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Die
Erfindung betrifft eine Druckeinrichtung mit mindestens einem elektrofotografischen
Druckwerk, dem ein Transfermedium zur Übertragung eines Tonerpulvers
auf jeweils ein Substrat in einer Transferzone zugeordnet ist, wobei
die Substrate mittels eines Transportsystems durch die Transferzone
leitbar sind, wobei ein oder mehrere Heizelemente zur Einbringung
von Wärmeenergie
in das Substrat vorgesehen sind, und wobei dem Transfermedium der
Druckwerke eine Kühleinrichtung
zugeordnet ist, die dem Transfermedium Wärmeenergie entzieht.
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Eine
derartige Druckeinrichtung mit nur einem Druckwerk ist aus der
US 3,605,590 A bekannt. Mit
diesem bekannten Druckwerk können
einzelne Substrate von einer einzigen Aufnahmeeinrichtung aufgenommen
und mit einem einfarbigen Druckbild versehen werden. Die Druckeinrichtung
eignet sich daher nicht für
einen Mehrfarbendruck und für
fortlaufendes Bedrucken vieler Substrate.
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Das
Druckwerk als elektrofotografisches Druckwerk auszulegen ist der
US 2002/009 317 A1, der US 2003/063930 A1 und der JP 11-167 312
A zu entnehmen.
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Eine
derartige Druckeinrichtung ist auch aus der
US 5,988,068 bekannt. Hierbei ist
einem elektrofotografischen Druckwerk als Transfermedium ein endlos
umlaufendes Band zugeordnet. Auf diesem rollt zur Übertragung
eines aus Tonerpulver bestehenden Bildes ein Fotoleiter ab. Das
Tonerbild kann auf ein Substrat aufgebracht werden. Hierzu wird
das Substrat mittels eines Transportsystems an dem Transfermedium
vorbeigeführt.
Das Transfermedium rollt dabei auf der zu bedruckenden Substratoberfläche ab.
Zur Verbesserung des Tonerübertrages schlägt die
US 5,988,068 den Einsatz
zweier Heizelemente vor. Das erste Heizelement erwärmt das Substrat
auf eine Temperatur größer als
60°C. Das zweite
Heizelement wirkt auf das Transfermedium mit einer Temperatur größer als
160°C ein.
Bei dieser Anordnung hat es sich insbesondere bei der Verdruckung
von keramischen Tonern als nachteilig erwiesen, dass Reste des Toners
an dem Transfermedium anhaften bleiben. Diese können aufgrund der teigigen
Konsistenz bei dieser Temperatur nur schwer entfernt beziehungsweise
nicht mehr vollständig
entfernt werden. Im Dauerbetrieb wird über das Transfermedium zudem
Wärme in
das elektrofotografische Druckwerk eingetragen. Dies führt zu einer
Verschlechterung der Bildqualität.
Mit der aus der
US 5,988,068 bekannten
Druckeinrichtung ist nur ein Einfarbendruck möglich.
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Es
ist jedoch weiterhin aus dem Stand der Technik bekannt, eine Mehrfarbendruckeinrichtung dadurch
zu realisieren, dass mehrere Druckeinrichtungen grundsätzlich gleicher
Bauart hintereinander angeordnet sind, wobei das zu bedruckende
Substrat hintereinander den einzelnen Druckwerken zum Aufbringen
eines jeweils unterschiedlichen Einfarbendrucks zugeführt werden.
Dabei steht in jedem Druckwerk ein Toner mit einer anderen Farbe
zur Verfügung.
Nach Durchlaufen der gesamten Druckstrecke liegt ein mehrfarbig
bedrucktes Substrat vor. Der Eintrag von Wärme in die gesamte Druckanordnung
aufgrund der gegenseitigen Temperaturbeeinflussung der einzelnen
Druckwerke kann dabei sehr groß sein, so
dass sich die vorstehend beschriebenen Probleme bei der Verdruckung
insbesondere von Keramiktonern verstärken können.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Druckeinrichtung der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, mit der ein verbesserter Tonerübertrag vom Transfermedium
auf mehrere Substrate möglich
ist. Weiterhin soll die Druckeinrichtung auch in einer Mehrfarbendruckeinrichtung
verwendet werden können
und dabei die bekannten Probleme, insbesondere aufgrund des übermäßigen Wärmeeintrages,
vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Transportsystem für
mehrere Substrate jeweils eine separate, beheizbare Aufnahmeeinrichtung
aufweist, an der mehrere Heizelemente zur Einbringung von Wärmeenergie
in die Substrate angeordnet sind.
