DE19647066A1

DE19647066A1 - Farbauftragvorrichtung

Info

Publication number: DE19647066A1
Application number: DE19647066A
Authority: DE
Inventors: Manfred R Dr Kuehnle
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1997-05-22
Also published as: DE59607448D1; EP0775946B1; EP0775946A2; JPH09171304A; US5602632A; EP0775946A3

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Auftragen von Farbe oder Toner auf einen Druckzylinder, um darauf ein Bild zu entwickeln.

Entwicklungs- oder Auftragwalzen für Druckapparate sind im Stand der Technik bekannt. Diesen Walzen wird oft eine elektrostatische Aufladung zugedient, um Farbe in Form von Toner aus einem Tonerreservoir auf einen Druckzylinder zu übertragen. Der sich auf der Auftragwalze befindliche Toner wird dann von einem sich auf dem Druckzylinder befindlichen latenten elektrostatischen Bild angezogen, wobei sich ein Druckbild auf dem Druckzylinder entwickelt.

Zum Beispiel zeigt US 5,315,061, Suzuki et al, eine Entwicklungswalze mit einer leitenden Fläche, die dielektrische Körper aufweist. Geladener Toner wird von der Walze angezogen durch Mikrofelder, die zwischen den dielektrischen Körpern und der leitenden Fläche der Walze entstehen. Der Toner wird dann auf ein Druckband, das ein latentes zu entwickelndes Bild trägt, übertragen. Durch ein Rakel kann die Dicke der Farbe auf der Entwicklungswalze eingeschränkt werden.

Bei den Systemen des Standes der Technik mit einer Entwicklungswalze wie in US 5,315,061 offenbart kontaktiert die Entwicklungswalze die Oberfläche des Druckkörpers nur an einer einzigen Stelle.

Jedoch erfordert eine optimale Entwicklung eines Druckbildes eine bestimmte Mindestzeit, in welcher das latente Bild auf der Druckfläche die nötige Farbe oder den nötigen Toner anzieht. Da nur eine einzige Stelle der Druckfläche kontaktiert wird, ist bei den Entwicklungswalzen des Standes der Technik die nötige Zeit für eine optimale Bildentwicklung auf der Druckoberfläche begrenzt.

Somit schränken die Entwicklungswalzen der Vorrichtungen des Standes der Technik die Schnelligkeit der Entwicklung und die Qualität der entwickelten Bilder ein, da die Qualität des entwickelten Bildes, der Bereich und die Wiederholbarkeit seiner verschiedenen Toleranzen, die Unempfindlichkeit hinsichtlich umgebender Verhältnisse während der Entwicklung und die Kürze der Zeit oder Schnelligkeit, mit welcher die Entwicklung startfinden kann, zum großen Teil von der Beschaffenheit der Entwicklungs- oder Farbauftragwalze und ihrem Zusammenwirken mit dem Druckkörper abhängt.

US 3,689,933 zeigt eine Entwicklungsstation, die auf einem Druckzylinder einen größeren Bereich einnimmt als auf einer Entwicklungswalze. Jedoch sind darin die spezifischen Kriterien hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Qualität der Entwicklungsstation nicht beschrieben.

EP 0 141 663 zeigt eine Auftragwalze, die eine Druckfläche an einer einzigen tangentialen Stelle eines Druckzylinders kontaktiert. Es ist auch offenbart, daß die Auftragwalze durch ein Endlosband ersetzt werden kann, obwohl dieses Band vermutlich ebenfalls den Druckzylinder an nur einer Stelle kontaktieren würde.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Farbauftragwalze zu schaffen, womit auf einem Druckkörper eine Bildentwicklung von hoher Qualität erzielt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Erzielung einer höheren Druckgeschwindigkeit der Druckapparate.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Übertragen von Farbe oder Toner auf den Druckkörper in genau der erforderlichen Menge.

Die vorliegende Erfindung sieht somit eine Farbauftragvorrichtung in der Form eines sich entlang einem Pfad bewegenden Endlosbandes vor, wobei ein Teil des Bandpfades in Übereinstimmung mit der Oberfläche eines Druckkörpers, z. B. eines Druckzylinders gestaltet ist. Ein anderer Teil des Bandpfades erlaubt es, daß das Band mit einem Farbreservior in Kontakt kommt, so daß von dem Band Farbe aufgenommen und auf den Druckzylinder übertragen wird. Eine geometrische Anpassungseinrichtung, die vorzugsweise mit Unterdruck betätigt wird, ist innerhalb des Bandes vorgesehen, so daß das Band sich an die Oberfläche des Druckkörpers anpaßt.

