WO2002077720A1 - Verfahren und vorrichtung zum erwärmen und fixieren eines farbauftrages, insbesondere eines tonerpulvers auf einem plattenförmigen träger - Google Patents

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WO2002077720A1
WO2002077720A1 PCT/EP2002/003115 EP0203115W WO02077720A1 WO 2002077720 A1 WO2002077720 A1 WO 2002077720A1 EP 0203115 W EP0203115 W EP 0203115W WO 02077720 A1 WO02077720 A1 WO 02077720A1
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WO
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carrier
hot air
coated
microwave
radiation
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PCT/EP2002/003115
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English (en)
French (fr)
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Bernd Schultheis
Rainer Solbach
Birgit Lattermann
Hans-Jürgen HOMMES
Dieter Jung
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Schott Glas
Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Schott Glas
Carl-Zeiss-Stiftung
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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
    • 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 method for heating and fixing a paint application, in particular a toner powder on a plate-shaped carrier, in which the color application applied to the coated top of the carrier is fixed on the carrier by the action of heat, and a device for carrying out the method.
  • infrared radiation for heating and fixing a paint application applied to a paper or sheet-like carrier
  • the short-wave infrared radiation has a typical emission temperature of 2000 to 2500 K.
  • Paper has a low basis weight, which is usually less than 100 g / m 2 .
  • This object is achieved according to the invention with a method which is characterized in that the coated top and / or the uncoated underside of the plate-shaped carrier is exposed to infrared radiation and / or a hot air stream and / or a microwave radiation and that a carrier with high Weight per unit area is used which allows part of the loading directed onto the uncoated underside of the carrier and absorbs another part of the same.
  • the energy input occurs both via the coated upper side of the carrier and via the non-coated underside of the carrier with differently selectable exposure to infrared radiation, hot air flow and
  • the carrier allows part of the exposure to pass through and absorbs part of the same.
  • the action on the back of the carrier causes, on the one hand, that the material of the carrier heats up evenly due to partial absorption, and, on the other hand, that increased absorption takes place in the toner powder at the interface between the color application and the carrier, which leads to better melting of the toner powder -vers and thus also leads to better adhesion to the carrier.
  • the energy input is also largely independent of the degree of toner occupancy and the type of toner powder, which is particularly advantageous in the case of direct printing of different carrier materials with different toner powder, such as thermoplastic, thermosetting or ceramic toner powders.
  • the plate-shaped carrier has a weight per unit area of> 1 00 g / m 2 , in particular> 1000 g / m 2 .
  • a transparent material such as glass, glass ceramic or plastic, is used as the carrier, which has a transmission> 20%, preferably> 50% in the spectral range with a wavelength of 0.8 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • Materials with a thickness of 3 to 8 mm and a relatively smooth, poorly wettable surface are particularly suitable if a ceramic or thermosetting toner powder is used for the color application.
  • the fixation of the toner powder on such carriers can be further improved by exposing the coated top and / or the uncoated underside of the carrier to a hot air stream, which is preferably directed bundled onto the ink application if the carrier has a low degree of transmission for this purpose, or also in that the carrier on the coated top and / or the uncoated bottom of a hot air stream, which is preferably directed bundled onto the ink application if the carrier has a low degree of transmission for this purpose, or also in that the carrier on the coated top and / or the uncoated bottom of a
  • BESTATIGUNGSKOPIE microwave radiation is exposed, the frequency of which essentially corresponds to the resonance frequency (microwave coupling frequency) of the molecular structure of the carrier.
  • the fixation can be carried out with a device for carrying out the method with the carrier not moved or with the carrier moving continuously, on the one hand providing that the carrier provided with the paint application is introduced into a chamber which is on the coated upper side and / or the non-coated
  • the underside of the carrier is provided with transmission devices for the selected exposures to the carrier, while on the other hand the procedure is such that the carrier can be moved through a pass-through chamber which has transmitting devices for the selected exposures on the coated top side and / or the uncoated underside of the carrier the carrier is provided.
  • a simple device with infrared emitters arranged on both sides is characterized in that the transmitter devices are arranged on the coated top side and / or the non-coated bottom side of the carrier in a uniform division, the arrangement on both sides of the transmitter devices from the top side and bottom side by one Half division are offset from each other, and that several infrared emitters are arranged as transmission devices on both sides of the carrier and that the sides of the infrared emitter facing away from the carrier are enclosed by semicircular partial reflectors.
  • the infrared emitters extend over the entire color application of the stationary carrier or they form a continuous path which, with the speed of the carrier and its length, ensures a sufficient heating and fixing time.
