten Dampf sowie ungleichmäßiges Verformen oder Aufwölben der Aufnahmebogen in einer Fixierstation. Der Feuchtigkeitsgehalt eines Aufnahmeelements aus Papier beeinträchtigt außerdem die Effizienz der elektrostatischen Übertragung des Toners auf das Aufnahmeelement. Demgemäß muss eine zur Übertragung des Toners angelegte Spannung im Allgemeinen angepasst werden, um die durch Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit verursachten Schwankungen des Feuchtigkeitsgehalts zu kompensieren. Derartige Anpassungen erfordern in nachteiliger Weise den Einsatz von zusätzlichem Spezialwerkzeug in der Maschine. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt nicht gleichmäßig in einem Aufnahmeelement verteilt ist, kann darüber hinaus die Effizienz der elektrostatischen Tonerübertragung an verschiedenen Stellen des Aufnahmeelements unterschiedlich ausfallen, was weitere Bildschäden hervorruft, z.B. eine klecksartige Übertragung. Zur Beseitigung dieser Probleme in elektrostatografischen Druckern können die Aufnahmeelemente aus Papier in einer Vorbehandlungsstation bei vorgegebener relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur vorbehandelt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt vor der Verwendung der Aufnahmeelemente innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten. Dadurch wird einerseits die Reproduzierbarkeit der Bildqualität von Bogen zu Bogen verbessert und andererseits das Auftreten feuchtigkeitsbedingter Defekte verringert. Dennoch können von außen verursachte Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit im Innern des Druckers trotz Vorbehandlung der Aufnahmeelemente Schäden verursachen, wenn die relative Luftfeuchtigkeit der Innenumgebung des Druckers ansonsten ungeregelt ist.
Da die relative Luftfeuchtigkeit sowohl von der absoluten Feuchtigkeit als auch von der Temperatur beeinflusst wird, bewirken Temperaturveränderungen in einem elektrostatografischen Drucker entsprechende lokale Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit. Daher beeinflussen in einer Maschine mit ungeregelter Innentemperatur lokale Schwankungen der Umgebungstemperatur die lokale relative Luftfeuchtigkeit. In einer modularen Maschine bewirken Temperaturänderungen von Modul zu Modul im Allgemeinen entsprechende Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit, auch wenn z.B. zur Belüftung der Maschine Umgebungsluft durch die Maschine geleitet wird.
Darüber hinaus sind Temperaturschwankungen in einem modularen elektrostatografischen Drucker auch im Hinblick darauf unerwünscht, dass viele Schlüsselkomponenten, z.B. die Metalltrommeln, präzise Dimensionen aufweisen müssen, die sich durch eine Veränderung der Innentemperatur inakzeptabel verändern. Eine Veränderung der Innentemperatur kann z.B. durch eine Veränderung der Umgebungstemperatur außerhalb einer Maschine mit ungeregelter Innentemperatur hervorgerufen werden. In einer modularen Maschine mit ungeregelter Innentemperatur kann sich die Temperatur von Modul zu Modul unkontrolliert unterscheiden. Dadurch unterscheiden sich die Dimensionsveränderungen der Komponenten ebenfalls von Modul zu Modul, was die Registerhaltigkeit der einzelnen einfarbigen Tonerbilder eines mehrfarbigen Bilds auf einem Aufnahmeelement beeinträchtigt. Obwohl derartige Dimensionsveränderungen der Komponenten mitunter kompensierbar sind, indem z.B. die zur Belichtung der fotoleitenden primären Bebilderungselemente entsprechend programmiert werden, können derartige Kompensationsmaßnahmen kostenaufwändig und kompliziert in der Ausführung sein.
Es ist ebenfalls bekannt, dass die Fotoentladungseigenschaften eines fotoleitenden primären Bebilderungselements, z.B. die Quanteneffizienz und das Fototrägertrapping in der Regel temperaturabhängig sind. Daher neigt das Fotoentladungsverhalten der jeweiligen fotoleitenden primären Bebilderungselemente in einem modularen elektrofotografischen Farbdrucker mit ungeregelter Temperatur von Modul zu Modul zu unkontrollierbaren Veränderungen, wenn sich die Umgebungstemperatur außerhalb des Druckers verändert. Derartige Veränderungen des Fotoentladungsverhaltens müssen kompensiert werden, wenn die Tonerbilddichte für die einzelnen Farben innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden soll.
In einer elektrostatografischen Druckmaschine werden beträchtliche Mengen an Wärme erzeugt, die im Allgemeinen ungleichmäßig an verschiedenen Orten der Druckmaschine entsteht. Da die Bebilderungsvorgänge innerhalb der Maschine sowie die Luftverschmutzung verursachenden Mechanismen in der Maschine in der Regel wärmeabhängig sind, ist ein Management der Wärme natürlich wünschenswert. Dies erfolgt im Allgemeinen durch Mechanismen zum Kühlen des Innenraums des Druckers und durch eine Verteilung der von den Kühlmechanismen erzeugten Wärme an Orte außerhalb des Druckers, wobei auch die von den Kühlmechanismen selbst erzeugte Wärme abgeleitet wird. Eine Verteilung der Wärme kann durch einen Luftstrom durch zumindest einen Teil der Maschine erreicht werden, wobei die Wärme auf die hindurchströmende Luft übertragen wird.
Die Betriebseffizienz einer Korona-Ladevorrichtung ist sowohl abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit als auch von der Temperatur. In Verbindung mit den in einem modularen elektrostätografischen Farbdrucker eingesetzten Bebilderungsmodulen werden viele Korona-Ladevorrichtungen eingesetzt. Außerdem ist auch die Entstehung von Schadstoffen wie Ozon oder Stickstoffoxid (NOx) abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur. Bei starken Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur von Modul zu Modul in einem Drucker mit ungeregelter Innenumgebung können daher möglicherweise Probleme im Hinblick auf die Schadstoffbelastung entstehen.
Bekannter Weise kann das durch die Korona-Ladevorrichtungen erzeugte Ozon zu einem vorzeitigen Altern der Kunststoff- oder Polymerkomponenten eines elektrofotografischen Farbdruckers führen. Ozon greift die als primäre Bebilderungselemente dienenden organischen Fotoleiterelemente an. Dadurch wird die Leistung der Fotoleiterelemente in Mitleidenschaft gezogen, und es entstehen sichtbare Schäden wie z.B. eine Rissbildung. Auf ähnliche Weise reagiert NOx mit Wasserdampf zu einer Säure, z.B. Salpetersäure. Wenn diese Säuren in Kontakt mit einer Oberfläche eines primären Bebilderungselements kommen, kann dies zu einer starken Erhöhung der Oberflächenleitfähigkeit führen. Dadurch wird in nachteiliger Weise das latente elektrostatische Bild auf dem primären Bebilderungselement unscharf. Es ist bekannt, das von einer Korona-Ladevorrichtung zum Aufladen eines fotoleitenden primären Bebilderungselements erzeugte Ozon oder NOx durch Abführen des Ozons oder NOx in einem der Ladevorrichtung speziell zugeordneten Luftstrom von der Ladevorrichtung und der Umgebung der angrenzenden fotoleitenden Fläche zu entfernen. Da außerdem Ozon gesundheitsgefährdend ist, wird es meist innerhalb des Druckers aus der Luft herausgefiltert, damit die aus dem Drucker austretende und in die Umgebungsluft außerhalb des Druckers abgegebene Luft den gesetzlich vorgeschriebenen Höchstgehalt an Ozon nicht übersteigt.
Amine, die in der Luft innerhalb eines elektrostatografischen Geräts auftreten können, können die Bildqualität stark beeinträchtigen. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit und die Amin-Konzentration innerhalb des elektrostatografischen Geräts hoch sind, besteht die Tendenz, dass das latente Bild weniger scharf wird und stark verschwimmt. Selbst bei niedrigen Amin-Konzentrationen kann die entstehende leichte Unschärfe des Bildes in nachteiliger Weise ein Verschwimmen der Punkte (Dots) in latenten Halbtonbildern im Mikrobereich bewirken. Amine können außerdem mit den häufig von der Korona-Ladevorrichtung erzeugten NOx-Molekülen chemisch zu schwer zu entfernenden Ammoniumsalzablagerungen reagieren, welche sich auf der Fotoleiterfläche sammeln können. Sind adsorbierte Wassermoleküle vorhanden, so bilden diese Ammoniumsalze eine leitfähige Schicht von Oberflächenelektrolyten, welche ein stärkeres Verschwimmen des latenten Bilds verursachen können als NOx allein. Amine können außerhalb der elektrofotografischen Maschine oder innerhalb der elektrofotografischen Maschine entstehen. Typische externe Amin-Quellen sind Befeuchtungssysteme, bei denen Dampf erzeugt und an die Umgebungsluft abgegeben wird, wie es z.B. in gewerblichen Einrichtungen wie Fabriken oder Büros mit elektrostatografischen Druckern der Fall ist. Cyclohexylamin ist ein häufig als Korrosionsschutz verwendeter Amin-Zusatzstoff in derartigen Befeuchtungssystemen, der sich im Dampf verflüchtigt. Morpholin kann ebenfalls als Amin-Zusatzstoff verwendet werden. Die durch Befeuchtungssysteme entstehenden Amin-Konzentrationen in der Umgebungsluft sind oft hoch genug, um insbesondere im Winter, wenn sie in Betrieb sind, ernsthafte Probleme für den elektrofotografischen Bebilderungsvorgang zu verursachen. Andere externe Amin-Quellen sind ammoniakhaltige Reinigungsmittel, z.B. auch Bodenreinigungsmittel, die an dem oder um den elektrostatografischen Drucker verwendet werden. Auch Lichtpausmaschinen, die sich evtl. in der Nähe des elektrostatografischen Druckers befinden, sind externe Amin-Quellen. Interne Aminquellen einer elektrofotografischen Maschine können z.B. nichtmetallische Maschinenkomponenten sein; z.B. können die zum Verbinden von Maschinenteilen verwendeten Epoxyde Amine wie Polyoxyalkylenamin und Aminoethylpiperazin absondern. Zum Drucken mit hoher Auflösung ist es daher wünschenswert, solche Amine aus der Luft innerhalb der Bebilderungsbereiche eines elektrostatografischen Druckers und insbesondere aus der Luft im Bereich der Korona-Ladevorrichtungen zu entfernen.
Außerdem verunreinigen Partikel wie Staub und Fasern die Luft im Innern einer elektrostatografischen Maschine. Vorgänge, die den Transport und die Handhabung von Aufnahmebogen aus Papier im Innern der Maschine erfordern, erzeugen bekanntermaßen häufig Papierstaub und Papierfasern, die in der Luft mitgeführt werden. Im Bereich der Tonerstationen wird ferner Staub erzeugt, z.B. Entwicklerstaub (bei einem Zweikomponenten-Entwickler Tonerstaub und Trägerpartikelstaub) oder Siliciumoxidstaub und Aluminiumstaub aus den als Oberflächenzusatzstoffe für Toner verwendeten Stoffen, der dann in der Luft mitgeführt wird. Staub und Fasern können von den elektrisch aufgeladenen Körpern wie den Oberflächen der primären Bebilderungselemente und den Korona-Ladevorrichtungen angezogen werden und beeinträchtigen die Funktion von Bildschreibern. Staub und Fasern auf den Oberflächen der primären Bebilderungselemente können ernsthafte Bildschäden verursachen, da sie z.B. eine einheitliche Fotoentladung verhindern oder die Tonerübertragung beeinträchtigen. Außerdem haben Staub und Fasern eine nachteilige Wirkung auf die Maschinenleistung und die Leistung anderer mechanischer Geräte, die zum Betrieb eines Druckers verwendet werden. Daher ist es aus den oben genannten Gründen wünschenswert, Staub und Fasern aus der Luft im Innern eines elektrostatografischen Druckers herauszufiltern.
Bekannter Weise werden häufig Fixieröle, z.B. Silikonöl, als Ablösemittel in Fixierstationen verwendet. Flüchtige Stoffe dieses Fixieröls können in der Luft im Innern einer elektrostatografischen Maschine mitgeführt werden und so starke Schäden an Komponenten verursachen, insbesondere an Korona-Ladevorrichtungen, die dünne Hochspannungsdrähte zur Erzeugung der Korona-Entladung umfassen. Flüchtige Bestandteile von Silikonöl im Bereich einer Korona-Ladevorrichtung während deren Betrieb können sich auf den dünnen Hochspannungsdrähten zersetzen und bilden dabei Siliziumoxidablagerungen, die die Ladungsleistung beeinträchtigen. Flüchtige Bestandteile des Fixieröls können außerdem in nachteiliger Weise an mehreren Flächen im Innern einer elektrostatografischen Maschine kondensieren und bilden dort klebrige oder gummiartige Rückstände, welche den Maschinenbetrieb beeinträchtigen. Daher ist ein Management oder eine Steuerung der flüchtigen Bestandteile des Fixieröls wünschenswert.
Vom Standpunkt eines Kunden betrachtet, der einen elektrostatografischen Drucker verwendet, ist es wichtig, die Lärmbelastung durch die mechanischen Elemente während des Betriebs des Druckers und insbesondere den durch den durch Leitungen geführten Luftstrom verursachten Geräuschpegel auf ein annehmbares Maß zu beschränken. In der Regel ist daher neben der Beachtung der gesetzlichen Vorschriften zur Reduzierung der von einer elektrostatografischen Maschine erzeugten schädlichen Gase wie Ozon auch ein Management der Lärmbelastung erforderlich.
Im Folgenden wird der Stand der Technik bezüglich der erwähnten Schwierigkeiten im Zusammenhang mit dem Management oder der Steuerung der Umgebungsluft in einer elektrostatografischen Maschine untersucht.
Die von mechanischen Elementen erzeugte Lärmbelastung in einer elektrofotografischen Maschine kann durch den Einsatz von Schalldämpfungsmaterial reduziert oder unterdrückt werden, wie in der US 4,626,048 offenbart wird. Der durch einen mit hoher Geschwindigkeit durch eine Leitung geführten Luftstrom verursachte Lärm kann durch den Einsatz von Schallschirmen in Verbindung mit schalldämpfendem Material reduziert oder unterdrückt werden, wie in der US 5,819,137 offenbart ist.
Eine aktive Steuerung des Staubs in einer elektrofotografischen Maschine ist ebenfalls bekannt. Die US 3,914,046 beschreibt z.B. die Verwendung einer Saugvorrichtung zum Entfernen von verstreutem Tonerstaub. Eine Rückführung von Luft zur Steuerung des Staubs im Bereich einer Entwicklerstation ist z.B. in der US 3,685,485 beschrieben. Die US 5,481,339 beschreibt die Rückführung des aus der Luft ausgefilterten Staubs zu Bebilderungsmodulen innerhalb eines modularen elektrofotografischen Druckers. Ein Ausfiltern von schädlichem Staub in einer ionografischen Maschine ist z.B. in der US 4,093,368 und in der US 4,154,521 beschrieben. Eine Steuerung des Staubs durch Unterdruck, Schirme und elektrostatische Effekte ist in der US 5,028,959 beschrieben. Die US 5,073,796 und die US 5,819,137 beschreiben ein Ausfiltern von Staub aus der in einen Drucker eintretenden Luft und der Luft im Innern eines Druckers. Die US 5,056,331 offenbart die Verwendung eines positiven Drucks im Innern eines Druckers, um ein Eindringen von Staub von außen in den Drucker zu verhindern.
Die Steuerung des von einer elektrofotografischen Maschine erzeugten Ozons ist z.B. in der US 3,914,046 und der US 4,154,521 sowie der US 5,073,796 offenbart. Die US 4,154,521 beschreibt die Verwendung eines katalytischen Filters zur Bildung von gewöhnlichem Sauerstoff aus dem Ozon beschrieben wird. Die US 5,028,959 offenbart ein Absaugen des Ozons von einer primären Ladevorrichtung durch eine Röhre, die zu einem Filter an einem Ausgang des elektrofotografischen Kopierers führt. Die US 4,178,092 offenbart die Zuruhr und das Absaugen von Luft an einer Korona-Ladevorrichtung zum Entfernen schädlicher Gase sowie ein Beheizen eines Fotoleiters zur Desorption chemisch aktiver Elemente, die von der Korona-Ladevorrichtung erzeugt wurden. In der US 4,093,368 ist ein zirkulierender Luftstrom innerhalb einer elektrostatografischen Ionografie-Maschine beschrieben, bei dem das Ozon kontinuierlich mittels eines Ozonfilters aus dem zirkulierenden Luftstrom entfernt wird. Die US 5,481,339 und die US 5,819,137 offenbaren das Ableiten von ozonhaltiger Luft von den einzelnen Korona-Ladevorrichtungen in einem Drucker.
Die US 5,028,959 offenbart das Management der in einer Fixierstation entstehenden flüchtigen Bestandteile von Fixieröl mittels einer Saugröhre, die von einer Fixierstation zu einem Filter an einem Ausgang eines elektrofotografischen Kopierers führt. Die US 5,307,132 offenbart das Ableiten von Luft aus dem Bereich einer Fixierstation durch eine Röhre, die aus einem elektrofotografischen Kopierer hinaus führt.
Die US 5,819,137 offenbart den Einsatz eines katalysatorartigen Ozonfilters, der in einen Einlassfilter zum Einlassen von Umgebungsluft von außen in einen elektrofotografischen Drucker integriert ist. Die Umgebungsluft kann Amine enthalten, z.B. Cyclohexylamin.
Der katalysatorartige Filter reduziert die Aminkonzentration der durch den Filter eintretenden Umgebungsluft. Ein System zur Feststellung von Aminen in der Umgebungsluft und zur Entfernung der Amine mittels eines chemischen Filters ist in der US 6,096,267 offenbart.
Eine Kühlung eines elektrofotografischen Druckers durch Luftbewegungsvorrichtungen wie Ventilatoren oder Gebläse ist z.B. in der US 3,914,046, der US 5,038,170 und der US 5,819,137 beschrieben. Die US 5,307,132 beschreibt einen wärmeableitenden Ventilator zum Entfernen von Luft von einer Fixierstation. Die US 5,751,327 beschreibt eine Kühlung von Vorrichtungen mit seriell in einem geschlossenen Kühlkreislauf verbundenen Licht emittierenden Dioden (LED) in einem Drucker mittels eines Kühlungsfluids wie z.B. Wasser.
Eine Kühlung der in einem elektrofotografischen Gerät zirkulierenden Luft ist z.B. in der US 5,073,796 beschrieben. Die Kühlung wird durch eine den Peltier-Effekt ausnutzenden Vorrichtung erreicht, ohne dass Luft von außerhalb des Geräts eingelassen wird. Die Vorrichtung umfasst eine im Betrieb gekühlte Fläche und eine im Betrieb erwärmte Fläche. Die zirkulierende Luft wird gekühlt, indem sie an der gekühlten Fläche vorbei strömt, wobei die Wärme der erwärmten Fläche zur Abstrahlung der Wärme in den Raum, in dem die Maschine steht, an Leitbleche geleitet wird. Gemäß einer Ausführungsform der US 5,073,796 wird Luft über die erwärmte Fläche der den Peltier-Effekt ausnutzenden Vorrichtung geleitet und die so erzeugte erwärmte Luft zur Vorbehandlung von Papierbogen in einer Vorbehandlungseinheit des Geräts verwendet.
Die US 4,727,385 offenbart ein Management der relativen Luftfeuchtigkeit in einer elektrofotografischen Maschine durch eine Entfeuchtungs-/Kühlvorrichtung, welche den Peltier-Effekt ausnutzt. Die Vorrichtung umfasst eine im Betrieb gekühlte Fläche und eine im Betrieb erwärmte Fläche, wobei feuchte Luft über die gekühlte Fläche geleitet und so gekühlt wird, so dass der feuchten Luft das Wasser entzogen werden kann, wonach die gekühlte, entfeuchtete Luft über die erwärmte Fläche geführt werden kann, um wieder erwärmt zu werden. Die US 5,056,331 offenbart eine an eine elektrofotografische Maschine angeschlossene Klimatisiereinheit zur Klimatisierung der in und durch die elektrofotografische Maschine gerührten Luft ohne Recycling, wobei die Klimatisiereinheit eine Entfeuchtung der in die Maschine einströmenden feuchten Umgebungsluft bewirkt und die Entfeuchtung mit einer oder ohne eine Veränderung der Lufttemperatur erfolgen kann. Eine Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur der Luft in einem modularen elektrofotografischen Drucker ist in der US 5,481,339 offenbart, die eine Zuleitung eines ersten klimatisierten Luftstroms mit einer innerhalb eines Bereichs gesteuerten relativen Luftfeuchtigkeit und einer innerhalb eines Bereichs gesteuerten Temperatur von einer in den modularen Drucker integrierten Klimatisiervorrichtung über Rohrverbindungen zu jedem Bebilderungsmodul des Druckers beschreibt. Außerdem ist ein zweiter klimatisierter Luftstrom vorgesehen, dessen relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur sich von der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur des ersten klimatisierten Luftstroms unterscheiden können und die den Tonerstation der Module zugeführt werden kann. In der US 5,481,339 werden sowohl der erste als auch der zweite klimatisierte Luftstrom zur Wiederverwendung im Drucker mitgeführt und wiederaufbereitet. Temperatur- und Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit ermöglichen eine aktive Steuerung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft, die durch die Klimatisiervorrichtung wiederaufbereitet wird. Die US 5,539,500 offenbart die Verwendung eines Sensors für die relative Luftfeuchtigkeit und einer Steuerungseinheit zur Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit um bilderzeugende Elemente in einer elektrofotografischen Maschine, wobei die überschüssige Feuchtigkeit der in die Maschine einströmenden feuchten Umgebungsluft mittels einer Kühlvorrichtung entfernt wird und die Befeuchtung der in die Maschine einströmenden trockenen Umgebungsluft erreicht wird, indem die trockene Luft durch eine gesättigte Membran geführt wird. Die in die Maschine einströmende Luft wird in der Maschine zirkuliert und dann an die Luft außerhalb der Maschine abgegeben, d.h. nicht aufbereitet und wiederverwendet.
Elektrostatografische Maschinen, bei denen ein Teil der Luft im Innern der Maschine zur Wiederverwendung aufbereitet wird, haben die Vorteile einer an die lokalen Erfordernisse angepassten Versorgung und der Sparsamkeit im Verbrauch von Mitteln, Luft und Energie. Vorrichtungen zur Rückführung von Luft zur Ausfilterung von Staub und Ozon aus der Luft im Innern einer elektrostatografischen Maschine sind z.B. in der bereits erwähnten US 4,093,368 und der ebenfalls bereits erwähnten US 5,073,796 offenbart. Die bereits erwähnte US 3,685,485 beschreibt eine Rückführung von Luft in der Nähe oder im Innern einer Tonerstation, wobei um die Tonerstation verstreute Entwicklerpartikel von einem in einem der Tonerstation zugeordneten lokal zirkulierenden Luftstrom angeordneten Filter aufgefangen werden. Die bereits erwähnte US 5,481,339 lehrt ein Ausfiltern von Staub und Ozon aus der in den Modulen eines modularen elektrofotografischen Druckers wiederaufbereiteten und rückgeführten Luft, wobei die Luft von jedem Modul durch separate Rohre zu einem Ausströmverteiler und von dort durch einen geeigneten Staubund Ozonfilter geleitet wird. Die so erzeugte gefilterte Luft wird anschließend in einer Klimatisiervorrichtung klimatisiert und zu einem Einströmverteiler geleitet, welcher die gereinigte, klimatisierte Luft zurück zu den Modulen leitet. In der US 5,481,339 wird die Strömungsrate der klimatisierten Luft als etwa 120 m3/h (etwa 71 cfm (Kubikfuß pro Minute) angegeben. Diese Gesamtmenge an klimatisierter Luft wird durch die Module eines Druckers zirkuliert, z.B. eines modularen elektrofotografischen Druckers, der in der Regel 10 Module (je fünf auf beiden Seiten eines fortlaufenden Aufnahmeelements in Form einer sich bewegenden Bahn zur Duplex-Bebilderung) umfasst.