Die Bandoberfläche ist vorzugsweise mit einem Muster von Paaren parallel angeordneter Elektroden ausgerüstet, wobei jedes Elektrodenpaar unter Spannungen mit entgegengesetzten Vorzeichen gehalten wird. Die E-Felder, welche sich von einer Elektrode zur anderen erstrecken, haben die Fähigkeit, Farb- oder Tonerpartikel anzuziehen und bauen einen Farbvorrat auf der Bandoberfläche auf, entweder durch Anziehung geladener Partikel oder - im Falle von ungeladener Farbe - durch Dipolkräfte, welche die Farbe auf die Felder anziehen. Das Band kann auch andere Gestaltungsformen für das Anziehen von Partikeln aufweisen, einschließlich einer einheitlich geladenen Oberfläche oder einer geladenen Oberfläche mit darauf angeordneten dielektrischen Gliedern.

Die endgültige Farbdicke kann durch ein Rakel beschränkt oder dosiert werden, welches sich neben dem Bandpfad zwischen der Farbauftragwalze und dem Druckkörper befindet. Das Band hat die Fähigkeit, Partikelablagerungen von einer Dicke von mehreren Hundert Angstrom anziehen und das Rakel schabt vorzugsweise die oberste Schicht ab, so daß sich ein latentes elektrostatisches Bild auf dem Druckzylinder entwickelt.

Vorzugsweise ist ein bleibender Spalt zwischen dem Farbauftragband und der Druckkörperoberfläche vorhanden, der dann mit Farbe gesättigt wird.

Die Bandoberfläche und die Druckkörperoberfläche bewegen sich mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit. Es ist jedoch auch ein Antriebsmechanismus vorgesehen, so daß das Band mit einer von der Geschwindigkeit des Druckkörpers unabhängigen Geschwindigkeit bewegt werden kann. Das Band kann dann ein wenig schneller oder langsamer als die Druckfläche bewegt werden. Diese Relativbewegung zwischen dem Band und der Druckfläche kann die Bildentwicklung begünstigen und Schieierbildung sowie der Anhäufung von Farbpartikeln entgegenwirken.

Die hier beschriebene Farbauftragvorrichtung wird vorzugsweise für das Auftragen von ortsgebundener kolloider Matrixfarbe (CMI) verwendet. Jedoch aufgrund ihrer Konstruktionsmerkmale kann die Farbauftragvorrichtung auch für Tonerpuder, Tonerschlamm oder flüssigen Toner verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten, nachstehend erklärten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Farbauftragvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung, die mit einem Druckzylinder zusammenwirkt;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel des Bandes der Farbauftragvorrichtung, die geladene Zonen zur Anziehung von Farbe aufweist.

Fig. 1 zeigt eine Farbauftragvorrichtung 10 mit einem Farbreservior 12, aus welchem Farbe auf ein Endlosband 14 der Farbauftragvorrichtung 10 zugeführt wird. Das Band 14 befindet sich in einem Abstand von einem Druckzylinder 50 mit einer Außenfläche 52, so daß zwischen dem Band 14 und über eine bestimmte Krümmung der Druckzylinderaußenfläche 52 ein Spalt 40 gebildet ist. Der Druckzylinder 50 trägt elektrostatische Ladungen, die ein latentes Bild auf seiner Außenfläche darstellen. Das latente Bild wird z. B. mittels eines in dem US-Patent No. 5,325,120 beschriebenen Druckkopfes auf der Außenfläche des Druckzylinders 50 erzeugt.

Der Pfad des Bandes 14 verläuft um die Außenfläche 52 des Druckzylinders 50 vorzugsweise in einem einheitlichen Abstand von dem Druckzylinder 50 unter Verwendung eines geometrischen Anpassungselementes 60. Das Anpassungselement 60 wirkt auf die Innenfläche des Bandes 14 und verändert den Bandpfad in Anpassung an die Kontur der Außenfläche 52 des Druckzylinders 50. Das Anpassungselement 60 wirkt vorzugsweise mittels Unterdruck oder Saugkraft auf die Innenseite des Bandes 14, um den Pfad des Bandes 14 zu verändern. Jedoch könnten dabei auch elektrostatische oder magnetische Kräfte angewandt werden. Das Anpassungselement 60 hat vorzugsweise eine konkave Fläche, wie in Fig. 1 gezeigt, entlang welcher der Unterdruck gleichmäßig wirkt, wenn der Pfad des Bandes 14 zu verändern ist.

