DE102012103329A1

DE102012103329A1 - Digitaldrucker zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE102012103329A1
Application number: DE201210103329
Authority: DE
Inventors: Christian Kopp
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-10-17

Abstract

Ein Digitaldrucker (10) weist eine Entwicklerstation zur Einfärbung von Ladungsbildern auf einer Fotoleiterwalze unter Verwendung von Flüssigentwickler auf. Die Entwicklerstation umfasst eine Entwicklerwalze (111), die die Ladungsbilder auf der Fotoleiterwalze (101) mit Toner einfärbt, ein Zufuhrsystem (113, 114) zum Auftragen des Flüssigentwicklers auf die Entwicklerwalze (111), eine Reinigungseinheit (200) mit einer Reinigungswalze (117) zum Abreinigen des nach der Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Entwicklerelement (111) zurückbleibenden restlichen Flüssigentwicklers, mit einer an der Reinigungswalze (117) anliegenden Reinigungsrakel (118) und mit einer Kanaleinheit (201), die benachbart der Reinigungswalze (117) und der Entwicklerwalze (111) angeordnet ist, so dass zwischen der Reinigungswalze (117) und der Kanaleinheit (201) ein Strömungskanal (202) entsteht, durch den die Reinigungswalze (117) den von der Entwicklerwalze (111) abgenommenen restlichen Flüssigentwickler transportiert und der ein derartiges Volumen aufweist, dass die Tonerpartikel im Strömungskanal (202) Scherkräften ausgesetzt sind, durch die die Haftung der Tonerpartikel an der Reinigungswalze gelockert werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Digitaldrucker zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit Tonerpartikeln, die mit Hilfe eines Flüssigentwicklers aufgetragen werden, insbesondere einen Hochgeschwindigkeitsdrucker zum Bedrucken von bahn- oder bogenförmigen Aufzeichnungsträgern.
Bei solchen Digitaldruckern wird ein latentes Ladungsbild eines Ladungsbildträgers mit Hilfe eines Flüssigentwicklers mittels Elektrophorese eingefärbt. Das so entstandene Tonerbild wird mittelbar über ein Transferelement oder unmittelbar auf den Aufzeichnungsträger übertragen. Der Flüssigentwickler weist in einem gewünschten Verhältnis Tonerpartikel und Trägerflüssigkeit auf. Als Trägerflüssigkeit wird vorzugsweise Mineralöl verwendet. Um die Tonerpartikel mit einer elektrostatischen Ladung zu versehen, werden dem Flüssigentwickler Ladungssteuerstoffe hinzugefügt. Zusätzlich werden weitere Additive zugegeben, um beispielsweise die gewünschte Viskosität oder ein gewünschtes Trocknungsverhalten des Flüssigentwicklers zu erhalten.
Solche Digitaldrucker sind schon lange bekannt, beispielsweise aus DE 10 2010 015 985 A1 , DE 10 2008 048 256 A1 oder DE 10 2009 060 334 A1 .
Zur Einfärbung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger wird durch eine Entwicklerstation Flüssigentwickler an dem Ladungsbildträger vorbeigeführt. Die Entwicklerstation weist ein Entwicklerelement, z.B. eine Entwicklerwalze, die den Flüssigentwickler an dem Ladungsbildträger vorbeiführt, ein Zufuhrsystem, das den Flüssigentwickler der Entwicklerwalze zuführt, und eine Reinigungseinheit, die den nach der Einfärbung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger auf der Entwicklerwalze zurück bleibenden restlichen Flüssigentwickler abreinigt, auf. Die Reinigungseinheit sieht z.B. eine Reinigungswalze vor, die den restlichen Flüssigentwickler von der Entwicklerwalze abnimmt, dabei besteht z.B. ein elektrisches Feld zwischen Entwicklerwalze und Reinigungswalze, das den Übergang des restlichen Flüssigentwicklers fördert. Der restlichen Flüssigentwickler kann von der Reinigungswalze durch eine Rakel abgerakelt werden. Dabei sollte kein restlicher Flüssigentwickler auf der Reinigungswalze zurück bleiben, da dieser sonst wieder auf die Entwicklerwalze gelangen könnte.
Entwicklerstationen mit derartigen Reinigungseinheiten sind z.B. aus den Dokumenten US 7 437 104 B2 , US 6 317 578 B1 , EP 1 679 556 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Digitaldrucker zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers zu schaffen, der eine hohe Prozessstabilität bei minimierter Belastung des Flüssigentwicklers wegen geringem mechanischen Stress und der eine hohe Druckqualität durch gleichbleibende Eigenschaften des Flüssigentwicklers aufweist. Insbesondere soll eine Reinigungseinheit für das Entwicklerelement in der Entwicklerstation, z.B. die Entwicklerwalze, so realisiert werden, dass die Reinigung des Entwicklerelements optimal ist und dabei der Flüssigentwickler, insbesondere die Tonerpartikel, wenig belastet wird.
Dieses Problem wird durch einen Digitaldrucker zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Der Digitaldrucker zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers weist zumindest ein Druckwerk mit zumindest einer Elektrofotografiestation zur Erzeugung von Ladungsbildern von zu druckenden Bildern auf einem Ladungsbildträger und mit zumindest einer Entwicklerstation zur Einfärbung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger unter Verwendung von Flüssigentwickler auf.
Die Entwicklerstation umfasst dazu

– ein Entwicklerelement, z.B. eine Entwicklerwalze oder ein endloses Entwicklerband, das die Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger mit Toner einfärbt,
– ein Zufuhrsystem zum Auftragen des Flüssigentwicklers auf das Entwicklerelement,
– eine Reinigungseinheit mit einer Reinigungswalze zum Abreinigen des nach der Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Entwicklerelement zurückbleibenden restlichen Flüssigentwicklers, mit einer an der Reinigungswalze anliegenden Reinigungsrakel und mit einer Kanaleinheit, die benachbart der Reinigungswalze und dem Entwicklerelement angeordnet ist, so dass zwischen der Reinigungswalze und der Kanaleinheit ein erster äußerer Strömungskanal entsteht, durch den die Reinigungswalze den von der Entwicklerwalze abgenommenen restlichen Flüssigentwickler transportiert. Der erste äußere Strömungskanal weist ein derartiges Volumen auf, dass die Tonerpartikel im ersten äußeren Strömungskanal Scherkräften ausgesetzt sind, durch die die Haftung der Tonerpartikel an der Reinigungswalze gelockert wird.

