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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Reinigung eines Transferelements, z.B. einer Transferwalze, eines Toner-basierten Druckers. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Druckwerk mit einem solchen Reinigungs-System.
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Bei Toner-basierten Digitaldruckern wird ein mit Toner eingefärbtes Druckbild von einem Transferelement (insbesondere von einer Transferwalze) auf einen Aufzeichnungsträger übertragen. Zur Verbesserung des Transfers und/oder zur Verbesserung der Haftung von Tonerpartikeln auf dem Aufzeichnungsträger kann vor dem Tonertransfer ein Beschichtungsstoff (auch als Primer bezeichnet) auf die zu bedruckende Oberfläche des Aufzeichnungsträgers aufgebracht werden. So kann die Druckqualität des Digitaldruckers erhöht werden.
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Andererseits kann es bei Verwendung eines Beschichtungsstoffes zu einem Übertrag von Beschichtungsstoff von dem Aufzeichnungsträger auf das Transferelement kommen. Dies kann zu einer Beeinträchtigung von nachfolgenden Tonertransfer-Schritten führen. Der Übertrag von Beschichtungsstoff kann somit ggf. zu einer Reduzierung der Druckqualität des Digitaldruckers führen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren, ein Druckwerk und ein System zur Reinigung eines Druckwerkes bereitzustellen, die es ermöglichen, die Druckqualität eines Toner-basierten Druckers, insbesondere eines Digitaldruckers, bei Verwendung von Beschichtungsstoffen zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Druckwerk für einen Toner-basierten Drucker beschrieben. Das Druckwerk umfasst ein Transferelement, das eingerichtet ist, an einer Transferstelle ein, mit Toner eingefärbtes, Druckbild von dem Transferelement auf einen Aufzeichnungsträger zu übertragen. Dabei weist der Aufzeichnungsträger einen Beschichtungsstoff mit einer Wasser-basierten Wirkstoff-Trägerflüssigkeit auf. Desweiteren umfasst das Druckwerk eine Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung, die eingerichtet ist, Wirkstoff-Trägerflüssigkeit, die an der Transferstelle von dem Aufzeichnungsträger auf das Transferelement übertragen wurde, von dem Transferelement zu entfernen. Desweiteren umfasst das Druckwerk eine nachfolgende Toner-Reinigungseinheit, die eingerichtet ist, Tonerreste des Druckbildes und ggf. Toner-Trägerflüssigkeit, die nach der Transferstelle auf dem Transferelement verblieben sind, von dem Transferelement zu entfernen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers beschrieben. Das Verfahren umfasst das Aufbringen eines Beschichtungsstoffes mit einer Wirkstoff-Trägerflüssigkeit auf den Aufzeichnungsträger, um einen beschichteten Aufzeichnungsträger bereitzustellen. Desweiteren umfasst das Verfahren das Übertragen eines Toner-basierten Druckbildes von einem Transferelement auf den beschichteten Aufzeichnungsträger. Außerdem umfasst das Verfahren das Entfernen von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit, die von dem beschichteten Aufzeichnungsträger auf das Transferelement übertragen wurde, von dem Transferelement. Desweiteren umfasst das Verfahren das anschließende Entfernen von Tonerresten des Druckbildes und ggf. von Toner-Trägerflüssigkeit, die auf dem Transferelement verblieben sind, von dem Transferelement.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zur Reinigung eines Transferelements eines Toner-basierten Druckers beschrieben. Das Transferelement kann dabei insbesondere eingerichtet sein, an einer Transferstelle ein, mit Toner eingefärbtes, Druckbild von dem Transferelement auf einen Aufzeichnungsträger zu übertragen. Der Aufzeichnungsträger kann einen Beschichtungsstoff mit einer Wasser-basierten Wirkstoff-Trägerflüssigkeit aufweisen.
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Das System umfasst eine Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung, die eingerichtet ist, Wirkstoff-Trägerflüssigkeit, die ggf. an der Transferstelle von dem Aufzeichnungsträger auf das Transferelement übertragen wurde, von dem Transferelement zu entfernen. Desweiteren umfasst das System eine Toner-Reinigungseinheit, die eingerichtet ist, Tonerreste des Druckbildes, die ggf. nach der Transferstelle auf dem Transferelement verblieben sind, sowie ggf. Toner-Trägerflüssigkeit von Druckbild-Stellen und/oder von Nicht-Druckbild-Stellen von dem Transferelement zu entfernen. Dabei sind die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung und die Toner-Reinigungseinheit derart im System zur Reinigung eines Transferelements angeordnet, dass zunächst Wirkstoff-Trägerflüssigkeit und anschließend Tonerreste von dem Transferelement entfernt werden.