Das Band 14 wird rotationsmäßig von dem Zylinder 16 und dem Zylinder 18 getragen; es können auch weitere Zylinder zum Tragen des Bandes 14 angeordnet sein; um z. B. eine Dreieck-Konfiguration des Bandes 14 zu bilden. Der Zylinder 16 ist ein Antriebszylinder und wird durch einen Riementriebmechanismus 20 angetrieben, wie schematisch in Fig. 1 gezeigt. Es kann jedoch ein beliebiger oder mehr als ein Zylinder angetrieben werden. Der Riementriebmechanismus 20 kann auch der gleiche Mechanismus sein, welcher den Druckkörper antreibt. Der Riementriebmechanismus 20 kann das Band 14 mit einer Geschwindigkeit bewegen, die unabhängig von der Geschwindigkeit des Druckzylinders 50 ist, so daß sich das Band 14 geringfügig schneller oder langsamer als die Druckzylinderaußenfläche 52 oder mit der gleichen Geschwindigkeit wie diese bewegt.

An der Außenseite des Bandes 14 ist ein Rakel 70 vorgesehen, welches betätigt wird, um die Dicke der durch das Band 14 an dem Farbreservoir 12 angezogenen Farbe zu beschränken, bevor das Band 14 in den Entwicklungsspalt 40 eintritt.

Fig. 2 zeigt die Außenfläche des Bandes 14 mit einem Satz negativ geladener Elektrodenfinger 90 und einem Satz positiv geladener Elektrodenfinger 92, wobei die Elektrodenfinger 90 und 92 normalerweise parallel zueinander und in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Die Außenfläche des Bandes, in welcher die Drähte eingebettet oder auf welcher diese angebracht sind, besteht aus einem geeigneten elastischen und isolierenden Material, z. B. aus "Kaptel"-Polyester oder "Hydrel". Diese Elektrodenfinger 90, 92 können von einer Gleichstromquelle bis zur gewünschten Spannung aufgeladen werden.

Wenn ein elektrostatisches Anpassungselement für das Band verwendet wird, ist die Rückseite des Bandes ist aus Metall. Die Metallschicht ermöglicht also die elektrostatische Anziehung. Jedoch können durch das Vorhandensein der Metallschicht und des elektrostatischen Anpassungselements die Verhältnisse der elektrischen Felder in dem Spalt 40 verändert werden. Um diesen Effekt zu minimieren, wenn der Entwicklungsspalt 40 mit Farbe gefüllt ist, kann die Rückseite des Bandes 14 mit einer Stromquelle verbunden sein, und der Druckzylinder kann eine leitende Schicht aufweisen, um die latenten Bildfelder hervorzuheben und die Linien dieser Bildfelder über dem Entwicklungsspalt aufzuzeigen.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Kräfte in dem Entwicklungsspalt 40, welche die Farbpartikel auf dem endlosen Auftragband 14 halten, in Richtung der Druckzylinderaußenfläche 52 zunehmend schwächer. Und die von dem latenten Bild auf der Außenfläche 52 ausgehenden Kräfte der elektrostatischen Felder werden in Richtung des Bandes 14 schwächer. Diese Kräfte bestimmen die Höhe der Partikelablagerung, d. h. die Dicke der Partikelschicht, weil die Haltekraft entweder in Richtung des Bandes oder in Richtung des latenten Bildes zunimmt.

Vorzugsweise werden die Farbpartikel entweder durch eine zweipolige Kraft auf dem Band 14 gehalten, wobei diese Kraft mit zunehmender Dicke der Farbschicht immer schwächer wird, oder die Farbpartikel sind elektrostatisch geladen und werden von dem latenten Bild solange angezogen bis eine Ladungsneutralisierung erreicht ist.

Um für die Produktion eines vollständig entwickelten, dauerhaften Bildes auf der elektrostatischen Bildfläche genügend "Zeit" zur Verfügung zu haben, sollte sich das Farbauftragband vorzugsweise für ca. 30-50 Millisekunden entlang der Schreibfläche bewegen, obschon in Abhängigkeit der gegebenen Faktoren, wie Typ der Druckfarbe, Druckgeschwindigkeit und erforderliche Druckqualität längere oder kürzere Entwicklungszeiten erwünscht sein können.

