JP2003084482A - Printing member and/or method and device for heating toner - Google Patents

Printing member and/or method and device for heating toner

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JP2003084482A
JP2003084482A JP2001388092A JP2001388092A JP2003084482A JP 2003084482 A JP2003084482 A JP 2003084482A JP 2001388092 A JP2001388092 A JP 2001388092A JP 2001388092 A JP2001388092 A JP 2001388092A JP 2003084482 A JP2003084482 A JP 2003084482A
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toner
printing member
printing
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microwave
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JP2001388092A
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Japanese (ja)
Inventor
Knut Behnke
ベーンケ クヌート
Hans-Otto Krause
クラウゼ ハンス−オットー
Frank Morgenweck
モルゲンヴェック フランク
Domingo Rohde
ローデ ドミンゴ
Detlef Schulze-Hagenest
シュルツェ−ハーゲネスト デトレフ
Gerhard Bartscher
バルチャー ゲルハルト
Kai-Uwe Preissig
プライスィッヒ カイ−ウーヴェ
Dinesh Tyagi
ティヤギ ディネシュ
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Original Assignee
NexPress Solutions LLC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately fix toner on a printing member or to perform preparation thereof by making a multicolor printing paper printing member compatible with a special state caused by using microwaves. SOLUTION: This method is to fix the toner on a base material or the printing member, and the printing member having the toner is irradiated and heated with the microwaves from at least one microwave transmitter so as to melt the toner, and the toner whose modulus of elasticity G' is remarkably lowered from the solid state of the toner to the liquid state of the toner at the time of heating is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーを基材乃至
印刷部材、例えば、有利にはデジタルプリンタ用の用紙
状又はテープ状印刷部材上に定着する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for fixing toner onto a substrate or a printing member, for example a paper-like or tape-like printing member, preferably for digital printers.

【0002】更に、本発明は、有利には、前述の方法を
実施するための、トナーを基材乃至印刷部材、例えば、
有利にはデジタルプリンタ用の用紙状又はテープ状印刷
部材上に定着するための、印刷部材及び/又はトナーの
加熱装置に関する。
Furthermore, the present invention advantageously provides a toner-based or printing member, for example, a toner, for carrying out the aforementioned method.
It relates to a heating device for printing members and / or toners, preferably for fixing on paper-shaped or tape-shaped printing members for digital printers.

【0003】[0003]

【従来の技術】デジタル静電乃至電子写真印刷では、静
電潜像が形成され、この静電潜像が帯電トナー粒子を用
いて現像され、このトナー粒子は、画像が記録された印
刷部材、例えば、紙の上に移動して付着する。このよう
にして印刷部材上に転写された画像は、トナーの加熱及
び軟化及び/又は印刷部材の加熱によって定着される。
このプロセスによって、及び、このプロセス中、トナー
粒子が、印刷部材と結合し、場合によっては、トナー粒
子相互も結合する。
BACKGROUND OF THE INVENTION In digital electrostatic or electrophotographic printing, an electrostatic latent image is formed and this electrostatic latent image is developed with charged toner particles, the toner particles being the printing member on which the image is recorded, For example, it moves and adheres to the paper. The image thus transferred onto the printing member is fixed by heating and softening the toner and / or heating the printing member.
By this process, and during this process, toner particles combine with the printing member and, in some cases, also with each other.

【0004】トナーを印刷部材上に定着するために、マ
イクロ波を利用することが原理的に知られている。マイ
クロ波エネルギの、トナー内への吸収は、通常、印刷部
材内への吸収よりも少なくとも1オーダー小さいので、
有利には、印刷部材がマイクロ波によって加熱され、こ
の印刷部材が、当該印刷部材の上にあるトナーを加熱
し、このトナーが印刷部材と結合される温度になる迄加
熱される。公知のように、トナーの定着用にマイクロ波
を利用する際、使用されている印刷部材の特徴を示す
値、例えば、印刷部材の重量、湿度及び組成が臨界的で
あり、考慮する必要がある。
It is known in principle to use microwaves to fix the toner on the printing member. Since the absorption of microwave energy into the toner is usually at least one order of magnitude less than the absorption into the printing member,
Advantageously, the printing member is heated by microwaves, which heats the toner on the printing member to a temperature at which the toner is combined with the printing member. As is known, when microwaves are used for fixing toner, values that characterize the printing member used, such as the weight, humidity and composition of the printing member, are critical and need to be considered. .

【0005】例えば、米国特許第4511778号明細
書からは、高周波、例えば、マイクロ波を利用して、ト
ナーの画像を印刷部材、例えば、用紙上に定着すること
が公知である。その際、公知装置のアスペクトは、印刷
部材の大きさに依存してマイクロ波を送出して、印刷部
材の特徴を示す値として、この大きさを考慮して、トナ
ーを適切に溶融して定着することができるようにする手
段である。
It is known, for example, from US Pat. No. 4,511,778 to fix a toner image on a printing member, for example a sheet of paper, using high frequencies, for example microwaves. At that time, the aspect of the known device is that the microwave is transmitted depending on the size of the printing member, and as a value indicating the characteristics of the printing member, the toner is appropriately melted and fixed in consideration of this value. It is a means to be able to do.

【0006】これは、かなり大雑把なやり方であり、こ
のやり方では、印刷部材の大きさといった直ぐに分かる
明らかな量しか考慮されず、例えば、加熱すべき比較的
大きな部材は、その比較的大きな熱容量に基づいて、加
熱すべき比較的小さな部材よりも総体的に大きなエネル
ギを必要とするという点を考慮して、定着の前に、この
装置の作動のために前もって行われるやり方である。
[0006] This is a fairly crude approach, in which only the obvious amount, such as the size of the printing element, is taken into account, for example a relatively large element to be heated will have a relatively large heat capacity. On account of the fact that, on the basis of the fact that it requires more energy overall than the relatively small parts to be heated, it is a pre-made method for the operation of this device before fusing.

