DE102010037244A1

DE102010037244A1 - Anordnung zum Bedrucken eines Bedruckstoffs bei einem elektrofotografischen Druckgerät

Info

Publication number: DE102010037244A1
Application number: DE201010037244
Authority: DE
Inventors: Thomas Montag; Dr. rer. nat. Gunnar (Univ.) Raschke; Dr. rer. nat. Christian (Univ.) Kopp
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Bei der Anordnung zum Bedrucken eines Bedruckstoffs (4) werden durch einen Zeichengenerator (ZG) gesteuert durch eine Druckersteuerung (DST) Ladungsbilder der zu druckenden Bilder auf einem Ladungsbildträger (1) erzeugt, die durch eine Entwicklerstation (2) durch einen zumindest Trägerflüssigkeit und Toner aufweisenden Flüssigentwickler zu einem Bildfilm entwickelt werden, in den die zu Tonerbildern entwickelten Ladungsbilder eingebettet sind. Dieser Bildfilm wird an einer Transferstelle (6) von einer Transferstation (3) übernommen und an einer Umdruckstation (7) auf den Bedruckstoff (4) übertragen, auf dem der Bildfilm in einer Fixierstation (5) fixiert wird. Um den Verbrauch an Zusatzmitteln, z. B. Trägerflüssigkeit, beim Druckprozess nach dem Transfer des Bildfilms auf die Transferstation (3) zu minimieren, wird ein durch die Druckersteuerung (DST) gesteuertes Antragssystem, z. B. eine InkJet-Kopfeinheit (IK), vorgesehen, die im Bereich des Bildfilms, der die Tonerbilder aufweist, Zusatzmittel aufbringen kann, um den Druckprozess anschließend günstig zu beeinflussen.

Description

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Bedruckstoffs z. B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z. B. Papier oder dünnen Kunststoff- oder Metallfolien, ist es bekannt, auf einem Ladungsbildträger, z. B. einem Fotoleiter, bildabhängig Ladungsbilder zu erzeugen, die den zu druckenden Bildern, bestehend aus einzufärbenden und nicht einzufärbenden Bereichen, entsprechen. Die einzufärbenden Bereiche der Ladungsbilder werden mit einer Entwicklerstation auf dem Ladungsbildträger durch Toner als Tonerbilder sichtbar gemacht. Das dadurch erzeugte Tonerbild wird über eine Transferstation zum Bedruckstoff transportiert und in einer Umdruckstelle auf den Bedruckstoff umgedruckt. Auf diesem werden die Tonerbilder in einer Fixierstation fixiert.
Zum Einfärben der Ladungsbilder kann dabei ein zumindest geladenen Toner und Trägerflüssigkeit aufweisender Flüssigentwickler verwendet werden. Mögliche Trägerflüssigkeiten sind u. a. Kohlenwasserstoffe, Silikonöle.
Ein Verfahren zu einem derartigen elektrophoretischen Druck bei digitalen Drucksystemen ist z. B. aus WO 2005/013013 A2 ( US 2006/0150836 A1 , DE 10 2005 055 156 B3 ) bekannt. Nachdem die Ladungsbilder der zu druckenden Bilder auf dem Ladungsbildträger erzeugt worden sind, werden diese durch eine Entwicklerstation mit Toner zu Tonerbildern eingefärbt. Dabei wird hier als Flüssigentwickler eine Silikonöl enthaltende Trägerflüssigkeit mit darin dispergierten Farbpartikeln (Toner) verwendet. Die Zufuhr des Flüssigentwicklers zum Ladungsbildträger kann durch eine Entwicklerwalze erfolgen, der der Flüssigentwickler durch eine Rasterwalze zugeführt wird, an der eine Kammerrakel angeordnet ist. Die Tonerbilder werden anschließend durch eine Transferstation vom Ladungsbildträger übernommen und in einer Umdruckstelle auf den Bedruckstoff übertragen.
Aus DE 10 2004 009 986 B3 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zum Bedrucken eines Bedruckstoffs auf einem Ladungsbildträger Ladungsbilder der zu druckenden Bilder erzeugt werden. Die Ladungsbilder werden durch einen Flüssigentwickler, der eine polymerisierbare Trägerflüssigkeit mit darin suspendierten Tonerteilchen aufweist, zu einem Bildfilm mit darin eingebetteten Tonerbildern entwickelt. Anschließend wird der Bildfilm auf den Bedruckstoff übertragen und dort die Tonerbilder durch Vernetzung der Trägerflüssigkeit fixiert. Die Tonerteilchen werden dabei nicht geschmolzen.
Bei elektrografischen Druckgeräten, die mit Flüssigentwickler arbeiten, können an verschiedenen Stellen im Druckprozess Probleme auftreten:

– Beim Transfer des Flüssigentwicklers von einem Transportmittel zu einem anderen Transportmittel oder von einem Transportmittel zum Bedruckstoff, wobei die Transportmittel z. B. als Walzen mit Elastomerbeschichtung ausgeführt sind, kann die zu transportierende Schicht, z. B. der Bildfilm mit den Tonerbildern, einen hohen Feststoffanteil aufweisen, der kompakt z. B. auf der Elastomeroberfläche des Transportmittels haftet. Zum einen sollte der Anteil an Trägerflüssigkeit möglichst gering sein, um einen wirtschaftlichen Druckbertrieb zu gewährleisten. Andererseits sinkt die Effektivität im Druckprozess mit zunehmender Feststoffkonzentration, insbesondere im Bereich des Umdrucks des Bildfilms auf den Bedruckstoff. Dies ist besonders bei Papier als Bedruckstoff kritisch, da hier die Trägerflüssigkeit vom Papier aufgesaugt werden kann. Um den Umdruck zu verbessern, kann Trägerflüssigkeit z. B. vor dem Umdruck zugeführt werden, um die Tonerbilder zusätzlich z. B. mit Trägerflüssigkeit zu benetzen. Diese Maßnahme hat den Nachteil, dass nicht nur die Tonerbilder zusätzlich benetzt werden, sondern auch Bereiche, die keine Tonerbilder aufweisen. Beim Umdruck auf einen Bedruckstoff führt dies dazu, dass zu viel Trägerflüssigkeit auf den Bedruckstoff übertragen wird, der dann abgesaugt werden muss, um evtl. mit hohem technischen Aufwand recycelt zu werden.
– Flüssigentwickler weist oft neben Toner und Trägerflüssigkeit Zusatzmittel in der Trägerflüssigkeit und im Toner selbst auf, wie z. B. Wachse, Trennmittel, Radikalstarter, obwohl diese Zusatzmittel in vielen Prozessschritten nicht notwendig sind und auch störend wirken können, z. B. durch Verfilmung der Oberfläche des Fotoleiters. Wegen dieser störenden Nebeneffekte der Zusatzmittel in einigen Prozessschritten kann die Auswahl der Zusatzmittel eingeschränkt sein z. B. weil die Lagerstabilität des Flüssigentwicklers mit dem Zusatzmittel nicht mehr ausreichend ist, z. B. wenn ein Zusatzmittel mit dem Flüssigentwickler während der Lagerung reagieren könnte.
– Aus DE 10 2004 009 986 B3 ist z. B. bekannt, Zusatzmittel ganzflächig mit Walzen, z. B. Rasterwalzen, oder Sprühleisten aufzubringen. Dies kann zu einem hohen Verbrauch an Zusatzmitteln führen.
– Resttonerbilder, die nach dem Umdruck des Bildfilms auf den Bedruckstoff auf einem Transfermittel, z. B. einer Transferwalze, verbleiben, sind oftmals sehr trocken. Um diese vom Transfermittel abreinigen zu können, sollte Flüssigkeit, z. B. eine Reinigungsflüssigkeit, dem Transfermittel zugeführt werden, um den Resttoner von dem Transfermittel ausreichend entfernen zu können. Diese Flüssigkeit muss vom Transfermittel wieder entfernt werden.

Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine Anordnung zum Betrieb eines elektrofotografischen Druckgeräts anzugeben, bei der die oben geschilderten Nachteile vermieden werden, insbesondere der Einsatz von Zusatzmitteln beim Druckprozess nur einen geringem Verbrauch an Zusatzmitteln erfordert.
Dieses Problem wird durch eine Anordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zum Bedrucken eines Bedruckstoffs werden durch einen Zeichengenerator gesteuert durch eine Druckersteuerung Ladungsbilder der zu druckenden Bilder auf einem Ladungsbildträger erzeugt, die durch eine Entwicklerstation durch einen zumindest Trägerflüssigkeit und Toner aufweisenden Flüssigentwickler zu einem Bildfilm entwickelt werden, in den die zu Tonerbildern entwickelten Ladungsbilder eingebettet sind. Dieser Bildfilm wird an einer Transferstelle von einer Transferstation übernommen und an einer Umdruckstation auf den Bedruckstoff übertragen, auf dem der Bildfilm in einer Fixierstation fixiert wird. Der Transfer des Bildfilms kann auch direkt vom Ladungsbildträger zum Bedruckstoff erfolgen. Um den Verbrauch an Zusatzmitteln beim Druckprozess nach dem Transfer auf die Transferstation oder nach dem Transfer direkt auf den Bedruckstoff zu minimieren, wird mindestens ein durch die Druckersteuerung gesteuertes Antragssystem, wie z. B. eine InkJet-Kopfeinheit oder Piezokopf, vorgesehen, das im Bereich des Bildfilms, der die Tonerbilder aufweist, ein Zusatzmittel aufbringen kann, um den Druckprozess anschließend günstig zu beeinflussen.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in der Figur dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert.
Die Figur zeigt eine prinzipielle Darstellung eines elektrofotografischen Druckgeräts, das durch die erfindungsgemäße Anordnung erweitert worden ist.
Die Figur zeigt Komponenten eines elektrofotografischen Druckgeräts. Der Aufbau und die Funktion des Druckgeräts ist bekannt und kann z. B. WO 2005/013013 A2 oder DE 10 2005 055 156 B3 ( US 2006/0150836 A1 ) entnommen werden, deren Inhalt in die Offenbarung aufgenommen wird. Entlang einem rotierenden Ladungsbildträger, in 1 einer Fotoleitertrommel, ist eine Regenerationsbelichtung, eine Aufladestation, ein Zeichengenerator, eine Entwicklerstation, eine Transferstation zum Umdruck der entwickelten Ladungsbilder auf einen Bedruckstoff und eine Fixierstation angeordnet. Von diesen Komponenten sind in 1 nur die Fotoleitertrommel 1, der Zeichengenerator ZG, die Entwicklerstation 2, die Transferstation 3, die Umdruckstation 7, der Bedruckstoff 4 und die Fixierstation 5 prinzipiell dargestellt. Die übrigen Komponenten können DE 10 2005 055 156 B3 ( US 2006/0150836 A1 ) entnommen werden.
Die Entwicklerstation 2 kann als Beispiel eine Entwicklerwalze aufweisen, die in Kontakt zum Ladungsbildträger 1 angeordnet ist. Mit der Entwicklerwalze 2 werden auf dem Ladungsträger 1 durch den Zeichengenerator ZG erzeugte Ladungsbilder zu Tonerbildern entwickelt. Dazu kann ein Flüssigentwickler zumindest aus einer Trägerflüssigkeit und elektrisch geladenem Toner verwendet werden. Dabei entsteht ein Bildfilm aus Trägerflüssigkeit mit darin eingebetteten Tonerbildern. Dieser Bildfilm wird auf die Transferstation 3 an einer Transferstelle 6 übertragen. Die Transferstation 3 weist z. B. auf bekannte Weise eine Transferwalze 31 auf, die den Bildfilm übernimmt und einer eine Gegendruckwalze 71 aufweisenden Umdruckstation 7 zuführt, an der der Bedruckstoff 4 vorbei geführt wird, wobei auf bekannte Weise unter Verwendung von Druck und eines elektrischen Feldes der Bildfilm aus Tonerbildern und Trägerflüssigkeit auf den Bedruckstoff 4 umgedruckt wird. Der umgedruckte Bildfilm wird anschließend der Fixierstation 5 zugeführt, dort werden die Tonerbilder z. B. durch Tonerschmelzen unter Verwendung von Wärme oder Verdampfen der Trägerflüssigkeit fest mit dem Bedruckstoff 4 verbunden. Die Übertragung des Bildfilms mit den Tonerbildern kann auch direkt vom Ladungsbildträger 1 auf den Bedruckstoff 4 erfolgen.
Um gezielt Zusatzmittel im Druckprozess einsetzen zu können, z. B. auf den Bildfilm aufbringen zu können, werden Antragssysteme IK, z. B. InkJet-Kopfeinheiten, verwendet, die z. B. nur an den Stellen im Druckgerät angeordnet werden, an denen das jeweilige Zusatzmittel für den Druckprozess erforderlich ist oder vorteilhaft ist. Dabei wird das Antragssystem IK, ebenso wie der Zeichengenerator ZG, durch eine Druckersteuerung DST derart angesteuert, dass das Zusatzmittel nur an diesen Stellen aufgebracht wird und nur auf Bereiche, an denen der Einsatz des Zusatzmittels sinnvoll ist. Z. B. ist beim Umdruck des Bildfilms auf den Bedruckstoff 4 der Einsatz von zusätzlicher Trägerflüssigkeit für die Tonerbilder vorteilhaft, um den Elektrophorese-Prozess zu verbessern. Dann ist es vorteilhaft, wenn nur die Bereiche mit Tonerbildern mit zusätzlicher Trägerflüssigkeit benetzt werden. Um gezielt diesen Bereichen Zusatzmittel zuführen zu können, wird das Antragssystem IK von der Druckersteuerung DST mit dem gleichen Datenstrom wie der Zeichengenerator ZG angesteuert, allerdings in Abhängigkeit des Einsatzortes zeitlich versetzt. Wenn die Ladungsbilder und damit die Druckbilder aus Bildpunkten (Pixeln) aufgebaut sind, kann das Antragssystem IK, z. B. eine InkJet-Kopfeinheit, von der Druckersteuerung DST derart angesteuert werden, dass dieses ebenfalls gezielt punkweise das Zusatzmittel aufbringt, z. B. gezielt auf die Bereiche, die die Tonerbilder auf dem Bedruckstoff 4 oder auf der Transferwalze 31 einnehmen.
Durch zusätzliches Ansteuern von benachbart den Tonerbildern angeordneten Pixeln ist es möglich, einen größeren Bereich im Vergleich zu den Tonerbildern mit Zusatzmittel zu versorgen.
Z. B. kann der Zeichengenerator ZG ein LED-Kamm bekannten Aufbaus sein, mit dem punktweise in Bildpunkten (Pixel) das Ladungsbild auf dem Ladungsbildträger 1 erzeugt wird. Eine InkJet-Kopfeinheit als Antragssystem IK kann entsprechend aufgebaut sein und einen Tintendruckkopfkamm bekannten Aufbaus aufweisen, mit dem das Zusatzmittel punktweise auf die zu beeinflussenden Bereiche, z. B. des Bedruckstoffs 4, aufgebracht wird. Dabei kann der Bereich, in dem das Zusatzmittel aufgebracht wird, größer gewählt werden als z. B. der Bereich, den das zu benetzende Tonerbild einnimmt. Damit ist eine hohe mechanische Präzision z. B. der Inkjet-Köpfe als Antragssystem IK sowie eine exakte mechanische Ausrichtung zum Druckbild nicht erforderlich.
In einem ersten Anwendungsfall kann ein Antragssystem IK1 benachbart dem Transfermittel 3, z. B. der Transferwalze 31, angeordnet werden. Damit kann der Transfer des Bildfilms auf den Bedruckstoff 4 verbessert werden. Eine geringe Menge an Trägerflüssigkeit im Bildfilm ist ausreichend für die Übertragung des Bildfilms an der Transferstelle 6 auf die Transferwalze 31. Für den Umdruck der Tonerbilder auf den Bedruckstoff 4 ist jedoch vorteilhaft, wenn z. B. zusätzliche Trägerflüssigkeit als Zusatzmittel auf den Bereich der Tonerbilder aufgebracht wird. Durch ein gezieltes Zuführen von Trägerflüssigkeit vor der Umdruckstation 7 nur auf die Bereiche der Tonerbilder wird der Umdruck erleichtert, gleichzeitig werden Bereiche auf dem Bedruckstoff 4, auf die keine Tonerbilder umgedruckt werden, nicht mit zusätzlicher Trägerflüssigkeit benetzt. Das Ergebnis ist, dass der Transferwirkungsgrad in der Transferstation 3 bei Einsatz einer geringen Menge an Trägerflüssigkeit bei nahe 100% liegt.
Ein vergleichbarer Wirkungsgrad kann erreicht werden, wenn ein Antragssystem IK2 (Anwendungsfall 2) vor der Umdruckstation 7 benachbart dem Bedruckstoff 4 angeordnet wird. Auch hier kann das Zusatzmittel, z. B. Trägerflüssigkeit, gezielt nur auf Bereiche auf dem Bedruckstoff 4 aufgebracht werden, die nach dem Umdruck Tonerbilder oder keine Tonerbilder enthalten.
Um die Fixierung der Tonerbilder günstig zu beeinflussen, kann ein Antragssystem IK3 hinter der Umdruckstation 7 vor der Fixierstation 5 angeordnet werden (Anwendungsfall 3). Dann kann die für die Fixierung günstige Menge an Zusatzmittel vor der Fixierstation 5 auf die Bereiche auf den Bedruckstoff 4 aufgebracht werden, die für eine Fixierung der Tonerbilder maßgebend sind.
Als Zusatzmittel können neben Trägerflüssigkeit auch Radikalstarter, Wachse, gelöste Wachse, Trennmittel eingesetzt werden, je nach dem, welches Ziel erreicht werden soll.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat somit folgende Vorteile:

