EP1721221A1 - Verfahren zum bedrucken eines aufzeichnungsträgers - Google Patents

Verfahren zum bedrucken eines aufzeichnungsträgers

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Publication number
EP1721221A1
EP1721221A1 EP05733672A EP05733672A EP1721221A1 EP 1721221 A1 EP1721221 A1 EP 1721221A1 EP 05733672 A EP05733672 A EP 05733672A EP 05733672 A EP05733672 A EP 05733672A EP 1721221 A1 EP1721221 A1 EP 1721221A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image
recording medium
radiation
potential
carrier
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Withdrawn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
EP05733672A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Schleusener
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.)
Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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 Oce Printing Systems GmbH and Co KG filed Critical Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Publication of EP1721221A1 publication Critical patent/EP1721221A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/12—Developers with toner particles in liquid developer mixtures
    • G03G9/125—Developers with toner particles in liquid developer mixtures characterised by the liquid
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
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    • G03G9/12—Developers with toner particles in liquid developer mixtures
    • G03G9/13—Developers with toner particles in liquid developer mixtures characterised by polymer components
    • G03G9/131—Developers with toner particles in liquid developer mixtures characterised by polymer components obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G—PHYSICS
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    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/16—Developers not provided for in groups G03G9/06 - G03G9/135, e.g. solutions, aerosols
    • G03G9/18—Differentially wetting liquid developers

Definitions

  • a potential image carrier e.g. a photoconductor to generate potential images (charge images) depending on the image, to color them in a developer station (inking station) and to print the image thus developed onto the recording medium.
  • Either dry toner or liquid developer can be used to develop the potential images.
  • a method for electrophoretic liquid development (electrographic development) in digital printing systems is known, for example, from EP 0 756 213 Bl or EP 0 727 720 Bl.
  • the process described there is also known under the name HVT (High Viscosity Technology).
  • a carrier liquid containing silicone oil with color particles (toner particles) dispersed therein is used as the developer liquid.
  • the color particles typically have a particle size of less than 1 micron. Further details can be found in EP 0 756 213 B1 or EP 0 727 720 B1, which form part of the disclosure of the present application.
  • Dry toner printing Thick layers of toner are used here, therefore high fixing energy is required with heavy paper use during heat or heat / pressure fixing; the abrasion of fixed dry toner layers in the printer and in post-processing is often problematic.
  • Liquid toner based on volatile carrier liquids The carrier liquid has an odor and is flammable, residues of carrier liquid remain on the recording medium, the evaporation time is in the range of several seconds or minutes, there is a tendency to smear.
  • Liquid toner, water based There is a risk of discharge of an electrostatic charge in contact with the conductive liquid (US 5943535), evaporation of the residual water on the recording medium is not possible in very short times at not too high temperatures, the optimization with regard to complete transmission is problematic. 4.) Liquid toner silicone oil based: Fixing on non-porous or non-silicone oil absorbing substrates is problematic. 5.) Conventional printing process: No variable printing form is possible, the edition 1 or low edition height is uneconomical.
  • the problem to be solved by the invention consists in specifying a method with which a fast-drying, highly abrasion-resistant printing of variable data or of small and medium-volume editions is possible on the basis of a potential image. This problem is solved according to the features of claim 1.
  • the invention solves the specified technical problem by using liquid UV-curable colorants which form a very thin dye film and which operate in principle according to electrophoretic processes, with charged dye particles being deposited imagewise in a photopolymerizable liquid by the action of an electrostatic potential image and the dye image is cured on the recording medium with a residual portion of the UV-curable liquid by UV radiation.
  • the photopolymerizable liquid is called the carrier liquid.
  • a high - resistance photopolymerizable carrier liquid for example acrylic ester
  • colored pigments, coated colored pigments or toner particles with colored pigments or. Dyes are suspended (hereinafter referred to as solid particles).
  • other substances can be added to the photopolymerizable liquid, such as charge control agents which charge the suspended particles in a targeted manner, initiators which accelerate the photopolymerization of the carrier liquid and agents which influence the surface tension and which control viscosity.
  • a high solids content of over 10% is preferably used.
  • the composition of the carrier liquid and the solid particles suspended therein is adjusted in such a way that the solid particles in the carrier liquid become charged with a preferred polarity.
  • the carrier liquid is called FPFE (photopolymerizable liquid developer) in the following.
  • FPFE photopolymerizable liquid developer
  • an inking station developer station
  • the FPFE is prepared in such a way that a constant amount of carrier liquid is available on an applicator roller per time and per area.
  • the FPFE is conveyed into the area of effect of a potential pattern on the potential image carrier, for example a photoconductor.
  • the potential pattern was previously generated on the potential image carrier by suitable means; eg by a common electrophotographic process.
  • a bias voltage can be applied to the applicator roller in such a way that there is a potential contrast between the image points of the potential pattern on the potential image carrier and the bias voltage.
  • the bias voltage can contain both DC and AC components.
  • a uniform FPFE film can be located in a contact zone between the applicator roller and the potential image carrier.
  • the solid particles are deposited on the potential image carrier in accordance with their preferred charge.
  • the solid particles forming the image to be printed are located in the area of the image areas to be colored in the immediate vicinity of the surface of the potential image carrier. In the areas that are not to be colored, the solid particles are located at a greater distance from the potential image carrier surface, preferably in the vicinity of the surface of the applicator roller.
  • the liquid layer adhering to the potential image carrier thus consists of a thin transparent photopolymerizable layer containing an image made of solid particles.
  • the liquid layer which contains the color image consisting of solid particles is referred to below as the image film.