【0007】しかし、この大雑把な、前もって行われる
やり方では、トナーの定着のためにマイクロ波を利用す
る際に、別の臨界的な状態は考慮されない。つまり、例
えば、引用したやり方は、変形幅の小さな紙重量のモノ
クローム(白黒)印刷にしか使用できず、種々異なった
カラートナーの、場合によって種々異なった特性及び場
合によって種々異なる水分含有量の紙重量は、この大雑
把な、印刷部材の大きさで決められるやり方では考慮す
ることができない。カラー印刷では、トナー画像は、例
えば、4つの異なったトナー層を有する。その際、各ト
ナー層の最大密度は、画像基材乃至印刷部材上で100
%であり、その際、トナー層の最大全密度は、400%
のトナー画像で得られる。通常、単一色のトナー画像の
密度は、10%〜100%密度の範囲内にあり、カラー
トナー画像の密度は、10%〜290%の範囲内にあ
る。
However, this crude, up-front approach does not take into account another critical condition when utilizing microwaves for toner fusing. Thus, for example, the cited method can only be used for monochromatic printing of paper weights with a small range of deformation, and for papers of different color toners, possibly different properties and possibly different water contents. Weight cannot be taken into account in this crude, sized manner of the printing member. In color printing, the toner image has, for example, four different toner layers. At that time, the maximum density of each toner layer is 100 on the image base or printing member.
%, Where the maximum total density of the toner layer is 400%
Toner image. Usually, the density of a single color toner image is in the range of 10% to 100% and the density of a color toner image is in the range of 10% to 290%.

【0008】しかも、用紙印刷部材を使用した場合、マ
イクロ波を照射された、用紙の縁領域部分内では、中間
領域部分内とはエネルギ的に違って処理され、その結
果、不均一な印刷製品となることがある。
Moreover, when the paper printing member is used, the edge area of the paper, which is irradiated with microwaves, is processed differently in energy from that in the intermediate area, resulting in a non-uniform printed product. May be.

【0009】しかも、単にマイクロ波を用いる従来技術
のトナー定着では、場合によっては、トナーの位置密度
に応じて、トナーの溶融が不完全となり、又は、それに
より、トナーの領域内に気泡が形成されて加熱されてし
まう。印刷部材上へのトナーの付着も、場合によっては
不十分である。その理由は、例えば、溶融したトナーの
高すぎる粘性による、トナーと印刷部材との付着度が、
不十分にしか形成されないからである。特に、印刷部材
が順次連続して実行される2つの印刷過程両面が印刷さ
れるという場合に問題が生じる。
Moreover, in the conventional toner fixing using only microwaves, in some cases, the melting of the toner becomes incomplete depending on the position density of the toner, or as a result, bubbles are formed in the toner area. It is heated and heated. Adhesion of toner on the printing member is also insufficient in some cases. The reason for this is, for example, that the adhesion between the toner and the printing member is
This is because they are not formed sufficiently. In particular, a problem arises when the printing member is printed on both sides of two printing processes, which are carried out successively in succession.

【0010】既述の、この可能な問題のために、従来技
術及び通常のやり方では、定着の際にマイクロ波照射は
使用されず、トナーが実際にはマイクロ波照射なしに加
熱されて、加熱されたローラ対を用いて圧力を加えて印
刷部材と結合される。
Due to this possible problem, as already mentioned, in the prior art and in the usual way microwave irradiation is not used during fusing, the toner is heated without microwave irradiation, The pair of rollers is used to apply pressure to bond with the printing member.

【0011】しかし、原理的には、印刷画像への不都合
な影響を排除するために無接触定着が所望されている。
無接触定着の別の利点として、摩耗が回避され、そうす
ることによって、使用されている装置の安定時間が向上
し、並びに、装置の信頼度が改善される。
However, in principle, contactless fixing is desired in order to eliminate adverse effects on printed images.
Another advantage of contactless fusing is that wear is avoided, which improves the settling time of the device being used as well as the reliability of the device.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、マイ
クロ波を利用して、有利には、多色刷り用紙印刷部材用
にも、有利には、生じている特別な状態に適合させて、
トナーを印刷部材上に適切に定着すること、又は、その
準備を行うことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to use microwaves, advantageously also for multicolor printing paper printing members, advantageously adapted to the particular conditions occurring.
To properly fix the toner on the printing member, or to prepare it.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明は、トナーを有する印刷部材を、少なくとも1つの
マイクロ波送信機からのマイクロ波で照射し、トナーを
溶融するために加熱し、該加熱の際、当該トナーの固体
状態から当該トナーの液体状態に鋭く移行する(弾性率
G′の強い低下を示す)トナーを使用することを提案す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION To solve the problem, the present invention is directed to irradiating a printing member having toner with microwaves from at least one microwave transmitter and heating to melt the toner, It is proposed to use a toner that undergoes a sharp transition from the solid state of the toner to the liquid state of the toner (indicating a strong decrease in elastic modulus G ′) during the heating.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のやり方では、例えば、平
均温度約50℃〜70℃では未だ全く固い乾燥トナーを
使用することができ、その結果、トナーを、通常の方法
で、例えば、約8−4μmの所望の平均トナーサイズに
粉砕することができ、現像温度でも未だ粘着性でもな
く、溶融もせず、約90℃の比較的高い温度で突然、粘
性の低い、非常に薄い液体状態となり、その結果、場合
によっては、毛細管現象を利用して、外部から圧力を加
えずに、無接触で、印刷部材内に堆積して付着し、冷却
時には、再度非常に急速に硬化して定着され、つまり、
表面の光沢が印刷部材に適合して良好となる(殊に、粒
度の限界値が形成されないので)。この場合には、色の
飽和(彩度向上)用のカラートナーも有意義である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the practice of the invention, it is possible to use a dry toner which is still quite stiff, for example at an average temperature of about 50 ° C. to 70 ° C., so that the toner is processed in the usual way, for example to about It can be crushed to a desired average toner size of 8-4 μm, is not tacky at development temperature, does not melt, and suddenly becomes a very thin liquid state with low viscosity at a relatively high temperature of about 90 ° C. As a result, in some cases, by utilizing the capillarity phenomenon, it is deposited without contact from the outside without contacting the inside of the printing member and adheres to it, and when cooled, it is cured and fixed very rapidly again. , That is,
The surface gloss is compatible with the printing component and is good (especially because no grain size limits are formed). In this case, a color toner for color saturation (improvement of saturation) is also meaningful.