Die Farbauftragvorrichtung kann für alle Typen von Druckfarbe, einschließlich der CMI-Farbe, sowie für geladene Partikel, Schlammtoner und dünne Filme eingesetzt werden.

Um die Lockerheit der zugeführten Partikel zu erhalten, werden die Elektrodenfinger oder das Band mit einer Wechselstromspannung anstatt mit einer Gleichstromspannung beaufschlagt, wobei die Richtung des E-Feldes zwischen den Elektrodenfingern dauernd umgekehrt wird. Deshalb werden die Partikel in mikroskopischer Bewegung auf dem Band gehalten, wobei sie die Schreibfläche als eine lose Einheit kontaktieren, von welcher durch geringfügig stärkere elektrostatische Anziehungskräfte individuelle Partikel leicht entfernt werden können.

Die Bewegungsrichtung des Bandes 14 kann auch durch eine mechanische Einrichtung, z. B durch eine veränderbare Geometriewalze geändert werden.

Um nicht verwendete Partikel zu entfernen, bevor das Band erneut mit dem Farbreservoir in Kontakt tritt, wird eine Saugvorrichtung oder Bürste angewandt. Mit der Saugvorrichtung können die abgesaugten Partikel wieder in das Farbreservoir zurückgeführt werden.

Bezugszeichenliste

10 Farbauftragvorrichtung
12 Farbreservoir
14 Endlosband
16 Antriebszylinder
18 Zylinder
20 Riementriebmechanismus
40 Entwicklungsspalt
50 Druckzylinder
52 Außenfläche des Druckzylinders 50
60 Anpassungselement
70 Rakel
90 Elektrodenfinger (negativ geladen)
92 Elektrodenfinger (positiv geladen)

Claims

1. Vorrichtung für die Entwicklung von Farbe auf der Außenfläche eines Druckkörpers, welche die folgenden Merkmale umfaßt:
ein Farbreservoir;
ein Endlosband (14) zur Aufnahme von Farbe aus dem Farbreservoir (12), wobei ein Teil des Bandes (14) mit der Außenfläche (52) des Druckkörpers (50) zusammenwirkt;
einen mit dem Endlosband (14) verbundenen Riementrieb (20); und ein sich in der Nähe des Endlosbandes (14) befindliches geometrisches Anpassungselement (60), durch welches das Endlosband (14) weg von der Druckkörperaußenfläche (52) bewegt wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Druckkörperaußenfläche (52) zusammenwirkende Teil des Endlosbandes (14) sich in einem gleichmäßigen Abstand von der Druckkörperaußenfläche (52) befindet.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (50) eine zylindrische Form hat.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrische Anpassungselement (60) sich innerhalb des Endlosbandes (14) befindet.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrische Anpassungselement (60) durch Unterdruck betätigt wird.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrische Anpassungselement (60) ferner eine elektrostatische Aufladeeinrichtung umfaßt und das Endlosband (14) eine metallene Rückseite aufweist.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (14) eine geladene Außenfläche aufweist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (14) eine Außenfläche mit Bereichen von unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (14) eine Außenfläche mit geladenen leitfähigen Fingern (90, 92) aufweist.

10. Vorrichtung für die Entwicklung von Farbe auf der Außenfläche eines Druckkörpers, welche die folgenden Merkmale umfaßt:
ein Farbreservoir (12);
ein Endlosband (14) zur Aufnahme von Farbe aus dem Farbreservoir (12), wobei sich ein Teil des Endlosbandes (14) an mehreren als einer einzigen tangentialen Stelle in einem gleichmäßigen Abstand von der Druckkörperaußenfläche (52) befindet; und einen mit dem Endlosband (14) verbundenen Riementrieb (20).

11. Vorrichtung gemaß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein geometrisches Anpassungselement (60) umfaßt, das sich nahe an dem Endlosband (14) befindet.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrische Anpassungselement (60) sich innerhalb des Endlosbandes (14) befindet.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das geometrische Anpassungselement (60) durch Unterdruck betätigt wird.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (14) eine metallene Rückseite aufweist.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (50) eine zylindrische Form hat.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Endlosbandes (14) geladen ist.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (14) eine Außenfläche mit Bereichen von unterschiedlicher Leitfähigkeit aufweist.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Endlosband (14) eine Außenfläche mit geladenen leitfähigen Fingern (90, 92) aufweist.