  • the color image can preferably be transferred from the potential image carrier to a recording medium (printing material) with the support of an electrical field.
  • the image film is again separated in the same way as described above for the separation process at the end of the development process. This means that the solid particles are completely or almost completely and the transparent photopolymerizable layer is only partially (approx. 50%) transferred to the recording medium.
  • the same electrostatically assisted method can be used here as has been described above for the transfer from the potential image carrier to a recording medium.
  • the liquid content in the image film can be reduced, for example, on the potential image carrier, on an intermediate image carrier or on the recording medium.
  • This can be done, for example, by a take-off roller, which is brought into direct contact with the image film, whereby an electrical auxiliary field can be created in such a way that the solid particles with the correct preferred charge move away from the take-up roller and any incorrectly charged solid particles that are present move to the take-up roller become.
  • a liquid film can result on the take-off roller has approximately 50% of the liquid film thickness of the image film before contact with the take-off roller and predominantly contains only a few incorrectly charged solid particles. This frees part of the carrier liquid from the image film on the one hand, and on the other hand from any incorrectly charged solid particles which would otherwise lead to background impairments on the image-free surfaces on the recording medium.
  • the different color image separations can be generated one after the other on the potential image carrier and successively transferred either to an intermediate image carrier or to the recording medium.
  • the color image extracts can also be collected directly on the potential image carrier and then transferred together to the record carrier, or they can be transferred individually from the potential image carrier to the intermediate carrier and collected there and then transferred to the record carrier.
  • the printed image is fixed on the recording medium by irradiation with UV light.
  • the solid particles are embedded in a solid polymer matrix on the one hand, and on the other hand, the carrier liquid firmly bonds to the recording medium.
  • the carrier liquid in the non-image areas is solidified into a thin transparent film.
  • the transparent photopolymerizable liquid can penetrate into the recording media. With UV radiation, it is then solidified in the recording medium.
  • the coordination of chemical processes, spectral distribution and power density of the irradiation must be observed:
  • the process of UV curing can be optimized by the correct spectral distribution and the correct power density of the radiation.
  • a radiation source can be used, which is a combination of ultraviolet light (wavelength: 200 to 400 nm, abbreviation: UV), visible light (wavelength: 400 to 700 nm, abbreviation: VIS) and infrared heat radiation (wavelength: 700 nm to 10 ⁇ m, abbreviation: IR).
  • UV ultraviolet light
  • VIS visible light
  • IR infrared heat radiation
  • the relative proportion of these spectral ranges is selected so that the IR / VIS components are used for the activation of the bonds required for photopolymerization (heating) and the UV component is used to harden the photopolymerizable carrier liquid to adapt to the chemical composition of the photopolymerizable carrier liquid becomes.
  • Both the relative proportions of the spectral ranges and the absolute power density of the radiation must be adapted to the chemical properties of the substances involved, to the thickness of the layer to be polymerized and to the process speed of the printing and fixing process.
  • the fixing quality, the gloss and the abrasion resistance of the printed image can be adapted in accordance with the desired properties of the printed image and the load on the printed image to be expected in a certain post-processing line.
  • the UV-A radiation (wavelength: 320 to 400 nm) has a greater penetration depth and has a stronger volume effect, ie a polymerization of the entire layer volume.
  • the UV-B radiation (wavelength: 280 to 320 nm) causes a stronger hardening of the material on the surface than inside the recording medium.
  • the UV-C radiation (wavelength: 200 to 280 nm) is used for surface hardening.
  • protective gas e.g. nitrogen
  • Corona radiation before and / or during UV curing leads to reduced surface polymerization of the recording medium, which e.g. can be used to avoid excessive brittleness of the surface and better elasticity in post-processing.
  • a good flow of the image film and a good connection with the surface of the recording medium can be achieved with a high surface gloss. This may be necessary in particular in the case of non-porous recording media such as smooth polymer films or metal films. If a hard surface is required, UV-C radiation can be used to fix the surface.
  • a printed color separation can be fixed immediately, ie before the next color separation is transferred to the recording medium, as required.
  • the overall image which consists of several color separations, can also be fixed in a closed manner. It is also possible to produce individual color separations with special gloss or abrasion properties by subjecting these color separations to a separate fixing treatment and / or a specific corona pretreatment.
  • UV pre-fixing of reduced power density with subsequent roller embossing with a certain surface roughness and final fixing to achieve sufficient strength and hardness are possible.
  • UV radiation can also be used to increase the viscosity of the image film in any stages of the printing process when using reduced radiation power.
  • an intermediate image carrier with low surface energy e.g Teflon
  • Record carriers e.g. thick cardboard, wood or the like
  • Such a process can be optimized by using a corona pretreatment in combination with UV-A curing, which creates a volume-related image film with a sticky surface, which leads to a closed transfer of the image film with adhesive effect on the recording medium.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of a printing or copying device with which the method can be carried out
  • Fig. 2 shows the fixation in principle.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of an electrographic printing device.
  • a potential image carrier 101 e.g. a photoconductor drum exposed to an erase exposure 102.
  • the potential image carrier is then charged in the station 103.
  • Potential images of images to be printed are generated on the potential image carrier 101 by imagewise exposure in the station 104.
  • These potential images are developed in a developer station 200 by a liquid developer with the properties mentioned above.
  • liquid developer is taken from a developer supply 203 and fed to an applicator roller 201 via an application roller 202.
  • the applicator roller 201 conveys the liquid developer to the potential image carrier 101.
  • the applicator roller 201 is then cleaned in the cleaning station 204.
