EP0761458B1 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Substratübertragung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Substratübertragung Download PDF

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EP0761458B1
EP0761458B1 EP96810532A EP96810532A EP0761458B1 EP 0761458 B1 EP0761458 B1 EP 0761458B1 EP 96810532 A EP96810532 A EP 96810532A EP 96810532 A EP96810532 A EP 96810532A EP 0761458 B1 EP0761458 B1 EP 0761458B1
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EP
European Patent Office
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cylinder
substance
printing forme
transfer roller
charging
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96810532A
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English (en)
French (fr)
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EP0761458A1 (de
Inventor
Walter Spengler
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Spengler Electronic AG
Original Assignee
Spengler Electronic AG
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Publication date
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Publication of EP0761458A1 publication Critical patent/EP0761458A1/de
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Publication of EP0761458B1 publication Critical patent/EP0761458B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/42—Printing without contact between forme and surface to be printed, e.g. by using electrostatic fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F5/00—Rotary letterpress machines
    • B41F5/24—Rotary letterpress machines for flexographic printing

Definitions

  • the present invention relates to a method for electrostatic substrate transfer, as in the preamble of independent claim 1 is defined, and an apparatus for performing this method.
  • Methods of application are particularly common in printing technology a substrate on a medium known in which Substrate from a substrate transfer roller to one Printing form cylinder and transferred from there to the medium is that of an impression cylinder against the printing form cylinder is pressed.
  • the substrate transfer roller, the printing form cylinder and the impression cylinder can vary in various ways and depend among other things of the substrate, the medium and the desired application quality from.
  • GB-A-608 902 discloses a printing device for the substrate from a printing form cylinder to a medium is transmitted, the transmission by means of an electrode is supported electrostatically. Instead of an impression cylinder stationary counter-bodies made of glass are provided.
  • US-A-3 443 517 discloses a method of transmission of dye particles from a dye transfer roller onto a printing form cylinder and from there onto a medium known, in which the printing form cylinder from the inside all around is charged.
  • the dye particles on the dye transfer roller be with an opposite Load provided so that its transfer to the printing form cylinder is supported electrostatically.
  • a disadvantage this method or the device for performing However, this procedure is that of charging of the entire printing form cylinder for its storage Insulation must be provided.
  • the invention has for its object a method and a device for electrostatic substrate transfer to create a quality substrate transfer from the substrate transfer roller to the medium guarantee.
  • the substrate should also as many other powdery or liquid substances as possible and as a medium, in addition to paper and cardboard, if possible many other materials can be used.
  • a cylindrical substrate transfer roller 1 is arranged that its lower part in a substrate container 9 protrudes and dips into substrate 4 '.
  • the substrate 4 ' can be made from printing ink, varnish, primer paint or varnish, cold seal, Glue, wax etc. exist.
  • the substrate transfer roller 1 is grounded and has a core 100 and one Coat 101, the surface of which is gridded, metted or can be smooth. When the substrate transfer roller rotates 1 in the direction of arrow A, is on the from the Substrate 4 'emerging surface surface substrate 4 taken.
  • a printing form cylinder 2 Adjacent to and parallel to the substrate transfer roller 1, a printing form cylinder 2 is arranged, the with the rotation of the substrate transfer roller 1 in the direction of arrow A rotates in the direction of arrow B.
  • the Printing form cylinder 2 has a grounded core 200, one insulating inner jacket 201 and a semiconducting outer jacket 202 on.
  • the insulating inner jacket 201 preferably has a specific resistance greater than 1 G ⁇ cm
  • the semiconducting outer jacket 202 has a specific Resistance between 0.5 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm, preferably between 0.5 M ⁇ cm and 10 M ⁇ cm.
  • the Outer jacket 202 can, depending on the substrate 4 to be transferred made of different materials, e.g. made of rubber, plastic or metal. When using the device as a printing device, it contains the desired one Full or halftone image, e.g. engraved in the rubber or as a mounted photopolymer cliché.
  • the substrate transfer from the substrate transfer roller 1 on the printing form cylinder 2 takes place in the so-called substrate transfer area, which includes the area where the Printing form cylinder 2 rests on the substrate transfer roller 1.
  • the printing form cylinder 2 becomes close to the substrate transfer area locally negative by means of a spray electrode 6 charged so that in the substrate transfer area electric field is established.
  • the spray electrode 6 is sword-shaped, that means she has an elongated Edge on which is the charge of the printing form cylinder 2 in the desired area over the entire length. It is arranged so that the charging of the printing form cylinder 2 takes place from the outside without the adjacent substrate transfer roller 1 also charged becomes.
  • the one required for optimal substrate transfer Spray electrode voltage depends on how far away from the substrate transfer area of the printing form cylinders 2 is charged locally.
