EP1345092A2 - Verfahren für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff und Mikrowelleneinrichtung - Google Patents

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Publication number
EP1345092A2
EP1345092A2 EP02025127A EP02025127A EP1345092A2 EP 1345092 A2 EP1345092 A2 EP 1345092A2 EP 02025127 A EP02025127 A EP 02025127A EP 02025127 A EP02025127 A EP 02025127A EP 1345092 A2 EP1345092 A2 EP 1345092A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resonator chamber
printing material
microwave device
toner
microwave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02025127A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1345092A3 (de
Inventor
Knut Behnke
Hans-Otto Krause
Frank-Michael Morgenweck
Domingo Rohde
Detlef Dr. Schulze-Hagenest
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
NexPress Solutions LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co, NexPress Solutions LLC filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of EP1345092A2 publication Critical patent/EP1345092A2/de
Publication of EP1345092A3 publication Critical patent/EP1345092A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat

Definitions

  • the invention relates to a method for attaching toner to a Printing material by heating according to claim 1 and on a microwave device, in particular for performing the method according to claim 4.
  • a toner material is applied to various printing processes applied a substrate.
  • the toner material or securely attach the toner to the substrate or interlock with it.
  • the toner should be firm and without smearing on the substrate be fixed.
  • Fixing rollers are often used for this purpose, which attack with heat and pressure on both sides of the concrete substrate and the toner applied to the substrate in various ways melt and fix. This has disadvantages, such as wear the fuser rollers and the risk of damage to the substrate.
  • a Solution consists in the use of contactless fixing devices, which the substrate when fixing or attaching the toner to the substrate do not touch. Fixing by means of microwave radiation is one of the prior art when the substrate runs through a microwave resonator proposed.
  • a termination slide or short circuit slide on a microwave device for setting the resonance state or the resonance condition requires good contacting to be electrical To avoid rollovers and is for the high number of adjustments for various substrates are unsuitable.
  • the object of the invention is therefore the fixing of toner to a printing material to ensure quickly and easily.
  • Another object of the invention is the fixing of toner to different types of substrates on suitable Way to adjust.
  • the invention solves the problem with the features of claims 1 and 4.
  • a process for attaching toner to a substrate Heating in which the printing material through a passage in a resonator chamber a microwave device is carried out and at least one element moved to tune the resonance state in the resonator chamber becomes.
  • a microwave device for attaching toner to one Substrate provided by heating, in particular for performing the A method according to claim 1, having a resonator chamber with at least one Passage for passing the printing material and at least one into the resonator chamber reaching element for tuning the resonance state by moving the element. Is the state of resonance or the resonance condition fulfilled in the microwave device, the microwave radiation couples the Microwave device in the substrate and heats it.
  • toner becomes contactless and on fixed in a simple way on the substrate and which is used to absorb the microwave power resonance tuning of the microwave device required by the printing material can be easily and inexpensively adjusted to different substrates.
  • the element is formed from a material with low dielectric losses, preferably from polytetrafluoroethylene.
  • the element has a cross section of 8 mm in length and 6 mm in width, and the element occupies two different positions in the resonator chamber for setting a resonance state.
  • the one resonance state or the one resonance condition to which a position of the element or tuning element is assigned is selected in order to fix toner on printing materials of one type, for example printing materials of a certain weight range.
  • a different resonance state, to which a different position of the element or tuning element is assigned, is selected in order to fix toner on printing materials of a different type, for example in a different weight range.
  • the temperature of the substrate or fixing temperature in the resonator chamber can be adjusted with two positions of the element for different substrate weights. Further settings of the positions of the element are not necessary.
  • FIG. 1 shows three function profiles of the maximum temperature of a paper or printing material 1 as a function of paper weights or printing material weights for different sizes of an aperture in a resonator chamber 3 of a microwave device.
  • the measurements were carried out at a constant microwave power of the microwave device of 2000 W.
  • the temperature of the printing material 1 was measured after leaving the resonator chamber 3 through a passage 7 'by means of a line pyrometer.
  • the speed of printing material 1 was a constant 50 cm / s during the measurements.
  • the abscissa shows the weight of the substrate or paper in grams per square meter
  • the ordinate shows the maximum paper temperature in degrees Celsius as a function of the weight of the paper, which arises as a result of the heating of the substrate 1 or paper due to the microwave radiation of the microwave device.
  • the absorption of the microwave radiation by the printing material 1 is dependent on the setting of the resonance condition in the resonator chamber 3.
  • the embodiment of a resonator chamber 3 used has a width of 30 mm. When the printing material 1 extends completely through the resonator chamber 3, there is approximately a section of 24 mm of the printing material 1 (30 mm less the wall thicknesses of the resonator chamber 3) therein.
  • the curves of the function curves are designated a, b and c, in which different aperture sizes are used in each case.
  • the diaphragm is located on the side of the resonator chamber 3, on which a microwave is coupled into the resonator chamber 3.
  • a standing microwave can be formed in the resonator chamber 3 with the aid of the aperture.
  • the curve with the designation a describes a function course in a resonator chamber 3 with an orifice with a length of 50 mm and a width of 17 mm
  • the curve with the designation b describes a function course with a resonator chamber 3 with an orifice with a length of 54.5 mm and the width 17 mm
  • the curve with the designation c describes a function course in a resonator chamber 3 without an aperture.
  • a design of the resonator chamber 3 without an aperture means that the microwave can enter and leave the resonator chamber 3 with internal dimensions of 94 mm length and 24 mm width without any obstacle.
  • curve a runs in an arc shape with a maximum of the paper weight in the range of approximately 180 g / m 2 .
  • Curve b is arcuate, flatter in comparison to curve a with a maximum paper weight in the range of approximately 200 g / m 2 .
  • Curve c runs very flat, almost parallel to the abscissa, with a slight arch shape and a maximum paper weight in the range of approximately 180 g / m 2 . It was found that the larger the aperture used, the flatter the course of the function.
  • the functional dependencies shown in FIG. 1 are essentially caused by using the diaphragms at the coupling opening of the microwave radiation into the resonator chamber 3.
  • the maximum paper temperature as a function of different paper weights for different positions of the element 4 in the passage 7, 7 'of the resonator chamber 3.
  • the measurements were carried out at a constant microwave power of the microwave device of 2000 W.
  • the element 4 was moved in the resonator chamber 3, the size of the aperture at the coupling opening, at which the microwave radiation is coupled into the resonator chamber, is provided with a length of 54.5 mm and a width of 17 mm in a rectangular configuration ,
  • the ordinate denotes the maximum temperature of the paper or printing material 1, which is caused by the microwave radiation from the microwave device.
  • the element 4 is a rod made of polytetrafluoroethylene (PTFE), known under the brand name Teflon, which extends into the resonator chamber 3.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the curves in Fig. 2 are marked with the letters d and e.
  • the curve e describes the course of the maximum printing material temperature or paper temperature as a function of the printing material weight or paper weight at a position of the element 4 which is shifted by 40 mm compared to the position of the element 4, which the curve d describes. The influence of the position of element 4 on the maximum paper temperature can be seen.