  • carrier liquid with solid particles is transferred to the potential image carrier 101 and is deposited there, in the non-image regions carrier liquid is transferred to the potential image carrier 101.
  • a film is thus formed on the potential image carrier 101 which contains carrier liquid with solid particles in the image regions and carrier liquid in the non-image regions.
  • the film is transferred to a recording medium 402 in a transfer printing station with an intermediate carrier 301.
  • a back pressure roller 401 is also used for this.
  • the intermediate carrier 301 can also be cleaned with the aid of an intermediate carrier cleaning 302.
  • the record carrier 402 is finally fed to a fixing station 500, in which the fixing takes place according to the method described above. 2 shows the course of the fixation.
  • the fixing station 500 has a radiation source 501, which emits the UV radiation 502 described above.
  • the radiation 502 is directed onto the recording medium 402 and strikes the film 503 which contains the printed images there.
  • the film has the solid particles 504 and the carrier liquid 505.
  • the radiation 502 connects the film 503 to the recording medium 402 using the method described above.
  • excess carrier liquid on the recording medium 402 or an intermediate medium 301 is to be removed, this can e.g. in the following manner: by means of a pickup roller which is in contact with an intermediate carrier and / or recording medium, by means of a pickup roller • which has a potential such that the charged solid particles are repelled by this pickup roller and only the carrier liquid is split up; the carrier liquid transferred on a non-absorbent pickup roller can e.g. removed by a squeegee;
  • the transferred carrier liquid z. B. be removed by a squeeze bar.

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Abstract

Zunächst werden auf einem Potentialbildträger Potentialbilder der zu druckenden Bilder erzeugt, die Potentialbilder durch einen Flüssigentwickler aus Farbmittel und einer fotopolymerisierbaren Flüssigkeit unter Bildung eines Bildfilms auf dem Potentialbildträger entwickelt und schließlich der Bildfilm auf den Aufzeichnungsträger (402) übertragen. Zur Fixierung des Bildfilmes, der die Druckbilder enthält, auf dem Aufzeichnungsträger (402), wird dieser einer UV- Strahlung ausgesetzt.

Description

Verfahren zum Bedrucken eines AufZeichnungsträgers
Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Aufzeichnungsträ- gers z.B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z.B. Kunststoff, Papier oder dünnen Metallfolien, ist es allgemein bekannt auf einem Potentialbildtrager, z.B. einem Fotoleiter, bildabhängig Potentialbilder (Ladungsbilder) zu erzeugen, diese in einer Entwicklerstation (Einfärbestation) einzufär- ben und das so entwickelte Bild auf den Aufzeichnungsträger umzudrucken.
Zum Entwickeln der Potentialbilder kann dabei entweder Tro- ckentoner oder Flüssigentwickler verwendet werden.
Ein Verfahren zur elektrophoretischen Flüssigentwicklung (e- lektrografische Entwicklung) in digitalen Drucksystemen ist z.B. aus EP 0 756 213 Bl oder EP 0 727 720 Bl bekannt. Das dort beschriebene Verfahren ist auch unter dem Namen HVT (High Viscosity Technology) bekannt. Dabei wird als Entwicklerflüssigkeit eine Silikonöl enthaltende Trägerflüssigkeit mit darin dispergierten Farbteilchen (Tonerpartikeln) verwendet. Die Farbteilchen haben typischerweise eine Partikelgröße von weniger als 1 micron. Näheres hierzu ist aus EP 0 756 213 Bl oder EP 0 727 720 Bl entnehmbar, die Bestandteil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung sind. Dort sind e- lektrophoretische Flüssigentwicklungsverfahren der genannten Art mit Silikonöl als Trägerflüssigkeit mit darin dispergier- ten Farbstoffteilchen beschrieben und zudem eine Entwicklerstation aus einer oder mehreren Applikatorwalzen zum Benetzen des Potentialbildträgers (Entwicklerwalze) mit Flüssigentwickler entsprechend den Potentialbildern auf dem Potentialbildtrager. Über eine oder mehrere Transferwalzen wird dann das entwickelte Potentialbild auf den Aufzeichnungsträger ü- bertragen. Um die Tonerbilder in dem Aufzeichnungsträger zu befestigen, werden diese in einer Fixierstation fixiert.
Die Nachteile der bekannten Fixierverfahren sind im folgenden Punkten zu sehen:
1.) Trockentonerdruck: Hier werden dicke Tonerschichten verwendet, deshalb ist hoher Fixierenergiebedarf erforderlich mit starker Papierbeanspruchung bei Hitze- oder Hitze/Druckfixierung; der Abrieb von fixierten Trockentonerschichten im Drucker und in der Nachverarbeitung ist häufig problematisch. 2.) Flüssigtoner auf Basis flüchtiger Trägerflüssigkeiten: Die Trägerflüssigkeit ist mit Geruch behaftet und brennbar, Reste an Trägerflüssigkeit bleiben auf dem Aufzeich- nungsträger, die Verdunstungszeit liegt im Bereich mehrerer Sekunden bzw. Minuten, Schmierneigung besteht. 3.) Flüssigtoner, Wasser basiert: Gefahr der Entladung eines elektrostatischen Ladungsbildes im Kontakt mit der leitfähigen Flüssigkeit besteht (US 5943535) , Verdunstung des Restwassers auf dem Aufzeichnungsträger ist bei nicht zu hohen Temperaturen nicht in sehr kurzen Zeiten möglich, die Optimierung hinsichtlich vollständiger Übertragung ist problematisch. 4.) Flüssigtoner Silikonöl basiert: Fixierung auf nicht porösen bzw. nicht Siliconöl aufnehmenden Substraten ist problematisch. 5.) Konventionelles Druckverfahren: Es ist keine variable Druckform möglich, die Auflage 1 bzw. niedrige Auflagenhöhe ist unwirtschaftlich.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein schnell trocknendes hochabriebfestes Drucken variabler Daten bzw. von Auflagen kleineren und mittleren Volumens auf der Basis eines Potentialbil- des möglich ist. Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Die Erfindung löst das angegebene technische Problem durch Verwendung flüssiger UV- härtbarer Farbmittel , die einen sehr dünnen Farbstoff film bilden und dem Prinzip nach wie e- lektrophoretische Verfahren funktionieren, wobei geladene Farbstoffteilchen in einer fotopolymerisierbaren Flüssigkeit durch die Wirkung eines elektrostatischen Potentialbildes bildmäßig abgelagert werden und auf dem Aufzeichnungsträger das Farbstoffbild mit einem Restanteil der UV -härtbaren Flüssigkeit durch UV-Bestrahlung gehärtet wird .
