EP1489469A1 - Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff und dafür verwendbares Element - Google Patents

Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff und dafür verwendbares Element Download PDF

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Publication number
EP1489469A1
EP1489469A1 EP04000388A EP04000388A EP1489469A1 EP 1489469 A1 EP1489469 A1 EP 1489469A1 EP 04000388 A EP04000388 A EP 04000388A EP 04000388 A EP04000388 A EP 04000388A EP 1489469 A1 EP1489469 A1 EP 1489469A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mechanically stable
microwave device
microwave
resonator chamber
chamber
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Withdrawn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
EP04000388A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank-Michael Morgenweck
Knut Behnke
Hans-Otto Krause
Domingo Rohde
Lars Seimetz
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
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 filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of EP1489469A1 publication Critical patent/EP1489469A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2007—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using radiant heat, e.g. infrared lamps, microwave heaters

Definitions

  • the invention relates to a microwave device according to claim 1 and to an element according to claim 19.
  • a toner material is used in various printing processes applied to 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 be fixed on the substrate.
  • Fixing rollers are often used for this purpose, which with heat and pressure on both sides of the concrete substrate attack and the toner applied in various ways Melt and fix the substrate. This has disadvantages about the wear of the fuser rollers and the risk of damage to the Printing material.
  • One solution is to use contactless fixtures, which is the substrate when fixing or fixing the toner do not touch the substrate. In the prior art, among other things the fixation by means of microwave radiation when the printing material runs through proposed by a microwave resonator.
  • Termination slide or short-circuit slide on a microwave device needed to set the resonance state or condition a good contact to avoid electrical flashovers and is for the high number of adjustment processes unsuitable for different substrates.
  • 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 appropriate way to adjust.
  • the invention solves the problem with the features of claim 1 and claim 19th
  • a microwave device for attaching toner to one Printing material by heating, with a resonator chamber with at least a passage for feeding the printing material through and at least one in element extending into the resonator chamber for tuning the resonance state in the resonator chamber, the element being at least one first portion of a material with essentially no microwave radiation absorbent properties and a second portion of a material with mechanical stable properties and a slightly higher absorption of the Includes microwave radiation as the first portion.
  • a voting element the state of resonance in a microwave device for intervention into a resonator chamber, the element having at least a first portion of a Material with essentially non-absorbing microwave radiation Properties and a second portion of a material with mechanically stable Features includes.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a resonator chamber 3 one embodiment of the invention, for example a TE 101 resonator, which is comprised by a microwave device.
  • a standing microwave is pronounced.
  • the resonator chamber 3 exists of two parts, a first part 7 and a second part 7 ', the opposite are arranged to each other, the interiors of the first part 7 and of the second part 7 'together form the chamber of the resonator chamber 3 a slot between the parts 7, 7 'through which a printing material 1 through the resonator chamber 3 is transported.
  • the element 4 is essentially in the resonator chamber 3, the axis of the element 4 engages through a Wall 30 of the first part 7 from the outside into the resonator chamber 3.
  • 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 element 4 has at least a first portion 41 of a material with Essentially the properties and non-absorbing microwave radiation a second portion 42 of a material with mechanically stable properties on.
  • the position of the element 4 influences the resonance condition in the resonator chamber 3 and tunes the resonance condition to that in the resonator chamber 3 located printing material 1 from. In this way, the will changing paper or substrate temperature with different paper or Substrate weights taken into account when fixing toner.
  • the microwave radiation couples the microwave device into the substrate and heats it up.
  • the adaptation of the resonance condition to different paper or printing material weights by means of a rotation of the element 4 enables one under the given boundary conditions maximum coupling of the available microwave power.
  • There for Heating of similar substrates 1 with different basis weights a different amount of energy at a certain temperature the microwave power must also be adjusted accordingly.
  • Assignment tables are executed, which uniquely identify one certain basis weight of a printing material 1 a certain position of the Assign element 4 exactly in such a way that printing material 1 and element 4 together an optimal one for the frequency supplied by the microwave source Result resonance condition in the resonator chamber 3.
  • the basis weight of the substrate 1 is usually in the control device Printing machine known, especially in digital printing machines, in which different substrates 1 with different masses in quick succession be printed.
  • the element 4 is preferably of a suitable one Control moved depending on the data output of the assignment table.
  • Stepper motors can be used.