Andererseits hat eine elektrostatografische Maschine, in die Luft einströmt und aus der die Luft ohne Rückführung und Wiederaufbereitung (Recycling) austritt, im Allgemeinen den Vorteil, dass der gesamte Innenbereich der Maschine oder bestimmte Abschnitte der Maschine auf einfache Weise belüftet oder gekühlt werden können, wie es z.B. in der US 5,056,331, der US 5,539,500 und der US 5,819,137 beschrieben ist. Eine solches Gerät ist jedoch im Hinblick auf den Energieverbrauch verglichen mit einem Gerät, das mit Recycling arbeitet, relativ ineffizient.
Es besteht Bedarf an einem übergreifenden Ansatz zum Management der Luftqualität in einer modularen elektrostatografischen Farbdruckmaschine. Ein derartiger übergreifender Ansatz umfasst die Reinigung und Klimatisierung von Luft zu deren Rückführung und Wiederverwertung in den Bebilderungsmodulen sowie das Leiten eines differenzierten Stroms von nicht wiederverwerteter Luft durch die Maschine zur Ableitung überschüssiger Wärme und bestimmter durch den Betrieb der Maschine erzeugter Verschmutzung. In Weiterführung dieses Ansatzes besteht weiterhin Bedarf an der Bereitstellung einer optimalen relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur der einzelnen Module in einer modularen elektrostatografischen Druckmaschine sowie einer individuellen Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur bestimmter Teilsystemvorrichtungen der Module.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität, welche ein allgemeines Management der Luftqualität der Umgebung in einem modularen elektrostatografischen Drucker schafft, wobei der Drucker zur Herstellung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen dient. Das allgemeine Management der Luftqualität umfasst das Management des Luftverschmutzungsgrads, z.B. des Gehalts an Partikeln, Ozon, Aminen, und Acrolein, die im Drucker vorhanden sein können. Das übergreifende Management der Luftqualität umfasst auch die Zuführ von klimatisierter Luft mit gesteuerter Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit zu bestimmten inneren Bereichen des Druckers.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den einzelnen Bilderzeugungsmodulen und bestimmten Teilsystemvorrichtungen der Module Ströme klimatisierter Luft zuzuführen, welche nachfolgend rückgeführt und durch eine in die Vorrichtung zum Management der Luftqualität integrierte Klimatisiervorrichtung wiederaufbereitet wird, wobei die klimatisierte Luft je nach Erfordernis auf eine geeignete Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit gebracht wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, den den Bilderzeugungsmodulen zugeordneten Zusatzkammern weitere klimatisierte Luftströme zuzuführen, welche nachfolgend in der Klimatisiervorrichtung wiederaufbereitet und rückgeführt werden, wobei die weiteren klimatisierten Luftströme von den in den Modulen verwendeten klimatisierten Luftströmen getrennt sind. Die Zusatzkammern umfassen elektrische und mechanische Bauteile, die zum Betrieb der Module dienen und in einem kontrollierten Temperaturbereich betrieben werden müssen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Management der Luftqualität nichtklimatisierter Luft zu ermöglichen, die weder den Modulen noch den Zusatzkammern zugeführt wird, sondern mit hoher Strömungsrate durch andere Abschnitte des Druckers geführt wird, z.B. durch eine Fixierstation und wahlweise durch eine Station zur Vorbehandlung von Papier.
Daher schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität, welche bestimmte verschmutzte Luftströme von anderen Strömen trennt und die (in Bebilderungskomponenten des Druckers verwendeten) klimatisierten Ströme von den (in den nichtbebildernden Komponenten des Druckers verwendeten) nichtklimatisierten Strömen trennt.
Die Vorrichtung zum Management der Luftqualität umfasst einen nichtklimatisierten rückführungslosen Abschnitt, durch welchen Umgebungsluft von außerhalb des Druckers eingezogen wird, und einen Rückführabschnitt sowohl zur Reinigung als auch zur Klimatisierung der Luft. Der Drucker dient zur Erzeugung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen und umfasst einen ersten Innenbereich und einen zweiten Innenbereich. Der rückführungslose Abschnitt dient zum Management der Luftqualität der in der Nähe einer Fixierstation zur Fixierung der Farbbilder auf den Aufnahmeelementen geführten Luft und wahlweise der Luftqualität der an einer möglicherweise im Drucker vorhandenen Station zur Vorbehandlung von Papier vorbei geführten Luft. Der zweite Innenbereich umfasst eine Anzahl hintereinander angeordneter Bilderzeugungsmodule, denen jeweils Vorrichtungen wie Ladevorrichtungen, Bildschreiber, Tonerstationen und Reinigungsstationen zugeordnet sind. Der zweite Innenbereich ist von dem ersten Innenbereich durch mindestens ein Trennelement abgegrenzt. Der rückführungslose Abschnitt dient dem Management der Luftqualität im ersten Innenbereich, und der Rückführungsabschnitt dient dem Management der Luftqualität in dem zweiten Innenbereich. Im rückführungslosen Abschnitt, der zur Ableitung der im ersten Innenbereich erzeugten überschüssigen Wärme und der verschmutzten Luft dient, wird Umgebungsluft durch mindestens eine Einströmöffnung über eine Vielzahl von im ersten Innenbereich vorgesehenen Strömungswegen zu mindestens einer Ausströmöffnung geleitet, wobei der rückführungslose Abschnitt mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung umfasst, die einen vorgegebenen Gesamtluftstrom bereitstellt. Der Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität umfasst eine Klimatisiervorrichtung zur Steuerung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft im zweiten Innenbereich. Die Klimatisiervorrichtung umfasst mindestens einen Eingang und mindestens einen Ausgang, wobei jeder Ausgang einen ausströmenden Luftstrom bereitstellt, der in ausströmende Teilströme unterteilbar ist, die einzeln klimatisierbar sind. Bestimmte Ströme dieser ausströmenden Luftströme werden entsprechenden Bilderzeugungsmodulen zugeleitet, um dort verwendet zu werden. Der Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität umfasst weiterhin mindestens eine Luftrückführvorrichtung, welche die im zweiten Innenbereich vorhandene Luft mit einer vorgegebenen Gesamtrückführrate zurück durch die Klimatisiervorrichtung bewegt, so dass die ausströmenden Luftströme durch eine Vielzahl von Rückführleitungen und von dort zu einer in der Nähe des Eingangs der Klimatisiervorrichtung angeordneten Filtereinheit geführt wird, wobei die Filtereinheit derart ausgebildet ist, dass sie fortlaufend Partikel, Ozon und Amine aus der Luft im zweiten Innenbereich entfernt.
In der ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, bei denen in manchen die Relativbeziehungen verschiedener Komponenten dargestellt sind, wobei die Anordnung der Vorrichtung selbstverständlich veränderbar ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und zum besseren Verständnis der Zeichnungen wurden einige Elemente entfernt, und die dargestellten oder angedeuteten Proportionen der verschiedenen Elemente, aus denen die offenbarten Komponenten zusammengesetzt sind, geben unter Umständen nicht die tatsächlichen Proportionen wieder, wobei einige Dimensionen bewusst übertrieben dargestellt wurden.
Es zeigen:
Fig. 1A
eine schematische Darstellung eines Blockdiagramms einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die zwei Abschnitte umfasst: einen rückführungslosen Abschnitt und einen Rückführabschnitt, in dem die Luft zur Rückführung klimatisiert und in einer Filtereinheit gefiltert wird;
Fig. 1B
die in Fig. 1A dargestellt Vorrichtung mit weiterhin einer Einströmöffnung in den Rückführabschnitt und einer optionalen Ausströmöffnung, wobei die Einströmöffnung zum Einziehen eines Umgebungsluftstroms in den Rückführabschnitt dient und die optionale Ausströmöffnung zum Ausstoß eines entsprechenden Luftstroms aus dem Rückführabschnitt dient;
Fig. 1C
eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der in Fig. 1A gezeigten Filtereinheit;
Fig. 2
eine schematische Darstellung von Strömungswegen in einem Rückführabschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die zum Einsatz in einer modularen Farbdruckmaschine mit einer Anzahl elektrostatografischer Bebilderungsmodule geeignet ist, wobei die Strömungswege zu den Modulen hin und von den Modulen weg sowie zu den den Modulen zugeordneten Komponenten und Zusatzkammern hin und von diesen weg führen;
Fig. 3A
eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 3B
eine schematische Seitenansicht einer Filtereinheit zum Einsatz in Verbindung mit der in Fig. 3A gezeigten Klimatisiervorrichtung;
Fig. 3C
eine schematische Seitenansicht einer zusätzlichen Filtereinheit zum Einsatz in Verbindung mit der in Fig. 3B gezeigten Filtereinheit;
Fig. 4
eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 5
eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 6
eine vereinfachte Darstellung eines modularen elektrostatografischen Druckers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 7
eine schematische Darstellung der Luftströme in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 8A
eine Seitenansicht einer Befeuchtungsvorrichtung zum Einsatz in einer crfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität;
Fig. 8B
eine Vorderansicht der in Fig. 9 dargestellten Befeuchtungsvorrichtung zum Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität; und
Fig. 9
eine Anordnung zur Zufuhr von Wasser zur Befeuchtung in einer Klimatisiervorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die in einen modularen elektrostatografischen Farbdrucker zur Herstellung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen integrierbar ist, wobei es sich bei dem elektrostatografischen Farbdrucker um einen elektrofotografischen Farbdrucker oder einen elektrografischen Farbdrucker handeln kann. Ein beispielhafter modularer Farbdrucker, in dem die Erfindung eingesetzt werden kann, umfasst eine Anzahl nacheinander angeordneter elektrostatografischer Bilderzeugungsmodule. In jedem Modul wird ein Tonerbild, z.B. ein einfarbiges Tonerbild, elektrostatisch von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement, z.B. einem Fotoleiterelement, auf ein sich bewegendes Zwischenübertragungselement übertragen und von diesem Zwischenübertragungselement auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement. Das Aufnahmeelement wird nacheinander durch die Bilderzeugungsmodule bewegt, in denen jeweils das entsprechende Tonerbild vom jeweiligen primären Bilderzeugungselement auf ein jeweiliges Zwischenübertragungselement und von diesem auf das sich bewegende Aufnahmeelement übertragen wird, wobei die einfarbigen Tonerbilder nacheinander übereinander auf das Aufnahmeelement übertragen werden, so dass im letzten Modul ein mehrfarbiges Bild, z.B. ein vierfarbiges Bild, fertiggestellt wird. Anschließend wird das Aufnahmeelement in eine Fixierstation bewegt, in der das fertige mehrfarbige Bild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Alternativ können die jeweiligen in den einzelnen Modulen erzeugten Tonerbilder übereinander auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden, so dass auf diesem ein zusammengesetztes mehrfarbiges Bild entsteht, das anschließend auf das Aufnahmeelement übertragen wird. Das Aufnahmeelement wird dann in eine Fixierstation bewegt, in der das zusammengesetzte Bild auf dem Aufnahmeelement fixiert wird. Als eine weitere Alternative kann das jeweilige Tonerbild elektrostatisch von einem jeweiligen sich bewegenden primären Bilderzeugungselement direkt auf ein sich bewegendes Aufnahmeelement übertragen werden, so dass nach und nach in den aufeinanderfolgenden Modulen ein fertiges mehrfarbiges Bild erzeugt wird. Eine andere Alternative besteht darin, die verschiedenen Bilderzeugungsmodule um ein primäres Bilderzeugungselement herum anzuordnen, auf dem ein fertiges mehrfarbiges zusammengesetztes Tonerbild erzeugt werden kann. Dieses kann anschließend von dem primären Bilderzeugungselement auf ein Aufnahmeelement übertragen werden. In der Regel sind die in einer wie oben beschrieben ausgeführten Vorrichtung verwendeten farbigen Toner Teil eines Vierfarben-Sets, das auf die Farbbebilderung zugeschnitten ist. Bestimmte Module können bekannter Weise jedoch auch andere Toner verwenden, wie z.B. Sonderfarbtoner oder farblose Toner.
Der elektrostatografische Farbdrucker, mit dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Management der Luftqualität verwendet werden kann, umfasst einen ersten Innenbereich und einen zweiten Innenbereich, wobei der zweite Innenbereich durch mindestens ein Trennelement von dem ersten Innenbereich abgetrennt ist.
Die Luftqualität der im ersten Innenbereich vorhandenen Luft wird mittels eines rückführungslosen Abschnitts der Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt, in dem Umgebungsluft durch den ersten Innenbereich geleitet und wieder aus dem Drucker ausgeleitet wird und der wahlweise eine Papiervorbehandlungsstation zur Vorbehandlung der Papieraufnahmeelemente umfasst.
Die Luftqualität im zweiten Innenbereich wird von einem Rückführungsabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt, der eine Vorrichtung zum kontrollierten Leiten klimatisierter Luft durch den zweiten Innenbereich zur Beibehaltung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs umfasst, wobei die klimatisierte Luft zur fortlaufenden Wiederverwertung in den zweiten Innenbereich rückgeführt wird. Es kann vorgesehen sein, dass mehr als ein individuell klimatisierter Luftstrom an verschiedene Stellen geleitet und dort verwendet wird. Der zweite Innenbereich umfasst z.B. eine Anzahl nacheinander angeordneter elektrofotografischer Bilderzeugungsmodule, denen in Verbindung mit ihnen arbeitende Vorrichtungen wie z.B. Korona-Ladevorrichtungen, Bildschreiber, Tonerstationen und Reinigungsstationen zugeordnet sind. In der Regel werden vier oder mehr Bilderzeugungsmodule verwendet.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, verschmutzte Luftströme isoliert zu halten, wobei Luftverschmutzungselemente am Ort ihrer Entstehung erfasst werden.
Fig. 1A zeigt ein gattungsgemäßes Schaubild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität. Dieses gattungsgemäße Schaubild dient als Bezugsdiagramm zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. Die zur Erläuterung von Fig. 1A verwendete Terminologie wird in der folgenden Offenbarung ähnlich verwendet. Die mit Bezugszeichen 140 bezeichnete gestrichelte Linie deutet schematisch einen rückführungslosen Abschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität an. Die mit Bezugszeichen 120 bezeichnete punktierte Linie deutet schematisch einen Rückführungsabschnitt der Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität an. Der rückführungslose Abschnitt 140 dient zum Management der Luftqualität im ersten Innenbereich 150. Der Rückführabschnitt 120 dient zum Management der Luftqualität sowohl in einem primären Recyclingbereich 130 (nachfolgend nur als Bereich 130 bezeichnet) und einer Klimatisiervorrichtung 160. Der zweite Innenbereich umfasst den Bereich 130 sowie jeden anderen Bereich, der durch die Klimatisiervorrichtung 160 wiederaufzubereitende und rückzuführende Luft enthält, d.h. auch Luft, die durch eine oder mehrere (nicht gezeigte) die Klimatisiervorrichtung 160 mit dem Bereich 130 verbindende Leitungen gerührt wird. Der Rückführabschnitt 120 umfasst mindestens einen Mechanismus zur Entfernung von Luftverschmutzungselementen aus der rückzuführenden Luft. Die Klimatisiervorrichtung 160 (auch mit A/C gekennzeichnet) umfasst mindestens einen (nicht gesondert gezeigten) Ausgang und liefert klimatisierte Luft, die durch mindestens eine (nicht gezeigte) Rückführvorrichtung im Bereich 130 zirkuliert wird. Die klimatisierte Luft, die in Richtung des mit a1 bezeichneten Pfeils fließt, wird von der Klimatisiervorrichtung 160 über mindestens einen (nicht gezeigten) Eingang durch eine Wand 131 in den Bereich 130 und anschließend durch eine Vielzahl von im Bereich 130 vorgesehenen (nicht gezeigten) Rückführungsleitungen geführt. Ein entsprechender Rückführstrom, der mit einem mit a2 bezeichneten Pfeil gekennzeichnet ist, wird aus dem Bereich 130 abgeleitet und verlässt diesen durch mindestens eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in einer Wand 132. Die wiederaufzubereitende Luft wird anschließend über geeignete Leitungen zur Klimatisiervorrichtung 160 zurück geführt, nachdem sie vorher eine Filtereinheit 161 passiert hat, in der Luftverschmutzungselemente, z.B. Partikel, Ozon und Amine, aus der rückzuführenden und wiederaufzubereitenden Luft entfernt werden. Der Luftstrom a1 umfasst mindestens einen ausströmenden Teilstrom, der die Klimatisiervorrichtung 160 verlässt.
Eine im Zusammenhang mit der Vorrichtung 100 verwendbare beispielhafte Filtereinheit 161 ist in Fig. 1C gezeigt. Der rückzuführende Luftstrom (welcher dem in Fig. 1A durch den Pfeil a2 angedeuteten Luftstrom entspricht) ist durch den in Richtung der Filtereinheit 161 gerichteten Pfeil D angedeutet. Die Filtereinheit 161 umfasst eine Einströmöffnung 163a. Eine mit der Klimatisiervorrichtung 160 verbundene Ableitung 163b leitet die gefilterte Luft weiter, wie durch den Pfeil D' angedeutet ist. Die Filtereinheit 161 umfasst einen Partikelfilter 164 zum Entfernen grober Partikel aus dem Luftstrom D, einen Partikelfilter 165 zum Entfernen feiner Partikel, einen Ozonfilter 166 zur Absorption oder Zersetzung von Ozon und einen Aminfilter 167 zur Absorption oder Zersetzung von Aminen (aufgezählt in der Reihenfolge, in der sie von der zu filternden Luft passiert werden). Die Filter 164, 165, 166 und 167 sind innerhalb eines geeigneten Leitungssystems angeordnet, das die Einströmleitung 163a mit der Ableitung 163b verbindet. Kurze Leitungsabschnitte 163c, 163d und 163e schaffen einen geeigneten Abstand 168a bzw. 168b bzw. 168c in der Regel von ca. 3 mm zwischen den aufeinanderfolgenden Filtern. Die Filtereinheit 161 braucht nicht alle vier Filter 164, 165, 166 und 167 zu umfassen, umfasst jedoch vorzugsweise Filter zum Entfernen grober und feiner Partikel. Außerdem kann die Einheit 161 auch weniger oder mehr als vier Filter umfassen, und es können beliebig viele Filter zur Entfernung aller Arten unerwünschter Verschmutzungselemente vorgesehen sein, die zur Reinigung der im Rückführungsabschnitt der Vorrichtung 100 zum Management der Luftqualität wiederaufzubereitenden Luft erforderlich sind.
In bestimmten Ausführungsformen weist die klimatisierte Luft des Luftstroms a2 in allen ausströmenden Teilströmen dieselbe Temperatur und dieselbe relative Luftfeuchtigkeit auf, während in anderen Ausführungsformen mindestens zwei ausströmende Teilströme unterschiedliche Temperatur- und/oder Feuchtigkeitseigenschaften aufweisen.
In den nachfolgend offenbarten weiteren Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität sind zusätzlich zum ersten und zweiten Innenbereich ein (in Fig. 1A nicht gezeigter) dritter und/oder vierter Innenbereich vorgesehen, die nicht mit dem ersten und zweiten Innenbereich überlappen.
Die Klimatisiervorrichtung 160 umfasst (nicht gezeigte) Temperatursensoren, welche die Lufttemperatur von einem oder mehreren ausströmenden Luftströmen ermitteln. Die Lufttemperatur wird elektronisch als Temperaturinformation an eine (nicht gezeigte) Temperatursteuerung geleitet, welche mittels geeigneter Temperatursteuerungsmechanismen die Lufttemperatur des mindestens einen ausströmenden Luftstroms steuert. Auf ähnliche Weise umfasst die Klimatisiervorrichtung 160 (nicht gezeigte) Sensoren zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit eines oder mehrerer ausströmender Teilströme. Die relative Luftfeuchtigkeit wird elektronisch als Feuchtigkeitsinformation an eine (nicht gezeigte) Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit geleitet, welche mittels geeigneter Steuerungsmechanismen die relative Luftfeuchtigkeit des mindestens einen ausströmenden Luftstroms steuert. Die Durchströmrate der Ströme a1 und a2 ist im Wesentlichen gleich und wird durch eine vorgegebene Gesamtrückführrate der im zweiten Innenbereich vorhandenen Luft bestimmt. Zusätzlich zu den Wänden 131 und 132 ist der Bereich 130 weiterhin durch eine Wand 133 und durch mindestens ein Trennelement 135 definiert. Die Wände 131, 132, 133 und das mindestens eine Trennelement 135 sowie (nicht gezeigte) weitere Wände bilden zusammen ein Gehäuse des Bereichs 130. Auf ähnliche Weise definieren die Wände 151, 152, 153 und das mindestens eine Trennelement 135 sowie (nicht gezeigte) weitere Wände ein Gehäuse des ersten Innenbereichs. Das mindestens eine Trennelement 135 ist dem ersten Innenbereich 150 und dem Bereich 130 gemeinsam.
Der rückführungslose Abschnitt 140 liefert einen Zustrom von Umgebungsluft von außerhalb des Druckers, wie der Pfeil a3 andeutet, sowie einen ausströmenden Abluftstrom, den der Pfeil a4 andeutet, wobei dieser Abluftstrom außerhalb des Druckers, aber vorzugsweise nicht im Umgebungsluftbereich des Druckers zu entsorgende Abluft enthält. Die Abluft führt die im Bereich 150 erzeugten Verschmutzungselemente und überschüssige Wärme aus dem Drucker ab. Der Abluftstrom a4 wird vorzugsweise einem externen Mechanismus zur Luftentsorgung innerhalb des Gebäudes zugeführt, in dem der Drucker steht. Dieser externe Mechanismus kann z.B. als eine Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlage (HVAC System) ausgebildet sein, wie es in der Regel für das Gebäude insgesamt vorhanden ist. Der Zustrom a3 verläuft durch mindestens eine (nicht gezeigte) Einströmöffnung in der Wand 152. Der entsprechende, im Wesentlichen gleich starke Abluftstrom a4 verläuft durch mindestens eine Ausströmöffnung in der Wand 151. Sowohl die Durchströmrate des Zustroms als auch die des Abluftstroms sind im Wesentlichen gleich einer vorgegebenen Gesamtstromrate des ersten Innenbereichs 150. Der Luftstrom durch den ersten Innenbereich 150 wird durch mindestens eine (nicht gezeigte) Luftbewegungsvorrichtung erzeugt, welche einen Luftstrom von der mindestens einen Einströmöffhung durch eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Strömungswegen im Innenbereich 150 zu der mindestens einen Ausströmöffnung bewirkt. Abgesehen von der mindestens einen Einströmöffnung für den Zustrom von Luft in den ersten Innenbereich 150 und der mindestens einen Ausströmöffnung aus dem ersten Innenbereich 150 ist der Innenbereich 150 vorzugsweise gegen die Umgebungsluft des Druckers abgedichtet.
Jede Einströmöffnung des Bereichs 150 umfasst vorzugsweise einen Filter zur Entfernung der in der Luft mitgeführten Partikel aus der in den ersten Innenbereich 150 eintretenden Umgebungsluft. Der Filter 157 der Einströmöffnung ist vorzugsweise ein Filter mit hohem Durchströmleistung, ähnlich einem herkömmlichen Filter, wie er in einer Heizanlage eines Wohnhauses verwendet wird und z.B. von Fedder Corporation oder Grainger Corporation (z.B. Grainger Modell 5C460) erhältlich ist. Wahlweise kann zusätzlich zu dem Filter zur Entfernung von in der Luft mitgeführten Partikeln ein spezifisch für die Entfernung von Aminen konstruierter Aminfilter 158 vorgesehen sein, um Amine aus der in den ersten Innenbereich 150 eintretenden Umgebungsluft zu entfernen.