Es ist vorteilhaft, wenn der Abstand der Reinigungswalze zur Kanaleinheit (erster äußerer Strömungskanal) so gewählt wird, dass in dem ersten äußeren Strömungskanal verstärkt Scherkräfte auftreten. Vorteilhaft ist, wenn dieser Abstand <100 µm gewählt wird.
Jedoch ist auch vorteilhaft, wenn in der Kanaleinheit ein innerer Strömungskanal derart angeordnet wird, dass ein Fluid, z.B. Trägerflüssigkeit, auf die Reinigungsrakel geleitet werden kann. Das Ende des inneren Strömungskanals kann als Düse ausgeführt sein und in dem Strömungskanal kann eine Pumpe angeordnet werden, um den Druck einstellen zu können, mit dem das Fluid auf die Reinigungsrakel auftrifft.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn in Rotationsrichtung des Entwicklerelements gesehen nach der einen Reinigungswalze eine weitere Reinigungswalze angeordnet ist, die den durch die eine Reinigungswalze nicht abgereinigten Flüssigentwickler vom Entwicklerelement abnimmt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Reinigungswalzen die Kanaleinheit zum Entwicklerelement hin einen zweiten äußeren Strömungskanal bildet, in dem durch Scherkräfte die Tonerpartikel auf dem Entwicklerelement gelockert werden.
Vorteilhaft ist, wenn die Wände der Kanaleinheit in den äußeren Strömungskanälen strukturiert ausgeführt sind. Dann können in den Strömungen in den Strömungskanälen Turbulenzen erzeugt werden, durch die Tonerpartikel vom Entwicklerelement oder der Reinigungswalze gelöst werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ansicht eines Digitaldruckers bei einer beispielhaften Konfiguration des Digitaldruckers,
2 einen schematischen Aufbau eines Druckwerks des Digitaldruckers nach 1,
3 eine benachbart dem Entwicklerelement angeordnete Kanaleinheit, die derart ausgeführt ist, dass auf dem Entwicklerelement haftende Tonerpartikel gelockert werden und damit leichter abgereinigt werden können,
4 ein Ausführung der Kanaleinheit.
Gemäß 1 weist ein Digitaldrucker 10 zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 20 ein oder mehrere Druckwerke 11a–11d und 12a–12d auf, die ein Tonerbild (Druckbild 20'; siehe 2) auf den Aufzeichnungsträger 20 drucken. Als Aufzeichnungsträger 20 ist – wie dargestellt – ein bahnförmiger Aufzeichnungsträger 20 von einer Rolle 21 mit Hilfe eines Abwicklers 22 abgewickelt und dem ersten Druckwerk 11a zugeführt. In einer Fixiereinheit 30 wird das Druckbild 20' auf den Aufzeichnungsträger 20 fixiert. Anschließend kann der Aufzeichnungsträger 20 auf eine Rolle 28 mit Hilfe eines Aufwicklers 27 aufgewickelt werden. Eine solche Konfiguration wird auch als Rolle-Rolle-Drucker bezeichnet.
In der in 1 dargestellten, bevorzugten Konfiguration wird der bahnförmige Aufzeichnungsträger 20 mit vier Druckwerken 11a bis 11d auf der Vorderseite und mit vier Druckwerken 12a bis 12d auf der Rückseite vollfarbig bedruckt (eine sogenannte 4/4-Konfiguration). Hierzu wird der Aufzeichnungsträger 20 von dem Abwickler 22 von der Rolle 21 abgewickelt und über ein optionales Konditionierwerk 23 dem ersten Druckwerk 11a zugeführt. In dem Konditionierwerk 23 kann der Aufzeichnungsträger 20 mit einem geeigneten Stoff vorbehandelt oder beschichtet werden. Als Beschichtungsstoff (auch als Primer bezeichnet) können vorzugsweise Wachs oder chemisch gleichwertige Stoffe verwendet werden.
Dieser Stoff kann vollflächig oder nur auf die später zu bedruckenden Stellen des Aufzeichnungsträgers 20 aufgetragen werden, um den Aufzeichnungsträger 20 für das Bedrucken vorzubereiten und/oder das Saugverhalten des Aufzeichnungsträgers 20 beim Aufbringen des Druckbildes 20' zu beeinflussen. Damit wird verhindert, dass die später aufgebrachten Tonerpartikel oder die Trägerflüssigkeit nicht zu sehr in den Aufzeichnungsträger 20 eindringen, sondern im Wesentlichen an der Oberfläche verbleiben (Farb- und Bildqualität wird dadurch verbessert).
Anschließend wird der Aufzeichnungsträger 20 zunächst der Reihe nach den ersten Druckwerken 11a bis 11d zugeführt, in denen nur die Vorderseite bedruckt wird. Jedes Druckwerk 11a–11d bedruckt den Aufzeichnungsträger 20 üblicherweise in einer anderen Farbe oder auch mit anderem Tonermaterial, wie z.B. MICR-Toner, der elektromagnetisch gelesen werden kann.
Nach dem Bedrucken der Vorderseite wird der Aufzeichnungsträger 20 in einer Wendeeinheit 24 gewendet und den restlichen Druckwerken 12a–12d zum Bedrucken der Rückseite zugeführt. Optional kann im Bereich der Wendeeinheit 24 ein weiteres Konditionierwerk (nicht dargestellt) angeordnet sein, durch das der Aufzeichnungsträger 20 für den Rückseitendruck vorbereitet wird, wie beispielsweise ein Anfixieren (teilweises Fixieren) oder sonstiges Konditionieren des zuvor bedruckten Vorderseitendruckbildes (bzw. der gesamten Vorderseite oder auch Rückseite). Somit wird verhindert, dass das Vorderseitendruckbild beim weiteren Transport durch die nachfolgenden Druckwerke mechanisch beschädigt wird.
Um einen Vollfarbendruck zu erzielen, werden zumindest vier Farben (und damit zumindest vier Druckwerke 11, 12) benötigt, und zwar beispielsweise die Grundfarben YMCK (Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz). Es können auch noch weitere Druckwerke 11, 12 mit speziellen Farben (z.B. kundenspezifische Farben oder zusätzliche Grundfarben, um den druckbaren Farbraum zu erweitern) verwendet werden.
Nach dem Druckwerk 12d ist eine Registereinheit 25 angeordnet, durch die Passermarken, die auf den Aufzeichnungsträger 20 unabhängig vom Druckbild 20' (insbesondere außerhalb des Druckbildes 20') gedruckt werden, ausgewertet werden. Damit lässt sich der Quer- und Längspasser (die Grundfarbpunkte, die einen Farbpunkt bilden, sollten übereinander oder örtlich sehr nahe beieinander angeordnet sein; dies wird auch als Farbpasser oder Vierfarbpasser bezeichnet) sowie das Register (Vorderseite und Rückseite müssen örtlich genau übereinstimmen) einstellen, damit ein qualitativ gutes Druckbild 20' erzielt wird.
Nach der Registereinheit 25 ist die Fixiereinheit 30 angeordnet, durch die das Druckbild 20' auf den Aufzeichnungsträger 20 fixiert wird. Bei elektrophoretischen Digitaldruckern wird als Fixiereinheit 30 vorzugsweise ein Thermotrockner verwendet, der die Trägerflüssigkeit weitgehend verdampft, damit nur noch die Tonerpartikel auf dem Aufzeichnungsträger 20 verbleiben. Dies geschieht unter Einwirkung von Wärme. Dabei können auch die Tonerpartikel auf den Aufzeichnungsträger 20 aufgeschmolzen werden, sofern sie ein infolge Hitzeeinwirkung schmelzbares Material, wie beispielsweise Harz, aufweisen.
Nach der Fixiereinheit 30 ist ein Zugwerk 26 angeordnet, das den Aufzeichnungsträger 20 durch alle Druckwerke 11a–12d und die Fixiereinheit 30 zieht, ohne dass ein weiterer Antrieb in diesem Bereich angeordnet ist. Denn durch einen Friktionsantrieb für den Aufzeichnungsträger 20 bestünde die Gefahr, dass das noch nicht fixierte Druckbild 20' verwischt werden könnte.
Das Zugwerk 26 führt den Aufzeichnungsträger 20 dem Aufwickler 27 zu, der den bedruckten Aufzeichnungsträger 20 aufrollt.
Zentral bei den Druckwerken 11, 12 und der Fixiereinheit 30 sind sämtliche Versorgungseinrichtungen für den Digitaldrucker 10 angeordnet, wie Klimatisierungsmodule 40, Energieversorgung 50, Controller 60, Module des Flüssigkeitsmanagements 70, wie Flüssigkeitssteuereinheit 71 und Vorratsbehälter 72 der verschiedenen Flüssigkeiten. Als Flüssigkeiten werden insbesondere reine Trägerflüssigkeit, hochkonzentrierter Flüssigentwickler (hoher Anteil von Tonerpartikeln im Verhältnis zur Trägerflüssigkeit) und Serum (Flüssigentwickler plus Ladungssteuerstoffe) benötigt, um den Digitaldrucker 10 zu versorgen, sowie Abfallbehälter für zu entsorgende Flüssigkeiten oder Behältern für Reinigungsflüssigkeit.
Der Digitaldrucker 10 ist mit seinen baugleichen Druckwerken 11, 12 modular aufgebaut. Die Druckwerke 11, 12 unterscheiden sich mechanisch nicht, sondern lediglich durch den darin verwendende Flüssigentwickler (Tonerfarbe oder Tonerart).
Der prinzipielle Aufbau eines Druckwerks 11, 12 ist in der 2 dargestellt. Ein solches Druckwerk basiert auf dem elektrofotografischen Prinzip, bei dem ein photoelektrischer Bildträger mit Hilfe eines Flüssigentwicklers mit geladenen Tonerpartikeln eingefärbt wird und das so entstandene Bild auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird.
Das Druckwerk 11, 12 besteht im Wesentlichen aus einer Elektrofotografiestation 100, einer Entwicklerstation 110 und einer Transferstation 120.
Kern der Elektrofotografiestation 100 ist ein photoelektrischer Bildträger, der an seiner Oberfläche eine fotoelektrische Schicht aufweist (ein sogenannter Fotoleiter). Der Fotoleiter ist hier als Walze (Fotoleiterwalze 101) ausgebildet und weist eine harte Oberfläche auf. Die Fotoleiterwalze 101 dreht sich an den verschiedenen Elementen zum Erzeugen eines Druckbildes 20' vorbei (Drehung in Pfeilrichtung).
