DE102014108224B3

DE102014108224B3 - Digitaldrucker zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE102014108224B3
Application number: DE102014108224.9A
Authority: DE
Inventors: Florian Köfferlein; Georg Landmesser
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2034-06-13

Abstract

Ein Digitaldrucker weist ein Druckwerk mit einer Elektrofotografiestation zur Erzeugung von Ladungsbildern von zu druckenden Bildern auf einer Fotoleiterwalze und eine Entwicklerstation zur Einfärbung der Ladungsbilder mit Flüssigentwickler auf. Die Entwicklerstation umfasst – eine rotierende Entwicklerwalze, über die Flüssigentwickler zur Fotoleiterwalze transportiert wird, – benachbart der Entwicklerwalze eine rotierende Dosierwalze. Wenn das Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeiten von Dosierwalze und Entwicklerwalze geändert wird, kann die Fördermenge des Entwicklers und das Strömungsprofil im Nip zwischen Dosierwalze und Entwicklerwalze durch Austragung von Trägerflüssigkeit auf die Dosierwalze variiert werden. Die Tonermenge in der Entwicklerschicht wird dadurch nicht beeinflusst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Digitaldrucker zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit Tonerpartikel, 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 bekanntermaßen eine Entwicklerwalze, die den Flüssigentwickler an dem Ladungsbildträger vorbeiführt, ein Auftragssystem, das den Flüssigentwickler der Entwicklerwalze zuführt, und eine Reinigungseinheit, die den nach der Einfärbung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger auf der Entwicklerwalze zurück bleibenden Restflüssigentwickler abreinigt, auf. Die Reinigungseinheit sieht z.B. eine Reinigungswalze vor, die den Restflüssigentwickler von der Entwicklerwalze abnimmt, dabei besteht z. B. ein elektrisches Feld zwischen Entwicklerwalze und Reinigungswalze, das den Übergang des Restflüssigentwicklers fördert. Der Restflüssigentwickler kann von der Reinigungswalze durch eine Rakel abgerakelt werden. Dabei soll kein Restflüssigentwickler auf der Reinigungswalze zurück bleiben, da dieser sonst wieder auf die Entwicklerwalze gelangen könnte.
Entwicklerstationen, bei denen Flüssigentwickler einem Ladungsbildträger zugeführt wird, sind bekannt. In US 7 522 865 B2 , US 7 292 810 B2 , US 6 895 200 B2 sind Entwicklerstationen beschrieben, bei denen Flüssigentwickler an einer Entwicklerwalze vorbeigeführt wird. Benachbart der Entwicklerwalze ist eine Elektrode angeordnet, zwischen der und der Entwicklerwalze der Flüssigentwickler hindurch geführt wird. Zwischen der Elektrode und der Entwicklerwalze besteht eine elektrische Spannung, durch die der Toner zur Entwicklerwalze gezogen wird. Bevor der Flüssigentwickler dem Ladungsbildträger zugeführt wird, läuft er durch einen Spalt (Nip) hindurch, der zwischen einem Dosiermittel, z. B. einer Rakel oder einer Dosierwalze, und der Entwicklerwalze besteht. Das Dosiermittel liegt an einem elektrischen Potential derart, dass der Toner zur Entwicklerwalze wandert, gleichzeitig wird die Dicke der Flüssigentwicklerschicht auf der Entwicklerwalze festgelegt. Beispiele von Dosiermitteln sind in WO 2006/090352 A1 und US 2002/0159794 A1 beschrieben.
Die Entwicklerschicht auf der Entwicklerwalze kann somit mittels der Dosierwalze in ihrer Beschaffenheit, z. B. der Schichtdicke, Tonerkonzentration, eingestellt werden. Die zwei wesentlichen Einflussgrößen sind dabei die Potenzialdifferenz zwischen der Entwicklerwalze und der Dosierwalze sowie die Anpresskraft zwischen der Dosierwalze und der Entwicklerwalze bzw. die daraus resultierende Nip-breite. Diese bestimmen die Förderleistung im Nip und damit die Tonerkonzentration der Entwicklerschicht. Üblich ist, dass die beiden Walzen über ein Getriebe gekoppelt sind und die Oberflächen der Walzen synchron aufeinander ablaufen.