  • the courses of the curves d and e, which characterize different positions of the element 4, differ markedly from one another. Similar dependencies are obtained for all different embodiments of element 4, as described in the figures.
  • This effect is used in the present invention to change the resonance tuning of the microwave device by moving the element 4 and as a result to change the temperature of the printing material 1 or paper as it passes through the microwave device by absorbing the microwave energy and converting the microwave energy into thermal energy.
  • the position of the element 4, in this case a Teflon rod, according to curve d is used for paper or printing material weights of up to approximately 250 g / m 2 , and for printing material weights of 250 g / m 2 and higher the element 4 is shifted by 40 mm in order to achieve the maximum paper temperature according to curve e, which is higher in this area than the maximum paper temperature of curve d. In this way, a rapid adjustment of the microwave device to the substrate weight or paper weight is achieved.
  • FIG. 3 shows an example of a schematic side section of an embodiment a microwave device for fixing toner on printing material 1.
  • a magnetron 10 for generation of microwaves.
  • a coupling converter is connected to the magnetron 10 13 for coupling the microwaves into the resonator chamber 3.
  • Farther a water load 11 and a circulator 12 are provided.
  • the resonator chamber 3 has a passage 7 'in the side surface 9 'for passing printing material 1 through the resonator chamber 3 on.
  • a corresponding passage 7 In the opposite side surface 9 of the resonator chamber 3 there is a corresponding passage 7.
  • the end slide 15 On the right side of the resonator chamber 3 of the microwave device there is a terminating slide 15 made of metal, which is movable in the horizontal direction to the resonator chamber 3 and extends into the resonator chamber 3.
  • the end slide 15 consists of a rod and a rectangular surface that is perpendicular to the rod which closes the resonator chamber 3 such that a good electrical There is contact to the inside of the resonator chamber 3.
  • 3 represents a microwave device of the prior art and will not be described further.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective view of a resonator chamber 3 of an embodiment of the invention, which is comprised by a microwave device.
  • the microwave device is similar to that of FIG. 3, is powered by a voltage supply and comprises the magnetron 10 for generating the microwave radiation, the circulator 12 with a water load 11, the coupling converter 13 for inductively adapting the magnetron 10 to the resonator chamber 3 and is with the Resonator chamber 3 connected by means of a coupling opening 14.
  • the coupling opening 14 of the resonator chamber 3 there is an aperture, as described above.
  • the geometry of the resonator chamber 3 is designed together with the diaphragm and the end slide 15 in such a way that a standing microwave is pronounced in the resonator chamber 3.
  • the microwave radiation in the resonator chamber 3 is represented schematically by a sinusoidal wave.
  • the resonator chamber 3 each has a passage 7, 7 'on the opposite side surfaces 9 and 9', which are designed so that the printing material 1 is fed to the resonator chamber 3 on one side surface 9 through the passage 7 and the resonator chamber 3 leaves the opposite other side surface 9 'through the passage 7'.
  • the direction of movement of the printing material 1 is shown by the direction arrow.
  • the paper temperature is only slightly dependent on the paper weight per area. The maximum temperature of the printing material 1 is low in this case. By using an aperture, however, there are significant dependencies between the paper temperature and the paper weight per area, as shown in FIG.
  • the maximum temperature of the printing material 1 is higher than without an aperture.
  • Typical sizes of the diaphragm are 50 mm in length with a width of 17 mm and 54.5 mm in length with a width of 17 mm, the side opening of the resonator chamber 3, which adjoins the coupling opening 14 with the diaphragm, a length of 94 mm and a width of 24 mm. Without using an aperture, the microwave is coupled into the resonator chamber 3 through the latter size of the opening.
  • circular shutters are also used.
  • the element 4 With a side surface 9, 9 'of the resonator chamber 3, the element 4 extends through at least one passage 7, 7' into the interior of the resonator chamber 3. Alternatively, the element 4 can reach into the resonator chamber 3 through a further opening.
  • the presence of the element 4 in the resonator chamber 3 changes the resonance state or the resonance condition in the resonator chamber 3.
  • the position of the element 4 influences the resonance condition in the resonator chamber 3 and adjusts the resonance condition to the printing material 1 located in the resonator chamber 3. In this way, the changing paper or substrate temperature with different paper or substrate weights is taken into account when fixing toner, as shown in FIG. 1.
  • a movement, in this case a change in position in the horizontal direction, of the element 4 ultimately has the effect that, with changing paper or printing material weights per surface, the paper or printing material temperature remains almost constant when the printing material 3 passes through the resonator chamber 3 without the power supply on the microwave device is increased by the voltage source.
  • the element 4 in the passage 7 ' is displaced longitudinally to the passage 7', for example, so that with a basis weight of 100 g / m 2 a maximum temperature of the printing material 1 according to curve d is reached and at a basis weight of 300 g / m 2 a maximum temperature of the printing material 1 according to curve e is reached.
  • This effect is based on the fact that the absorption of microwaves by the printing material 1 in the resonator chamber 3 is dependent on the setting of the resonance condition in the resonator chamber 3.
  • the printing material 1 and the element 4 together influence the resonance condition.
  • the invention achieves an increased energy yield by moving the element 4 into the appropriate position.
  • Assignment tables are carried out which uniquely determine a specific basis weight of a printing material 1 as a function of the size of the passage 7, 7 ', the power at the microwave device and the speed at which the printing material 1 is moved through the resonator chamber 3 Assign the position of the element 4 exactly in such a way that the printing material 1 and the element 4 together result in an optimal resonance condition in the resonator chamber 3.
  • the basis weight of the printing material 1 is generally known in the control device of the printing press, in particular in digital printing presses in which different printing materials 1 with different masses are printed in rapid succession.
  • the element 4 is preferably moved by a suitable controller depending on the data outputs of the assignment table. Stepper motors can advantageously be used for certain embodiments of element 4. A further possibility of moving the element 4 is provided by controlling a magnet coupled to the element 4, which is electrically controlled and moves the element 4. By moving the element 4, the resonance condition in the resonator chamber 3 is always adjusted in such a way that the printing material 1 and the toner lying thereon are heated in an energy-efficient manner in order to fix the toner to the printing material 1. Variants of the invention disclose different movement possibilities for different structural embodiments of the element 4. If the element 4 is designed as a rod, in principle all movement possibilities are given. As shown in FIG.
  • the element 4 is designed as a guided plate which is moved into a wall of the resonator chamber 3 parallel to it, various local arrangements and directions of movement can also be realized for this embodiment, for example the plate is located on the side of the end slide 15 on which Diaphragm side or on the side walls in the longitudinal direction of the resonator chamber 3 or side surfaces 9, 9 '.
  • the resonance behavior in the resonator chamber 3 changes with different elements 4 and different directions of movement of the element 4.