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Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 eine Ansicht eines Digitaldruckers bei einer beispielhaften Konfiguration des Digitaldruckers;
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2 einen schematischen Aufbau eines Druckwerkes des Digitaldruckers nach 1;
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3a und 3b beispielhafte Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtungen zur Entfernung von Beschichtungsstoff von einem Transferelement;
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3c beispielhafte Kräfte, die auf Verunreinigungen eines Transferelements in einer Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung wirken; und
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4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers.
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Gemäß
1 weist ein beispielhafter 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 kann – wie dargestellt – ein bahnförmiger Aufzeichnungsträger
20 von einer Rolle
21 mit Hilfe eines Abwicklers
22 abgewickelt und dem ersten Druckwerk
11a kontinuierlich zugeführt werden. 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. Details zu dem in
1 dargestellten beispielhaften Digitaldrucker
10 sind in der Patentschrift
DE 10 2013 201 549 B3 sowie in den entsprechenden Patentanmeldungen
JP 2014/149526 A und
US 2014/0212632 A1 beschrieben. Diese Dokumente werden durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
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Der prinzipielle Aufbau eines Druckwerks 11, 12 ist in der 2 dargestellt. Das in 2 dargestellte Druckwerk basiert auf dem elektrofotografischen Prinzip, bei dem ein photoelektrischer Bildträger (insbesondere ein Fotoleiter 101) mit Hilfe eines Flüssigentwicklers mit geladenen Tonerpartikeln eingefärbt wird und das so entstandene Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird. Das Druckwerk 11, 12 besteht im Wesentlichen aus einer Elektrofotografiestation 100, einer Entwicklerstation 110 und einer Transferstation 120.
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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).
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Die Elektrofotographiestation 100 umfasst einen Zeichengenerator 109, der ein latentes Bild auf dem Fotoleiter 101 erzeugt. Das latente Bild wird durch die Entwicklerstation 110 mit Tonerpartikeln eingefärbt, um ein eingefärbtes Bild zu erzeugen. Die Entwicklerstation 110 weist hierzu eine sich drehende Entwicklerwalze 111 auf, die eine Schicht Flüssigentwickler an den Fotoleiter 101 heranführt.
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Das eingefärbte Bild dreht sich mit der Fotoleiterwalze
101 bis zu einer ersten Transferstelle, bei der das eingefärbte Bild auf eine Transferwalze
121 (d.h. allgemein auf ein Transferelement) im Wesentlichen vollständig übertragen wird. 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. Der Aufzeichnungsträger
20 kann aus Papier, Pappe, Karton, Metall, Kunststoff und/oder sonstigen geeigneten und bedruckbaren Materialien hergestellt sein. Weitere Details zu dem in
2 dargestellten beispielhaften Druckwerk
11,
12 sind in der Patentschrift
DE 10 2013 201 549 B3 sowie in den entsprechenden Patentanmeldungen
JP 2014/149526 A und
US 2014/0212632 A1 beschrieben.
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In der in 1 dargestellten Konfiguration wird der bahnförmige Aufzeichnungsträger 20 von dem Abwickler 22 von der Rolle 21 abgewickelt und über ein Konditionierwerk 23 dem ersten Druckwerk 11a zugeführt. In dem Konditionierwerk 23 wird der Aufzeichnungsträger 20 mit einem geeigneten Beschichtungsstoff vorbehandelt oder beschichtet. Im Beschichtungsstoff (auch als Primer bezeichnet) ist typischerweise ein Wirkstoff enthalten, durch den der Tonertransfer auf den Aufzeichnungsträger 20 und/oder die Haftung von Toner auf dem Aufzeichnungsträger 20 verbessert werden sollen. Desweiteren umfasst der Beschichtungsstoff typischerweise eine Wirkstoff-Trägerflüssigkeit. Insbesondere kann der Beschichtungsstoff eine wässrige Polymeremulsion umfassen, d.h. die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit kann Wasser-basiert sein bzw. kann Wasser enthalten.
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Es hat sich gezeigt, dass durch den Auftrag eines Beschichtungsstoffes auf den Aufzeichnungsträger 20 die Druckqualität erhöht werden kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Beschichtungsstoff beim Tonertransfer in einem Druckwerk 11 noch nicht getrocknet ist. Dies kann jedoch andererseits dazu führen, dass der Beschichtungsstoff beim Tonertransfer in dem Druckwerk 11 zumindest teilweise von dem Aufzeichnungsträger 20 auf das Transferelement 121 (insbesondere auf die Transferwalze) des Druckwerks 11 übertragen wird. Dies kann besonders in dem ersten Druckwerk 11a der Fall sein, welches dem Konditionierwerk 23 direkt nachfolgt.