DE 30 47 659 A1 beschreibt einen elektrophoretischen Drucker, bei dem auf der Oberfläche einer rotierenden fotoleitenden Walze Ladungsbilder der Druckbilder erzeugt werden und diese Ladungsbilder durch Flüssigentwickler entwickelt werden. Mit Hilfe einer rotierenden Abstreiferwalze kann Trägerflüssigkeit von den entwickelten Ladungsbildern auf der fotoleitenden Walze abgenommen werden. Dazu rotiert die Abstreiferwalze im Abstand von etwa 25 µm an der fotoleitenden Walze vorbei, wobei die Abstreiferwalze benachbart zur fotoleitenden Walze entgegengesetzt zur Rotationsrichtung der fotoleitenden Walze rotiert.
JP H07-20724 A beschreibt eine Entwicklerstation für einen elektrophoretischen Drucker, bei der der Flüssigentwickler mit Hilfe einer rotierenden Entwicklerwalze der fotoleitenden Walze zugeführt wird. Zur Einstellung der Schichtdicke des Flüssigentwicklers auf der Entwicklerwalze vor dem Entwicklerspalt zur fotoleitenden Walze ist benachbart der Entwicklerwalze eine rotierende Dosierwalze angeordnet, die nicht in Kontakt mit der Entwicklerwalze angeordnet ist. Der dabei gebildete Spalt (Nip) zwischen Dosierwalze und Entwicklerwalze legt die Schichtdicke des Entwicklers hinter dem Nip zwischen Dosierwalze und Entwicklerwalze fest. Die Entwicklerwalze und die Dosierwalze rotieren am Nip in entgegengesetzter Richtung.
US 2004/0131372 A1 beschreibt eine Entwicklerstation bei einem elektrophoretischen Drucker, bei dem eine Entwicklerstation vorgesehen ist mit einer rotierenden Entwicklerwalze und mit mehreren rotierenden Dosierwalzen, die in die Nachbarschaft zur Entwicklerwalze geschwenkt werden können, so dass ein Spalt zur Entwicklerwalze entsteht, der die Schichtdicke der Entwicklerschicht auf der Entwicklerwalze festlegt. Die Dosierwalzen und die Entwicklerwalze rotieren am Spalt in dieselbe Richtung. An einer der Dosierwalzen und der Entwicklerwalze liegt ein elektrisches Potenzial, das den Toner zur Entwicklerwalze zieht. Der Anteil an Trägerflüssigkeit und Toner im Flüssigentwickler kann mit Hilfe der Rotationsgeschwindigkeit der Dosierwalze eingestellt werden.
US 2004/0 005 407 A1 zeigt eine Entwicklerstation, bei der der Flüssigentwickler über zwei rotierende Transportwalzen der Entwicklerwalze zugeführt wird. Die erste Transportwalze entnimmt den Flüssigentwickler dem Entwicklervorrat und transportiert diesen Flüssigentwickler zur zweiten Transportwalze, von der der Flüssigentwickler der Entwicklerwalze zugeführt wird. Die Oberfläche der ersten Transportwalze ist mit Nuten versehen, in denen der Flüssigentwickler transportiert wird. Die Menge an Flüssigentwickler, die auf die zweite Transportwalze übergeht, wird unter anderem durch den Druck beeinflusst, mit dem die zweite Transportwalze auf der ersten Transportwalze aufliegt. Diese Flüssigentwicklermenge wird von der zweiten Transportwalze zur Entwicklerwalze weiter transportiert. Die zweite Transportwalze wird deswegen zwischen der ersten Transportwalze und der Entwicklerwalze angeordnet, um die Oberfläche der Entwicklerwalze vor Schäden zu bewahren, die bei einem Kontakt der Entwicklerwalze mit der genuteten Oberfläche der ersten Transportwalze auftreten würden.
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 eine hohe Druckqualität durch gleichbleibende Eigenschaften des Flüssigentwicklers aufweist. Insbesondere soll eine Entwicklerstation angegeben werden, bei der mit einem Zufuhrsystem Flüssigentwickler auf ein Antragsmittel übertragen wird und der Flüssigentwickler auf dem Antragsmittel mit einem Dosiermittel dosiert wird, so dass der Übergang des Flüssigentwicklers, insbesondere der Tonerpartikel, auf den Ladungsbildträger optimiert ist. Dabei soll die Tonerkonzentration der Entwicklerschicht auf der Entwicklerwalze den Anforderungen der weiteren Prozessschritte, insbesondere dem Umdruck des Tonerbildes auf den Aufzeichnungsträger, angepasst werden. Um dabei Stillstandzeiten zu vermeiden, sollte dies im Druckbetrieb möglich sein.
