DE102009056427B4

DE102009056427B4 - Verfahren zum Bedrucken eines endlosen Bedruckstoffs mit einem elektrophoretischen Druckgerät

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Publication number: DE102009056427B4
Application number: DE102009056427A
Authority: DE
Inventors: Dr. rer. nat. Pohlt Michael; Jean-Philippe Hulin
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2029-12-02
Also published as: JP5649933B2; JP2011118394A; DE102009056427A1; US8396397B2; US20110129264A1

Abstract

Zur Entwicklung von Ladungsbildern auf einem Ladungsbildträger zu Tonerbildern wird ein Flüssigkeitsfilm mit Toner und Trägerflüssigkeit zum Ladungsbildträger transportiert. Anschließend werden die Tonerbilder im Flüssigkeitsfilm dem Bedruckstoff zugeführt und auf diesen umgedruckt. Zum Transport des Flüssigkeitsfilms zum Ladungsbildträger und vom Ladungsbildträger zum Bedruckstoff werden Walzenpaare mit rotierenden Walzen (20, 21) verwendet, deren Abstand voneinander in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit so eingestellt wird, dass immer die gleiche Menge an Flüssigkeitsfilm durch die Walzenpaare gefördert wird.

Description

Zum Bedrucken eines Bedruckstoffs z. B. aus Papier ist es bekannt, auf einem Ladungsbildträger, z. B. einer Fotoleitertrommel, bildabhängig Ladungsbilder zu erzeugen, die den zu druckenden Bildern, bestehend aus einzufärbenden und nicht einzufärbenden Bereichen, entsprechen. Die einzufärbenden Bereiche der Ladungsbilder können mit einem zumindest Toner und Trägerflüssigkeit enthaltenden Flüssigentwickler entwickelt werden. Anschließend werden die entwickelten Bilder, die Tonerbilder, auf den Bedruckstoff umgedruckt und dort fixiert.
Ein Verfahren zu einer derartigen elektrophoretischen Flüssigentwicklung in digitalen Drucksystemen ist z. B. aus WO 2007/57387 A1 ( US 2008/279597 A1 ) bekannt. Dabei wird als Flüssigentwickler z. B. eine Silikonöl, Kohlenwasserstoffe oder pflanzliche Öle enthaltende Trägerflüssigkeit mit darin dispergierten Farbteilchen (Toner) verwendet. Bei dem Druckgerät nach WO 2007/57387 A1 sind u. a. entlang einem Ladungsbildträger, z. B. einer Fotoleitertrommel, eine Aufladestation, ein Element zur bildmäßigen Belichtung (Zeichengenerator), eine Entwicklerstation zur Entwicklung der Ladungsbilder mit Toner, eine Transferstation zum Umdruck der entwickelten Ladungsbilder (der Tonerbilder) auf einen Bedruckstoff, und ein Element zur Reinigung der Fotoleitertrommel nach dem Umdruck angeordnet.
Die Entwicklungsstation nach WO 2007/57387 A1 weist einen Vorratsbehälter für den Flüssigentwickler, eine Kammerrakel mit einer rotierende Rasterwalze und eine rotierende Entwicklerwalze auf. Die Rasterwalze entnimmt den Flüssigentwickler der Kammerrakel und überträgt diesen auf die Entwicklerwalze, die den Flüssigentwickler an der Fotoleitertrommel zur Entwicklung der Ladungsbilder zu Tonerbildern vorbeiführt. Die Tonerbilder werden vom Ladungsbildträger über die Transferstation dem Bedruckstoff zugeführt und auf diesen umgedruckt. Dazu kann eine rotierende Transferwalze verwendet werden, die die Tonerbilder eingebettet in Trägerflüssigkeit von dem Ladungsbildträger übernimmt und dem Bedruckstoff zuführt. In der Umdruckstation werden unter Druck und unter Einsatz eines elektrischen Feldes die Tonerbilder auf den Bedruckstoff umgedruckt und dort anschließend fixiert.
Bei der Erzeugung der Tonerbilder unter Verwendung von Trägerflüssigkeit und Toner aufweisenden Flüssigentwickler wird ein Film aus Flüssigentwickler dem Ladungsbildträger zugeführt. Nach der Einfärbung der Ladungsbilder durch den Flüssigentwickler werden die Tonerbilder eingebettet in einen Film aus Trägerflüssigkeit in der Transferstation auf den Bedruckstoff umgedruckt. In der folgenden Erläuterung wird dieser Film aus Flüssigentwickler oder Trägerflüssigkeit mit Tonerbildern einheitlich Flüssigkeitsfilm genannt.