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Wie oben dargelegt, umfasst der Beschichtungsstoff typischerweise einen Wirkstoff und eine Wirkstoff-Trägerflüssigkeit, wobei die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit Wasser umfassen kann bzw. Wasser sein kann. Die Präsenz von einer Wasser-basierten Wirkstoff-Trägerflüssigkeit kann zu einer Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Transferelements 121 eines Druckwerks 11 führen. Desweiteren kann es zu Wechselwirkungen zwischen der Wirkstoff-Trägerflüssigkeit und Toner auf dem Transferelement 121 kommen. Insbesondere umfasst ein Flüssigtoner typischerweise Tonerpartikel, welche sich in einer Toner-Trägerflüssigkeit befinden. Die Toner-Trägerflüssigkeit ist dabei typischerweise Öl-basiert. Folglich kann es zu Wechselwirkungen zwischen der Wasser-basierten Wirkstoff-Trägerflüssigkeit und der Öl-basierten Toner-Trägerflüssigkeit kommen. Beispielsweise kann die Toner-Trägerflüssigkeit durch die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit verunreinigt bzw. kontaminiert werden (z.B. in der Toner-Reinigungseinheit 122 des Druckwerks 11, welche auch als Nasskammer bezeichnet wird).
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Insgesamt kann durch den Übertrag von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit von dem Aufzeichnungsträger 20 auf das Transferelement 121 die Druckqualität reduziert werden. Dies könnte dadurch vermieden werden, dass der Beschichtungsstoff vor dem Tonertransfer getrocknet wird. Insbesondere könnte die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit vor dem Tonertransfer durch Einwirken von thermischer Energie verdunstet werden. So kann ein Übertrag von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit vom Aufzeichnungsträger 20 auf das Transferelement 121 vermieden werden. Andererseits hat sich gezeigt, dass durch die Trocknung des Beschichtungsstoffes die positive Wirkung des Beschichtungsstoffes auf die Druckqualität reduziert wird. Es ist daher wünschenswert, dass der Beschichtungsstoff beim Tonertransfer in einem Druckwerk 11 Wirkstoff-Trägerflüssigkeit aufweist.
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Die 3a und 3b zeigen beispielhafte Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 zur Entfernung von Beschichtungsstoff 301 (insbesondere zur Entfernung von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302) von einem Transferelement 121 eines Digitaldruckers 10. Die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung (oder kurz Reinigungsvorrichtung) 310 ist prozesstechnisch vor der Toner-Reinigungseinheit (oder kurz Reinigungseinheit) 122 angeordnet, wobei die Reinigungseinheit 122 (auch als Nasskammer bezeichnet) eingerichtet ist, Tonerreste und/oder Toner-Trägerflüssigkeit von dem Transferelement 121 zu entfernen.
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Es erfolgt somit eine zwei-stufige Reinigung des Transferelements 121 nach der Umdruckstelle zum Aufzeichnungsträger 20 (wobei die Umdruckstelle auch als Transferstelle bezeichnet wird). Durch eine zwei-stufige Reinigung des Transferelements 121 kann verhindert werden, dass sich die wässerige Wirkstoff-Trägerflüssigkeit mit den Tonerresten und insbesondere mit Öl-basierten Flüssigkeiten eines Druckwerkes 11 (insbesondere mit einer Toner-Trägerflüssigkeit und/oder mit Nasskammer-Flüssigkeit) vermischt.
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Durch die Verwendung einer Reinigungsvorrichtung 310 als erste Stufe einer zwei-stufigen Reinigung kann die Reinigungseinheit 122 unverändert bleiben. Insbesondere sind in der Reinigungseinheit 122 keine Maßnahmen vorzusehen, die eine Verarbeitung von einer Wasser-basierten Flüssigkeit betreffen. Wasser-basierte Flüssigkeiten werden vorab in der Reinigungsvorrichtung 310 von dem Transferelement 121 entfernt.
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Die Reinigungsvorrichtung 310 aus 3a umfasst ein Reinigungsband 311, das in Transportrichtung 315 an der Oberfläche des Transferelements 121 vorbeigeführt wird, und dabei die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit von der Oberfläche des Transferelements 121 aufnimmt. Das Reinigungsband 311 kann zu diesem Zweck eine hydrophile Eigenschaft und damit eine anziehende Wirkung auf die Wasser-basierte Wirkstoff-Trägerflüssigkeit aufweisen. Zum anderen kann das Reinigungsband 311 eine Öl-abweisende oder lipophobe Eigenschaft aufweisen, so dass von dem Reinigungsband 311 keine Toner-Trägerflüssigkeit und/oder kein Flüssigtoner aufgenommen werden. Das Reinigungsband 311 kann z.B. einen Vliesstoff umfassen.