  • the respective assignment table for controlling the position of the element 4 is adapted to the embodiment of the element 4 and to the direction of movement of the element 4.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention discloses the element 4 with two different positions in the resonator chamber 3, which are sufficient to suitably match the resonance condition in the resonator chamber 3 for different printing substrates 1 and grammages or weight per surface of the printing substrate 1, so that with constant power the microwave device always achieves a high paper temperature and suitable fixing of the toner to the printing material 1.
  • Another variant relates to the case when the printing material 1 is in the process of entering the resonator chamber 3 through the passage 7 and exiting from the latter through the passage 7 '. When the printing material 1 enters and exits, the printing material 1 does not extend completely through the resonator chamber 3.
  • the resonance condition of the microwave device is matched to the fact that the printing material 1 extends completely through the resonator chamber 3, that is to say to the weight of the printing material 1 in this case.
  • the effective weight of the printing material 1 in the resonator chamber 3 is smaller than in the case when the printing material 1 extends completely through the resonator chamber 3.
  • This reduced effective weight of the printing material 1 in the resonator chamber 3 means that the resonance condition in the resonator chamber 3 is not fulfilled and the front edge and the rear edge of the printing material 3 are not heated to the temperatures suitable for fixing the toner.
  • the position of the element 4 changes depending on the position of the printing material 1 in the resonator chamber 3.
  • the element 4 controlled by the stepping motor, assumes a position which leads to a first resonance tuning in the resonator chamber 3. If the printing material 1 extends through the resonator chamber 3 completely from one side surface 9 with the first passage 7 to the opposite side surface 9 ′ with the passage 7 ′, the element 4 changes the position, this leads to a different resonance tuning in the resonator chamber 3.
  • the position of the printing material 1 can be determined by means of sensors in the resonator chamber 3, which for example detect the front edge of the printing material 1.
  • the speed of the printing material 1 can be used to determine whether the printing material 1 is at the inlet or when it exits into the passage 7 or from the passage 7 ', thus appropriately controlling the position of the Elements 4 is made possible.
  • 5a and 5b each show a lateral section of the resonator chamber 3 of the microwave device.
  • element 4 is designed as a variant rotatable about its own axis.
  • the arrangement of axis or axis of rotation and wing 8 to each other and the storage of the element 4 is arbitrary.
  • 5a shows a variant of the element 4 in a first position.
  • the element 4 is in this case designed as a rod, which extends from the passage 7 in a side surface 9 of the resonator chamber 3 through the passage 7 'of an opposite side surface 9' of the resonator chamber 3.
  • the two rectangular wings 8 are formed, which are connected in one piece to the element 4.
  • the wings 8 run perpendicular to the element 4 and are offset from one another by 180 ° on the element 4, so that the two wings 8 of the element 4 are arranged in mirror image to one another with a mirror axis which extends axially to the element 4.
  • Channels are formed in the resonator chamber 3, in which the standing microwave propagates.
  • the interior of the resonator chamber 3 is designed accordingly, the channels being located between the walls 9 of the resonator chamber 3.
  • the first position of the element 4 is set for heating a specific printing material 1 with a basis weight of 300 g / m 2 .
  • the printing press is operated with another printing material 1 after fixing the printing material 1 with a basis weight of 300 g / m 2 , for example with a printing material 1 with a basis weight of 80 g / m 2 , the position of the element 4 according to FIG 5a insufficient heating has been achieved.
  • a stepping motor causes the element 4 to rotate into a second position according to FIG. 5b, as shown by the arrow. In the second position of the element 4, the printing material 1 with a basis weight of 80 g / m 2 is heated in a suitable manner in order to fix the toner.
  • FIG. 6 shows a view of an embodiment of the resonator chamber 3 and the like Element 4 in a further embodiment as a membrane, which depends on in the resonator chamber 3 blown compressed air, as through the double-sided Arrow 16 shown, or a negative pressure generated in the resonator chamber 3 their shape changes.
  • the membrane changes with the exception of the appropriate one Attachment points of the membrane their position in the resonator chamber 3, this leads to different resonance states in the resonator chamber 3. It a changed position 4 'of the element 4 is shown for the case that overpressure or underpressure is used in the resonator chamber 3.
  • This embodiment of the element 4 can be used particularly advantageously in one Embodiment of a resonator chamber 3, into which the microwaves from below couple through a coupling opening 14 with the screen and the printing material 1 in the resonator chamber 3 in a plane lying above the coupling opening 14 passes.
  • FIG. 7 shows a view of an embodiment of the resonator chamber 3 and the like Element 4 or tuning element in a further embodiment as suitable dielectric liquid which can be inserted into a tube 17 which has a suitable diameter and runs through the resonator chamber 3.
  • the tube 17 is suitably provided with a reservoir container 18 connected, in which the element 4 is located as a liquid, so that the liquid introduced into the tube 17 by a suitable device and again can be left out.
  • This is advantageously done by the resonator chamber 3 leading tubes 17 a suitable inclination, so that ensured is that all of the liquid gets back into the reservoir container 18.
  • the resonance state in the resonator chamber 3 and the heating of the printing material 1 can be controlled in a targeted manner.
  • a liquid MOTON TEFLON ADDITIV 102 for example, is a good choice colloidal dispersion of PTFE / TEFLON ⁇ particles in an oil.
  • a suitable tub instead of the tube 17 for the appropriate absorption and release of liquid into the resonator chamber 3 are introduced, with which the tuning of the microwave device is adaptable to different substrates 1.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Fixieren von Toner auf einem Bedruckstoff mittels Mikrowellenstrahlung bei Druckmaschinen. Aufgabe der Erfindung ist, die Fixierung von Toner an einem Bedruckstoff schnell und auf einfache Weise zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, die Fixierung von Toner auf verschiedenen Arten von Bedruckstoff auf geeignete Weise anzupassen. Vorgesehen ist ein Verfahren und eine Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen, bei dem der Bedruckstoff durch einen Durchlass in einer Resonatorkammer einer Mikrowelleneinrichtung durchgeführt wird und wenigstens ein Element zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer bewegt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen nach Anspruch 1 und auf eine Mikrowelleneinrichtung, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 4.
Bei Druckmaschinen wird bei verschiedenen Druckverfahren ein Tonermaterial auf einen Bedruckstoff aufgebracht. Hierbei ist ein Anliegen, das Tonermaterial oder den Toner sicher am Bedruckstoff zu befestigen oder mit diesem zu verzahnen. Nach dem Druckvorgang soll der Toner fest und ohne zu Verschmieren am Bedruckstoff fixiert sein. Zu diesem Zweck werden oftmals Fixierwalzen verwendet, welche mit Wärme und Druck an beiden Seiten des betonerten Bedruckstoffs angreifen und den auf verschiedene Weise aufgebrachten Toner an den Bedruckstoff anschmelzen und fixieren. Dies ist mit Nachteilen verbunden, etwa dem Verschleiß der Fixierwalzen und der Gefahr der Beschädigung des Bedruckstoffs. Eine Lösung besteht in der Verwendung von kontaktlosen Fixiereinrichtungen, welche den Bedruckstoff beim Fixieren oder Befestigen des Toners am Bedruckstoff nicht berühren. Im Stand der Technik wird unter anderem die Fixierung mittels Mikrowellenstrahlung bei Durchlauf des Bedruckstoffes durch einen Mikrowellenresonator vorgeschlagen. Bei diesem Lösungsvorschlag treten jedoch Probleme auf, wenn verschiedene Bedruckstoffe verwendet werden, wobei der Bedruckstoff nicht gleichmäßig und geeignet erwärmt wird. Ein Abschlussschieber oder Kurzschlussschieber an einer Mikrowelleneinrichtung zum Einstellen des Resonanzzustands oder der Resonanzbedingung benötigt eine gute Kontaktierung, um elektrische Überschläge zu vermeiden und ist für die hohe Anzahl von Einstellvorgängen für verschiedene Bedruckstoffe ungeeignet.