  • the partial reflectors concentrate the radiation on the paint application and also direct radiation reflected by the carrier back onto the carrier.
  • the partial reflectors associated with the coated upper side of the carrier can be combined to form a reflector unit.
  • the device is advantageously designed such that the partial reflectors assigned to the uncoated underside of the carrier are each arranged between two transport rollers of a roller conveyor.
  • the partial reflectors of the reflector unit are provided with air passage openings and close inflow chambers to which hot air can be supplied by means of a hot air blower via supply lines, and that the reflector unit between the partial reflectors is provided with suction openings which are connected to the hot air blower via suction lines.
  • the coated carrier can also be introduced into or pass through a microwave chamber and subjected to microwave radiation with an industrially approved frequency of 2.54 GHz. This can be done before or after irradiation with infrared radiation or together with it.
  • This microwave frequency in the Essentially corresponds to the resonance frequency (microwave coupling frequency) of the molecular structure of the carrier, which is particularly the case with carrier materials made of aluminosilicate glass ceramic in the high quartz mixed crystal modification (HQMK).
  • the coated upper side of the carrier can also be applied only with a directed or bundled hot air stream. Depending on the material of the carrier, it is only possible to apply microwave radiation to the uncoated underside.
  • 1 is a flow device in section with a flow chamber and infrared emitters arranged on both sides,
  • FIG. 2 shows the flow device according to FIG. 1 with an additional top loading of the carrier with a hot air stream
  • Fig. 3 shows a device with a hot air exposure to the coated top
  • Fig. 4 shows a device with a microwave chamber.
  • the method according to the invention is applied, since the carrier 1 carried out is exposed to infrared radiation on the coated top side 1 .1 and the uncoated back side underside 1 .2, which emanates from infrared emitters 3 that emit on both sides of the Carrier 1 are arranged.
  • a plurality of infrared emitters 3 are, however, assigned to the top and bottom sides 1 .1 and 1 .2 of the carrier 1 in the same division, offset by half a division.
  • the carrier 1 is moved by transport rollers 2. The speed of this movement and the length of this "pass-through chamber" are coordinated in such a way that a sufficient irradiation time and fixing time are ensured.
  • the infrared radiators 3 are each arranged in semicircular partial reflectors 4.1 or 4.2, so that the radiation is focused in the direction of the carrier 1 and that radiation reflected by the carrier 1 is reflected back again.
  • the partial reflectors 4.1 on the coated upper side 1 .1 of the carrier 1 are combined to form a reflector unit 4, while on the non-coated lower side 1 .2 of the carrier 1 the partial reflectors 4.2 are always arranged between two transport rollers 2.
  • the infrared emitters 3 are e.g. designed as dark emitters, halogen emitters, quartz emitters or carbon emitters, whose radiation maximums are between 0.8 ⁇ m and 5 ⁇ m and their emission temperatures are between 1000 K and 750 K.
  • the thickness of the carrier is between 3 mm and 8 mm. Glass or glass ceramic with a transmission> 20%, preferably> 50%, is particularly suitable as a carrier material for the short-wave infrared radiation. Other materials with a sufficiently large transmission for infrared radiation can also be used with an equally good effect.
  • the emitters are designed as ceramic emitters. These have a radiation maximum between 3.5 and 4 ⁇ m and a radiation temperature in the range between 500 and 600 ° C.
  • the structural design with the transport rollers 2, the infrared emitters 3 and the partial reflectors 4.1 and 4.2 is practically the same.
  • a hot air stream 10 is additionally passed over the paint application of the carrier 1, which is kept in circulation by a hot air blower 6 in a line system 5.
  • the partial reflectors 4.1 of the reflector unit 4 close inflow chambers 11, to which the hot air is supplied via supply lines 5.1. The hot air emerges from the inflow chambers 11 through air through openings 7 of the partial reflectors 4.1 and additionally heats up the paint application.
  • the reflector unit 4 has suction openings 8, through which the hot air is sucked into suction chambers 12.
  • the suction chambers 1 2 the sucked-in air is passed through filters 9 and the impurities contained are retained.
  • the air freed of contaminants and cooled, returns to the hot air blower 6 via suction lines 5.2, where it is returned to the circulation circuit 5 after heating and pressure increase.
  • the application of additional hot air to the paint application brings an improvement in the heating-up time and thus also the toner fixation.
  • the hot air blower 6 can be designed as a radial blower which axially sucks in the air from the suction lines 5.2 and radially supplies it to the supply lines 5.1 when heated.