Dem mindestens einen Trennelement 135 können mehrere Durchströmöffnungen 145 und 146 zugeordnet sein, die an beliebiger Stelle entlang dem mindestens einen Trennelement 135 angeordnet sein können. Durch eine oder mehrere derartige Durchströmöffnungen 145 können ein oder mehrere durch den Pfeil a5 angedeutete Luftströme von dem Bereich 130 in den ersten Innenbereich 150 einströmen (wobei der primäre Recyclingbereich 130 in den zweiten Innenbereich integriert ist). Auf ähnlich Weise strömen durch eine oder mehrere Durchströmöffnungen 146 ein oder mehrere durch den Pfeil a6 angedeutete Luftströme aus dem ersten Innenbereich in den Bereich 130. Die Gesamtdurchströmrate des durch den Pfeil a5 angedeuteten Luftstroms ist im Wesentlichen gleich der Gesamtdurchströmrate des durch den Pfeil a6 angedeuteten Luftstroms. Die Durchströmrate des durch den Pfeil a5 angedeuteten Luftstroms ist ein vorgegebener Bruchteil der spezifizierten Gesamtrückführrate, der vorzugsweise weniger als 0,33 beträgt und in bestimmten Geräten auch im Wesentlichen Null betragen kann.
Zwischen einer ersten Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 131 im Innern des Bereichs 130 und einer anderen Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 132 besteht in der Regel ein Luftdruckgefälle, das mit der spezifizierten Gesamtrückführrate der durch den Bereich 130 strömenden Luft verknüpft ist. Zwischen einer Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 152 im Innern des ersten Innenbereichs 150 und einer weiteren Stelle unmittelbar innerhalb der Wand 151 besteht in der Regel ebenfalls ein Luftdruckgefälle, das mit der spezifizierten Gesamtdurchströmrate der durch den ersten Innenbereich strömenden Luft verknüpft ist. In der Regel ist der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 131 höher als der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 151, und der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 152 ist höher als der Luftdruck unmittelbar innerhalb der Wand 132, entsprechend den Richtungen der Pfeile a5 und a6, die den Fall wiedergeben, dass die durchströmenden Luftströme a5 und a6 nicht zu vernachlässigen sind. Außerdem können die Durchströmöffnungen 145 und 146 auch entlang der Länge des mindestens einen Trennelements 135 verteilt sein. In diesem Fall ist die Durchströmrate eines derart verteilten Durchströmmusters abhängig von der Position der mindestens einen zugehörigen Durchströmöffnung 145, 146. Im Falle des verteilten Durchströmens gibt es in der Regel eine Stelle im verteilten Durchströmmuster, an der der lokale Nettostrom zwischen den Bereichen 130 und 150 im Wesentlichen Null ist.
Eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität ist in Fig. 1B dargestellt, in der die mit einem Apostroph bezeichneten Einheiten den entsprechenden unapostrophierten Einheiten in Fig. 1A völlig ähnlich sind. Gefilterte Umgebungsluft wird von außen mit einer vorspezifizierten Einströmrate durch (nicht gezeigte) geeignete Einströmrohre direkt in den Bereich 130' geleitet, wie der Pfeil a7 andeutet. Die vorspezifizierte Einströmrate geteilt durch die Gesamtrückführrate ist vorzugsweise kleiner als 0,2 und insbesondere vorzugsweise kleiner als 0,05. Die Ausströmrate eines aus dem zweiten Innenbereich ausströmenden Luftstroms ist im Wesentlichen gleich der Einströmrate des Luftstroms von außen in den Drucker. Dieser ausströmende Luftstrom kann von dem zweiten Innenbereich in den ersten Innenbereich geleitet werden, wo er mit dem von dort ausströmenden Luftstrom vereinigt wird, oder kann direkt über geeignete (nicht gezeigte) Ableitungsrohre durch eine wahlweise vorgesehene Ausströmöffnung aus dem zweiten Innenvolumen an einen Ort außerhalb des Druckers ausströmen, wie es der Pfeil a8 andeutet. Eine derartige entsprechende Ausströmrate eines aus dem zweiten Innenbereich an einen Ort außerhalb des Druckers austretenden Luftstroms ist erforderlich, wenn der erwähnte vorgegebene Bruchteil der spezifizierten Gesamtrückführrate im Wesentlichen Null ist und im Wesentlichen keine Luftströme wie die durch Durchströmöffnungen strömenden Luftströme a5' und a6' vorhanden sind, d.h. wenn das mindestens eine Trennelement den zweiten Innenbereich effektiv gegen den ersten Innenbereich abdichtet. Bei Bedarf kann ein Luftstrom a8 zur Entsorgung mittels geeigneter (nicht gezeigter) Leitungen mit einem Luftstrom a4' vereinigt werden. Ein Ziel der Zufuhr gefilterter Umgebungsluft von außerhalb des Druckers mit einer vorspezifizierten Einströmrate durch den zweiten Innenbereich insbesondere bei Geräten im Wesentlichen ohne Durchströmöffnungen fiir Luftströme wie die Luftströme a5' und a6' besteht in der Auffrischung der Atmosphäre innerhalb des zweiten Innenbereichs, um z.B. Veränderungen in der Luftzusammensetzung durch die Verwendung von in dem zweiten Innenbereich vorgesehenen Koronavorrichtungen auszugleichen.
Fig. 2 zeigt ein beispielhaftes schematisches Luftstromdiagramm der mittels eines Rückführabschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität in einem zweiten Innenbereich zirkulierten Luft, wobei der Rückführabschnitt mit Bezugszeichen 200 gekennzeichnet ist. In dem zweiten Innenbereich sind fünf Bilderzeugungsmodule M1, M2, M3, M4 und M5 vorgesehen. Es kann jedoch auch eine kleinere oder größere Anzahl an Modulen in dem Drucker eingesetzt werden. Jedem Bilderzeugungsmodul ist ein Toner zugeordnet, der zusammen mit den anderen Tonern der anderen Module ein mehrfarbiges Tonerbild bildet, das sukzessiv von Modul zu Modul aufgebaut wird. In der Regel werden vier oder fünf Module zur Erzeugung von auf ein Aufnahmeelement zu übertragenden einfarbigen Tonerbildern verwendet. Die einfarbigen Tonerbilder umfassen in der Regel ein in einem Zyantonermodul erzeugtes Tonerbild in Zyan, ein in einem Magentatonermodul erzeugtes Tonerbild in Magenta, ein in einem Gelbtonermodul erzeugtes Tonerbild in Gelb und ein in einem Schwarztonermodul erzeugtes Tonerbild in Schwarz. Alle einfarbigen Tonerbilder bilden zusammen das fertige mehrfarbige Tonerbild, das auf das Aufnahmeelement übertragen wird. Das fünfte Modul kann zur Erzeugung von Bildern in einem Spezialtoner verwendet werden, z.B. ein Sonderfarbtoner zur Erzeugung von Logos. Alternativ kann das fünfte Modul auch zur Erzeugung einer Farblos- oder Klartonerschicht bzw. eines Farblos- oder Klartonerbilds verwendet werden. Als weitere Alternative können auch sechs Module verwendet werden, um sowohl ein Sonderfarbtonermodul als auch ein Klartonermodul zur Verfügung zu haben. Es kann auch eine größere Anzahl von Modulen verwendet werden, die Sonderfarbtoner oder Klartoner verwenden. Je nach Anwendung kann eine beliebige geeignete Aneinanderreihung von Modulen eingesetzt werden.
Das Bilderzeugungsmodul M1 erzeugt z.B. ein erstes Tonerbild eines mehrfarbigen Tonerbilds und befindet sich in einem Bereich 220, der durch die Linien 241, 242 und 243 begrenzt wird. Die punktierte Linie 240 deutet eine Trennung zwischen dem Modul M1 und dem Modul M2 an, die eine Teilwand oder auch keine Wand darstellen kann. Die anderen Bilderzeugungsmodule befinden sich in ähnlich abgegrenzten Bereichen. Den Modulen M1, M2, M3, M4, M5 ist jeweils eine entsprechende Zusatzkammer A1, A2, A3, A4 und A5 zugeordnet. Jede der Zusatzkammern enthält Wärmeerzeugungsvorrichtungen zum Betreiben des jeweiligen Moduls. Die Wärmeerzeugungsvorrichtungen umfassen Antriebsmotoren z.B. zum Drehen drehbarer Elemente wie Trommeln oder drehbare bewegbare Bänder in den Modulen, eine Stromversorgung, Schaltplatten u.ä. Die mit Bezugszeichen 230 bezeichnete Zusatzkammer A1 ist in Fig. 2 durch die Linien 243, 244, 245 und 246 begrenzt. Die anderen Zusatzkammern weisen ähnliche Begrenzungslinien auf. Die Begrenzungslinie 243 stellt eine gemeinsame Wand dar, welche den Bereich 220 und die Zusatzkammer A1 voneinander trennt. Ähnliches gilt für die angrenzenden Zusatzkammern. (Nicht gezeigte) rotierende Antriebsachsen können durch (nicht gezeigte) Öffnungen in den Wänden, z.B. in der Wand 243, verlaufen und verbinden im Innern der Zusatzkammern angeordnete Antriebsmotoren mit in den entsprechenden Modulen angeordneten drehbaren Trommeln oder bewegbaren Bändern. Die Öffnungen sind vorzugsweise um die Achsen herum abgedichtet, um die Zusatzkammern effektiv gegen die Module abzudichten. Auf ähnliche Weise sind vorzugsweise Führungen für elektrische Drähte zwischen den Zusatzkammern und den Modulen vorgesehen, wobei die Führungen vorzugsweise mit Dichtungen versehen sind, wo die Führungen durch die Wände, z.B. die Wand 243, verlaufen. Die Dichtungen dienen dazu, die effektive Isolierung der Zusatzkammern von den Modulen zu gewährleisten. Jede der Begrenzungen zwischen aneinandergrenzenden Zusatzkammern, z.B. die Begrenzung 246, kann als eine vollständige Wand oder aber auch als eine einen gewissen Luftstrom zwischen den Zusatzkammern ermöglichende Teilwand ausgebildet sein.
Die in Fig. 2 gezeigte Klimatisiervorrichtung 260 und die Einströmfiltereinheit 261 ähneln in ihrer Funktion der in Fig. 1 gezeigten Einheiten 160 und 161. Eine Hauptzirkulationsvorrichtung 250 liefert den primären Anstoß für die Zirkulation der Luft innerhalb des Rückführabschnitts 200 der Vorrichtung zum Management der Luftqualität. Die Hauptzirkulatiohsvorrichtung, die sich in einem Gehäuse 251 befindet, kann als Gebläse, Ventilator, Saugmechanismus o.ä. ausgebildet sein. Klimatisierte Luft wird von der Hauptzirkulationsvorrichtung 250 durch das Gehäuse 251 bewegt und dort in drei Luftströme aufgeteilt, die durch die Pfeile X, Y bzw. Z angedeutet sind und in die durch die Pfeile angedeutete Richtung strömen. Jeder der Luftströme X, Y, Z ist ein prozentualer Teilstrom des aus dem Ausgang der Klimatisiervorrichtung 260 ausströmenden Luftstroms, wobei der Prozentsatz durch den jeweiligen Strömungswiderstand bestimmt wird. Die Summe X+Y+Z der Luftstromraten ist gleich der spezifizierten Gesamtrückführrate der Luft im zweiten Innenbereich. Obwohl hier gezeigt ist, dass die Hauptzirkulationsvorrichtung 250 über die Luftkammer 251 mit der Klimatisiervorrichtung 260 verbunden ist, besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Vorrichtung 250 innerhalb der Vorrichtung 260 oder von der Vorrichtung 260 getrennt anzuordnen.
Der Luftstrom X liefert klimatisierte Luft zur Belüftung der Module, die einem Einströmverteiler 201 der Module zugeführt wird, wobei der Einströmverteiler 201 Ausströmrohre aufweist, durch die der Luftstrom X als ungefähr gleichmäßige Modulbelüftungsströme den jeweiligen Luftbereichen (z.B. dem Bereich 220) zugeführt wird, z.B. auch den einzelnen Module M1, M2, M3, M4 und M5. Diese ungefähr gleichmäßigen Modulbelüftungsströme, die durch die entsprechenden Pfeile x1, x2, x3, X4 und x5 angedeutet sind, liefern klimatisierte Luft zur Belüftung der einzelnen Module. Die Pfeile q1, q2, q3, q4 und q5 deuten jeweilige Abluftströme an, die über entsprechende Abluftrohre von dem jeweiligen Bereich zu einem Ausströmverteiler 203 geführt werden, von dem ein Luftstrom X' über ein Leitungssystem zur Filtereinheit 261 rückgeführt wird.
Der Luftstrom Y liefert klimatisierte Luft direkt an bestimmte Teilsysteme in den Modulen M1, M2, M3, M4 und M5. Daher wird der Luftstrom Y einem Einströmverteiler 202 zur Versorgung der Teilsysteme zugeführt und von dort als durch die Pfeile y1, y2, y3, y4 und y5 angedeutete, ungefähr gleichmäßige Teilsystembelüftungsströme den Modulen M1, M2, M3, M4 und M5 zugeführt werden. Jeder Teilsystemstrom kann z.B. einen bildschreiberbezogenen Stromanteil und einen ladevorrichtungsbezogenen Stromanteil umfassen. Die bildschreiberbezogenen Stromanteile dienen der Kühlung eines jeweiligen (nicht gezeigten) Bildschreibers im jeweiligen Modul. Die ladevorrichtungsbezogenen Stromanteile dienen der Belüftung einer oder mehrerer (nicht gezeigter) Ladevorrichtungen, z.B. Korona-Ladevorrichtungen, im jeweiligen Modul. Daher ist der Teilsystemstrom y1 als (durch ein geeignetes Leitungssystem) in separate Ströme unterteilt dargestellt, d.h. in einen bildschreiberbezogenen Stromanteil j1 und einen ladevorrichtungsbezogenen Stromanteil k1. Der bildschreiberbezogene Stromanteil j1 dient der Kühlung eines Bildschreibers im Modul M1, während der ladevorrichtungsbezogene Stromanteil k1 der Belüftung der Korona-Ladevorrichtung dient, um z.B. eine primäre Ladevorrichtung zur Sensibilisierung eines (nicht gezeigten) fotoleitenden primären Bilderzeugungselements im Modul M1 zu belüften. Die anderen Teilsystemströme in den übrigen Modulen sind, wie gezeigt, auf ähnliche Weise in Teilströme unterteilt. Alternativ können auch der bildschreiberbezogene Belüftungsstromanteil und der ladevorrichtungsbezogene Belüftungsstromanteil direkt im Einströmverteiler 202 zur Versorgung der Teilsysteme zum jeweiligen Ort des Teilsystems geleitet werden. Ein Bildschreiber zur Belichtung eines fotoleitenden primären Bilderzeugungselements in einem Modul kann z.B. eine Laseranordnung oder eine LED-Anordnung umfassen. Der Bildschreiber ist vorzugsweise mit Kühlrippen versehen, wobei der jeweilige Bildschreiber von dem jeweiligen bildschreiberbezogenen Stromanteil, z.B. dem Stromanteil j1, aus an den Kühlrippen vorbei strömender Luft gekühlt wird.
Die bildschreiberbezogenen Belüftungsstromanteile j1, j2, j3, j4 und j5 kühlen die Bildschreiber und werden jeweils zur Rückffühung mit den die Module verlassenden Abluftströmen q1, q2, q3, q4 und q5 und schließlich mit dem Luftstrom X' vereinigt. Alternativ kann auch ein (in Fig. 2 nicht gesondert dargestelltes) separates Leitungssystem vorgesehen sein, welches die bildschreiberbezogenen Belüftungsstromanteile entweder einzeln oder zusammen zur Filtereinheit 261 zurück leitet.
Die ladevorrichtungsbezogenen Belüftungsstromanteile k1, k2, k3, k4, k5 können zur Belüftung bestimmter Ladevorrichtungen, z.B. primärer Ladevorrichtungen, der Ladevorrichtungen in den Modulen verwendet werden und werden zur Rückführung mit den die Module verlassenden Abluftströmen q1, q2, q3, q4, q5 und dadurch mit dem Luftstrom X' vereinigt. Auf ähnliche Weise wird das z.B. von den Ladegeräten, z.B. Korona-Ladegeräten, in den Modulen erzeugte Ozon entsprechend von den die Module verlassenden Abluftströmen q1, q2, q3, q4 und q5, d.h. im Luftstrom X', mitgeführt und zur Filtereinheit 261 zurück geführt. Alternativ kann auch ein (in Fig. 2 nicht gesondert dargestelltes) separates Leitungssystem vorgesehen sein, welches die ozongeschwängerte Luft zur Filtereinheit 261 zurück leitet und direkt mit dem Innenraum jeder Ladevorrichtung in den Modulen M1, M2, M3, M4 und M5 verbunden sein kann. Das Leitungssystem kann jedoch auch eine Entfernung des Ozons in der Nähe jeder Korona-Ladevorrichtungen vornehmen.
Ein (nicht gezeigtes) anderes Leitungssystem leitet partikelgeschwängerte Luft weg von den (nicht gezeigten) Tonerstationen und den (nicht gezeigten) Reinigungsstationen in den Modulen. In nächster Nähe jeder Tonerstation ist also eine Ableitung zur Entfernung von Entwicklerstaub vorgesehen, durch die die aus der jeweiligen Tonerstation an die Luft abgegebenen Entwicklerpartikel in der Nähe der Tonerstation entfernt werden. Entwicklerpartikel können bekannter Weise Trägerpartikel, Tonerpartikel und andere Partikel, z.B. Siliziumdioxidpartikel, Titanpartikel u.ä., umfassen. Weiterhin ist in nächster Nähe jeder Reinigungsstation eine Ableitung für Abfälle der Reinigungsstation vorgesehen, welche die in der Nähe der jeweiligen Reinigungsstation anfallenden Abfallpartikel entfernt. Eine derartige Reinigungsstation kann z.B. zur Reinigung eines (nicht gezeigten) primären Bilderzeugungselements oder eines (nicht gezeigten) Zwischenübertragungselements verwendet werden. Fig. 2 zeigt die aus den Modulen M1, M2, M3, M4, M5 ausströmenden Abluftströme p1, p2, p3, p4 und p5. Diese Abluftströme entfernen sowohl den Entwicklerstaub als auch Abfallpartikel der Reinigungsstation von dem jeweiligen Modul und leiten sie zu einem partikelbezogenen Ausströmverteiler 204. Jeder der Abluftströme p1, p2, p3, p4 und p5 enthält also einen tonerstationsbezogenen Abluftstromanteil und einen reinigungsstationsbezogenen Abluftstromanteil, die beide an den partikelbezogenen Verteiler 204 geleitet werden. Von diesem partikelbezogenen Verteiler 204 wird die den Entwicklerstaub und die Abfallpartikel der Reinigungsstation mitführende Luft als ein Luftstrom W zur Wiederaufbereitung zur Filtereinheit 261 geleitet, wobei der Strom W zuvor einen wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 271 passiert. Der Zusatzfilter 271 dient als zusätzlicher kombinierter Filter für Entwicklerstaub und Abfallstoffe der Reinigungsstation. Um dem durch den Zusatzfilter 271 verursachten lokal erhöhten Strömungswiderstand zu begegnen, ist in einer Luftkammer 272 eine zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung 270, z.B. eine Saugvorrichtung, vorgesehen.
Es können selbstverständlich auch separate (in Fig. 2 nicht gesondert dargestellte) Leitungssysteme zum Transport der entwicklerstaubgeschwängerten Luft von der jeweiligen Tonerstation zu einem partikelbezogenen Ausströmverteiler zum Sammeln der entwicklerstaubgeschwängerten Luft und zu deren anschließender Weiterleitung an den wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 271 bzw. zum Transport der mit Abfallpartikeln der Reinigungsstation verschmutzten Luft von der jeweiligen Reinigungsstation zu einem partikelbezogenen Ausströmverteiler und von dort zum wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 271 oder zu (nicht gezeigten) separaten Zusatzfiltern, die in Verbindung mit solchen separaten Leitungssystemen verwendet werden können, vorgesehen sein. Außerdem kann jedes Modul M1, M2, M3, M4 und M5 einen entsprechenden (nicht gezeigten) zusätzlichen Entwicklerstaubfilter und einen entsprechenden (nicht gezeigten) zusätzlichen Filter für Abfallpartikel der Reinigungsstation aufweisen, wobei diese beiden zusätzlichen Filter als jeweils separate Filter oder als jeweils ein Kombinationsfilter für jedes Modul ausgebildet sein können. Für jeden dieser Filter können weiterhin eine zusätzliche geeignete Luftbewegungsvorrichtung und ein den Filtern nachgeordnetes, mit der Luftkammer 262 verbundenes geeignetes Leitungssystem vorgesehen sein.
Der klimatisierte Luftstrom Z liefert Belüftungsluft zur Belüftung der Zusatzkammem A1, A2, A3, A4 und A5. Die Belüftungsluft für die Zusatzkammern wird zu einem Einströmverteiler 205 geleitet. Hauptziel der Belüftung der Zusatzkammern ist es, die von den Wärme erzeugenden Vorrichtungen innerhalb der Zusatzkammern ausgestrahlte Wärme abzuleiten. Beispiele für Wärme erzeugende Vorrichtungen sind mechanische Vorrichtungen, Stromzufuhr, Motoren, elektrische Ausrüstung, elektrische Schaltplatten usw. Die Ableitung der überschüssigen Wärme ist z.B. wichtig für die Einhaltung mechanischer Betriebstoleranzen, die in der Regel sensibel auf thermische Ausdehnung reagieren. Die Belüftung der Zusatzkammern hat als weiteres Ziel die Entfernung von Verschmutzungen, die mitunter innerhalb der Zusatzkammern erzeugt werden, z.B. Wasserdampf, Partikel, (von Elektromotoren ausgestoßenes) Ozon, (von Elektromotoren ausgestoßene) Stickstoffoxide und (möglicherweise von den Kunststoffkomponenten ausgestoßene) Amine. Im Einströmverteiler 205 wird der Luftstrom Z in ungefähr gleichmäßige Zusatzkammerluftströme z1, z2, z3, z4 und z5 zur Belüftung der einzelnen Zusatzkammern mit klimatisierter Luft aufgeteilt. Nach der Zirkulation durch die jeweilige Zusatzkammer wird die Luft in Form von entsprechenden Abluftströmen z6, z7, z8, z9, z10 zur Wiederaufbereitung rückgeführt, wobei die Abluftströme zu einem Ausströmverteiler 206 geleitet werden, von wo aus ein Luftstrom Z' die den Ausströmverteiler 206 verlassende Luft zur Filtereinheit 261 leitet. Die Filtereinheit 261 entfernt z.B. Partikel, Ozon und Amine, die in den Zusatzkammern entstehen und von dem Luftstrom Z' mitgeführt werden.