  • Another way of moving the element 4 is given by controlling a magnet coupled to element 4, which is controlled electrically and moves the element 4.
  • the resonance condition in the resonator chamber 3 is always such matched that the heating of the substrate 1 and that lying on it Toner for fixing the toner to printing material 1 in an energy-efficient manner Way is done.
  • Element 4 in this example is a variant of its own Axis 40 rotatable.
  • element 4 comprises one Axis 40 with at least one wing 44, the axis 40 of the element 4 on opposite sides of the resonator chamber 3 through its walls 30 attacks.
  • the wing 44 of the element 4 moves when the axis 40 rotates through the resonator chamber 3.
  • the axis 40 runs as far as possible in the Near the upper boundary of the resonator chamber 3.
  • Fig. 1 is a variant of the element 4 shown in a first position.
  • FIG. 2a shows a schematic lateral section of the resonator chamber 3 with the two parts 7, 7 'with an embodiment of the element 4 in a first position according to FIG. 1, the wing 44 of the element 4 being directed approximately vertically downwards.
  • the first position of the element 4 is set for heating a specific printing material 1 with a basis weight of 60 g / m 2 . If the printing machine is operated after fixing the printing material 1 with a basis weight of 60 g / m 2 with another printing material 1, for example with a printing material 1 with a basis weight of 180 g / m 2 , the position of the element 4 according to FIG 1 and 2a did not achieve sufficient heating.
  • a stepper motor causes the axis 40 of the element 4 to rotate into a second position according to FIG. 2b, as shown by the arrow.
  • the wing 44 which is integrally connected to the axis 40 is pivoted.
  • the printing material 1 with a basis weight of 180 g / m 2 is heated in a suitable manner in order to fix the toner.
  • the axis 40 is pivoted further and the wing 44 assumes, for example, a position according to FIG. 2c, in which the wing 44 is approximately horizontal in the first Part 7 of the resonator chamber 3 is located.
  • Fig. 3 shows a schematic view similar to Fig. 1, in which the element 4 at least a first portion 41 of a material with essentially the microwave radiation non-absorbent properties and a second portion 42 of a material with mechanically stable properties.
  • the material of the second portion 42 has a somewhat higher absorption of the microwave radiation in the resonator chamber 3.
  • Other material parts are possible.
  • the first portion 41 comprises, for example, polytetrafluoroethylene and in this case comprises essential parts of the wing 44.
  • the second portion 42 includes, for example Quartz glass, steatite, polyether sulfone, poly-P-top oxate, polyetherimide, polysulfone, Nylatron, novatron, polyphenylene sulfide, ketron, metal or combinations of these and includes parts of wing 44 and axis 40.
  • Second portion 42 can also be formed from composite materials, such as polytetrafluoroethylene with Kevlar or polytetrafluoroethylene with glass fibers.
  • the axis 40 is the mechanically most stressed part of element 4.
  • the second part 42 has mechanically stable properties and serves to stabilize the Element 4, which consists essentially of the first portion 41 from a less mechanically stable material.
  • the first portion 41 leads to very little Energy losses in the resonator chamber 3, but has the disadvantage that his material is viewed as undesirable over long periods of operation Deformation tends and has a high abrasion.
  • the second portion 42 on the other hand has higher energy losses than the first portion 41, but because of the mechanical stability of its material hardly any deformation and abrasion.
  • the resonator chamber 3 is a standing microwave, with areas in the case of element 4 with a high electric field strength, the first portion 41 is executed and in areas of element 4 with a lower electric field strength the second portion 42 is executed.
  • the entire axis 40 due to their higher absorption of microwave radiation in one area with a low electric field strength so that there is little heating of the axis 40 occurs or the heating is given off via the surface.
  • the used Material of the second portion 42 is selected depending on the position of the axis 40. In this way, the energy losses, which are due to the second part 42 occur, low. Nevertheless, the desired stabilizing properties essentially achieved by means of the second portion 42.
  • Another Possibility of attaching a stabilizing second portion 42 to the element 4 consists in forming the element 4 with a first portion 41 and the side surfaces of the wing 44 of the element 4 with the second portion 42 to coat. In this way, a kind of sandwich structure is formed, whereby the second portion 42 surrounds the first portion 41.
