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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Fixieren von Toner an einen Bedruckstoff nach Anspruch 1 sowie
eine Fixiereinrichtung nach Anspruch 5.
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In der Druckindustrie werden unterschiedliche
Druckverfahren und entsprechend ausgebildete Druckmaschinen verwendet.
Den verschiedenen Druckverfahren gleich ist, dass ein Toner auf
einen Bedruckstoff übertragen
und anschließend
an diesem fixiert wird. Zum Fixieren des Toners am Bedruckstoff
sind unterschiedliche Lösungen
im Stand der Technik vorgeschlagen, bei einer gewöhnlichen Lösung rollt
eine erwärmte
Fixierwalze am Bedruckstoff ab und der Toner wird durch Druck und
Wärme am
Bedruckstoft fixiert. Um das Ablösen
der Fixierwalze vom Bedruckstoff zu erleichtern, wird die Fixerwalze
mit einem Fixieröl
versehen. Das Fixieröl
wird mit Hilfe von Rollern auf die Fixierwalze übertragen, wobei die Roller
an der Fixierwalze abrollen. Die Dosierung des Fixieröls hängt maßgeblich
von der Rauhigkeit der Roller sowie von den mechanischen Einstellungen
von Klingen ab, welche an die Rollen angreifen und die Fixierölmenge an
den Rollen beeinflussen.
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Das Fixieröl sammelt sich an der Fixerwalze und
an einer Gegendruckwalze, welche entgegengesetzt zur Fixierwalze
angeordnet ist und einen Gegendruck , zur Fixierwalze bereitstellt.
Zwischen der Fixierwalze und der Gegendruckwalze wird der Bedruckstoff
befördert.
Um die Fixierwalze und die Gegendruckwalze vom Fixieröl zu reinigen,
wird gewöhnlich
eine Klinge an der Gegendruckwalze vorgeschlagen und Reinigungsroller,
die an der Fixierwalze und der Gegendruckwalze abrollen. Die Klinge und
die Reinigungsroller entfernen überschüssiges Fixieröl von der
Fixierwalze und der Gegendruckwalze.
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Nachteilhaft ist hierbei, dass die
Dosierung des Fixieröls
ungenau ist, dies führt
zum übermäßigen Übertragen
des Fixieröls
auf den Bedruckstoff. Das Fixieröl
auf dem Bedruckstoft ist sichtbar und äußert sich im Glanz des Druckbildes
auf dem Bedruckstoff. Überschüssiges Fixieröl wird durch
die Druckmaschine transportiert, verschmutzt Bauteile der Druckmaschine
und lagert sich an diesen ab, insbesondere an der Klinge zum Entfernen
des Fixieröls. Von
den mit Fixieröl
verschmutzten Bauteilen kann das Fixieröl auf den Bedruckstoff gelangen
und durch Verschmieren des Druckbildes Schmierstreifen auf dem Bedruckstoff
verursachen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein
sicheres Ablösen
der Fixierwalze vom Bedruckstoff zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe
der Erfindung ist, Verschmutzungen der Druckmaschine und des Bedruckstofts
durch Fixieröl
zu vermeiden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein sauberes
Druckbild bei einer Druckmaschine zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe
der Erfindung ist, mechanische Vorrichtungen zum Aufbringen von
Fixieröl
einzusparen.
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Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden mit den
Merkmalen der Ansprüche
1 und 5 gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Ansprüchen
aufgeführt.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung
wird die Menge des Fixiermaterials der Schicht in Abhängigkeit
vom gewünschten
Glanz am Bedruckstoff gesteuert. Auf diese Weise wird der Glanz
des Druckbildes auf dem Bedruckstoft auf einfache Weise eingestellt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform
wird die Menge des Fixiermaterials der Schicht in Abhängigkeit
von der Bedruckstoffart gesteuert. Daher ist die Erfindung für wechselnde
Bedruckstoffarten geeignet und gewährleistet eine gleichbleibende
Druckbildqualität
sowie ein geeignetes sicheres Ablösen verschiedener Bedruckstoffe
von der Fixierwalze bei wechselnden Bedruckstoffarten in der Druckmaschine.