– Die für den Umdruck notwendige Menge an Trägerflüssigkeit verringert sich erheblich, da nur relevante z. B. betonerte Bereiche benetzt werden.
– Es besteht die Möglichkeit, dem Druckbild Zusatzmittel zuzuführen, die z. B. als Additive im Flüssigentwickler nicht Lagerstabil sind oder Reaktionen hervorrufen, die z. B. erst während der Fixierung des Druckbildes oder gezielt nur für den Umdruck auf bestimmte Bedruckstoffe erwünscht sind; die Zusatzmittel können auch gezielt dafür verwendet werden, um Effekte wie z. B. Glanz in das Druckbild einzubetten.
– Der Umdruckwirkungsgrad wird gesteigert. Der Aufwand für eine 100%ige Reinigung des Resttonerbilds auf dem Transfermittel 31 wird minimiert.
– Der Tonerverbrauch wird durch den hohen Wirkungsgrad gesenkt.
– Die Druckqualität bleibt dauernd auf hohem Niveau, da der Wirkungsgrad stabil bleibt.
– Abhängig von der tatsächlich notwendigen Menge an Zusatzmittel, z. B. bei unterschiedlichen Bedruckstoffen, kann die zuzuführende Menge an Zusatzmitteln genau dosiert werden.
– Die Reinigung von Resttoner auf Walzenoberflächen, z. B. der Transferwalze 31, ist Material sparend.
– Es besteht die Möglichkeit der Änderung der verwendeten Trägerflüssigkeit ab einem bestimmten Prozessschritt.
– Es besteht die Möglichkeit, ein dem Bedruckstoff angepasstes Zusatzmittel zu verwenden.