  • the spray electrode becomes very close positioned at the substrate transfer area are about 2000 V, however, it will not be near the substrate transfer region positioned, about 8000 V are required.
  • the voltage is usually between about 2500 V and about 2800 V.
  • the optimal positioning of the spray electrode 6 and the optimal setting of the spray electrode voltage can easily be done by a specialist. in the Comparison to the previously known printing processes in which electrostatic printing aids are used because of the targeted local charging for the charging device much smaller supply voltages are required.
  • a grounded impression cylinder 3 is parallel to the Printing form cylinder 2 arranged so that it is a medium 7 against presses the printing form cylinder 2.
  • the impression cylinder rotates 3 in the direction of arrow C and the medium 7 moves up in the direction of arrow D.
  • the local loaded part of the printing form cylinder 2 and that on it Surface adhering substrate 4 becomes during this rotation also filmed.
  • this creates a second electric field the penetrates the medium 7. This will ensure good substrate transfer guaranteed by the printing form cylinder 2 on the medium 7.
  • the substrate transfer from the printing form cylinder 2 insufficient on the medium 7, which e.g. at a highly insulating medium 7 may be the case instead of the mentioned grounded impression cylinder 3
  • Back pressure cylinder 33 are used, which by means of a second spray electrode 62 is positively charged locally, so that in the area where the impression cylinder 33 is the medium 7 presses against the printing form cylinder 2, the electrical Field is strengthened.
  • the impression cylinder 33 has a grounded core 330, an insulating inner jacket 331 and a semiconducting one Outer jacket 332.
  • the insulating inner jacket 331 has preferably a specific resistance greater than 1 G ⁇ cm, while the semiconducting outer jacket 332 has a specific Resistance between 0.5 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm, preferably between 0.5 M ⁇ cm and 10 M ⁇ cm.
  • the spray electrode 62 is constructed in the same way as the spray electrode 6 and for positioning and spray electrode voltage this applies in connection with the spray electrode 6 said.
  • the printing form cylinder becomes a variant 22 by means of a plurality of conductive tips 8 from the inside and not locally by means of a spray electrode negatively charged.
  • the printing form cylinder 22 has an insulating core 220 and a semiconductive jacket 221.
  • the isolating one Core 220 preferably has a resistivity greater than 1 G ⁇ cm, while the semiconducting jacket 221 preferably a specific resistance between 20 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm.
  • the Case is the substrate transfer insufficient from the form cylinder 22 to the medium 7, what e.g. with a highly insulating medium 7 the Case can be instead of the grounded impression cylinder 3 an impression cylinder 31 can be used, the by means of a plurality of conductive tips 81 from the inside is positively charged locally, so in the area where the impression cylinder 31 the medium 7 against the printing form cylinder 22 presses, the electric field is amplified.
  • the impression cylinder 31 has an insulating core 310 and a semiconducting jacket 311.
  • the isolating one Core 310 preferably has a resistivity greater than 1 G ⁇ cm, while the semiconducting jacket 311 preferably a specific resistance between 20 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm.
  • the printing form cylinder 21 in the vicinity of the substrate transfer region locally by means of a spray electrode 61 negatively charged so that in the substrate transfer area an electric field is established.
  • the spray electrode 61 In this variant, however, it must be below the Substrate transfer area to be positioned so that by the rotation of the printing form cylinder 21 the loaded Area of the printing form cylinder 21 not to the substrate transfer area turned, but turned away from it becomes what a higher spray electrode voltage is necessary makes. To the arrangement of the spray electrode 61 between the To enable medium 7 and the substrate transfer region, this is formed kinked.
  • the printing form cylinder 21 has an insulating core 210 and a semiconductive jacket 211.
  • the isolating one Core 210 preferably has a resistivity greater than 1 G ⁇ cm, while the semiconducting jacket 211 a specific resistance between 0.5 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm, preferably between 0.5 M ⁇ cm and 10 M ⁇ cm.
  • An impression cylinder 32 which has an insulating core 320 and comprises a grounded jacket 321 is parallel-axis to the plate cylinder 21 arranged so that it is a medium 7 presses against the printing form cylinder 21.
  • the Printing form cylinder 21 rotates in the direction of arrow B ' Impression cylinder 32 in the direction of arrow C 'and the medium 7 moves in the direction of arrow D '.
  • the locally loaded one Part of the printing form cylinder 21 and that on it Surface adhering substrate 4 becomes during this rotation also filmed.
  • a second electric field is built up, that penetrates the medium 7. This will be a good one Substrate transfer from the printing form cylinder 21 to the medium 7 guaranteed.
  • the substrate transfer from the printing form cylinder 21 insufficient on the medium 7, which e.g. at a highly insulating medium 7 may be the case instead of the mentioned impression cylinder 32 is an impression cylinder 34 can be used by means of a second Spray electrode 62 is positively charged locally, so that in the area where the impression cylinder 34 holds the medium 7 presses against the printing form cylinder 21, the electric field is reinforced.