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Das Reinigungsband 311 hat an der Kontaktstelle 335 zwischen Transferelement 121 und Reinigungsband 311 Kontakt zu einem Gemisch aus Resttoner, Toner-Trägerflüssigkeit und Wirkstoff-Trägerflüssigkeit, welches sich nach der Transferstelle auf der Oberfläche des Transferelements 121 befindet. Die Aufgabe des Reinigungsbandes 311 besteht darin, nur die Wasser-basierte Wirkstoff-Trägerflüssigkeit von der Oberfläche des Transferelements 121 aufzunehmen, und den Resttoner und die Toner-Trägerflüssigkeit auf der Oberfläche des Transferelements 121 zu belassen. Der Resttoner und die Toner-Trägerflüssigkeit können dann von der nachfolgenden Reinigungseinheit 122 von der Oberfläche des Transferelements 121 entfernt und ggf. dem Druckprozess wieder zugeführt werden.
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Die getrennte Rückgewinnung der Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 in der Reinigungsvorrichtung 310 und der Tonerreste bzw. Toner-Trägerflüssigkeit in der Reinigungseinheit 122 ist wirtschaftlich vorteilhaft, da so durch Wiederverwertung der Verbrauch von Druckmaterial (insbesondere der Verbrauch von Toner bzw. Toner-Trägerflüssigkeit) reduziert werden kann. Desweiteren ist eine Verunreinigung von Toner-Trägerflüssigkeit durch Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 nachteilig für einen elektrophoretischen Druckprozess, da eine mit Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 verunreinigte Toner-Trägerflüssigkeit elektrisch leitfähig wird.
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Um einen Abtrag von Toner durch die Reinigungsvorrichtung 310 zu vermeiden, kann die Reinigungsvorrichtung 310 ein Korotron 312 umfassen, das eingerichtet ist, die Tonerpartikel auf der Oberfläche des Transferelements 121 nach der Transferstelle und vor Abtrag der Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 elektrisch aufzuladen. Dadurch kann die Haftung der Tonerpartikel auf der Oberfläche des Transferelements 121 derart erhöht oder verändert werden, dass die Tonerpartikel während der ersten Reinigungsstufe auf der Oberfläche des Transferelements 121 haften bleiben. So kann eine Verunreinigung des Reinigungsbandes 311 durch Tonerpartikel vermieden werden.
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Die Reinigungsvorrichtung 310 kann Mittel 313, 314 umfassen, um die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 von dem Reinigungsband 311 zu entfernen. Beispielsweise kann das Reinigungsband 311 zwischen Quetschwalzen 313 durchgeführt werden, die die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 aus dem Reinigungsband 311 pressen. Die herausgepresste Wirkstoff-Trägerflüssigkeit kann anhand von Rakeln 314 von den Quetschwalzen 313 entfernt werden. Alternativ oder ergänzend können eine Trocknungsstrecke und/oder der Einsatz von Unterdruck dazu verwendet werden, die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit von dem Reinigungsband 311 zu entfernen.
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3b zeigt eine beispielhafte Reinigungsvorrichtung 310 mit einer Reinigungswalze 321, die sich in Rotationsrichtung 325 dreht und dabei mit der Oberfläche einer Transferwalze als Transferelement 121 in Kontakt steht. Die Reinigungswalze 321 kann entsprechende Eigenschaften zu dem Reinigungsband 311 aufweisen. Insbesondere kann die Reinigungswalze 321 einen Vliesstoff (z.B. an der Oberfläche der Reinigungswalze 321) aufweisen.
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Um die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 von der Reinigungswalze 321 zu entfernen bzw. um die Reinigungswalze 321 zu trocknen, kann im Inneren der Reinigungswalze 321 (insbesondere in einem Grundkörper der Reinigungswalze 321) ein Unterdruck 323 angelegt werden. Durch den Unterdruck 323 kann die Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 durch eine poröse Oberfläche des Grundkörpers der Reinigungswalze 321 abtransportiert werden.
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Die Reinigungsvorrichtung 310 ermöglicht es somit, während des Druckprozesses einen feuchten Beschichtungsstoff 301 auf den Aufzeichnungsträger 20 aufzutragen, um die Druckqualität zu erhöhen, ohne dabei eine Verunreinigung des Tonern-basierten Druckprozesses zu verursachen. Insbesondere kann durch die Reinigungsvorrichtung 310 eine Kontaminierung von (zurückgewonnenem) Toner bzw. Toner-Trägerflüssigkeit vermieden werden.