Die Filtereinheit 261 umfasst im Allgemeinen eine Vielzahl von Filtern, die in Richtung der Luftströme X', W und Z' in vorgegebener Reihenfolge angeordnet sind. Diese Vielzahl von Filtern umfasst vorzugsweise Filter, die ähnlich den Filtern der in Fig. 1A dargestellten Filtereinheit 161 ausgebildet sind, d.h. die Filtereinheit 261 umfasst in der Regel mindestens einen Grobpartikelfilter und einen Feinpartikelfilter und kann weiterhin sonstige Filter, z.B. einen Ozonfilter und einen Aminfilter umfassen, die hier in der Reihenfolge aufgezählt sind, in der sie von der von der Luftkammer 262 kommenden wiederaufzubereitenden Luft passiert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung, die im Rückführabschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität eingesetzt werden kann, ist als Bezugszeichen 300 in Fig. 3A dargestellt. Die mit A/C bezeichnete gestrichelte Linie 360 umgibt den Betriebsabschnitt der Klimatisiervorrichtung (entsprechend den Elementen 160 und 260 in Fig. 1A bzw. 2). Die Strömrichtungen der durch den Betriebsabschnitt 360 strömenden Luft sind durch schwarz ausgefüllte Pfeilspitzen dargestellt, während unausgefüllte Pfeilspitzen zur Angabe der Strömrichtung eines Kühlmittels innerhalb eines geschlossenen Rohrsystems der Klimatisiervorrichtung verwendet werden. Die klimatisierten Luftströme X", Y" und Z" verlassen eine Luftkammer 364, aus der sie mittels einer in der Luftkammer 364 angeordneten Hauptzirkulationsvorrichtung 365 bewegt werden. (Die Vorrichtung 365 entspricht der Vorrichtung 250 in Fig. 2). Die drei Luftströme X", Y", Z" können jeweils den drei in Fig. 2 gezeigten Luftströmen X, Y, Z entsprechen. Bei bestimmten Anwendungen kann es jedoch auch nötig sein, dass eine andere Anzahl klimatisierter Ströme die Luftkammer 364 verlässt. Auf ähnliche Weise ist die wiederaufzubereitende Luft als zur Klimatisiervorrichtung zurück in eine Luftkammer 362 strömende Luftströme X"', Y"', Z"' dargestellt. Die drei Luftströme X"', Y"' und Z"' können jeweils den in Fig. 2 gezeigten drei Luftströmen X', W und Z' entsprechen; bei Bedarf kann jedoch auch eine andere Anzahl in die Luftkammer 362 einströmender wiederaufzubereitender Luftströme vorgesehen sein. Die einströmenden Luftströme passieren eine Filtereinheit 361A, die einen Grobpartikelfilter und einen Feinpartikelfilter enthält, die nachfolgend näher beschrieben sind. Die Luftkammer 362 und die Filtereinheit 361A können alternativ auch in die Klimatisiervorrichtung integriert sein. Nach dem Filtervorgang in der Filtereinheit 361A werden die einströmenden Luftströme in einer Mischkammer 363 zu einem einzigen Luftstrom T zusammengeführt.
Wie schematisch in Fig. 3B gezeigt ist, strömen die einströmenden Luftströme X"', Y"' und Z"' in Richtung des Pfeils H über eine Einströmleitung 358a in die Filtereinheit 361A ein. Dabei passieren sie zunächst einen Grobpartikelfilter 366 und anschließend einen Feinpartikelfilter 367. Die Filter 366 und 367 sind in einem Leitungssystem 358c angeordnet und von einem Luftraum 366a voneinander getrennt. Die Länge des Luftraums 366a beträgt vorzugsweise ungefähr 3 mm, kann jedoch bei Bedarf zum optimalen Durchströmen der Filtereinheit 361A auch länger oder kürzer sein.
Der Grobpartikelfilter 366 (der erste Filter) dient zum Abfangen der größten in der wiederaufzubereitenden Luft mitgeführten Partikel, z.B. Partikel, deren Ausmaße größer als Minimaldimensionen sind, die vorzugsweise kleiner als der Durchmesser der in den Modulen verwendeten Tonerpartikel ist. Der Grobpartikelfilter entfernt vorzugsweise im Wesentlichen alle Partikel, die 10 µm groß oder größer sind, und insbesondere vorzugsweise alle Partikel, die 5 µm groß oder größer sind. Ein bevorzugter Grobpartikelfilter wird z.B. aus einer Wolle aus unverwobenem Polyester einer Stärke von 6 Denier mit einem Haftungsmittel hergestellt, wobei die Dichte der Wolle ungefähr 2 g/m2 der Querschnittsfläche des Filters beträgt.
Der Feinpartikelfilter 367 dient zum Abfangen feiner Partikel, deren Ausmaße kleiner als die Minimalmaße der durch den Grobpartikelfilter abgefangenen Partikel sind. Der Feinpartikelfilter ist vorzugsweise 90%ig wirksam zum Abfangen von Partikeln mit einem Durchmesser von ungefähr 0,1 µm. Ein bevorzugtes Material für den Feinpartikelfilter besteht aus genadeltem Modacryl und permanent geladenen Polypropylen-Elektretspinnfasern mit einer Filterdichte von ungefähr 50 g/m2 der Filterquerschnittsfläche.
Unabhängig von der in Fig. 3A dargestellten bevorzugten Anordnung der Filtereinheiten 361A und 361B kann die Filtereinheit 361B auch in nächster Nähe und nach der Filtereinheit 361A angeordnet sein.
Wie in Fig. 3A gezeigt ist, wird der Luftstrom T in einen mit V1 bezeichneten ersten Luftstrom und einen mit V2 bezeichneten zweiten Luftstrom unterteilt, wobei V1 und V2 die Durchströmraten des ersten Luftstroms bzw. des zweiten Luftstroms sind. Die Luftströme werden in einem geeigneten Leitungssystem in die durch die Pfeile mit ausgefüllter Spitze angezeigte Richtung geführt. Bei dem Durchströmratenverhältnis V1/V2 kann es sich um ein während des Betriebs der Klimatisiervorrichtung nicht verstellbares, festes Verhältnis handeln. Alternativ kann jedoch auch ein (in Fig. 3A nicht dargestellter) Mechanismus zum Verstellen des Verhältnisses V1/V2 in Echtzeit während des Betriebs der Klimatisiervorrichtung vorgesehen sein, indem z.B. die die Durchströmraten V1, V2 individuell bestimmenden Strömungswiderstände verstellbar gesteuert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die nachfolgend als in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform 700 offenbart wird, beträgt das feste Verhältnis der Durchströmraten V1 und V2 ungefähr 0,77 ±0,2.
Der erste Luftstrom V1 wird gekühlt, indem er an einer Verdampferschlange 330 vorbei geführt wird, die mit (schematisch dargestellten) thermisch leitfähigen Kühlrippen 333 versehen ist. Die Kühlrippen 333 stehen in thermischem Kontakt mit der Verdampferschlange 330 und kühlen und entfeuchten den an den Kühlrippen 333 vorbei geführten ersten Luftstrom V1. (Die Spiralform der Verdampferschlange 330 dient nur einer Symbolfunktion und steht in keinerlei Verhältnis zur tatsächlichen Form, die z.B. zickzackformig gebogen oder auf eine beliebige andere in Kühl- und Klimatisiervorrichtungen übliche oder bekannte Weise geformt sein kann. Die Formen anderer in Fig. 3A gezeigter Schlangen sowie die Form der in den nachfolgenden Figuren gezeigten Schlangen sind im selben Sinne symbolisch dargestellt.) Die Verdampferschlange 330 ist als eine thermisch leitfähige Röhre ausgebildet, die ein Kühlmittel enthält, das als eine kalte Mischung aus Gas und Flüssigkeit mittels eines (nicht gezeigten) Kühlmittelzirkulationsmechanismus durch das Innere der Röhre geführt wird. Nach dem Passieren der Verdampferschlange 330 wird der erste Luftstrom V1 mit dem zweiten Luftstrom V2 zusammengeführt, so dass ein zusammengeführter Luftstrom T' entsteht. Dieser zusammengeführte Luftstrom T' wird durch eine (nicht näher dargestellte) primäre Leitung an einer Heizschlange 350 vorbei geführt, nachdem der Luftstrom T' zuvor eine interne Filtereinheit 361B passiert hat.
Wie in Fig. 3C schematisch gezeigt ist, strömt der zusammengeführte Strom T' in Richtung des Pfeils H" über eine Einströmleitung 359a in die Filtereinheit 361B ein und passiert dabei zunächst einen Ozonfilter 368 und anschließend einen Aminfilter 369. Die Filter 368 und 369 sind im Leitungssystem 369c angeordnet und von einem Luftraum 368a voneinander getrennt. Die Länge des Luftraums 368a beträgt vorzugsweise ungefähr 3 mm, kann jedoch bei Bedarf für ein optimales Durchströmen der Filtereinheit 361B auch länger oder kürzer sein.
Der Ozonfilter 368 ist vorzugsweise als ein katalytischer Filter zur Zersetzung von Ozon in normalen Sauerstoff ausgebildet, obwohl auch andere Arten von Ozonfiltern eingesetzt werden können. Ein bevorzugter katalytischer Ozonfilter ist ein TAK-C-Filter der Firma Nicheas in Japan, der ungefähr 20 mm dick ist und etwa 220 Zellen pro Quadratzentimeter (560 Zellen pro Quadratzoll) aufweist.
Der Aminfilter 369 dient zur Entfernung von Cyclohexylamin und anderen schädlichen Aminen und ist vorzugsweise als ein katalytischer Aminfilter ausgebildet, wie er bei der Firma Nicheas in Japan erhältlich ist. Ein bevorzugter Aminfilter ist ca. 30 mm dick und weist ungefähr 138 Zellen pro (350 Zellen pro Quadratzoll) auf.
Die Filtereinheit 361B kann sich an einem beliebigen geeigneten Ort befinden, z.B. vor der Aufteilung des Luftstroms T in die Luftströme V1 und V2 oder nach der Heizschlange 350. Alternativ können die Filter der Filtereinheit 361B auch in die Filtereinheit 361A integriert sein, wie es z.B. in Fig. 1C dargestellt ist.
Der zusammengeführte Luftstrom T', aus dem das Ozon und die Amine ausgefiltert wurden, verlässt die Filtereinheit 361B über eine Leitung 359b in die Richtung des Pfeils H"' und strömt durch die Heizschlange 350. Die Heizschlange 350 umfasst (schematisch dargestellte) thermisch leitfähige Heizrippen 345, die in thermischen Kontakt mit der Heizschlange stehen. Die Heizschlange dient zum intermittierenden Erwärmen des zusammengeführten Luftstroms T', d.h. sie wird mit Unterbrechungen betrieben. Dabei wird ein (durch unausgefüllte Pfeilspitzen angedeuteter) Strom F1 des Kühlmittels in Form eines heißen komprimierten Gases durch die Heizschlange 350 geführt, wobei die Heizschlange als eine thermisch leitfähige Röhre ausgebildet ist, die das heiße Kühlmittel enthält und von der ausgehend Wärme zum Erwärmen des die Heizrippen 345 passierenden zusammengeführten Luftstroms T' abgeleitet wird. Wie nachfolgend beschrieben ist, wird der intermittierende Betrieb der Heizschlange 350 zum Erwärmen des zusammengeführten Luftstroms T' von einer Temperatursteuerung 390 gesteuert. Nach dem Passieren der Heizschlange 350 wird der zusammengeführte Luftstrom T' durch eine Befeuchtungseinheit 380 geführt, in der der zusammengeführte Luftstrom T' intermittierend befeuchtet wird.
In einer (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform wird ein gekühlter und entfeuchteter Luftstrom (entsprechend dem Strom V1) an einer Heizschlange (entsprechend der Heizschlange 350) vorbei geführt, bevor er mit einem dem Strom V2 entsprechenden Strom zusammengeführt wird, wodurch ein zusammengeführter Luftstrom entsteht, der durch eine Filtereinheit entsprechend der Filtereinheit 361B und von dort zu einer Befeuchtungseinheit entsprechend der Einheit 380 geführt wird. Die anderen Elemente dieser alternativen Ausführungsform sind ähnlich den Elementen der Ausführungsform 300 ausgebildet.
Nach Verlassen der Befeuchtungseinheit 380 wird der zusammengeführte Luftstrom, der nun mit T" bezeichnet ist, an der Hauptzirkulationsvorrichtung 365 vorbei geführt und tritt als Luftstrom T" aus dieser aus. Ein Temperatursensor 391 ermittelt die Temperatur des zusammengeführten Luftstroms T"'. Der Temperatursensor 391 ist mit einer Temperatursteuerung 390 verbunden. Ein mit einer Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 verbundener Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 371 ermittelt die relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Luftstroms T"'. Nach der Ermittlung der Temperatur durch den Temperatursensor 391 und der Feuchtigkeit durch den Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 371 verlässt der zusammengeführte Luftstrom die Luftkammer 392 und die Klimatisiervorrichtung 300, z.B. aufgeteilt in mehrere ausströmende Luftströme X", Y", Z". Obwohl sich die Sensoren 371 und 391 hier innerhalb der Luftkammer 392 befinden, können die Sensoren alternativ auch an einer beliebigen geeigneten Stelle nach der Vorrichtung 365 angeordnet sein, z.B. an einem Ort innerhalb des den Luftstrom T"' leitenden Leitungssystems.
Die durch den Temperatursensor 391 ermittelte und in Form eines elektronischen Signals an die Temperatursteuerung 390 weitergeleitete Temperatur wird von der Temperatursteuerung innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gehalten, der einen Höchstwert und einen Tiefstwert aufweist und eine Zieltemperatur enthält, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des vorgegebenen Temperaturbereichs liegt. Wenn die Temperatur des zusammengeführten Luftstroms T"' dagegen unter der Zieltemperatur liegt, wird durch ein Anschaltsignal der Temperatursteuerung 390 die Heizfunktion der Heizschlange 350 aktiviert, indem ein heißes Kühlmittel durch die Heizschlange geführt wird). Dies wird nachfolgend ausführlicher beschrieben. Wenn die Temperatur des zusammengeführten Luftstroms T"' über der Zieltemperatur liegt, wird durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 der Zustrom heißen Kühlmittels durch die Heizschlange 350 abgeschaltet. Die Zieltemperatur ist vorzugsweise ein Sollwert, der z.B. von einer Logikschaltung oder einem anderen geeigneten Mechanismus der Temperatursteuerung 390 bestimmt wird. Ein Anschaltsignal der Temperatursteuerung aktiviert ein Magnetventil Q, das mit Bezugszeichen 335 bezeichnet ist und das ein Tor öffnet, um das Einströmen eines heißen Kühlmittelstroms F1 mit einer geeigneten Einströmrate in die Heizschlange 350 zu ermöglichen. Ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 dagegen bewirkt, dass sich das Ventil Q das Tor schließt, wodurch das Einfließen des heißen Kühlmittelstroms F1 gestoppt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die in Fig. 7 als Ausführungsform 700 offenbart ist, beträgt die Tiefsttemperatur des vorgegebenen Temperaturbereichs ungefähr 20,0°C und die Höchsttemperatur ungefähr 22,2°C.
Die durch den Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 371 ermittelte und in Form eines elektronischen Signals an die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 weitergeleitete relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Stroms T"' wird von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit gehalten, der einen Tiefstwert und einen Höchstwert aufweist und einen Zielwert enthält, der vorzugsweise ungefähr in der Mitte des vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit liegt. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Luftstroms T"' unter dem Zielwert liegt, wird durch ein Anschaltsignal der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 die Befeuchtungseinheit 380 aktiviert, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben ist. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit des zusammengeführten Luftstroms T"' dagegen über dem Zielwert liegt, wird durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 die Befeuchtung durch die Befeuchtungseinheit 380 abgebrochen. Der Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit ist vorzugsweise ein Sollwert, der z.B. von einer Logikschaltung oder einem anderen geeigneten Mechanismus der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 bestimmt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die in Fig. 7 als Ausführungsform 700 offenbart ist, beträgt der Tiefstwert des vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit ungefähr 30% und der Höchstwert ungefähr 40%.
Die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 und die Temperatursteuerung 390 können als separate Einheiten ausgebildet sein, wie in Fig. 3A gezeigt ist, sie können jedoch auch in einer einzigen Einheit kombiniert sein, wie sie z.B. bei Watlow Controls, Winona, Minnesota, USA als "Watlow Series 998 Temperature/Process Controller" erhältlich ist.
Die Befeuchtungseinheit 380 kann als eine beliebige Befeuchtungsvorrichtung ausgebildet sein, die zum steuerbaren und intermittierenden Befeuchten des zusammengeführten Stroms T' geeignet ist. Die Befeuchtungseinheit 380 kann als eine Sprühvorrichtung oder eine Aerosolvorrichtung ausgebildet sein, z.B. als Wasseraerosolinjektor (z.B. ein piezoelektrischer Aerosolgenerator oder ein Radiofrequenz-Aerosolgenerator), sowie als Sprühdüsen oder als befeuchtbare Elemente, z.B. eine Auflage, Schaum, ein Schwamm o.ä., die von einer Sprühvorrichtung oder durch Eintauchen in einen Wasserbehälter befeuchtet werden. Ein Wasseraerosol oder ein Wasserspray kann direkt in den zusammengeführten Luftstrom T' eingebracht werden, oder der zusammengeführte Luftstrom kann an einem befeuchtbaren Element vorbei oder durch dieses hindurch geleitet werden.
Die Befeuchtungseinheit 380 umfasst vorzugsweise einen Tropfmechanismus und eine befeuchtbare Auflage, die zusammen mit dem Tropfmechanismus verwendet wird, wie es nachfolgend anhand von Fig. 8 beschrieben ist. Eine Aktivierung der Befeuchtungseinheit 380 durch ein Anschaltsignal der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 bewirkt, dass der Tropfmechanismus gefiltertes Wasser aktiv auf die befeuchtbare Auflage tropft, um die befeuchtbare Auflage auf geeignete Weise nass zu halten, wodurch der vorbeiströmende und dabei die Auflage kontaktierende zusammengeführte Strom T' aktiv befeuchtet wird. Ein Abschalten der Befeuchtungseinheit 380 durch ein Abschaltsignal von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 verhindert, dass das gefilterte Wasser auf die befeuchtbare Auflage tropft. Der Tropfmechanismus wird vorzugsweise nur bei Aktivierung angeschaltet und bei Deaktivierung ausgeschaltet. Alternativ kann der Tropfmechanismus jedoch auch über Signale der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 stufenlos verstellbar sein, so dass er eine variable Tropfrate gefilterten Wassers auf die befeuchtbare Auflage liefert. Dies ermöglicht eine verbesserte Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit und bewirkt somit geringere Abweichungen der relativen Luftfeuchtigkeit von dem Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit des Luftstroms T"'. In einer alternativen Ausführungsform der Befeuchtungseinheit 380 wird anstelle des Tropfmechanismus eine Sprühvorrichtung verwendet, um in Reaktion auf geeignete Aktivier- und Deaktiviersignale der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 intermittierend gefiltertes Wasser von einer Düse auf die befeuchtbare Auflage zu sprühen. Die Sprühvorrichtung kann auch als eine ständig laufende Vorrichtung ausgebildet sein, z.B. als eine Düse, die einen kontinuierlichen Sprühnebel gefilterten Wassers erzeugt, wobei eine Deaktivierung bewirkt, dass ein Mechanismus die Sprührichtung ändert, so dass z.B. der Sprühnebel nicht mehr die befeuchtbare Auflage befeuchtet, und eine Aktivierung bewirkt, dass der Mechanismus die Sprührichtung derart ändert, dass der Sprühnebel die befeuchtbare Auflage wieder auf geeignete Weise befeuchtet. Es kann auch ein beliebiger anderer zur intermittierenden und steuerbaren aktiven Befeuchtung des zusammengeführten Stroms T' geeigneter Mechanismus verwendet werden.
Das zum Befeuchten in der Befeuchtungseinheit 380 verwendete Wasser wird in der Regel nicht völlig effizient verdampft. Daher kann z.B. ein Abfluss vorgesehen sein, über den das zum Befeuchten verwendete Wasser, das nicht während der Befeuchtung der die Befeuchtungseinheit 380 passierenden Luft verdampft, aus dem Drucker abgeleitet wird. Das nicht in der Befeuchtungseinheit 380 verdampfte Befeuchtungswasser kann alternativ auch rückgeführt und in der Befeuchtungseinheit 380 wiederverwendet werden.
Die in Fig. 3A gezeigte Klimatisiervorrichtung 300 umfasst einen geschlossenen Kreislauf, in dem das Kühlmittel mittels des Kühlmittelzirkulationsmechanismus zirkuliert wird, wobei das Kühlmittel nacheinander die verschiedenen Vorrichtungen passiert, darunter die bereits genannte Verdampferschlange 330 und die Heizschlange 350. Kühlmittelströme sind durch unausgefüllte Pfeilköpfe dargestellt. In der Verdampferschlange 350 wird das Kühlmittel vom flüssigen Zustand durch Verdampfen in den gasförmigen Zustand überführt, wodurch der erste Strom V1 gekühlt wird. Der Verdampferschlange sind nacheinander ein Druckregler 335 (mit PR bezeichnet) und ein Kompressor 340 zum Komprimieren des Kühlmittelgases zu einem komprimierten und einem entsprechend erwärmten Kühlmittelgas vorgesehen. Nach dem Verlassen des Kompressors 340 strömt das heiße, komprimierte Kühlmittelgas zu einem dem Kompressor 340 nachgeordneten Magnetventil 355 (mit Q bezeichnet), das ein Tor öffnet, durch das der Kühlmittelstrom intermittierend in einen Hauptkühlmittelstrom F2 und einen intermittierenden Nebenkühlmittelstrom F1 aufgeteilt wird. In Reaktion auf ein Anschaltsignal der Temperatursteuerung 390 lenkt das Magnetventil Q den Nebenkühlmittelstrom F1 durch die Heizschlange 350, wie die strichpunktierten Linien in Fig. 3A andeuten. In Reaktion auf ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 390 wird dagegen der intermittierende Nebenkühlmittelstrom F1 von dem Magnetventil Q wie bereits beschrieben ausgeschaltet.
In einer alternativen Ausführungsform ist zur verbesserten Kontrolle der einzelnen Ströme F1 und F2 anstelle des Magnetventils 355 ein stufenlos verstellbares Dreiwegeventil vorgesehen. Das stufenlos verstellbare Dreiwegeventil ermöglicht die stufenlose Verstellung eines kontrollierten Nebenstroms F1 über einen Wertebereich mittels Steuersignalen der Temperatursteuerung 390, wodurch Temperaturschwankungen des Stroms T' und damit auch die Abweichungen des Luftstroms T"' von der Zieltemperatur reduziert werden. Hierbei wird vorzugsweise eine Steuerung mit negativer Rückkopplung eingesetzt, bei der ein Fehlersignal eine Verstellung des stufenlos verstellbaren Dreiwegeventils bewirkt, um die Temperatur des Luftstroms T"' weiter an die Zieltemperatur anzunähern.
An einer dem Magnetventil 355 (und der Heizschlange 350) nachgeordneten Stelle befindet sich eine Verflüssigerschlange 320, durch die der Hauptkühlmittelstrom F2 und jeder intermittierende Nebenkühlmittelstrom, z.B. der Strom F1, geleitet werden, wie dargestellt ist. Die Verflüssigerschlange 320 dient zum Kühlen und damit zur Kondensation (d.h. Verflüssigung) eines Teils des Kühlmittels und ist als thermisch leitfähige Röhre ausgebildet, durch die das Kühlmittel geleitet wird. Nach dem Verlassen der Verflüssigerschlange 320 wird das nun als Mischung aus flüssigen und gasförmigen Anteilen vorliegende Kühlmittel als Kühlmittelstrom F3 durch ein Expansionsventil 325 (bezeichnet mit EV) und von dort zurück zur Verdampferschlange 330 geleitet.