Ferner wird eine Verschmutzung der Druckmaschine durch das Fixiermaterial
vermieden, wenn eine Bedruckstoftart zugeführt wird, die weniger Fixiermaterial
benötigt
als die vorige Bedruckstoffart, für welche die Menge des Fixiermaterials
geeignet ist.
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Vorteilhaft umfasst die Schicht kleine
Kapseln, in denen sich das Fixiermaterial befindet, wobei die Dosierbarkeit
des Fixiermaterials verbessert wird.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung anhand der Figuren detailliert beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht einer Fixiereinrichtung des Stands der
Technik zum Fixieren eines Toners auf einen Bedruckstoff,
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2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Fixiereinrichtung einer Ausführungsform
der Erfindung,
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3 zeigt
eine Variante der Erfindung, bei welcher die Tonerschicht auf der
Schicht an einem Übertragungsband
aufgebracht ist.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht von wesentlichen Bauteilen einer Fixiereinrichtung
in einer Druckmaschine des Stands der Technik mit einer Fixierwalze 1,
die sich in der gezeigten Weise um ihre Achse dreht. Entgegengesetzt
zur Fixierwalze 1 ist eine Gegendruckwalze 2 angeordnet,
welche die Fixierwalze 1 berührt und gegenläufig an
dieser abrollt. Zwischen die Fixierwalze 1 und die Gegendruckwalze 2 wird
ein Bedruckstoff 9 in Richtung des geraden Pfeils transportiert.
Der Bedruckstoff 9 trägt
eine Tonerschicht 10 an seiner Oberseite, die ein Druckbild darstellt.
Die Tonerschicht 10 wird in Druckstufen vor dem Fixieren
auf den Bedruckstoff 9 übertragen
und ist nach dem Aufbringen noch nicht ausreichend auf diesem fixiert.
Daher wird der Bedruckstoff 9 mit der Tonerschicht 10 zwischen
die Fixierwalze 1 und die Gegendruckwalze 2 befördert, wobei
die Tonerschicht 10 mit Hilfe von Druck und Wärme am Bedruckstoff 9 verankert
und an diesem fixiert wird. Nach dem Verlassen des Bedruckstoffs 9 mit
der Tonerschicht 10 von der Fixierwalze 1 ist
die Tonerschicht 10 sicher am Bedruckstoff 9 befestigt.
An der Fixierwalze 1 liegt ein Ölabgaberoller 5 an,
welcher an der Fixierwalze 1 abrollt und Fixieröl auf die
Fixierwalze 1 überträgt. Der Ölabgaberoller 5 wird
aus einem Behälter
gespeist, der Fixieröl
enthält.