  • the second portions 42 from a mechanically stable material in the upper Part of the wing 44 a lattice-like structure, the areas with the second Portion 42 run along the side and perpendicular to it along the wing 44 of the Elements 4 in strips arranged parallel to each other. Areas of the first Portion 41 alternate longitudinally and transversely with areas of the second portion 42 from.
  • This lattice-like structure with the second portion 42 is only in the upper Part of the wing 44 of the element 4 formed because there are areas with lower electric field strength prevail in the resonator chamber 3.
  • the microwave radiation more absorbent second portion 42 is only in these areas little warmed up. In the areas with higher electric field strength, in the lower Part of the wing 44, only the first portion 41 is formed, which absorbs the microwave radiation less.
  • FIG. 4 shows a schematic section of the resonator chamber 3 with one embodiment the invention similar to Fig. 3, wherein the element 4 with the material with mechanically stable properties, the second portion 42, the top and side surfaces of the wing 44, but not the underside of the Wing 44, in which a high electric field strength is formed.
  • the second portion 42 At the Top and side surfaces of the wing 44, at the second portion 42, are Areas of the microwave field with a smaller electric field strength are pronounced.
  • the second portion 42 is in particular on the side surfaces of the wing 44 very narrow, because the microwave field from the side of the resonator chamber 3 forms a steep slope. This is in the center of wing 44 Element 4 with a first portion 41 of a material with essentially the Microwave radiation is not formed while absorbing properties the side surfaces except the bottom of the element 4 a second Portion 42 comprises a material with mechanically stable properties.
  • the element 4 with the second portion 42 with the Material with mechanically stable properties includes the parts of the Axis 40 when element 4 passes through wall 30 of first part 7 the resonator chamber 3.
  • the second portion 42 is formed from two pins, which each engage on one side of the first part 7 of the resonator chamber 3 and are connected in one piece to the axis 40 of the element 4.
  • the remaining parts of the element 4, the wing 44 and the removed from the wall 30 Part of the axis 40 in the interior of the resonator chamber 3 are from the first Share 41 trained.
  • Fig. 6 shows a variant of the invention with a schematic section.
  • the element 4 is formed from an axis 40 and a wing 44 connected in one piece to it.
  • the axis 40 in this case comprises the mechanically stable second portion 42.
  • the axis 40 of the element 4 is hollow in particular.
  • a cooling medium is supplied to the axis 40, as shown by the arrow in FIG. 6.
  • the cooling medium is, for example, air or another suitable medium.
  • the cooling medium leaves the axis 40 on the opposite side of the resonator chamber 3 through the wall 30 of the resonator chamber 3, as shown by the arrow.
  • Another option is the surface or parts of the surface to structure the wing 44 and flow around it with a coolant, for example Air. Due to the larger surface due to the structuring is compared achieves an additional cooling effect on a flat surface.
  • a coolant for example Air. Due to the larger surface due to the structuring is compared achieves an additional cooling effect on a flat surface.
  • the second portion 42 is made of metal, wherein the metal has as a special feature that this the microwave radiation strongly reflected and can therefore only be used in exceptional cases.

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Abstract

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 an verschiedene Arten von Bedruckstoff auf geeignete Weise anzupassen. Vorgesehen ist eine Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen, wobei eine Resonatorkammer zum Durchführen des Bedruckstoffs und wenigstens ein in die Resonatorkammer hineinreichendes Element zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer vorgesehen ist, und das Element wenigstens einen ersten Anteil eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften und einen zweiten Anteil eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften und einer geringfügig höheren Absorption der Mikrowellenstrahlung als der erste Anteil umfasst. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mikrowelleneinrichtung nach Anspruch 1 und auf ein Element nach Anspruch 19.
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 des Anspruchs 19.
Vorgesehen ist eine Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff durch Erwärmen, wobei eine Resonatorkammer mit wenigstens einem Durchlass zum Durchführen des Bedruckstoffs und wenigstens ein in die Resonatorkammer hineinreichendes Element zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer, wobei das Element wenigstens einen ersten Anteil eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften und einen zweiten Anteil eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften und einer geringfügig höheren Absorption der Mikrowellenstrahlung als der erste Anteil umfasst. Ferner ein Element zum Abstimmen des Resonanzzustands in einer Mikrowelleneinrichtung zum Eingreifen in eine Resonatorkammer, wobei das Element wenigstens einen ersten Anteil eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften und einen zweiten Anteil eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften umfasst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
In der folgenden Beschreibung ist die Erfindung in Ausführungsformen beispielhaft in Bezug auf die Figuren dargestellt.
