EP1328850A1 - Elektrofotografische druckvorrichtung - Google Patents

Elektrofotografische druckvorrichtung

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Publication number
EP1328850A1
EP1328850A1 EP01976276A EP01976276A EP1328850A1 EP 1328850 A1 EP1328850 A1 EP 1328850A1 EP 01976276 A EP01976276 A EP 01976276A EP 01976276 A EP01976276 A EP 01976276A EP 1328850 A1 EP1328850 A1 EP 1328850A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
corona
substrate
primary
electrophotographic printing
printing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01976276A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Schultheis
Birgit Lattermann
Dieter Jung
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Schott Glaswerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schott Glaswerke AG filed Critical Schott Glaswerke AG
Publication of EP1328850A1 publication Critical patent/EP1328850A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1695—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer with means for preconditioning the paper base before the transfer
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1625—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer on a base other than paper
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/16—Transferring device, details
    • G03G2215/1604—Main transfer electrode
    • G03G2215/1609—Corotron

Definitions

  • the invention relates to an electrophotographic printing device with a developer unit and a photoconductor, the photoconductor being connected directly or with the interposition of one or more transfer media to a substrate to be printed in the region of a transfer zone, the substrate being assigned at least one charging means, and the substrate can be transported through the transfer zone by means of a transport device.
  • Such a printing device is known from DE 1 98 49 500 A1.
  • a developer unit is used in which a toner is stored.
  • a photoconductor drum is assigned to the developer unit. This can be activated on its surface by means of an exposure device, so that toner application is possible.
  • the photoconductor drum is connected to a transfer roller via a contact line. With the help of corons, the toner is transferred from the photoconductor drum to the transfer roller.
  • the transfer roller rolls on the surface of a substrate that needs to be printed. With the help of a toner on the underside of the substrate arranged corona transferred to the substrate surface. With this arrangement, two transfers of the toner image take place.
  • the first transfer process occurs during the transition from the photoconductor drum to the transfer roller, the second (TR2) during the transfer of the toner to the substrate.
  • the toner is not completely transferred during the transfer processes.
  • the aim must be to achieve the highest possible transmission rate so that clear, sharp-contoured print images can be generated.
  • the coron design and arrangement is important in the area of the transfer process TR2. It must be ensured that the surface of the substrate to be printed is sufficiently electrostatically charged. In particular in the case of flat substrates with greater wall thickness, insufficient charging occurs when the substrate consists of an electrically poorly conductive material.
  • the charging means is arranged on the side facing the surface of the substrate to be printed and acts directly on the surface to be printed.
  • a loading means as the primary loading means is arranged in front of the transport direction and a secondary loading means in the area behind the transfer zone, and that the primary and the secondary loading means are on the surface of the substrate to be printed act.
  • the substrate is first fed to the primary charging means. It can then be electrostatically charged on the surface to be printed. The substrate is then passed through the transfer zone. A toner is then applied to the surface to be printed. As the transport progresses, the substrate leaves the primary loading device. Depending on the size of the substrate and the printed image, it can then happen that the transfer of toner to the substrate has not yet been completed.
  • the secondary charging means then prevents a charge drop by reloading the substrate. In this way, a uniform and effective transfer of the toner material can be ensured over the entire coating process.
  • the action of the primary and / or secondary charging means can take place in a contact-based or contactless manner.
  • a loading brush can slide over the surface to be printed or a loading roller can roll on it.
  • Particularly good charging results can be achieved in the contactless charging process using a primary or a secondary charging corona.
  • Charge spray heads with piezo-effect charge generators can also be used as contactless charging devices.
  • the primary and / or the secondary corona are formed as surface corons that extend over the entire width of the surface of the substrate to be printed, which extends transversely to the transport direction, and at least partially over the surface in the transport direction extend.
  • a possible variant of the invention can be such that the primary charging corona and / or the secondary charging corona have a corona wire holder on which a plurality of corona wires arranged next to one another are held taut and that the corona wires are connected to a uniform electrical potential. Because all the corona wires are kept at a uniform potential, a uniform electrostatic voltage pattern can be generated. It can also be provided in particular that the corona wire holders are installed in a housing and are electrically insulated from this, that the housing is set to counter potential and that the housing shields the photoconductor and / or the transfer medium from the corona wires. The housing prevents the corona wires from influencing the charge pattern on the image drum or on the transfer roller.
  • the corona wires are designed as individual wires which have a spring element at one of their ends, via which the corona wire is attached to a first corona wire holder and that the other end of the corona wire is fastened to an opposite corona wire holder , This ensures that all corona wires are spanned uniformly. This prevents them from sagging to different degrees, which would result in a non-uniform charge pattern on the substrate surface.