Hinter dem Ölabgaberoller 5,
in Drehrichtung betrachtet, befindet sich folglich eine Fixierölschicht 19 auf
der Fixierwalze 1. Die Fixierölschicht 19 weist
in einem Bereich 11 an der Fixierwalze 1, der
von der Berührungslinie
des Ölabgaberollers 5 an
der Fixierwalze 1 bis zur Berührungslinie 20 zwischen
der Fixierwalze 1 und der Gegendruckwalze 2 definiert
ist, eine bestimmte Dicke auf. Am Bedruckstoft 9 gibt die
Fixierwalze 1 eine gewisse Menge von Fixieröl ab, um
das Ablösen
der Fixierwalze 1 vom Bedruckstoff 9 und insbesondere von
der Tonerschicht 10 zu erleichtern. Hinter der Berührungslinie 20 zwischen
der Fixierwalze 1 und der Gegendruckwalze 2 verteilt
sich die Fixierölschicht 19 auf
den Bereich 13 an der Fixierwalze 1 zwischen der
Berührungslinie 20 und
der Berührungslinie
zwischen der Fixierwalze 1 und einem ersten Reinigungsroller 4,
der an der Fixierwalze 1 anliegt und an dieser abrollt,
und auf den Bereich 16 an der Gegendruckwalze 2 zwischen
der Berührungslinie 20 und
einem zweiten Reinigungsroller 6, der an der Gegendruckwalze 2 anliegt
und an dieser abrollt. Der erste Reinigungsroller 4 und
der zweite Reinigungsroller 6 entfernen überschüssiges Fixieröl von der
Fixierwalze 1 bzw. von der Gegendruckwalze 2. Zusätzlich greift
eine Klinge 8 an die Gegendruckwalze 2, die überschüssiges Fixieröl von der
Gegendruckwalze 2 abschabt. In den in 1 dargestellten Bereichen 11, 13 und 16 befindet
sich eine erhebliche Menge von Fixieröl an der Oberfläche der
Fixierwalze 1 bzw. der Gegendruckwalze 2. Die übrigen Bereiche an
der Fixierwalze 1 und an der Gegendruckwalze 2 tragen
geringere Mengen von Fixieröl.
Problematisch bei diesem Vorschlag des Stands der Technik ist, dass
große
Bereiche an den Walzen, der Fixierwalze 1 und der Gegendruckwalze 2,
mit verhältnismäßig hohen
Mengen von Fixieröl
bedeckt sind. Daher lagern sich hohe Mengen von Fixieröl in der
Druckmaschine ab. Wenn der Bedruckstoff 9 mit den Ablagerungen
von Fixieröl
in Berührung
gelangt, etwa mit Fixierölablagerungen
an der Klinge 8, entstehen auf diesem unerwünschte Streifen,
welche das Druckergebnis beeinträchtigen.
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2 zeigt
eine schematische Ansicht einer Fixiereinrichtung 3 einer
Ausführungsform
der Erfindung mit einer Fixierwalze 1 und einer entgegengesetzten
Gegendruckwalze 2. An der Fixierwalze 1 liegt
ein erster Reinigungsroller 4 an, welcher an der Fixierwalze 1 abrollt
und überschüssiges Fixiermaterial
von der Fixierwalze 1 entfernt. Das Fixiermaterial ist
beispielsweise Fixieröl,
außerdem
kann das Fixiermaterial aus einem Toner mit einem zugesetzten Fixieröl bestehen.
An der Gegendruckwalze 2 liegt ein zweiter Reinigungsroller 6 an,
welcher an der Gegendruckwalze 2 abrollt und überschüssiges Fixiermaterial
von der Gegendruckwalze 2 entfernt. Zum gleichen Zweck
greift eine Klinge 8 an die Gegendruckwalze 2.
Im Gegensatz zur 1 weist
die Ausführungsform
nach 2 keinen Ölabgaberoller 5 auf,
welcher Fixieröl
auf die Fixierwalze 1 überträgt. Der
Fixierwalze 1 und der Gegendruckwalze 2 wird ein
Bedruckstoff 9 zugeführt,
auf dem wenigstens eine Tonerschicht 10 aufgebracht ist.
Auf der Tonerschicht 10 ist eine Schicht 12 aufgebracht,
welche aus dem Fixiermaterial besteht, die ein sicheres Ablösen der
Fixierwalze 1 vom Bedruckstoff 9 mit der Tonerschicht 10 ermöglicht.
Die Schicht 12 umfasst Fixiermaterial, beispielsweise Fixieröl oder Toner.