Der Fotoleiter wird zunächst von allen Verunreinigungen gereinigt. Hierzu ist ein Löschlicht 102 vorhanden, das noch auf der Oberfläche des Fotoleiters verbliebenen Ladungen löscht. Das Löschlicht 102 ist abgleichbar (lokal einstellbar), um eine homogene Lichtverteilung zu erzielen. Damit kann die Oberfläche gleichmäßig vorbehandelt werden.
Nach dem Löschlicht 102 reinigt eine Reinigungseinrichtung 103 den Fotoleiter mechanisch ab, um gegebenenfalls noch auf der Oberfläche des Fotoleiters vorhandene Tonerpartikel, gegebenenfalls Schmutzpartikel und verbliebene Trägerflüssigkeit zu entfernen. Die abgereinigte Trägerflüssigkeit wird einem Sammelbehälter 105 zugeführt. Die gesammelte Trägerflüssigkeit und Tonerpartikel werden aufbereitet (gegebenenfalls gefiltert) und je nach Farbe einem entsprechenden Flüssigkeitsfarbvorrat, d.h. einem der Vorratsbehälter 72 zugeführt (vgl. Pfeil 105').
Die Reinigungseinrichtung 103 weist vorzugsweise eine Rakel 104 auf, die an der Mantelfläche der Fotoleiterwalze 101 in einem spitzen Winkel (etwa 10° bis 80° zur Auslaufoberfläche) anliegt, um die Oberfläche mechanisch abzureinigen. Die Rakel 104 kann sich quer zur Drehrichtung der Fotoleiterwalze 101 hin- und herbewegen, um die Mantelfläche möglichst verschleißarm auf der gesamten axialen Länge zu reinigen.
Anschließend wird der Fotoleiter durch eine Aufladevorrichtung 106 auf ein vorbestimmtes elektrostatisches Potenzial aufgeladen. Hierzu sind vorzugsweise mehrere Korotrone (insbesondere Glasmantelkorotrone) vorhanden. Die Korotrone bestehen aus zumindest einem Draht 106', an dem eine hohe elektrische Spannung anliegt. Durch die Spannung wird die Luft um den Draht 106' ionisiert. Als Gegenelektrode ist ein Schirm 106'' vorhanden. Die Korotrone werden zusätzlich mit Frischluft umspült, die durch spezielle Luftkanäle (Zuluftkanal 107 zur Belüftung und Abluftkanal 108 zur Entlüftung) zwischen den Schirmen zugeführt wird (siehe auch Luftströmungspfeile in 2). Die zugeführte Luft wird dann am Draht 106' gleichmäßig ionisiert. Dadurch wird eine homogene, gleichmäßige Aufladung der benachbarten Oberfläche des Fotoleiters erreicht. Mit trockener und erwärmter Luft ist die gleichmäßige Aufladung noch zu verbessern. Über die Abluftkanäle 108 wird Luft abgeführt. Gegebenenfalls entstandenes Ozon kann ebenfalls über die Abluftkanäle 108 abgesaugt werden.
Die Korotrone sind kaskadierbar, d.h. es sind dann zwei oder mehr Drähte 106' pro Schirm 106'' bei gleicher Schirmspannung vorhanden. Der Strom, der über den Schirm 106'' fließt, ist einstellbar und dadurch ist die Aufladung des Fotoleiters steuerbar. Die Korotrone können unterschiedlich stark bestromt werden, um eine gleichmäßige und ausreichend hohe Aufladung auf dem Fotoleiter zu erreichen.
Nach der Aufladevorrichtung 106 ist ein Zeichengenerator 109 angeordnet, der über optische Strahlung den Fotoleiter je nach gewünschtem Druckbild 20' pixelweise entlädt. Dadurch entsteht ein latentes Bild, das später mit Tonerpartikeln eingefärbt wird (das eingefärbte Bild entspricht dem Druckbild 20'). Vorzugsweise wird ein LED-Zeichengenerator 109 verwendet, bei dem eine LED-Zeile mit vielen einzelnen LEDs über die gesamte axiale Länge der Fotoleiterwalze 101 feststehend angeordnet ist. Die Anzahl der LEDs und die Größe der optischen Abbildungspunkte auf dem Fotoleiter bestimmen unter anderem die Auflösung des Druckbildes 20' (typische Auflösung liegt bei 600 × 600 dpi). Die LEDs können einzeln zeitlich und bezüglich ihrer Strahlungsleistung gesteuert werden. Somit können zum Erzeugen von Rasterpunkten (bestehend aus mehreren Bildpunkten oder Pixeln) Multilevelverfahren angewendet werden oder Bildpunkte zeitlich verzögert werden, um Korrekturen, beispielsweise bei nicht korrektem Farbpasser oder Register elektrooptisch durchzuführen.
Der Zeichengenerator 109 weist eine Ansteuerlogik auf, die aufgrund der Vielzahl von LEDs und deren Strahlungsleistung gekühlt werden muss. Vorzugsweise wird der Zeichengenerator 109 flüssigkeitsgekühlt. Die LEDs können gruppenweise (mehrere LEDs zu einer Gruppe zusammengefasst) oder getrennt voneinander angesteuert werden.
Das durch den Zeichengenerator 109 erzeugte latente Bild wird durch die Entwicklerstation 110 mit Tonerpartikeln eingefärbt. Die Entwicklerstation 110 weist hierzu eine sich drehende Entwicklerwalze 111 auf, die eine Schicht Flüssigentwickler an den Fotoleiter heranführt (die Funktionsweise der Entwicklerstation 110 wird weiter unten näher erläutert). Da die Oberfläche der Fotoleiterwalze 101 relativ hart ist, die Oberfläche der Entwicklerwalze 111 relativ weich ist und die beiden gegeneinander gedrückt werden, entsteht ein dünner, hoher Nip (ein Spalt zwischen den Walzen), in dem die geladenen Tonerpartikel elektrophoretisch von der Entwicklerwalze 111 auf den Fotoleiter in den Bildstellen aufgrund eines elektrischen Feldes wandern. In den Nichtbildstellen geht kein Toner auf den Fotoleiter über. Der mit Flüssigentwickler gefüllte Nip weist eine Höhe (Dicke des Spalts) auf, die abhängig vom gegenseitigen Druck der beiden Walzen 101, 111 und der Viskosität des Flüssigentwicklers ist. Typischerweise liegt die Dicke des Nips im Bereich größer als etwa 2 µm bis etwa 20 µm (je nach Viskosität des Flüssigentwicklers können sich die Werte auch ändern). Die Länge des Nips beträgt etwa einige wenige Millimeter.
Das eingefärbte Bild dreht sich mit der Fotoleiterwalze 101 bis zu einer ersten Transferstelle, bei der das eingefärbte Bild auf eine Transferwalze 121 im Wesentlichen vollständig übertragen wird. Die Transferwalze 121 bewegt sich an der ersten Transferstelle (Nip zwischen Fotoleiterwalze 101 und Transferwalze 121) in dieselbe Richtung und vorzugsweise mit identischer Geschwindigkeit wie die Fotoleiterwalze 101. Nach dem Transfer des Druckbildes 20' auf die Transferwalze 121 kann das Druckbild 20' (Tonerpartikel) optional mittels einer Ladeeinheit 129, wie z.B. einem Korotron, nachgeladen oder aufgeladen werden, um die Tonerpartikel danach besser auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen zu können.
Der Aufzeichnungsträger 20 läuft in Transportrichtung 20'' zwischen der Transferwalze 121 und einer Gegendruckwalze 126 hindurch. Der Berührungsbereich (Nip) stellt eine zweite Transferstelle dar, in der das Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird. Die Transferwalze 121 bewegt sich im zweiten Transferbereich in dieselbe Richtung wie der Aufzeichnungsträger 20. Auch die Gegendruckwalze 126 dreht sich in diese Richtung im Bereich des Nips. Die Geschwindigkeiten der Transferwalze 121, der Gegendruckwalze 126 und des Aufzeichnungsträgers 20 sind an der Transferstelle aufeinander abgestimmt und vorzugsweise identisch, damit das Druckbild 20' nicht verschmiert wird. An der zweiten Transferstelle wird das Druckbild 20' aufgrund eines elektrischen Feldes zwischen der Transferwalze 121 und der Gegendruckwalze 126 elektrophoretisch auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen. Außerdem drückt die Gegendruckwalze 126 mit hoher mechanischer Kraft gegen die relativ weiche Transferwalze 121, wodurch die Tonerpartikel auch aufgrund der Adhäsion an dem Aufzeichnungsträger 20 haften bleiben.
Da die Oberfläche der Transferwalze 121 relativ weich und die Oberfläche der Gegendruckwalze 126 relativ hart ist, entsteht beim Abrollen ein Nip, in dem der Tonertransfer stattfindet. Unebenheiten des Aufzeichnungsträgers 20 können damit ausgeglichen werden, so dass der Aufzeichnungsträger 20 lückenlos bedruckt werden kann. Ein solcher Nip ist auch gut geeignet, um dickere oder unebenere Aufzeichnungsträger 20 zu bedrucken, wie es beispielsweise beim Verpackungsdruck der Fall ist.
Das Druckbild 20' sollte zwar vollständig auf den Aufzeichnungsträger 20 übergehen; dennoch können unerwünschterweise wenige Tonerpartikel auf der Transferwalze 121 verbleiben. Ein Teil der Trägerflüssigkeit verbleibt immer auf der Transferwalze 121 infolge der Benetzung. Die eventuell noch vorhandenen Tonerpartikel sollten durch eine der zweiten Transferstelle nachfolgende Reinigungseinheit 122 nahezu vollständig entfernt werden. Die noch auf der Transferwalze 121 befindliche Trägerflüssigkeit kann auch vollständig oder bis zu einer vorbestimmten Schichtdicke von der Transferwalze 121 entfernt werden, damit nach der Reinigungseinheit 122 und vor der ersten Transferstelle von der Fotoleiterwalze 101 auf die Transferwalze 121 gleiche Bedingungen durch eine saubere Oberfläche oder eine definierte Schichtdicke mit Flüssigentwickler auf der Oberfläche der Transferwalze 121 vorherrschen.