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Durch
eine derartige Anordnung und dem Aufbau der Druckwerke werden der
Wärmeeintrag
in die Substrate individuell in jedem Druckwerk vorgenommen und
so auf die zu heizenden Bereiche der Substrate in den Aufnahmeeinrichtungen
beschränkt.
Zudem wird bei diesem Aufbau der Druckeinrichtung die gegenseitige
Beeinflussung der Druckvorgänge
und deren Funktionen in den hintereinander durchlaufenden Druckwerke
verhindert. Zusätzlich
ist den Druckwerken eine Kühleinrichtung zugeordnet,
die dem Transfermedium Wärmeenergie entzieht.
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Infolge
der Kühlung
des Transfermediums wird sichergestellt, dass das Tonerpulver nicht
auf der Oberfläche
des Transfermediums nach dem erfolgten Transfer auf dem Substrat
kleben bleibt, sondern sich nahezu vollständig beim Transfer ablöst. Über die
Kühlung
ist auch ein Wärmeeintrag
in das Druckwerk, insbesondere in den empfindlichen Fotoleiter,
verhindert oder zumindest auf ein zulässiges Maß minimiert.
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Eine
im Wesentlichen auf das Substrat beschränkte Erhitzung wird dadurch
erreicht, dass die Heizelemente an den dem Transfermedium abgewandten
Seiten der Substrate an den Aufnahmeeinrichtungen des Transportsystems
angeordnet sind. Die Substrate werden somit an ihren Unterseiten
im Wesentlichen vollflächig
erwärmt,
so dass eine gute Durchwärmung
bis hin zur Substratoberfläche
gewährleistet
ist. Eine übermäßige Erwärmung der
Umgebung wird vermieden.
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Um
eine unerwünschte
Wärmeabfuhr
in die Aufnahmeeinrichtung hinein zu minimieren und gleichzeitig
die Unterbringung der Heizeinrichtung an der Aufnahmeeinrichtung
im Bereich der Substratunterseite zu gewährleisten, können die
Aufnahmeeinrichtungen eine etwa rahmenförmige Aufnahmeform zur Abstützung jeweils
eines Substrats aufweisen. Somit ist eine zumindest bereichsweise
Abstützung und
Festlegung des Substrats in der Aufnahmeeinrichtung gegeben.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
lässt sich
beispielsweise eine Mehrfarben-Druckeinrichtung durch eine Mehrzahl
hintereinander angeordneter Druckwerke realisieren. Dabei wird in
jedem Druckwerk ein Einfarbendruck ausgeführt, wobei in den unterschiedlichen
Druckwerken Toner unterschiedlicher Farbe verwendet werden.
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In
vorteilhafter Weise kann von dem Transportsystem eine Mehrzahl von
hintereinander angeordneten Substraten durch die Transferzone jedes der
Druckwerke hindurchgeleitet werden. Dadurch kann ein besonders hoher
Durchsatz erreicht werden, insbesondere wenn das Transportsystem
die Anordnung der Substrate kontinuierlich weiterleitet.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
werden in Transportrichtung der Aufnahmeeinrichtungen vor dem ersten
der hintereinander angeordneten Druckwerke die Substrate von separaten
Aufnahmeeinrichtungen aufgenom men. Anschließend wird das Substrat bzw.
die Reihenanordnung der Substrate in den entsprechenden Aufnahmeeinrichtungen
nacheinander den einzelnen Druckwerken zugeführt. Nach dem letzten der hintereinander
angeordneten Druckwerke werden die bedruckten Substrate aus der
jeweiligen Aufnahmeeinrichtung wieder entnommen.
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Dabei
können
die Substrate nach der Entnahme aus den Aufnahmeeinrichtungen in
eine Übergabeeinheit
oder eine Sortiereinheit überführt werden,
wodurch eine teil- oder vollautomatische Handhabung der bedruckten
Substrate realisiert ist.
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Insbesondere
bei einer Mehrfarben-Druckeinrichtung kann das Transportsystem eine
Fördereinrichtung
aufweisen, welche die Aufnahmeeinrichtungen entlang einer Führungseinrichtung
transportiert. Dabei kann die Fördereinrichtung
eine Anordnung mit mindestens einem Zahnriemens, einem endlos umlaufenden
Band oder einem dergleichen Förderelements
aufweisen. Ein derartiges Förderelement
versetzt die jeweilige Aufnahmeeinrichtung in die Vorschubbewegung.