  • At least two of the corona wires arranged next to one another are formed by a continuous piece of wire, which is deflected in each case on the corona wire holders, and that the corona wires are uniformly prestressed.
  • the primary and secondary charging corona charge the substrate to a potential with the same sign, the potential heights on the surface of the substrate not increasing by more than 50% of the larger potential value differ.
  • both the primary and the secondary corona are each assigned their own power supply unit, then fast surface charging can be achieved. This can be further improved if it is provided that the primary and / or the secondary corona are each assigned a plurality of power supply units, each of which supplies a group of corona wires with voltage.
  • the voltage potential is typically between 1 and 10 kV. It is particularly advantageous here if it is provided that the primary and the secondary corona voltage can be set separately from one another.
  • the distance of the primary charging corona from the secondary charging corona in the transport direction is smaller than the extent of the surface of the substrate to be printed on in this direction .
  • the substrate is placed on the transport device with the interposition of an insulator.
  • the intermediate layer consists of an insulated, high impact-resistant plastic material (e.g. polyimide, poyamide, epoxy resin, hard paper, bakelite). This must be particularly wear-resistant for industrial use. Pads made of ceramic material (e.g. Al 2 O 3 ) or thin glass are also conceivable.
  • the drawing shows in side view and in section a device for electrostatic printing of, in particular, plate-shaped substrates 30.
  • the substrate 30 is placed on a transport device 25 with the interposition of an insulator 17.
  • the transport device 25 can be, for example, a linearly displaceable table or a conveyor belt.
  • a primary charging corona 16 and a secondary charging corona 18 are assigned to the substrate 30 as charging means. These introduce a charge into the surface of the substrate 30.
  • the primary and secondary charging corona 1 6 and 1 8 are constructed essentially similarly, the primary charging corona having a larger construction.
  • the primary and secondary charging corona 1 6 and 1 8 are designed as surface corons. They each have a corona wire holder 1 6.1, 1 8.1.
  • the corona wire holder essentially has two combs parallel to one another, between which corona wires 1 6.2, 1 8.2 are stretched.
  • the corona wires 1 6.2, 1 8.2 are attached at their ends to the prongs of the corona wire holder 1 6.1, 1 8.1.
  • Each corona wire 1 6.2, 1 8.2 has a spring element at one of its ends. A loop is provided at the other end.
  • the corona wire 1 6.2, 1 8.2 can be inserted into a comb of the coron wire holder 1 6.1, 1 8.1.
  • the end of the corona wire 1 6.2, 1 8.2, which has the spring element, can be attached to the opposite comb.
  • a tension of the corona wire 1 6.2, 1 8.2 in the corona wire holder 1 6. 1, 1 8.1 is achieved via the spring element. Since each corona wire 1 6.2, 1 8.2 is assigned the same spring element, the tensile stress in each of the corona wires 1 6.2, 1 8.2 is also the same. This ensures that the corona wires 1 6.2, 1 8.2 are tensioned uniformly.
  • the primary charging corona 1 6 is divided in the center area of the corona wire holder 1 6.1, 1 8.1. Isolation is provided here. This forms two sections of corona wires 1 6.2, 1 8.2. Each of these sections is assigned a power supply unit which supplies the corona wires 1 6.2, 1 8.2 with current. A secondary power pack is also assigned to the secondary charging corona 1 8.
  • the corona wire holder 1 6.1, 8.1 is accommodated in a housing 1 6.3, 1 8.3.
  • the housing 1 6.3, 1 8.3 has a cover section, which is adjoined by a side wall 1 6.4 projecting in the direction of the substrate 30.
  • the primary and secondary charging corona 1 6 and 1 8 are arranged opposite the substrate surface 30 to be printed. This allows them to act directly on the surface of the substrate 30.
  • a transfer medium 22 of an electrophotographic unit is arranged in the area between the primary and secondary charging corona 1 6 and 1 8.
  • the transfer medium 22 is designed as a roller body. However, it can also be designed as an endlessly circulating belt.
  • the transfer medium 22 is connected to the substrate 30 in the region of a contact zone 24.
  • a charging corona 23 is assigned in the transfer medium 22. This charges the surface of the transfer medium 22, the charge having an opposite polarity to the charge on the substrate. With a corresponding configuration of the photoconductor 20, the transfer medium 22 can also be dispensed with.
  • the electrophotographic unit also has a developer unit 1 0, which is constructed in a known manner.
  • a toner for example a ceramic toner or a thermoplastic or thermosetting plastic toner, is stored in the developer unit 10.
  • the developer unit 10 has a developer drum 15 via which the toner is fed to a photoconductor 20.
  • an exposure device 11 which exposes a photosensitive layer of the photoconductor in a known manner. This creates a latent electrostatic charge.