  • the method can also be carried out in a device designed as a receiving chamber without transport rollers.
  • the partial reflection can also be carried out in a device designed as a receiving chamber without transport rollers.
  • BESTATIGUNGSKOPIE gates 4.2 are then also combined to form a reflector unit and the carrier 1 is brought into the receiving chamber and exposed to the infrared radiation and / or the hot air stream and / or a microwave radiation for a predetermined time.
  • the combination with hot air and / or microwave radiation can be selected as required, taking into account the material, thickness and transmittance of the carrier 1.
  • the coated upper side 1 .1 of the carrier 1 is subjected to a directed and bundled hot air stream 10.
  • the carrier 1 is moved on transport rollers 2 past the fixed hot air blower 6, which is housed in a housing 15.
  • the air flow generated by the hot air blower 6 is still heated by a heater 13 and is directed to a discharge opening 16 by a guide element 14.
  • the guide element 1 4 forms with the housing 1 5 an outflow duct 1 7 and an intake duct 1 8 for the air flow 10.
  • the microwave chamber 24 shows a microwave chamber 24, in which the carrier 1 can be inserted and removed via closure members 25.
  • the closure members 25 remain closed while the underside 1 .2 of the carrier is being acted upon.
  • the microwave chamber 24 is shielded from the outside, so that the microwave radiation only occurs in the interior.
  • the transport of the carrier 1 into and out of the microwave chamber 24 is carried out by transport rollers 2.
  • microwave kystrons 23 Between the transport rollers 2 there are microwave kystrons 23 which are controlled by means of a pyrometer 26. Pyrometers, in particular those in the spectral range with wavelengths around 5.5 ⁇ m or in Range 7.5 to 8.2 microns sensitive, are particularly suitable for monitoring the surface temperature of glasses or glass ceramics. Due to the relatively good coupling of carrier materials made of alumosilicate glass ceramics in high-quartz mixed crystal modification (H QM K), temperature monitoring is particularly important to prevent overheating of the toner material and the carrier material.
  • H QM K high-quartz mixed crystal
  • Pyrometers also have the advantage that they are relatively insensitive to microwave radiation.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen und Fixieren eines Farbauftrages, insbesondere eines Tonerpulvers auf einem plattenförmigen Träger, bei dem der auf der beschichteten Oberseite des Trägers aufgebrachte Farbauftrag durch Wärmeeinwirkung auf dem Träger fixiert wird. Toner-Farbaufträge auf dickwandigen Trägern lassen sich dadurch mit guter Haftung fixieren, dass die beschichtete Oberseite und/oder die nicht beschichtete Unterseite des plattenförmigen Trägers mit Infrarotstrahlung und/oder einem Heissluftstrom und/oder einer Mikrowellenstrahlung beaufschlagt werden und dass ein Träger mit einem hohen Flächengewicht verwendet wird, der einen Teil der auf die nicht beschichtete Unterseite des Trägers gerichtete Beaufschlagung durchlässt und einen anderen Teil derselben absorbiert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen und Fixieren eines Farbauftrages, insbesondere eines Tonerpulvers auf einem plattenformigen Träger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen und Fixieren eines Farbauftrages, insbesondere eines Tonerpulvers auf einem plattenformigen Träger, bei dem der auf der beschichteten Oberseite des Trägers aufgebrachte Farbauftrag durch Wärmeeinwirkung auf dem Träger fixiert wird, sowie eine Vor-richtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Verwendung einer Infrarot-Strahlung zum Erwärmen und Fixieren eines auf einem Papier oder blattförmigen Träger aufgebrachten Farbauftrages ist aus der DE 1 98 57 044 A1 bekannt. Die kurzwellige Infrarot-Strahlung hat dabei eine typische Emissionstemperatur von 2000 bis 2500 K. Papier hat ein niedriges Flächengewicht, das in der Regel kleiner als 100 g/m2 ist.
Ein weiteres Verfahren zur Tonerfixierung ist aus der EP 0 989 473 A2 bekannt. Dabei wird mit einer induktiv beheizten Walze das Tonerpulver auf dem Papier fixiert.