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3c veranschaulicht beispielhafte Kräfte 342, 343, 344, die in der Reinigungsvorrichtung 310 auf Verunreinigungen an der Oberfläche des Transferelements 121 wirken können. Die Reinigungsvorrichtung 310 umfasst eine Reinigungswalze 321 und/oder ein Reinigungsband 311, die ein Oberflächen-Material 331 (z.B. aus einem Vliesstoff) umfassen. Das Oberflächen-Material 331 steht mit der Oberfläche des Transferelements 121 an einer Kontaktstelle 335 in Kontakt. Typischerweise liegt an der Kontaktstelle 335 eine Berührung zwischen Transferelement 131 und Oberflächen-Material 331 vor.
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Auf der Oberfläche des Transferelements 121 können sich Moleküle 332 (z.B. Wasser-Moleküle) der Wirkstoff-Trägerflüssigkeit, Moleküle 333 der Toner-Trägerflüssigkeit und/oder Tonerpartikel 334 befinden. Bei Verwendung eines hydrophilen Oberflächen-Materials 331 wirken auf ein Molekül 332 der Wirkstoff-Trägerflüssigkeit zwischenmolekulare Anziehungskräfte 342 in Richtung zu dem Oberflächen-Material 331. Bei Verwendung eines lipophoben Oberflächen-Materials 331 wirken auf ein Molekül 333 der Toner-Trägerflüssigkeit zwischenmolekulare Abstoßungskräfte 343 von dem Oberflächen-Material 331 weg. Desweiteren wirken bei entsprechender Aufladung der Tonerpartikel 334 elektrische Anziehungskräfte 344 auf ein Tonerpartikel 334 in Richtung zu dem Transferelement 121.
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Wie aus 3c ersichtlich, kann somit durch eine in diesem Dokument beschriebene Beschichtungs-Reinigungsvorrichtung 310 eine selektive Entfernung von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 von der Oberfläche des Transferelements 121 (ohne Abtrag von Tonerresten, d.h. ohne Abtrag von Tonerpartikeln 334 und/oder Toner-Trägerflüssigkeit) bewirkt werden.
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In diesem Dokument wird somit ein System 310, 122 beschrieben, welches eingerichtet ist, in einem zwei-stufigen Reinigungsprozess ein Transferelement 121 eines Druckwerkes 11 zu reinigen. Das System 310, 122 umfasst die in diesem Dokument beschriebene Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 und eine (nachgelagerte) Toner-Reinigungseinheit 122.
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Desweiteren wird in diesem Dokument ein Druckwerk 11 für einen Toner-basierten Drucker 10 beschrieben. Dabei umfasst das Druckwerk 11 ein Transferelement 121 (insbesondere eine Transferwalze oder ein Transferband), das eingerichtet ist, an einer Transferstelle ein, mit Toner eingefärbtes, Druckbild von dem Transferelement 121 auf einen Aufzeichnungsträger 20 zu übertragen. Insbesondere kann das Druckbild von einer Oberfläche des Transferelements 121 auf eine Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 20 übertragen werden.
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Der Aufzeichnungsträger 20 kann einen Beschichtungsstoff 301 mit einer Wasser-basierten Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 aufweisen. Insbesondere weist der Beschichtungsstoff 301 dabei typischerweise ein oder mehrere Wirkstoffe (z.B. Polymere) auf, die mit der Wasser-basierten Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 eine Emulsion bilden. Der Tonertransfer erfolgt somit durch das Transferelement auf einen (mit dem Beschichtungsstoff 301) beschichteten Aufzeichnungsträger 20. Dabei hat sich gezeigt, dass besonders gute Druckergebnisse erzielt werden können, wenn sich an der Transferstelle noch Wasser-basierte Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 in oder auf dem Aufzeichnungsträger 20 befindet. Mit anderen Worten, der Beschichtungsstoff 301 ist typischerweise an der Transferstelle in einem nicht-getrockneten, d.h. einem feuchten, Zustand.
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Das Druckwerk 11 umfasst weiter eine Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310, die eingerichtet ist, Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302, die an der Transferstelle von dem Aufzeichnungsträger 20 auf das Transferelement 121 (d.h. insbesondere von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 20 auf die Oberfläche des Transferelements 121) übertragen wurde, von dem Transferelement 121 zu entfernen. Die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 kann zu diesem Zweck eine hydrophile Eigenschaft aufweisen, so dass (intermolekulare) Kräfte auf die Wasser-basierte Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 wirken, die die Wasser-basierte Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 von dem Transferelement 121 auf die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 (insbesondere auf ein Reinigungselement 311, 312 der Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310) übertragen.
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Außerdem umfasst das Druckwerk 11 eine Toner-Reinigungseinheit 122 (insbesondere eine sogenannte Nasskammer), die eingerichtet ist, Tonerreste des Druckbildes, die nach der Transferstelle auf dem Transferelement 121 verblieben sind, von dem Transferelement 121 zu entfernen. Dabei sind die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 und die Toner-Reinigungseinheit 122 derart in dem Druckwerk 11 angeordnet, dass im Anschluss an den Übertrag des Druckbildes (an der Transferstelle) zunächst Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 durch die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 und erst anschließend Tonerreste und/oder Toner-Trägerflüssigkeit durch die Toner-Reinigungseinheit 122 von dem Transferelement 121 entfernt werden.