  • toner particles can be applied from the developer drum 15 to the outer conductor layer of the photoconductor 20 via electrostatic processes. The toner particles are transferred to the transfer medium 22 in the region of the contact zone 21. Any toner residues still adhering to the photoconductor 20 are removed by means of a cleaning unit 1 4 which adheres to the contact zone
  • the substrate 30 is linearly displaced uniformly by means of the transport device 25.
  • the transfer medium 22 rolls either passively or driven on the surface of the substrate 30 to be printed from.
  • the toner which is located on the transfer medium 22, is transferred to the substrate 30 in the transfer zone 24. This transfer takes place in particular because the primary and the secondary charging corona act to fully charge the substrate surface. As already mentioned above, this charge is polarized opposite to the charge that is present on the transfer medium 22, so that reliable toner transfer can take place with high efficiency.
  • the distance in the transport direction between the primary and secondary charging corona 1 6 and 1 8 is chosen to be smaller than the extent of the substrate in this direction. This ensures that the substrate 30 is constantly charged during the entire passage through the transfer zone 24. If the substrate leaves the charge area of the primary corona 1 6, it is in any case connected to the charge area of the secondary charge corona 1 8.
  • the toner is usually pre-fixed after printing and then baked at temperatures between 500 and 1,000 ° Celsius. Examples of use are: decorated glass ceramic cooktops, decorated glass ceramic fireplace window panes, decorated glass products such as stove top panes, control panels, shower cubicle glasses, glass signs, glass doors, glass tiles, furniture glasses, decorated ceramic articles such as tiles etc.
  • the toner is usually pre-fixed after printing and then baked at temperatures of 1 20 to 200 ° Celsius, preferably at 1 50 to 1 80 ° Celsius. Examples of applications are: decorated plastic surfaces made of thermoplastics or thermosetting materials, such as plastic surfaces in the furniture or household appliance sector, table tops, facade panels or glass materials such as signs.
  • the transfer medium can also be provided with a flexible coating which is placed on the surface of the substrate.
  • the surface of the photoconductor 20 can be provided with a flexible coating. Then the photoconductor 20 can be placed directly on the surface of the substrate 23 without using a transfer medium 22. Charging from the side to be printed ensures that toner transfer is largely independent of the substrate material and the material thickness. By adjusting the corona voltage, an individual adjustment to the substrate material and the material thickness can be made.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrofotografische Druckvorrichtung mit einer Entwicklereinheit und einem Fotoleiter, wobei der Fotoleiter direkt oder unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Transfermedien mit einem zu bedruckenden Substrat im Bereich einer Transferzone in Verbindung steht, wobei dem Substrat wenigstens ein Lademittel zugeordnet ist, und wobei das Substrat mittels einer Transport-Vorrichtung durch die Transferzone transportierbar ist. Um bei einer solchen Anordnung eine effektive Übertragung des Toners auf die Substratoberfläche auch bei schlecht elektrisch leitenden und dickwandigen plattenförmigen Substraten stattfinden lassen zu können, ist es erfindungsgemäss vorgesehen, dass ein Lademittel als Primär-Lademittel in Transportrichtung vor und ein Sekundärlademittel im Bereich hinter der Transferzone angeordnet ist, und dass das Primär- und das Sekundär-Lademittel auf die zu bedruckende Oberfläche des Substrates einwirkt.

Description

Elektrofotografische Druckvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektrofotografische Druckvorrichtung mit einer Entwicklereinheit und einem Fotoleiter, wobei der Fotoleiter direkt oder unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Transfermedien mit einem zu bedruckenden Substrat im Bereich einer Transferzone in Verbindung steht, wobei dem Substrat wenigstens ein Lademittel zugeordnet ist, und wobei das Substrat mittels einer Transportvorrichtung durch die Transferzone transportierbar ist.