Alternativ umfasst die Schicht 12 einen Toner, der Fixieröl umfasst,
wobei die Tonerschicht 10 entfällt. Im letzteren Fall befindet
sich eine einzige Schicht 12 auf dem Bedruckstoff 9,
die Tonerschicht 10 entfällt. Außerdem ist die Schicht 12 alternativ
mit einer Vielzahl von kleinen Kapseln ausführbar, Mikrokapseln, die mit
Fixieröl
gefüllt
sind. Bei Anwendung von Druck bei der Berührungslinie 20 durch
die Fixierwalze 1, bei welcher der Bedruckstoff 9 von
der einen Seite von der Fixierwalze 1 und von der anderen
Seite von der Gegendruckwalze 2 berührt wird, platzen die Kapseln
auf und das Fixieröl
wird abgegeben. Die Kapseln können
bei einer Variante das Fixiermaterial ferner ausschließlich durch
Wärmewirkung
bei einer beliebigen Stelle freigeben. Die Hülle der Kapseln platzt in diesem
Fall durch Wärmestrahlung
auf. Mit Hilfe der Schicht 12 wird eine wesentlich bessere
Dosierbarkeit des Fixiermaterials erreicht. Wie in 2 ersichtlich, sind die Bereiche an den
Walzen, die Fixierwalze 1 und die Gegendruckwalze 2,
welche hohe Mengen von Fixiermaterial tragen, sehr viel kleiner
als in 1. Messungen
haben ergeben, dass nur im Bereich 13 an der Fixierwalze 1 zwischen der
Berührungslinie 20 und
dem zweiten Reinigungsroller 4 verhältnismäßig hohe Mengen von Fixiermaterial
auftreten. An den übrigen
Bereichen 15 und 16 an der Gegendruckwalze 2 zwischen
der Berührungslinie 20 und
dem Reinigungsroller 6 bzw. zwischen dem Reinigungsroller 6 und
der Berührungslinie 20 in
Drehrichtung betrachtet und im Bereich 17 der Fixierwalze 1 zwischen
der ersten Reinigungsrolle 4 und der Berührungslinie 20;
in Drehrichtung betrachtet; treten nur geringe Mengen von Fixiermaterial
auf. Insbesondere weisen der Bereich 16 und der Bereich 19 wesentlich
geringere Mengen von Fixiermaterial auf als beim Stand der Technik
nach 1. Die Menge von
Fixiermaterial und Ablagerungen von Fixiermaterial sind im Vergleich
zum Stand der Technik deutlich verringert.
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In 2 ist
schematisch eine Steuerungseinrichtung 25 der Druckmaschine
dargestellt, um die Schicht 12 gesteuert auf den Bedruckstoff 9 mit
Tonerschicht 10 zu übertragen.
Die Steuerungseinrichtung 25 umfasst Druckdaten bezüglich des
vorliegenden Druckauftrages, wie Bedruckstoffart und Daten des Druckbildes,
welche über
eine Eingabeeinrichtung in die Steuerungseinrichtung 25 eingegeben werden.
Die Steuerungseinrichtung 25 steuert mittels der Druckdaten
die einzelnen Druckmaschinenwerke entsprechend dem vorliegenden
Druckauftrag auf gewöhnliche
Weise an. Die Steuerungseinrichtung 25 ist mit einer Übertragungseinrichtung 26 verbunden,
welche die Schicht 12 auf den Bedruckstoff 9 mit Tonerschicht 10 aufbringt.
Die Übertragungseinrichtung 26 wird
in dem Moment von der Steuerungseinrichtung 25 angesteuert,
wenn sich ein Bedruckstoff 9 unter der Übertragungseinrichtung 26 befindet.
Die Menge des von der Übertragungseinrichtung 26 aufgebrachten
Fixiermaterials wird in Abhängigkeit
von dem für
das Druckbild des vorliegenden Bedruckstofts 9 gewünschten
Glanz gesteuert. Je mehr Glanz gewünscht ist, desto mehr Fixiermaterial
wird von der Übertragungseinrichtung 26 auf
den Bedruckstoff 9 übertragen.