Die Führung
kann dabei eine Anordnung von Führungsstangen
oder -schienen oder dergleichen Führungselementen übernehmen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform kann
die Führungseinrichtung
eine geschlossene Wegstrecke und/oder einen Transportkreislauf für den Transport
der Aufnahmeeinrichtungen bilden. Mit einer derartigen Anordnung
lässt sich
eine besonders kompakte Druckanordnung realisieren. Dabei können die
Aufnahmeeinrichtungen mit exakt führenden Längslagern versehen sein, welche
im Bereich der Umlenkungen des Transportkreislaufs die Führungselemente
verlassen und nach Durchlaufen der Umlenkungen wieder in den konisch
ausgebildeten Führungselementen
gefangen und zentriert werden.
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In
besonders vorteilhafter Ausgestaltung kann an der geschlossenen
Wegstrecke und/oder dem Transportkreislauf eine Reinigungseinrichtung für die Aufnahmeeinrichtungen
angeordnet sein. Dabei kann insbesondere die beim Bedrucken der
Substrate nicht zu vermeidende Verschmutzung der Aufnahmeeinrichtungen
zuverlässig
entfernt werden.
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Vorzugsweise
kann die Reinigungseinrichtung in Transportrichtung der Aufnahmeeinrichtungen
nach dem letzten der hintereinander angeordneten Druckwerke angeordnet
sein. Nach der Entnahme des jeweiligen Substrats wird die verschmutzte Aufnahmeeinrichtung
in die Reinigungseinrichtung eingebracht. Die gereinigte Aufnahmeeinrichtung steht
nach Durchlaufen der Reinigungseinrichtung wieder zur Aufnahme eines
zu bedruckenden Substrats zur Verfügung. Zu diesem Zweck kann
die Reinigungseinrichtung in Transportrichtung der Aufnahmeeinrichtungen
vor dem ersten der hintereinander angeordneten Druckwerke angeordnet
sein.
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Gemäß einer
Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass das
Transfermedium der Druckwerke in den mit den Substraten gebildeten Transferzonen
eine geringere Temperatur zumindest im Bereich der Kontaktoberfläche als
die Oberfläche des
jeweiligen Substrates aufweist. Dabei ist dann sicher gestellt,
dass ein Wärmefluss
allenfalls von dem Substrat auf das Transfermedium stattfinden kann. Die
Kühleinrichtung
führt dann
diese Wärme,
zumindest zum größten Teil,
kontrolliert ab. Dabei kann das Transfermedium als Transferwalze
oder Transferband ausgebildet sein, die zumindest einen Teil der Kühleinrichtung
aufweist.
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Die
Substrate können
auch auf eine leitfähige
Unterlage der Aufnahmeeinrichtungen aufgelegt werden. Gegenüber negativ
geladenen Tonern ist die Unterlage positiv aufgeladen. Bei positiv
aufgeladenen Tonern entsprechend negativ. Die Ladespannungen können vorteilhafter
Weise derart reduziert sein, dass negative Feldeffekte, wie sie
bei der reinen, alleine durch elektrostatische Felder erzeugten
Tonerübertragung
nicht mehr auftreten.
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Um
einen besonders guten Tonerübertrag
zu erreichen, können
die Substrate mittels des Transportsystems an dem Transfermedium
synchron zur Umfangsgeschwindigkeit des Transfermediums vorbei bewegt
werden. Dabei kann an den Aufnahmeeinrichtungen im Transportsystem
gegenüber
dem Transfermedium eine gegenüber
der Ladung des Toners umgekehrte Spannung angelegt sein.
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Eine
besonders wirksame Erwärmung
der Substrate kann dadurch erfolgen, dass die Substrate mittels
eines als Infrarotstrahler und/oder eines als Heißluftgebläses ausgebildeten
Heizelementes und/oder mittels Beflammung mit Wärmeenergie beaufschlagbar sind.
Die Temperatur sollte dabei in Abhängigkeit von dem verwendeten
Toner eingestellt sein. Versuche mit keramischen Tonern, die einen Feststoffanteil
(Pigmente, Glasfritte) von 50 bis 70 % aufweisen, ergaben, dass
Oberflächentemperaturen der
Substrate von 220°C
bis 150°C
besonders vorteilhaft sind. Nach dem erfolgten Übertrag sollte das Tonerpulver
auf dem Substrat an- oder aufschmelzen. Wenn das Tonerpulver vollständig aufschmilzt, dann
kann sich gegebenenfalls eine anschließende Fixierung erübrigen.