Ein Zustrom G von Umgebungsluft wird von außerhalb der Klimatisiervorrichtung 300 durch eine Einströmöffnung eingezogen, die vorzugsweise einen Eintrittsfilter aufweist, der ähnlich einem herkömmlichen Heizanlagenfilter ausgebildet ist, wie er auch zum Filtern des in Fig. 1A gezeigten Luftstroms a3 verwendet wird. Der einströmende Umgebungsluftstrom G kann anschließend durch einen wahlweise vorgesehenen Luftkompressor 310 geleitet werden, in dem der einströmende Umgebungsluftstrom zu einem komprimierten Luftstrom komprimiert wird. Der Luftstrom G strömt an den an einer Kühlschlange 320 angeordneten thermisch leitfähigen Kühlrippen 315 vorbei, die mit der Kühlschlange in thermischem Kontakt stehen. Dabei absorbiert der (komprimierte) Luftstrom von dem in der Verdampferschlange zirkulierenden Kühlmittel Wärme, wodurch der (komprimierte) Luftstrom zu einem erwärmten (und expandierten) Luftstrom wird, der die Klimatisiervorrichtung 300 als ein Luftstrom G' durch eine Ausströmöffnung verlässt, um außerhalb des Druckers und vorzugsweise außerhalb des Raums, in dem der Drucker steht, entsorgt zu werden.
Das in dem geschlossenen Kreislauf verwendete Kühlmittel enthält mindestens einen Fluorkohlenwasserstoff. Bei dem Kühlmittel handelt es sich vorzugsweise um eine Mischung aus etwa 50 Gewichtsprozent Difluormethan und 50 Gewichtsprozent Pentafluorethan, die z.B. unter der Bezeichnung R410A vertrieben wird.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Klimatisiervorrichtung 400. Die Klimatisiervorrichtung 400 umfasst Vorrichtungen, die zur Erzeugung von mindestens zwei Strömen individuell klimatisierter Luft geeignet sind, wobei jeder Strom eine individuell gesteuerte relative Luftfeuchtigkeit aufweist. Jeder der Ströme wird durch eine entsprechende Ausströmöffnung geleitet, so dass die Ströme an unterschiedlichen Orten innerhalb eines ersten Rückführbereichs, wie er in Fig. 1A schematisch und beispielhaft dargestellt als Rückführbereich 130 dargestellt ist, separat eingesetzt werden können. Der Betriebsbereich der Klimatisiervorrichtung 400 ist durch eine gestrichelte Linie 460 und eine Wellenlinie 465 begrenzt. Links der Wellenlinie 465 entspricht die Klimatisiervorrichtung 400 völlig der Vorrichtung 300, d.h. ein Luftstrom T0 in Fig. 4 ist völlig äquivalent zu dem zusammengeführten Luftstrom T' in Fig. 3A. In Fig. 4 strömt also ein zusammengeführter Luftstrom T0 durch eine (nicht gezeigte) primäre Leitung, die von einer (nicht gezeigten) Heizschlange weg führt, die in allen Details der Heizschlange 350 entspricht. Der zusammengeführte Luftstrom T0 wird in mehr als einen Teilstrom, ganz allgemein in eine Anzahl N solcher Teilströme unterteilt, die als T1, T2,..., TN bezeichnet sind, wobei es sich bei T1 um den ersten Teilstrom und bei TN um den letzten Teilstrom handelt und jeder Teilstrom in einer entsprechenden (nicht gezeigten) sekundären Leitung geführt wird.
Ein jeweiliger Teilstrom T1, T2,..., TN strömt durch eine jeweilige sekundäre Leitung zu einer jeweiligen Befeuchtungseinheit, die jeweils mit RHU1, RHU2,...RHUN und entsprechend mit Bezugszeichen 480a, 480b,...,480n bezeichnet sind. Nach individueller Befeuchtung in der jeweiligen Befeuchtungseinheit passiert der jeweilige nun mit einem zusätzlichen Apostroph (') bezeichnete Teilstrom T1', T2',..., TN' einen jeweiligen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit 471a, 471b,..., 471n und einen jeweiligen Temperatursensor 491a, 491b,..., 491n. Jede der in Fig. 4 gezeigten Befeuchtungseinheiten entspricht in allem der in Fig. 3A dargestellten Befeuchtungseinheit 380, und ebenso entspricht jeder der in Fig. 4 gezeigten Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit in allem dem Sensor 370 sowie jeder Temperatursensor dem Sensor 390. Die Befeuchtungseinheiten werden in Verbindung mit der entsprechenden Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 470 auf ähnliche Weise wie bei der Klimatisiervorrichtung 300 intermittierend betrieben, um eine jeweilige vom jeweiligen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit ermittelte relative Luftfeuchtigkeit innerhalb eines vorgegebenen Feuchtigkeitswertebereich zu halten, der von einem jeweiligen Tiefstwert der relativen Luftfeuchtigkeit und einem jeweiligen Höchstwert der relativen Luftfeuchtigkeit begrenzt wird. Der jeweilige Wertebereich der relativen Luftfeuchtigkeit enthält einen Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit, der vorzugsweise in der Mitte des jeweiligen vorgegebenen Wertebereichs der relativen Luftfeuchtigkeit liegt. Wenn nun der jeweilige Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit eine unter dem Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit liegende relative Feuchtigkeit eines Teilstroms ermittelt, sendet er ein jeweiliges Signal r1, r2,..., rN an die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 470, welche ein jeweiliges Anschaltsignal u1, U2,..., uN an die entsprechende Befeuchtungseinheit sendet. Auf ähnliche Weise wird die jeweilige Befeuchtungseinheit durch ein Abschaltsignal deaktiviert, wenn die durch den Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit ermittelte relative Luftfeuchtigkeit über dem Zielwert der relativen Luftfeuchtigkeit liegt.
Die Temperatur der Teilströme T1', T2',..., TN' wird durch den entsprechenden Temperatursensor kontinuierlich ermittelt, und die ermittelte Temperatur wird in Form eines Signals t1, t2,..., tN an die Temperatursteuerung 490 geleitet. Ein in einem Datenprozessor der Temperatursteuerung 490 vorgesehener Algorithmus zur Berechnung einer Steuerungstemperatur verwendet zu jedem Zeitpunkt alle Temperatursignale t1, t2,..., tN. Die Steuertemperatur wird von der Temperatursteuerung 490 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gehalten, der von einem Tiefsttemperatur und einer Höchsttemperatur begrenzt ist. Der vorgegebene Temperaturbereich enthält eine Zieltemperatur, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des Temperaturbereichs liegt. Die Temperatursteuerung 490 sendet ein Anschaltsignal e an ein Magnetventil (das in seiner Funktion dem in Fig. 3A gezeigten Magnetventil Q entspricht), wenn die berechnete Steuertemperatur unter der Zieltemperatur liegt, so dass ein heißer Kühlmittelstrom auf ähnliche Weise wie in der Klimatisiervorrichtung 300 durch die Heizschlange geleitet wird. Auf ähnliche Weise wird der heiße Kühlmittelstrom durch die Heizschlange durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 490 abgebrochen, wenn die berechnete Steuertemperatur über der Zieltemperatur liegt. Die einzelnen Temperatursignale t1, t2,..., tN können in dem Algorithmus unterschiedlich gewichtet werden, um die Leistung der Klimatisiervorrichtung 400 zu optimieren.
Obwohl hier gezeigt ist, dass die Teilströme T1', T2',..., TN' die Vorrichtung 400 als individuell klimatisierte ausströmende Teilströme S1, S2,..., SN durch (nicht gezeigte) Ableitungen verlassen, kann jeder dieser Teilströme selbstverständlich in weitere ausströmende Ströme für unterschiedliche Verwendungszwecke aufgeteilt werden, z.B. zum Einsatz in den Modulen oder den zugeordneten Zusatzkammern. Da z.B. die in den einzelnen Tonerstationen der Bilderzeugungsmodule verwendeten verschiedenen Entwickler von der relativen Luftfeuchtigkeit abhängige, unterschiedliche Ladungs-Masse-Verhältnisse aufweisen, die auf unterschiedliche Weise sensibel gegenüber Veränderungen der relativen Luftfeuchtigkeit reagieren, ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung 400 einzeln klimatisierte Teilströme liefert, um eine lokal unterschiedliche relative Luftfeuchtigkeit in der Nähe der bzw. in den einzelnen Tonerstationen der einzelnen Module zu erzeugen, wodurch eine stabile, vorhersagbare Entwicklerleistung erreicht wird. Als weiteres Beispiel kann auch ein ausströmender Luftstrom mit bestimmter Temperatur (und relativer Luftfeuchtigkeit) unterteilt werden, und die so entstehenden Teilströme können an die einzelnen Bildschreiber der Module geleitet werden, um die Bildschreiber ähnlich zu kühlen. Außerdem kann ein ausströmender Teilstrom mit einer bestimmten Temperatur unterteilt werden, um ganz allgemein jedes Modul und jede Zusatzkammer zu belüften, um so in vorteilhafter Weise eine dimensionale Stabilität für die darin angeordneten mechanischen Teile wie Trommeln oder andere Elemente zu schaffen, für die während des Betriebs bezüglich der räumlichen Ausdehnung sehr enge Toleranzbereiche nötig sind.
Jeder der ausströmenden Teilströme S1, S2,..., SN hat eine auf ihn zugeschnittene relative Luftfeuchtigkeit und eine individuelle Temperatur, die um ein bestimmtes Maß von der Steuerungstemperatur abweicht. Jede Abweichung von der Steuerungstemperatur ist auf spezifische Weise abhängig von folgenden Faktoren: dem Algorithmus, der Gewichtung der Temperatursignale t1, t2,..., tN im Algorithmus und der Tatsache, dass ein Befeuchtungsvorgang eines Teilstroms eine Temperaturveränderung, d.h. eine Abkühlung, bewirkt. Durch den Einsatz des Algorithmus bietet die Vorrichtung 400 im Vergleich zur Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit eine stärker begrenzte Steuerung der Temperatur der einzelnen Teilströme.
Auch wenn dies nicht in Fig. 4 dargestellt ist, kann jeder der ausströmenden Teilströme S1, S2,...,SN von einer Hauptzirkulationsvorrichtung bewegt werden oder aber von einem individuellen Zirkulationsmechanismus entlang einem spezifischen Weg geleitet werden. Nach der Befeuchtungseinheit RHU1 und vor den Sensoren 471a und 491a kann also ein (nicht gezeigtes) individuelles Gebläse vorgesehen sein, um den Luftstrom S1 zu bewegen. Auf ähnliche Weise können auch jeweils individuelle Gebläse nach den Befeuchtungseinheiten RHU2,..., RHUN vorgesehen sein, um den entsprechenden Luftstrom S2,..., SN zu bewegen.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform 500 einer Klimatisiervorrichtung. Die Klimatisiervorrichtung 500 enthält Vorrichtungen, die zur Erzeugung von mindestens zwei Strömen U1, U2,..., UN individuell klimatisierter Luft geeignet sind, wobei die einzelnen Ströme jeweils eine individuell gesteuerte relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur aufweisen. Jeder Strom strömt durch eine entsprechende (nicht gezeigte) Ausströmöffnung, um separat an unterschiedlichen Orten eines primären Rückführbereichs eingesetzt zu werden, wie es auch bei der in Fig. 4 gezeigten Klimatisiervorrichtung 400 der Fall ist. Die mit Apostroph (') bezeichneten Elemente in Fig. 5 entsprechen dem jeweiligen unapostrophiert bezeichneten Element in Fig. 4. Die gestrichelte Linie 560 und die durchgezogene Linie 565 sind analog den entsprechenden Linien 460 und 465 in Fig. 4. Die Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 570 entspricht in allem der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 470. Die Vorrichtung 500 unterscheidet sich von der Vorrichtung 400 durch eine Anzahl N integrierter, als TAM1, TAM2,..., TAMN bezeichneter Temperatureinstellmechanismen (Bezugszeichen 540a, 540b,..., 540n). Außerdem unterscheidet sich die Vorrichtung 500 von der Vorrichtung 400 durch eine integrierte Temperatursteuerung 590, die mit einem zusätzlichen Nacherwärmungstemperatursensor 592 verbunden ist, der die Temperatur des zusammengeführten Stroms T0' ermittelt, nachdem dieser die (nicht gezeigte) Heizschlange verlässt. Die Temperatursensoren 591a, 591b,..., 591n ähneln alle in jeder Hinsicht den Temperatursensoren 491a, 491b,..., 491n. Ebenso ähneln die Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit 571a, 571b,..., 571n in jeder Hinsicht den Sensoren für die relative Luftfeuchtigkeit 471a, 471b,..., 471n und werden von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 570 auf ähnliche Weise gesteuert.
Ein jeweiliger Teilstrom T1', T2',..., TN' strömt an einem jeweiligen Temperatureinstellmechanismus TAM und einer jeweiligen Befeuchtungseinheit RHU' vorbei, verlässt die entsprechende Befeuchtungseinheit RHU' als ein Teilstrom, der hier mit einem doppelten Apostroph gekennzeichnet ist, d.h. T1", T2",..., TN", und strömt weiter zu einem jeweiligen Temperatursensor und einem jeweiligen Sensor für die relative Luftfeuchtigkeit, bevor der entsprechende Teilstrom als einer von N ausströmenden Teilströmen U1, U2,..., UN die Klimatisiervorrichtung 500 verlässt.
Die Temperatureinstellmechanismen TAM1, TAM2,..., TAMN ermöglichen eine intermittierende individuelle Verstellung der durch die Temperatursensoren 591a, 591b,..., 591n gemessenen Temperatur der Teilströme T1", T2",..., TN", wobei die individuelle Verstellung über entsprechende Signale c1, c2,..., cn der Temperatursteuerung an die Temperatureinstellmechanismen gesteuert wird. Diese individuelle Verstellung der Temperatur erfolgt als Korrektur oder Erhöhung der von dem zusätzlichen Nacherwärmungs-Temperatursensor 592 gemessenen Temperatur des zusammengeführten Stroms T0' nach dem Erwärmen. Die durch den zusätzlichen Nacherwärmungs-Temperatursensor 592 gemessene Temperatur des zusammengeführten Stroms T0' nach dem Erwärmen wird als ein Signal d1 an die Temperatursteuerung 590 übermittelt. Die Temperatursteuerung 590 hält die Temperatur nach Erwärmen innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs, der von einer Tiefsttemperatur und einer Höchsttemperatur begrenzt wird. Der vorgegebene Temperaturbereich umfasst eine Zieltemperatur, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des vorgegebenen Temperaturbereichs liegt. Ein Anschaltsignal d2 der Temperatursteuerung 590 aktiviert ein Magnetventil (dessen Funktion in jeder Hinsicht der Funktion des in Fig. 3A gezeigten Magnetventils Q entspricht), wenn die Temperatur nach dem Erwärmen niedriger ist als die Zieltemperatur, wodurch ein Strom eines heißen Kühlmittels auf ähnlich Weise wie bei der Klimatisiervorrichtung 300 durch die Heizschlange geführt wird. Auf ähnliche Weise wird die Zirkulation des heißen Kühlmittels in der Heizschlange durch ein Abschaltsignal der Temperatursteuerung 590 abgeschaltet, wenn die Temperatur nach Erwärmen höher ist als die Zieltemperatur.
Der beschriebene intermittierende Betrieb zur Einstellung der Temperatur eines jeweiligen Teilstroms wird durch ein entsprechendes Signal c1, c2,..., cn gesteuert, das die Temperatursteuerung 590 an den jeweiligen Temperatureinstellmechanismus sendet, wobei die Temperatursteuerung in der Weise voreingestellt ist, dass sie die Temperatur des ausströmenden Teilstroms auf einem vorgegebenen Wert hält, der innerhalb eines durch eine Tiefsttemperatur und eine Höchsttemperatur begrenzten vorgegebenen Temperaturbereichs liegt. Der vorgegebene Temperaturbereich für den ausströmenden Teilstrom enthält eine Zieltemperatur, die vorzugsweise ungefähr in der Mitte des Temperaturbereichs liegt. In Reaktion auf ein entsprechendes Aktivierungssignal von der Temperatursteuerung 590 an den entsprechenden Temperatureinstellmechanismus erfolgt eine Aktivierung des Temperatureinstellmechanismus durch die Temperatursteuerung, was eine entsprechende Veränderung der jeweiligen Temperatur des ausströmenden Teilstroms bewirkt. In Reaktion auf ein Deaktivierungssignal von der Temperatursteuerung an den Temperatureinstellmechanismus erfolgt eine Deaktivierung des jeweiligen Temperatureinstellmechanismus, wodurch die Veränderung der Temperatur des entsprechenden ausströmenden Teilstroms beendet wird. Die Aktivierung des jeweiligen Temperatureinstellmechanismus durch ein entsprechendes Aktivierungssignal der Temperatursteuerung erfolgt nur, wenn der entsprechende Temperatursensor ermittelt, dass sich die Temperatur eines ausströmenden Teilstroms von der Zieltemperatur des jeweiligen ausströmenden Teilstroms unterscheidet. Die jeweilige Aktivierung wird so lange fortgesetzt, bis die betreffende Temperatur des jeweiligen ausströmenden Teilstroms ungefähr der Zieltemperatur entspricht, woraufhin das Aktivierungssignal durch das entsprechende Deaktivierungssignal beendet wird.
Obwohl in Fig. 5 dargestellt ist, dass jeder Temperatureinstellungsmechanismus TAM der jeweiligen Befeuchtungseinheit RHU' vorgeordnet ist, kann in einer alternativen Ausführungsform eine umgekehrte Anordnung dieser Elemente vorgesehen sein.
Jeder der ausströmenden Teilströme U1, U2,..., UN kann durch eine Hauptzirkulationsvorrichtung bewegt werden, kann aber auch entlang einem spezifischen Weg von einem (in Fig. 5 nicht gezeigten) individuellen Zirkulationsmechanismus zirkuliert werden.
Obwohl hier gezeigt ist, dass alle ausströmenden Teilströme U1, U2,..., U3 die Vorrichtung 500 als individuell klimatisierte Teilströme verlassen, kann selbstverständlich jeder dieser Teilströme wiederum in weitere Ströme für unterschiedliche Verwendungszwecke aufgeteilt werden, z.B. zum Einsatz in den Modulen oder den zugeordneten Zusatzkammern.
Ein Vorteil der Ausführungsform 500 besteht darin, dass die ausströmenden Teilströme mit separat steuerbaren Temperaturen dazu eingesetzt werden können, Temperaturschwankungen, die im Innern des Druckers aufgrund der bezüglich der mit klimatisierter Luft versorgten Orte asymmetrischen Anordnung der wärmeerzeugenden Komponenten entsteht, teilweise auszugleichen. Diese Temperaturschwankungen sind in der Regel abhängig von der Relativposition der Module zueinander und zu den wärmeerzeugenden Komponenten. Es besteht z.B. die Möglichkeit, dass die einzelnen Bildschreiber in den verschieden Modulen keine identischen Temperaturumgebungen haben, so dass individuell klimatisierte Luft lokal an die Bildschreiber geleitet werden kann, um an jedem Bildschreiber eine ungefähr identische Temperatur zu erreichen.
Ein Temperatureinstellmechanismus 540a, 540b,..., 540n kann als eine beliebige geeignete Vorrichtung zum gesteuerten Erhöhen oder Senken der Temperatur des entsprechenden ausströmenden Teilstroms T1", T2",..., TN" ausgebildet sein. Ein geeigneter Temperatureinstellmechanismus ist vorzugsweise elektronisch steuerbar, z.B. über An- und Abschaltsignale der Temperatursteuerung 590. Ein geeigneter Temperatureinstellmechanismus ist z.B. eine durch die Temperatursteuerung 590 aktivierbare und deaktivierbare Vorrichtung, die den Peltier-Effekt nutzt, wie es in der US 5,073,796 beschrieben ist, und die eine Kühlfläche und eine Heizfläche aufweist, so dass ein bestimmter Teilstrom entweder in Kontakt mit der Kühlfläche oder der Heizfläche gebracht werden kann, um eine Erwärmung oder Kühlung des entsprechenden Teilstroms zu erreichen. Alternativ kann zu unterschiedlichen Zeiten entweder die Kühlfläche oder die Heizfläche einer den Peltier-Effekt nutzenden Vorrichtung eingesetzt werden, je nachdem, ob ein bestimmter Teilstrom gekühlt oder erwärmt werden soll. Ein Temperatureinstellmechanismus kann z.B. außerdem eine elektrische Heizvorrichtung zum Erwärmen eines bestimmten Teilstroms umfassen, wobei die Heizvorrichtung eine vorzugsweise elektrisch einstellbare Temperatursteuerung umfassen kann, sowie ein (Kühloder) Heizelement, das einen bestimmten Teilstrom kontaktierende (Kühl- oder) Heizrippen und Leitungen umfasst, in denen eine (Kühl- oder) Heizflüssigkeit zirkuliert. Als Temperatureinstellmechanismus kann eine beliebige geeignete Heiz- oder Kühlvorrichtung verwendet werden.
Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht (Vorderansicht) eines modularen elektrostatografischen Druckers 600 mit bestimmten Bereichen, in denen die Luftqualität von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt wird. Der Drucker umfasst ein sich bewegendes Transportband 610 zum Transport von Aufnahmeelementen, z.B. geschnittenen Papierbogen, durch eine Anzahl von hintereinander angeordneten Bilderzeugungsmodulen. Fig. 6 zeigt fünf solcher Module M1', M2', M3', M4', M5'. Es könnten jedoch auch mehr oder weniger Module vorgesehen sein. Die Module sind durch Abtrennungen getrennt, z.B. durch die Abtrennung 640, die dieselben Eigenschaften aufweisen wie die in Fig. 2 dargestellte Abtrennung 240. Das Transportband 610 ist zwischen zwei Trommeln 620 und 630 gespannt und bewegt sich angetrieben durch die sich im Gegenuhrzeigersinn drehenden Trommeln 620, 630 in die durch den Pfeil m angezeigte Richtung. Auf dem Transportband 610 haften z.B. durch elektrostatische Kräfte Aufnahmeelemente R0, R1, R2,..., R6. Jedes dieser Aufnahmeelemente ist hier einem Modul zugeordnet gezeigt, obwohl sich während des Transports durch den Drucker auch ein Aufnahmeelement zwischen zwei Modulen befinden kann. Das Aufnahmeelement 645 (R5) ist also dem Modul M1' zugeordnet, das Aufnahmeelement 655 (R4) dem Modul M2' usw.
Die Module M1'-M5' befinden sich im in Fig. 1A gezeigten zweiten Innenbereich, in dem die Luft durch die Vorrichtung zum Management der Luftqualität geregelt wird. Wie Fig. 1A zeigt, wird den Modulen durch die (nicht gezeigte) Klimatisiervorrichtung klimatisierte Luft zugeführt. Die Module M1'-M5' befinden sich in einem Gehäuse mit Wänden H1, H2, H3, die vorzugsweise ebenfalls Begrenzungswände des zweiten Innenbereichs bilden. Jedes Modul befindet sich in einem Bereich, z.B. das Modul M1' in einem Bereich 635. Den Modulen M1'-M5' sind vorzugsweise (nicht gezeigte) entsprechende Zusatzkammern zugeordnet, die ebenfalls Teil des zweiten Innenbereichs sind und z.B. in ihrer Funktion dem in Fig. 2 gezeigten Kammern A1-A5 ähneln.
Das Transportband 610 umfasst einen oberen Abschnitt 615, der eine Begrenzungsfläche bildet, die den zweiten Innenbereich näher definiert. Auf ähnliche Weise umfasst das Transportband 610 einen unteren Abschnitt 605, welcher eine Begrenzungsfläche bildet, die den ersten Innenbereich definiert. Der erste Innenbereich ist außerdem von einer Wand H4 in der Weise begrenzt, dass der untere Abschnitt 605 und die Wand H4 Teil des ersten Innenbereichs bilden, wie in Fig. 6 dargestellt ist (wobei weitere Begrenzungswände des ersten Innenbereichs nicht dargestellt sind).