  • the impression cylinder 34 has an insulating core 340 and a semiconductive jacket 341.
  • the isolating one Core 340 preferably has a resistivity greater than 1 G ⁇ cm, while the semiconducting jacket 341 a specific resistance between 0.5 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm, preferably between 0.5 M ⁇ cm and 10 M ⁇ cm.
  • the spray electrode 62 is constructed in the same way as the spray electrode 6 and for positioning and spray electrode voltage this applies in connection with the spray electrode 6 said.
  • the printing form cylinder becomes a variant 22 by means of a plurality of conductive tips 8 from the inside and not locally by means of a spray electrode negatively charged.
  • the printing form cylinder 22 has an insulating core 220 and a semiconductive jacket 221.
  • the isolating one Core 220 preferably has a resistivity greater than 1 G ⁇ cm, while the semiconducting jacket 221 preferably a specific resistance between 20 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm.
  • Impression cylinder 32 is an earthed impression cylinder 3 be used.
  • the substrate transfer insufficient from the form cylinder 22 to the medium 7, what e.g. with a highly insulating medium 7 the Case can be instead of the grounded impression cylinder 3 an impression cylinder 31 can be used, the by means of a plurality of conductive tips 81 from the inside is positively charged locally, so in the area where the impression cylinder 31 the medium 7 against the printing form cylinder 22 presses, the electric field is amplified.
  • the impression cylinder 31 has an insulating core 310 and a semiconducting jacket 311.
  • the isolating one Core 310 preferably has a resistivity greater than 1 G ⁇ cm, while the semiconducting jacket 311 preferably a specific resistance between 20 M ⁇ cm and 50 M ⁇ cm.
  • the front part of the spray electrodes 6, 61, 62 used has an elongated as a charge-transferring part Sword 600 with an edge 601.
  • the sword is 600 by means of a brass sleeve 602 on a carrier element 603 attached and mounted in a housing 604, which according to open at the front and bevelled. This will the charge spray is limited to a certain angular range.

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektrostatischen Substratübertragung, wie es im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Insbesondere aus der Drucktechnik sind Verfahren zur Auftragung eines Substrates auf ein Medium bekannt, bei denen Substrat von einer Substratübertragungswalze auf einen Druckformzylinder und von dort aus auf das Medium übertragen wird, das von einem Gegendruckzylinder gegen den Druckformzylinder gedrückt wird. Die Substratübertragungswalze, der Druckformzylinder und der Gegendruckzylinder können dabei auf vielfältige Weise variieren und hängen unter anderem vom Substrat, vom Medium und von der gewünschten Auftragungsqualität ab.
Zur Verbesserung der Druckqualität, das heisst der Farbauftragung auf das Medium, werden beim Tiefdruck elektrostatische Druckhilfen eingesetzt, die verschiedenartig ausgebildet sein können. In der DE-PS 1 571 839 ist beispielsweise ein Tiefdruckverfahren mit einer dazugehörigen Vorrichtung beschrieben, bei dem durch Anlegen einer elektrischen Ladung an den Gegendruckzylinder ein elektrisches Feld erzeugt wird, das das Medium am Einzugsspalt zwischen dem Näpfchen aufweisenden Druckformzylinder und dem Gegendruckzylinder durchsetzt und mittels dessen der Druckfarbe in den Näpfchen am Einzugsspalt eine induzierte Ladung solcher Grösse aufgedrückt wird, dass die Oberflächenspannungskräfte überwunden werden, die die Druckfarbe in den Näpfchen halten.
Zumindest aus der US-A-2 408 144 ist zudem bekannt, dass elektrostatische Druckhilfen auch beim Hochdruck oder beim Flachdruck verwendet werden können.
In der GB-A-608 902 ist eine Druckvorrichtung offenbart, bei der Substrat von einem Druckformzylinder auf ein Medium übertragen wird, wobei die Übertragung mittels einer Elektrode elektrostatisch unterstützt wird. Anstelle eines Gegendruckzylinders sind ortsfeste Gegenkörper aus Glas vorgesehen.
Alle oben erwähnten elektrostatischen Druckhilfen dienen dazu, zwischen dem Druckformzylinder und dem Gegendruckzylinder bzw. den ortsfesten Gegenkörpern ein elektrisches Feld zu erzeugen, das das Medium an dieser Stelle durchsetzt, so dass die Druckfarbe besser vom Druckformzylinder auf das Medium übertragen wird. Die bisher bekannten Druckverfahren, in denen solche elektrostatischen Druckhilfen benützt werden, weisen den Nachteil auf, dass eventuell dadurch keine ausreichende Druckqualität erreicht wird, dass der Druckformzylinder ungenügend mit Druckfarbe versorgt wird.