Ist für
den nachfolgenden Bedruckstoff, welcher der Fixiereinrichtung 3 nach dem
Bedruckstoff 9 zugeführt
wird, ein anderer Glanz vorgesehen, steuert die Steuerungseinrichtung 25 die Übertragungseinrichtung 26 derart
an, dass eine andere Menge von Fixiermaterial auf den folgenden Bedruckstoff übertragen
wird, wobei eine Schicht 12 entsteht, welche das sichere
Ablösen
der Fixierwalze 1 vom Bedruckstoff 9 ermöglicht und
den gewünschten
Glanz bereitstellt. Der aktuelle Bedruckstoft 9 und der
auf diesen folgende Bedruckstoff können eine gleiche Bedruckstoffart
oder unterschiedliche Bedruckstoffarten betreffen.
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Wechselt die Bedruckstoffart in der
Druckmaschine, so wird eine veränderliche
Menge von Fixiermaterial notwendig, denn die Aufnahme von Fixiermaterial
verändert
sich mit der Bedruckstoffart, verschiedene Bedruckstoffarten nehmen
unterschiedliche Mengen von Fixiermaterial auf. Das Fixiermaterial
bildet die Schicht 12, die Schicht 12 ist jedoch
nicht auf Fixieröl
beschränkt,
sondern kann beispielsweise Toner umfassen oder die Schicht 12 kann
allgemein ein Material enthalten, welches das sichere Ablösen der
Fixierwalze 1 und der Gegendruckwalze 2 vom Bedruckstoff 9 ermöglicht.
Außerdem
führen
unterschiedliche Bedruckstoffarten zu verschiedenen Glanzwirkungen
bei konstanter Fixiermaterialmenge. Dieser Sachverhalt wird von
der Fixiereinrichtung 3 beachtet. In der Steuerungseinrichtung 25 sind
Fixiermaterialmengen, welche die Schicht 12 bilden, unterschiedlichen
Bedruckstoffarten zugeordnet. Nachdem vom Bediener ein Druckauftrag
in die Steuerungseinrichtung 25 der Druckmaschine eingegeben
ist, welcher Daten bezüglich der
beim Druckauftrag verwendeten Bedruckstoftart oder Bedruckstoffarten
umfasst, wird der Bedruckstoffart eine Menge von Fixiermaterial
zugeordnet, die für
die Bedruckstoffart geeignet ist. Die Steuerungseinrichtung 25 steuert
die Übertragungseinrichtung 26 derart
an, dass die von der Übertragungseinrichtung 26 abgegebene
Fixierölmenge
der Bedruckstoffart angepasst ist. Außerdem wird die von der Übertragungseinrichtung 26 abgegebene
Fixiermaterialmenge vom gewünschten
Glanz bestimmt, wie vorstehend beschrieben. In der Steuerungseinrichtung 25 wird
daher einer bestimmten Bedruckstoffart und einem gewünschten
Glanz der bestimmten Bedruckstoffart eine Fixiermaterialmenge zugeordnet. Der
entstehende Glanz hängt
hierbei von der Bedruckstoffart ab. Die Steuerungseinrichtung 25 umfasst
zu diesem Zweck eine Speichereinrichtung, in welcher die vorstehenden
Daten in einer Zuordnungstabelle gespeichert sind. Die Übertragungseinrichtung 26 gibt
als Reaktion auf die Zuordnung einer Bedruckstoffart und eines bestimmten
Glanzes zu einer Fixiermaterialmenge die entsprechende Fixiermaterialmenge
ab. In 2 ist eine spezielle
Möglichkeit dargestellt,
die Schicht 12 des Fixiermaterials zu übertragen. Weitere Varianten
sind ausführbar,
insbesondere entsprechend den Druckverfahren ohne Druckform, den
sogenannten Non Impact Printing Verfahren. Beispielsweise beim elektrofotografischen Druckverfahren
wird die Schicht 12 elektrostatisch übertragen. Hierbei wird die
Schicht 12 sowie die Tonerschicht 10 beim elektrostatischen
Druckverfahren etwa von einer Bebilderungseinrichtung auf einen Bebilderungszylinder übertragen,
von welchem diese direkt auf den Bedruckstoff 9 oder auf
einen Zwischenträger
und von diesem auf den Bedruckstoff 9 übertragen werden. Die Tonerschicht 12 ist
bei diesem Beispiel derart ausgebildet, dass diese an der elektrostatisch
aufgeladenen Oberfläche
des Bebilderungszylinders haftet. Auf diese Weise deckt sich die
Schicht 12 des Fixiermaterials etwa mit der Tonerschicht 10, überflüssiges Fixiermaterial
wird vermieden, die Verschmutzung der Druckmaschine durch Fixiermaterial
wird verringert. Danach wird die Tonerschicht 10 am Bedruckstoff 9 fixiert,
wie vorstehend beschrieben.