BESTATIGUNGSKOPIE Bei diesem bekannten Verfahren wird dünnes Kopierpapier relativ schnell aufgeheizt, da es in der Regel auch ein Flächengewicht von < 100 g/m2 aufweist. Dickwandige plattenförmige Materialien, wie Glas- oder Keramikplatten, Kunststoffplatten usw. können auf diese Art nicht so ohne Weiteres aufgeheizt werden, da sie ein deutlich höheres Flächengewicht und daher eine deutlich höhere Wärmekapazität aufweisen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der schnell und effizient auf plattenformigen Materialien mit hohem Flächengewicht Tonerpulver, insbesondere keramisches und duroplastisches Tonerpulver mit guter Haftung fixiert werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die beschichtete Oberseite und/oder die nicht beschichtete Unterseite des plattenformigen Trägers mit Infrarotstrahlung und/oder einem Heißluftstrom und/oder einer Mikrowellenstrahlung beaufschlagt werden und dass ein Träger mit hohem Flächengewicht verwendet wird, der einen Teil der auf die nicht beschichtete Unterseite des Trägers gerichtete Beaufschlagung durchlässt und einen anderen Teil derselben absorbiert.
Der Energieeintrag erfolgt je nach Bedarf sowohl über die beschichtete Ober-seite des Trägers als auch über die nicht beschichtete Unterseite des Trägers mit unterschiedlich wählbarer Beaufschlagung aus Infrarotstrahlung, Heissluftstrom und
BESTATIGUNGSKOPIE Mikrowellenstrahlung. Der Träger lässt einen Teil der Beaufschlagung durch und absorbiert einen Teil derselben. Die Beaufschlagung der Rückseite des Trägers bewirkt zum einen, dass durch teilweise Absorption sich das Material des Trägers gleichmäßig aufheizt, und zum anderen, dass an der Grenzfläche zwischen dem Farbauftrag und dem Träger eine erhöhte Absorption im Tonerpulver stattfindet, was zu einem besseren Aufschmelzen des Tonerpul-vers und damit auch zu einer besseren Haftung auf dem Träger führt. Der Energieeintrag ist auch weitgehend unabhängig vom Tonerbelegungsgrad und von der Art des Tonerpulvers, was bei Direktbedruckung unterschiedlicher Trägermaterialien mit unterschiedlichem Tonerpulver, wie thermoplastischen, duro-plastischen oder keramischen Tonerpulvern besonders vorteilhaft ist. Der plattenförmige Träger hat ein Flächengewicht von > 1 00 g/m2, insbesondere > 1000 g/m2.
Nach einer Ausgestaltung wird vorgesehen, dass als Träger ein transparentes Material, wie Glas, Glaskeramik oder Kunststoff, verwendet wird, das im Spektralbereich mit einer Wellenlänge von 0,8 μm bis 5 μm eine Transmission > 20 %, vorzugsweise > 50 %, aufweist. Materialien mit einer Dicke von 3 bis 8 mm und relativ glatter, schlecht benetzbarer Oberfläche sind dafür besonders geeignet, wenn ein keramisches oder duroplastisches Tonerpulver für den Farbauftrag verwendet wird.
Die Fixierung des Tonerpulvers auf derartigen Trägern kann dadurch noch verbessert weden, dass die beschichtete Oberseite und/oder die nicht beschichtete Unterseite des Trägers einem Heißluftstrom ausgesetzt wird, der vorzugsweise gebündelt auf den Farbauftrag gerichtet wird, wenn der Träger dafür einen geringen Transmissionsgrad aufweist, oder auch dadurch, dass der Träger auf der beschichteten Oberseite und/oder der nicht beschichteten Unterseite einer
BESTATIGUNGSKOPIE mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, deren Frequenz im Wesentlichen der Resonanzfrequenz (Mikrowellen-Ankoppelfrequenz) der Molekularstruktur des Trägers entspricht.
Die Fixierung kann mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei nicht bewegtem oder bei fortlaufend bewegtem Träger erfolgen, wobei zum einen vorgesehen wird, dass der mit dem Farbauftrag versehene Träger in eine Kammer eingebracht ist, die auf der beschichteten Oberseite und/oder der nicht beschichteten Unterseite des Trägers mit Sendeeinrichtungen für die gewählten Beaufschlagungen des Trägers versehen ist, während zum anderen so verfahren wird, dass der Träger durch eine Durchlaufkammer bewegbar ist, die auf der beschichteten Oberseite und/oder der nicht beschichteten Unterseite des Trägers mit Sendeeinrichtungen für die gewählten Beaufschlagungen des Trägers versehen ist.