Aufgabe der Erfindung ist daher, die Fixierung von Toner an einem Bedruckstoff schnell und auf einfache Weise zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, die Fixierung von Toner an verschiedene Arten von Bedruckstoff auf geeignete Weise anzupassen.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 4. Vorgesehen ist ein Verfahren für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen, bei dem der Bedruckstoff durch einen Durchlass in einer Resonatorkammer einer Mikrowelleneinrichtung durchgeführt wird und wenigstens ein Element zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer bewegt wird. Ferner ist eine Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen vorgesehen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Resonatorkammer mit wenigstens einem Durchlass zum Durchführen des Bedruckstoffs und wenigstens einem in die Resonatorkammer hineinreichenden Element zum Abstimmen des Resonanzzustands durch Bewegen des Elements. Ist der Resonanzzustand oder die Resonanzbedingung in der Mikrowelleneinrichtung erfüllt, so koppelt die Mikrowellenstrahlung der Mikrowelleneinrichtung in den Bedruckstoff ein und erwärmt diesen.
Mit der erfindungsgemäßen Mikrowelleneinrichtung wird Toner kontaktlos und auf einfache Weise auf Bedruckstoff fixiert und die zur Absorption der Mikrowellenleistung durch den Bedruckstoff vorausgesetzte Resonanzabstimmung der Mikrowelleneinrichtung ist einfach und kostengünstig auf verschiedene Bedruckstoffe einstellbar.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Damit keine Absorption der Mikrowellenenergie durch das Element oder Abstimmelement auftritt, ist das Element aus einem Material mit geringen dielektrischen Verlusten ausgebildet, bevorzugt aus Polytetrafluorethylen. Auf besonders vorteilhafte Weise weist das Element bei einer speziellen Ausführungsform einen Querschnitt von 8 mm Länge und 6 mm Breite auf und nimmt das Element in der Resonatorkammer zum Einstellen eines Resonanzzustands zwei unterschiedliche Positionen ein. Der eine Resonanzzustand oder die eine Resonanzbedingung, der eine Position des Elements oder Abstimmelements zugeordnet ist, wird dabei gewählt, um Toner auf Bedruckstoffen einer Art, z.B. Bedruckstoffe eines bestimmten Gewichtsbereichs, zu fixieren. Ein anderer Resonanzzustand , dem eine andere Position des Elements oder Abstimmelements zugeordnet ist, wird gewählt, um Toner auf Bedruckstoffen einer anderen Art, z.B. in einem anderen Gewichtsbereich, zu fixieren. Die Temperatur des Bedruckstoffes oder Fixiertemperatur in der Resonatorkammer kann mit zwei Positionen des Elementes für unterschiedliche Bedruckstoffgewichte angepasst werden. Weitere Einstellungen der Positionen des Elementes sind nicht erforderlich.
Um unterschiedliche Füllgrade der Resonatorkammer beim Einlauf und Austritt des Bedruckstoffes zu berücksichtigen, weist das Element beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs in die bzw. aus der Resonatorkammer eine erste Position auf, welche einer ersten Resonanzabstimmung in der Resonatorkammer entspricht, und eine zweite Position, welche einer zweiten Resonanzabstimmung entspricht, wenn sich der Bedruckstoff vollständig durch die Resonatorkammer erstreckt. Auf diese Weise wird erreicht, dass beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffes, wenn sich effektiv weniger Bedruckstoffgewicht in der Resonatorkammer befindet als in dem Fall, wenn sich der Bedruckstoff vollständig in der Resonatorkammer befindet, die Vorderkante und die Rückkante des Bedruckstoffes wie die übrigen Bereiche des Bedruckstoffs geeignete Temperaturen zur Fixierung des Toners erreichen.
Varianten der Erfindung offenbaren verschiedene bauliche Ausführungsformen des Abstimmelements und damit verbunden verschiedene Bewegungsmöglichkeiten des Elements oder Abstimmelements in der Resonatorkammer. Die Ausführungsform des Abstimmelements ist von der Ausführungsform der Resonatorkammer abhängig. Durch Bewegen des Elements in seinen verschiedenen Ausführungsformen wird jeweils eine Veränderung des Resonanzzustands oder der Resonanzbedingung in der Resonatorkammer erzielt. In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung in Ausführungsformen beispielhaft in Bezug auf die Figuren dargestellt.
Fig. 1
zeigt Funktionsverläufe der maximalen Papiertemperatur als Funktion von Papiergewichten für verschiedene Blendengrößen an einer Resonatorkammer,
Fig. 2
zeigt Funktionsverläufe der maximalen Papiertemperatur als Funktion von Papiergewichten für zwei verschiedene Positionen des Elements in der Resonatorkammer,
Fig. 3
zeigt einen schematischen Seitenschnitt einer Mikrowelleneinrichtung zum Fixieren von Toner auf Bedruckstoff,
Fig. 4
zeigt eine perspektivische schematische Darstellung der Resonatorkammer mit einem durch einen Durchlass greifenden Element,
Fig. 5a
zeigt einen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform des Elements in einer ersten Position,
Fig. 5b
zeigt einen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform des Elements in einer zweiten Position,
Fig. 6
zeigt einen seitlichen Schnitt einer Resonatorkammer mit einer weiteren Ausführungsform des Elements als Membran in zwei verschiedenen Positionen,
Fig. 7
zeigt einen seitlichen Schnitt einer Resonatorkammer mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei das Element als Flüssigkeit ausgeführt ist.