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Eine
besonders wirksame Erwärmung
der Substrate kann mit Metallband- oder Metallfolienheizungen erfolgen,
welche eine Temperatur erzeugen, deren Wellenlänge exakt auf das Absorptionsmaximum
der Substrate und der Kunststoffmatrix des Toners abgestimmt ist.
Einen weiteren Vorteil der Metall- und Metallfolienheizung besteht
in der geringen Masse der Heizleiter und somit einer sehr steilen
Aufwärm-
und Abkühl-Kennlinie.
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Das
Druckmedium kann einerseits aus einer thermoplastischen Kunststoffmatrix
bestehen, in die zur Farbgebung organische oder anorganische Farbpigmente
und/oder glasige Flussteilchen eingelagert sein können.
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In
einem anderen Fall besteht die Kunststoffmatrix aus einer Mischung
von Härter-
und Bindeharzen beziehungsweise aus Polymeren, die bei Temperaturen > 160°C zu duroplastischen,
das heißt
in der Regel räumlich
vernetzten, Strukturen reagieren, in die wiederum zur Farbgebung
organische oder an- organische Farbpigmente eingelagert sein können.
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Weiterhin
können
auch andere Zusatzstoffe enthalten sein, wie beispielsweise leitfähige Partikel oder
Hartstoffpartikel, die später
beispielsweise eine elektrisch leitfähige Beschichtung oder eine
Kratzschutzschicht ergeben.
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Angepasst
an die zu bedruckenden Substrate kann es erforderlich sein, die
Substrat-Temperatur so gering wie möglich zu halten. Dies ist besonders bei
temperaturempfindlichen Kunststoffsubstraten oder bei weniger temperaturunterschiedsfesten
Gläsern
von Bedeutung. Daher ist es erforderlich, die Kunststoffmatrix der
Druckmedien derart anzupassen, dass der Erweichungspunkt der Matrix
ebenfalls erniedrigt wird. Dies ist insbesondere dann von Interesse,
wenn im Fall von Zusätzen,
wie beispielsweise keramischen Pigmenten oder Glasflussteilchen,
die Erweichungstemperaturen mit steigendem Feststoffanteil in der
Kunststoffmatrix ansteigt.
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Eine
Herabsetzung der Erweichungstemperatur bei erhöhtem Feststoffanteil geschieht
zum einen durch Zugabe von Polymer-Zusätzen, wie Wachse, oder durch
Verwendung einer anderen, niedrig schmelzenderen Kunststoffmatrix.
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Um
eine Steuerung der Substrattemperatur zu erreichen, kann es vorgesehen
sein, dass den Substraten ein Temperaturfühler, beispielsweise ein Pyrometer,
zugeordnet ist und dass die Heizelemente und/oder das Transportsystem
mittels einer Steuerung in Abhängigkeit
der von den Temperaturfühlern abgegebenem
Signale gesteuert werden.
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Die
Temperatur kann dabei unter Einwirkung auf das Transportsystem über die
Vorschubzeit der Substrate beziehungsweise über deren Verweildauer in Bereichen
außerhalb
einer Transferzone geregelt sein. Somit kann beispielsweise bei
einer Anordnung von mehreren Druckwerken in Reihe die Heizleistung der
Heizelemente dann reduziert werden, wenn sich die Substrate nicht
in einer Transferzone befinden, beispielsweise im Bereich zwischen
zwei benachbarten Druckwerken.
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In
bevorzugter Weise erfolgt die Regelung derart, dass die Substrate
immer mit konstanter Oberflächen-Temperatur
in eine Transferzone einfahren. Die Substratoberfläche sollte
während
des Transfers gleichmäßig aufgeheizt
sein.
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Um
eine effektive Temperierung des Transfermediums zu erreichen, kann
es vorgesehen sein, dass an dem Transfermedium eine oder mehrere flüssigkeitsgekühlte Kontaktwalzen
der Kühleinrichtung
abrollen und/oder dass auf die Oberfläche des Transfermediums ein
klimatisierter Luftstrom gerichtet ist.
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Denkbar
ist auch, dass das Transfermedium als Transferwalze ausgebildet
ist, die zumindest einen Teil der Kühleinrichtung aufweist. Die
Kühleinrichtung
kann dabei auch ein oder mehrere Peltier-Elemente aufweisen. Alternativ
oder zusätzlich kann
die Transferwalze auch wassergekühlt
beziehungsweise luftgekühlt
sein.