Zur Übertragung des Flüssigkeitsfilms können Walzenpaare mit rotierenden Walzen als Transporteinheiten eingesetzt werden. Die Schichtdicke des transportierten Flüssigkeitsfilms hängt dabei u. a. von den Oberflächengeschwindigkeiten der Walzen des jeweiligen Walzenpaares und der Andruckkraft der Walzen voneinander ab. Probleme entstehen dann, wenn die Oberflächengeschwindigkeiten der Walzen der Walzenpaare sich ändern, wie dies z. B. beim Anfahren eines Druckgerätes bis zu dessen Endgeschwindigkeit der Fall ist. Wenn in diesem Fall das Bedrucken des Bedruckstoffs bereits vor Erreichen der Endgeschwindigkeit des Druckgeräts erfolgen soll, also in der Startphase des Druckbetriebes, sind die Druckbilder von minderer Druckqualität.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein nach dem elektrophoretischen Prinzip arbeitendes Druckgerät anzugeben, das auch bei unterschiedlichen Druckgeschwindigkeiten Druckbilder gleicher Druckqualität auf dem Bedruckstoff erzeugt. Dadurch wird es z. B. möglich, bereits in der Startphase des Druckbetriebs Druckbilder auf dem Bedruckstoff zu erzeugen, deren Druckqualität der des Betriebs bei Endgeschwindigkeit entspricht. Auf diese Weise kann Makulatur in der Startphase vermieden werden.
Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Mit Hilfe der Erfindung kann bei unterschiedlichen Druckgeschwindigkeiten immer die gleiche Schichtdicke an Flüssigkeitsfilm durch die jeweiligen am Fördervorgang beteiligten Walzenpaare bewegt werden. Die Viskosität des Flüssigkeitsfilms oder die Härte der Walzen müssen dazu nicht geändert werden. Lediglich die Andruckkraft im Walzenspalt (Nip) zwischen den Walzen der jeweiligen Walzenpaare wird in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit so gesteuert, dass bei allen Druckgeschwindigkeiten die gleiche Menge an Flüssigkeitsfilm zum Bedruckstoff gelangt. Damit kann bereits beim Start des Druckgeräts z. B ab einer Druckgeschwindigkeit von 0,3 m/sec eine Druckqualität der Druckbilder auf dem Bedruckstoff erreicht werden, die derjenigen bei der Enddruckgeschwindigkeit des Druckgeräts entspricht. Dann wird Makulatur beim Start des Druckgeräts weitgehend vermieden.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
An Hand von Ausführungsbeispielen, das in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 die Anordnung von Walzenpaaren zur Förderung des Flüssigkeitsfilms z. B. bei einem Druckgerät nach WO 2007/57387 A1 zur Erläuterung der Erfindung,
2 eine erste Anordnung zur Einstellung des Abstandes der Walzen eines zur Förderung des Flüssigkeitsfilms verwendeten Walzenpaares,
3 eine zweite Anordnung zur Einstellung des Abstandes der Walzen eines zur Förderung des Flüssigkeitsfilms verwendeten Walzenpaares.
In 1 ist von einem elektrophoretischen Druckgerät eine rotierende Fotoleitertrommel 10 als Ladungsbildträger gezeigt, der ein Film aus Flüssigentwickler zugeführt werden soll. Dieser Flüssigkeitsfilm wird von einer rotierenden Rasterwalze 7 einer rotierenden Entwicklerwalze 8 zugeführt, die zur Entwicklung von Ladungsbildern auf der Fotoleitertrommel 10 den Flüssigkeitsfilm an der Fotoleitertrommel 10 vorbei führt. In Abhängigkeit der Ladungsbilder auf der Fotoleitertrommel 10 geht aus dem Flüssigkeitsfilm Toner auf die Fotoleitertrommel 10 über und färbt die Ladungsbilder zu Tonerbildern ein. Der auf der Entwicklerwalze 8 verbliebene Resttoner wird von einer Reinigungswalze 15 abgereinigt.
Somit besteht ein Flüssigkeitsfilm aus Trägerflüssigkeit und Toner von der Rasterwalze 7 über die Entwicklerwalze 8 zur Fotoleitertrommel 10. Dieser Flüssigkeitsfilm wird durch Walzenspalte 1, 2, 3 zwischen den Walzenpaaren hindurch bewegt, wobei auf den Flüssigkeitsfilm jeweils eine Andruckkraft ausgeübt wird, die die Schichtdicke des Flüssigkeitsfilms beeinflussen kann. Auf dem Weg zur Fotoleitertrommel 10 bestehen z. B. folgende Walzenspalte:

– ein Walzenspalt 1 zwischen Rasterwalze 7 und Entwicklerwalze 8,
– evtl. ein Walzenspalt 2 zur Glättung des Flüssigkeitsfilms zwischen einer Glättwalze 9 und der Entwicklerwalze 8, sofern eine Glättwalze 9 eingesetzt wird,
– ein Walzenspalt 3 zwischen der Entwicklerwalze 8 und der Fotoleitertrommel 10.

Der Flüssigkeitsfilm mit den entwickelten Tonerbildern wird anschließend durch eine Transferstation dem endlosen Bedruckstoff 14 zugeführt und auf diesen umgedruckt. Die Transferstation weist wiederum Walzen auf, die als Walzenpaare zusammenwirken, um den Flüssigkeitsfilm zum Umdruck zu fördern. Z. B. können folgende Walzenpaare einen Walzenspalt bilden:

– ein Walzenspalt 4 zwischen der Fotoleitertrommel 10 und einer Transferwalze 11, die den Flüssigkeitsfilm von der Fotoleitertrommel 10 übernimmt,
– evtl. ein Walzenspalt 5 zwischen der Transferwalze 11 und einer Walze 12, durch die der Flüssigkeitsfilm für den Übertrag auf den Bedruckstoff 14 präpariert wird,
– ein Walzenspalt 6 zwischen der Transferwalze 11 und einer Andruckwalze 13, die den Bedruckstoff 14 an die Transferwalze 11 andrückt.