In Fig. 1 sind drei Funktionsverläufe der maximalen Temperatur eines Papiers oder Bedruckstoffs 1 als Funktion von Papiergewichten oder Bedruckstoffgewichten für verschiedene Größen einer Blende in einer Resonatorkammer 3 einer Mikrowelleneinrichtung dargestellt. Die Messungen wurden bei einer konstanten Mikrowellenleistung der Mikrowelleneinrichtung von 2000 W durchgeführt. Die Temperatur des Bedruckstoffs 1 wurde nach dem Verlassen der Resonatorkammer 3 bei einem Durchlass 7' mittels eines Zeilenpyrometers gemessen. Die Geschwindigkeit des Bedruckstoffs 1 betrug während der Messungen konstant 50 cm/s. An der Abszisse ist das Bedruckstoffgewicht oder Papiergewicht in Gramm je Quadratmeter aufgetragen, an der Ordinate ist als Funktion des Papiergewichts die maximale Papiertemperatur in Grad Celsius aufgetragen, die als Folge der Erwärmung des Bedruckstoffs 1 oder Papiers durch die Mikrowellenstrahlung der Mikrowelleneinrichtung entsteht. Die Absorption der Mikrowellenstrahlung durch den Bedruckstoff 1 ist abhängig von der Einstellung der Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3. Die verwendete Ausführungsform einer Resonatorkammer 3 weist eine Breite von 30 mm auf. Wenn sich der Bedruckstoff 1 vollständig durch die Resonatorkammer 3 erstreckt, befindet sich etwa ein Abschnitt von 24 mm des Bedruckstoffs 1 (30 mm weniger der Wandstärken der Resonatorkammer 3) in dieser. Die Kurven der Funktionsverläufe sind mit a, b und c bezeichnet, bei denen jeweils unterschiedliche Blendengrößen verwendet werden. Die Blende befindet sich an der Seite der Resonatorkammer 3, an welcher eine Mikrowelle in die Resonatorkammer 3 eingekoppelt wird. Mit Hilfe der Blende ist eine stehende Mikrowelle in der Resonatorkammer 3 ausbildbar. Die Kurve mit der Bezeichnung a beschreibt einen Funktionsverlauf bei einer Resonatorkammer 3 mit einer Blende mit der Länge 50 mm und der Breite 17 mm, die Kurve mit der Bezeichnung b beschreibt einen Funktionsverlauf bei einer Resonatorkammer 3 mit einer Blende mit der Länge 54,5 mm und der Breite 17 mm und die Kurve mit der Bezeichnung c beschreibt einen Funktionsverlauf bei einer Resonatorkammer 3 ohne Blende. Eine Ausbildung der Resonatorkammer 3 ohne Blende bedeutet, die Mikrowelle gelangt ohne Hindernis in die Resonatorkammer 3 mit Innenausmaßen der Länge 94 mm und der Breite 24 mm und kann diese verlassen. Wie zu erkennen ist, verläuft die Kurve a bogenförmig mit einem Maximum des Papiergewichts im Bereich von etwa 180 g/m2. Die Kurve b verläuft bogenförmig, im Vergleich zur Kurve a flacher mit einem Maximum des Papiergewichts im Bereich von etwa 200 g/m2. Die Kurve c verläuft sehr flach, nahezu parallel zur Abszisse, mit einer geringfügigen Bogenform und einem Maximum des Papiergewichts im Bereich von etwa 180 g/m2. Herausgefunden wurde, dass je größer die verwendete Blende ist, desto flacher der Funktionsverlauf. Die in Fig. 1 dargestellten funktionellen Abhängigkeiten werden im Wesentlichen durch Verwenden der Blenden an der Einkopplungsöffnung der Mikrowellenstrahlung in die Resonatorkammer 3 verursacht. Wichtig ist, dass ohne Blende die an der Ordinate aufgetragene Papiertemperatur wesentlich geringer ist als mit Blende und die Abhängigkeit der Papiertemperatur vom Papiergewicht sehr gering ist, wie in der Kurve c ersichtlich. Für eine Erhöhung der Papiertemperatur beim Durchlaufen einer Resonatorkammer 3 ohne Blende ist folglich eine Erhöhung der Leistung an der Mikrowelleneinrichtung erforderlich. Derartige Abhängigkeiten wie in Fig. 1 gezeigt und vorstehend beschrieben, gelten prinzipiell für verschiedene Ausführungsformen einer Resonatorkammer 3.
Fig. 2 zeigt die maximale Papiertemperatur als Funktion von verschiedenen Papiergewichten für verschiedene Positionen des Elements 4 im Durchlass 7, 7' der Resonatorkammer 3. Die Messungen wurden bei einer konstanten Mikrowellenleistung der Mikrowelleneinrichtung von 2000 W durchgeführt. Bei diesem Versuch wurde das Element 4 in der Resonatorkammer 3 verschoben, die Größe der Blende an der Kopplungsöffnung, bei welcher die Mikrowellenstrahlung in die Resonatorkammer eingekoppelt wird, ist mit einer Länge von 54,5 mm und einer Breite von 17 mm in rechteckiger Ausbildung vorgesehen. Die Ordinate kennzeichnet die maximale Temperatur des Papiers oder Bedruckstoffs 1, welche durch die Mikrowellenstrahlung der Mikrowelleneinrichtung bewirkt wird. Das Element 4 ist in diesem Fall ein Stab aus Polytetrafluorethylen (PTFE), unter dem Markennamen Teflon bekannt, der in die Resonatorkammer 3 hineinreicht. Die Kurven in Fig. 2 sind mit den Buchstaben d und e gekennzeichnet. Die Kurve e beschreibt den Verlauf der maximalen Bedruckstofftemperatur oder Papiertemperatur als Funktion des Bedruckstoffgewichts oder Papiergewichts bei einer Position des Elements 4, das im Vergleich zur Position des Elements 4, welche die Kurve d beschreibt, um 40 mm verschoben ist. Erkennbar ist der Einfluss der Position des Elements 4 auf die maximale Papiertemperatur. Die Verläufe der Kurven d und e, welche unterschiedliche Positionen des Elements 4 kennzeichnen, unterscheiden sich in auffälliger Weise voneinander. Ähnliche Abhängigkeiten werden für alle verschiedenen Ausführungsformen des Elements 4 erhalten, wie sie in den Figuren beschrieben sind. Dieser Effekt wird bei der vorliegenden Erfindung verwendet, um durch Bewegen des Elements 4 die Resonanzabstimmung der Mikrowelleneinrichtung zu verändern und als Folge daraus durch Absorption der Mikrowellenenergie und Umwandlung der Mikrowellenenergie in Wärmeenergie die Temperatur des Bedruckstoffs 1 oder Papiers beim Durchlaufen der Mikrowelleneinrichtung zu verändern. Bei Ansehen der Funktionsverläufe wird deutlich, dass bei Papier- oder Bedruckstoffgewichten bis etwa 250 g/m2 die Position des Elementes 4, in diesem Fall ein Teflonstab, gemäß der Kurve d verwendet wird, und ab Bedruckstoffgewichten von 250 g/m2 und höher das Element 4 um 40 mm verschoben wird, um die maximale Papiertemperatur nach der Kurve e zu erreichen, die in diesem Bereich höher als die maximale Papiertemperatur der Kurve d liegt. Auf diese Weise wird ein schnelles Abstimmen der Mikrowelleneinrichtung auf das Bedruckstoffgewicht oder Papiergewicht erzielt.