Eine einfache Vorrichtung mit beidseitig angeordneten Infrarot-Strahlern ist nach einer Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtungen auf der beschichteten Oberseite und/oder der nicht beschichteten Unterseite des Trägers in einheitlicher Teilung angeordnet sind, wobei die beidseitiger Anordnung die Sendeeinrichtungen von Oberseite und Unterseite um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt sind, sowie dass zu beiden Seiten des Trägers mehrere Infrarot-Strahler als Sendeeinrichtungen angeordnet sind und dass die dem Träger abgekehrten Seiten der Infrarot-Strahler von halbkreisförmigen Teilreflektoren umschlossen sind. Die Infrarot-Strahler erstrecken sich über den gesamten Farbauftrag des stillstehenden Trägers oder sie bilden eine Durchlaufstrecke, die mit der Geschwindigkeit des Trägers und ihrer Länge eine ausreichende Aufheiz- und Fixierzeit gewährleisten. Die Teilreflektoren bündeln die Strahlung auf den Farbauftrag und richten auch vom Träger reflektierte Strahlung wieder auf den Träger. Dabei können die der beschichteten Oberseite des Trägers zugeordneten Teilreflekto-ren zu einer Reflektoreinheit vereinigt sein.
Wird der Träger auf einer Rollenbahn an den Infrarot-Strahlern vorbeigeführt, dann ist die Vorrichtung vorteilhafterweise so ausgebildet, dass die der nicht beschichteten Unterseite des Trägers zugeordneten Teilreflektoren jeweils zwischen zwei Transportrollen einer Rollenbahn angeordnet sind.
Wird das Tonerpulver auf dem Träger zusätzlich einem Heißluftstrom ausgesetzt, dann wird vorgesehen, dass die Teilreflektoren der Reflektoreinheit mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen sind und Einströmkammern abschließen, denen mittels eines Heißluftgebläses über Zuführleitungen Heißluft zuführbar ist, und dass die Reflektoreinheit zwischen den Teilreflektoren mit Absaugöffnungen versehene Absaugkammern begrenzen, die über Absaugleitungen mit dem Heißluftgebläse in Verbindung stehen.
Der beschichtete Träger kann zusätzlich auch noch in eine Mikrowellenkammer eingebracht oder eine solche passieren und einer Mikrowellenstrahlung mit einer industriell freigegebenen Frequenz von 2,54 GHz beaufschlagt werden. Dies kann vor oder nach der Bestrahlung mit Infrarot-Strahlung oder zusammen mit dieser erfolgen. Voraussetzung ist dabei, dass diese Mikrowellenfrequenz im Wesentlichen der Resonanzfrequenz (Mikrowellen-Ankopplungsfrequenz) der Molekularstruktur des Trägers entspricht, was insbesondere bei Trägermaterialien aus Alumosilikat-Glaskeramik in der Hochquarzmischkristall-Modifikation (HQMK) der Fall ist.
Die Beaufschlagung der beschichteten Oberseite des Trägers kann auch nur mit einem gerichteten oder gebündelten Heißluftstrom erfolgen. Es ist je nach Material des Trägers auch nur eine Beaufschlagung der nicht beschichteten Unterseite mit einer Mikrowellenstrahlung möglich.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Durchlaufvorrichtung im Schnitt mit einer Durchlaufkammer und beidseitig angeordneten Infrarot-Strahlern,
Fig. 2 die Durchlaufvorrichtung nach Fig . 1 mit einer zusätzlichen oberseitigen Beaufschlagung des Trägers mit einem Heißluftstrom,
Fig. 3 eine Vorrichtung mit einer Heißluft-Beaufschlagung der beschichteten Oberseite und
Fig. 4 eine Vorrichtung mit einer Mikrowellen-Kammer.
BESTATIGUNGSKOPIE Bei der Durchlaufvorrichtung nach Fig . 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren angewendet, denn der durchgeführte Träger 1 wird auf der beschichteten Oberseite 1 .1 und der nicht beschichteten Rückseite der Unterseite 1 .2 mit einer Infrarot-Strahlung beaufschlagt, die von Infrarot-Strahlern 3 ausgeht, die auf beiden Seiten des Trägers 1 angeordnet sind. Mehrere Infrarot- Strahler 3 sind in gleicher Teilung jedoch um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt der Ober- und Unterseite 1 .1 und 1 .2 des Trägers 1 zugeordnet. Dabei wird der Träger 1 von Transportwalzen 2 bewegt. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung und die Länge dieser " Durchlaufkammer" sind so abgestimmt, dass eine ausreichende Bestrahlungszeit und Fixierzeit gewährleistet wird. Die Infrarot-Strahler 3 sind jeweils in halbkreisförmigen Teilreflektoren 4.1 bzw. 4.2 angeordnet, so dass eine Bündelung der Strahlung in Richtung Träger 1 erfolgt und dass vom Träger 1 reflektierte Strahlung wieder zurück reflektiert wird. Die Teilreflektoren 4.1 auf der beschichteten Oberseite 1 .1 des Trägers 1 sind zu einer Reflektoreinheit 4 vereinigt, während auf der nicht beschichteten Unterseite 1 .2 des Trägers 1 die Teilreflektoren 4.2 stets zwischen zwei Transportwalzen 2 angeordnet sind.