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Typischerweise weist das Transferelement 121 eine Bewegungsrichtung auf, um nach und nach neu eingefärbte Druckbilder an die Transferstelle zu transportieren. Die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 kann in Bewegungsrichtung des Transferelements 121 nach der Transferstelle und vor der Toner-Reinigungseinheit 122 angeordnet sein. So kann erreicht werden, dass zunächst Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 und erst anschließend Tonerreste und/oder Toner-Trägerflüssigkeit von dem Transferelement 121 entfernt werden.
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Durch die Bereitstellung einer dedizierten Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 kann gewährleistet werden, dass das Transferelement 121 für die Aufnahme eines nachfolgenden Druckbildes nicht mit Wasser-basierter Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 verunreinigt ist. Außerdem kann eine Verunreinigung von rückgewonnenem Toner mit Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 vermieden werden. Insbesondere werden somit durch Bereitstellung einer Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 eine hohe Druckqualität und eine hohe Druckmaterial-Effizienz ermöglicht.
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Wie bereits oben dargelegt, umfasst die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 typischerweise ein Reinigungselement 311, 321, das mit dem Transferelement 121 in Kontakt steht (z.B. das das Transferelement 121 an einer Kontaktstelle 335 berührt), um Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 von dem Transferelement 121 auf das Reinigungselement 311, 321 zu übertragen. Das Reinigungselement 311, 321 kann insbesondere ein Reinigungsband 311 und/oder eine Reinigungswalze 321 umfassen. Das Reinigungselement 311, 321 kann hydrophil sein, um selektiv Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 von dem Transferelement 121 aufzunehmen.
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Insbesondere kann das Reinigungselement 311, 321 ein Oberflächen-Material 331 aufweisen, das mit einer Oberfläche des Transferelements 121 in Berührungs-Kontakt steht, wobei das Oberflächen-Material 331 hydrophil ist. Dabei kann das Oberflächen-Material 331 beispielsweise einen Vliesstoff umfassen. Desweiteren kann das Oberflächen-Material 331 ein oder mehrere hydrophile (und ggf. gleichzeitig lipophobe) Substanzen umfassen, wie z.B. ein Salz, Glycerol und/oder Glucose. Durch die Verwendung eines hydrophilen Oberflächen-Materials 331 kann die Aufnahme von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 verbessert werden.
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Der Toner kann einen Flüssigtoner mit einer Kohlenwasserstoff-basierten und/oder Öl-basierten Toner-Trägerflüssigkeit umfassen. In diesem Fall sind die Tonerreste systembedingt von Toner-Trägerflüssigkeit umgeben bzw. weist in diesem Fall die Oberfläche des Transferelements 121 eine Schicht mit Toner-Trägerflüssigkeit auf. Mit anderen Worten, nach dem Transfer des Druckbildes von dem Transferelement 121 auf den Aufzeichnungsträger 20 befindet sich in einer direkten Umgebung der verbliebenden Tonerreste bzw. Tonerpartikel Toner-Trägerflüssigkeit. Typischerweise befinden sich die verbliebenden Tonerreste bzw. Tonerpartikel sporadisch in einer durchgängigen Schicht von Toner-Trägerflüssigkeit auf der Oberfläche des Transferelements 121. Die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310, d.h. insbesondere das Reinigungselement 311, 321 bzw. das Oberflächen-Material 331, können Öl-abweisend und/oder lipophob sein (wie dies z.B. für die o.g. Substanzen der Fall ist). So kann gewährleistet werden, dass die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 keine Toner-Trägerflüssigkeit aufnimmt. Es können somit eine Verunreinigung der Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 durch Toner-Trägerflüssigkeit und ein überhöhter Druckmaterialverbrauch vermieden werden.
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Das Druckwerk 11 kann somit insbesondere eine hydrophile und lipophobe Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 (zur Entfernung von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302) und eine nachfolgende lipophile Toner-Reinigungseinheit 122 (zur Entfernung und Rückgewinnung von Flüssigtonerresten und/oder Toner-Trägerflüssigkeit) umfassen. So kann ein Druckwerk 11 für einen elektrographischen Flüssigtoner-Drucker 10 mit hoher Druckqualität bereitgestellt werden.