Eine derartige Druckvorrichtung ist aus der DE 1 98 49 500 A1 bekannt. Hierbei ist eine Entwicklereinheit verwendet, in der ein Toner bevorratet ist. Der Entwicklereinheit ist eine Fotoleiter-Trommel zugeordnet. Diese kann mittels einer Belichtungsvorrichtung an ihrer Oberfläche aktiviert werden, so dass ein Tonerauftrag möglich wird. Die Fotoleiter-Trommel steht über eine Kontaktlinie in Verbindung mit einer Transferwalze. Unter Zuhilfenahme von Coronen wird der Toner von der Fotoleiter-Trommel auf die Transferwalze übertragen. Die Transferwalze rollt auf der Oberfläche eines Substrates ab, das es zu bedrucken gilt. Dabei wird der Toner unter Zuhilfenahme einer an der Substratunterseite angeordneten Corona auf die Substratoberfläche übertragen. Bei dieser Anordnung finden zwei Transfervorgänge des Tonerbildes statt. Der erste Transfervorgang (TR1 ) entsteht beim Übergang von der Fotoleiter-Trommel auf die Transferwalze, der zweite (TR2) beim Übergang des Toners auf das Substrat. Bei den Transfervorgängen erfolgt jeweils keine vollständige Übertragung des Toners. Es muss jedoch angestrebt werden, eine möglichst hohe Übertragungsrate zu erzielen, damit klare, konturenscharfe Druckbilder erzeugt werden können. Dabei ist die Coronenausgestaltung und -anordnung im Bereich des Transfervorganges TR2 von Bedeutung. Es muss sichergestellt werden, dass die zu bedruckende Obefläche des Substrates in ausreichendem Maße elektrostatisch aufgeladen wird . Insbesondere bei flächigen Substraten mit größerer Wandungsstärke kommt es dann zu ungenügenden Aufladungen, wenn das Substrat aus einem elektrisch schlecht leitenden Material besteht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine elektrofotografische Druckvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine effektive Übertragung des Toners auf die Substratoberfläche stattfindet, unabhängig von Materialstärke des Substrates und von deren chemischen Beschaffenheit.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Lademittel auf der der zu bedruckenden Oberfläche des Substrats zugewandten Seite angeordnet ist und auf diese zu bedruckende Oberfläche unmittelbar einwirkt.
Dadurch, dass das Ladungsmittel in Abkehr vom Stand der Technik nicht mehr auf die Unterseite des Substrates, sondern direkt auf die zu beschichtende Oberfläche einwirkt, wird eine zuverlässige Aufladung erreicht. Diese ist dann unabhängig von der Beschaffenheit des Substrates aufbringbar. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Lademittel als Primär-Lademittel in Transportrichtung vor und ein Sekundär- Lademittel im Bereich hinter der Transferzone angeordnet ist, und dass das Primär- und das Sekundär-Lademittel auf die zu bedruckende Oberfläche des Substrats einwirken.
Bei dieser Anordnung wird das Substrat zunächst dem Primär-Lademittel zugeführt. Es kann dann an seiner zu bedruckenden Fläche elektrostatisch aufgeladen werden. Anschließend wird das Substrat durch die Transferzone geführt. Dabei erfolgt dann ein Tonerauftrag auf die zu bedruckende Oberfläche. Bei fortschreitendem Transport verlässt das Substrat das Primärlademittel. Abhängig von der Größe des Substrates und des Druckbildes kann es dann dabei vorkommen, dass der Tonerübertrag auf das Substrat noch nicht abgeschlossen ist. Das Sekundär-Lademittel verhindert dann einen Ladungsabfall, indem es das Substrat nachlädt. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige und effektive Übertragung des Tonermateriales über den gesamten Beschichtungsvorgang hinweg sichergestellt werden.
Die Einwirkung des Primär- und/oder des Sekundärlademittels kann dabei kontaktgebunden oder kontaktlos stattfinden. Beispielsweise kann eine Ladebürste über die zu bedruckende Fläche gleiten oder eine Laderolle auf dieser abrollen. Besonders gute Ladeergebnisse lassen sich im kontaktlosen Ladeverfahren unter Verwendung einer Primär- bzw. einer Sekundär-Ladecorona erreichen. Als kontaktlose Lademittel lassen sich auch Ladungssprühköpfe mit Piezoeffekt- Ladungserzeugern einsetzen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Primär- und/oder die Sekundärcorona als Flächencoronen ausgebildet sind, die sich über die gesamte, sich quer zur Transportrichtung erstreckende Breite der zu bedruckenden Fläche des Substrates und zumindest teilweise über die Fläche in Transportrichtung erstrecken. Mittels dieser Anordnung kann das Substrat großflächig geladen werden, wodurch ein schneller Ladungseintrag möglich wird . Damit können dann auch hohe Substrat-Vorschubgeschwindigkeiten gefahren werden.