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 Elektrografiestation 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 rotierendes Antragsmittel, über das Flüssigentwickler zum Ladungsbildträger transportiert wird; das Antragsmittel kann eine Entwicklerwalze sein, die den Flüssigentwickler zum Ladungsbildträger transportiert.
– Ein Dosiermittel, das unter Druck an dem Antragsmittel anliegt, so dass die Fördermenge an Flüssigentwickler zum Ladungsbildträger den jeweiligen Anforderungen des Digitaldruckers angepasst werden kann. Das Dosiermittel kann eine Dosierwalze aufweisen.
– Ein benachbart dem Antragsmittel oder dem Dosiermittel angeordnetes Zufuhrsystem zum Transport von Flüssigentwickler zum Antragsmittel oder Dosiermittel mit einer Vorkammer und einem Elektrodensegment, so dass das Antragsmittel oder das Dosiermittel Flüssigentwickler aus der Vorkammer übernehmen kann und wobei das Elektrodensegment an einem derartigen elektrischen Potenzial liegt, dass Toner des Flüssigentwicklers auf das Antragsmittel oder Dosiermittel übergeht.

In der folgenden Erläuterung der Erfindung wird als Antragsmittel eine Entwicklerwalze und als Dosiermittel eine Dosierwalze verwendet, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsformen eines Antragsmittels oder Dosiermittels beschränkt werden soll.
Wenn zusätzlich zur Andruckkraft, mit der die Dosierwalze an der Entwicklerwalze anliegt, das Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeiten von Dosierwalze und Entwicklerwalze geändert wird, kann die Fördermenge des Entwicklers und das Strömungsprofil im Nip zwischen Dosierwalze und Entwicklerwalze variiert werden. Die Tonermenge in der Entwicklerschicht wird dadurch nicht beeinflusst. Vorteilhaft ist dann, wenn das Dosiermittel ein Antriebsmittel und die Dosierwalze aufweist und das Antriebsmittel die Dosierwalze derart antreibt, dass die Dosierwalze mit einer Oberflächengeschwindigkeit läuft, die kleiner ist im Verhältnis zur Oberflächengeschwindigkeit der Entwicklerwalze.
Vorteilhaft ist, dass die Fördermenge ohne Änderung der Tonerkonzentration im Nip zwischen der Dosierwalze und der Entwicklerwalze verändert werden kann, so dass die Fördermenge von Flüssigentwickler zum Ladungsbildträger an den jeweiligen Anwendungsfall des digitalen Druckers angepasst werden kann, insbesondere an die Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers, z. B. an die Oberflächeneigenschaften von Papier als Aufzeichnungsträger.
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 einen Ausschnitt der Entwicklerstation mit Elektrodensegment, Entwicklerwalze und Dosierwalze,
4 eine Darstellung des Entwicklerstroms im Nip zwischen Dosierwalze und Entwicklerwalze;
5 ein Diagramm, das die zum Fotoleiter übertragene Menge an Trägerflüssigkeit in Abhängigkeit des Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen Dosierwalze und Entwicklerwalze darstellt.
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 bewirkt, 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 Behälter 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 verbliebene 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 des Rückhalteblechs 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 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:

– Ein rotierendes Antragsmittel 111, das direkt Flüssigentwickler zur Fotoleiterwalze 101 transportiert. Das Antragsmittel 111 kann die Entwicklerwalze 111 sein, die Flüssigentwickler zur Fotoleiterwalze 101 transportiert.
– Ein Zufuhrsystem 113, 114, das Flüssigentwickler dem Antragsmittel 111 zuführt.
– Ein Dosiermittel 115, 116, das z. B. als Dosierwalze 115 evtl. mit der Rakel 116 ausgeführt sein kann und die die der Fotoleiterwalze 101 zugeführte Schicht aus Flüssigentwickler konditioniert.
– Eine Reinigungseinheit 117, 118 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.