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Das Druckwerk 11 kann eingerichtet sein, das Transferelement 121 zu bewegen, um das Druckbild an die Transferstelle heran und die Tonerreste des Druckbildes von der Transferstelle weg zu befördern. Das Reinigungselement 311, 321, insbesondere eine Reinigungswalze 321 und/oder ein Reinigungsband 311 des Reinigungselements 311, 321, kann eingerichtet sein, sich entsprechend zu dem Transferelement 121 zu bewegen. Insbesondere kann das Reinigungselement 311, 321 derart bewegt werden, dass sich das Transferelement 121 und das Reinigungselement 311, 321 an der gemeinsamen Kontaktstelle 335 in eine gleiche Richtung bewegen. Dabei kann die Bewegungsgeschwindigkeit von Transferelement 121 und Reinigungselement 311, 321 synchronisiert sein, um einen Schlupf an der Kontaktstelle 335 zu vermeiden. So kann eine Reibung zwischen Transferelement 121 und Reinigungselement 311, 321 an der Kontaktstelle 335 reduziert (ggf. vermieden) werden, so dass ein Übergang von Verunreinigungen von dem Transferelement 121 zu dem Reinigungselement 311, 321 primär (ggf. ausschließlich) aufgrund intermolekularer Kräfte erfolgt (und ggf. nicht aufgrund mechanischer Kräfte).
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Bei Verwendung eines hydrophilen Reinigungselements 311, 321 können die intermolekularen Kräfte derart sein, dass Moleküle 332 (insbesondere Wasser-Moleküle) von dem hydrophilen Reinigungselement 311, 321 angezogen werden. Andererseits können die intermolekularen Kräfte derart sein, dass Tonerpartikel und/oder Toner-Trägerflüssigkeit nicht von der hydrophilen Reinigungselement 311, 321 angezogen werden. Bei Vermeidung von mechanischen Kräften (durch eine synchronisierte Bewegung von Transferelement 121 und Reinigungseinheit 311, 321) kann somit eine selektive Aufnahme von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit (ohne Aufnahme von Tonerresten) durch die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 bewirkt werden.
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Die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 kann Mittel 313, 314, 323 zur Konditionierung des Reinigungselements 311, 321 umfassen. Durch die Mittel 313, 314, 323 zur Konditionierung des Reinigungselements 311, 321 kann Wirkstoff-Trägerflüssigkeit aus dem Reinigungselement 311, 321 entfernt werden, um das Reinigungselement 311, 321 (z.B. ein umlaufendes Reinigungsband 311 und/oder eine umlaufende Reinigungswalze 321) auf eine erneute Aufnahme von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit von dem Transferelement 121 vorzubereiten. Desweiteren kann eine Konditionierung (z.B. eine Temperierung) erfolgen, um eine Aufnahmefähigkeit des Reinigungselements 311, 321 für Wirkstoff-Trägerflüssigkeit zu erhöhen. Durch die Verwendung von Mitteln 313, 314, 323 zur Konditionierung des Reinigungselements 311, 321 kann somit ein effizientes Druckwerk 11 für einen kontinuierlichen Druck auf einem bahnförmigen Aufzeichnungsträger 20 bereitgestellt werden.
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Die Mittel 313, 314, 323 zur Konditionierung können eine Unterdruck-Erzeugungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, einen Unterdruck 323 zu generieren, um Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 aus dem Reinigungselement 311, 321 (insbesondere aus einem Oberflächen-Material 331 des Reinigungselements 311, 321) zu saugen. Alternativ oder ergänzend können die Mittel 313, 314, 323 zur Konditionierung eine Druck-Erzeugungseinheit 313 (z.B. ein oder mehrere Quetschwalzen) umfassen, die eingerichtet ist, einen Druck zu generieren, um Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 aus dem Reinigungselement 311, 321 (insbesondere aus einem Oberflächen-Material 331 des Reinigungselements 311, 321) zu pressen. Alternativ oder ergänzend können die Mittel 313, 314, 323 zur Konditionierung eine Temperierungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, das Reinigungselement 311, 321 (insbesondere ein Oberflächen-Material 331 des Reinigungselements 311, 321) zu erwärmen, um Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 zu verdampfen und/oder um eine Aufnahmefähigkeit des Reinigungselements 311, 321 für Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 zu erhöhen.
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In einem Beispiel umfasst das Reinigungselement 311, 321 ein (umlaufendes) Reinigungsband 311. Die Mittel 313, 314, 323 zur Konditionierung des Reinigungselements 311, 321 können Quetschwalzen 313 umfassen, zwischen die das Reinigungsband 311 nach Aufnahme von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 (und zur Vorbereitung für die erneute Aufnahme von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302) durchgeführt wird.
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In einem weiteren Beispiel umfasst das Reinigungselement 311, 321 eine (umlaufende) Reinigungswalze 321, die einen porösen Grundkörper aufweist, um den ein Oberflächen-Material 331 zur Aufnahme von Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 angeordnet ist. Die Mittel 313, 314, 323 zur Konditionierung des Reinigungselements 311, 321 können eine Unterdruck-Erzeugungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, einen Unterdruck 323 in einem Innenraum des porösen Grundkörpers zu erzeugen, so dass Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 aus dem Oberflächen-Material 331 durch Poren des porösen Grundkörpers gesaugt wird.