Eine mögliche Erfindungsvariante kann dergestalt sein, dass die Primär-Ladecorona und/oder die Sekundär-Ladecorona einen Coronendrahthalter aufweisen, an dem mehrere nebeneinander angeordnete Coronendrähte gespannt gehalten sind und dass die Coronendrähte auf ein einheitliches elektrisches Potential gelegt sind. Dadurch, dass alle Coronendrähte auf einem einheitlichen Potential gehalten sind, kann ein gleichmäßiges elektrostatisches Spannungsbild erzeugt werden. Dabei kann es auch insbesondere vorgesehen sein, dass die Coronendrahthalter in ein Gehäuse eingebaut sind und gegenüber diesem elektrisch isoliert sind, dass das Gehäuse auf Gegenpotential gelegt ist und das das Gehäuse den Fotoleiter und/oder das Trans-fermedium gegenüber den Coronendrähten abschirmt. Das Gehäuse verhindert, dass die Coronendrähte das Ladungsbild auf der Bildtrommel bzw. auf der Transferwalze beeinflusst.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Coronendrähte als Einzeldrähte ausgebildet sind, die an einem ihrer Enden ein Federelement aufweisen, über das der Coronendraht an einen ersten Coronendrahthalter angehangen ist und dass das andere Ende des Coronendrahtes an einem gegenüberliegenden Coronendrahthalter befestigt ist. Damit kann sichergestellt werden, dass alle Coronendrähte einheitlich aufgespannt sind. Es wird dadurch verhindert, dass sie unterschiedlich stark durchhängen, wodurch ein uneinheitliches Ladungsbild auf der Substratoberfläche entstehen würde. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der nebeneinander angeordneten Coronendrähte von einem durchgehenden Drahtstück gebildet ist, der jeweils an den Coronendrahthaltern umgelenkt ist, und dass die Coronendrähte einheitlich vorgespannt sind.
Um einen kontinuierlich einheitlichen Tonerübertrag zu gewährleisten, kann es vorgesehen sein, dass die Primär- und die Sekundär-Ladecorona das Substrat auf ein Potential mit gleichem Vorzeichen laden, wobei die Potentialhöhen auf der Oberfläche des Substrats sich um nicht mehr als 50 % des größeren Potentialwertes unterscheiden.
Wenn sowohl der Primär- als auch der Sekundärcorona jeweils ein eigenes Netzteil zugeordnet ist, dann lässt sich eine schnelle Flächenaufladung erreichen. Diese kann noch dadurch verbessert werden, wenn vorgesehen ist, dass der Primär- und/oder der Sekundärcorona jeweils mehrere Netzteile zugeordnet sind, die jeweils eine Gruppe von Coronendrähten mit Spannung versorgt.
Das Spannungspotential beträgt typisch zwischen 1 und 1 0 kV. Hierbei ist es dann besonders vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass die Primär- und die Sekun- därcorona-Spannung getrennt voneinander einstellbar sind.
Damit sichergestellt ist, dass das Substrat beim Durchlauf durch die Transferzone stets zumindest von einer Ladecorona geladen wird, ist es vorgesehen, dass der Abstand der Primär-Ladecorona von der Sekundär-Ladecorona in Transportrichtung kleiner ist als die Erstreckung der zu bedruckenden Fläche des Substrates in diese Richtung . Um zu verhindern, dass sich das Substrat über die Transportvorrichtung entlädt, kann es vorgesehen sein, dass das Substrat unter Zwischenlage eines Isolators auf die Transportvorrichtung aufgelegt ist. Die Zwischenlage besteht aus einem isoliertem hochdurchschlagfestem Kunststoff-Material (z. B. Polyimid, Poyamid, Epoxidharz, Hartpapier, Bakelit) . Für den industriellen Einsatz muß diese besonders verschleißfest sein. Denkbar sind auchAuflagen aus Keramik-Material (z.B. AI2O3) oder dünnem Glas.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Seitendarstellung und im Schnitt eine Vorrichtung zum elektrostatischen Bedrucken von insbesondere plattenformigen Substraten 30. Das Substrat 30 ist unter Zwischenlage eines Isolators 1 7 auf eine Transportvorrichtung 25 aufgelegt. Die Transportvorrichtung 25 kann beispielsweise ein linear verschiebbarer Tisch oder ein Förderband sein. Dem Substrat 30 sind als Lademittel eine Primär-Ladecorona 1 6 und eine Sekundär-Ladecorona 1 8 zugeordnet. Diese bringen eine Ladung in die Oberfläche des Substrates 30 ein .