In der folgenden Erläuterung wird davon ausgegangen, dass das Zuführsystem 113, 114 den Flüssigentwickler der Entwicklerwalze 111 zuführt. Jedoch kann das Zuführsystem 113, 114 den Flüssigentwickler auch der Dosierwalze 115 direkt zuführen, von der dann der Flüssigentwickler auf die Entwicklerwalze 111 übertragen wird.
An den Funktionselementen, wie Fotoleiterwalze 101, Entwicklerwalze 111, Zufuhrsystem 114, Reinigungswalze 117, Dosierwalze 115 liegen jeweils elektrische Potenziale an, die sich mit der Polarität der Tonerladung, die positiv oder negativ sein kann, ändern.
Die grundsätzliche Funktion der Entwicklerstation 110 ist bereits oben erläutert worden; darauf wird verwiesen. Im Folgenden wird der Aufbau und die Funktion eines Dosiermittels 130, das die Dosierwalze 115 umfasst, weiter beschrieben. Die wichtigsten Funktionen der Entwicklerstation nach 2 werden dazu nachfolgend noch einmal zusammengefasst:
Der Flüssigentwickler wird über das Zufuhrsystem 113, 114 an die Entwicklerwalze 111 herangeführt, wobei die Menge Flüssigentwickler und die darin enthaltene Tonermenge größer ist als dies für die Einfärbung der Ladungsbilder auf der Fotoleiterwalze 101 erforderlich ist. Die Dosierung der auf die Entwicklerwalze 111 übertragenen Tonermenge erfolgt über das Differenzpotenzial zwischen dem Elektrodensegment 114 und der Entwicklerwalze 111. Der Flüssigentwickler wird dabei zunächst in einer niedrigeren Tonerkonzentration (5%–20%) der Vorkammer 113 zugeführt. Über das anliegende elektrische Feld in dem Spalt zwischen Entwicklerwalze 111 und dem Elektrodensegment 114 kann die Tonerkonzentration auf 15% bis 50% des Flüssigentwicklers an der Walzenoberfläche der Entwicklerwalze 111 verändert werden; dabei kann mit einer hohen elektrischen Feldstärke eine hohe Einfärbung der Ladungsbilder auf der Fotoleiterwalze 101 erreicht werden, mit einer niedrigen elektrischen Feldstärke eine geringe Einfärbung.
Die endgültige Dosierung der Flüssigentwicklermenge vor der Zufuhr zur Fotoleiterwalze 101 kann dann mit einem Dosiermittel 130 mit der Dosierwalze 115, mit der der Nip zur Entwicklerwalze 111 festgelegt wird, erfolgen. Anpressdruck, Härte der Entwicklerwalze 111 bzw. Dosierwalze 115 und Rauheit der Entwicklerwalze 111 bzw. Dosierwalze 115 beeinflussen dabei die Fördermenge an Flüssigentwickler durch den Nip zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Dosierwalze 115 und damit die Schichtdicke des Flüssigentwicklers, der zur Fotoleiterwalze 101 gelangt.
Diese Fördermenge kann weiterhin durch ein entsprechend der 3 und 4 betriebenes Dosiermittel 130 mit Dosierwalze 115 beeinflusst werden. Die Dosierwalze 115 weist dabei stets ein höheres Potenzial als die Entwicklerwalze 111 auf. Damit wird sichergestellt, dass kein Toner ungewollt auf die Dosierwalze 115 übertragen wird. Gleichzeitig wird die Tonerkonzentration in der Flüssigentwicklerschicht weiter erhöht, z. B. auf 20% bis 60% des Flüssigentwicklers und eine gleichmäßige Tonerverteilung auf der Entwicklerwalze 111 sicher gestellt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Dosiermittels 130 zeigen die 3 und 4 im Prinzip. Das Dosiermittel 130 weist die Dosierwalze 115 auf, die z. B. unter einer einstellbaren Kraft eines Federmittels an der Entwicklerwalze 111 anliegen kann.