Die Infrarot-Strahler 3 sind z.B. als Dunkelstrahler, Halogenstrahler, Quarz-strahler oder Carbonstrahler ausgebildet, deren Strahlungsmaximum zwischen 0,8 μm und 5 μm und jeweils deren Emissionstemperaturen zwischen 1000 K und 750 K liegen. Die Dicke des Trägers liegt im Bereich zwischen 3 mm und 8 mm gewählt werden. Glas oder Glaskeramik mit einer Transmission > 20 %, vorzugsweise > 50 %, für die kurzwellige Infrarot-Strahlung eignet sich besonders gut als Trägermaterial. Auch andere Materialien mit ausreichend großer Transmission für Infrarot-Strahlung sind mit gleich guter Wirkung verwendbar.
BESTATIGUNGSKOPIE In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Strahler als Keramikstrahler ausgebildet. Diese besitzen ein Strahlungsmaximum zwischen 3,5 und 4 μm und eine Strahlungstemperatur im Bereich zwischen 500 und 600°C.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der konstruktive Aufbau mit den Transportwalzen 2, den Infrarot-Strahlern 3 und den Teilreflektoren 4.1 und 4.2 praktisch gleich. Zur Erwärmung und Fixierung des Tonerpulvers auf der beschichteten Oberseite 1 .1 des Trägers 1 wird zusätzlich jedoch noch ein Heißluftstrom 1 0 über den Farbauftrag dse Trägers 1 geleitet, der von einem Heißluftgebläse 6 in einem Leitungssystem 5 in Zirkulation gehalten wird. Die Teilreflektoren 4.1 der Reflektoreinheit 4 schließen Einströmkammern 1 1 ab, denen über Zuführleitungen 5.1 die Heißluft zugeführt wird. Die Heißluft tritt über Luftdurchtrittsöffnungen 7 der Teilreflektoren 4.1 aus den Einström-kammern 1 1 aus und heizt den Farbauftrag zusätzlich auf. Zwischen den Teilreflektoren 4.1 weist die Reflektoreinheit 4 Absaugöffnungen 8 auf, über die die Heißluft in Absaugkammern 12 eingesaugt wird. In den Absaugkammern 1 2 werden die eingesaugte Luft über Filter 9 geleitet und die enthaltenen Ver-unreinigungen zurückgehalten. Die von Verunreinigungen befreite und abgekühlte Luft gelangt über Absaugleitungen 5.2 wieder zum Heißluftgebläse 6 zurück, wo sie nach Erwärmung und Druckanhebung wieder dem Zirkulations-Kreislauf 5 zugeführt wird. Die Beaufschlagung des Farbauftrages mit zusätz-licher Heißluft bringt eine Verbesserung in der Aufheizzeit und damit auch der Tonerfixierung . Das Heißluftgebläse 6 kann als Radialgebläse ausgebildet sein, das axial die Luft aus den Absaugleitungen 5.2 ansaugt und aufgeheizt radial den Zuführleitungen 5.1 zuführt.
Wie erwähnt, kann das Verfahren auch in einer als Aufnahmekammer ausgebildeten Vorrichtung ohne Transportwalzen vorgenommen werden. Die Teilreflek-
BESTATIGUNGSKOPIE toren 4.2 sind dann auch zu einer Reflektoreinheit vereinigt und der Träger 1 wird in die Aufnahmekammer gebracht und für eine vorgegebene Zeit der Infrarot- Strahlung und/oder dem Heißluftstrom und/oder einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt. Die Kombination mit Heißluft und/oder Mikrowellenstrahlung kann nach Bedarf gewählt werden, wobei Material, Dicke und Transmissionsgrad des Trägers 1 zu berücksichtigen sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach Fig . 3 wird die beschichtete Oberseite 1 .1 des Trägers 1 mit einem gerichteten und gebündelten Heißluftstrom 10 beaufschlagt. Dabei wird der Träger 1 auf Transportrollen 2 an dem feststehenden Heißluftgebläse 6 vorbei bewegt, das in einem Gehäuse 1 5 untergebracht ist. Der vom Heißluftgebläse 6 erzeugte Luftstrom wird dabei noch über eine Heizung 1 3 erwärmt und über ein Leitelement 14 gezielt einer Ausströmöffnung 1 6 zugeführt. Das Leitelement 1 4 bildet mit dem Gehäuse 1 5 einen Ausströmkanal 1 7 und einen Einsaugkanal 1 8 für den Luftstrom 10.