Aus der US-A-3 443 517 ist ein Verfahren zur Übertragung von Farbstoffpartikeln von einer Farbstoffübertragungswalze auf einen Druckformzylinder und von dort aus auf ein Medium bekannt, bei dem der Druckformzylinder von innen her rundherum aufgeladen wird. Die Farbstoffpartikel auf der Farbstoffübertragungswalze werden mit einer entgegengesetzten Ladung versehen, so dass ihre Übertragung auf den Druckformzylinder elektrostatisch unterstützt wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens bzw. der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aber darin, dass durch das Aufladen des ganzen Druckformzylinders für dessen Lagerung eine Isolierung vorgesehen sein muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Substratübertragung zu schaffen, die eine qualitativ einwandfreie Substratübertragung von der Substratübertragungswalze bis zum Medium gewährleisten. Als Substrat sollen neben Druckfarbe auch möglichst viele andere puderförmige oder flüssige Substanzen und als Medium neben Papier und Karton auch möglichst viele andere Materialien verwendet werden können.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung zur elektrostatischen Substratübertragung gelöst, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 6 definiert sind. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein Druckformzylinder in der Nähe des Bereichs, in dem er von einer Substratübertragungswalze mit Substrat versorgt wird, durch eine Ladeeinrichtung lokal aufgeladen wird, so dass die Substratübertragung von der Substratübertragungswalze auf den Druckformzylinder durch ein elektrisches Feld im Übertragungsbereich verbessert wird.
Dank der Erfindung ist es nun möglich, verschiedenartigste Substrate auf verschiedenartigste Medien in einwandfreier Qualität aufzutragen.
Im folgenden werden Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Verfahrens und der erfindungsgemässen Vorrichtung zur elektrostatischen Substratübertragung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1 -
eine Substratübertragungsvorrichtung mit vertikal geführtem Medium und einer Sprühelektrode zur lokalen Aufladung des Druckformzylinders in schematischer Schnittdarstellung;
Figur 2 -
eine Substratübertragungsvorrichtung gemäss Figur 1 mit zusätzlich einer Sprühelektrode zur lokalen Aufladung des Gegendruckzylinders in schematischer Schnittdarstellung;
Figur 3 -
eine Substratübertragungsvorrichtung mit vertikal geführtem Medium und mit im Innern des Druckformzylinders angeordneten leitenden Spitzen zu dessen lokalen Aufladung in schematischer Schnittdarstellung;
Figur 4 -
eine Substratübertragungsvorrichtung gemäss Figur 3 mit zusätzlich im Innern des Gegendruckzylinders angeordneten leitenden Spitzen zu dessen lokalen Aufladung in schematischer Schnittdarstellung;
Figur 5 -
eine Substratübertragungsvorrichtung mit horizontal geführtem Medium und einer Sprühelektrode zur lokalen Aufladung des Druckformzylinders in schematischer Schnittdarstellung;
Figur 6 -
eine Substratübertragungsvorrichtung gemäss Figur 5 mit zusätzlich einer Sprühelektrode zur lokalen Aufladung des Gegendruckzylinders in schematischer Schnittdarstellung;
Figur 7 -
eine Substratübertragungsvorrichtung mit horizontal geführtem Medium und mit im Innern des Druckformzylinders angeordneten leitenden Spitzen zu dessen lokalen Aufladung in schematischer Schnittdarstellung;
Figur 8 -
eine Substratübertragungsvorrichtung gemäss Figur 7 mit zusätzlich im Innern des Gegendruckzylinders angeordneten leitenden Spitzen zu dessen lokalen Aufladung in schematischer Schnittdarstellung und
Figur 9 -
den Vorderteil einer Sprühelektrode im Längsschnitt.
Figur 1
Eine zylinderförmige Substratübertragungswalze 1 ist so angeordnet, dass ihr unterer Teil in einen Substratbehälter 9 hineinragt und in Substrat 4' eintaucht. Das Substrat 4' kann aus Druckfarbe, Lack, Grundierfarbe oder -lack, Kaltsiegel, Leim, Wachs etc. bestehen. Die Substratübertragungswalze 1 ist geerdet und weist einen Kern 100 und einen Mantel 101 auf, dessen Oberfläche gerastert, molettiert oder glatt sein kann. Bei der Rotation der Substratübertragungswalze 1 in Richtung des Pfeils A, wird auf der aus dem Substrat 4' auftauchenden Manteloberfläche Substrat 4 mitgenommen. Zur Steuerung der erforderlichen Substratmenge wird bei gerasterten oder molettierten Substratübertragungswalzen 1 eine Rakel 5 eingesetzt, die das überflüssige Substrat 4 abstreicht. Bei Vorrichtungen ohne gerasterter oder molettierter Substratübertragungswalze wird die Substratmenge über einen differenzierten Anpressdruck der Substratübertragungswalze gegen den Druckformzylinder gesteuert.