Fig. 3 zeigt beispielhaft einen schematischen Seitenschnitt einer Ausführungsform einer Mikrowelleneinrichtung zum Fixieren von Toner auf Bedruckstoff 1. An der linken Seite der Mikrowelleneinrichtung befindet sich ein Magnetron 10 zum Erzeugen von Mikrowellen. An das Magnetron 10 schließt sich ein Einkopplungswandler 13 zum Einkoppeln der Mikrowellen in die Resonatorkammer 3 an. Weiterhin ist eine Wasserlast 11 und ein Zirkulator 12 vorgesehen. Zwischen dem Einkopplungswandler 13 und der Resonatorkammer 3 befindet sich eine Kopplungsöffnung 14 mit einer Blende. Die Resonatorkammer 3 weist einen Durchlass 7' in der Seitenfläche 9' zum Durchführen von Bedruckstoff 1 durch die Resonatorkammer 3 auf. In der entgegengesetzten Seitenfläche 9 der Resonatorkammer 3 befindet sich ein entsprechender Durchlass 7. An der rechten Seite der Resonatorkammer 3 der Mikrowelleneinrichtung befindet sich ein Abschlussschieber 15 aus Metall, der in waagerechter Richtung zur Resonatorkammer 3 bewegbar ist und in die Resonatorkammer 3 hineinreicht. Der Abschlussschieber 15 besteht aus einem Stab und einer rechteckigen Fläche, die senkrecht mit dem Stab verbunden ist, welche die Resonatorkammer 3 derart abschliesst, dass eine gute elektrische Kontaktierung zu den Innenseiten der Resonatorkammer 3 besteht. Die Fig. 3 stellt eine Mikrowelleneinrichtung des Stands der Technik dar und wird nicht weiter beschrieben.
Fig. 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Resonatorkammer 3 einer Ausführungsform der Erfindung, welche von einer Mikrowelleneinrichtung umfasst wird. Die Mikrowelleneinrichtung ist ähnlich der nach Fig. 3, wird von einer Spannungsversorgung gespeist und umfasst das Magnetron 10 zum Erzeugen der Mikrowellenstrahlung, den Zirkulator 12 mit einer Wasserlast 11, den Einkopplungswandler 13 zum induktiven Anpassen des Magnetrons 10 an die Resonatorkammer 3 und ist mit der Resonatorkammer 3 mittels einer Kopplungsöffnung 14 verbunden. In der Kopplungsöffnung 14 der Resonatorkammer 3 befindet sich eine Blende, wie vorstehend beschrieben. Die Geometrie der Resonatorkammer 3 ist zusammen mit der Blende und dem Abschlussschieber 15 so ausgebildet, dass in der Resonatorkammer 3 eine stehende Mikrowelle ausgeprägt wird. Die Mikrowellenstrahlung in der Resonatorkammer 3 ist schematisch durch eine sinusförmige Welle dargestellt. Die Resonatorkammer 3 weist je einen Durchlass 7, 7' an den gegenüberliegenden Seitenflächen 9 bzw. 9' auf, die dazu ausgebildet sind, dass der Bedruckstoff 1 der Resonatorkammer 3 an der einen Seitenfläche 9 durch den Durchlass 7 zugeführt wird und die Resonatorkammer 3 an der gegenüberliegenden anderen Seitenfläche 9' durch den Durchlass 7' verlässt. Die Bewegungsrichtung des Bedruckstoffs 1 ist durch den Richtungspfeil dargestellt. Bei einer Resonatorkammer 3 ohne Blende weist die Papiertemperatur von dem Papiergewicht je Fläche nur eine geringfügige Abhängigkeit auf. Die maximale Temperatur des Bedruckstoffs 1 ist in diesem Fall niedrig. Durch das Verwenden einer Blende jedoch treten wesentliche Abhängigkeiten zwischen der Papiertemperatur und dem Papiergewicht je Fläche auf, wie in Fig. 1 dargestellt, die maximale Temperatur des Bedruckstoffs 1 ist höher als ohne Blende. Typische Größen der Blende sind 50 mm Länge bei 17 mm Breite und 54,5 mm Länge bei 17 mm Breite, wobei die Seitenöffnung der Resonatorkammer 3, die sich an die Kopplungsöffnung 14 mit der Blende anschliesst, eine Länge von 94 mm und eine Breite von 24 mm aufweist. Ohne Verwendung einer Blende wird die Mikrowelle durch die letztgenannte Größe der Öffnung in die Resonatorkammer 3 eingekoppelt. In anderen Ausführungsformen einer Resonatorkammer, wie sie zum Beispiel in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigt sind, werden auch kreisrunde Blenden eingesetzt. Bei einer Seitenfläche 9, 9' der Resonatorkammer 3 erstreckt sich das Element 4 durch wenigstens einen Durchlass 7, 7' in den Innenraum der Resonatorkammer 3. Das Element 4 kann alternativ durch eine weitere Öffnung in der Resonatorkammer 3 in diese hineingreifen. Das Vorhandensein des Elements 4 in der Resonatorkammer 3 verändert den Resonanzzustand oder die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3. Die Position des Elements 4 beeinflusst die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 und stimmt die Resonanzbedingung auf den jeweils in der Resonatorkammer 3 befindlichen Bedruckstoff 1 ab. Auf diese Weise wird der sich ändernden Papier- oder Bedruckstofftemperatur bei unterschiedlichen Papier- oder Bedruckstoffgewichten bei der Fixierung von Toner Rechnung getragen, wie in Fig. 1 dargestellt. Eine Bewegung, in diesem Fall eine Positionsänderung in waagerechter Richtung, des Elementes 4 bewirkt letztlich, dass bei sich ändernden Papier- oder Bedruckstoffgewichten je Fläche die Papier- oder Bedruckstofftemperatur beim Durchlaufen des Bedruckstoffs 3 durch die Resonatorkammer 3 nahezu konstant bleibt, ohne dass die Leistungszufuhr an der Mikrowelleneinrichtung durch die Spannungsquelle erhöht wird. Bei einem Wechsel des Bedruckstoffs 1 von einem Flächengewicht von 100 g/m2 zu einem Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 300 g/m2 wird das Element 4 im Durchlass 7' beispielsweise in Längsrichtung zum Durchlass 7' verschoben, so dass bei einem Flächengewicht von 100 g/m2 eine maximale Temperatur des Bedruckstoffs 1 entsprechend der Kurve d erreicht wird und bei einem Flächengewicht von 300 g/m2 eine maximale Temperatur des Bedruckstoffs 1 entsprechend der Kurve e erreicht wird. Dieser Effekt beruht darauf, dass die Absorption von Mikrowellen durch den Bedruckstoff 1 in der Resonatorkammer 3 abhängig von der Einstellung der Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 ist. In der Resonatorkammer 3 beeinflussen der Bedruckstoff 1 und das Element 4 gemeinsam die Resonanzbedingung. Die Erfindung erzielt eine