In all diesen Walzenspalten 1 bis 6 werden Andruckkräfte auf den Flüssigkeitsfilm ausgeübt, die die Menge der transportierten Flüssigkeit beeinflussen. Insbesondere in der Startphase des Druckvorgangs, wenn die Walzen 7 bis 13 und der Bedruckstoff 14 beschleunigt werden, führte dies bisher dazu, dass die Menge an transportierten Flüssigkeitsfilm sich erheblich ändert und damit die Druckqualität der Druckbilder auf dem Bedruckstoff 14. Wird die Druckgeschwindigkeit niedrig gewählt und die Andruckkraft zu hoch, führt dies außerdem zu Druckqualitätsstörungen durch Entwicklerfilmrückstau vor dem Walzenpaar.
Um bei unterschiedlichen Druckgeschwindigkeiten und damit unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Walzen 7 bis 13 und des Bedruckstoffs 14 immer eine gleichbleibende Druckqualität zu gewährleisten, wird nunmehr die Größe der Walzenspalte 1 bis 6 der den Flüssigkeitsfilm fördernden Walzenpaare in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit so gesteuert, dass immer die Menge an Flüssigkeitsfilm durch die Walzenspalte 1 bis 6 transportiert wird, die auch bei Endgeschwindigkeit des Druckbetriebs gefördert wird. Damit sind die Druckbilder auf dem Bedruckstoff 14 immer gleich eingefärbt, auch wenn die Druckgeschwindigkeit die Endgeschwindigkeit noch nicht erreicht hat.
Aus den 2 und 3 ergeben sich Beispiele für Anordnungen, mit denen die Walzenabstände in den Walzenspalten 1, 2, 3, 4, 5, 6 eingestellt werden können.
Aus 2 ergibt sich eine erste Ausführungsform, bei der der Abstand zwischen zwei auf Achsen 22, 23 gelagerten Walzen 20, 21 eingestellt werden soll. Dabei ist die eine Walze 20 ortsfest gelagert, während die andere Walze 21 in Richtung zur Walze 20 verschoben werden kann. Zur Verschiebung der Walze 21 wird auf beiden Seiten jeweils eine Verschiebeanordnung VA1 aus einem Druckzylinder 24, einem Stempel 25 und einer Steueranordnung 26 verwendet. Die Verschiebeanordnung VA1 weist einen Druckzylinder 24 auf, der über einen Stempel 25 mit der Achse 23 der Walze 21 gekoppelt ist. Der Druck im Druckzylinder 24 kann so variiert werden, dass der Stempel 25 die Walze 21 zur Walze 20 bewegt oder von dieser entfernt. Die Andruckkraft für die Walze 21 kann dabei für verschiedene Geschwindigkeiten mittels der elektronischen Steueranordnung 26 verschieden eingestellt werden. Die Sollwerte für die Andruckkräfte können z. B. aus einer in der Druckersteuerung gespeicherten Tabelle entnommen werden, in der die Sollwerte für die Drücke in den Druckzylindern 24 in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit aufgeführt sind. Diese Werte können z. B. über Messungen ermittelt werden. Die Istwerte der Drücke in den Druckzylindern 24, die ein Maß für die Andruckkräfte der Walzen 22, 23 des Walzenpaares sind, können durch Messung ermittelt werden. Durch Vergleich der Sollwerte mit den Istwerten können Abweichungen festgestellt werden und in Abhängigkeit der Abweichungen der Druck in den Druckzylindern 24 auf den jeweiligen Sollwert nachgeregelt werden.
Aus 3 ergibt sich eine zweite Ausführungsform einer Verschiebeanordnung VA2 für die Walzen 20, 21. Zwischen den Achsen 22, 23 der Walzen 20, 21 werden jeweils Linearaktoren, z. B. Piezokristalle 35, 36, angeordnet, die über Zwischenstücke 34 auf die jeweiligen Achsen 22, 23 einwirken. Durch Anlegen einer entsprechenden Spannung V_L, V_R an die Piezokristalle 35, 36 kann die Ausdehnung der Piezokristalle 35, 36 in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit variiert werden und damit die Ausdehnung der Piezokristalle 35, 36 so gesteuert werden, dass der Abstand der beiden Walzen 20, 21 entsprechend der Druckgeschwindigkeit eingestellt wird. Ist die Druckgeschwindigkeit noch niedriger im Vergleich zur Endgeschwindigkeit des Druckgeräts werden die Piezokristalle 35, 36 an eine derartige Spannung V_L, V_R gelegt, dass sich diese ausdehnen und damit des Abstand der Walzen 20, 21 voneinander erhöhen. Wenn sich die Druckgeschwindigkeit steigert, wird die Spannung V_L, V_R so verändert, dass sich die Piezokristalle 35, 36 zusammen ziehen und dadurch die Walzen 20, 21 einander annähern. Die Sollwerte für die Spannungen V_L, V_R können z. B. wiederum aus einer in der Druckersteuerung gespeicherten Tabelle entnommen werden, in der die Sollwerte in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit aufgeführt sind. Diese Werte können z. B. über Messungen ermittelt werden.
In den 2 und 3 werden für beide Achsenenden 23a und 23b der Achse 23 für die Walze 21 Verschiebeanordnungen VA1, VA2 verwendet. Es ist jedoch auch möglich, nur eine Vorschiebeanordnung VA1, VA2 für ein Achsenende, z. B. das Achsenende 23a, zu verwenden, wenn das andere Ende, z. B. Achsenende 23b, der Achse 23 entsprechend geführt wird.
Eine dritte Ausführungsform einer Verschiebeanordnung für die Walzen kann einen Schrittmotor vorsehen (in den Figuren nicht dargestellt). Die Achsen und damit die Walzen werden von einem abgeschwenkten Zustand in Arbeitsposition bei, Endgeschwindigkeit des Druckgeräts gefahren. Die Anzahl der Schritte und die Schrittgröße legt den Abstand der Walzen der Walzenpaare fest. Bei Änderung der Druckgeschwindigkeit kann die Steuerung des Druckgeräts mit einer angepassten Anzahl Schritte des Schrittmotors den Walzenabstand so einstellen, dass die Menge an Flüssigkeitsfilm, die durch die Walzenpaare gefördert werden, konstant bleibt.
Die Verschiebeanordnungen VA nach den Ausführungsbeispielen können für alle am Transport des Flüssigkeitsfilms beteiligten Walzenpaare eingesetzt werden. Damit ist gewährleistet, dass die geförderte Menge an Flüssigkeitsfilm zum Bedruckstoff unabhängig von der Druckgeschwindigkeit konstant gehalten wird.
In den 2, 3 sind Walzen zum Transport des Flüssigkeitsfilms verwendet worden. Es ist jedoch auch möglich, statt einzelner Walzen Bänder einzusetzen.
Bezugszeichenliste