Vorzugsweise ist diese Reinigungseinheit 122 als Nasskammer mit einer Reinigungsbürste 123 und einer Reinigungswalze 124 ausgebildet. Im Bereich der Bürste 123 wird Reinigungsflüssigkeit (beispielsweise kann Trägerflüssigkeit oder eine eigene Reinigungsflüssigkeit verwendet werden) über eine Reinigungsflüssigkeitszufuhr 123' zugeführt. Die Reinigungsbürste 123 dreht sich in der Reinigungsflüssigkeit und "bürstet" dabei die Oberfläche der Transferwalze 121. Dadurch wird der auf der Oberfläche haftende Toner gelockert.
Die Reinigungswalze 124 liegt auf einem elektrischen Potenzial, das der Ladung der Tonerpartikel entgegengesetzt ist. Infolgedessen wird der elektrisch geladenen Toner durch die Reinigungswalze 124 von der Transferwalze 121 entfernt. Da die Reinigungswalze 124 die Transferwalze 121 berührt, nimmt sie auch auf der Transferwalze 121 verbliebene Trägerflüssigkeit zusammen mit der zugeführten Reinigungsflüssigkeit ab. Am Auslauf aus der Nasskammer ist ein Konditionierelement 125 angeordnet. Als Konditionierelement 125 kann – wie dargestellt – ein Rückhalteblech verwendet werden, das in einem stumpfen Winkel (etwa zwischen 100° und 170° zwischen Blech und Auslaufoberfläche) zur Transferwalze 121 angeordnet ist, wodurch Reste von Flüssigkeit auf der Oberfläche der Walze in der Nasskammer nahezu vollständig zurückgehalten werden und der Reinigungswalze 124 zum Entfernen über eine Reinigungsflüssigkeitsabfuhr 124' zu einem nicht dargestellten Reinigungsflüssigkeitsvorratsbehälter (bei den Vorratsbehältern 72) zuführt.
Statt dem Rückhalteblech kann auch eine nicht dargestellte Dosiereinheit dort angeordnet sein, die beispielsweise eine oder mehrere Dosierwalzen aufweist. Die Dosierwalzen haben einen vorbestimmten Abstand zur Transferwalze 121 und nehmen soviel Trägerflüssigkeit ab, dass sich eine vorbestimmte Schichtdicke nach den Dosierwalzen infolge des Abquetschens einstellt. Die Oberfläche der Transferwalze 121 wird dann nicht vollständig abgereinigt; es verbleibt vollflächig Trägerflüssigkeit einer vorbestimmten Schichtdicke. Abgenommene Trägerflüssigkeit wird über die Reinigungswalze 124 zurück zum Reinigungsflüssigkeitsvorratsbehälter geführt.
Die Reinigungswalze 124 selber wird durch eine nicht dargestellte Rakel mechanisch sauber gehalten. Abgereinigte Flüssigkeit inklusive Tonerpartikel werden für alle Farben durch einen zentralen Sammelbehälter aufgefangen, gereinigt und dem zentralen Reinigungsflüssigkeitsvorratsbehälter zur Wiederverwendung zugeführt.
Die Gegendruckwalze 126 wird ebenfalls durch eine Reinigungseinheit 127 gereinigt. Als Reinigungseinheit 127 können eine Rakel, eine Bürste und/oder eine Walze Verschmutzungen (Papierstaub, Tonerpartikelreste, Flüssigentwickler, etc.) von der Gegendruckwalze 126 entfernen. Die gereinigte Flüssigkeit wird in einem Sammelbehälter 128 gesammelt und dem Druckprozess gegebenenfalls gereinigt über eine Flüssigkeitsabfuhr 128' wieder zur Verfügung gestellt.
Bei den Druckwerken 11, die die Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 20 bedrucken, drückt die Gegendruckwalze 126 gegen die nicht bedruckte Seite (und somit noch trockene Seite) des Aufzeichnungsträgers 20.
Dennoch können sich auf der trockenen Seite bereits Staub-/Papierpartikel oder andere Schmutzpartikel befinden, die dann von der Gegendruckwalze 126 entfernt werden. Hierzu sollte die Gegendruckwalze 126 breiter als der Aufzeichnungsträger 20 sein. Infolgedessen können auch Verschmutzungen außerhalb des Druckbereichs gut abgereinigt werden.
Bei den Druckwerken 12, die die Rückseite des Aufzeichnungsträgers 20 bedrucken, drückt die Gegendruckwalze 126 direkt auf das noch nicht fixierte, feuchte Druckbild 20' der Vorderseite. Damit das Druckbild 20' nicht von der Gegendruckwalze 126 abgenommen wird, muss die Oberfläche der Gegendruckwalze 126 Antihaft-Eigenschaften bezüglich Tonerpartikel und auch bezüglich der Trägerflüssigkeit auf dem Aufzeichnungsträger 20 aufweisen.
Die Entwicklerstation 110 färbt das latente Druckbild 20' mit einem vorbestimmten Toner ein. Hierzu führt die Entwicklerwalze 111 Tonerpartikel an den Fotoleiter heran. Um die Entwicklerwalze 111 selber mit einer vollflächigen Schicht einzufärben wird zunächst einer Vorratskammer 112 Flüssigentwickler von einem nicht dargestellten Mischbehälter (innerhalb der Flüssigkeitssteuereinheit 71) über eine Flüssigkeitszufuhr 112' mit einer vorbestimmten Konzentration zugeführt. Aus dieser Vorratskammer 112 wird der Flüssigentwickler einer Vorkammer 113 im Überfluss zugeführt (eine Art nach oben offener Wanne). Zur Entwicklerwalze 111 hin ist ein Elektrodensegment 114 angeordnet, das einen Spalt zwischen sich und der Entwicklerwalze 111 bildet.
Die Entwicklerwalze 111 dreht sich durch die nach oben offene Vorkammer 113 und nimmt dabei Flüssigentwickler mit in den Spalt. Überschüssiger Flüssigentwickler läuft aus der Vorkammer 113 zurück zur Vorratskammer 112.
Durch das durch die elektrischen Potenziale gebildete elektrische Feld zwischen dem Elektrodensegment 114 und der Entwicklerwalze 111 wird der Flüssigentwickler in dem Spalt in zwei Bereiche aufgeteilt, und zwar in einen Schichtbereich in der Nähe der Entwicklerwalze 111, in dem sich die Tonerpartikel konzentrieren (aufkonzentrierter Flüssigentwickler) und einen zweiten Bereich in der Nähe des Elektrodensegments 114, der an Tonerpartikeln verarmt ist (sehr niedrig konzentrierter Flüssigentwickler).
Anschließend wird die Schicht des Flüssigentwicklers weiter zu einer Dosierwalze 115 transportiert. Die Dosierwalze 115 quetscht die obere Schicht des Flüssigentwicklers ab, so dass danach eine definierte Schichtdicke an Flüssigentwickler von etwa 5 µm Dicke auf der Entwicklerwalze 111 verbleibt. Da sich die Tonerpartikel im Wesentlichen nahe der Oberfläche der Entwicklerwalze 111 in der Trägerflüssigkeit befinden, wird im Wesentlichen die außen liegende Trägerflüssigkeit abgequetscht oder zurückgehalten und letztendlich zu einem Sammelbehälter 119 zurückgeführt, aber nicht der Vorratskammer 112 zugeführt.
Infolgedessen wird überwiegend hochkonzentrierter Flüssigentwickler durch den Nip zwischen Dosierwalze 115 und Entwicklerwalze 111 gefördert. Es entsteht somit eine gleichförmig dicke Schicht an Flüssigentwickler mit etwa 40 Masseprozent Tonerpartikel und etwa 60 Masseprozent Trägerflüssigkeit nach der Dosierwalze 115 (je nach Druckprozessanforderungen können die Masseverhältnisse auch mehr oder weniger schwanken). Diese gleichförmige Schicht Flüssigentwickler wird in den Nip zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Fotoleiterwalze 101 transportiert. Dort werden dann die Bildstellen des latenten Bildes mit Tonerpartikeln elektrophoretisch eingefärbt, während im Bereich von Nichtbildstellen kein Toner auf den Fotoleiter übergeht. Ausreichend Trägerflüssigkeit wird unbedingt zur Elektrophorese benötigt. Der Flüssigkeitsfilm spaltet sich nach dem Nip etwa mittig infolge Benetzung auf, so dass ein Teil der Schicht an der Oberfläche der Fotoleiterwalze 101 haften bleibt und der andere Teil (für Bildstellen im Wesentlichen Trägerflüssigkeit und für Nichtbildstellen Tonerpartikel und Trägerflüssigkeit) auf der Entwicklerwalze 111 verbleibt.
Damit die Entwicklerwalze 111 wieder unter gleichen Bedingungen und gleichmäßig mit Flüssigentwickler beschichtet werden kann, werden verbliebene Tonerpartikel (diese stellen im Wesentlichen das negative, nicht übertragene Druckbild dar) und Flüssigentwickler durch eine Reinigungswalze 117 elektrostatisch und mechanisch entfernt. Die Reinigungswalze 117 selber wird durch eine Rakel 118 gereinigt. Der abgereinigte Flüssigentwickler wird dem Sammelbehälter 119 zur Wiederverwendung zugeführt, dem auch der von der Dosierwalze 115 beispielsweise mittels einer Rakel 116 abgereinigte und der von der Fotoleiterwalze 101 mittels der Rakel 104 abgereinigte Flüssigentwickler zugeführt werden.
Der in dem Sammelbehälter 119 gesammelte Flüssigentwickler wird dem Mischbehälter über die Flüssigkeitsabfuhr 119' zugeführt. Dem Mischbehälter werden auch frischer Flüssigentwickler und reine Trägerflüssigkeit bei Bedarf zugeführt. In dem Mischbehälter muss immer genügend Flüssigkeit in gewünschter Konzentration (vorbestimmtes Verhältnis von Tonerpartikeln zu Trägerflüssigkeit) vorhanden sein. Die Konzentration wird in dem Mischbehälter ständig gemessen und abhängig von der Zufuhr von der Menge des abgereinigten Flüssigentwicklers und dessen Konzentration sowie von der Menge und Konzentration von frischem Flüssigentwickler bzw. Trägerflüssigkeit entsprechend geregelt.
Hierzu können aus den entsprechenden Vorratsbehältern 72 höchstkonzentrierter Flüssigentwickler, reine Trägerflüssigkeit, Serum (Trägerflüssigkeit und Ladungssteuerstoffe, um die Ladung der Tonerpartikel zu steuern) sowie abgereinigte Flüssigentwickler diesem Mischbehälter getrennt zugeführt werden.
Die Entwicklerstation 110 nach 2 umfasst somit:

– Die Entwicklerwalze 111, welche in Kontakt zur Fotoleiterwalze 101 angeordnet ist; die Entwicklerwalze 111 weist eine elastische Beschichtung mit vorgegebener elektrischer Leitfähigkeit auf.
– Ein Zufuhrsystem mit dem Elektrodensegment 113 und der Vorkammer 114, das in Drehrichtung der Entwicklerwalze 111 gesehen vor der Kontaktzone Entwicklerwalze 111-Fotoleiterwalze 101 an der Entwicklerwalze 111 angeordnet ist.
– Eine Reinigungseinheit mit der Reinigungswalze 117 und mit der Reinigungsrakel 118. Die Reinigungswalze 117 ist in Kontakt mit der Entwicklerwalze 111 angeordnet und nimmt nach der Entwicklung der Ladungsbilder auf der Entwicklerwalze 111 zurück bleibenden restlichen Flüssigentwickler von der Entwicklerwalze 111 ab; dieser restliche Flüssigentwickler wird dann durch die Reinigungsrakel 118 von der Reinigungswalze 117 abgerakelt.
– Optional kann ein Dosiermittel vorgesehen sein, das als Dosierwalze 115 evtl. mit einer Rakel 116 ausgeführt sein kann.

An den Funktionselementen, wie Fotoleiterwalze 101, Entwicklerwalze 111, Elektrodensegment 114, Reinigungswalze 117, Dosierwalze 115, liegen jeweils elektrische Potenziale an, die sich mit der Polarität der Tonerladung, die positiv oder negativ sein kann, ändern. In der folgenden Erläuterung gelten die Definitionen:

– Potenzial 1 an einem ersten Funktionselement ist höher als Potenzial 2 an einem zweiten Funktionselement bedeutet bei positiver Tonerpolarität: höher positiv.
– Potenzial 1 an einem ersten Funktionselement ist höher als Potenzial 2 an einem zweiten Funktionselement bedeutet bei negativer Tonerpolarität: Potenzial 1 ist höher negativ. Es wird nachfolgend von einer positiven Tonerladung ausgegangen.

Das Zufuhrsystem 113, 114 transportiert den Flüssigentwickler an die Entwicklerwalze 111 heran, wobei die im Flüssigentwickler enthaltene Menge an Toner größer ist als dies für die Einfärbung der Ladungsbilder auf der Fotoleiterwalze 101 erforderlich ist. Die Dosierung der Flüssigentwicklermenge kann dann zwischen der Dosierwalze 115 und der Entwicklerwalze 111 erfolgen. Danach gelangt der konditionierte Flüssigentwickler in die Kontaktzone zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Fotoleiterwalze 101, dort werden die Ladungsbilder eingefärbt. Die elektrischen Potenziale an der Entwicklerwalze 111 und der Fotoleiterwalze 101 sind so gewählt, dass in den Bildstellen Toner auf den Fotoleiter 101 übertragen wird und in den Nichtbildstellen kein Toner auf die Fotoleiterwalze 101 übertragen wird. Der nach der Entwicklung des Druckbildes auf der Entwicklerwalze 111 zurückbleibende Flüssigentwickler, im Folgenden restlicher Flüssigentwickler genannt, wird anschließend durch die Reinigungswalze 117 von der Entwicklerwalze 111 entfernt.
Um den Übergang des Toners von der Entwicklerwalze 111 zur Reinigungswalze 117 zu fördern, liegt die Reinigungswalze 117 an einem elektrischen Potenzial, das bei positiver Tonerladung niedriger ist als das Potenzial an der Entwicklerwalze 111. Die resultierende Spannung zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Reinigungswalze 117 liegt im Bereich von 10 V bis 2000 V, vorzugsweise 50 V bis 300 V.
An der Reinigungswalze 117 liegt die Reinigungsrakel 118 an, die den restlichen Flüssigentwickler von der Reinigungswalze 117 entfernt. Die an der Reinigungswalze 117 anliegende Reinigungsrakel 118 wird vorzugsweise feldfrei zur Reinigungswalze 117 eingestellt. Die Reinigungsrakel 118 liegt dazu auf gleichem elektrischen Potenzial wie die Reinigungswalze 117 und kann dann von demselben Netzteil versorgt werden. Damit ist die Kontaktstelle Reinigungsrakel 118 zu Reinigungswalze 117 potenzialfrei und es fließt kein Strom über die Kontaktstelle. Diese Maßnahme stellt sicher, dass zwischen der Reinigungsrakel 118 und der Reinigungswalze 117 keine verschleißerzeugenden Haftkräfte erzeugt werden.
Im Reinigungsbetrieb mit der Reinigungsrakel 118 tritt das Problem auf, dass Tonerpartikel und Tonerbestandteile durch den Reinigungsspalt zwischen der Rakelkante der Reinigungsrakel 118 und der Reinigungswalze 117 gelangen können und sich hinter der Reinigungsrakel 118 dann als Niederschlag ablagern, dies gilt insbesondere, wenn die Rakelkante eine raue Oberfläche hat. Die Folge ist, dass der restliche Flüssigentwickler nicht mehr ausreichend durch die Reinigungsrakel 118 abgerakelt wird, da der Reinigungsspalt durch die Ablagerungen vergrößert wird. Zudem sollten die Tonerpartikel durch den Einsatz der Reinigungsrakel 118 möglichst wenig gestresst werden, d.h. die auf die Tonerpartikel durch die Reinigungsrakel 118 einwirkenden Kräfte sollten minimiert werden, zudem sollte eine Agglomeration von Tonerpartikeln an der Reinigungsrakel 118 vermieden werden.
Um diese Probleme zu vermeiden, wird erfindungsgemäß, wie in 3 dargestellt und nachfolgend beschrieben, benachbart der Entwicklerwalze 111 eine im Vergleich zu 2 geänderte Reinigungseinheit 200 vorgesehen, bei der diese Probleme nicht auftreten. In 3 ist die Reinigungseinheit 200 schematisch gezeigt und hat eine andere Lage zur Entwicklerwalze 111 im Vergleich zu derjenigen der 2, ohne dass dadurch die Reinigungseinheit 200 auf diese Lage beschränkt wird.
Die Reinigungseinheit 200 weist zunächst eine Kammereinheit 201 auf, die benachbart der Reinigungswalze 117 und der Entwicklerwalze 111 liegt. Die Kammereinheit 201 ist derart zur Reinigungswalze 117 angeordnet, dass zwischen ihr und der Reinigungswalze 117 ein Spalt besteht, der einen ersten äußeren Strömungskanal 202 bildet, durch den der von der Reinigungswalze 117 von der Entwicklerwalze 111 abgenommene restliche Flüssigentwickler hindurch geführt wird. Dabei wirken auf den restlichen Flüssigentwickler Scherkräfte ein, durch die die Tonerpartikel auf der Reinigungswalze 117 gelockert werden, so dass der restliche Flüssigentwickler durch die Reinigungsrakel 118 von der Reinigungswalze 117 abgelöst werden kann, ohne dass die Tonerpartikel beschädigt werden.
Um eine Anhäufung von Tonerpartikeln an der Reinigungsrakel 118 zu verhindern, ist in der Kammereinheit 201 ein erster innerer Strömungskanal 203 angeordnet, durch den ein Fluid unter Druck auf die Reinigungsrakel 118 gesprüht werden kann, um dort haftende Tonerpartikel abzuspülen.
Der Strömungskanal 203 ist durch die Kammereinheit 201 geführt und endet an der Reinigungsrakel 118 und kann dort als Düse 204 ausgebildet sein, um gezielt Fluid auf die Reinigungsrakel 118 sprühen zu können. Um den Druck, mit dem das Fluid auf die Reinigungsrakel 118 gesprüht wird, einstellen zu können, kann in der Zuleitung des Fluids zum ersten inneren Strömungskanal 203 eine Pumpe 209 angeordnet werden, die den Druck im ersten inneren Strömungskanal 203 festlegt. Zudem kann am Ausgang des ersten inneren Strömungskanals 203 eine zweite Pumpe 210 angeordnet werden, um den restlichen Flüssigentwickler von der Reinigungsrakel 118 abpumpen zu können.
Als Fluid kann die Trägerflüssigkeit des Flüssigentwicklers oder ein an Toner verarmter Flüssigentwickler verwendet werden. Im Betrieb ist der erste äußere Strömungskanal 202 mit Flüssigentwickler gefüllt, dies kann von der Reinigungswalze 117 von der Entwicklerwalze 111 abgenommener restlicher Flüssigentwickler sein oder es kann zu Betriebsbeginn Fluid sein, das über den ersten inneren Strömungskanal 203 in den ersten äußeren Strömungskanal 202 geleitet worden ist. Da das Fluid an Toner verarmt ist, ist der von der Reinigungsrakel 118 abgenommene Flüssigentwickler verdünnt, weist also eine geringere Tonerkonzentration auf als dies der Fall wäre, wenn kein Fluid an dieser Stelle verwendet würde. Andernfalls würde der von der Reinigungswalze 117 abgenommene Flüssigentwickler eine erhöhte Tonerkonzentration aufweisen, so dass bei Wiederverwendung des abgereinigten Flüssigentwicklers die Tonerkonzentration wieder auf den vorgesehenen Wert verringert werden müsste.
Eine weitere Verbesserung der Reinigungswirkung wird dadurch erreicht, dass die Reinigungseinheit 200 nach der Reinigungswalze 117 in Rotationrichtung der Entwicklerwalze 111 gesehen eine zweite Reinigungswalze 205 vorsieht, mit der noch auf der Entwicklerwalze 111 verbliebener restlicher Flüssigentwickler abgereinigt wird. Um den Reinigungseffekt noch weiter zu verstärken, kann die Kanaleinheit 201 derart zwischen den Reinigungswalzen 117, 205 und zur Entwicklerwalze 111 hin angeordnet werden, dass ein zweiter äußerer Strömungskanal 206 zwischen der Kanaleinheit 201 und der Entwicklerwalze 111 besteht. Im zweiten äußeren Strömungskanal 206 treten wiederum Scherkräfte und Turbulenzen auf, durch die Tonerpartikel auf der Entwicklerwalze 111 gelockert werden. Dann kann der Flüssigentwickler, insbesondere die Tonerpartikel, von der zweiten Reinigungswalze 205 leicht abgenommen werden und die Entwicklerwalze 111 optimal von Tonerpartikeln gereinigt werden.
Der von der zweiten Reinigungswalze 205 übernommene Flüssigentwickler kann durch eine Rakel 207 abgestreift werden, die in einem zweiten inneren Strömungskanal 211 in der Kanaleinheit 201 benachbart der zweiten Reinigungswalze 205 angeordnet ist. Der von der Rakel 207 abgereinigte Flüssigentwickler kann aus dem zweiten inneren Strömungskanal 211 mit Hilfe einer Pumpe 212 abgepumpt werden.
Die Kanaleinheit 201 der Reinigungseinheit 200 weist somit zwei innere Strömungskanäle 203, 211 auf, in denen Pumpen 209, 210, 212 angeordnet sein können. Sie ist zu der Reinigungswalze 117 so angeordnet, dass sie einen ersten äußeren Strömungskanal 202 zur Reinigungswalze 117 bildet. Weiterhin ist die Kanaleinheit 201 derart zur Entwicklerwalze 111 angeordnet, dass sie zur Entwicklerwalze 111 eine zweiten äußeren Strömungskanal 206 bildet. Die äußeren Strömungskanäle 202, 206 haben einen derartigen Durchmesser, dass in ihnen Turbulenzen entstehen, durch die Tonerpartikel auf der Reinigungswalze 117 oder der Entwicklerwalze 111 gelockert werden. Weiterhin weist die Kanaleinheit 201 den ersten inneren Strömungskanal 202 auf, der zur Reinigungsrakel 118 hin als Düse 204 oder als Düseneinheit mit einer Mehrzahl von Düsen über die Breite der Reinigungsrakel 118 endet, um die Reinigungsrakel 118 über dessen Breite abspülen zu können. Die Kanaleinheit 201 weist schließlich noch den zweiten inneren Strömungskanal 211 auf, in dem der von der zweiten Reinigungswalze 205 abgenommene restliche Flüssigentwickler gesammelt wird und abgeführt wird.
Mit Hilfe der Reinigungseinheit 200 läuft die Reinigung der Entwicklerwalze 111 dann in folgenden Schritten ab:

– Der Großteil des restlichen Flüssigentwicklers wird von der ersten Reinigungswalze 117 von der Entwicklerwalze 111 abgenommen, wobei zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Reinigungswalze 117 ein elektrisches Feld angelegt ist. Von der Reinigungswalze 117 wird der Flüssigentwickler von der Reinigungsrakel 118 abgerakelt, wobei sich die Reinigungsrakel 118 in dem mit Fluid und Flüssigentwickler gefüllten ersten äußeren Strömungskanal 202 befindet, so dass die Tonerkonzentration im Bereich der Reinigungsrakel 118 verdünnt ist. Da die Tonerkonzentration im Bereich der Reinigungsrakel 118 wegen Anlagerung von Tonerpartikeln maximal ist, wird dieser Bereich zusätzlich mit der Düse 204 mit Fluid überspült, d.h. z.B. Trägerflüssigkeit mit wenigen oder ohne Tonerpartikel wird über die Reinigungsrakel 118 mit Hilfe der Pumpe 209 gepumpt. Mit einer weiteren Pumpe 210 wird der von der Reinigungsrakel 118 abgenommene Flüssigentwickler abgepumpt.
– Bleibt auf der Entwicklerwalze 111 noch restlicher Flüssigentwickler übrig, der nicht von der Reinigungswalze 117 abgenommen worden ist, so werden durch im zweiten äußeren Strömungskanal 206 zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Kanaleinheit 201 erzeugten Scherkräften ein Ablösen der Tonerpartikel von der Entwicklerwalze 111 gefördert. In einem elektrischen Feld zwischen der Entwicklerwalze 111 und der zweiten Reinigungswalze 205 werden derart gelöste Tonerpartikel auf die zweite Reinigungswalze 205 gezogen und dort von der Rakel 207 abgerakelt. Dabei ist die Rakel 207 bevorzugt in den abgenommenen an Toner verarmten Flüssigentwickler im zweiten inneren Strömungskanal 211 eingetaucht. Eine Dichtlippe 208 dichtet den zweiten inneren Strömungskanal 211 gegen die zweite Reinigungswalze 205 ab. Die Pumpe 212 saugt schließlich den Flüssigentwickler aus dem zweiten inneren Strömungskanal 211 ab.

Um eine Anlagerung von Tonerpartikeln an den Wänden der Kammereinheit 201 zu den äußeren Strömungskanälen 202 206 zu vermeiden, können diese Wände antiadhäsiv ausgeführt sein.
Wenn die Wand der Kanaleinheit 201 in dem zweiten äußeren Strömungskanal 206 strukturiert ausgeführt ist, wird eine laminare Strömung des Flüssigentwicklers in diesem Strömungskanal 206 zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Kanaleinheit 201 gestört und dort eine turbulente Strömung erzeugt. Dadurch entstehen an der Oberfläche der Entwicklerwalze 111 erhöhte Scherkräfte, die eine nachfolgende Abreinigung der Tonerpartikel fördern. Die Strukturen der Wand der Kanaleinheit 210 können regelmäßig oder unregelmäßig sein. Weiterhin kann auch die Wand der Kanaleinheit 201 im ersten äußeren Strömungskanals 202 strukturiert sein, um ein festes Anhaften von Tonerpartikeln auf der Reinigungswalze 118 zu vermeiden. Ein Beispiel einer strukturierten Oberfläche der Wand 213 des zweiten äußeren Strömungskanals 206 zeigt 4.
Sollten im zweiten äußeren Strömungskanal 206 zur Entwicklerwalze 111 hin Druckschwankungen auftreten, kann ein Ausgleichsvolumen z.B. über ein Rohr durch die Kanaleinheit 201 vorgesehen werden.
Die erfindungsgemäße Reinigungseinheit 200 hat somit folgende Vorteile:

– Durch die Kanaleinheit 201, die durch die Entwicklerwalze 111 und die Reinigungswalzen 117, 205 begrenzt wird, wird eine optimale Reinigung der Entwicklerwalze 111 über die Reinigungswalzen 117, 205 und die an den Reinigungswalzen 117, 205 anliegenden Rakeln 118, 207 erreicht. Dabei wird zumindest die Reinigungsrakel 118 mit Fluid bedeckt und damit die Tonerkonzentration im Bereich der Reinigungsrakel 118 verringert. Da die Tonerkonzentration im Bereich der Reinigungsrakel 118 an der Reinigungswalze 117 maximal ist, wird dieser Bereich zusätzlich mit Fluid überspült.
– Damit der Flüssigentwickler, der von der Entwicklerwalze 111 abgereinigt wird, nicht zu stark verdünnt wird, sollte das Volumen der äußeren Strömungskanäle 202, 206 klein ausgelegt werden. Z.B. sollte der Spalt zwischen der Reinigungswalze 117 und der Kammereinheit 201 (erster äußerer Strömungskanal 202) kleiner 100 µm gewählt werden, desgleichen der Spalt zur Entwicklerwalze 111 (zweiter äußerer Strömungskanal 206). Dadurch werden dort die Scherkräfte im Flüssigentwickler erhöht.
– Die Oberfläche der Kanaleinheit 201 zu den äußeren Strömungskanälen 202, 206 können strukturiert ausgeführt werden, um zumindest in lokalen Bereichen eine turbulente Strömung zu erzeugen, die durch die erhöhten Scherkräfte ein Ablösen von Tonerpartikeln von der Entwicklerwalze 111 oder der Reinigungswalze 117 fördert. Damit wird der elektrophoretisch auf diese Walzen 111, 117 abgelagerte Flüssigentwicklerfilm aufgelockert, wodurch insbesondere im Bereich der Reinigungsrakel 118 die maximalen effektiven Kräfte, die auf die Tonerpartikel wirken, reduziert werden.

Der Fotoleiter kann bevorzugt in Form einer Walze oder als Endlosband ausgebildet sein. Es kann dabei ein amorphes Silizium als Fotoleitermaterial oder ein organisches Fotoleitermaterial (auch als OPC bezeichnet) verwendet werden.
Statt eines Fotoleiters können auch andere Bildträger, wie magnetische, ionisierbare, etc. Bildträger verwendet werden, die nicht nach dem fotoelektrischen Prinzip arbeiten, sondern denen nach anderen Prinzipien latente Bilder elektrisch, magnetisch oder auf sonstige Weise aufgeprägt werden, die dann eingefärbt und letztendlich auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen werden.
Als Zeichengenerator 109 können LED-Zeilen oder auch Laser mit entsprechender Scann-Mechanik verwendet werden.
Ebenso kann das Transferelement als Walze oder als Endlosband ausgebildet sein. Das Transferelement kann auch entfallen. Dann wird das Druckbild 20' unmittelbar von der Fotoleiterwalze 101 auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen.
Unter dem Begriff „Elektrophorese" ist die Wanderung der geladenen Tonerpartikel in der Trägerflüssigkeit infolge der Einwirkung eines elektrischen Feldes zu verstehen. Bei jedem Transfer von Tonerpartikel gehen die entsprechenden Tonerpartikel im Wesentlichen vollständig auf ein anderes Element über. Der Flüssigkeitsfilm wird nach dem Berühren der beiden Elemente etwa hälftig infolge der Benetzung der beteiligten Elemente gespalten, so dass etwa eine Hälfte auf dem ersten Element haften bleibt und der restliche Teil an dem anderen Element haften bleibt. Das Druckbild 20' wird übertragen und in dem nächsten Teil dann weitertransportiert, um im nächsten Transferbereich wiederum eine elektrophoretische Wanderung der Tonerpartikel zuzulassen.
Der Digitaldrucker 10 kann ein oder mehrere Druckwerke für den Vorderseitendruck und gegebenenfalls ein oder mehrere Druckwerke für den Rückseitendruck aufweisen. Die Druckwerke können in einer Linie, L-förmig oder U-förmig angeordnet werden.
Statt dem Aufwickler 27 können auch nicht dargestellte Nachverarbeitungseinrichtungen nach dem Zugwerk 26 angeordnet sein, wie Schneider, Falzer, Stapler, etc., um den Aufzeichnungsträger 20 in die endgültige Form zu bringen. Beispielsweise könnte der Aufzeichnungsträger 20 so weit bearbeitet werden, dass am Ende ein fertiges Buch entsteht. Die Nachverarbeitungsgeräte können ebenfalls in Reihe oder abgewinkelt davon angeordnet sein.
Der Digitaldrucker 10 kann – wie zuvor als bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben – als Rolle-Rolle-Drucker betrieben werden. Es ist auch möglich, den Aufzeichnungsträger 20 am Ende in Bögen zu schneiden und die Bögen anschließend zu stapeln oder in geeigneter Weise weiterzuverarbeiten (Rolle-Bogen-Drucker). Ebenso ist es möglich, einen bogenförmigen Aufzeichnungsträger 20 dem Digitaldrucker 10 zuzuführen und am Ende die Bögen zu stapeln oder weiter zu verarbeiten (Bogen-Bogen-Drucker).
Wird nur die Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 20 bedruckt, so wird zumindest ein Druckwerk 11 mit einer Farbe benötigt (Simplexdruck). Wird auch die Rückseite bedruckt, so wird noch zumindest ein Druckwerk 12 für die Rückseite benötigt (Duplexdruck). Abhängig vom gewünschten Druckbild 20' auf Vorder- und Rückseite enthält die Druckerkonfiguration entsprechende Anzahl von Druckwerken für Vorder- und Rückseite, wobei jedes Druckwerk 11, 12 immer nur für eine Farbe oder eine Art von Toner ausgelegt ist.
Die maximale Anzahl der Druckwerke 11, 12 ist nur technisch bedingt durch die maximale mechanische Zugbelastung des Aufzeichnungsträgers 20 und die freie Zuglänge. Typischerweise sind beliebige Konfigurationen von einer 1/0-Konfiguration (nur ein Druckwerk für die zu bedruckende Vorderseite) bis zu einer 6/6-Konfiguration möglich, bei der je sechs Druckwerke für Vorder- und Rückseite des Aufzeichnungsträgers 20 vorhanden sein können. Die bevorzugte Ausführungsform (Konfiguration) ist in der 1 dargestellt (eine 4/4-Konfiguration), mit der der Vollfarbendruck für Vorder- und Rückseite mit den vier Grundfarben bewerkstelligt wird. Die Reihenfolge der Druckwerke 11, 12 bei einem Vier-Farben-Druck geht vorzugsweise von einem Druckwerk 11, 12, das hell (Gelb) druckt zu einem Druckwerk 11, 12, das dunkel druckt, also beispielsweise wird der Aufzeichnungsträger 20 in der Farbreihenfolge Y-C-M-K von hell nach dunkel bedruckt.
Der Aufzeichnungsträger 20 kann aus Papier, Metall, Kunststoff oder sonstigen geeigneten und bedruckbaren Materialien hergestellt sein.
Bezugszeichenliste