Die Vorrichtung zum Management der Luftqualität des Druckers 600 umfasst einen dritten Innenbereich 660. Eine Begrenzung dieses dritten Innenbereichs bildet das Band 610, dessen Innenfläche den dritten Innenbereich 660 teilweise umgibt. Die (nicht gezeigte) vordere und hintere Wand definieren ebenfalls den dritten Innenbereich 660. In der Regel kontaktiert das Transportband 610 die vordere und die hintere Wand nicht, so dass zwischen den Kanten des Bands (der Vorder- und der Hinterkante des Bandes) und der vorderen und hinteren Wand ein Zwischenraum besteht. Diese Zwischenräume ermöglichen einen Austausch von Luft zwischen dem zweiten Innenbereich und dem dritten Innenbereich sowie zwischen dem dritten Innenbereich und dem ersten Innenbereich. Diese Durchströmöffnungen bilden Durchströmwege zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich über den dritten Innenbereich. Solche Durchströmwege sind in der in Fig. 1A allgemein dargestellten Vorrichtung zum Management der Luftqualität enthalten.
Im Drucker 600 strömt Luft im Wesentlichen in die durch den Pfeil B0 angezeigte Richtung durch den ersten Innenbereich, d.h. unterhalb des unteren Abschnitts 605 des Bands 610. Diese Richtung ähnelt der Richtung des Luftstroms a3 durch den ersten Innenbereich in Fig. 1A. Aufgrund eines allgemeinen Druckgefälles von der rechten zur linken Seite in dem in Fig. 6 gezeigten Abschnitt des ersten Innenbereichs zeigt die durch die Durchströmöffnungen strömende Luft die Tendenz, in Richtung des Moduls M1' und vom Modul M5' weg zu strömen. Daher tritt an den mittleren Modulen M2', M3' und M4' weniger Lufteinstrom auf als an den Endmodulen M1' und M5'. Modul M1' ist das Modul, in den die meiste unklimatisierte Luft einströmt, und Modul M5' ist das Modul, aus dem die größte Menge klimatisierter Luft ausströmt. Da der zweite Innenbereich ein geschlossener Bereich ist, der vorzugsweise im Wesentlichen keine Verbindung zu Luft von außerhalb des Druckers aufweist, erfordert eine Beibehaltung des Stroms, dass die Gesamtdurchströmrate der vom ersten Innenbereich zum zweiten Innenbereich strömenden Luft im Wesentlichen der Durchströmrate der vom zweiten Innenbereich in den ersten Innenbereich einströmenden Luft entspricht. Der Luftstrom B0 wird schließlich auf die anhand von Fig. 1A bereits erläuterte Weise aus dem Drucker ausgeleitet.
Das Transportband 610 dient als Trennelement, welches den ersten Innenbereich teilweise von dem zweiten Innenbereich trennt. Außerdem definiert das Band 610 in seiner Funktion als Trennelement die Durchströmöffnungen zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich an den Kanten das Bandes. Zusätzlich zu dem Transportband 610 als Trennelement umfasst der Drucker 600 (nicht gezeigte) weitere Trennelemente, z.B. Wände, die den ersten Innenbereich vom zweiten Innenbereich trennen. Durch diese Trennelemente verlaufen jedoch vorzugsweise keine Durchströmöffnungen, d.h. die Durchströmraten zwischen dem ersten Innenbereich und dem zweiten Innenbereich sind vernachlässigbar.
Die Luft im Bereich 660 ist eine Mischluft, deren Eigenschaften zwischen den Eigenschaften der im ersten Innenbereich vorhandenen Luft und den Eigenschaften der im zweiten Innenbereich vorhandenen Luft liegt, wobei die Eigenschaften die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit umfassen. Obwohl also diese Mischluft im dritten Innenbereich nicht aktiv geregelt wird, muss die gemischte Luft dennoch in die von der Vorrichtung zum Management der Luftqualität des Druckers 600 geregelte Luft eingeschlossen werden. Aus diesem Grund schließt die Vorrichtung zur Regelung der Luftqualität den dritten Innenbereich ein.
Der erste Innenbereich umfasst einen (nicht gezeigten) Papiervorrat und eine (nicht gezeigte) Station zur Vorbehandlung von Papier. Das Papier aus dem Papiervorrat passiert die Station zur Vorbehandlung von Papier, in der es auf bekannte Weise zur Erreichung einer bestimmten relativen Feuchtigkeit und einer bestimmten Temperatur vorbehandelt wird. Der Aufnahmebogen R6, ein vorbehandelter Papierbogen, läuft z.B. gerade in den Bereich 635 ein, um von dem Modul M1' ein Tonerbild zu erhalten.
Der Aufhahmebogen R0 hat gerade die Wand H2 passiert, von welcher aus der Bogen R0 in bekannter Weise zu einer (nicht gezeigten) Fixierstation transportiert wird. Die Fixierstation enthält auf bekannte Weise in der Regel ein Fixierelement zur Fixierung des Toners auf den Aufnahmeelementen, und einen der Fixierstation nachgeordneten Kühlabschnitt, in dem die fixierten Bilder gekühlt werden. Ein bedeutender Vorteil der im Drucker 600 verwendeten Vorrichtung zum Management der Luftqualität besteht darin, dass der Luftstrom B0 in vorteilhafter Weise in Richtung von den Modulen weg an der Fixierstation vorbei strömt (wobei das Leitungssystem derart orientiert ist, dass der Luftstrom B0 nicht in unerwünschter Weise den Fixierabschnitt kühlt). Der Luftstrom B0 führt flüchtige Stoffe und Aerosole des Fixieröls mit sich und leitet diese aus dem Drucker aus. Der Luftstrom B0 ist vorzugsweise stark genug, um im Wesentlichen zu verhindern, dass die durch das Fixieröl hervorgerufene Verschmutzung den zweiten Innenbereich erreicht, d.h. über die bereits beschriebenen Durchströmöffnungen in die Module eindringt. In manchen Druckern des Stands der Technik können sich die flüchtigen Stoffe des Fixieröls verteilen oder durch den Drucker wandern, was zu Problemen führt, z.B. zum Verkleben von Komponenten.
Die Richtung und die vorzugsweise große Stärke des Luftstroms B0 hat einen weiteren Vorteil im Hinblick auf den Umgang mit der Verschmutzung durch Acrolein (auch bezeichnet als Acrylaldehyd oder Allylaldehyd), das bereits in niedrigen Konzentrationen für den Menschen schädlich ist. Acrolein ist ein flüchtiger Stoff, der bei Erhitzen von bestimmten Spezialpapieren z.B. in der Vorbehandlungsstation oder in der Fixierstation frei wird. Die Richtung und Stärke des Stroms B0 gewährleisten ein effizientes Entfernen von Acrolein aus dem Drucker. Bei Bedarf kann das Acrolein z.B. mittels einer wie die Filtereinheit 161 in Fig. 1A ausgebildeten Filtereinheit aus der im zweiten Innenbereich enthaltenen Luft ausgefiltert werden. Als eine Komponente der Filtereinheit zur Entfernung von Acrolein kann ein handelsüblicher 30 mm dicker Aktivkohlefilter (z.B. von Nicheas oder Puritec) verwendet werden.
Ein vorzugsweise starker Luftstrom B0 trägt außerdem in vorteilhafter Weise dazu bei zu verhindern, dass Verschmutzungen wie Gase oder Papierstaub z.B. von den dem Transportband vorgeordneten Papierhandhabungsvorrichtungen an dem Transportband 610 haften oder von dem Band absorbiert werden.
In einer alternativen Ausführungsform der in Fig.6 gezeigten Ausführungsform 600 kann unterhalb des unteren Abschnitts 605 eine (nicht gezeigte) den ersten Innenbereich definierende, parallel zum unteren Abschnitt 605 verlaufende Wand vorgesehen sein, die (anstelle des unteren Abschnitts 605) als Begrenzung des ersten Innenbereichs dient und als zusätzliche Funktion teilweise den dritten Innenbereich definiert.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Ausführungsform 600 kann der Luftstrom B0 in eine der in Fig. 6 gezeigten Richtung entgegengesetzte Richtung strömen, d.h. in die Richtung des Pfeils m statt entgegen dieser Richtung.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität in einer ähnlich dem Drucker 600 ausgebildeten elektrostatografischen Druckmaschine. Die Vorrichtung 700 umfasst vier Gehäuse; ein von Wänden oder Begrenzungen 781, 782, 783 und 784 begrenztes erstes Gehäuse 796 mit einer Kühleinheit 760 zum Klimatisieren der durch die Vorrichtung 760 rückgeführten und wiederaufbereiteten Luft, ein von Begrenzungen 773, 774, 775 und mindestens einem Trennelement 776 begrenztes zweites Gehäuse 799 mit einer Vielzahl elektrostatografischer Bilderzeugungsmodule und derselben Anzahl von den Bilderzeugungsmodulen zugeordneten Zusatzkammern, ein von Begrenzungen oder Wänden 777, 778, 779 und dem mindestens einen Trennelement 776 begrenztes drittes Gehäuse 798 und ein von Begrenzungen oder Wänden 784, 785, 786 und 787 begrenztes viertes Gehäuse 797, wobei es sich bei der Begrenzung 784 um eine gemeinsame Begrenzung bzw. Wand handelt, die das erste Gehäuse 796 und das vierte Gehäuse 797 voneinander trennt und vorzugsweise isoliert. Das erste Gehäuse 796 und das zweite Gehäuse 799 sind Teil des Rückführabschnitts der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, wie sie in Fig. 1A beispielhaft gezeigt ist. Das dritte Gehäuse 798 ist Teil des rückführungslosen Abschnitts, wie er in Fig. 1A gezeigt ist. Das vierte Gehäuse 797 umfasst einen vierten Innenbereich, der nachfolgend näher beschrieben wird. Eine Klimatisiervorrichtung 780 der Vorrichtung 700 befindet sich teilweise im ersten Gehäuse und teilweise im zweiten Gehäuse und wird von Wänden 781, 782, 783, 785, 786 und 787 begrenzt. Die Klimatisiervorrichtung 780 umfasst eine Kühleinheit 760.
Das mindestens eine Trennelement 776 umfasst ein (nicht gezeigtes) Transportband, das einen (nicht gezeigten) dritten Innenbereich umschließt und ähnlich dem den dritten Innenbereich 660 in dem in Fig. 6 gezeigten Drucker 600 umschließenden Transportband 610 ausgebildet ist. Außerdem ermöglichen Durchströmöffnungen 745 und 746 (durch den dritten Innenbereich) den Austausch von durchströmenden Luftströmen L und L' zwischen dem Gehäuse 799 und dem Gehäuse 798. Die durchströmenden Luftströme L und L' strömen durch Spalte in der Nähe der Kanten des (nicht gezeigten) Transportbands, wie bereits anhand Fig. 6 beschrieben wurde. Das mindestens eine Trennelement 776 umfasst zusätzlich zu dem Band 610 beliebige weitere geeignete Trennelemente, die zum Trennen der Gehäuse 798 und 799 voneinander geeignet sind, z.B. eine Wand, wie sie bereits anhand des Druckers 600 beschrieben wurde. Dieses (nicht gezeigte) weitere Trennelement ergänzt das Transportband und weist vorzugsweise keine Durchströmöffnungen zwischen den Gehäusen 798 und 799 auf.
Die Kühleinheit 760 ähnelt in ihrer Funktion der anhand von Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung 260. Sie klimatisiert Luft und zirkuliert klimatisierte Luft durch die Bilderzeugungsmodule und Zusatzkammern, die vorzugsweise ähnlich den bereits anhand von Fig. 2 beschriebenen Zusatzkammern ausgebildet sind und jeweils, wie beschrieben, den Bilderzeugungsmodulen zugeordnet sind. Daher werden also ähnlich wie bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung 200 klimatisierte ausströmende Luftströme XX, YY und ZZ von einer Hauptzirkulationsvorrichtung 750 durch (nicht gezeigte) Ausströmöffnungen der Luftkammer 751 durch geeignete Leitungen von Gehäuse 796 zu Gehäuse 799 bewegt, wobei die Luftströme jeweils den in Fig. 2 gezeigten Luftströmen X, Y und Z entsprechen. Die Hauptzirkulationsvorrichtung 750 und die Luftkammer 750 entsprechen in jeder Hinsicht den in Fig. 2 gezeigten Vorrichtungen 250 und 251, d.h. die ausströmenden Luftströme XX, YY und ZZ weisen alle dieselbe relative Luftfeuchtigkeit und Temperatur auf, wenn sie die Luftkammer 751 verlassen. Die Wände 773 und 783 sind durch einen Luftspalt 740 physisch voneinander getrennt, und die Luftströme XX, YY, ZZ werden mittels flexibler Rohrverbindungen über diesen Luftspalt geleitet. Die flexiblen Rohrverbindungen bieten außerdem ein gewisses Maß an mechanischer Isolierung, indem sie die Übertragung der durch die in den Gehäusen 796 und 799 enthaltenen Komponenten erzeugten Schwingungen unterdrückt.
Der Strom ZZ wird zu den Zusatzkammern geleitet und dort eingesetzt, wobei die Zusatzkammern in Fig. 7 symbolisch durch die gestrichelte Linie 794 angedeutet sind (die Linie 794 hat keine physische Bedeutung). Die Verbindungen zu den einzelnen Zusatzkammern sowie die Ausströmöffnungen der Zusatzkammern sind nicht dargestellt. Der Strom ZZ kann also nacheinander durch die Zusatzkammern 794 geleitet werden. Der Strom ZZ wird vorzugsweise aufgeteilt, so dass den einzelnen Zusatzkammern 794 jeweils ein Teilstrom zugeführt wird. Die durch die Zusatzkammern 794 geleitete Luft verlässt die Zusatzkammern 794 als ein neu zu klimatisierender Strom ZZ' durch eine (nicht gezeigte) gemeinsame Ausströmöffnung. Ähnlich wie der Strom Z' in Fig. 2 strömt der Strom ZZ' durch geeignete Rohre zurück zu einer Luftkammer 762 und von dort durch eine Filtereinheit 761, um von der Vorrichtung 760 neu klimatisiert zu werden, wobei die Rohre vorzugsweise aus einem flexiblen Material bestehen, um ein gewisses Maß an mechanischer Vibrationsisolation zu erreichen. In einer Ausführungsform der Klimatisiervorrichtung 780 sind die Luftkammer 762 und die Filtereinheit 761 vorzugsweise ähnlich der Luftkammer 262 und der Filtereinheit 261 von Fig. 2 ausgebildet. Insbesondere weist die Filtereinheit 761 dieser Ausführungsform vorzugsweise ähnliche Filter und eine ähnliche vorgegebene Filterreihenfolge auf wie die Filtereinheit 261, z.B. einen Grobpartikelfilter, einen Feinpartikelfilter, einen Ozonfilter und einen Aminfilter, wobei diese Filter in der Reihenfolge aufgelistet sind, in der sie vom durch die Filtereinheit 761 strömenden Luftstrom ZZ' passiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Klimatisiervorrichtung 780 kann die Filtereinheit z.B. vorzugsweise ähnlich der Filtereinheit 361A ausgebildet sein, wie sie in Fig. 3A und 3B gezeigt ist, wobei ferner eine (nicht gezeigte) innere Filtereinheit zum Ausfiltern von Ozon und Aminen vorgesehen ist, die vorzugsweise ähnlich der in Fig. 3A und 3C dargestellten Einheit 361B ausgebildet ist. Ein differenziales Druckgefälle in der Filtereinheit 761 kann z.B. elektronisch gemessen werden, um die Alterung der Filter, insbesondere der Partikelfilter, zum rechtzeitigen Austausch zu überwachen. Bei Bedarf kann ein (nicht gezeigter) zugeordneter Differenzialdruckschalter betätigt werden, um die Luftströmrate zu verändern oder ein Warnsignal zu erzeugen.
Der Strom XX ist ein Strom klimatisierter Luft, der zur Belüftung der Bilderzeugungsmodule des Druckers dient, die in Fig. 7 symbolisch durch die strichpunktierte Linie 795 dargestellt sind (Linie 795 hat keine physikalische Bedeutung). Der Strom XX kann nacheinander an den einzelnen Modulen vorbei geführt werden. Der Strom XX wird vorzugsweise zur separaten Zufuhr zu den einzelnen Modulen (die nicht einzeln dargestellt sind) aufgeteilt. Auf diese Weise strömt der Strom XX an allen primären Bilderzeugungselementen, Zwischenübertragungselementen, Übertragungswalzen usw. vorbei, die in den Modulen enthalten sind. Der Strom XX dient außerdem zur Belüftung von Teilsystemstationen der Module wie Ladestationen, Tonerstationen, Reinigungsstationen usw.
Ein Teilstrom P2 des Stroms XX wird in Richtung der Umgebung der Tonerstationen und Reinigungsstationen der Module geleitet. Die Reinigungsstationen dienen z.B. zum Reinigen der primären Bebilderungselemente, der Zwischenübertragungselemente und aller Trommeln oder Bänder, die sich in den Modulen befinden und die von einer Reinigungsvorrichtung gereinigt werden müssen. Der restliche Teil des Stroms XX zur Belüftung der Module ist als Luftstrom P1 dargestellt. Ein Strom P2' wird aus dieser Umgebung abgesaugt und zur Wiederaufbereitung rückgeführt. Alternativ kann der Strom P2' auch von Orten innerhalb der Tonerstationen und der Reinigungsstationen der Module kommen. Der Strom P2' kann durch einen wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter 771 geleitet werden, der ähnlich dem Filter 271 der Vorrichtung 200 von Fig. 2 ausgebildet ist, d.h. bei dem Filter 771 handelt es sich um einen kombinierten Filter zum Ausfiltern von Entwicklerstaub und der von den Reinigungsstationen erzeugten Verschmutzungen. Nach dem Passieren des Filters 771 strömt der Strom P2' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung als ein rückzuführender Strom WW aus, der in seinen Eigenschaften dem Strom W von Fig. 2 ähnelt. Der Strom WW strömt an einer in einem Gehäuse 772 angeordneten zusätzlichen Luftbewegungsvorrichtung 770 vorbei und wird von dort über Rohre zur Luftkammer 762 zurück geleitet, wobei die Rohre vorzugsweise aus einem flexiblen Material hergestellt sind, um ein gewisses Maß an mechanischer Vibrationsisolation zu gewährleisten. Die zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung 770 ähnelt in ihrer Funktion der Vorrichtung 270 in Fig. 2.
Bestimmte Ströme klimatisierter Luft können direkt in den einzelnen Teilsystemstationen eingesetzt werden. Der Strom YY wird also an den Bildschreibern und bestimmten Ladestationen der Bilderzeugungsmodule 795 des Druckers verwendet. Ein Abschnitt J des Stroms YY dient der Kühlung der (nicht näher gezeigten) Bildschreiber in den Modulen. Der Strom J kann nacheinander an den Bildschreibern vorbei geleitet werden. Vorzugsweise wird der Strom J jedoch aufgeteilt, so dass jeweils ein Teilstrom an die Bildschreiber geleitet wird. Der Rest des Stroms YY dient als Luftstrom K zur Belüftung bestimmter Ladevorrichtungen im zweiten Innenbereich, z.B. primärer Korona-Ladevorrichtungen zum Laden fotoleitender primärer Bebilderungselemente der Module. Der Strom K kann nacheinander an den einzelnen Ladevorrichtungen vorbei bzw. durch diese hindurch geführt werden. Vorzugsweise wird der Strom K jedoch aufgeteilt, so dass jeweils ein Teilstrom an jede der betreffenden Ladevorrichtungen geleitet wird. Nach dem Kühlen der einzelnen Bildschreiber und der Belüftung der Ladevorrichtungen werden die diese Schreiber und Ladevorrichtungen verlassenden Luftströme J' und K' mit dem Luftstrom P1 zusammengeführt und zur Wiederaufbereitung als ein Strom XX' z.B. über eine (nicht gezeigte) gemeinsame Ausströmöffnung aus dem Gehäuse 799 ausgeleitet. Ähnlich wie der Strom X' in Fig. 2 wird der Luftstrom XX' über zur Gewährleistung eines gewissen Maßes an mechanischer Vibrationsisolation vorzugsweise aus flexiblem Material hergestellten Leitungen zurück zur Luftkammer 762 geleitet.
Das Gehäuse 798 umfasst den bereits beschriebenen ersten Innenbereich, der eine Papierkühlstation 791 und eine Papierwärmstation 792 zur Vorbehandlung von Papier in einer Vorbehandlungsstation des Druckers umfasst. Außerdem umfasst der erste Innenbereich eine Kühlstation 790, die Teil einer (in Fig. 7 nicht dargestellten) Fixierstation ist. Über mindestens eine in das Gehäuse 798 mündende (nicht gezeigte) Einströmöffnung strömt ein Strom B3 von Umgebungsluft in den Innenbereich 798 ein. Der Luftstrom B3 wird auf geeignete Weise gefiltert, z.B. mittels eines Einströmöffnungsfilters 763 ähnlich einem herkömmlichen Filter mit hoher Durchströmleistung für eine Heizanlage eines Wohnhauses, und in eine Vielzahl von Strömen aufgeteilt, z.B. in vier Ströme E1, E2, E3, E4. Eine Vielzahl von Strömungswegen zur Leitung der Vielzahl von Luftströmen verbindet die mindestens eine Einströmöffnung mit mindestens einer Ausströmöffnung in der Wand 779 und leitet die Vielzahl von Luftströmen. Der Strom B3 dient dem Management der Luftqualität der durch den ersten Innenbereich strömenden und in diesem Innenbereich vorhandenen Luft, wobei das Management das Ableiten der in dem ersten Innenbereich erzeugten Wärme sowie die Entfernung von eventuell in dem Gehäuse 798 vorhandener Verschmutzung durch Ozon, Acrolein, Amine oder Wasserdampf einschließt.
Der Strom E1 strömt in einem Strömungsweg durch die Kühlstation 790 zum Kühlen von Aufnahmeelementen nach dem Fixieren von Tonerbildern auf den Aufnahmeelementen mittels des Fixierelements der Fixierstation. Dieser Strömungsweg umfasst einen zusätzlichen Kühlventilator 754, der z.B. (wie gezeigt) der Kühlstation 790 vorgeordnet oder alternativ nachgeordnet und Teil der (nicht gezeigten) Fixierstation ist. Der Ventilator 754 kann in seiner Leistung verstellbar sein. Nach dem Passieren der der Fixiereinheit nachgeordnete Kühlstation 790 strömt der Luftstrom E1 als Luftstrom E1' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in der Wand 779 aus dem Gehäuse 798 aus. Der Luftstrom E2 strömt in einem Strömungsweg durch die Papierkühlstation 791, wobei sich in dem Strömungsweg ein zusätzlicher Vorkühlventilator 755 und ein zusätzlicher Nachkühlventilator 756 befinden. Die Papierkühlstation ist Teil der Vorbehandlungsstation und wird verwendet, um das Papier nach der bei erhöhter Temperatur in der Heizvorrichtung 792 erfolgenden Vorbehandlung zu kühlen. Die Ventilatoren 755 und 756 können in ihrer Leistung verstellbar sein. Nach dem Passieren der Kühlstation 791 strömt der Luftstrom E2 als Luftstrom E2' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in der Wand 779 aus dem Gehäuse 798 aus.
Der Strom E3 strömt in einem Strömungsweg an der Heizvorrichtung 792 vorbei und wird als Luftstrom E3' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung in der Wand 779 aus dem Gehäuse 798 ausgeleitet. Ein Vorteil der Vorrichtung 700 besteht darin, dass schädliche Dämpfe, die u.U. von der Papierheizvorrichtung erzeugt werden, durch separate Rohre abgeleitet werden, wodurch verhindert wird, dass diese Dämpfe sich im Innern des Druckers verteilen oder aus dem Drucker in den Raum austreten, in dem sich der Drucker befindet.