erhöhte Energieausbeute, indem das Element 4 in die jeweils geeignete Position bewegt wird. Ausgeführt sind Zuordnungstabellen, welche in eindeutiger Weise einem bestimmten Flächengewicht eines Bedruckstoffs 1 in Abhängigkeit von der ausgeführten Größe des Durchlass 7, 7', der Leistung an der Mikrowelleneinrichtung und der Geschwindigkeit, mit welcher der Bedruckstoff 1 durch die Resonatorkammer 3 bewegt wird, eine bestimmte Position des Elements 4 genau derart zuordnen, dass der Bedruckstoff 1 und das Element 4 gemeinsam eine optimale Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 ergeben. Das Flächengewicht des Bedruckstoffs 1 ist hierbei in aller Regel in der Steuerungseinrichtung der Druckmaschine bekannt, insbesondere bei digitalen Druckmaschinen, bei denen unterschiedliche Bedruckstoffe 1 mit unterschiedlichen Massen in schneller Abfolge bedruckt werden. Das Element 4 wird bevorzugt von einer geeigneten Steuerung in Abhängigkeit von den Datenausgaben der Zuordnungstabelle bewegt. Für bestimmte Ausführungsformen des Elements 4 sind dabei vorteilhaft Schrittmotoren einsetzbar. Eine weitere Möglichkeit der Bewegung des Elements 4 ist durch Steuerung eines mit dem Element 4 gekoppelten Magneten gegeben, der elektrisch angesteuert wird und das Element 4 bewegt. Durch Bewegen des Elements 4 wird die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 stets derart abgestimmt, dass die Erwärmung des Bedruckstoffs 1 und des auf diesem aufliegenden Toners zur Fixierung des Toners am Bedruckstoff 1 in energieeffizienter Weise erfolgt. Varianten der Erfindung offenbaren verschiedene Bewegungsmöglichkeiten für verschiedene bauliche Ausführungsformen des Elements 4. Wenn das Element 4 als Stab ausgeführt ist, so sind prinzipiell alle Bewegungsmöglichkeiten gegeben. Wie in Fig. 4 für eine Ausführungsform einer Resonatorkammer 3 dargestellt, sind Bewegungen des Elements 4 senkrecht zum Durchlass 7, 7' oder in Längsrichtung zur Resonatorkammer 3 möglich. In Fig. 4 nicht dargestellt ist, dass durch vom Durchlass 7, 7' unabhängige Öffnungen auch Bewegungen des Stabes in vertikaler oder diagonaler Richtung in der Resonatorkammer 3 möglich sind. Die Richtung der Bewegung ist dabei von der baulichen Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Gesamtsystems abhängig. Ist das Element 4 als geführte Platte ausgeführt, die parallel zu einer Wand der Resonatorkammer 3 in diese eingefahren wird, so sind auch für diese Ausführungsform verschiedene örtliche Anordnungen und Bewegungsrichtungen realisierbar, zum Beispiel befindet sich die Platte an der Seite des Abschlussschiebers 15, an der Blendenseite oder an den Seitenwänden in Längsrichtung der Resonatorkammer 3 oder Seitenflächen 9, 9'. Zu beachten ist, dass sich das Resonanzverhalten in der Resonatorkammer 3 bei unterschiedlichen Elementen 4 und unterschiedlichen Bewegungsrichtungen des Elementes 4 ändert. Dies bedeutet, dass die jeweilige Zuordnungstabelle zum Steuern der Position des Elementes 4 an die Ausführungsform des Elements 4 und an die Bewegungsrichtung des Elements 4 angepasst wird. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung offenbart das Element 4 mit zwei unterschiedlichen Positionen bei der Resonatorkammer 3, welche ausreichen, um die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 geeignet für verschiedene Bedruckstoffe 1 und Grammaturen oder Gewicht je Fläche des Bedruckstoffs 1 abzustimmen, so dass bei konstanter Leistung der Mikrowelleneinrichtung stets eine hohe Papiertemperatur und geeignete Fixierung des Toners am Bedruckstoff 1 erreicht wird. Eine weitere Variante betrifft den Fall, wenn der Bedruckstoff 1 dabei ist, durch den Durchlass 7 in die Resonatorkammer 3 einzulaufen und durch den Durchlass 7' aus dieser auszulaufen. Beim Einritt und beim Austritt des Bedruckstoffs 1 reicht der Bedruckstoff 1 nicht vollständig durch die Resonatorkammer 3 hindurch. Die Resonanzbedingung der Mikrowelleneinrichtung ist jedoch darauf abgestimmt, dass sich der Bedruckstoff 1 vollständig durch die Resonatorkammer 3 erstreckt, dies bedeutet, auf das Gewicht des Bedruckstoffs 1 bei diesem Fall. Beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs 1 aus der Resonatorkammer 3 der Mikrowelleneinrichtung ist das effektive Gewicht des Bedruckstoffs 1 in der Resonatorkammer 3 jedoch kleiner als in dem Fall, wenn sich der Bedruckstoff 1 vollständig durch die Resonatorkammer 3 erstreckt. Dieses verringerte effektive Gewicht des Bedruckstoffs 1 in der Resonatorkammer 3 führt dazu, dass die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3 nicht erfüllt ist und die Vorderkante und die Rückkante des Bedruckstoffes 3 nicht auf die zur Fixierung des Toners geeigneten Temperaturen erwärmt werden. Zur Lösung dieser Problematik wird vorgeschlagen, dass sich die Position des Elements 4 in Abhängigkeit von der Lage des Bedruckstoffs 1 in der Resonatorkammer 3 ändert. Beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs 1 nimmt das Element 4, gesteuert vom Schrittmotor, eine Position ein, die zu einer ersten Resonanzabstimmung in der Resonatorkammer 3 führt. Wenn sich der Bedruckstoff 1 durch die Resonatorkammer 3 vollständig von einer Seitenfläche 9 mit dem ersten Durchlass 7 bis zur entgegengesetzten Seitenfläche 9' mit dem Durchlass 7' erstreckt, ändert das Element 4 die Position, dies führt zu einer anderen Resonanzabstimmung in der Resonatorkammer 3. Feststellbar ist die Position des Bedruckstoffs 1 mittels Sensoren bei der Resonatorkammer 3, die beispielsweise den Vorderrand des Bedruckstoff 1 erfassen. Aus der Kenntnis der Position des Vorderrands des Bedruckstoffs 1 ist mit Hilfe der Geschwindigkeit des Bedruckstoffs 1 ermittelbar, ob sich der Bedruckstoff 1 beim Einlauf oder beim Austritt in den Durchlass 7 bzw. aus dem Durchlass 7' befindet, womit die geeignete Steuerung der Position des Elements 4 ermöglicht wird.