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3 zeigt
eine Variante der Erfindung, bei welcher ein Übertragungsband 21 um
Umkehrrollen 18 gespannt ist und sich in die durch den
geraden Pfeil gekennzeichnete Richtung bewegt. Das Übertragungsband 21 dient
im Wesentlichen als Zwischenträger
des Bildes. Oberhalb des Übertragungsbands 21 ist
die Übertragungseinrichtung 26 angeordnet,
welche die Schicht 12 auf das Übertragungsband 21 aufbringt.
Oberhalb des Übertragungsbands 21 sind
mehrere Druckwerke angeordnet, welche mittels Druckzylindern 24, 24', 24'', 24''' jeweils eine Tonerschicht 10 unterschiedlicher
Farbe auf das Übertragungsband 21 aufbringen.
Die einzelnen Tonerschichten 10 setzen sich zum Gesamtbild
zusammen, in 3 ist jedoch
nur eine einzige Tonerschicht 10 dargestellt. Hinter der Übertragungseinrichtung 26 und
den Druckwerken mit den Druckzylindern 24, 24', 24'', 24''' bezüglich der
Transportrichtung des Übertragungsbands 21 ist
oberhalb des Übertragungsbands 21 und
nahe bei diesem die Fixierwalze 17 angeordnet. Die Fixierwalze 17 transportiert
bei diesem speziellen Beispiel den Bedruckstoff 9, der
sich an der Fixierwalze 17 in Richtung des Pfeils an dem Übertragungsband 21 vorbei
bewegt und dieses berührt.
Hierbei wird die Tonerschicht 12 sowie die Schicht 10 auf
den Bedruckstoff 9 übertragen.
Daraus folgt, dass sich die Schicht 12 nun auf dem Bedruckstoff 9 über der
Tonerschicht 10 befindet, wie nach den 1 und 2.
Die Schicht 12 dient bei diesem Fall dazu, das Ablösen der
Tonerschicht 10 vom Übertragungsband 21 zu
unterstützen.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird die Tonerschicht 10 auf
dem Bedruckstoff 9 fixiert, ähnlich wie unter den 1 und 2 beschrieben. Vorstehend ist unter 3 eine Variante beschrieben,
mit welcher die Tonerschicht 10 und die Schicht 12 auf
den Bedruckstoff 9 übertragen
werden, weitere Varianten sind ausführbar, insbesondere das Aufbringen
der Tonerschicht 10 und der Schicht 12 von den
Druckwerken 24, 24', 24'', 24''' und der Übertragungseinrichtung 26 unmittelbar
auf den Bedruckstoff 9, wobei dieser von einem Transportband
befördert
wird. In diesem Fall wird zuerst die Tonerschicht 10 und
auf dieser die Schicht 12 des Fixiermaterials auf den Bedruckstoff 9 aufgetragen,
wie in den 1 und 2 sowie in 3 nach dem Übertragen der Tonerschicht 10 und
der Schicht 12 vom Übertragungsband 21 auf
den Bedruckstoff 9 dargestellt. Das Fixieren wird wie unter den 1 und 2 beschrieben durchgeführt.