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Wenn
vorgesehen ist, dass die Kühleinrichtung
dem Transfermedium in Transportrichtung des Transfermediums nach
der Transferzone und vor dem Fotoleiter des Druckwerkes Wärmeenergie
entzieht, dann wird zuverlässig
ein Wärmeintrag
in den Fotoleiter verhindert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 in
schematischer Seitenansicht eine Einfarben-Druckeinrichtung mit
einem Druckwerk, und
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2 in
schematischer Seitenansicht eine Mehrfarben-Druckeinrichtung mit
sechs in Reihe angeordneten Druckwerken gemäß 1 und einer Reinigungseinrichtung
für in
einem Druckkreislauf umlaufende Aufnahmeeinrichtungen für zu bedruckende
Substrate.
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In
der 1 ist eine Druckeinrichtung mit einem elektrofotografischen
Druckwerk 10.1 gezeigt. Dieses weist einen walzenförmigen Fotoleiter 30 auf. Er
wird über
eine Lade-Corona 32 an seiner Oberfläche mit einer einheitlichen
Ladung versehen. Über
einen anschließenden
LED-Schreibkopf oder eine Lasereinrichtung 34 wird diese
Ladung dann wieder, dem zu druckenden Motiv entsprechend, teilweise gelöscht, so
dass ein latentes Ladungsbild entsteht. Eine Entwicklereinheit 36 trägt Tonerpulver
auf die entladenen Bereiche der Fotoleiteroberfläche auf. Das so entwickelte
Tonerbild wird in einer Transferzone auf ein Transfermedium 12 übertragen.
Das Transfermedium 12 weist einen Walzengrundkörper 12a auf.
Auf diesen Walzengrundkörper 12a ist
eine nachgiebige, elektrisch halbleitende Zwischenschicht 12b aufgebracht.
Diese kann beispielsweise Silikon, EPDM oder Polyurethan aufweisen.
Mittelbar oder unmittelbar über
der Zwischenschicht 12b ist eine Antihaft-Beschichtung 12c angeordnet.
Diese bildet die Walzenoberfläche.
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An
dem Fotoleiter 30 ist eine Reinigungseinheit 31 und
am Transfermedium 12 eine Reinigungseinheit 13 angeordnet,
welche mittels Reinigungsbürsten
und geeigneten Abstreifern Tonerrückstände entfernen und mittels geeigneter
Tonerrückführschnecken
in die Entwicklereinheit 36 rückführen.
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Unterhalb
des Transfermediums 12 ist ein Transportsystem 16 angeordnet.
Dieses besitzt eine etwa rahmenförmige,
horizontal nach rechts in Richtung des Pfeils A bewegbare Aufnahmeeinnchtung 18.1,
auf der ein Substrat 14.1 gefördert werden kann. Das Transportsystem 16 ist
dabei so angeordnet, dass das Transfermedium 12 auf der
zu bedruckenden Oberfläche
des Substrates 14.1 abrollt. Dabei wird das auf dem Transfermedium 12 befindliche Tonerpulver
auf das Substrat 14.1 übertragen.
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Das
Transportsystem 16 umfasst eine Führungsstange 52, entlang
welcher die Aufnahmeeinrichtung 18.1 mittels (nicht dargestellter)
eingreifender Führungen
geleitet wird. Die Vorwärtsbewegung. in
Richtung A wird durch einen motorbetriebene Zahnriemen 50 bewirkt.
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Innerhalb
der Aufnahmeeinrichtung 18.1 ist ein Flächen-Heizelement oder mehrere
einzelne Heizelemente 20.1 angeordnet. Diese wirken auf
die Unterseite des Substrates 14.1 ein und erwärmen das Substrat
derart, dass die Oberfläche
gleichmäßig auf eine
Temperatur im Bereich zwischen 160°C und 170°C erhitzt ist. Zwischen den
Heizelementen 20.1 und dem Transfermedium 12 sind
zur Temperaturüberwachung
ein oder mehrere Temperaturfühler 26 angeordnet.
Diese geben ein Temperatursignal an einen oder mehrere Regler 23 ab.
Der Regler 23 liest über
eine Steuerung 24 einen Vorgabewert ein. Über eine
Komparatorschaltung wird der Vorgabewert mit dem Temperatursignal
verglichen. Im Falle einer Temperaturdifferenz können die Heizelemente 20.1 nachgeregelt
werden. Zu diesem Zweck wird das Heizelement 20.1 über die
Stromschiene 25 versorgt.