【0015】その際、本発明のトナーとの関連では、基
準温度値での弾性率G′の値の比は、トナーがガラス状
になり初める時点での開始温度プラス50℃から算出さ
れ、開始温度自体での弾性モジュールの値に対して、<
1E−5、有利には、<1E−7であり、その際、E
は、底10の指数関数となる。
In this connection, in the context of the toner of the present invention, the ratio of the values of the elastic modulus G ′ at the reference temperature value is calculated from the starting temperature at the time when the toner begins to become glassy plus 50 ° C. For the elastic module value at temperature itself,
1E-5, preferably <1E-7, where E
Is a base 10 exponential function.

【0016】トナーがガラス状になり初める時点での開
始温度は、有利には、弾性率G′の関数特性での接線
が、ガラス状に移行する前後の温度の関数として交差す
る温度値として決められる。
The starting temperature at which the toner begins to become glassy is preferably determined as the temperature value at which the tangent line in the function characteristic of the elastic modulus G'crosses as a function of the temperature before and after the glassy transition. To be

【0017】有利には、約30°K〜50°Kの大きさ
の所定の温度間隔乃至温度窓で、トナーが、その固体状
態から液体状態に移行する。この領域は、60℃の上側
であり、有利には、約70℃〜130℃、更に有利に
は、75℃〜125℃である。
Advantageously, the toner transitions from its solid state to its liquid state in a predetermined temperature interval or window of a size of approximately 30 ° K to 50 ° K. This region is above 60 ° C, preferably about 70 ° C to 130 ° C, more preferably 75 ° C to 125 ° C.

【0018】本発明の方法(独立請求項)の実施例で
は、特殊な状況に適合させるために、少なくとも1つの
物理的な方法パラメータが、トナーを有する印刷部材内
へのエネルギ供給で補正されたパラメータに依存して制
御及び/又は調整される。
In an embodiment of the method according to the invention (independent claim), at least one physical method parameter is corrected with the energy supply into the printing member with the toner, in order to adapt it to a special situation. It is controlled and / or adjusted depending on the parameters.

【0019】本発明によると、大雑把で簡単な手法では
なくて、有利にも、実際の、有利には、測定された状況
に適合して制御することができる。
According to the invention, it is not a crude and straightforward procedure, but advantageously a control can be carried out which is adapted to the actual, advantageously measured situation.

【0020】その際、既述のエネルギ供給量は、印刷部
材とトナーとからなるシステム全体によって消費される
マイクロ波電力にほぼ相当し、その結果、本発明による
と、実際の状況に相応して、送出電力と消費電力とが比
較されて、調整される。これは、実質的に効率制御及び
/又は調整に相応する。その際、殊に一般的に考察する
と、調整は、マイクロ波源とも見なせる最も広い意味で
の送る側で、及び/又は、受け取る側のトナー印刷部材
システム乃至操作部側で行われる。
In this case, the above-mentioned energy supply amount corresponds approximately to the microwave power consumed by the entire system consisting of the printing member and the toner, and as a result, according to the invention, it corresponds to the actual situation. , The transmitted power and the consumed power are compared and adjusted. This corresponds substantially to efficiency control and / or regulation. Here, in general terms, the adjustment takes place on the side of the sender, which can be regarded as a microwave source in the broadest sense, and / or on the side of the receiving toner printing element system or operating part.

【0021】そのために、本発明は、有利には、マイク
ロ波送信器の電力を調整及び/又は印刷部材の運動速度
を調整及び/又はマイクロ波の周波数を調整することを
提案するものであり、このマイクロ波周波数の調整で
は、有利には、直接トナー自体で比較的高いエネルギ吸
収を達成することができ、そうすることによって、トナ
ーの溶融への影響を、印刷部材上で間接的に問題の多い
やり方よりも一層正確に検知することができるようにな
る。
To this end, the invention advantageously proposes to adjust the power of the microwave transmitter and / or the speed of movement of the printing member and / or the frequency of the microwave, This adjustment of the microwave frequency can advantageously achieve a relatively high energy absorption directly in the toner itself, so that the effect on the toner fusing is indirectly a problem on the printing member. It enables more accurate detection than many methods.

【0022】パラメータに依存して制御するための測定
可能なパラメータとして、本発明は、有利には、印刷部
材の温度又はトナー−印刷部材−システムによって反射
され、つまり、吸収されないマイクロ波エネルギを提案
するのである。別の測定可能なパラメータは、それに限
定せずに、印刷部材の重量/厚み又は水分含有量又はト
ナー層の厚み及び光沢にするとよい。
As a measurable parameter for the parameter-dependent control, the invention advantageously proposes the temperature of the printing member or the microwave energy reflected by the toner-printing member-system, ie not absorbed. To do. Other measurable parameters may be, without limitation, the weight / thickness of the printing member or the water content or the thickness and gloss of the toner layer.