Anliegend an und parallelachsig zu der Substratübertragungswalze 1 ist ein Druckformzylinder 2 angeordnet, der bei der Rotation der Substratübertragungswalze 1 in Richtung des Pfeils A in Richtung des Pfeils B rotiert. Der Druckformzylinder 2 weist einen geerdeten Kern 200, einen isolierenden Innenmantel 201 und einen halbleitenden Aussenmantel 202 auf. Der isolierende Innenmantel 201 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Aussenmantel 202 einen spezifischen Widerstand zwischen 0,5 MΩcm und 50 MΩcm, vorzugsweise zwischen 0,5 MΩcm und 10 MΩcm aufweist. Der Aussenmantel 202 kann je nach zu übertragendem Substrat 4 aus unterschiedlichen Materialien, z.B. aus Gummi, Kunststoff oder Metall, bestehen. Bei der Verwendung der Vorrichtung als Druckvorrichtung beinhaltet er das gewünschte Voll- oder Halbtonbild, z.B. in das Gummi eingraviert oder als aufgezogenes Fotopolymerklischee.
Die Substratübertragung von der Substratübertragungswalze 1 auf den Druckformzylinder 2 erfolgt im sogenannten Substratübertragungsbereich, der den Bereich umfasst, wo der Druckformzylinder 2 an der Substratübertragungswalze 1 anliegt. Um eine bessere Substratübertragung zu erreichen, wird der Druckformzylinder 2 in der Nähe des Substratübertragungsbereichs mittels einer Sprühelektrode 6 lokal negativ aufgeladen, so dass im Substratübertragungsbereich ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Die Sprühelektrode 6 ist schwertförmig ausgebildet, das heisst sie weist eine langgezogene Kante auf, die die Aufladung des Druckformzylinders 2 im gewünschten Bereich auf der ganzen Länge vornimmt. Sie ist so angeordnet, dass die Aufladung des Druckformzylinders 2 von aussen erfolgt, ohne dass dadurch die benachbarte Substratübertragungswalze 1 ebenfalls aufgeladen wird. Die für eine optimale Substratübertragung benötigte Sprühelektrodenspannung hängt davon ab, wie weit entfernt vom Substratübertragungsbereich der Druckformzylinder 2 lokal aufgeladen wird. Wird die Sprühelektrode sehr nahe am Substratübertragungsbereich positioniert, sind etwa 2000 V nötig, wird sie dagegen nicht in der Nähe des Substratübertragungsbereichs positioniert, sind etwa 8000 V nötig. Üblicherweise liegt die Spannung zwischen etwa 2500 V und etwa 2800 V. Die optimale Positionierung der Sprühelektrode 6 und die optimale Einstellung der Sprühelektrodenspannung können von einem Fachmann problemlos vorgenommen werden. Im Vergleich zu den bisher bekannten Druckverfahren, in denen elektrostatische Druckhilfen benützt werden, werden somit wegen der gezielt lokalen Aufladung für die Ladeeinrichtung viel kleinere Speisespannungen benötigt.
Ein geerdeter Gegendruckzylinder 3 ist parallelachsig zum Druckformzylinder 2 so angeordnet, dass er ein Medium 7 gegen den Druckformzylinder 2 drückt. Bei Rotation des Druckformzylinders 2 in Richtung des Pfeils B rotiert der Gegendruckzylinder 3 in Richtung des Pfeils C und das Medium 7 bewegt sich in Richtung des Pfeils D nach oben. Der lokal geladene Teil des Druckformzylinders 2 und das an seiner Oberfläche haftende Substrat 4 wird bei dieser Rotation ebenfalls mitgedreht. In dem Bereich, wo der Gegendruckzylinder 3 das Medium 7 gegen den Druckformzylinder 2 drückt, wird dadurch ein zweites elektrisches Feld aufgebaut, das das Medium 7 durchsetzt. Damit wird eine gute Substratübertragung vom Druckformzylinder 2 auf das Medium 7 gewährleistet.
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf deren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen.
Figur 2
Ist in der im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Ausführungsvariante die Substratübertragung vom Druckformzylinder 2 auf das Medium 7 ungenügend, was z.B. bei einem stark isolierenden Medium 7 der Fall sein kann, kann anstelle des erwähnten geerdeten Gegendruckzylinders 3 ein Gegendruckzylinder 33 verwendet werden, der mittels einer zweiten Sprühelektrode 62 lokal positiv aufgeladen wird, so dass in dem Bereich, wo der Gegendruckzylinder 33 das Medium 7 gegen den Druckformzylinder 2 drückt, das elektrische Feld verstärkt wird.