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Unterstützend kann
auch die Transportgeschwindigkeit des Transportsystems 16 im Bereich vor
dem Transfermedium 12 reguliert werden. Auf diese Weise
wird sichergestellt, dass das Substrat 14.1 stets mit der
annähernd
konstanten Oberflächentemperatur
in die Transferzone einfährt.
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In
Transportrichtung A der Transportsystems 16 ist im Bereich
vor dem Trans fermedium 12 eine Sensoreinheit 38.1 angeordnet,
welche nach Art einer Licht schranke das Druckwerk 10.1 in
Betrieb setzt, sobald detektiert wird, dass das Substrat 14.1 bzw.
die Aufnahmeeinrichtung 18.1 mit darin angeordnetem Substrat 14.1 in
die Transferzone einfährt. Dieses
Detektionssignal kann der Steuerung 24 zugeführt werden,
welche über
den Regler 23 die Heizleistung der Heizelemente 20.1 derart
hochsetzt, dass die für
den Heißtransfer
notwendige oder bevorzugte Temperatur am Substrat 14.1 erreicht
wird.
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Dem
Transfermedium 12 ist eine Kühleinrichtung 28 zugeordnet.
Diese weist einen Zuluftkanal 40 auf. Über diesen kann gasförmiges Kühlmedium,
vorzugsweise klimatisierte Luft, auf die Oberfläche des Transfermediums 12 aufgeblasen
werden. Die Luft entzieht dem Transfermedium 12 Wärmeenergie.
Der erwärmte
Fluidstrom kann dann wieder über
einen Abluftkanal 42 abgesaugt werden. Der Abluftkanal 42 verhindert,
dass außerhalb
der Kühlzone
Gasströmungen
entstehen, die zu einer Beschädigung
des auf dem Transfermedium 12 oder dem Fotoleiter 30 gehaltenen
Tonerbildes führen kann.
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In
einer (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform besitzt die Kühleinrichtung
ein oder mehrere wassergekühlte
Walzen, die in Oberflächenkontakt
mit dem Transfermedium stehen. Die Walzen sind mit einer Temperiereinheit
verbunden und entziehen dem Transfermedium Wärmeenergie. Der Temperiereinheit
ist über
ein Kreislaufsystem das von den Walzen kommende Wasser zugeleitet.
Es wird in der Temperatureinheit gekühlt und dann wieder den Walzen
zugeleitet.
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In
einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform besteht der Kern
der Transferwalze aus einem gut wärmeleitenden Material wie zum
Beispiel Kupfer, Aluminium oder Keramiken wie zum Beispiel SiC oder
Si3N4 und ist gegebenenfalls mit Kühlrippen versehen und wird
durch einen Luftstrom im Inneren der Transferwalze gekühlt. Der
Kern ist mit einem 1 bis 2 mm starken, gut wärmeleiten den flexiblen Material,
wie zum Beispiel mit Glas- oder Mineralstoff gefülltem PTFE-, FPM-. Silikon-
oder PUR-Kunststoff, beschichtet.
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Denkbar
ist auch ein Transferband mit innenliegendem Gebläse, so dass
eine großflächige Kühlung bei
relativ geringem Luftstrom gut möglich
ist.
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Vorteilhaft
ist es, wenn über
die durch die Breite des zugeführten
Substrats definierte Druckbreite eine (nicht gezeigte) Zonenheizung
an der Aufnahmeeinrichtung 18.1 vorgesehen wird. Mit einer derartigen
Zonenheizung kann im Randbereich der Substratoberfläche die
Heizleistung jeweils separat zur Mitten-Zone geregelt werden. Dies
hat den Vorteil, dass die Oberflächentemperatur über die
Druckbreite besser geregelt werden kann und damit die Temperaturkonstanz über die
Druckbreite verbessert werden kann. Dazu werden jedem Zonenheizelement
jeweils einzelne Regler 23 und Temperatursensoren 26 zugeordnet.
Die Temperatursensoren 26 bestehen dabei vorteilhaft aus
Pyrometern, welche die Oberflächentemperatur
des Substrates 14.1 erfassen.
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2 zeigt
in schematischer Seitenansicht eine Mehrfarben-Druckeinrichtung
mit sechs in Reihe angeordneten Druckwerken 10.1, ..., 10.5, 10.6 und einer
Reinigungseinrichtung 54 für in einem Druckkreislauf umlaufende
Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 für zu bedruckende
Substrate 14.1, ..., 14.5, 14.6. In 2 sind
der Deutlichkeit halber nur drei der sechs Druckwerke dargestellt.