【0023】原理的には、100MHz〜100GHz
のマイクロ波領域の周波数全てを使用することができ
る。通常のように、産業上、学問上又は医療上の利用に
開放されているISM周波数、有利には、2.45GH
zが使用される。しかし、前述の別の周波数領域内の他
の周波数を用いると、有利にも、放射エネルギの、通常
よりも大きな成分が印刷部材によってだけでなく、トナ
ーによっても吸収される。
In principle, 100 MHz to 100 GHz
All frequencies in the microwave range can be used. As usual, ISM frequencies open to industrial, academic or medical uses, preferably 2.45 GH
z is used. However, with other frequencies within the other frequency ranges mentioned above, a greater than normal component of the radiant energy is advantageously absorbed not only by the printing member but also by the toner.

【0024】冒頭に記載した形式の装置で、前述の課題
は、独立請求項記載のように、加熱時に固体状態から液
状状態に急激に移行するようにトナーをマイクロ波で照
射して加熱するために、少なくとも1つのマイクロ波を
放射する送信器が設けられているようにして解決され
る。
In an apparatus of the type described at the outset, the above-mentioned problem is to heat the toner by irradiating it with microwaves so as to rapidly transition from a solid state to a liquid state during heating, as described in the independent claim. Is provided with at least one microwave radiating transmitter.

【0025】有利には、更に、1つ又は複数の作動パラ
メータは、調整可能に設けられている。
Advantageously, furthermore, the one or more operating parameters are provided adjustable.

【0026】本発明により達成される効果については、
本発明の方法と関連して有意義に既述したが、その際挙
げた方法パラメータは、装置の作動パラメータに相応し
ている。
Regarding the effect achieved by the present invention,
Significantly as already mentioned in connection with the method according to the invention, the method parameters mentioned here correspond to the operating parameters of the device.

【0027】独立請求項としても特許請求されている本
発明の装置の別の実施例では、少なくとも1つのマイク
ロ波導体は、メアンダ又は葛折り状形状に構成されてい
ることを特徴とする。
Another embodiment of the device according to the invention, which is also claimed as an independent claim, is characterized in that the at least one microwave conductor is configured in a meander or fold-like shape.

【0028】本発明のマイクロ波導体の構造の有する利
点は、マイクロ波エネルギを用いるために、比較的大き
なマイクロ波導体の長さが、印刷部材と交互に作用する
長さとして連続的な波動領域用に使用することができる
という点にある。そのために、マイクロ波導体は、有利
には、印刷部材用の搬送経路上を複数回搬送方向に対し
て横断方向に行ったり来たり案内される。そうすること
によって、印刷部材を均等且つ均一に高い効率で加熱す
ることができるようになる。
The advantage of the microwave conductor structure of the present invention is that because of the use of microwave energy, the relatively large length of the microwave conductor has a continuous wave region as an alternating length with the printing member. It can be used for. To that end, the microwave conductor is advantageously guided back and forth a plurality of times over the transport path for the printing member transverse to the transport direction. By doing so, it becomes possible to heat the printing member uniformly and uniformly with high efficiency.

【0029】メアンダ形状は、メアンダ部分が密に相互
に移動されるようにして、比較的コンパクトに形成する
ことができる。付加的に、マイクロ波導体幅を、電界強
度を相応に高くするこために狭幅にするとよい。コンパ
クトな構造形式は、殊に、印刷部材の表刷り及び裏刷り
の印刷、及び、そのために必要な各トナー画像の定着時
に所望である。
The meander shape can be made relatively compact by allowing the meander portions to move closely relative to each other. Additionally, the microwave conductor width may be narrowed in order to correspondingly increase the electric field strength. A compact construction type is particularly desirable for front and back side printing of printing members and for fixing each toner image required therefor.

【0030】供給されたマイクロ波エネルギに依存し
て、電界強度は最大3kV/mm、有利には、約0.2
kV/mm〜約1.0kV/mmである。
Depending on the microwave energy supplied, the field strength is up to 3 kV / mm, preferably around 0.2.
kV / mm to about 1.0 kV / mm.

【0031】メアンダ部分部材を通るように各々掃引さ
れて、電界強度Eは、印刷部材による乃至トナー画像に
よる吸収度に基づいて低減される。この吸収は、電界強
度にリニアに依存しないので(〜E)、順次連続する
メアンダ部分部材の幅を連続して適切に低減することに
よって部分的に補償することができる。補償は、有利に
は、付加的に、又は、その代わりにマイクロ波導体の幅
を集束するように乃至円錐形状の適切な形状にすること
によって行うことができる。各場合の目的は、電解強度
を、マイクロ波導体の長さに亘って、殊に、メアンダ部
分部材内部でもほぼ一定にすることにあり、このこと
は、同様に、前述の集束する形状によって達成すること
ができる。更に、この手段により、搬送乃至処理方向で
のメアンダの構造の大きさを低減することができる。
Swept through each meander member, the electric field strength E is reduced based on the degree of absorption by the printing member or by the toner image. This absorption is not dependent on the electric field strength linearly (to E 2), it can be partially compensated for by appropriately reducing continuously the width of the meander portion member successive. Compensation can advantageously be effected additionally or alternatively by converging the width of the microwave conductor or by a suitable conical shape. The purpose in each case is to keep the field strength substantially constant over the length of the microwave conductor, in particular also inside the meander sub-member, which is likewise achieved by the above-mentioned focusing geometry. can do. Furthermore, this measure makes it possible to reduce the size of the meander structure in the conveying or processing direction.