In Fig. 4 ist eine Mikrowellenkammer 24 gezeigt, bei der über Verschlussorgane 25 der Träger 1 eingebracht und herausgenommen werden kann. Während der Beaufschlagung der nicht beschichteten Unterseite 1 .2 des Trägers bleiben die Verschlussorgane 25 geschlossen. Die Mikrowellenkammer 24 ist nach außen abgeschirmt, so dass die Mikrowellenstrahlung nur im Innenraum auftritt. Der Transport des Trägers 1 in die und aus der Mikrowellenkammer 24 übernehmen Transportrollen 2. Zwischen den Transportrollen 2 sind Mikrowellenklystrons 23 angeordnet, die mittels eines Pyrometers 26 geregelt werden. Pyrometer, insbesondere solche, die im Spektralbereich mit Wellenlängen um die 5,5 μm bzw. im Bereich 7,5 bis 8,2 μm empfindlich sind, eignen sich besonders gut zur Überwachung der Oberflächentemperatur von Gläsern oder Glaskeramiken. Aufgrund der relativ guten Ankopplung von Trägermaterialien aus einer Alumosilikat- Glaskera m i k in Hochquarzmisch krista ll-Mod ifi kation (H QM K) ist eine Temperaturüberwachung besonders wichtig, um Überhitzungen des Tonermaterials und des Trägermaterials zu verhindern.
Pyrometer bieten weiterhin den Vorteil, dass sie relativ unempfindlich bezüglich Mikrowellenstrahlung sind.

Claims

A n s p r ü c h e
1 . Verfahren zum Erwärmen und Fixieren eines Farbauftrages, insbesondere eines Tonerpulvers auf einem plattenformigen Träger, bei dem der auf der beschichteten Oberseite des Trägers aufgebrachte Farbauftrag durch Wärmeeinwirkung auf dem Träger fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Oberseite (1 1 ) und/oder die nicht beschichtete
Unterseite ( 1 .2) des plattenformigen Trägers mit Infrarotstrahlung und/oder einem Heißluftstrom und/oder einer Mikrowellenstrahlung beaufschlagt werden und dass ein Träger (1 ) mit einem hohen Flächengewicht verwendet wird, der einen Teil der auf die nicht beschichtete Unterseite (1 .2) des Trägers (1 ) gerichtete Beaufschlagung durchlässt und einen anderen Teil derselben absorbiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Träger (1 ) ein Flächengewicht von > 100 g/qm, insbesondere > 1 000 g/qm aufweist.
BESTATIGUNGSKOPIE
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger (1 ) ein transparentes Material, wie Glas, Glaskeramik oder Kunststoff, verwendet wird, das im Spektralbereich mit einer Wellenlänge von 0,8 μm bis 5 μm eine Transmission > 20 %, vorzugsweise > 50 % und ein Absorptionsspektrum im Bereich mit einer Wellenlänge von etwa 3,2 bis 3,8 μm aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein keramischer oder duroplastischer Toner für den Farbauftrag verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete Oberseite (1 .1 ) und/oder die nicht beschichtete Unterseite ( 1 .2) des Trägers (1 ) einem Heißlufstrom (1 0) ausgesetzt wird, der vorzugsweise gebündelt auf den Farbauftrag gerichtet wird, wenn der Träger (1 ) dafür einen geringen Transmissionsgrad aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (1 ) mit einem Transmissionsgrad > 20 %, vorzugsweise > 50 %, verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1 ) auf der beschichteten Oberseite (1 .1 ) und/oder der nicht beschichteten Unterseite (1 .2) einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, deren Frequenz im Wesentlichen der Resonanzfrequenz (Mikrowellen- Ankoppelfrequenz) der Molekularstruktur des Trägers (1 ) entspricht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (1 ) aus Alumosilikat in Hochquarzmischkristall-Modifikation (HQMK) verwendet wird, der mit einer Mikrowellenfrequenz von 2,54 GHz beaufschlagt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Farbauftrag versehene Träger (1 ) in eine Kammer eingebracht ist, die auf der beschichteten Oberseite (1 .1 ) und/oder der nicht beschichteten Unterseite (1 .2) des Trägers (1 ) mit Sendeeinrichtungen für die gewählten Beaufschlagungen des Trägers ( 1 ) versehen ist.
10. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprü-che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1 ) durch eine Durchlaufkammer bewegbar ist, die auf der beschichteten Oberseite (1 1 ) und/oder der nicht beschichteten Unterseite ( 1 .2) des Trägers ( 1 ) mit Sendeeinrichtungen für die gewählten Beaufschlagungen des Trägers (1 ) versehen ist.
BESTATIGUNGSKOPIE
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtungen auf der beschichteten Oberseite (1 .1 ) und/ oder der nicht beschichteten Unterseite (1 .2) des Trägers (1 ) in einheitlicher Teilung angeordnet sind, wobei die beidseitiger Anordnung die Sendeeinrichtungen von Oberseite (1 .1 ) und Unterseite (1 .2) um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt sind.
1 2. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Sendeeinrichtungen Infrarot-Strahler (3), Heißluftgebläse (6) und Mikrowellen-Generatoren verwendet sind.
1 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten (1 .1 und 1 .2) des Trägers (1 ) mehrere Infrarot- Strahler (3) als Sendeeinrichtungen angeordnet sind und dass die dem Träger (1 ) abgekehrten Seiten der Infrarot-Strahler (3) von Teilreflektoren (4.1 ; 4.2) umschlossen sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass die der beschichteten Oberseite (1 .1 ) des Trägers ( 1 ) zugeordneten Teilreflektoren (4.1 ) zu einer Reflektoreinheit (4) zusammengefasst sind.
1 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 3 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
BESTATIGUNGSKOPIE dass die der nicht beschichteten Unterseite (1 .2) des Trägers (1 ) zugeordneten Teilreflektoren (4.2) jeweils zwischen zwei Transportrollen (2) einer Rollenbahn angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilreflektoren (4.1 ) der Reflektoreinheit (4) mit Luftdurch- trittsöffnungen (7) versehen sind und Einströmkammern (1 1 ) abschließen, denen mittels eines Heißluftgebläses (6) über Zuführleitungen (5.1 ) Heißluft zuführbar ist, und dass die Reflektoreinheit (4) zwischen den Teilreflektoren (4.1 ) mit Absaugöffnungen (8) versehene Absaugkammern (1 2) begrenzen, die über Absaugleitungen (5.2) mit dem Heißluftgebläse (6) in Verbindung stehen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Absaugkammern (1 2) abgesaugte Heißluft über Filter (9) zum Heißluftgebläse (6) zurückgeführt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 2 bis 1 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Heißluftgebläse (6) als Radialgebläse ausgebildet ist, das die von den Absaugleitungen (5.2) kommende Heißluft ansaugt und radial den Zuführleitungen (5.1 ) wieder zuführt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Strahler (3) als Halogenstrahler, Quarzstrahler oder Carbonstrahler ausgebildet sind, die ein Maximum im Strahlungsspektrum zwischen 0,8 μm und 5 μm Wellenlänge und eine Strahlungstemperatur im Bereich von 1000 K bis 3750 K aufweisen.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotstrahler als Keramikstrahler ausgebildet sind, die ein Maximum im Strahlungsspektrum zwischen 3,5 und 4 m Wellenlänge und eine Strahlungstemperatur im Bereich von 500° bis 600° C aufweisen.
21 . Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der beschichteten Oberseite ( 1 .1 ) des Trägers ( 1 ) ein Gehäuse ( 1 5) mit einem Heißluftgebläse (6) und einer Heizung (1 3) zugeordnet ist, da mit einer Ausströmöffnung (1 6) für den Heißluftstrom (10) versehen ist, dass der Träger (1 ) an de Ausströmöffnung ( 1 6) vorbei bewegbar ist und dass mittels eines Leitelementes (14) im Bereich der Ausströmöffnung (1 6) zum Gehäuse (1 5) hin ein Ausströmkanal (1 7) und ein Einsaugkanal (1 8) gebildet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1 0 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1 ) in eine abgeschirmte mit Verschlussorganen (25) zu Öffnende und zu schließende Mikrowellenkammer (24) einbringbar ist, dass bei geschlossenen Verschlussorganen (25) die nicht beschichtete
BESTATIGUNGSKOPIE Unterseite (1 .2) des Trägers (1 ) mit der Mikrowellenstrahlung aus Mikrowellenklystrons (23) beaufschlagbar ist, und dass die Mikrowellenklystrone (23) mittels eines in der Mikrowellenkammer (29) untergebrachten Pyrometers (26) regelbar ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenklystrone (23) zwischen Transportwalzen (2) für den Träger (1 ) angeordnet sind.
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