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Die
Druckwerke 10.1, ..., 10.5, 10.6 sind elektrophotografische
Einheiten, wie sie bereits unter Bezug auf 1 beschreiben
worden sind. Alternativ können
die einzelnen Druckwerke jedoch auch anders ausgestaltet sein. Die
einzelnen Druckwerke 10.1, ..., 10.5, 10.6 können durch
eine vor dem zugeordneten Druckwerk angeordnete Sensoranordnung 38.1,
..., 38.5, 38.6 aktiviert werden.
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Die
Druckwerke 10.1, ..., 10.5, 10.6 sind
in Modulbauweise an einem gemeinsamen Trägerrahmen 60 angeordnet.
Aufgrund der modularen Anordnung, sind die einzelnen Druckwerke 10.1,
..., 10.5, 10.6 gut zugänglich, was insbesondere bei
der Wartung, der Reparatur , aber auch beim Tonerwechsel einen kostengünstigen
Betrieb gewährleistet.
Die Aneinanderreihung der sechs Druckwerke 10.1, ..., 10.5, 10.6 ermöglicht bei
Benutzung unterschiedlicher Tonerfarben in den einzelnen Druckwerken
einen Direkt-Vollfarbdruck, bei welchem in einem Durchgang der komplette
Farbdruck aufgebracht werden kann.
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Als
zu bedruckende Substrate 14.1, ..., 14.5, 14.6 kommen
dabei Bedienpanels von Elektrogeräten, Flachglas, Kunststoffplatten,
Leichtstoff-Kaschierplatten für
die Werbeindustrie, Schilder oder dergleichen für das Heißtransferverfahren geeignete Medien
zum Einsatz.
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Die
Substrate 14.1, ..., 14.5, 14.6 werden mittels
eines Transportsystems 16 durch die Mehrfarben-Druckeinrichtung
befördert.
Dabei wird jedes Substrat 14.1, ..., 14.5 und 14.6 in
eine beheizbaren Aufnahmeeinrichtung 18.1, ..., 18.5, 18.6 aufgenommen.
Die Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 weisen
ein oder mehrere Heizelemente 20.1, ..., 20.5, 20.6 zur
Einbringung von Wärmeenergie
in das Substrat 14.1, ..., 14.5, 14.6 auf.
Dazu ist jedes Heizelement an der den Druckwerke 10.1,
..., 10.5, 10.6 abgewandten Seite der Substrate 14.1,
..., 14.5, 14.6 angeordnet, so dass das stets
die Unterseite derselben erwärmt
wird. Die Wärme
durchdringt das Substratmaterial, so dass auch die Oberfläche erhitzt
wird.
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Die
Heizelemente 20.1, ..., 20.5, 20.6 der Aufnahmeeinrchtungen 18.1,
..., 18.5, 18.6 werden wie bereits anhand der 1 beschreiben, über eine Anordnung
bestehend aus einem Regler 23, einer Steuerung 24 und
einem oder mehreren Temperatursensoren 26 gesteuert. Dabei
werden die gleichen Temperaturver hältnisse an allen im Bereich
der sechs Druckwerke 10.1, ..., 10.5, 10.6 befindlichen Aufnahmeeinrichtungen 18.1,
..., 18.5, 18.6 eingestellt. Zu diesem Zweck ist
in diesem Bereich eine Leitungsschiene 25 angeordnet, über welche
die Heizelemente 20.1, ..., 20.5, 20.6 mit
Strom versorgt werden. Alternativ ist jedoch auch denkbar, die einzelnen
Heizelemente 20.1, ..., 20.5, 20.6 der
einzelnen Aufnahmeeinrichtung 18.1, ..., 18.5, 18.6 separat anzusteuern.
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Für einen
sicheren Transport durch die Mehrfarben-Druckeinrichtung hindurch
ist jedes Substrat 14.1, ..., 14.5, 14.6 zumindest
bereichsweise an der zugeordneten Aufnahmeeinrchtung 18.1,
..., 18.5, 18.6 abstützend festgelegt. Dies wird
bei der gezeigten Ausführungsform
dadurch realisiert, dass jede Aufnahmeeinrchtung 18.1,
..., 18.5, 18.6 eine etwa rahmenförmige Aufnahmeform
für jeweils
ein Substrat 14.1, ..., 14.5 oder 14.6 aufweist.