【0032】付加的に、集束する形状にすることによっ
て、メアンダ部分部材内の吸収の降下を部分的に補償す
ることができる。そのために、集束する幾何学的形状
を、メアンダ部分部材の始まりでの電解強度を、メアン
ダ部分部材の終わりでの電解強度よりも僅かな電解強度
となるように構成されている。吸収は、電解強度Eにリ
ニアに依存せず(〜E)、且つ、マイクロ波導体の各
々の幅にリニアに依存するので、マイクロ波導体幅と電
界強度との適切な比を、メアンダ部分部材の長さに亘っ
てほぼ一定の吸収となるようにすることができる。
In addition, the converging shape can partially compensate for the drop in absorption in the meander submember. To that end, the focusing geometry is configured so that the electrolytic strength at the beginning of the meander part member is less than the electrolytic strength at the end of the meander part member. Since the absorption does not depend linearly on the electrolytic strength E (~ E 2 ) and linearly on the width of each microwave conductor, an appropriate ratio between the microwave conductor width and the electric field strength can be determined by the meander part. There can be a substantially constant absorption over the length of the member.

【0033】印刷部材の搬送方向は、両方向で、メアン
ダ部分部材の延在方向に対して垂直方向にすることがで
きるが、しかし、印刷部材の搬入及び搬出の場合には、
マイクロ波電力を適切に考慮して制御する必要がある。
The conveying direction of the printing member can be in both directions perpendicular to the extending direction of the meander part member, but in the case of loading and unloading the printing member,
It is necessary to properly consider and control the microwave power.

【0034】メアンダ部分部材の個数は、所要の吸収電
力に依存して、乃至、印刷部材の温度及び印刷部材の加
熱乃至乾燥の均一度に依存している。
The number of meander sub-members depends on the required absorbed power, or on the temperature of the printing member and on the heating or drying uniformity of the printing member.

【0035】本発明の装置は、定着装置乃至ヒューザと
してのみならず、後続の定着装置用の余熱装置としても
有利に使用することができ、印刷部材、殊に、紙のコン
ディショニング用のコンディショニング装置としても適
している。印刷部材は、熱を加えることによって予め印
刷過程の開始前に変えることができる。
The device according to the invention can be used advantageously not only as a fixing device or fuser, but also as a residual heat device for a subsequent fixing device, as a conditioning device for conditioning printing members, in particular paper. Is also suitable. The printing member can be changed beforehand by applying heat before the start of the printing process.

【0036】本発明の装置は、有利には、デジタル多色
刷り印刷機用であり、その結果、そのように装置構成さ
れた印刷機用にも本発明の請求の範囲で特許保護を請求
している。
The device according to the invention is advantageously for a digital multicolor printing press, so that also for a printing press so configured, patent protection is claimed in the scope of the invention. There is.

【0037】以下、図示のデジタル多色刷り印刷機用の
実施例を用いて、本発明の装置について詳細に説明する
(従って、そのように装置構成された印刷機に対しても
本発明の範囲内で保護を請求している)。
The apparatus of the present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiment for a digital multi-color printing machine (thus, it is within the scope of the present invention even for a printing machine configured as such). Is claiming protection in).

【0038】本発明の実施例について、以下、図1〜5
を用いて説明するが(本発明の別の手段が記載されてい
る)、本発明は、この説明した実施例及び図面に限定さ
れるものではない。
Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS.
However, the present invention is not limited to the described embodiments and drawings.

【0039】[0039]

【実施例】G′比は、ガラス状移行部の開始温度プラス
50℃と、ガラス状移行部の開始温度との弾性率G′の
比である。ガラス状移行部の開始温度は、図1による
と、ガラス状移行部の前後のG′のタンジェントの交点
から特定され、図示の例では、丁度70℃である。
EXAMPLES The G'ratio is the ratio of the elastic modulus G'of the glassy transition start temperature plus 50 ° C. to the glassy transition start temperature. The starting temperature of the glassy transition is specified according to FIG. 1 from the intersection of the tangents of G ′ before and after the glassy transition, which in the example shown is just 70 ° C.

【0040】図2には、3つのトナーの例で、図1によ
りG′のスキャンされた関数特性が図示されている。
G′の関数値は、直径40mmの平行板が装着されたBo
linレオメータでのレオロジーによる測定によって決め
られる。0.16Hzに相応する周波数1rad/s
で、50℃〜200℃で連続的に温度変化される。測定
電圧(歪:strain)は、試料がずれ応力により希薄化(S
chubverduennung)しない(ニュートン特性:Newtonische
s Verhalten)ように選定される。
FIG. 2 shows the scanned functional characteristics of G ′ according to FIG. 1 for the example of three toners.
The function value of G'is Bo with a parallel plate with a diameter of 40 mm.
Determined by rheological measurements with a lin rheometer. Frequency 1 rad / s corresponding to 0.16 Hz
The temperature is continuously changed at 50 ° C to 200 ° C. The measurement voltage (strain: strain) causes the sample to dilute due to shear stress (S
chubverduennung) No (Newton characteristic: Newtonische
s Verhalten).

【0041】本発明のトナーだけが、固体状態から液体
状態に急速に移行し、終端G′値は、約1.00E−0
2である。そのことから帰結するように、G′比は、
5.0E−08である。
Only the toner of the present invention rapidly transitions from the solid state to the liquid state, with a terminal G'value of about 1.00E-0.
It is 2. As a result, the G'ratio is
It is 5.0E-08.