Fig. 1
zeigt einen schematischen Schnitt einer Resonatorkammer mit einem speziell ausgebildeten Element,
Fig. 2a
zeigt einen schematischen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform des Elements in einer ersten Position nach Fig. 1,
Fig. 2b
zeigt einen schematischen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform des Elements in einer zweiten Position nach Fig. 2a,
Fig. 2c
zeigt einen schematischen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform des Elements in einer dritten Position nach Fig. 2a,
Fig. 3
zeigt einen schematischen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das Element einen gitterförmigen zweiten Anteil des Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften umfasst,
Fig. 4
zeigt einen schematischen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das Element mit dem zweiten Anteil mit dem Material mit mechanisch stabilen Eigenschaften Seitenflächen des Elements umfasst,
Fig. 5
zeigt einen schematischen Schnitt der Resonatorkammer mit einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das Element mit dem zweiten Anteil mit dem Material mit mechanisch stabilen Eigenschaften Teile der Achse beim Durchgriff durch die Wand der Resonatorkammer umfasst,
Fig. 6
zeigt einen schematischen Schnitt der Resonatorkammer mit einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, wobei die Achse des Elements von einem Kühlmedium durchströmt ist.
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Resonatorkammer 3 einer Ausführungsform der Erfindung, beispielsweise ein TE 101- Resonator, welcher von einer Mikrowelleneinrichtung umfasst wird. In der Resonatorkammer 3 wird eine stehende Mikrowelle ausgeprägt. Die Resonatorkammer 3 besteht aus zwei Teilen, einem ersten Teil 7 und einem zweiten Teil 7', die entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Innenräume des ersten Teils 7 und des zweiten Teils 7' gemeinsam die Kammer der Resonatorkammer 3 bilden mit einem Schlitz zwischen den Teilen 7, 7', durch welchen ein Bedruckstoff 1 durch die Resonatorkammer 3 transportiert wird. Das Element 4 befindet sich im Wesentlichen in der Resonatorkammer 3, die Achse des Elements 4 greift durch eine Wand 30 des ersten Teils 7 von außen in die Resonatorkammer 3. Das Vorhandensein des Elements 4 in der Resonatorkammer 3 verändert den Resonanzzustand oder die Resonanzbedingung in der Resonatorkammer 3. Das Element 4 weist wenigstens einen ersten Anteil 41 eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften und einen zweiten Anteil 42 eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften auf. 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 Papieroder Bedruckstoffgewichten bei der Fixierung von Toner Rechnung getragen. Ist der Resonanzzustand oder die Resonanzbedingung in der Mikrowelleneinrichtung erfüllt, so koppelt die Mikrowellenstrahlung der Mikrowelleneinrichtung in den Bedruckstoff ein und erwärmt diesen. Die Anpassung der Resonanzbedingung an unterschiedliche Papier- oder Bedruckstoffgewichte mittels einer Drehung des Elements 4 ermöglicht eine unter den gegebenen Randbedingungen maximale Einkopplung der zur Verfügung stehenden Mikrowellenleistung. Da zur Erwärmung von gleichartigen Bedruckstoffen 1 mit unterschiedlichen Flächengewichten auf eine bestimmte Temperatur eine unterschiedliche Energiemenge benötigt wird, muss auch die Mikrowellenleistung entsprechend angepasst werden. Ausgeführt sind Zuordnungstabellen, welche in eindeutiger Weise einem bestimmten Flächengewicht eines Bedruckstoffs 1 eine bestimmte Position des Elements 4 genau derart zuordnen, dass der Bedruckstoff 1 und das Element 4 gemeinsam eine für die von der Mikrowellenquelle gelieferte Frequenz 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. Das Element 4 ist in diesem Beispiel als Variante um seine eigene Achse 40 drehbar ausgeführt. In diesem Fall umfasst das Element 4 eine Achse 40 mit mindestens einem Flügel 44, wobei die Achse 40 des Elements 4 an entgegengesetzten Seiten der Resonatorkammer 3 durch ihre Wände 30 greift. Der Flügel 44 des Elements 4 bewegt sich bei einer Drehung der Achse 40 durch die Resonatorkammer 3. Die Achse 40 verläuft so weit wie möglich in der Nähe der oberen Begrenzung der Resonatorkammer 3. In Fig. 1 ist eine Variante des Elements 4 in einer ersten Position dargestellt.