10: Digitaldrucker
11, 11a–11d: Druckwerk (Vorderseite)
12, 12a–12d: Druckwerk (Rückseite)
20: Aufzeichnungsträger
20': Druckbild (Toner)
20'': Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers
21: Rolle (Eingabe)
22: Abwickler
23: Konditionierwerk
24: Wendeeinheit
25: Registereinheit
26: Zugwerk
27: Aufwickler
28: Rolle (Ausgabe)
30: Fixiereinheit
40: Klimatisierungsmodul
50: Energieversorgung
60: Controller
70: Flüssigkeitsmanagement
71: Flüssigkeitssteuereinheit
72: Vorratsbehälter
100: Elektrofotografiestation
101: Fotoleiterwalze
102: Löschlicht
103: Reinigungseinrichtung (Fotoleiter)
104: Rakel (Fotoleiter)
105: Sammelbehälter (Fotoleiter)
105': Pfeil
106: Aufladevorrichtung (Korotron)
106': Draht
106'': Schirm
107: Zuluftkanal (Belüftung)
108: Abluftkanal (Entlüftung)
109: Zeichengenerator
110: Entwicklerstation
111: Entwicklerwalze
112: Vorratskammer
112': Flüssigkeitszufuhr
113: Vorkammer
114: Elektrodensegment
115: Dosierwalze (Entwicklerwalze)
116: Rakel (Dosierwalze)
117: Reinigungswalze (Entwicklerwalze)
118: Rakel (Reinigungswalze der Entwicklerwalze)
119: Sammelbehälter (Flüssigentwickler)
119': Flüssigkeitsabfuhr
120: Transferstation
121: Transferwalze
122: Reinigungseinheit (Nasskammer)
123: Reinigungsbürste (Nasskammer)
123': Reinigungsflüssigkeitszufuhr
124: Reinigungswalze (Nasskammer)
124': Reinigungsflüssigkeitsabfuhr
125: Konditionierelement (Rückhalteblech)
126: Gegendruckwalze
127: Reinigungseinheit (Gegendruckwalze)
128: Sammelbehälter (Gegendruckwalze)
128': Flüssigkeitsabfuhr
129: Ladeeinheit (Korotron an Transferwalze)
200: Reinigungseinheit
201: Kanaleinheit
202: erster äußerer Strömungskanal
203: erster innerer Strömungskanal
204: Düse
205: Reinigungswalze
206: zweiter äußerer Strömungskanal
207: Rakel
208: Dichtlippe
209: Pumpe
210: Pumpe
211: zweiter innerer Strömungskanal
212: Pumpe
213: Strukturierte Oberfläche des Strömungskanals

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010015985 A1 [0003]
DE 102008048256 A1 [0003]
DE 102009060334 A1 [0003]
US 7437104 B2 [0005]
US 6317578 B1 [0005]
EP 1679556 A1 [0005]

Claims

Digitaldrucker (10) zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers (20) mit zumindest einem Druckwerk mit zumindest einer Station (100) zur Erzeugung von Ladungsbildern von zu druckenden Bildern auf einem Ladungsbildträger (101) und mit zumindest einer Entwicklerstation (110) zur Einfärbung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger (101) unter Verwendung von Flüssigentwickler, wobei die Entwicklerstation (110) aufweist: – ein Entwicklerelement (111), das die Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger (101) einfärbt, – ein Zufuhrsystem (113, 114) zum Auftragen des Flüssigentwicklers auf das Entwicklerelement (111), – eine Reinigungseinheit (200) mit einer ersten Reinigungswalze (117) zum Abreinigen des nach der Entwicklung der Ladungsbilder auf dem Entwicklerelement (111) zurückbleibenden restlichen Flüssigentwicklers, mit einer an der ersten Reinigungswalze (117) anliegenden Reinigungsrakel (118) und mit einer Kanaleinheit (201), die benachbart der ersten Reinigungswalze (117) und dem Entwicklerelement (111) angeordnet ist, so dass zwischen der ersten Reinigungswalze (117) und der Kanaleinheit (201) ein erster äußerer Strömungskanal (202) entsteht, durch den die erste Reinigungswalze (117) den von der Entwicklerwalze (111) abgenommenen restlichen Flüssigentwickler transportiert und der ein derartiges Volumen aufweist, dass die Tonerpartikel im ersten äußeren Strömungskanal (202) Scherkräften ausgesetzt sind, durch die die Haftung der Tonerpartikel an der ersten Reinigungswalze gelockert ist.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste äußere Strömungskanal (202) durch einen Spalt von der Kanaleinheit (201) zur ersten Reinigungswalze (117) gebildet ist, der kleiner als 100 µm ist.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanaleinheit (201) einen ersten inneren Strömungskanal (203) aufweist, der im Bereich der Reinigungsrakel (118) endet, über die ein Fluid auf die Reinigungsrakel (118) gesprüht wird.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten inneren Strömungskanal (203) Pumpen angeordnet sind, um das Fluid unter Druck auf die Reinigungsrakel (118) zu sprühen und dass das Ende des inneren Strömungskanals (203) als Düse (204) ausgeführt ist.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Rotationsrichtung des Entwicklerelements (111) gesehen nach der ersten Reinigungswalze (117) benachbart dem Entwicklerelement (111) an der Kanaleinheit (201) eine zweite Reinigungswalze (205) angeordnet ist und dass die Kanaleinheit (201) zwischen der ersten Reinigungswalze (117) und der zweiten Reinigungswalze (205) zum Entwicklerelement (111) hin einen zweiten äußeren Strömungskanal (206) bildet.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanaleinheit (201) zur zweiten Reinigungswalze (205) hin einen zweiten inneren Strömungskanal (211) aufweist, in dem eine an der zweiten Reinigungswalze (205) anliegende Rakel (207) angeordnet ist.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten inneren Strömungskanal (211) eine Pumpe (212) angeordnet ist, die von der zweiten Reinigungswalze (205) abgenommenen restlichen Flüssigentwickler abpumpt.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite äußere Strömungskanal (206) durch einen Spalt von der Kanaleinheit (201) zum Entwicklerelement (111) gebildet ist, der kleiner als 100 µm ist.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Kanaleinheit (201) zu den äußeren Strömungskanälen (203, 206) strukturiert ausgeführt sind.
Digitaldrucker (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Kanaleinheit (201) zu den äußeren Strömungskanälen (203, 206) antiadhäsiv ausgeführt sind.