Der Gegendruckzylinder 33 weist einen geerdeten Kern 330, einen isolierenden Innenmantel 331 und einen halbleitenden Aussenmantel 332 auf. Der isolierende Innenmantel 331 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Aussenmantel 332 einen spezifischen Widerstand zwischen 0,5 MΩcm und 50 MΩcm, vorzugsweise zwischen 0,5 MΩcm und 10 MΩcm aufweist.
Die Sprühelektrode 62 ist gleich aufgebaut wie die Sprühelektrode 6 und für die Positionierung und die Sprühelektrodenspannung gilt das im Zusammenhang mit der Sprühelektrode 6 Gesagte.
Figur 3
Als Unterschied zu der im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Ausführungsvariante wird der Druckformzylinder 22 mittels einer Vielzahl leitender Spitzen 8 von innen her und nicht mittels einer Sprühelektrode von aussen her lokal negativ aufgeladen.
Der Druckformzylinder 22 weist einen isolierenden Kern 220 und einen halbleitenden Mantel 221 auf. Der isolierende Kern 220 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Mantel 221 vorzugsweise einen spezifischen Widerstand zwischen 20 MΩcm und 50 MΩcm aufweist.
Figur 4
Ist in der Ausführungsvariante gemäss Figur 3 die Substratübertragung vom Druckformzylinder 22 auf das Medium 7 ungenügend, was z.B. bei einem stark isolierenden Medium 7 der Fall sein kann, kann anstelle des geerdeten Gegendruckzylinders 3 ein Gegendruckzylinder 31 verwendet werden, der mittels einer Vielzahl leitender Spitzen 81 von innen her lokal positiv aufgeladen wird, so dass in dem Bereich, wo der Gegendruckzylinder 31 das Medium 7 gegen den Druckformzylinder 22 drückt, das elektrische Feld verstärkt wird.
Der Gegendruckzylinder 31 weist einen isolierenden Kern 310 und einen halbleitenden Mantel 311 auf. Der isolierende Kern 310 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Mantel 311 vorzugsweise einen spezifischen Widerstand zwischen 20 MΩcm und 50 MΩcm aufweist.
Figur 5
In dieser Ausführungsvariante wird zwischen der Substratübertragungswalze 1 und dem Druckformzylinder 21 vorhandenes Substrat 4' bei Rotation der Substratübertragungswalze 1 in Richtung des Pfeils A' und des Druckformzylinders 21 in Richtung des Pfeils B' auf den Druckformzylinder 21 übertragen. Die erforderliche Substratübertragungsmenge kann über den Anpressdruck der Substratübertragungswalze 1 gegen den Druckformzylinder 21 gesteuert werden.
Um eine bessere Substratübertragung zu erreichen, wird wiederum der Druckformzylinder 21 in der Nähe des Substratübertragungsbereichs mittels einer Sprühelektrode 61 lokal negativ aufgeladen, so dass im Substratübertragungsbereich ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Die Sprühelektrode 61 muss in dieser Ausführungsvariante allerdings unterhalb des Substratübertragungsbereichs positioniert werden, so dass durch die Rotation des Druckformzylinders 21 der geladene Bereich des Druckformzylinders 21 nicht zum Substratübertragungsbereich hingedreht, sondern von diesem weggedreht wird, was eine höhere Sprühelektrodenspannung notwendig macht. Um die Anordnung der Sprühelektrode 61 zwischen dem Medium 7 und dem Substratübertragungsbereich zu ermöglichen, wird diese geknickt ausgebildet.
Der Druckformzylinder 21 weist einen isolierenden Kern 210 und einen halbleitenden Mantel 211 auf. Der isolierende Kern 210 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Mantel 211 einen spezifischen Widerstand zwischen 0,5 MΩcm und 50 MΩcm, vorzugsweise zwischen 0,5 MΩcm und 10 MΩcm aufweist.
Ein Gegendruckzylinder 32, der einen isolierenden Kern 320 und einen geerdeten Mantel 321 umfasst, ist parallelachsig zum Druckformzylinder 21 so angeordnet, dass er ein Medium 7 gegen den Druckformzylinder 21 drückt. Bei Rotation des Druckformzylinders 21 in Richtung des Pfeils B' rotiert der Gegendruckzylinder 32 in Richtung des Pfeils C' und das Medium 7 bewegt sich in Richtung des Pfeils D'. Der lokal geladene Teil des Druckformzylinders 21 und das an seiner Oberfläche haftende Substrat 4 wird bei dieser Rotation ebenfalls mitgedreht. In dem Bereich, wo der Gegendruckzylinder 32 das Medium 7 gegen den Druckformzylinder 21 drückt, wird dadurch ein zweites elektrisches Feld aufgebaut, das das Medium 7 durchsetzt. Damit wird eine gute Substratübertragung vom Druckformzylinder 21 auf das Medium 7 gewährleistet.