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen .
Im folgenden wird die fotopolymerisierbare Flüssigkeit Trägerflüssigkeit genannt . Um Härtung zu erreichen, wird eine hochohmige fotopolymeri- sierbare Trägerflüssigkeit ( zum Beispiel Acrylester) verwendet, in der Farbpigmente, ummantelte Farbpigmente oder Tonerteilchen mit Farbpigmenten bzw . Farbstoffen suspendiert werden (im folgenden Feststoffteilchen genannt) . Außerdem können der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit weitere Substanzen zu- gefügt werden, wie Ladungssteuerstoffe, die die suspendierten Teilchen Ziel gerichtet aufladen, Initiatoren, die die Fotopolymerisation der Trägerflüssigkeit beschleunigen sowie o- berflächenspannungsbeeinflussende und viskositätssteuernde Mittel . Es wird vorzugsweise ein hoher Feststof fanteil von über 10 % eingesetzt . Die Zusammensetzung der Trägerflüssigkeit und der darin suspendierten Feststoffteilchen wird so eingestellt, dass sich die Feststoffteilchen in der Trägerflüssigkeit mit einer Vorzugspolarität aufladen .
Die Trägerflüssigkeit wird im folgenden FPFE ( fotopolymeri- sierbarer Flüssigentwickler) genannt . In einer Einfärbestation (Entwicklerstation) wird der FPFE derart aufbereitet, dass auf einer Applikatorwalze eine pro Zeit und pro Fläche konstante Trägerflüssigkeitsmenge vorhanden ist. Auf dieser Applikatorwalze wird der FPFE in den Wirkungsbereich eines Potentialmusters auf dem Potentialbildtrager, z.B. einem Fotoleiter, gefördert. Das Potentialmuster wurde vorher durch geeignete Mittel auf dem Potentialbildtrager erzeugt; z.B. durch einen üblichen elektrofotografischen Prozess .
An die Applikatorwalze kann eine Bias-Spannung derart angelegt werden, dass sich ein Potentialkontrast zwischen den Bildstellen des Potentialmusters auf dem Potentialbildtrager und der Bias-Spannung ergibt. Die Biasspannung kann neben DC- auch AC-Komponenten enthalten.
Zwischen Applikatorwalze und Potentialbildtrager kann sich in einer Kontaktzone ein gleichmäßiger FPFE-Film befinden. Im elektrischen Feld des Potentialbildes zwischen Potentialbild- träger und Applikatorwalze werden die Feststoffteilchen entsprechend ihrer Vorzugsladung bildmäßig auf dem Potentialbildtrager abgelagert. Bei der Trennung des FPFE-Films am Ende der Kontaktzone befinden sich die das zu druckende Bild formenden Feststoffteilchen im Bereich der einzufärbenden Bildflächen in direkter Nähe der Oberfläche des Potentialbildträgers. In den nicht einzufärbenden Bereichen befinden sich die Feststoffteilchen in größerer Entfernung von der Potentialbildträgeroberfläche, bevorzugt in der Nähe der Oberfläche der Applikatorwalze.
Somit werden sich im Moment der Trennung der FPFE-Films vom Potentialbildtrager die bildgebenden Feststoffteilchen in dem Teil des Flüssigkeitsfilms befinden, der sich mit dem Potentialbildtrager weiterbewegt. Die nicht einzufärbenden Flächen des am Potentialbildtrager haftenden Filmes sind frei bzw. nahezu frei von Feststoffteilchen. Damit besteht die am Potentialbildtrager haftenden Flüssigkeitsschicht aus einer dünnen transparenten fotopolymersierbaren Schicht, die ein aus Feststoffteilchen bestehendes Bild enthält. Die Flüssigkeitsschicht, die das aus Feststoffteilchen bestehende Farbbild enthält, wird im folgenden Bildfilm genannt.
Das Farbbild kann in einem nachfolgenden Schritt bevorzugt mit Unterstützung eines elektrischen Feldes vom Potentialbildtrager auf einen Aufzeichnungsträger (Bedruckstoff) übertragen werden. Dabei wird der Bildfilm wiederum in gleicher Weise aufgetrennt wie es oben für den Trennungsvorgang am Ende des Entwicklungsprozesses beschrieben worden ist. D.h., dass die Feststoffteilchen vollständig bzw. fast vollständig und die transparente fotopolymerisierbare Schicht nur teilweise (ca. 50 %) auf den Aufzeichnungsträger übertragen wer- den. Es ist ebenfalls möglich, das Farbstoffbild vom Potentialbildtrager erst auf einen Zwischenbildträger (Drucktuch, Umdruckwalze) und danach auf einen Aufzeichnungsträger zu ü- bertragen. Hierbei kann das gleiche elektrostatisch unterstützte Verfahren verwendet werden, wie es oben für den Transfer vom Potentialbildtrager auf einen Aufzeichnungsträger beschrieben worden ist.