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Das Transferelement 121 kann eine elektrische Ladung aufweisen. Mit anderen Worten, das Transferelement 121 kann auf einem bestimmten elektrischen Potential liegen. Insbesondere kann das Transferelement 121 Teil eines elektrographischen Druckwerks 11 sein, bei dem ein Transfer des Druckbildes von dem Transferelement 121 auf den Aufzeichnungsträger 121 unter Einwirken eines elektrischen Feldes erfolgt. Das Druckwerk 11 kann Mittel 312 zur elektrischen Aufladung, insbesondere ein Korotron, umfassen, die eingerichtet sind, Tonerpartikel der Tonerreste, die nach der Transferstelle auf dem Transferelement 121 verblieben sind, derart elektrisch aufzuladen, dass eine auf die Tonerpartikel wirkende elektrische Anziehungskraft zum Transferelement 121 erhöht wird. Die Mittel 312 zur elektrischen Aufladung sind dabei derart angeordnet, dass im Anschluss an den Übertrag des Druckbildes zunächst Tonerpartikel der Tonerreste aufgeladen und erst anschließend Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 von dem Transferelement 121 entfernt werden. Insbesondere können die Mittel 312 zur elektrischen Aufladung in Bewegungsrichtung des Transferelements 121 nach der Transferstelle und vor der Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 angeordnet sein.
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Durch die Bereitstellung von Mitteln 312 zur elektrischen Aufladung kann vermieden werden, dass Tonerpartikel (z.B. aufgrund mechanischer Kräfte an der Kontaktstelle 335 zwischen Transferelement 121 und Reinigungseinheit 311, 321) in die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 gelangen und so die Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung 310 verunreinigen.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 20. Dabei umfasst das Verfahren 400 das Aufbringen 401 eines Beschichtungsstoffes 301 mit einer Wasser-basierten Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302 auf den Aufzeichnungsträger 20, um einen beschichteten Aufzeichnungsträger 20 bereitzustellen. Dies kann z.B. in einem Konditionierwerk 23 eines Druckers 10 erfolgen.
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Desweiteren umfasst das Verfahren 400 das Übertragen 402 eines Toner-basierten Druckbildes von einem Transferelement 121 auf den beschichteten Aufzeichnungsträger 20. Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Entfernen 403 von Wasser-basierter Wirkstoff-Trägerflüssigkeit 302, die von dem beschichteten Aufzeichnungsträger 20 auf das Transferelement 121 übertragen wurde, von dem Transferelement 121, z.B. unter Verwendung eines hydrophilen Reinigungselements 311, 321. Das Verfahren 400 umfasst weiter das anschließende Entfernen 404 von Tonerresten des Druckbildes, die auf dem Transferelement 121 verblieben sind, von dem Transferelement 121, z.B. unter Verwendung einer lipophilen Reinigungseinheit 122.
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Bezugszeichenliste
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- 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
- Bildträger (Fotoleiter, Fotoleiterwalze)
- 102
- Löschlicht
- 103
- Reinigungseinrichtung (Fotoleiter)
- 104
- Rakel (Fotoleiter)
- 105
- Sammelbehälter (Fotoleiter)
- 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
- Rakel
- 126
- Gegendruckwalze
- 127
- Reinigungseinheit (Gegendruckwalze)
- 128
- Sammelbehälter (Gegendruckwalze)
- 128'
- Flüssigkeitsabfuhr
- 129
- Ladeeinheit (Korotron an Transferwalze)
- 301
- Beschichtungsstoff
- 302
- Wirkstoff-Trägerflüssigkeit
- 310
- Beschichtungsstoff-Reinigungsvorrichtung
- 311
- Reinigungsband
- 312
- Korotron
- 313
- Quetschwalzen
- 314
- Rakel
- 315
- Transportrichtung des Reinigungsbandes
- 321
- Reinigungswalze
- 323
- Unterdruck
- 325
- Rotationsrichtung der Reinigungswalze
- 331
- Oberflächen-Material
- 332
- Molekül der Wirkstoff-Trägerflüssigkeit
- 333
- Molekül der Toner-Trägerflüssigkeit
- 334
- Tonerpartikel
- 335
- Kontaktstelle zwischen Transferelement und Oberflächen-Material
- 342, 343, 344
- wirkende Kräfte
- 400
- Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers
- 401, 402, 403, 404
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013201549 B3 [0016, 0020]
- JP 2014/149526 A [0016, 0020]
- US 2014/0212632 A1 [0016, 0020]