Die Primär- und die Sekundär-Ladecorona 1 6 und 1 8 sind im Wesentlichen ähnlich aufgebaut, wobei die Primär-Ladecorona eine größere Bauweise besitzt. Die Primär- und die Sekundär-Ladecorona 1 6 und 1 8 sind als Flächencoronen ausgebildet. Sie weisen jeweils einen Coronendrahthalter 1 6.1 , 1 8.1 auf. Der Coronendrahthalter besitzt im Wesentlichen zwei zueinander paralle Kämme, zwischen denen Coronendrähte 1 6.2, 1 8.2 gespannt sind. Dabei sind die Coronendrähte 1 6.2, 1 8.2 an ihren Enden an den Zinken des Coronendrahthalters 1 6.1 , 1 8.1 , angehangen . Jeder Coronendraht 1 6.2, 1 8.2 weist an einem seiner Enden ein Federelement auf. Am anderen Ende ist eine Schlaufe vorgesehen. Mit der Schlaufe kann der Coronendraht 1 6.2, 1 8.2 in einen Kamm des Coronen- drahthalters 1 6.1 , 1 8.1 eingehangen werden. Das Ende des Coronendrahtes 1 6.2, 1 8.2, welches das Federelement aufweist, kann an dem gegenüberliegenden Kamm angehangen werden. Dabei wird über das Federelement eine Spannung des Coronendrahtes 1 6.2, 1 8.2 im Coronendrahthalter 1 6. 1 , 1 8.1 erreicht. Da jedem Coronendraht 1 6.2, 1 8.2 ein gleiches Federelement zugeordnet ist, ist auch die Zugspannung in jedem einzelnen der Coronendrähte 1 6.2, 1 8.2 gleich. Damit wird erreicht, dass die Coronendrähte 1 6.2, 1 8.2 einheitlich straff gespannt sind. Wie die Zeichnung erkennen lässt, ist die primäre Ladecorona 1 6 im Mittenbereich des Coronendrahthalters 1 6.1 , 1 8.1 geteilt. Hier ist eine Isolation vor-gesehen. Damit werden zwei Sektionen von Coronendrähten 1 6.2, 1 8.2 gebildet. Jede dieser Sektion wird ein Netzteil zugeordnet, das die Coronendrähte 1 6.2, 1 8.2 mit Strom versorgt. Der Sekundär-Ladecorona 1 8 ist ebenfalls ein Netzteil zugeordnet. Der Coronendrahthalter 1 6.1 , 8.1 ist in einem Gehäuse 1 6.3, 1 8.3 untergebracht. Das Gehäuse 1 6.3, 1 8.3 weist einen Deckabschnitt auf, an den sich umlaufend eine in Richtung auf das Substrat 30 vorstehende Seitenwand 1 6.4 anschließt.
Die Primär- und die Sekundär-Ladecorona 1 6 und 1 8 werden gegenüberliegend der zu bedruckenden Substratfläche 30 angeordnet. Damit können sie direkt auf die Oberfläche des Substrates 30 einwirken. Im Bereich zwischen der Primär- und der Sekundär-Ladecorona 1 6 und 1 8 ist ein Transfermedium 22 einer elektrofotogra- fischen Einheit angeordnet. Das Transfermedium 22 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Walzenkörper ausgebildet. Es kann jedoch auch als endlos umlaufendes Band ausgestaltet sein. Das Transfermedium 22 steht mit dem Substrat 30 im Bereich einer Kontaktzone 24 in Verbindung. In dem Transfermedium 22 ist eine Ladecorona 23 zugeordnet. Diese lädt die Oberfläche des Transfermediums 22 auf, wobei die Ladung eine zur Ladung des Substrates entgegengesetzte Polung aufweist. Bei entsprechender Ausgestaltung des Fotoleiters 20 kann auch auf das Transfermedium 22 verzichtet werden.
Die elektrofotografische Einheit weist auch eine Entwicklereinheit 1 0 auf, die in bekannter Weise aufgebaut ist. In der Entwicklereinheit 1 0 ist ein Toner, beispielsweise ein keramischer Toner oder ein theromplastischer oder duromerischer Kunststoff-Toner bevorratet. Die Entwicklereinheit 10 besitzt eine Entwicklertrommel 1 5, über die der Toner einem Fotoleiter 20 zugeleitet wird . Der Fotoleiter
20 ist walzenförmig ausgebildet und steht im Bereich einer Kontaktzone 21 im linienförmigen Eingriff mit dem Transfermedium 22.
Oberhalb des Fotoleiters 20 ist eine Belichtungsvorrichtung 1 1 vorgesehen, die eine fotoempfindliche Schicht des Fotoleiters in bekannter Weise belichtet. Es entsteht hierdurch ein latentes elektrostatisches Ladungsbild. Infolge dieses Ladungsbildes können über elektrostatische Vorgänge Tonerteilchen von der Entwicklertrommel 1 5 auf die äußere Leiterschicht des Fotoleiters 20 aufgebracht werden. Die Tonerteilchen werden im Bereich der Kontaktzone 21 auf das Transfermedium 22 übertragen. Even-tuell noch an dem Fotoleiter 20 anhaftende Tonerreste werden mittels einer Reini-gungseinheit 1 4, die sich an die Kontaktzone
21 anschließt, entfernt. Ein an die Reinigungseinheit 1 4 anschließendes Löschlicht entlädt die fotoempfindliche Schicht des Fotoleiters. Diese fotoempfindliche Schicht wird dann mittels einer Ladecorona 1 2 wieder auf eine einheitliche Ladungsstruktur gebracht, so dass sie von der Belichtungsvorrichtung 1 1 erneut mit einem elektrostatischen Ladungsbild versehen werden kann . Während des Druckbetriebes wird das Substrat 30 mittels der Transportvorrichtung 25 gleichförmig linear verschoben. Dabei rollt das Transfermedium 22 entweder passiv oder angetrieben auf der zu bedruckenden Fläche des Substrates 30 ab. Dabei wird der Toner, welches sich auf dem Transfermedium 22 befindet, in der Transferzone 24 auf das Substrat 30 übertragen. Dieser Übertrag findet insbesondere deswegen statt, weil die primäre und die sekundäre Ladecorona eine vollflächige Aufladung der Substrat-Oberfläche wirken. Wie bereits oben erwähnt, ist diese Ladung entgegengesetzt gepolt zu der Ladung, die auf dem Transfermedium 22 vorliegt, so dass ein zuverlässiger Tonerübertrag mit hohem Wirkungsgrad stattfinden kann.