Eine Reduzierung des Anteils an fotopolymerisierbarer Trägerflüssigkeit im Bildfilm und damit Reduzierung von unerwünsch- tem Hintergrund kann an verschiedenen Stellen im Druckprozess erfolgen:
Der Flüssigkeitsanteil im Bildfilm kann z.B. auf dem Potentialbildtrager, auf einem Zwischenbildträger oder auf dem Auf- zeichnungsträger reduziert werden. Dies kann z.B. durch eine Abnehmerwalze erfolgen, die in direktem Kontakt mit dem Bildfilm gebracht wird, wobei ein elektrisches Hilfsfeld derart angelegt werden kann, dass die Feststoffteilchen mit der richtigen Vorzugsladung von der Abnehmerwalze weg und die evtl. vorhandenen falsch geladenen Feststoffteilchen zur Abnehmerwalze hin bewegt werden. Nach dem Trennungsvorgang kann sich auf der Abnehmerwalze ein Flüssigkeitsfilm ergeben, der ca. 50 % der Flüssigkeitsfilmdicke des Bildfilmes vor dem Kontakt mit der Abnehmerwalze aufweist und überwiegend nur einige falsch geladene Feststoffteilchen enthält. Damit wird der Bildfilm einerseits von einem Teil der Trägerflüssigkeit und andererseits von evtl. vorhandenen falsch geladenen Fest- stoffteilchen befreit, die sonst auf dem Aufzeichnungsträger zu Hintergrundbeeinträchtigungen auf den bildfreien Flächen führen würden.
Beim Mehrfarbendruck können die verschiedenen Farbbildauszüge nacheinander auf dem Potentialbildtrager erzeugt und nacheinander entweder auf einem Zwischenbildträger oder auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden. Die Farbbildauszüge können auch direkt auf dem Potentialbildtrager gesammelt und dann gemeinsam auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden oder sie können einzeln vom Potentialbildtrager auf den Zwischenträger übertragen und auf diesem gesammelt werden und dann auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden.
Das Druckbild wird auf dem Aufzeichnungsträger durch Bestrahlung mit UV-Licht fixiert. Durch Fotopolymerisation der transparenten Trägerflüssigkeit werden die Feststoffteilchen einerseits in eine feste Polymermatrix eingebettet, andererseits verbindet sich die Trägerflüssigkeit fest mit dem Auf- zeichnungsträger. Die Trägerflüssigkeit in den Nichtbildbereichen wird zu einem dünnen transparenten Film verfestigt. Bei porösen bzw. saugfähigen AufZeichnungsträgern kann die transparente fotopolymerisierbare Flüssigkeit in den Aufzeichnungsträger eindringen. Bei UV-Bestrahlung wird sie dann im Aufzeichnungsträger verfestigt.
Für die Bestrahlung des AufZeichnungsträgers ist die Abstimmung chemische Vorgänge- Spektralverteilung und Leistungsdichte der Bestrahlung zu beachten: Im einzelnen kann der Vorgang der UV-Härtung durch die richtige Spektralverteilung und die richtige Leistungsdichte der Strahlung optimiert werden.
- In der Regel kann eine Strahlungsquelle verwendet werden, die eine Kombination von ultraviolettem Licht (Wellenlänge: 200 bis 400 nm, Kürzel: UV), sichtbarem Licht (Wellenlänge: 400 bis 700 nm, Kürzel: VIS) und infraroter Wärmestrahlung (Wellenlänge: 700 nm bis lOμm, Kürzel: IR) ab- strahlt. Dabei wird der relative Anteil dieser Spektralbereiche so gewählt, dass in Anpassung an die chemische Zusammensetzung der fotopolymerisierbaren Trägerflüssigkeit die IR/VIS-Komponenten für die Aktivierung der zur Fotopolymerisation benötigten Bindungen (Erwärmung) verwendet werden und die UV-Komponente zur Härtung der fotopolymerisierbaren Trägerflüssigkeit genutzt wird. Sowohl die relativen Anteile der Spektralbereiche sowie die absolute Leistungsdichte der Strahlung müssen an die chemischen Eigenschaften der beteiligten Stoffe, an die Dicke der zu poly- merisierenden Schicht und an die Prozessgeschwindigkeit des Druck -und Fixierprozesses angepasst werden.
Mit folgenden Maßnahmen kann eine Feinabstufung des Fixierprozesses, eine Beeinflussung des Glanzes und der Abriebfes- tigkeit des Druckbildes durchgeführt werden:
Durch gezielten Einsatz bestimmter UV-Wellenlängenbereiche können die Fixierqualität, der Glanz und die Abriebfestigkeit des Druckbildes entsprechend der gewünschten Eigen- schaffen des Druckbildes und der in einer bestimmten Nachverarbeitungslinie zu erwartenden Belastung des Druckbildes angepasst werden.
- Die UV-A Strahlung (Wellenlänge: 320 bis 400 nm) hat eine größere Eindringtiefe und bewirkt eine stärkere Volumenwirkung, d.h. eine Polymerisation des gesamten Schichtvolumens . - Die UV-B Strahlung (Wellenlänge: 280 bis 320 nm) bewirkt infolge geringerer Eindringtiefe eine stärke Härtung des Materials an der Oberfläche als im Inneren des Aufzeich- nungsträgers .