【0042】図3には、メアンダ乃至葛折り状形状のマ
イクロ波導体1が略示されており、このマイクロ波導体
1は、その一方の端部がマイクロ波形成用のシステム2
に接続されており、その他方の端部がマイクロ波導体の
終端用システム3に接続されており、このマイクロ波導
体1を通って、矢印4の方向にマイクロ波が伝搬され
る。メアンダ形状部は、印刷部材の搬送方向5に対して
横断方向に配置された、相互に平行なメアンダ部分部材
11〜15を有している。図3では、メアンダ部分部材
は、各々同じ幅である。しかし、順次連続するメアンダ
部分部材11〜15のうち、搬送方向5に、各々後続す
るメアンダ部分部材は、先行するメアンダ部分部材に対
して僅かな幅を有しており、及び/又は、各メアンダ部
分部材は、収束性乃至円錐状に湾曲して狭幅にされてい
て、それにより、詳細に図示していない印刷部材によっ
てマイクロ波が吸収されるにも拘わらず、マイクロ波導
体1、及び/又は、メアンダ部分部材の全長に亘って電
界強度をほぼ一定にすることができる。
FIG. 3 schematically shows a microwave conductor 1 having a meandering or zigzag shape. The microwave conductor 1 has a microwave generating system 2 at one end thereof.
, And the other end is connected to the system 3 for terminating the microwave conductor, through which the microwave propagates in the direction of the arrow 4. The meander-shaped part has mutually parallel meander sub-members 11 to 15 arranged transversely to the transport direction 5 of the printing member. In FIG. 3, the meander sub-members are each of the same width. However, among the successive meander sub-members 11 to 15, each succeeding meander sub-member in the transport direction 5 has a slight width with respect to the preceding meander sub-member, and / or each meander sub-member. The sub-members are converging or conically curved and narrowed so that the microwave conductor 1 and / or the microwave conductor 1 and / or Alternatively, the electric field strength can be made substantially constant over the entire length of the meander portion member.

【0043】図4には、図3の装置構成の側面図が示さ
れている。同じ構成要素は、後続の図5でも同様に、図
3の場合と同じ参照番号で示されている。
FIG. 4 shows a side view of the apparatus configuration of FIG. The same components are likewise indicated in the subsequent FIG. 5 with the same reference numbers as in FIG.

【0044】図4からは、マイクロ波導体1内に印刷部
材用の通孔スリット6が設けられていることが分かる。
It can be seen from FIG. 4 that the microwave conductor 1 is provided with through-hole slits 6 for printing members.

【0045】図5には、図3のマイクロ波導体1に相当
するが、メアンダ部分部材11〜15が相互に直接接触
するように近付けられたマイクロ波導体1が示されてい
る。
FIG. 5 shows a microwave conductor 1 which corresponds to the microwave conductor 1 of FIG. 3 but has been brought closer so that the meander part members 11 to 15 are in direct contact with each other.

【0046】本発明は、トナーを基材乃至印刷部材、例
えば、有利にはデジタルプリンタ用の用紙状印刷部材上
に定着する方法に関しており、トナーを有する印刷部材
を、少なくとも1つのマイクロ波送信機からのマイクロ
波で照射し、トナーを溶融するために加熱し、該加熱の
際、当該トナーの固体状態から当該トナーの液状状態に
弾性率G′の強い低下を示すトナーを使用することによ
って特徴付けられる。
The present invention relates to a method of fixing toner onto a substrate or a printing member, for example a paper-like printing member, preferably for a digital printer, wherein the toner-containing printing member is at least one microwave transmitter. By irradiating with microwaves from the above to heat the toner in order to melt the toner, and at the time of heating, a toner showing a strong decrease in elastic modulus G ′ from the solid state of the toner to the liquid state of the toner is used. Attached.

【0047】有利には、本発明のトナーのガラス状移行
部開始時の開始温度プラス50℃から算出された基準温
度値での本発明のトナーの弾性率G′の値と、開始温度
での弾性率G′の値との比を<10−5にする。
Advantageously, the value of the elastic modulus G'of the inventive toner at the reference temperature value calculated from the starting temperature at the start of the glassy transition of the inventive toner plus 50 ° C. and the starting temperature The ratio with the value of the elastic modulus G ′ is set to <10 −5 .

【0048】更に、本発明は、有利には、前述の方法を
実施するための、マイクロ波を放射する少なくとも1つ
の送信器を用いて、トナーを定着するための装置に関す
る。
Furthermore, the present invention advantageously relates to a device for fixing toner with at least one transmitter emitting microwaves for carrying out the method described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】トナーのガラス状移行部の開始温度を定義する
ための、温度の関数としてのトナーの弾性率G′の関数
特性を示す図、
FIG. 1 shows the functional properties of the toner modulus G ′ as a function of temperature for defining the starting temperature of the vitreous transition of the toner,

【図2】比較のために、本発明のトナーと、従来技術の
2つのトナーとの、図1によりスキャンされた関数特性
を示す図、
2 shows, for comparison, the functional properties of the inventive toner and two prior art toners scanned according to FIG. 1;

【図3】本発明のマイクロ波導体の平面略図、FIG. 3 is a schematic plan view of the microwave conductor of the present invention,

【図4】図3のマイクロ波導体の側面図、4 is a side view of the microwave conductor of FIG. 3,

【図5】特にコンパクトな構造形式の第2のメアンダ状
マイクロ波導体の平面図
FIG. 5 is a plan view of a second meandering microwave conductor having a particularly compact structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マイクロ波導体 2 マイクロ波形成用のシステム 3 マイクロ波導体の終端用システム 5 印刷部材の搬送方向 6 印刷部材用の通孔スリット 11〜15 メアンダ部分部材 1 microwave conductor 2 Microwave generation system 3 Microwave conductor termination system 5 Print member conveyance direction 6 Through-hole slits for printing members 11-15 Meander Part Member