Wie die Zeichnung erkennen lässt, ist der Abstand in Transportrichtung zwischen der Primär- und der Sekundär-Ladecorona 1 6 und 1 8 kleiner gewählt als die Erstreckung des Substrates in dieser Richtung . Damit ist sichergestellt, dass das Substrat 30 beim gesamten Durchlauf durch die Transferzone 24 ständig geladen wird. Wenn das Substrat den Ladungsbereich der Primär-Corona 1 6 verlässt, so steht es auf jeden Fall in Verbindung mit dem Ladungsbereich der Sekundär- Ladecorona 1 8.
Im Folgenden werden einige Beispiele angeführt, die bevorzugte Anwendungen der vorstehend beschriebenen Vorrichtung näher erläutern:
1 . Bedrucken von plattenformigen Glas-, Glaskeramik- oder keramischen Werkstoffen mit keramischen Tonern zu Dekorationszwecken. Der Toner wird nach dem Bedrucken in der Regel vorfixiert und anschließend bei Temperaturen zwischen 500 und 1 000 ° Celsius eingebrannt. Anwendungsbeispiele sind: dekorierte Glaskeramik-Kochflächen, dekorierte Glaskeramik- Kaminschichtscheiben, dekorierte Glasprodukte wie Herdvorsatzscheiben, Bedienpaneels, Duschkabinengläser, Glasschilder, Glastüren, Glasfliesen, Möbelgläser, dekorierte Keramik-Artikel wie Fliesen etc. Bedrucken von plattenformigen Kunststoff-Werkstoffen oder Glas- bzw. glaskeramischen Werkstoffen mit thermoplastischen und/oder duroplastischen Tonern zu Dekorationszwecken. Der Toner wird nach dem Bedrucken in der Regel vorfixiert und anschließend bei Temperaturen von 1 20 bis 200° Celsius vorzugsweise bei 1 50 bis 1 80° Celsius eingebrannt. Anwendungsbeispiele sind : dekorierte Kunststoff-Oberflächen aus Thermoplasten oder duro-plastischen Materialien, wie beispielsweise Kunststoffoberflächen im Möbel- oder Hausgerätebereich, Tischplatten, Fassadenplatten oder Glas-Werkstoffe wie beispielsweise Schilder.
Bedrucken von Glas-, Glaskeramik- oder Kunststoff-Oberflächen zur gezielten Modifikation der Oberflächeneigenschaften, beispielsweise zur Bedruckung von elektrisch leitfähigen Schichten, zur Oberflächenhärtung oder derg leichen . Danach sch ließen sich in der Regel ebenfal ls Temperprozesse zum Einbrennen, Sintern etc. an.
Mit dieser Anordnung können insbesondere plattenförmige Werkstoffe effektiv bedruckt werden. Fertigungsbedingte leichte Unebenheiten in der Substrat-Ober-fläche werden durch die erfindungsgemäße Anordnung ausgeglichen. Zum Ausgleich von Oberflächen-Unebenheiten kann auch das Transfermedium noch mit einer flexiblen Beschichtung versehen sein, die auf die Oberfläche des Substrates aufgesetzt ist. Ebenso kann die Oberfläche des Fotoleiters 20 mit eine flexiblen Beschichtung versehen sein. Dann lässt sich der Fotoleiter 20 ohne Verwendung eines Transfermediums 22 direkt auf die Oberfläche des Substrates 23 aufsetzen. Mit der Aufladung von der zu bedruckenden Seite wird erreicht, dass eine Tonerübertragung weitgehend unabhängig vom Substrat-Material und von der Materialdicke erfolgt. Durch Anpassung der Coronaspannung kann ggf. eine individ uel le An passung an das Su bstratmaterial und an d ie Materialdicke erfolgen.