Die UV-C Strahlung (Wellenlänge: 200 bis 280 nm) wird zur Oberflächenhärtung eingesetzt.
- Der Einsatz von Schutzgas (z.B. Stickstoff) führt zu verstärkter Oberflächenhärtung.
Eine Koronabestrahlung vor und/oder während der UV-Härtung führt zu verringerter Oberflächenpolymerisation des Auf- Zeichnungsträgers, was z.B. zur Vermeidung einer zu starken Sprödigkeit der Oberfläche und zu besserer Elastizität in der Nachverarbeitung eingesetzt werden kann.
- Durch die geeignete Kombination von Korona-Einwirkung, IR/VIS und UV-A- Strahlung in einem ersten Fixierschritt kann ein gutes Verfließen des Bildfilmes und eine gute Verbindung mit der Oberfläche des AufZeichnungsträgers bei hohem Oberflächenglanz erzielt werden. Dies kann insbesondere bei nichtporösen AufZeichnungsträgern wie glatten Po- lymerfolien oder Metallfolien erforderlich sein. Wird eine harte Oberfläche gewünscht, kann mit UV-C- Strahlung nachfixiert werden.
Bei der Fixierung im Mehrfarbendruck sind die folgenden Ge- sichtpunkte von Bedeutung:
Beim Mehrfarbendruck kann je nach Bedarf ein gedruckter Farbauszug sofort, d.h. vor der Übertragung des nächsten Farbauszuges auf den Aufzeichnungsträger, fixiert werden. Es kann auch eine geschlossene Fixierung des Gesamtbildes erfolgen, das aus mehreren Farbauszügen besteht. Es ist auch möglich, einzelne Farbauszüge mit besonderen Glanz- oder Abriebeigenschaften zu erzeugen, indem diese Farbauszüge einer gesonderten Fixierbehandlung und/oder einer bestimmten Korona-Vorbehandlung unterworfen werden.
Um bestimmte Glanz- oder Matt-Eigenschaften zu erhalten, ist auch eine UV-Vorfixierung verminderter Leistungsdichte mit nachfolgender Walzenprägung mit bestimmter Oberflächenrauhigkeit und eine Endfixierung zum Erreichen der ausreichenden Festigkeit und Härte möglich.
Bei der Zwischenfixierung bzw. zur Viskositätserhöhung oder Übertragung auf sehr dicke Aufzeichnungstrager können folgende vorteilhafte Schritte durchgeführt werden:
Die UV-Bestrahlung kann in den oben beschriebenen Varianten bei Einsatz verringerter Bestrahlungsleistung auch zur Erhöhung der Viskosität des Bildfilmes in beliebigen Stufen des Druckprozesses eingesetzt werden. Z.B. kann zur Unterstützung des Umdrucks des Bildfilmes auf einen sehr dicken Aufzeichnungsträger, bei dem auch eine elektrostatische Umdruckunterstützung auf Schwierigkeiten stößt, dessen Viskosität derart erhöht werden, dass der gesamte Bildfilm von einem Zwischenbildträger mit geringer Ober- flächenenergie (z.B. Teflon) durch Andruck auf den dicken Aufzeichnungsträger (z.B. dicker Karton, Holz o.a.) übertragen werden kann.
- Ein solcher Prozess kann dadurch optimiert werden, dass eine Korona-Vorbehandlung in Kombination mit UV-A Härtung benutzt wird, wodurch ein im Volumen zusammenhängender Bildfilm mit klebriger Oberfläche erzeugt wird, was zu einer geschlossenen Übertragung des Bildfilmes mit Klebewirkung auf den Aufzeichnungsträger führt.
- Ein UV-A/B-Nachfixieren führt zu hinreichender Haftung und Festigkeit des Bildfilmes auf dem Aufzeichnungsträger. An Hand eines Ausführungsbeispieles, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung einer Druck- oder Kopiereinrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann;
Fig. 2 die Fixierung in prinzipieller Darstellung.
Aus Figur 1 ergibt sich eine prinzipielle Darstellung einer elektrografischen Druckeinrichtung. Zunächst wird ein Potentialbildtrager 101, z.B. eine Fotoleitertrommel, einer Lösch- belichtung 102 ausgesetzt. Anschließend erfolgt die Aufladung des Potentialbildträgers in der Station 103. Auf dem Potentialbildtrager 101 werden durch bildmäßige Belichtung in der Station 104 Potentialbilder von zu druckenden Bildern erzeugt. Diese Potentialbilder werden in einer Entwicklerstati- on 200 durch einen Flüssigentwickler mit den oben genannten Eigenschaften entwickelt. Dazu wird aus einem Entwicklervorrat 203 Flüssigentwickler entnommen und über eine Antragswalze 202 einer Applikatorwalze 201 zugeführt. Die Applikatorwalze 201 fördert den Flüssigentwickler zum' Potentialbildträ- ger 101. Anschließend wird die Applikatorwalze 201 in der Reinigungsstation 204 gereinigt.
Bei der Entwicklung der Potentialbilder auf dem Potentialbildtrager 101 geht in den Bildbereichen Trägerflüssigkeit mit Feststoffteilchen auf den Potentialbildtrager 101 über und lagert sich dort ab, in den Nichtbildbereichen wird Trägerflüssigkeit zum Potentialbildtrager 101 übertragen. Auf dem Potentialbildtrager 101 bildet sich somit ein Film, der in den Bildbereichen Trägerflüssigkeit mit Feststoffteilchen enthält, in den Nichtbildbereichen Trägerflüssigkeit. In einer Umdruckstation mit einem Zwischenträger 301 wird der Film auf einen Aufzeichnungsträger 402 übertragen. Dazu wird noch eine Gegendruckwalze 401 eingesetzt. Der Zwischenträger 301 kann noch mit Hilfe einer Zwischenträgerreinigung 302 ge- reinigt werden.