Figur 6
Ist in der im Zusammenhang mit Figur 5 beschriebenen Ausführungsvariante die Substratübertragung vom Druckformzylinder 21 auf das Medium 7 ungenügend, was z.B. bei einem stark isolierenden Medium 7 der Fall sein kann, kann anstelle des erwähnten Gegendruckzylinders 32 ein Gegendruckzylinder 34 verwendet werden, der mittels einer zweiten Sprühelektrode 62 lokal positiv aufgeladen wird, so dass in dem Bereich, wo der Gegendruckzylinder 34 das Medium 7 gegen den Druckformzylinder 21 drückt, das elektrische Feld verstärkt wird.
Der Gegendruckzylinder 34 weist einen isolierenden Kern 340 und einen halbleitenden Mantel 341 auf. Der isolierende Kern 340 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Mantel 341 einen spezifischen Widerstand zwischen 0,5 MΩcm und 50 MΩcm, vorzugsweise zwischen 0,5 MΩcm und 10 MΩcm aufweist.
Die Sprühelektrode 62 ist gleich aufgebaut wie die Sprühelektrode 6 und für die Positionierung und die Sprühelektrodenspannung gilt das im Zusammenhang mit der Sprühelektrode 6 Gesagte.
Figur 7
Als Unterschied zu der im Zusammenhang mit Figur 5 beschriebenen Ausführungsvariante wird der Druckformzylinder 22 mittels einer Vielzahl leitender Spitzen 8 von innen her und nicht mittels einer Sprühelektrode von aussen her lokal negativ aufgeladen.
Der Druckformzylinder 22 weist einen isolierenden Kern 220 und einen halbleitenden Mantel 221 auf. Der isolierende Kern 220 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Mantel 221 vorzugsweise einen spezifischen Widerstand zwischen 20 MΩcm und 50 MΩcm aufweist.
Als Gegendruckzylinder kann wie dargestellt anstelle des Gegendruckzylinder 32 ein geerdeter Gegendruckzylinder 3 verwendet werden.
Figur 8
Ist in der Ausführungsvariante gemäss Figur 7 die Substratübertragung vom Druckformzylinder 22 auf das Medium 7 ungenügend, was z.B. bei einem stark isolierenden Medium 7 der Fall sein kann, kann anstelle des geerdeten Gegendruckzylinders 3 ein Gegendruckzylinder 31 verwendet werden, der mittels einer Vielzahl leitender Spitzen 81 von innen her lokal positiv aufgeladen wird, so dass in dem Bereich, wo der Gegendruckzylinder 31 das Medium 7 gegen den Druckformzylinder 22 drückt, das elektrische Feld verstärkt wird.
Der Gegendruckzylinder 31 weist einen isolierenden Kern 310 und einen halbleitenden Mantel 311 auf. Der isolierende Kern 310 hat vorzugsweise einen spezifischen Widerstand grösser als 1 GΩcm, während der halbleitende Mantel 311 vorzugsweise einen spezifischen Widerstand zwischen 20 MΩcm und 50 MΩcm aufweist.
Figur 9
Der Vorderteil der verwendeten Sprühelektroden 6, 61, 62 weist als ladungsübertragendes Teil ein langgezogenes Schwert 600 mit einer Kante 601 auf. Das Schwert 600 ist mittels einer Messinghülse 602 an einem Trägerelement 603 befestigt und in einem Gehäuse 604 angebracht, welches nach vorne offen und abgeschrägt ausgebildet ist. Dadurch wird die Ladungssprühung auf einen bestimmten Winkelbereich beschränkt.
Zu den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zur elektrostatischen Substratübertragung sind weitere Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt seien noch:
  • Die Substratübertragungswalze 1 kann anstatt durch Eintauchen in das im Substratbehälter 9 vorhandene Substrat 4' auch mittels einer Substratkassette mit Substrat versehen werden. Um die Substratübertragung von der Kassette auf die Substratübertragungswalze 1 zu verbessern, wird vorteilhafterweise die Substratkassette geerdet und die Substratübertragungswalze 1 zumindest in der Nähe des Bereichs, in dem die Substratübertragung erfolgt, aufgeladen. Hierzu wird die äusserste Mantelschicht der Substratübertragungswalze 1 leitend oder halbleitend ausgebildet. Die Aufladung erfolgt dann entweder über den Druckformzylinder 2, 21, 22 oder lokal mittels einer Ladeeinrichtung, die z.B. eine Sprühelektrode, eine leitende Walze, einen leitenden Besen oder im Innern der Substratübertragungswalze angeordnete leitende Spitzen umfasst.