Fig. 2a zeigt einen schematischen seitlichen Schnitt der Resonatorkammer 3 mit den zwei Teilen 7, 7' mit einer Ausführungsform des Elements 4 in einer ersten Position nach Fig. 1, wobei der Flügel 44 des Elements 4 etwa senkrecht nach unten gerichtet ist. Die erste Position des Elements 4 ist bei diesem Beispiel für das Erwärmen eines bestimmten Bedruckstoffs 1 mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 eingestellt. Wird die Druckmaschine nach dem Fixieren des Bedruckstoffs 1 mit einem Flächengewicht von 60 g/m2 mit einem anderen Bedruckstoff 1 betrieben, beispielsweise mit einem Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 180 g/m2, so wird mit der Position des Elements 4 nach den Fig. 1 und 2a keine ausreichende Erwärmung erreicht. Wenn der Mikrowelleneinrichtung in der Druckmaschine ein anderer Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 180 g/m2 zugeführt wird, bewirkt ein Schrittmotor eine Drehung der Achse 40 des Elements 4 in eine zweite Position nach Fig. 2b, wie durch den Pfeil dargestellt. Beim Drehen der Achse 40 des Elements 4 wird der einteilig mit der Achse 40 verbundene Flügel 44 geschwenkt. Bei der zweiten Position des Elements 4 wird der Bedruckstoff 1 mit einem Flächengewicht von 180 g/m2 in geeigneter Weise erwärmt, um den Toner zu fixieren. Wird Toner bei einem Bedruckstoff 1 mit einem anderen Flächengewicht fixiert, beispielsweise 300 g/m2, wird die Achse 40 weiter geschwenkt und der Flügel 44 nimmt beispielsweise eine Position nach der Fig. 2c an, bei welcher sich der Flügel 44 etwa waagerecht im ersten Teil 7 der Resonatorkammer 3 befindet.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht ähnlich zu Fig. 1, bei welcher das Element 4 wenigstens einen ersten Anteil 41 eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften und einen zweiten Anteil 42 eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften umfasst. Das Material des zweiten Anteils 42 weist eine etwas höhere Absorption der Mikrowellenstrahlung in der Resonatorkammer 3 auf. Weitere Materialanteile sind ausführbar. Der erste Anteil 41 umfasst beispielsweise Polytetrafluorethylen und umfasst hierbei wesentliche Teile des Flügels 44. Der zweite Anteil 42 umfasst beispielsweise Quarzglas, Steatit, Polyethersulfon, Poly-P-Obenoxate, Polyetherimid, Polysulfon, Nylatron, Novatron, Polyphenylensulfid, Ketron, Metall oder Kombinationen hiervon und umfasst Teile des Flügels 44 und die Achse 40. Der zweite Anteil 42 kann ferner aus Kompositwerkstoffen ausgebildet sein, etwa Polytetrafluorethylen mit Kevlar oder Polytetrafluorethylen mit Glasfasern. Die Achse 40 ist der mechanisch am stärksten beanspruchte Teil des Elements 4. Der zweite Anteil 42 weist mechanisch stabile Eigenschaften auf und dient zum Stabilisieren des Elements 4, welches im Wesentlichen aus dem ersten Anteil 41 aus einem weniger mechanisch stabilen Material besteht. Der erste Anteil 41 führt zu sehr geringen Energieverlusten in der Resonatorkammer 3, weist jedoch den Nachteil auf, dass sein Material etwa über längere Betriebszeiten betrachtet zu unerwünschten Verformungen neigt und einen hohen Abrieb aufweist. Der zweite Anteil 42 weist dagegen höhere Energieverluste als der erste Anteil 41 auf, jedoch wegen der mechanischen Stabilität seines Materials kaum Verformungen und Abrieb. In der Resonatorkammer 3 ist eine stehende Mikrowelle ausgebildet, wobei bei Bereichen beim Element 4 mit hoher elektrischer Feldstärke der erste Anteil 41 ausgeführt ist und bei Bereichen beim Element 4 mit geringerer elektrischer Feldstärke der zweite Anteil 42 ausgeführt ist. Ferner kann die gesamte Achse 40 