Der Aufzeichnungsträger 402 wird schließlich einer Fixierstation 500 zugeführt, in der nach dem oben ausgeführten Verfahren die Fixierung erfolgt. Aus Fig. 2 ergibt sich der Ablauf der Fixierung. Die Fixierstation 500 weist eine Strahlungsquelle 501 auf, die die oben beschriebene UV- Strahlung 502 abgibt. Die Strahlung 502 wird auf den Aufzeichnungsträger 402 gelenkt und trifft dort auf den Film 503, der die Druckbilder enthält, auf. Der Film weist die Feststoffteilchen 504 und die Trägerflüssigkeit 505 auf. Durch die Strahlung 502 wird der Film 503 mit dem Aufzeichnungsträger 402 nach dem oben geschilderten Verfahren verbunden.
Wenn überschüssige Trägerflüssigkeit, auf dem Aufzeichnungs- träger 402 oder einem Zwischenträger 301 beseitigt werden soll, kann dies z.B. auf folgende Weise erfolgen: durch eine Abnehmerwalze, die sich im Kontakt mit einem Zwischenträger und/oder Aufzeichnungstrager befindet, durch eine Abnehmerwalze • die ein Potential derart aufweist, dass die geladenen Feststoffteilchen von dieser Abnehmerwalze abgestoßen werden und nur die Trägerflüssigkeit aufgespalten wird; die auf einer nichtsaugfähigen Abnehmerwalze übertragene Trägerflüssigkeit kann z.B. durch ein Rakel entfernt wer- den;
- wenn die Abnehmerwalze einen saugfähigen Belag aufweist , kann die übertragene Trägerflüssigkeit z . B . durch eine Abquetschstange entfernt werden . Bezugszeichenliste
101 Potentialbildtrager 102 Löschbelichtung 103 Aufladung 104 bildmäßige Belichtung 105 Reinigung des Potentialbildträgers 200 Entwicklerstation 201 Applikatorwalze 202 Zuführwalze 203 Flüssigentwicklerförderung 204 Reinigung der Applikatorwalze 301 Zwischenträger 302 Reinigung des Zwischenträgers 401 Gegendruckwalze 402 Aufzeichnungsträger 500 Fixierstation 501 Strahlungsquelle 502 Strahlung 503 Druckbild 504 Feststoffteilchen 505 Trägerflüssigkeit

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Bedrucken eines AufZeichnungsträgers, - bei dem auf einem Potentialbildtrager (101) Potential- bilder der zu druckenden Bilder erzeugt werden, - bei dem die Potentialbilder durch einen Flüssigentwickler aus Farbmittel und einer fotopolymerisierbaren Flüssigkeit unter Bildung eines Bildfilms auf dem Potentialbildtrager (101) entwickelt werden, - bei dem der Bildfilm auf den Aufzeichnungsträger (402) übertragen wird, - bei dem mit einer UV-Strahlung der Bildfilm auf dem Aufzeichnungsträger (402) fixiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die fotopolymerisierbare Flüssigkeit hochohmig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei der die fotopolymerisierbare Flüssigkeit transparent ist.
4. Verfahren nach einem der der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die fotopolymerisierbaren Flüssigkeit aus Acryl- ester besteht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Flüssigentwickler durch Suspendierung von Feststoffteilchen aus Pigmenten, ummantelten Pigmenten oder Tonerteilchen mit Pigmenten bzw. Farbstoffen in der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit hergestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit Ladungs- steuerstoffe hinzugefügt werden, die die Aufladung der suspendierten Feststoffteilchen beeinflussen.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit Initiatoren zugesetzt werden, die die Fotopolymerisation der Flüssigkeit beschleunigen.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit oberflä- chenspannungsbeeinflussende und viskositätssteuernde Mittel zugesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem der Anteil an Feststoffteilchen in dem Flüssigentwickler >10 % ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die Zusammensetzung der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit und der darin suspendierten Feststoffteilchen derart gewählt wird, dass sich die Feststoffteilchen in der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit mit einer Vorzugs- polarität aufladen.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Flüssigentwickler in einer Einfärbestation (200) enthalten ist und durch eine Applikatorwalze (201) zum Potentialbildtrager (101) transportiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem mit der Applikatorwalze (201) eine pro Zeit und pro Fläche konstante Menge an Flüssigentwickler zum Po- tentialbildträger (101) transportiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem an die Applikatorwalze (201) eine derartige Vorspannung angelegt wird, dass der Übergang der Feststoff- teilchen des Flüssigentwicklers in den Bildflächen des Potentialbildträgers (101) gefördert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, bei dem von dem Flüssigentwickler die Feststoffteilchen und ein Teil der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit von der Applikatorwalze (201) auf den Potentialbildtrager (101) in Bereichen übergeht, in denen Potentialbilder vorliegen, um dort den Bildfilm zu bilden, während in den Bereichen, in denen keine Potentialbilder vorliegen, fotopolymerisierbare Flüssigkeit auf den Potentialbildtrager (101) übergeht.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 14 bei dem beim Umdruck der entwickelten Potentialbilder vom Potentialbildtrager (101) auf den Aufzeichnungsträger (402) oder einen Zwischenbildträger (301) vom Bildfilm die Feststoffteilchen und ein Teil der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit übergeht.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem der Übergang des Bildfilms auf den Zwischenträger (301) bzw. Aufzeichnungsträger (402) durch ein zwischen dem Zwischenträger (301) bzw. Aufzeichnungsträger (402) und dem Potentialbildtrager (101) bestehendes elektrisches Feld unterstützt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem der Übergang des Bildfilms vom Zwischenträger (301) auf den Aufzeichnungsträger (402) durch ein elektrisches Feld unterstützt wird.
18. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem zur Reduzierung der fotopolymerisierbaren Flüssigkeit im Bildfilm eine Abnehmerwalze eingesetzt wird, die in Kontakt mit dem Bildfilm gebracht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem an die Abnehmerwalze ein derartiges Hilfspotential angelegt wird, dass die das Potentialbild einfärbenden Feststoffteilchen von der Abnehmerwalze abgestoßen wer- den.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem durch die Abnehmerwalze die fotopolymerisierbare Flüssigkeit um ca. 50 % reduziert wird.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Mehrfarbendruck die verschiedenen Farbauszüge nacheinander auf den Potentialbildtrager (101) aufgebracht werden und nacheinander auf den Aufzeichnungsträ- ger (402) oder Zwischenträger (301) übertragen werden.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Mehrfarbendruck die Farbauszüge auf dem Potentialbildtrager (101) gesammelt werden und anschließend auf den Aufzeichnungsträger (402) oder Zwischenträger (301) übertragen werden.
23. Verfahren nach der vorgehenden Ansprüche, bei dem das Druckbild durch UV- Licht auf dem Aufzeich- nungsträger fixiert wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem bei der Fixierung das UV- Licht den Bildfilm derart beeinflusst, dass die Feststoffteilchen durch Fotopo- lymerisation in eine feste transparente Polymermasse eingebettet werden.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem die fotopolymerisierbare Flüssigkeit in den Nichtbildbereichen zu einem transparenten Film verfestigt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, bei dem die UV- Härtung durch Einstellung der Spektralverteilung und Leistungsdichte der Strahlung optimiert wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, bei dem eine Strahlungsquelle eingesetzt wird, die eine Kombination von ultravioletten Licht, sichtbaren Licht und infraroter Wärmestrahlung abstrahlt.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Wellenlänge des ultravioletten Lichtes im Bereich von 200 bis 400 nm liegt.
29, Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, bei dem die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes im Bereich von 400 bis 700 nm liegt.
30. Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, bei dem die Wellenlänge der Wärmestrahlung im Bereich von 700 nm bis 10 μm liegt.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30 bei dem die Strahlung derart eingestellt wird, dass das sichtbare Licht und die Wärmestrahlung die zur Aktivierung der für die Fotopolymerisation benötigten Wärme erzeugt und die UV- Strahlung die fotopolymerisierbare Flüssigkeit härtet.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, bei dem die Wellenlängen der Strahlung derart gewählt werden, dass zusätzlich das Druckbild mit Glanz versehen wird und/oder abriebfest wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, bei dem die Wellenlänge der UV- Strahlung von 320 bis 400 nm eingestellt wird, wenn ein größere Eindringtiefe und eine stärkere Volumenwirkung beim Aufzeichnungsträger (402) erreicht werden soll.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, bei dem die Wellenlänge der UV- Strahlung von 280 bis 320 nm gewählt wird, wenn eine geringere Eindringtiefe und eine stärkere Härtung des Druckbildes an der Oberfläche des AufZeichnungsträgers (402) erreicht werden soll.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 32, bei dem die Wellenlänge der UV- Strahlung von 200 bis 280 nm gewählt wird, , wenn eine stärkere Härtung der Oberfläche des Druckbildes auf dem Aufzeichnungsträger (402) erreicht werden soll.
36. Verfahren nach Anspruch 35, bei dem ein Schutzgas eingesetzt wird, wenn eine verstärkte Oberflächenhärtung erreicht werden soll.
37. Verfahren nach Anspruch 36, bei dem als Schutzgas Stickstoff verwendet wird.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 35 bis 37, bei dem vor und/oder nach der UV- Härtung der Aufzeich- nungsträger (402) einer Koronabestrahlung ausgesetzt wird.
39. Verfahren nach 38, bei dem Koronastrahlung, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht und UV- Strahlung der Wellenlänge 320 bis 400 nm kombiniert wird, wenn ein gutes Verfließen des Druckbildes und eine gute Verbindung mit der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers (402) bei hohem Oberflächenglanz erreicht werden soll.
40. Verfahren nach Anspruch 39, bei dem eine Nachfixierung mit einer UV- Strahlung der Wellenlänge 200 bis 280 nm durchgeführt wird, wenn eine harte Oberfläche des Druckbildes erreicht werden soll.
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 40, bei dem bei einer UV- Vorfixierung mit verminderter Leistungsdichte eine Walzenprägung nachfolgen kann.
42. Verfahren nach der Ansprüche 24 bis 41, bei dem ein UV- Strahlung zur Erhöhung der Viskosität des Bildfilmes eingesetzt wird.
43. Verfahren nach Anspruch 42, bei dem zusätzlich der Bildfilm einer Koronastrahlung ausgesetzt wird.
44. Verfahren nach Anspruch 42 oder 43, bei dem die Viskositätserhöhung des Bildfilmes derart ist, dass der Umdruck des Bildfilms auf den Aufzeichnungsträger (402) durch Andruck erfolgt.
45. Elektrografische Druck- oder Kopiereinrichtung, bei der auf einem Aufzeichnungsträger (402) umgedruckte Druckbilder (503) gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche fixiert wird.
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