Der Luftstrom E4 strömt in mindestens einem Strömungsweg durch Rahmenabschnitte 793 des Druckers. Der Strom E4 dient allgemein zur Belüftung der Rahmenabschnitte des ersten Innenbereichs, die von Rahmenelementen des Druckers gestützte Innenräume bilden. Nach dem Passieren der Rahmenabschnitte 793 wird der Luftstrom E4 als ein Luftstrom E4' durch eine (nicht gezeigte) Ausströmöffnung aus dem Gehäuse 798 ausgeleitet.
Die Abluftströme E1', E2', E3', E4' können, wie in Fig. 7 gezeigt ist, durch separate Ausströmöffnungen ausströmen, können jedoch alternativ auch zusammengerührt und als zusammengeführter Strom aus dem Gehäuse 798 ausgeleitet werden. Die Luft der Abluftströme E1', E2', E3', E4' strömt durch (nicht gezeigte) flexible Verbindungsleitungen, die von dem Gehäuse 798 zum Gehäuse 797 führen. Die flexiblen Verbindungsleitungen ermöglichen ein gewisses Maß an mechanischer Vibrationsisolation zwischen dem dritten und vierten Gehäuse (zwischen den Wänden 779 und 787 befindet sich ein physikalischer Zwischenraum).
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität für einen Drucker mit einer separaten, frei stehenden Vorbehandlungseinheit sind die Papierkühlstation 791 und die Papierheizstation 792 und der jeweilige Luftstrom E2 und E3 nicht in der Vorrichtung zum Management der Luftqualität enthalten, so dass die Ventilatoren 755 und 756 (sowie die Leitungen für die Ströme E2 und E3) entfallen.
Das von den Wänden 784, 785, 786 und 787 begrenzte vierte Gehäuse 797 umschließt einen vierten Innenbereich. Der vierte Innenbereich ist sowohl vom ersten Innenbereich als auch vom zweiten Innenbereich (und auch vom in Fig. 7 nicht dargestellten dritten Innenbereich) getrennt. Vorzugsweise gibt es weder zwischen dem vierten Innenbereich und dem ersten Innenbereich noch zwischen dem vierten Innenbereich und dem zweiten (bzw. dritten) Innenbereich einen Luftaustausch. Die Luftströme E1', E2', E3' und E4' werden mittels (nicht gezeigter) geeigneter Leitungen durch das Gehäuse 797 geleitet, um durch eine (nicht näher gezeigte) Ausströmleitung an einen Entsorgungsort außerhalb des Druckers geleitet zu werden. Die Luftströme E1', E2', E3', E4' mischen sich nicht mit der Luft im Gehäuse 797 und werden als Teil eines Luftstroms B2 aus dem Drucker ausgeleitet. Die Luftströme E1', E2', E3', E4' werden hauptsächlich durch die Saugkraft einer in einem Gehäuse 753 angeordneten Hauptluftbewegungsvorrichtung 752 durch die verschiedenen Strömungswege 790, 791, 792 und 793 bewegt (bei den Vorrichtungen 754, 755 und 756 handelt es sich um ergänzende Luftbewegungsvorrichtungen).
Zusätzlich zu der Saugkraft zum Einziehen des Stroms B3 in das Gehäuse 798 erzeugt die Hauptluftbewegungsvorrichtung 752 eine Saugwirkung, um einen Umgebungsluftstrom B1 von außerhalb des Druckers in das Gehäuse 797 einzuziehen. Der Umgebungsluftstrom B1 wird von außerhalb des Druckers durch eine (nicht gezeigte) Einströmöffnung eingezogen und an einem Eintrittsfilter 764 und einer Verflüssigerschlange 720 vorbei geleitet. Anschließend kann der Luftstrom B1 durch einen wahlweise vorgesehenen Luftkompressor 710 zur Komprimierung des Storms B1 zu einem komprimierten Luftstrom G" geleitet werden, wobei der Luftkompressor Teil des vierten Gehäuses 797 ist. Der Eintrittsfilter 764 ist ein Filter mit hoher Durchströmleistung ähnlich einem handelsüblichen Filter für eine Heizanlage eines Wohnhauses. Er filtert in der Luft mitgeführte Partikel aus dem in das Gehäuse 797 einströmenden Luftstrom B1. Der (komprimierte) Luftstrom strömt an thermisch leitfähigen Kühlrippen 721 vorbei, die in thermischem Kontakt mit der thermisch leitfähigen Verflüssigerschlange 720 stehen. Der (komprimierte) Luftstrom absorbiert Wärme von einem durch die Verflüssigerschlange 720 strömenden Kühlmittel, das eine Kühlung des Kühlmittels und einen Übergang des (komprimierten) Luftstroms in einen erwärmten (expandierten) Luftstrom G"' bewirkt. Der erwärmte und expandierte Luftstrom G"' wird durch eine (nicht gezeigte) Ausströmleitung in die Luftkammer 753 aus dem vierten Innenbereich abgeleitet, wobei der Luftstrom G"' mit dem Luftstrom B2 zusammengerührt wird. Obwohl die durch den vierten Innenbereich strömende Luft die Luftqualität in den Bilderzeugungsmodulen oder Vorrichtungen wie der Papiervorbehandlungsvorrichtung und der Fixiervorrichtung nicht direkt beeinflusst, wird der vierte Innenbereich dennoch insofern als ein integraler Bestandteil der Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität behandelt, als die Einströmrate der Umgebungsluft B1 und die Strömrate des komprimierten Luftstroms G" geregelte Faktoren bei der Bestimmung der korrekten Funktion der Verflüssigerschlange 720 darstellen. Der effiziente und Platz sparende Einsatz eines einzigen Gebläses 752 zur Bewegung der Luftströme G"', E1', E2', E3' und E4' ist ein besonderes Merkmal der Vorrichtung 700.
Die Klimatisiervorrichtung 780 ist vorzugsweise ähnlich der in Fig. 3A gezeigten Vorrichtung 300 ausgebildet, was bedeutet, dass die Vorrichtung 780 funktional ähnliche Elemente, Leitungen und Materialien wie die Vorrichtung 300 aufweist. Die Klimatisiervorrichtung 780 umfasst demgemäß vorzugsweise einen geschlossenen Kreislauf zur Zirkulation eines Kühlmittels, vorzugsweise eines Fluorkohlenwasserstoff-Kühlmittels, durch aufeinanderfolgende Vorrichtungen des geschlossenen Kreislaufs, wobei das Kühlmittel von einem (nicht gezeigten) Kühlmittel-Zirkulationsmechanismus als ein Kühlmittelstrom zirkuliert wird. Der Kühlmittel-Zirkulationsmechanismus ist Teil der Kühleinheit 760. Bei den aufeinanderfolgenden Vorrichtungen, durch die das Kühlmittel zirkuliert wird, handelt es sich um: die Verflüssigerschlange 720 (ähnlich der Verflüssigerschlange 320), von der aus das Kühlmittel in einem Rohrsystem 789a in Richtung des Pfeils iin durch die Wand 784 in die Kühleinheit 760 strömt, eine (nicht gezeigte, der Verdampferschlange 330 ähnliche) Verdampferschlange, in der das Kühlmittel von einem flüssigen Zustand zu einem Kühlmittelgas verdampft wird, einen (ähnlich dem Kompressor 355 ausgebildeten, nicht gezeigten) der Verdampferschlange nachgeordneten Kompressor zur Komprimierung des Kühlmittelgases zu einem komprimierten Kühlmittelgas, und ein (nicht gezeigtes, dem Tor 340 ähnliches) dem Kompressor nachgeordnetes Tor, in dem der Kühlmittelstrom in einen (nicht gezeigten) Hauptkühlmittelstrom und einen (nicht gezeigten) intermittierenden Nebenkühlmittelstrom aufgeteilt wird, wobei das Tor von einem (nicht gezeigten) Magnetventil aktiviert wird, welches eine intermittierende Zirkulation des intermittierenden Nebenkühlmittelstroms durch eine (nicht gezeigte) Heizschlange ermöglicht. Die Verdampferschlange, der Kompressor zur Komprimierung des Kühlmittelgases, das Tor und die Heizschlange befinden sich alle in der Kühleinheit 760. Die Verflüssigerschlange 720 ist dem Tor und der Heizschlange nachgeordnet. Der Hauptkühlmittelstrom und der intermittierende Nebenkühlmittelstrom werden zusammen von der Einheit 760 durch die Wand 784 innerhalb des Rohrsystems 789b in die Richtung des Pfeils iout zurück zur Verflüssigerschlange 720 geleitet, wo das Kühlmittel erneut in den flüssigen Zustand kondensiert wird, um erneut durch die Einheit 760 zirkuliert zu werden.
Es sind z.B. fünf nacheinander angeordnete elektrostatografische Bilderzeugungsmodule vorgesehen, die symbolisch durch Bezugszeichen 795 angedeutet sind.
Das Management der Luftqualität der im zweiten Innenbereich vorhandenen und zirkulierenden Luft umfasst die Ableitung der im Gehäuse 799 durch wärmeerzeugende Vorrichtungen z.B. zum Betrieb der Module 795 erzeugten überschüssigen Wärme durch die Kühleinheit 760 der Klimatisiervorrichtung 780. Die im zweiten Innenbereich erzeugte Wärme wird nach den folgenden Wärmeerzeugungswerten erzeugt: etwa 500 Watt durch die Bildschreiber, etwa 500 Watt durch andere Teile in den Modulen 795, etwa 1500 Watt durch die Hauptluftzirkulationsvorrichtung 750 und die zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung 770 sowie etwa 1500 Watt durch die in den Zusatzkammern 794 angeordneten wärmeerzeugenden Vorrichtungen. Die wärmeerzeugenden Vorrichtungen im Rückführabschnitt der Vorrichtung 700 umfassen mechanische Vorrichtungen, Stromzufuhr, Motoren, elektrische Elemente, elektrische Schaltplatten usw. Eine spezifizierte Gesamtrückführrate der Luft im zweiten Innenbereich beträgt ungefähr 0,56 m3/sec (1180 Kubikfuß pro Minute) und befindet sich im Bereich zwischen ungefähr 0,51 m3/sec (1080 Kubikfüß pro Minute) und 0,65 m3/sec (1380 Kubikfuß pro Minute).
Das Management der Luftqualität der Luft im ersten Innenbereich umfasst die Ableitung der im Gehäuse 798 erzeugten überschüssigen Wärme. Die im fünf Bilderzeugungsmodule 795 umfassenden ersten Innenbereich geregelten Wärmeerzeugungswerte betragen z.B. ungefähr 1000 Watt durch die der Fixiereinheit nachgeordnete Kühleinheit 790, etwa 300 Watt durch den zusätzlichen Kühlventilator 754, etwa 1000 Watt durch die Papierkühlvorrichtung 791, etwa 300 Watt jeweils durch den zusätzlichen Vorkühlventilator 755 und den zusätzlichen Nachkühlventilator 756, etwa 2500 Watt von der Papierheizvorrichtung 792 und etwa 4000 Watt von dem mindestens einen Strömungsweg durch die Rahmenabschnitte 793.
Der in das Gehäuse 797 einströmende Umgebungsluftstrom B1 beträgt mindestens ungefähr 0,59 m3/sec (1250 Kubikfüß pro Minute), und der in das Gehäuse 798 einströmende Umgebungsluftstrom B3 beträgt mindestens ungefähr 0,56 m3/sec (1180 Kubikfüß pro Minute). Demgemäß beträgt der Abluftstrom B2 mindestens ungefähr 1,15 m3/sec (2430 Kubikfüß pro Minute). Der Luftstrom B3 entspricht einer spezifizierten Gesamtströmrate durch den ersten Innenbereich, die ungefähr 0,56 m3/sec + 0,094 m3/sec (1180 Kubikfüß pro Minute ± 200 Kubikfüß pro Minute) beträgt.
Der Abluftstrom B2 leitet eine gewisse Menge der von einem in der Fixierstation des Druckers angeordneten Fixierelement zur Fixierung von Tonerbildern auf Aufnahmeelementen erzeugten Wärme ab. Der fixierstationsbezogene Teil des Luftstroms durch und in dem ersten Innenbereich führt außerdem von der Fixierstation erzeugte flüchtige Fixierölstoffe mit sich von der Fixierstation weg. Der fixierstationsbezogene Strom ist vorzugsweise Teil des Rahmenstroms E4'. Die Fixierstation befindet sich im ersten Innenbereich an einem Ort, an dem die flüchtigen Fixierölstoffe in vorteilhafter Weise abgeführt werden, so dass im Wesentlichen keine flüchtigen Fixierölstoffe die Module erreichen. Die flüchtigen Fixierölstoffe können z.B. von dem vom ersten Innenbereich zum zweiten Innenbereich durchströmenden Luftstrom L' abgeleitet werden. Die Fixierstation ist vorzugsweise derart angeordnet, dass der fixierstationsbezogene Luftstrom in der Nähe der Fixierstation vorbei, jedoch nicht durch diese hindurch strömt, um das Fixierelement nicht auf nachteilige Weise zu kühlen.
Unerwarteter und überraschender Weise hat sich herausgestellt, dass die Vorrichtung 700 die beste Leistung erbringt, wenn die spezifizierte Gesamtluftströmrate durch den (vom rückführungslosen Abschnitt gesteuerten) Innenbereich und die spezifizierte Gesamtrückführrate im (vom Rückführungsabschnitt geregelten) zweiten Innenbereich ungefähr gleich sind. Die spezifizierte Gesamtluftströmrate und die spezifizierte Gesamtrückführrate unterscheiden sich voneinander vorzugsweise um weniger als ungefähr 5%.
Wenn sich ein Drucker, in dem die Vorrichtung 700 eingesetzt wird, im Stand-by- oder Bereitschaftsmodus befindet, d.h. wenn z.B. keine Bilder erzeugt werden oder der Drucker auf andere Weise gerade nicht benutzt wird, können sowohl für die spezifizierte Gesamtluftströmrate als auch für die spezifizierte Gesamtrückführrate reduzierte Bereitschaftswerte spezifiziert sein, um die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit der Luftströme XX, YY und ZZ konstant auf ihrem Sollwert zu halten und dadurch Betriebsenergie des Druckers zu sparen.
In einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung zum Management der Luftqualität, die für einen Drucker geeignet ist, in dem für unterschiedliche Druckdurchgänge Papier unterschiedlicher Grammatur als Aufnahmeelemente verwendet wird, können die Luftströmraten auf geeignete Weise eingestellt werden, wenn Aufnahmeelemente unterschiedlicher Grammatur bedruckt werden. Insbesondere kann die spezifizierte Gesamtluftströmrate für jede Grammatur eines Aufnahmeelements separat spezifiziert sein und entsprechend eingestellt werden. Aufnahmeelemente unterschiedlicher Grammatur, z.B. leichte Papiersorten und schwere Papiersorten, erfordern in der Regel die Ableitung unterschiedlich hoher Temperaturen aus dem ersten Innenbereich. Zur Kompensation der unterschiedlich hohen abzuleitenden Temperaturen können bestimmte Luftströme im ersten Innenbereich, z.B. im in Fig. 7 gezeigten Gehäuse 798, zur Verbesserung ihrer Leistung oder zur Einsparung von Energie verstellt werden. Die Luftströme können z.B. in der Weise eingestellt werden, dass die in der Fixierstation des Druckers verloren gehende Energie minimiert wird, oder dass die Leistung der Vorbehandlungsstation für Aufnahmeelemente unterschiedlicher Grammatur optimiert wird.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer bevorzugten Befeuchtungsvorrichtung 800, wie sie in einer Befeuchtungseinheit der Klimatisiervorrichtung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität eingesetzt werden kann. Fig. 8A zeigt eine Seitenansicht der Befeuchtungsvorrichtung. Ein Luftstrom 805 befindet sich vor einer saugfähigen befeuchtbaren Auflage 810, und ein Luftstrom 806 hat die befeuchtbare Auflage 810 passiert und befindet sich hinter dieser. Ein Tropfmechanismus in Form eines Rohrs 820 führt der Vorrichtung 800 gefiltertes Wasser zu und tropft Tropfen 815 gefilterten Wassers auf einen oberen Bereich der befeuchtbaren Auflage. Die Wassertropfen 815 werden von der Auflage absorbiert. Von der befeuchteten Auflage 810 verdampfendes Wasser befeuchtet den Luftstrom 805, so dass ein befeuchteter Luftstrom 806 entsteht. Überschüssige Wassertropfen 816 des durch die Schwerkraft von einer gesättigten Auflage 810 fließenden Wassers tropft in ein Auffangbecken 830. Fig. 8B zeigt eine Rückansicht der Auflage 810. Die Unterseite des Rohrs 820 weist eine Anordnung von Bohrungen 825 auf, durch die Tropfen 815 fallen. Die Bohrungen 825 des Rohrs 820 haben vorzugsweise einen Durchmesser von 0,0381 cm (0,015 Zoll) und sind in einem regelmäßigen Abstand von 5,08 cm (2 Zoll) angeordnet. Gefiltertes Wasser wird bei Bedarf unter Druck zugeleitet, wie der Pfeil 835 andeutet, wobei das Rohr 820 an seinem Ende einen Verschluss 821 aufweist, so dass das Wasser zwangsweise durch die Bohrungen 825 strömt.
Die Auflage 810 weist eine offene Struktur auf, so dass der Luftstrom 805 mit geringem Strömungswiderstand durch die Auflage strömt. Das durch den Wasserstrom 835 zugeführte Wasser ist in der Regel gewöhnliches entionisiertes Wasser, aus dem Partikel in einer Wasserfiltereinheit ausgefiltert worden sind. Eine bevorzugte Wasserfiltereinheit ist das Modell "Ion Exchange" Research II Grade der International Water Technology Corporation mit einem Niederdruckfilter, der unter einem geregelten Wasserdruck von etwa 207 kPa (30 psi) betrieben wird.
Wie bereits z.B. anhand von Fig. 3A beschrieben, wird eine Befeuchtungseinheit aktiviert oder deaktiviert, je nachdem, wie es zur Regelung der relativen Luftfeuchtigkeit der die Klimatisiervorrichtung im Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität verlassenden Luft nötig ist. Die in Fig. 8A und 8B gezeigte Befeuchtungsvorrichtung 800 wird durch das Öffnen eines (nicht gezeigten) Ventils aktiviert, das den Zustrom 835 von Wasser und damit die Erzeugung der Tropfen 815 ermöglicht. Wie z.B. im Zusammenhang mit der in Fig. 3A gezeigten Klimatisiervorrichtung 300 bereits beschrieben, wird das Ventil nach dem Aussenden eines Aktiviersignals an einen Ventilsteuermechanismus durch eine (nicht gezeigte, z.B. ähnlich der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit 370 ausgebildete) Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit mittels des (nicht gezeigten) Ventilsteuermechanismus intermittierend geöffnet. Entsprechend wird die Vorrichtung 800 deaktiviert, indem das Ventil nach dem Aussenden eines Deaktiviersignals von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit an den Ventilsteuermechanismus geschlossen wird, wodurch die Erzeugung der Tropfen 815 abgebrochen wird. Bei dem Ventilsteuermechanismus handelt es sich vorzugsweise um einen elektrisch betriebenen Elektromagneten. In einer alternativen Ausführungsform ist das Ventil mittels von der Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit an den Ventilsteuermechanismus gesendeten Steuersignalen stufenlos verstellbar. Durch negative Rückkopplung und ein Fehlersignal wird die Tropfrate der Tropfen 815 stufenlos verstellt, um dem Strom 806 mit einer variablen Menge an Feuchtigkeit zu versorgen.
Während der aktiven Befeuchtung durch die Vorrichtung 800 können sich bis zu 85% des Befeuchtungswassers im Auffangbecken sammeln und profitabel rückgeführt und wiederaufbereitet werden. In einer alternativen Ausführungsform werden Tropfen 816 von einem Sammelmechanismus gesammelt, und das so aufgefangene Wasser wird durch ein (nicht gezeigtes) geeignetes Rohrsystem mit (nicht gezeigten) Ventilen zurück zum Rohr 820 geleitet, um zur Befeuchtung wiederverwendet zu werden. Dies erfolgt z.B. mit Hilfe eines (nicht gezeigten) Rückpumpmechanismus. Bei Bedarf kann das aufgefangene Wasser zur erneuten Filterung durch einen (nicht gezeigten) wahlweise vorgesehenen Zusatzfilter geleitet werden.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten Befeuchtungssystems 900 zur Zuführ von Befeuchtungswasser zu einer Befeuchtungseinheit einer Klimatisiervorrichtung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Management der Luftqualität. Durch eine Armatur in einer Wand 915 strömt ein Hauptwasserstrom durch eine Wasserleitung 920 in eine Klimatisiervorrichtung 970. Die Klimatisiervorrichtung 970, eine auf einem Boden 935 stehende rollbare Einheit mit Wänden, enthält bestimmte der Befeuchtung dienende Elemente. Das durch die Leitung 920 fließende Wasser fließt durch einen Wasserfilter 910 und weiter zu einer Befeuchtungsvorrichtung 950. Überschüssiges Wasser in der Befeuchtungsvorrichtung 950 tropft in ein Sammelbecken 930 und wird von einer Pumpe 960 in eine Wasserableitung 925 gepumpt. Die Befeuchtungsvorrichtung 950 umfasst vorzugsweise eine Befeuchtungseinheit, die bis auf das Sammelbecken 830 ähnlich der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung 800 ausgebildet ist. Der Zustrom von Wasser durch ein Ventil 980 wird durch Signale einer (nicht gezeigten) Steuerung für die relative Luftfeuchtigkeit an einen (nicht gezeigten) Ventilsteuermechanismus gesteuert, um die Befeuchtung durch die Befeuchtungsvorrichtung auf die bereits anhand von Fig. 8 beschriebene Weise zu steuern. Das in Fig. 9 vor dem Wasserfilter 910 gezeigte Ventil 980 kann alternativ auch in dem Leitungssystem 945 zwischen dem Filter 910 und der Befeuchtungseinheit 950 angeordnet sein. Dass von einer befeuchtbaren Auflage (d.h. einer wie die in Fig. 8 gezeigten Auflage 810) in der Befeuchtungseinheit 950 tropfende Wasser tropft in das Sammelbecken 930. Auch von der Verdampferschlange der Klimatisiervorrichtung 970 kann Wasserkondensat tropfen und in dem Sammelbecken 930 gesammelt werden (wobei die z.B. wie die in Fig. 3A gezeigte Verdampferschlange 330 ausgebildete Verdampferschlange in Fig. 8 nicht gezeigt ist).
Die Vorrichtung 900 umfasst ein Auffangbecken 940 zum Auffangen von Wasser im Falle einer Fehlfunktion der Wasserzirkulation z.B. bei einer Verstopfung der Wasserableitung 925 oder des Ablaufs des Sammelbeckens 930 oder bei einer Fehlfunktion der Pumpe 960. Eine derartige Fehlfunktion würde zu einer Fehlfunktion der Befeuchtungssteuerung der Klimatisiervorrichtung 970 sowie möglicherweise zu einer Überschwemmung rühren, wenn das Auffangbecken 940 überläuft. In einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Auffangbecken 940 mindestens ein Wasserstandsensor 990 vorgesehen, der ein Signal an den Ventilsteuermechanismus zum Schließen des Ventils 980 sendet, wenn den Sensor 990 das Wasser erreicht. Dieses Signal versetzt außerdem die Klimatisiervorrichtung 970 in einen Betriebsmodus "Kühlung ohne Befeuchtung".