aufgrund ihrer höheren Absorption von Mikrowellenstrahlung in einem Bereich mit geringer elektrischer Feldstärke liegen, damit wenig Erwärmung der Achse 40 auftritt oder die Erwärmung über die Oberfläche abgegeben wird. Das verwendete Material des zweiten Anteils 42 wird je nach Lage der Achse 40 ausgewählt. Auf diese Weise bleiben die Energieverluste, welche aufgrund des zweiten Anteils 42 auftreten, gering. Trotzdem werden die gewünschten stabilisierenden Eigenschaften mittels des zweiten Anteils 42 im Wesentlichen erreicht. Eine andere Möglichkeit, einen stabilisierenden zweiten Anteil 42 an das Element 4 anzubringen, besteht darin, das Element 4 mit einem ersten Anteil 41 auszubilden und die Seitenflächen des Flügels 44 des Elements 4 mit dem zweiten Anteil 42 zu beschichten. Auf diese Weise wird eine Art Sandwichstruktur gebildet, wobei der zweite Anteil 42 den ersten Anteil 41 umgibt. Bei dem vorliegenden Beispiel bilden die zweiten Anteile 42 aus einem mechanisch stabilem Material beim oberen Teil des Flügels 44 eine gitterförmige Struktur, die Bereiche mit dem zweiten Anteil 42 verlaufen längsseitig und senkrecht dazu entlang des Flügels 44 des Elements 4 in parallel zueinander angeordneten Streifen. Bereiche des ersten Anteils 41 wechseln sich längsseitig und quer mit Bereichen des zweiten Anteils 42 ab. Diese gitterförmige Struktur mit dem zweiten Anteil 42 ist nur im oberen Teil des Flügels 44 des Elements 4 ausgebildet, weil dort Bereiche mit niedriger elektrischer Feldstärke in der Resonatorkammer 3 herrschen. Der Mikrowellenstrahlung stärker absorbierende zweite Anteil 42 wird in diesen Bereichen nur wenig erwärmt. In den Bereichen mit höherer elektrischer Feldstärke, beim unteren Teil des Flügels 44, ist ausschließlich der erste Anteil 41 ausgebildet, welcher die Mikrowellenstrahlung weniger absorbiert.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Schnitt der Resonatorkammer 3 mit einer Ausführungsform der Erfindung ähnlich zu Fig. 3, wobei das Element 4 mit dem Material mit mechanisch stabilen Eigenschaften, dem zweiten Anteil 42, die Oberseite und Seitenflächen des Flügels 44 umfasst, jedoch nicht die Unterseite des Flügels 44, bei welcher eine hohe elektrische Feldstärke ausgebildet ist. An der Oberseite und den Seitenflächen des Flügels 44, bei dem zweiten Anteil 42, sind Bereiche des Mikrowellenfeldes mit kleinerer elektrischer Feldstärke ausgeprägt. Der zweite Anteil 42 ist hierzu insbesondere bei den Seitenflächen des Flügels 44 sehr schmal ausgebildet, da das Mikrowellenfeld von der Seite der Resonatorkammer 3 eine starke Steigung ausbildet. Im Zentrum des Flügels 44 ist das Element 4 mit einem ersten Anteil 41 eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften ausgebildet, während die Seitenflächen ausgenommen die Unterseite des Elements 4 einen zweiten Anteil 42 eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften umfasst.
Fig. 5 zeigt einen schematischen Schnitt der Resonatorkammer 3 mit einer Ausführungsform der Erfindung. Das Element 4 mit dem zweiten Anteil 42 mit dem Material mit mechanisch stabilen Eigenschaften umfasst hierbei die Teile der Achse 40 beim Durchgriff des Elements 4 durch die Wand 30 des ersten Teils 7 der Resonatorkammer 3. Der zweite Anteil 42 ist aus zwei Stiften ausgebildet, die jeweils an einer Seite des ersten Teils 7 des Resonatorkammer 3 in diese hineingreifen und mit der Achse 40 des Elements 4 einteilig verbunden sind. Die übrigen Teile des Elements 4, der Flügel 44 und der von der Wand 30 entfernte Teil der Achse 40 im Innenraum der Resonatorkammer 3, sind aus dem ersten Anteil 41 ausgebildet.