VA: Verschiebeanordnung
V: Spannung
1 bis 6: Walzenspalte
7: Rasterwalze
8: Entwicklerwalze
9: Glättwalze
10: Fotoleitertrommel
11: Transferwalze
12: Walze
13: Andruckwalze
14: Bedruckstoff
15: Reinigungswalze
20: Walze
21: Walze
22: Achse
23: Achse
23a: Achsenende
23b: Achsenende
24: Druckzylinder
25: Stempel
34: Koppelstücke
35: Piezokristall
36: Piezokristall

Claims

Verfahren zum Bedrucken eines endlosen Bedruckstoffs mit einem elektrophoretischen Druckgerät, – bei dem zur Entwicklung von Ladungsbildern auf einem Ladungsbildträger (10) zu Tonerbildern ein Flüssigkeitsfilm mit Toner und Trägerflüssigkeit zum Ladungsbildträger (10) transportiert wird und bei dem die Tonerbilder in einem Flüssigkeitsfilm auf den Bedruckstoff (14) umgedruckt werden, – bei dem beim Transport des Flüssigkeitsfilms zum Ladungsbildträger (10) und vom Ladungsbildträger (10) zum Bedruckstoff (14) Transportmittelpaare aus rotierenden Transportmitteln (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) verwendet werden und – bei dem bei sich ändernder Druckgeschwindigkeit des Druckgeräts für jedes Transportmittelpaar der jeweilige Abstand (1 bis 6) deren Transportmittel (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) voneinander so verändert wird, dass immer die Menge an Flüssigkeitsfilm durch dieses jeweilige Transportmittelpaar gefördert wird, die bei Endgeschwindigkeit des Druckbetriebs gefördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Sollwert für den Abstand der Transportmittell (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) des jeweiligen Transportmittelpaares voneinander in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit in einer Tabelle gespeichert wird, bei dem der Istwert des Abstandes der Transportmittel (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) des jeweiligen Transportmittelpaares voneinander gemessen wird, bei dem der Istwert mit dem Sollwert verglichen wird und bei Abweichung des Istwertes vom Sollwert der Abstand der Transportmittel (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) des jeweiligen 1 Transportmittelpaares auf den Sollwert verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zum Transport des Flüssigkeitsfilms zum Bedruckstoff (14) als Transportmittel Walzen zumindest folgender Walzenpaare eingesetzt werden: – eine Rasterwalze (7) und eine Entwicklerwalze (8) zur Förderung des Flüssigkeitsfilms zur Entwicklerwalze (8); – die Entwicklerwalze (8) und eine Fotoleitertrommel (10) zur Förderung des Flüssigkeitsfilms an der Fotoleitertrommel (10) vorbei und – die Fotoleitertrommel (10) und eine Transferwalze (11) zur Förderung des die Tonerbilder enthaltenden Flüssigkeitsfilms zum Bedruckstoff (14).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem als Transportmittel zum Transport des Flüssigkeitsfilms Bänder verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem mindestens eine Walze (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) eines Walzenpaares in Bezug auf die andere Walze (7 bis 13) des Walzenpaares verschiebbar gelagert wird, bei dem der einen Walze eine Verschiebeanordnung (VA) zugeordnet wird, die in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit den Abstand der Walzen des Walzenpaares einstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem in einer ersten Ausführungsform eine Verschiebeanordnung (VA1) mit einem Druckzylinder (24), einem vom Druckzylinder (24) betätigten mit einer Achse (23) der einen Walze (21) gekoppelten Stempel (25) und eine den Druck im Druckzylinder (24) einstellende Steueranordnung (26) vorgesehen wird, wobei die Steueranordnung (26) den Druck im Druckzylinder (24) in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit einstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem in einer zweiten Ausführungsform als Verschiebeanordnung (VA2) ein zwischen den Walzen (20, 21) des Walzenpaares angeordneter an einer elektrischen Spannung (V_L, V_R) liegender Linearaktor (35) vorgesehen wird, wobei die Spannung (V_L, V_R) in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit variiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem als Linearaktor (35) ein Piezokristall vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als dritte Ausführungsform eine Verschiebeanordnung mit einem mit der einen Walze des Walzenpaares gekoppelten Schrittmotor vorgesehen wird, dessen Schrittanzahl und Schrittgröße in Abhängigkeit der Druckgeschwindigkeit variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem Verschiebeanordnungen (VA1, VA2) an der Achse (23) der zu verschiebenden Walze (21) an beiden Seiten (23a, 23b) angeordnet werden.