In diesem Modus "Kühlung ohne Befeuchtung" wird Kühlmittel sporadisch von einem (in Fig. 9 nicht gezeigten) Kühlmittelzirkulationsmechanismus durch die (nicht gezeigte) Verdampferschlange bewegt, d.h. mit reduzierter relativer Einschaltdauer. Es erfolgt vorzugsweise weniger als ungefähr 10% der Zeit ein Kühlmittelstrom, d.h. die relative Einschaltdauer beträgt vorzugsweise weniger als ungefähr 10%. Insbesondere wird eine relative Einschaltdauer von weniger als 5% bevorzugt. Im Vergleich dazu beträgt die relative Einschaltdauer der in Fig. 3A gezeigten Klimatisiervorrichtung 300 vorzugsweise 100%. Auch bei reduzierter Einschaltdauer kann in der Regel die Temperatur der klimatisierten Luft, d.h. der die Vorrichtung 970 zur Rückführung verlassenden Luft, auf einer Temperatur nahe an der Zieltemperatur gehalten werden. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass die Kühlung durch die Verdampferschlange im Vergleich zu der typischen Entfeuchtung der in die Vorrichtung 970 zur Klimatisierung und Rückführung einströmenden feuchten Luft einen sehr geringen Kühlbedarf hat. Im Betriebsmodus "Kühlung ohne Befeuchtung" wird das Kühlmittel nach dem Passieren der Verdampferschlange von einem (in Fig. 3A nicht gezeigten) Ventil, z.B. einem Dreiwegeventil, in eine (nicht gezeigte) Zweigleitung und direkt zurück zur Verdampferschlange umgelenkt. In der Klimatisiervorrichtung 970, die in der Regel ähnliche Elemente und Komponenten wie die in Fig. 3A gezeigte Vorrichtung 300 aufweist, umgeht die Zweigleitung den Druckregler sowie den Kompressor (z.B. den in Fig. 3A gezeigten Druckregler 335 und Kompressor 340). In experimentellen Tests mit der Vorrichtung 900 hat sich herausgestellt, dass in einem Drucker, dessen Klimatisiervorrichtung 970 im Betriebsmodus "Kühlung ohne Befeuchtung" betrieben wird, verwendbare Farbdrucke hergestellt werden können. Verwendbare elektrofotografische Drucke auf Papier können erstellt werden, wenn die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft des Druckers ungefähr den normalerweise innerhalb eines Gebäudes herrschenden Werten entsprechen, z.B. ungefähr 21°C (70°F) und 50% relative Luftfeuchtigkeit. Unter diesen Umständen wurde ohne Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit eine Zieltemperatur von ungefähr 21°C aufrecht erhalten.
Die vorliegende Erfindung weist im Vergleich zum Stand der Technik die nachfolgend aufgeführten Vorteile auf.
Ein Vorteil besteht darin, dass im Wesentlichen alle vom Drucker erzeugte überschüssige Wärme nicht an den Raum abgestrahlt oder abgegeben wird, in dem sich der Drucker befindet, sondern in Form eines außerhalb der Maschine, z.B. in einer Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaanlage (HVAC System) zu entsorgenden Abluftstroms von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung der Luftqualität abgeleitet wird. Auf diese Weise beruht der Betrieb der Vorrichtung zum Management der Luftqualität in vorteilhafter Weise nicht auf einem Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft, wie es z.B. in der US 5,056,331 der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der erste Innenbereich hohe Durchströmraten aufweist. Diese hohen Durchströmraten verhindern im Wesentlichen, dass flüchtige Fixierölstoffe zu empfindlichen Komponenten der Maschine gelangen, z.B. zu den Bilderzeugungsmodulen, den Elementen in den Modulen und den Elementen in den den Modulen zugeordneten Zusatzkammern. In der US 5,481,339 bewegt das Hauptgebläse einen Luftstrom mit einer relativ geringen Durchströmrate von ca. 0.034 m3/sec (ungefähr 71 Kubikfüß pro Minute) und zirkuliert diesen durch zehn Bilderzeugungsmodule eines Duplexdruckers zum fortlaufenden Bedrucken von Bogen. Im Gegensatz dazu wird durch den rückführungslosen Abschnitt und den Rückführabschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung 700 zum Management der Luftqualität 33mal so viel Luft bewegt.
Darüber hinaus erfolgt bei der US 5,481,339 die Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit und der Temperatur der durch eine Klimatisiervorrichtung zirkulierten Luft mittels der Klimatisiervorrichtung vorgeordneten Sensoren. In der vorliegenden Erfindung sind die Sensoren zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur in vorteilhafter Weise der Klimatisierung nachgeordnet, d.h. sie befinden sich in der Nähe der Ausströmöffnungen der in Fig. 3A, 4 bzw. 5 gezeigten Vorrichtungen 300, 400 und 500. Da sich sowohl die Temperatur als auch die relative Luftfeuchtigkeit der in eine Klimatisiervorrichtung einströmenden Luft nach dem Passieren der Klimatisiervorrichtung beträchtlich und unvorhersagbar ändern kann, ist die vorliegende, der Temperier- und Befeuchtungsvorrichtung nachgeordnete Position der Sensoren zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit und Temperatur zu bevorzugen. Sie führt zu einer stabileren Steuerung der Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit der die Klimatisiervorrichtung verlassenden Luft als die Vorrichtung der US 5,481,339.
Als weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung werden die Module und zugeordneten Zusatzkammern des Druckers jeweils mit klimatisierter Luft versorgt, so dass die Temperatur in jedem Modul und jeder Zusatzkammer auf einer ähnlichen Solltemperatur gehalten werden kann. Hinzu kommt, dass der starke Luftstrom durch den ersten Innenbereich im ersten Innenbereich eine relativ gleichmäßige Temperatur aufrecht erhält. Der Rahmen des Druckers, der in der Regel aus Metall besteht, ist daher nur geringen hitzebedingten Belastungen ausgesetzt. Im Falle von lokal unterschiedlichen Wärmeerzeugungsraten der verschiedenen wärmeerzeugenden Vorrichtungen des Druckers oder bei einem thermischen Gefälle in der den Drucker umgebenden Umgebungsluft wären die Belastungen z.B. sonst wesentlich größer. Daher treten nur minimale Verbiegungen oder Verdrehungen des Rahmens auf, was für die Einhaltung der für den korrekten Betrieb der Module nötigen hohen Anforderungen an die mechanischen Toleranzen wichtig ist.
In der obigen Beschreibung der Erfindung sind mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung zum Bewegen einer spezifizierten Gesamtdurchströmrate durch den ersten Innenbereich über eine Vielzahl von Durchströmwegen und mindestens eine Luftrückführvorrichtung zur Rückrührung einer spezifizierten Gesamtrückführrate der Luft durch eine Vielzahl von Rückführwegen im zweiten Innenbereich offenbart. Dennoch können sowohl die spezifizierte Gesamtdurchströmrate des ersten Innenbereichs und die spezifizierte Gesamtrückführrate von Zeit zu Zeit bei Bedarf verändert werden, wie es z.B. während des Betriebs des Druckers oder zwischen Druckläufen nötig werden kann. Außerdem kann eine (nicht gezeigte) Vorrichtung zur Veränderung der durch bestimmte Durchströmwege oder durch bestimmte Rückrührwege strömenden proportionalen Luftmengen z.B. in Echtzeit vorgesehen sein.
Eine Verbesserung durch die vorliegende Erfindung im Vergleich zu der in der US 5,819,137 beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dass ein Schalldämpfungslabyrinth zur Unterdrückung der durch hohe Durchströmraten verursachten Geräuschbelastung nicht erforderlich ist.
Die Erfindung wurde hier unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen im Detail beschrieben. Es können jedoch selbstverständlich im Rahmen der Erfindung Variationen und Veränderungen vorgenommen werden.
Liste der Bezugszeichen
100, 100'
Vorrichtung zum Management der Luftqualität
120, 120'
Rückführabschnitt
130, 130'
Recyclingbereich
131, 131'
Trennwand
132, 132'
Wand
133, 133'
Wand
135, 135'
Trennelement
140, 140'
rückführungsloser Abschnitt
145, 145'
Durchströmöffnung
146, 146'
Durchströmöffnung
150, 150'
erster Innenbereich
151, 151'
Wand
152, 152'
Wand
153, 153
Wand
157, 157'
Filter der Einströmöffnung
158, 158'
optionaler Aminfilter
160, 160'
Klimatisiervorrichtung
161, 161'
Filtereinheit
163a
Eintrittsleitung
163b
Ableitung
163c
Leitungsabschnitt
163d
Leitungsabschnitt
163e
Leitungsabschnitt
164
Partikelfilter für grobe Partikel
165
Partikelfilter für feine Partikel
166
Ozonfilter
167
Aminfilter
168a
Abstand
168b
Abstand
168c
Abstand
200
Rückführabschnitt
201
Einströmverteiler
202
Einströmverteiler
203
Ausströmverteiler
204
Ausströmverteiler
205
Einströmverteiler
206
Ausströmverteiler
220
Bereich
230
Hilfskammer A1
240
Trennlinie
241, 242, 243, 244, 245, 246
Begrenzungslinie
250
Hauptzirkulationsvorrichtung
251
Gehäuse
260
Klimatisiervorrichtung
261
Einströmfiltereinheit
262
Luftkammer
270
zusätzliche Luftbewegungsvorrichtung
271
Zusatzfilter
272
Luftkammer
300
Klimatisiervorrichtung
310
Luftkompressor
315
Kühlrippen
320
Verflüssigerschlange
325
Expansionsventil
330
Verdampferschlange
333
Kühlrippen
335
Druckregler
340
Kompressor
345
Heizrippen
350
Heizschlange
355
Magnetventil
358a
Einströmleitung
358c
Leitungssystem
359a
Einströmleitung
359b
Ausströmleitung
359c
Leitungssystem
360
Begrenzung des Betriebsabschnitts der Klimatisiervorrichtung
361A
Filtereinheit
361B
Filtereinheit
362
Luftkammer
363
Mischkammer
364
Luftkammer
365
Hauptzirkulationsvorrichtung
366
Grobpartikelfilter
366a
Luftraum
367
Feinpartikelfilter
368
Ozonfilter
368a
Luftraum
369
Aminfilter
370
Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit
371
Sensor der relativen Luftfeuchtigkeit
380
Luftbefeuchtungseinheit
390
Temperatursteuerung
391
Temperatursensor
392
Luftkammer
400
Klimatisiervorrichtung
460
Begrenzungslinie der Klimatisiervorrichtung
465
Begrenzungslinie der Klimatisiervorrichtung
470
Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit
471a, 471b,...,471n
Sensor der relativen Luftfeuchtigkeit
480a, 480b,...480n
Luftbefeuchtungseinheit
490
Temperatursteuerung
491a, 490b,..., 491n
Temperatursensor
500
Klimatisiervorrichtung
540a, 540b,..., 540n
Temperatureinstellvorrichtung
560
Begrenzungslinie
565
Begrenzungslinie
570
Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit
571a, 571b,..., 571n
Sensor der relativen Luftfeuchtigkeit
590
Temperatursteuerung
591a, 591b,...591n
Temperatursensor
592
zusätzlicher Temperatursensor
600
Vorrichtung zum Management der Luftqualität
605
unterer Abschnitt
610
Transportband
615
oberer Abschnitt
620
Trommel
630
Trommel
635
Innenbereich
640
Abtrennung
645
Aufnahmeelement
655
Aufnahmeelement
660
dritter Innenbereich
700
Vorrichtung zum Management der Luftqualität
710
Luftkompressor
720
Verflüssigerschlange
721
Kühlrippen
740
Luftspalt
745, 746
Durchströmöffnungen
750
Hauptzirkulationsvorrichtung
751
Luftkammer
752
Luftbewegungsvorrichtung
753
Gehäuse
754
Kühlungsventilator
755
Vorkühlventilator
756
Nachkühlventilator
760
Kühleinheit
761
Filtereinheit
762
Luftkammer
763
Einströmöffnungsfilters
764
Einströmöffnungsfilters
770
Luftbewegungsvorrichtung
771
Zusatzfilter
772
Gehäuse
773-775
Begrenzung
776
Trennelement
777-779
Begrenzung
780
Klimatisiervorrichtung
781-787
Begrenzung
789a, 789b
Rohrsystem
790
Postfüserkühlstation
791
Papierkühlstation
792
Papierheizstation
793
Rahmenabschnitte
794
Zusatzkammer
795
Modul
796
erstes Gehäuse
797
viertes Gehäuse
798
drittes Gehäuse
799
zweites Gehäuse
800
Befeuchtungsvorrichtung
805
Luftstrom
806
befeuchteter Luftstrom
810
befeuchtbare Auflage
815
Wassertropfen
816
überschüssige Wassertropfen
820
Rohr
821
Verschluss
825
Bohrungen
830
Auffangbecken
835
Wasserzustrom
900
Befeuchtungssystem
910
Wasserfilter
915
Wand
920
Zuführleitung
925
Wasserableitung
930
Sammelbecken
935
Boden
940
Basissammelbecken
945
Leitungssystem
950
Befeuchtungsvorrichtung
960
Pumpe
970
Klimatisiervorrichtung
980
Ventil
990
Wasserstandsensor
A/C
Klimatisiervorrichtung
A1-A5
Zusatzkammer
a1
Luftströmrichtung
a2
Rückführstrom
a3
Zustrom von Umgebungsluft
a4
Abluftstrom
a5
Luftstrom
a6
Luftstrom
a7
Luftstrom
a8
Luftstrom
B0
Strömrichtung
B1
Umgebungsluftstrom
B2
Abluftstrom
B3
Luftstrom
c1, c2,..., cn
Steuersignal
D
rückzuführender Luftstrom
D'
gefilterter Luftstrom
d1
Temperatursignal
d2
Anschaltsignal
E1, E2, E3, E4
Luftstrom
E1', E2', E3', E4'
Luftstrom
e
Anschaltsignal der Temperatursteuerung
F1, F2, F3
Kühlmittelstrom
G
Zustrom
G'
Luftstrom
G"
komprimierter Strom
G"'
erwärmter Luftstrom
H
Einströmrichtung
H'
Ausströmrichtung
H1, H2, H3, H4
Wand
H"
Einströmrichtung
H"'
Ausströmrichtung
iin
Einströmrichtung
iout
Ausströmrichtung
J
Teilstrom
J'
Luftstrom
j1, j2,..., jN
Belüftungsstromanteil des Bildschreiber
K
Teilstrom
K'
Luftstrom
k1, k2,..., kN
Belüftungsstromanteil der Ladevorrichtung
L, L'
durchströmender Luftstrom
M1-M5
Bilderzeugungsmodul
M1'-M5'
Bilderzeugungsmodul
m
Bewegungsrichtung
P1
Teilstrom
P2
Teilstrom
P2'
Abluftstrom
p1, p2, p3, p4, p5
Abluftstrom
Q
Magnetventil
q1, q2, q3, q4, q5
Abluftstrom
R0-R6
Aufnahmeelement
r1, r2,..., rN
Signal
r1', r2',..., rN'
Signal
RHU1, RHU2,..., RHUN
Luftbefeuchtungseinheit
RHU1', RHU2',..., RHUN'
Luftbefeuchtungseinheit
S1, S2,..., SN
ausströmender Teilstrom
T
Luftstrom
T', T", T"'
zusammengeführter Luftstrom
T0
Luftstrom
T1, T2,..., TN
Teilstrom
T1', T2',..., TN'
Teilstrom
T1", T2",..., TN"
Teilstrom
t1, t2,..., tN
Temperatursignal
t1', t2',..., tN'
Temperatursignal
TAM1, TAM2,..., TAMN
Temperatureinstellvorrichtung
U1, U2,..., UN
ausströmender Teilstrom
u1, u2,..., uN
Anschaltsignal
V1, V2
Luftstrom
W
Luftstrom
WW
Luftstrom
X, Y, Z
Luftstrom
X", Y", Z"
klimatisierte Luftströme
X"', Y"', Z"'
wiederaufzubereitende Luftströme
XX, YY, ZZ
ausströmende Luftströme
x1, x2, x3, x4, x5
Belüftungsstrom
X'
Luftstrom
XX'
zusammengeführter Strom
y1, y2, y3, y4, y5
Teilsystembelüftungsstrom
z1, z2, z3, z4, z5
Zusatzkammerluftstrom
z6, z7, z8, z9, z10
Abluftstrom
Z'
Luftstrom
ZZ'
ausströmender Luftstrom

Claims (10)

  1. Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität zur Verwendung in einem elektrostatografischen Drucker (600) zur Herstellung von Farbbildern auf Aufnahmeelementen (R0-R6, 645, 655) mit einem eine Fixierstation zum Fixieren der Farbbilder auf den Aufnahmeelementen (R0-R6, 645, 655) umfassenden ersten Innenbereich und einem vom ersten Innenbereich (150) mittels mindestens eines Trennelements getrennten, mindestens ein elektrostatografisches Bilderzeugungsmodul und mit diesem zusammenarbeitende Ladevorrichtungen, Bildschreiber, Tonerstationen und Reinigungsstationen umfassenden zweiten Innenbereich (130), wobei die Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität folgendes umfasst:
    einen rückführungslosen Abschnitt (140) zum Management der Luftqualität der durch den ersten Innenbereich (150) strömenden und im ersten Innenbereich (150) vorhandenen Luft, wobei der erste Innenbereich (150) mindestes eine Einströmöffnung, mindestens eine Ausströmöffnung, eine Vielzahl von die mindestens eine Einströmöffnung mit der mindestens einen Ausströmöffnung verbindenden Durchströmwegen und mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung zum Einziehen von Umgebungsluft von außerhalb des Druckers durch die mindestens eine Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) und zur Bewegung der im ersten Innenbereich (150) vorhandenen Luft in Richtung der mindestens einen Ausströmöffnung und durch die mindestens eine Ausströmöffnung zur Ausleitung der Luft als Abluftstrom aufweist, wobei die mindestens eine Luftbewegungsvorrichtung eine spezifizierte Gesamtluftströmrate zwischen der mindestens einen Einströmöffnung und der mindestens einen Ausströmöffnung liefert;
    einen Rückführabschnitt (120, 200) zum Management der Luftqualität der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen und zirkulierenden Luft, wobei der Rückführabschnitt (120, 200) eine Klimatisiervorrichtung (160, 260, 300, 360, 400, 500, 780, 970, A/C) mit einem Eingang und mindestens einem Ausgang zur Klimatisierung der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft und dabei zur Ableitung der im zweiten Innenbereich (130) erzeugten überschüssigen Wärme aufweist, wobei jeder Ausgang einen Teil eines mindestens einen ausströmenden Luftstroms bildenden jeweiligen Luftstrom bereitstellt, und wobei der Rückführabschnitt (120, 200) der Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität weiterhin mindestens eine Rückführvorrichtung umfasst, die die im zweiten Innenbereich (130) vorhandene Luft mit einer spezifizierten Gesamtrückführrate durch die Klimatisiervorrichtung bewegt, so dass die die Klimatisiervorrichtung durch den mindestens einen Ausgang der Klimatisiervorrichtung verlassende klimatisierte Luft von der mindestens einen Rückführvorrichtung durch eine Vielzahl von im zweiten Innenbereich (130) vorgesehenen Rückführströmungswegen drängt, die in eine gemeinsame Leitung zusammengeführt werden, um wiederaufzubereitende Luft zu einer in der gemeinsamen Leitung angeordneten Filtereinheit zur Entfernung von Verschmutzungselementen aus der in der Klimatisiervorrichtung aufzubereitenden Luft zu leiten;
    wobei mit Ausnahme der mindestens einen Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) und der mindestens einen Ausströmöffnung aus dem ersten Innenbereich (150) der erste Innenbereich (150) und der zweite Innenbereich (130) im Wesentlichen von der Umgebungsluft außerhalb des Druckers abgeschlossen sind;
    wobei die Abluft die im ersten Innenbereich (150) erzeugte überschüssige Wärme und Luftverschmutzung aus dem ersten Innenbereich (150) abführt;
    wobei der Rückführabschnitt der Vorrichtung zum Management der Luftqualität mindestens einen Mechanismus zur Entfernung von Luftverschmutzung aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft während der Wiederaufbereitung umfasst;
    wobei die Klimatisierung und Wiederaufbereitung durch die Klimatisiervorrichtung eine Temperatursteuerungseinheit zur Steuerung der Temperatur des mindestens einen aus der Klimatisiervorrichtung ausströmenden Luftstroms innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs umfasst; und
    wobei die Klimatisierung und Wiederaufbereitung durch die Klimatisiervorrichtung eine Luftfeuchtigkeitssteuerungseinheit zur Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit des mindestens einen aus der Klimatisiervorrichtung ausströmenden Luftstroms innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der relativen Luftfeuchtigkeit umfasst.
  2. Vorrichtung (100) zum Management der Luftqualität nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trennelement mindestens einen Durchströmweg zwischen dem ersten Innenbereich (150) und dem zweiten Innenbereich (130) definiert, wobei dem Durchströmweg eine Durchströmrate von Luft von dem ersten Innenbereich (150) in den zweiten Innenbereich (130) und eine im Wesentlichen gleiche Durchströmrate von Luft von dem zweiten Innenbereich (130) in den ersten Innenbereich (150) zugeordnet ist und die Durchströmrate von dem zweiten Innenbereich (130) in den ersten Innenbereich (150) ein vorgegebener Bruchteil der spezifizierten Gesamtrückführrate des Rückführabschnitts der Vorrichtung zum Management der Luftqualität ist.
  3. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Bruchteil weniger als 0,33 beträgt.
  4. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trennelement ein Transportband zum Transport der Aufnahmeelemente (R0-R6, 645, 655) vorbei an den hintereinander geschalteten elektrostatografischen Bilderzeugungsmodulen umfasst.
  5. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband die Form einer einen dritten Innenbereich umgebenden Röhre hat, wobei der dritte Innenbereich mit dem mindestens einen Durchströmweg kommuniziert, was zur Bildung eines Luftgemischs im dritten Innenbereich führt,
    wobei das Luftgemisch Eigenschaften zwischen den Eigenschaften der im ersten Innenbereich (150) vorhandenen Luft und den Eigenschaften der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft aufweist, wobei diese Eigenschaften die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit umfassen.
  6. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem ersten Innenbereich (150) mittels des Abluftstroms abgeführte Luftverschmutzung mindestens ein Verschmutzungselement der folgenden Gruppe von Verschmutzungselementen umfasst: Amine, Acrolein, Ozon, Fixieröldampf, Wasserdampf, Partikel.
  7. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, die dazu dient, einen Auffrischungsstrom gefilterter Luft von außerhalb des Druckers mit einer spezifizierten Einströmrate durch mindestens eine Einströmleitung in den zweiten Innenbereich (130) zu leiten,
    wobei ein Kompensationsluftstromrate von ungefähr gleicher Stärke wie die spezifizierte Einströmrate den zweiten Innenbereich (130) in Richtung mindestens eines Orts außerhalb des zweiten Innenbereichs (130) verlässt.
  8. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die spezifizierte Einströmrate geteilt durch die Gesamtrückführrate weniger als 0,2 ergibt.
  9. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass in nächster Nähe zu jeder Einströmöffnung ein Aminofilter zum Ausfiltern von Aminverschmutzungen aus der durch die mindestens eine Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) einströmenden Umgebungsluft und/oder ein Partikelfilter zum Ausfiltern von Verschmutzungspartikeln aus der durch die mindestens eine Einströmöffnung in den ersten Innenbereich (150) einströmenden Umgebungsluft vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung zum Management der Luftqualität nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführabschnitt eine Vorrichtung zur Entfernung von Ozon aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft und/oder einen Teil der Filtereinheit bildenden Grobpartikelfilter zur Entfernung von Grobpartikeln aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft und/oder einen Teil der Filtereinheit bildenden Feinpartikelfilter zur Entfernung von Feinpartikeln aus der im zweiten Innenbereich (130) vorhandenen Luft umfasst.
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