Bezugszeichenliste

DST: Druckersteuerung
ZG: Zeichengenerator
IK: Antragssystem
1: Ladungsbildträger
2: Entwicklerstation
3: Transferstation
4: Bedruckstoff
5: Fixierstation
6: Transferstelle
7: Umdruckstation
31: Transferwalze
71: Gegendruckwalze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2005/013013 A2 [0003, 0012]
US 2006/0150836 A1 [0003, 0012, 0012]
DE 102005055156 B3 [0003, 0012, 0012]
DE 102004009986 B3 [0004, 0005]

Claims

Anordnung zum Bedrucken eines Bedruckstoffs bei einem elektrofotografischen Druckgerät, – bei der ein Zeichengenerator (ZG) vorgesehen ist, der gesteuert durch eine Druckersteuerung (DST) auf einem Ladungsbildträger (1) Ladungsbilder der zu druckenden Bilder erzeugt, – bei der eine Entwicklerstation (2) vorgesehen ist, die die Ladungsbilder durch einen zumindest Trägerflüssigkeit und Toner aufweisenden Flüssigentwickler zu einem Bildfilm auf dem Ladungsbildträger (1) entwickelt, in den die zu Tonerbildern entwickelten Ladungsbilder eingebettet sind, – bei der eine Umdruckstation (7) vorgesehen ist, die den Bildfilm auf den Bedruckstoff (4) überträgt, – bei der eine Fixierstation (5) vorgesehen ist, die den Bildfilm auf dem Bedruckstoff (4) fixiert, – bei der mindestens ein durch die Druckersteuerung (DST) gesteuertes Antragssystem (IK) vorgesehen ist, das ein Zusatzmittel zumindest auf einen Bereich aufbringt, den der Bildfilm einnimmt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Antragssystem (IK) das Zusatzmittel mindestens auf den Bereich des Bildfilms, der die Tonerbilder aufweist, aufbringt.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Transferstation (3) vorgesehen ist, die ein Transfermittel (31) aufweist, das den Bildfilm an einer Transferstelle (6) vom Ladungsbildträger (1) übernimmt und diesen zur Umdruckstation (7) transportiert, bei der ein Antragssystem (IK1) zwischen Transferstelle (6) und Umdruckstation (7) benachbart dem Transfermittel (31) anordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der vor der Umdruckstation (7) in Transportrichtung des Bedruckstoffs (4) gesehen benachbart dem Bedruckstoff (4) ein Antragssystem (IK2) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4 bei der nach der Umdruckstation (7) in Transportrichtung des Bedruckstoffs (4) gesehen und vor der Fixierstation (5) benachbart dem Bedruckstoff (4) ein Antragssystem (IK3) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Druckersteuerung (DST) das jeweilige Antragssystem (IK) derart steuert, dass dieses das Zusatzmittel in einem Bereich aufbringt, der größer ist als der Bereich, der von den Tonerbildern überdeckt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Antragssystem (IK) eine InkJet-Kopfeinheit ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Zusatzmittel Trägerflüssigkeit ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Zusatzmittel ein Wachs ist.