フロントページの続き (72)発明者 ハンス−オットー クラウゼ ドイツ連邦共和国 エッケルンフェルデ プフェルデマルクト 27 (72)発明者 フランク モルゲンヴェック ドイツ連邦共和国 キール ムーリウスシ ュトラーセ 28 (72)発明者 ドミンゴ ローデ ドイツ連邦共和国 キール レッダーカン プ 93 (72)発明者 デトレフ シュルツェ−ハーゲネスト ドイツ連邦共和国 モルフゼー ドルフシ ュテーデ 51 (72)発明者 ゲルハルト バルチャー ドイツ連邦共和国 ケルン アーヘナー シュトラーセ 114 (72)発明者 カイ−ウーヴェ プライスィッヒ ドイツ連邦共和国 ドルトムント ヴェッ セリングヴェーク 11 (72)発明者 ディネシュ ティヤギ アメリカ合衆国 ニューヨーク フェアポ ート ホワイト アルダー サークル 18 Fターム(参考) 2H005 EA03 FB04 2H030 AD01 AD04 AD18 BB02 2H033 AA02 AA11 AA23 BA25 BA58 BA59 BE04 CA04 CA09 CA36 CA44 Continued front page    (72) Inventor Hans-Otto Krause             Germany Eckernfelde             Pfeverdemarkt 27 (72) Inventor Frank Morgenweck             Federal Republic of Germany Kiel Muriusushi             Utrase 28 (72) Inventor Domingo Rode             Federal Republic of Germany Kiel Redderkan             93 (72) Inventor Detlef Schulze-Hagenest             Morphseedorff, Federal Republic of Germany             Uttde 51 (72) Inventor Gerhard Vulcher             Federal Republic of Germany Cologne Achener             Strasse 114 (72) Inventor Kai-Uwe Prassich             Federal Republic of Germany Dortmund             Selling Veg 11 (72) Inventor Dinesh Tiago             United States New York Fairpo             White White Alder Circle 18 F-term (reference) 2H005 EA03 FB04                 2H030 AD01 AD04 AD18 BB02                 2H033 AA02 AA11 AA23 BA25 BA58                       BA59 BE04 CA04 CA09 CA36                       CA44