3 zeigt einen Ausschnitt aus der Entwicklerstation 110. Dargestellt ist das Elektrodensegment 114, die Entwicklerwalze 111 und die Dosierwalze 115 mit Rakel 116. Zudem ist die transportierte Entwicklerschicht 131.1 (schwarz ausgezogen) vom Elektrodensegment 114 auf die Entwicklerwalze 111 und von dort zum Nip zwischen Dosierwalze 115 und Entwicklerwalze 111 prinzipiell gezeigt. Mit Hilfe der Dosierwalze 115 wird somit die Entwicklerschicht 131.2 auf der Entwicklerwalze 111 eingestellt.
4 zeigt nun, wie die Aufspaltung der Entwicklerschicht 131.1 vor dem Nip in eine abgespaltete Trägerflüssigkeitsschicht 131.3 auf der Dosierwalze 115 und eine auf der Entwicklerwalze 111 verbleibende Entwicklerschicht 131.2 mit Hilfe der Dosierwalze 115 durchgeführt wird. Die Dosierwalze 115 und Entwicklerwalze 111 rotieren am Nip zwischen Dosierwalze 115 und Entwicklerwalze 111 in gleiche Richtung, dargestellt durch die Pfeile PF1 und PF2. Wenn nun die Oberflächengeschwindigkeit der Dosierwalze 115 gegenüber derjenigen der Entwicklerwalze 111 geändert wird, ändert sich die Menge an Trägerflüssigkeit, die auf die Dosierwalze 115 abgespaltet wird, d. h. die Menge an Trägerflüssigkeit in der Entwicklerschicht wird geändert, während auf der Entwicklerwalze 111 die Tonermenge in der Entwicklerschicht 131.2 hinter dem Nip im Vergleich zu der vor dem Nip unverändert bleibt. Wenn das Verhältnis der Oberflächengeschwindigkeit v1 der Dosierwalze 115 und v2 der Entwicklerwalze 111 kleiner eins wird, die Dosierwalze 115 an der Oberfläche langsamer rotiert im Vergleich zur Entwicklerwalze 111, nimmt die Menge an Trägerflüssigkeit ab, die von der Dosierwalze 115 übernommen wird. Die Menge an Trägerflüssigkeit nimmt zu, wenn die Dosierwalze 115 schneller dreht, da die Trägerflüssigkeit weniger Zeit zum Zurückfließen hat. Je geringer die mittlere Geschwindigkeit der Dosierwalze 115 ist, desto geringer ist die Förderrate, desto weniger Trägerflüssigkeit wird transportiert. Da von der Dosierwalze 115 weniger Trägerflüssigkeit ausgetragen wird, ändert sich die Entwicklerschicht auf der Entwicklerwalze 111 nur geringfügig, d. h. die Entwicklerschicht ist fein justierbar.
5 zeigt ein Diagramm, in dem die auf die Dosierwalze 115 übertragene Menge an Trägerflüssigkeit in Abhängigkeit des Verhältnisses von v1 (Dosierwalze 115) zu v2 (Entwicklerwalze 111) dargestellt ist und dies bei unterschiedlichen Potenzialdifferenzen zwischen Dosierwalze 115 und Entwicklerwalze 111. Dabei ist bei einem Geschwindigkeitsverhältnis v1/v2 = 1 die auf die Dosierwalze 115 ausgetragene Trägerflüssigkeitsmenge mit 100% bezeichnet worden. Es ist zu erkennen, dass bei einem Geschwindigkeitsverhältnis v1/v2 kleiner 1,00 die von der Dosierwalze 115 übernommene Trägerflüssigkeitsmenge abnimmt. Somit kann durch Variation der Drehzahl der Dosierwalze 115 bei unveränderten Drehzahl der Entwicklerwalze 111 die ausgetragene Trägerflüssigkeitsmenge auf die Dosierwalze 115 eingestellt werden bzw. die Tonerkonzentration der Entwicklerschicht 131.2 auf der Entwicklerwalze 111 hinter dem Nip eingestellt werden und die Entwicklerschicht in den folgenden Prozessschritten an die Anforderungen dieser Prozessschritte angepasst werden. Insbesondere ist dies von Bedeutung beim Prozessschritt des Umdrucks der Tonerbilder auf den Aufzeichnungsträger 20, da jetzt die Möglichkeit besteht, die Entwicklerschicht mit Hilfe der Dosierwalze 115 so zu beeinflussen, dass bei Aufzeichnungsträgern 20 mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften ein optimales Druckbild auf dem Aufzeichnungsträger 20 erzeugt werden kann. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass diese Einstellung der Entwicklerschicht 131.2 auch während des Druckbetriebs möglich ist, durch Änderung der Drehzahl der Dosierwalze 115. Dieses Ziel kann dadurch erreicht werden, dass die Dosierwalze 115 einen eigenen Antrieb erhält und damit unabhängig von der Entwicklerwalze 111 angetrieben werden kann.