Claims

Ansprüche
Elektrofotografische Druckvorrichtung mit einer Entwicklereinheit und einem Fotoleiter, wobei der Fotoleiter direkt oder unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer Transfermedien mit einem zu bedruckenden Substrat im Bereich einer Transferzone in Verbindung steht, wobei dem Substrat wenigstens ein Lademittel zugeordnet ist, und wobei das Substrat mittels einer Transportvorrichtung durch die Transferzone transportierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademittel auf der der zu bedruckenden Oberfläche des Substrates (30) zugewandten Seite angeordnet ist und auf diese zu bedruckende Oberfläche unmittelbar einwirkt.
Elektrofotografische Druckvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Lademittel als Primär-Lademittel in Transportrichtung vor und ein
Sekundär-Lademittel im Bereich hinter der Transferzone angeordnet ist, und dass das Primär- und das Sekundär-Lademittel auf die zu bedruckende
Oberfläche des Substrats (30) einwirken. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Primär- und/oder das Sekundär-Lademittel von einer Primär-/
Sekundär-Ladecorona ( 1 6, 1 8) einer PrimärJSekundär-Ladebürste, einem
Primär-/Sekundär-Ladungssprühkopf(-köpfen) der einer Primär-/Sekundär-
Laderolle gebildet ist.
Elektrofotografische Druckvorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär- und/oder die Sekundärcorona ( 1 6 und 1 8) als Flächen- coronen ausgebildet sind, die sich über die gesamte, sich quer zur Transportrichtung erstreckende Breite der zu bedruckenden Fläche des Substrates (30) und zumindest teilweise über die Fläche in Transportrichtung erstrecken.
Elektrofotografische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär-Ladecorona (1 6) und/oder die Sekundär-Ladecorona (18) einen Coronendrahthalter ( 1 6. 1 , 1 8.1 ) aufweisen, an dem mehrere nebeneinander angeordnete Coronendrähte ( 1 6.2, 1 8.2) gespannt gehalten sind und dass die Coronendrähte ( 1 6.2, 1 8.2) auf ein einheitliches elektrisches Potential gelegt sind .
6. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Coronendrahthalter in ein Gehäuse (16.3, 18.3) eingebaut sind und gegenüber diesem elektrisch isoliert sind, dass das Gehäuse (16.3, 18.3) auf ein Gegenpotential gelegt ist und dass das Gehäuse (16.3, 18.3) den Fotoleiter (20) und/oder das Transfermedium gegenüber den Coronendrähten (16.2, 18.2) abschirmt.
7. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Coronendrähte (16.2, 18.2) als Einzeldrähte ausgebildet sind, die an einem ihrer Enden ein Federelement aufweisen, über das der Coronendraht (16.2, 18.2) an einen ersten Coronendrahthalter (16.1, 18.1) angehangen ist und dass das andere Ende des Coronendrahtes (16.2, 18.2) an einem gegenüberliegenden Coronendrahthalter (16.2, 18.1) befestigt ist.
8. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der nebeneinander angeordneten Coronendrähte (16.2, 18.2) von einem durchgehenden Drahtstück gebildet ist, der jeweils an den Coronendrahthaltern (16.1, 18.1) umgelenkt ist, und dass die Coronendrähte (16.2, 18.2) einheitlich vorgespannt sind.
9. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Primär- und die Sekundär-Ladecorona (16 und 18) das Substrat (30) auf ein Potential mit gleichem Vorzeichen laden, wobei die Potentialhöhen auf der Oberfläche des Substrats (30) sich um nicht mehr als 50 % des größeren Potentialwertes unterscheiden.
0. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Primär- als auch der Sekundärcorona ( 1 6 und 1 8) ein eigenes Netzteil zur Stromversorgung aufweist.
1 . Elektrofotografische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
1 0, dadurch gekennzeichnet, dass der Primär- und/oder der Sekundärcorona ( 1 6, 1 8) jeweils mehrere Netzteile zugeordnet sind, die jeweils eine Gruppe von Coronendrähten mit Spannung versorgt.
2. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Primär- und die Sekundärcorona-Spannung getrennt voneinander einstellbar sind .
3. Elektrofotografische Durckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
1 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Primär-Ladecorona ( 1 6) von der Sekundär-Ladecorona in Transportrichtung kleiner ist als die Erstreckung der zu bedruckenden Fläche des Substrates (30) in diese Richtung .
4. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (30) unter Zwischenlage eines Isolators ( 1 7) auf die Transportvorrichtung (25) aufgelegt ist.
5. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach Anspruch 1 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator ( 1 7) aus einem hoch isolierendem, hochdurch- schlagfestem Kunststoff-Material besteht.
6. Elektrofotografische Druckvorrichtung nach Anspruch 1 4 oder 1 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator ( 1 7) aus abriebfestem und mechanisch belastbarem keramischen oder silikatischem Material, beispielsweise aus Al203 oder Glas, besteht.
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