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トナーを基材乃至印刷部材、例えば、有
利にはデジタルプリンタ用の用紙状印刷部材上に定着す
る方法において、トナーを有する印刷部材を、少なくと
も1つのマイクロ波送信機からのマイクロ波で照射し、
前記トナーを溶融するために加熱し、該加熱の際、当該
トナーの固体状態から当該トナーの液状状態に弾性率
G′の強い低下を示すトナーを使用することを特徴とす
る方法。
1. A method of fixing toner onto a substrate or a printing member, for example a paper-like printing member, preferably for a digital printer, wherein the printing member with toner is microwaved from at least one microwave transmitter. Irradiate with waves,
A method comprising heating the toner to melt it, and using a toner exhibiting a strong decrease in elastic modulus G ′ from the solid state of the toner to the liquid state of the toner during the heating.
【請求項2】 トナーのガラス状移行部開始時の開始温
度プラス50℃から算出された基準温度値での弾性率
G′の値と、前記開始温度での弾性率の値との比を<1
−5、有利には、<10−7にする請求項1記載の方
法。
2. The ratio of the value of the elastic modulus G ′ at the reference temperature value calculated from the starting temperature at the start of the glassy transition portion of the toner plus 50 ° C. and the value of the elastic modulus at the starting temperature is < 1
0 -5, advantageously, the method of claim 1 wherein the <10-7.
【請求項3】 トナーの固体状態から当該トナーの液状
状態への移行を、約50℃又はそれ以下の温度区間で行
う請求項1又は2記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the transition from the solid state of the toner to the liquid state of the toner is performed in a temperature range of about 50 ° C. or lower.
【請求項4】 トナーの状態変化の前述の温度区間を、
60℃、有利には、約75℃〜約125℃の範囲内に延
長する請求項1から3迄の何れか1項記載の方法。
4. The temperature range of the toner state change,
4. A process as claimed in any one of claims 1 to 3 which extends to 60 [deg.] C., preferably in the range of about 75 [deg.] C. to about 125 [deg.] C.
【請求項5】 少なくとも1つの方法パラメータを、ト
ナーを有する印刷部材内へのエネルギ供給と相関するパ
ラメータに依存して調整及び/又は調整する、殊に、請
求項1から4迄の何れか1項記載のトナーの定着方法。
5. At least one method parameter is adjusted and / or adjusted in dependence on a parameter which correlates with the energy supply into the printing member with toner, in particular according to one of the claims 1 to 4. The method for fixing toner according to the item.
【請求項6】 マイクロ波送信器の電力を、エネルギ供
給に依存して調整し、該調整時に、前記エネルギ供給が
低過ぎる場合に前記電力を高め、前記エネルギ供給が高
過ぎる場合に前記電力を低くして、平均してほぼ一定の
適切なエネルギ供給を保持するようにする請求項5記載
の方法。
6. The microwave transmitter power is adjusted depending on the energy supply, at which time the power is increased when the energy supply is too low and the power is adjusted when the energy supply is too high. 6. The method of claim 5, wherein the method is low to maintain a suitable energy supply that is approximately constant on average.
【請求項7】 マイクロ波が照射される領域を通過する
印刷部材の移動速度を、エネルギ供給に依存して調整
し、該調整を、前記エネルギ供給が低過ぎる場合には前
記印刷部材を比較的低い速度に固定し、前記エネルギ供
給が高過ぎる場合には前記印刷部材を比較的高い速度に
固定するように行う請求項5記載の方法。
7. The speed of movement of the printing member passing through the area irradiated by microwaves is adjusted depending on the energy supply, the adjustment being made such that when the energy supply is too low, the printing member is moved relatively. A method as claimed in claim 5, wherein the printing member is fixed at a low speed and the printing member is fixed at a relatively high speed if the energy supply is too high.
【請求項8】 エネルギ供給に依存して、マイクロ波送
信器を同調し、乃至、前記マイクロ波送信器から送信さ
れるマイクロ波の周波数に関して調整する請求項5記載
の方法。
8. The method according to claim 5, wherein the microwave transmitter is tuned and / or tuned with respect to the frequency of the microwaves transmitted from the microwave transmitter, depending on the energy supply.
【請求項9】 エネルギ供給との相関パラメータとし
て、印刷部材の温度を用いる請求項5から8迄の何れか
1項記載の方法。
9. The method according to claim 5, wherein the temperature of the printing member is used as a correlation parameter with the energy supply.
【請求項10】 エネルギ供給との相関パラメータとし
て、エネルギ供給の効率を用いる請求項5から8迄の何
れか1項記載の方法。
10. The method according to claim 5, wherein the efficiency of energy supply is used as a correlation parameter with the energy supply.
【請求項11】 空けられたISM周波数の外側のマイ
クロ波周波数領域100MHz〜100GHz内で周波
数を選定し、該選定時に、吸収全体での、測定されたト
ナーによるマイクロ波エネルギの吸収成分が、当該トナ
ーの一層高い吸収に有利であるように選定する請求項1
から10迄の何れか1項記載の方法。
11. A frequency is selected within a microwave frequency range of 100 MHz to 100 GHz outside of the vacated ISM frequency, and at the time of the selection, the absorption component of the measured microwave energy by the toner in the entire absorption is concerned. 2. Selection to favor higher toner absorption.
The method according to any one of 1 to 10.
【請求項12】 カラートナーを使用する請求項1から
11迄の何れか1項記載の方法
12. The method according to claim 1, wherein a color toner is used.
【請求項13】 トナーを基材乃至印刷部材、例えば、
有利にはデジタルプリンタ用の用紙状印刷部材上に定着
する、有利には、請求項1から12迄の何れか1項記載
の方法を実施するための印刷部材及び/又はトナーの加
熱用装置において、トナーの固体状態から当該トナーの
液状状態に弾性率G′の強い低下を示すトナーの照射及
び加熱のために、少なくとも1つのマイクロ波を放射す
る送信機が設けられていることを特徴とする装置。
13. A toner or a base material or a printing member, for example,
In a device for heating printing members and / or toners, preferably fixed on a paper-like printing member for a digital printer, preferably for carrying out the method according to any one of claims 1-12. And a transmitter for radiating at least one microwave is provided for irradiating and heating the toner exhibiting a strong decrease in elastic modulus G ′ from the solid state of the toner to the liquid state of the toner. apparatus.
【請求項14】 照射を制御する物理的な作動パラメー
タは、トナー−印刷部材−装置構成内へのエネルギ供給
との相関パラメータに依存して調整可能である請求項1
3記載の装置。
14. The physical operating parameter for controlling the irradiation is adjustable depending on the correlation parameter with the toner-printing member-energy supply into the device arrangement.
The device according to 3.
【請求項15】 マイクロ波導体は、メアンダ又は葛折
り状形状に構成されている請求項13又は14記載の装
置。
15. The device according to claim 13 or 14, wherein the microwave conductor is configured in a meander or fold shape.
【請求項16】 マイクロ波導体は、印刷部材の搬送方
向に対してほぼ横方向に往復するように配設されたメア
ンダ状コイル乃至部分部材を有している請求項15記載
の装置。
16. The apparatus according to claim 15, wherein the microwave conductor includes a meander-shaped coil or a partial member which is arranged so as to reciprocate substantially in the lateral direction with respect to the conveyance direction of the printing member.
【請求項17】 メアンダ部分部材はコンパクトに相互
に当接するように配設されている請求項15又は16記
載の装置。
17. A device according to claim 15, wherein the meander parts are arranged compactly in abutment with each other.
【請求項18】 最大約3kV/mm、有利には、約
0.2kV/mm〜約1.0kV/mの電界強度の形成
用のマイクロ波導体が設けられている請求項13から1
7迄の何れか1項記載の装置。
18. A microwave conductor for forming a field strength of up to about 3 kV / mm, preferably from about 0.2 kV / mm to about 1.0 kV / m, is provided.
7. The device according to any one of items 7 to 7.
【請求項19】 順次連続するメアンダ状部材が種々異
なる幅を有する請求項16から18迄の何れか1項記載
の装置。
19. A device according to claim 16, wherein successive meander-shaped members have different widths.
【請求項20】 各々後続のメアンダ状部分部材が、先
行するメアンダ状部分部材に対して僅かな幅を有してい
る請求項19記載の装置。
20. The apparatus of claim 19, wherein each subsequent meander-like member has a slight width relative to the preceding meander-like member.
【請求項21】 少なくとも1つのメアンダ状部分部材
の形状は狭幅にされている請求項19又は20記載の装
置。
21. Device according to claim 19 or 20, wherein the shape of the at least one meander-shaped part member is narrowed.
【請求項22】 多色刷り印刷機用に設けられており、
又は、電子写真印刷方法に応じて作動する請求項13か
ら21迄の何れか1項記載の装置。
22. Provided for a multi-color printing machine,
22. An apparatus according to any one of claims 13 to 21, which operates according to an electrophotographic printing method.
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