Nach der Konditionierung des Flüssigentwicklers gelangt dieser in die Kontaktzone zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Fotoleiterwalze 101, dort werden die Ladungsbilder auf bekannte Weise 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 und in den Nichtbildstellen kein Toner auf die Fotoleiterwalze 101 übertragen wird.
Der nach der Entwicklung des Druckbildes auf der Entwicklerwalze 111 zurückbleibende Flüssigentwickler wird anschließend durch die Reinigungswalze 117 von der Entwicklerwalze 111 entfernt. Dazu besteht ein elektrisches Feld zwischen der Entwicklerwalze 111 und der Reinigungswalze 117 derart, dass der Toner zur Reinigungswalze 117 gezogen wird. An der Reinigungswalze 117 liegt die Reinigungsrakel 118 an, die den restlichen Flüssigentwickler von der Reinigungswalze 117 entfernt.
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 des Aufwicklers 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)
130: Dosiermittel
131: Entwicklerschicht
131.1: Entwicklerschicht am Eingang zur Entwicklerwalze 111
131.2: Entwicklerschicht am Ausgang der Entwicklerwalze 111
131.3: Trägerflüssigkeitsschicht auf der Dosierwalze 115

Claims

Digitaldrucker (10) zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers (20) mit zumindest einem Druckwerk mit einer Station (100) zur Erzeugung von Ladungsbildern von zu druckenden Bildern auf einem Ladungsbildträger (101) und mit einer Entwicklerstation (110) zur Einfärbung der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger (101) unter Verwendung von Toner und Trägerflüssigkeit aufweisendem Flüssigentwickler, wobei die Entwicklerstation (110) aufweist: • ein Antragsmittel mit einer rotierenden Entwicklerwalze (111), die Flüssigentwickler zum Ladungsbildträger (101) transportiert, • ein benachbart der Entwicklerwalze (111) angeordnetes Dosiermittel (130) mit einer auf der Entwicklerwalze (111) unter einer einstellbaren Andruckkraft anliegenden rotierenden Dosierwalze (115), – wobei zwischen Dosierwalze (115) und Entwicklerwalze (111) eine Potenzialdifferenz besteht, – wobei die Dosierwalze (115) und die Entwicklerwalze (111) an ihrem Berührungsbereich in gleicher Richtung rotieren und die Oberflächengeschwindigkeit der Dosierwalze (115) unterschiedlich zur Oberflächengeschwindigkeit der Entwicklerwalze (111) einstellbar ist und – wobei die Einstellung der Geschwindigkeit der Dosierwalze (111) zusätzlich zur Einstellung der Andruckkraft der Dosierwalze (115) zur Entwicklerwalze (111) erfolgt.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Geschwindigkeit der Dosierwalze (115) zusätzlich zur Einstellung der Potenzialdifferenz zwischen Dosierwalze (115) und Entwicklerwalze (111) erfolgt.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosiermittel (130) ein Antriebsmittel und die Dosierwalze (115) aufweist und das Antriebsmittel die Dosierwalze (115) derart antreibt, dass deren Oberflächengeschwindigkeit (v1) kleiner im Verhältnis zur Oberflächengeschwindigkeit (v2) der Entwicklerwalze (111) eingestellt ist.
Digitaldrucker (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel derart ausgeführt ist, dass es die Geschwindigkeit der Dosierwalze (115) während des Druckbetriebs einstellt.
Digitaldrucker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart der Entwicklerwalze (111) und vor dem Dosiermittel (115) in Rotationsrichtung der Entwicklerwalze (111) gesehen ein Zufuhrsystem (113, 114) angeordnet ist, um Flüssigentwickler der Entwicklerwalze (111) zuzuführen.
Digitaldrucker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart dem Dosiermittel (115) ein Zufuhrsystem (113, 114) angeordnet ist, um Flüssigentwickler dem Dosiermittel (115) zuzuführen.