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Das
Transportsystem 16 ist so aufgebaut, dass mehrere Substrate 14.1,
..., 14.5, 14.6 hintereinander durch die Transferzonen
jedes der Druckwerke 10.1, ..., 10.5, 10.6 kontinuierlich
hindurchgeleitet werden können.
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In
der Transportrichtung A des Transportsystems 16 ist vor
dem ersten Druckwerk 10.1 der hintereinander angeordneten
Druckwerke 10.1, ..., 10.5, und 10.6 eine
Zuführeinheit 62 angeordnet,
in welcher jedes zu bedruckende Substrat in einer separaten Aufnahmeeinrichtung 18.1,
..., 18.5, 18.6 aufgenommen und nacheinander den
Druckwerken 10.1, ..., 10.5, 10.6 zugeführt wird.
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Nach
dem in Transportrichtung A des Transportsystems 16 letzten
Druckwerk 10.6 ist eine Entnahmeeinheit 64 angeordnet,
in welcher jedes bereits bedruckte Substrat 14.1, ..., 14.5, 14.
aus der zugeordneten Aufnahmeeinrichtung 18.1, ..., 18.5, 18.6 entnommen
werden kann. Zusätzlich
kann jedes Substrat 14.1, ..., 14.5, 14.6 nach
der Entnahme aus der Aufnahmeeinrchtung 18.1, ..., 18.5, 18.6, welche
automatisch erfolgen kann, in eine (nicht gezeigte) Übergabeeinheit
oder eine Sortiereinheit überführt werden.
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Das
Transportsystem 16 weist eine Fördereinrichtung 50 auf,
welche jede Aufnahmeeinrichtung 18.1, ..., 18.5, 18.6 entlang
einer Führungsstange 52 transportiert.
Alternativ können
die Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 auch
an einer Führungsschiene
oder dergleichen Führungselemente
geführt werden.
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Die
Fördereinrichtung 50 besteht
aus einer elektromotorisch angetriebenen Anordnung aus Zahnriemen,
die an jeder Aufnahmeeinrichtung 18.1, ..., 18.5, 18.6 auf
Zug belastbar angelinkt sind. Alternativ kann auch eine Anordnung
aus einem endlos umlaufenden Band oder dergleichen Förderelement zum
Einsatz kommen. Mit Hilfe der Fördereinrichtung 50 werden
alle Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 gleichförmig bewegt.
Dabei wird durch die Führungseinrichtung 52 eine
geschlossene Wegstrecke bzw. ein Transportkreislauf für den Transport
der Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 gebildet.
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Das
Transportsystem 16 ist so ausgelegt, dass an den Umlenkstellen 70.1 und 70.2 der
geschlossenen Wegstrecke die in die Führungsstange 52 eingreifenden
(nicht gezeigten) Führungen
der Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 ausrasten
und das Einfahren in die Längslager über Konen an
der Führungsstange 52 erfolgt.
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An
der geschlossenen Wegstrecke bzw. dem Transportkreislauf ist eine
Reinigungseinrichtung 54 für das Entfernen von Verunreinigungen
bzw. Druckfarbenresten von den Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 angeordnet.
Die Reinigungseinrichtung 54 ist in Transportrichtung A
des Transportsystems 16 nach dem letzten Druckwerk 10.6 der
hintereinander angeordneten Druckwerke 10.1, ..., 10.5, 10.6 und
nach der Entnahmeeinheit 64 angeordnet. Jede Aufnahmeein richtung 18.1,
..., 18.5, 18.6 wird nach der Entnahme jedes Substrats 14.1,
..., 14.5, 14.6 in die Reinigungseinrichtung 54 eingebracht.
Die Reinigungseinrichtung 54 ist dabei in Transportrichtung
A des Transportsystems 16 vor der Zuführeinheit 62 und vor
dem ersten Druckwerk 10.1 angeordnet.
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Das
Transportsystem 16 wird im Zusammenwirken mit der Temperaturregelung
an den einzelnen Aufnahmeeinrichtungen 18.1, ..., 18.5, 18.6 über eine Rechneranordnung 66 und
eine Controllerschaltung 68 gesteuert. Zusätzlich ist
in der Rechneranordnung 66 noch die für die einzelnen Druckwerke 10.1,
..., 10.5, 10.6 notwendige Drucksoftware mit entsprechenden
Software-Tools hinterlegt. Auch eine Bildbearbeitung der Druckvorlage
kann in der Rechneranordnung 66 durchgeführt werden.