Fig. 5a und Fig. 5b zeigen jeweils einen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer 3 der Mikrowelleneinrichtung. Das Element 4 ist in diesem Beispiel als Variante drehbar um seine eigene Achse ausgeführt. In diesem Fall muß an dieser Achse mindestens ein Flügel 8 existieren, der sich bei einer Drehung der Achse durch die Resonatorkammer 3 bewegt. Die Anordnung von Achse oder Drehachse und Flügel 8 zueinander und die Lagerung des Elements 4 ist dabei beliebig. In Fig. 5a ist eine Variante des Elements 4 in einer ersten Position dargestellt. Das Element 4 ist hierbei als Stab ausgebildet, der sich vom Durchlass 7 in einer Seitenfläche 9 der Resonatorkammer 3 durch den Durchlass 7' einer gegenüberliegenden Seitenfläche 9' der Resonatorkammer 3 erstreckt. Etwa bei der Mitte des Elements 4 sind die zwei rechteckigen Flügel 8 ausgebildet, die mit dem Element 4 einteilig verbunden sind. Die Flügel 8 verlaufen senkrecht zum Element 4 und sind am Element 4 um 180° zueinander versetzt, so dass die beiden Flügel 8 des Elements 4 spiegelbildlich zueinander mit einer Spiegelachse angeordnet sind, die axial zum Element 4 verläuft. In der Resonatorkammer 3 sind Kanäle ausgebildet, in denen sich die stehende Mikrowelle ausbreitet. Hierzu ist der Innenraum der Resonatorkammer 3 entsprechend ausgebildet, wobei sich die Kanäle zwischen den Wänden 9 der Resonatorkammer 3 befinden. Die erste Position des Elements 4 ist bei diesem Beispiel für das Erwärmen eines bestimmten Bedruckstoffs 1 mit einem Flächengewicht von 300 g/m2 eingestellt. Wird die Druckmaschine nach dem Fixieren des Bedruckstoffs 1 mit einem Flächengewicht von 300 g/m2 mit einem anderen Bedruckstoff 1 betrieben, beispielsweise mit einem Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 80 g/m2, so wird mit der Position des Elements 4 nach Fig. 5a keine ausreichende Erwärmung erreicht. Wenn der Mikrowelleneinrichtung in der Druckmaschine ein anderer Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 zugeführt wird, bewirkt ein Schrittmotor eine Drehung des Elements 4 in eine zweite Position nach Fig. 5b, wie durch den Pfeil dargestellt. Bei der zweiten Position des Elements 4 wird der Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 80 g/m2 in geeigneter Weise erwärmt, um den Toner zu fixieren.
Fig. 6 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform der Resonatorkammer 3 und das Element 4 in einer weiteren Ausführungsform als Membran, die abhängig von in die Resonatorkammer 3 eingeblasener Druckluft, wie durch den doppelseitigen Pfeil 16 dargestellt, oder eines in der Resonatorkammer 3 erzeugten Unterdrucks ihre Form ändert. Auf diese Weise wechselt die Membran mit Ausnahme der geeigneten Befestigungspunkte der Membran ihre Position in der Resonatorkammer 3, dies führt zu verschiedenen Resonanzzuständen in der Resonatorkammer 3. Es ist jeweils eine geänderte Position 4' des Elements 4 eingezeichnet für den Fall, dass mit Überdruck bzw. Unterdruck in der Resonatorkammer 3 gearbeitet wird. Diese Ausführungsform des Elements 4 ist besonders vorteilhaft einsetzbar in einer Ausführungsform einer Resonatorkammer 3, in die die Mikrowellen von unten durch eine Kopplungsöffnung 14 mit Blende einkoppeln und der Bedruckstoff 1 in einer über der Kopplungsöffnung 14 liegenden Ebene die Resonatorkammer 3 durchläuft.
Fig. 7 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform der Resonatorkammer 3 und das Element 4 oder Abstimmelement in einer weiteren Ausführungsform als geeignete dielektrische Flüssigkeit, die in ein Röhrchen 17 eingelassen werden kann, welches einen geeigneten Durchmesser hat und durch die Resonatorkammer 3 verläuft. Das Röhrchen 17 ist in geeigneter Weise mit einem Reservoirbehältnis 18 verbunden, in dem sich das Element 4 als Flüssigkeit befindet, so dass die Flüssigkeit durch eine geeignete Vorrichtung in das Röhrchen 17 eingebracht und wieder ausgelassen werden kann. Auf vorteilhafte Weise hat das durch die Resonatorkammer 3 führende Röhrchen 17 eine geeignete Neigung, so dass sichergestellt ist, dass die gesamte Flüssigkeit wieder in das Reservoirbehältnis 18 gelangt. Durch Variation der Menge an dielektrischer Flüssigkeit, die sich im Röhrchen 17 in der Resonatorkammer 3 befindet, ist eine Änderung des Resonanzzustandes in der Resonatorkammer 3 möglich. Durch Einführen und Abgeben der Flüssigkeit aus bzw. in das Reservoirbehältnis 18 ist der Resonanzzustand in der Resonatorkammer 3 und die Erwärmung des Bedruckstoff 1 gezielt steuerbar. Als Flüssigkeit bietet sich beispielsweise MOTON TEFLON ADDITIV 102 an, dies ist eine kolloidale Dispersion von PTFE/TEFLON©-Teilchen in einem Öl. In einer weiteren Ausführungsform kann anstelle des Röhrchens 17 auch eine geeignete Wanne zum entsprechenden Aufnehmen und Abgeben von Flüssigkeit in die Resonatorkammer 3 eingebracht werden, womit die Abstimmung der Mikrowelleneinrichtung an verschiedene Bedruckstoffe 1 anpassbar ist.

Claims (13)

  1. Verfahren für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff (1) durch Erwärmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckstoff (1) durch einen Durchlass (7, 7') in einer Resonatorkammer (3) einer Mikrowelleneinrichtung durchgeführt wird und wenigstens ein Element (4) zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer (3) bewegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) aus einer Membran besteht, die durch Ausüben von Druck ihre Form ändert und durch die Formänderung der Membran der Resonanzzustand in der Resonatorkammer (3) abgestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) eine dielektrische Flüssigkeit umfasst und die dielektrische Flüssigkeit zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer (3) in diese hineingeführt und herausgeführt wird
  4. Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff (1) durch Erwärmen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Resonatorkammer (3) mit wenigstens einem Durchlass (7, 7') zum Durchführen des Bedruckstoffs (1) und wenigstens ein in die Resonatorkammer (3) hineinreichendes Element (4) zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer (3) durch Bewegen des Elements (4).
  5. Mikrowelleneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) in Längsrichtung zur Resonatorkammer (3) verschiebbar ist.
  6. Mikrowelleneinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) senkrecht zur Resonatorkammer (3) verschiebbar ist.
  7. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzzustand durch Drehen des Elements (4) einstellbar ist.
  8. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Resonanzzustand durch Hinein- und Herausziehen des Elements (4) einstellbar ist.
  9. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) aus einem Material mit geringem dielektrischen Verlustmodul besteht.
  10. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) aus Polytetrafluorethylen besteht.
  11. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) einen Querschnitt von 8 mm Länge und 6 mm Breite aufweist und in der Resonatorkammer (3) zum Abstimmen des Resonanzzustands zwei Positionen einnimmt, welche zwei verschiedenen Resonanzzuständen zugeordnet sind.
  12. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) beim Einlauf und beim Austritt des Bedruckstoffs (1) in bzw. aus der Resonatorkammer (3) eine erste Position aufweist und eine zweite Position, wenn sich der Bedruckstoff (1) vollständig durch die Resonatorkammer (3) erstreckt.
  13. Mikrowelleneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) aus einer Membran besteht, deren Form durch Druck veränderbar ist.
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