Fig. 6 zeigt eine Variante der Erfindung mit einem schematischen Schnitt. Das Element 4 ist aus einer Achse 40 und einem einteilig mit diesem verbundenen Flügel 44 ausgebildet. Die Achse 40 umfasst hierbei den mechanisch stabilen zweiten Anteil 42. Speziell hierbei ist die Achse 40 des Elements 4 hohl ausgeführt. Der Achse 40 wird ein Kühlmedium zugeführt, wie durch den Pfeil in Fig. 6 dargestellt. Das Kühlmedium ist beispielsweise Luft oder ein anderes geeignetes Medium. Das Kühlmedium verlässt die Achse 40 bei der entgegengesetzten Seite der Resonatorkammer 3 durch die Wand 30 der Resonatorkammer 3, wie durch den Pfeil dargestellt. Durch die Kühlung der Achse 40 aus dem zweiten Anteil 42 wird erreicht, dass das Material bei den in der Resonatorkammer 3 auftretenden hohen Temperaturen einer geringeren Belastung ausgesetzt ist. Insbesondere werden Verformungen des Elements 4 über längere Zeiträume betrachtet wesentlich verringert. Hierdurch wird dem Erfordernis Rechnung getragen, dass nur geringfügige Verformungen des Elements 4 toleriert werden, andernfalls könnte das Element 4 in der Resonatorkammer 3 zum Beispiel klemmen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche oder Teile der Oberfläche des Flügels 44 zu strukturieren und mit einem Kühlmittel zu umströmen, etwa Luft. Durch die aufgrund der Strukturierung größere Oberfläche wird im Vergleich zu einer flachen Oberfläche eine zusätzliche Kühlwirkung erzielt.
Bei einer speziellen Variante wird der zweite Anteil 42 aus Metall ausgeführt, wobei das Metall als besonderes Merkmal aufweist, dass dieses die Mikrowellenstrahlung stark reflektiert und daher nur in Ausnahmefällen verwendbar ist.

Claims (19)

  1. Mikrowelleneinrichtung für das Befestigen von Toner an einem Bedruckstoff (1) durch Erwärmen, wobei eine Resonatorkammer (3) zum Durchführen des Bedruckstoffs (1) und wenigstens ein in die Resonatorkammer (3) hineinreichendes Element (4) zum Abstimmen des Resonanzzustands in der Resonatorkammer (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) wenigstens einen ersten Anteil (41) eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften und einen zweiten Anteil (42) eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften und einer geringfügig höheren Absorption der Mikrowellenstrahlung als der erste Anteil (41) umfasst.
  2. Mikrowelleneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anteil (41) in Bereiche der Resonatorkammer (3) hineinragt, in welchen eine hohe elektrische Feldstärke herrscht und der zweite Anteil (42) in Bereiche der Resonatorkammer (3) hineinragt, in welchen eine geringe elektrische Feldstärke herrscht.
  3. Mikrowelleneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) ein die Mikrowellenstrahlung nur gering absorbierendes Material umfasst.
  4. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) eine Achse (40) des Elements (4) umfasst.
  5. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) im Wesentlichen die Abschnitte des Elements (4) umfasst, welche sich bei den Wänden (30) der Resonatorkammer (3) befinden.
  6. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) eine Beschichtung auf dem ersten Anteil (41) ist.
  7. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) eine gitterförmige Struktur im ersten Anteil (41) des Elements (4) aufweist.
  8. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anteil (41) eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften Polytetrafluorethylen umfasst.
  9. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Quarzglas umfasst.
  10. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Steatit umfasst.
  11. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Polyethersulfon umfasst.
  12. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Poly-P-Obenoxate umfasst.
  13. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Polyetherimid umfasst.
  14. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Polysulfon umfasst.
  15. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Nylatron umfasst.
  16. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Novatron umfasst.
  17. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Polyphenylensulfid umfasst.
  18. Mikrowelleneinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanisch stabile zweite Anteil (42) Ketron umfasst.
  19. Element (4) zum Abstimmen des Resonanzzustands in einer Mikrowelleneinrichtung zum Eingreifen in eine Resonatorkammer (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Element (4) wenigstens einen ersten Anteil (41) eines Materials mit im Wesentlichen die Mikrowellenstrahlung nicht absorbierenden Eigenschaften und einen zweiten Anteil (42) eines Materials mit mechanisch stabilen Eigenschaften umfasst.
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