  • Die lokale Aufladung des Druckformzylinders bzw. des Gegendruckzylinders kann mit anderen als den erwähnten Ladeeinrichtungen erfolgen. Die erwähnten Sprühelektroden 6, 61, 62 müssen nicht unbedingt schwertförmig ausgebildet sein. Eine Aufladung von aussen kann z.B. mit einer Vielzahl von Spitzen vorgenommen werden.
  • Der Druckformzylinder 2, 21, 22 kann auch positiv anstelle von negativ lokal aufgeladen werden. Der Gegendruckzylinder 31, 33 wird dann nötigenfalls entsprechend negativ lokal aufgeladen. Der Druckformzylinder und der Gegendruckzylinder müssen nicht mit einer gleichartigen Ladeeinrichtung lokal aufgeladen werden. Der Druckformzylinder kann z.B. von aussen mittels einer Sprühelektrode und der Gegendruckzylinder von innen mittels leitender Spitzen aufgeladen werden. Beliebige Kombinationen sind möglich.
  • Die Substratübertragungswalze, der Druckformzylinder und der Gegendruckzylinder können auch anders als in den beschriebenen Ausführungsvarianten aufgebaut sein. Insbesondere können sie zusätzliche Schichten aufweisen.

Claims (12)

  1. Verfahren zur elektrostatischen Substratübertragung, bei dem Substrat (4) von einer Substratübertragungswalze (1) auf einen Druckformzylinder (2, 21, 22) und von dort aus auf ein Medium (7) übertragen wird, das von einem Gegendruckzylinder (3, 31, 32, 33, 34) gegen den Druckformzylinder (2, 21, 22) gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckformzylinder (2, 21, 22) in der Nähe des Bereichs, in dem die Substratübertragung von der Substratübertragungswalze (1) auf den Druckformzylinder (2, 21, 22) erfolgt, durch eine Ladeeinrichtung (6, 8, 61) lokal aufgeladen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruckzylinder (31, 33, 34) in der Nähe des Bereichs, in dem er das Medium (7) gegen den Druckformzylinder (2, 21, 22) drückt, mit einer zur Ladung des Druckformzylinders (2, 21, 22) vorzeichenmässig entgegengesetzten Ladung lokal aufgeladen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratübertragungswalze (1) aus einem Substratbehälter (9) oder einer Substratkassette mit Substrat (4, 4') versehen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratübertragungswalze (1) zumindest in der Nähe des Bereichs, in dem die Substratübertragung von der Substratkassette auf die Substratübertragungswalze (1) erfolgt, aufgeladen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (4, 4') aus Druckfarbe, Lack, Grundierfarbe oder -lack, Kaltsiegel, Leim oder Wachs und/oder das Medium (7) aus Papier, Karton, Folie, Kunststoff, Holz, Glas, Aluminium oder mit Aluminium beschichteten Stoffen besteht.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Substratübertragungswalze (1), einem Druckformzylinder (2, 21, 22) und einem Gegendruckzylinder (3, 31, 32, 33, 34), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ladeeinrichtung (6, 8, 61) zur lokalen Aufladung des Druckformzylinders (2, 21, 22) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ladeeinrichtung (62, 81) zur lokalen Aufladung des Gegendruckzylinders (31, 33, 34) aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung zur lokalen Aufladung des Druckformzylinders (2, 21) bzw. des Gegendruckzylinders (33, 34) eine Sprühelektrode (6, 61, 62) umfasst, die so angeordnet ist, dass die Aufladung im gewünschten Bereich des Druckformzylinders (2, 21) bzw. des Gegendruckzylinders (33, 34) von aussen erfolgt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung zur lokalen Aufladung des Druckformzylinders bzw. des Gegendruckzylinders eine leitende Walze oder einen leitenden Besen umfasst, die oder der so angeordnet ist, dass die Aufladung im gewünschten Bereich des Druckformzylinders bzw. des Gegendruckzylinders durch Berührung von aussen erfolgt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung zur lokalen Aufladung des Druckformzylinders (22) bzw. des Gegendruckzylinders (31) leitende Spitzen (8, 81) umfasst, die im Innern des entsprechenden Zylinders so angeordnet sind, dass die Aufladung im gewünschten Bereich des Druckformzylinders (22) bzw. des Gegendruckzylinders (31) von innen erfolgt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10 mit einer Substratkassette zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Substratkassette geerdet und die äusserste Mantelschicht der Substratübertragungswalze (1) leitend oder halbleitend ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie für eine lokale Aufladung der äussersten Mantelschicht der Substratübertragungswalze (1) eine Ladeeinrichtung aufweist, die eine Sprühelektrode, eine leitende Walze, einen leitenden Besen oder im Innern der Substratübertragungswalze (1) angeordnete leitende Spitzen umfasst.
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