[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach Anspruch 1.
[0002] Aus der JP 63-220177 ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem eine ferroelektrische
Druckform zum Drucken verwendet wird. Die Druckform hat eine ebene Oberfläche, die
zum Drucken mit einem trockenen, pulverförmigen Toner betonert wird. Vor dem Druckprozeß
wird die Druckform bebildert. Hierzu wird sie entsprechend dem zu druckenden Bild
bildmäßig positiv und negativ polarisiert. In einem darauffolgenden Entwicklungsschritt
ziehen positiv geladene Flächenanteile der Druckform negativ geladene Tonerpartikel
an. Diese werden dann auf Papier gedruckt.
[0003] Aus der US 3 899 969 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mit pyroelektrischen Materialien,
wie z.B. PLZT, gedruckt wird. Ein pyroelektrischer Film wird dadurch bebildert, daß
an ihn ein elektrisches Feld angelegt wird, wahrend er gleichzeitig bei einer Temperatur
gehalten wird, die oberhalb einer für das Material spezifischen Dipol-Orientierungstemperatur
gehalten wird. Nachdem der Film auf Umgebungstemperatur abgekühlt ist, wird er in
ein warmes Tonerbad getaucht, wodurch er erneut erwärmt wird, so daß er dann auf seiner
Oberfläche elektrische Ladungen aufweist, die in der Lage sind, geladene Tonerpartikel
anzuziehen und auf der Oberfläche des pyroelektrischen Films abzulagern. Abschließend
werden die Tonerpartikel auf das Papier übertragen. Bei dem bekannten Verfahren wird
der pyroelektrische Effekt sowohl bei der Herstellung des latenten Bildes als auch
bei dessen Entwicklung ausgenutzt, d. h. daß ein pyroelektrisches Material bei Erwärmung
und unter Anlegung eines elektrischen Feldes permanent gepolt wird und daß es zur
Bebilderung in ein warmes oder kaltes Tonerbad eingebracht wird, das geladene Tonerpartikel
enthält.
[0004] Aus der DE 25 30 290 A1 sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drucken
und Kopieren bekannt, bei denen Ferroelektrika verwendet werden. Einem Ferroelektrikum
wird in einem ersten Schritt bildmäßig ein äußeres elektrisches Feld oder eine mechanische
Kraft aufgeprägt, wodurch auf der Oberfläche des Materials ein bildmäßiges ferroelektrisches
Polarisationsmuster erzeugt wird. In einem zweiten Schritt wird in dem ferroelektrischen
Material eine Veränderung eines äußeren elektrischen Feldes, einer mechanischen Kraft
oder einer Wärme zur vorübergehenden Änderung der Stärke der ferroelektrischen Polarisation
erzeugt, um so auf der Materialoberfläche des Ferroelektrikums ein dem Muster der
ferroelektrischen Polarisation entsprechendes bildmäßiges Ladungsmuster zu erzeugen.
[0005] Eine Druckform mit einer dielektrischen oder photoleitfähigen Schicht ist aus der
DE 19 57 403 B2 bekannt. Dieser Schicht sind zur bildmäßigen Aufladung Elektroden
zugeordnet. Mittels einer Ionenquelle und einer bildmäßig ansteuerbaren Optik wird
auf der Oberfläche der Druckform ein Ladungsbild erzeugt, worauf geladene Tonerpartikel
entsprechend dem Ladungsbild aufgenommen werden. Im Kontakt mit einem Bedruckstoff
wird der Toner von der Druckform auf den Bedruckstoff übertragen. Da die Ladung der
Druckform bei Aufnahme des Toners neutralisiert wird, muß vor jedem Druck die Druckform
erneut angesteuert, d.h. das Ladungsbild erneut erzeugt werden.
[0006] Darüber hinaus ist aus der GB 1 311 673 ein Verfahren zum Steuern des Tonens oder
der Farbgebung bei Druck- oder Kopiervorgängen bekannt, bei dem eine Druckform verwendet
wird, die eine Vielzahl von kleinen Näpfchen auf ihrer Oberfläche aufweist, die die
Druckfarbe aufnehmen. Diese Näpfchen ähneln Tiefdrucknäpfchen. Während des Druckprozesses
werden die Tonerpartikel in den Näpfchen entsprechend dem von einer ersten Elektrode
in der Nähe der Oberfläche des Formzylinders erzeugten elektrischen Feld elektrisch
geladen und werden je nach Ladungszustand zur Oberfläche oder zum Boden der Näpfchen
bewegt. Als zweite Elektrode dient die elektrisch leitende Oberfläche des Druckzylinders,
der eine Bedruckstoffbahn gegen den Formzylinder drückt. Entsprechend ihrem Ladungszustand
und der Ladung der Oberfläche des Druckzylinders werden die geladenen Partikel auf
die Bedruckstoffbahn übertragen oder verbleiben in den Näpfchen. Nach jedem Druck-
oder Kopierschritt muß der Ladungsvorgang wiederholt weden.
[0007] Den aus der DE 19 57 403 B2 und der GB 1 311 673 bekannten elektrostatischen Verfahren
ist somit gemeinsam, daß die elektrischen Ladungen nach jeder Übertragung der Farbelemente
auf den Bedruckstoff wieder verschwinden und erneut aufgebracht werden müssen.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Druckverfahren zu schaffen, das
sich gleichermaßen durch die Einfachheit in seiner Ausführung wie durch hohe Druckqualität
auszeichnet.
[0009] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0010] Durch die Verwendung eines ferroelektrischen Materials für den Aufbau eines Ladungsbildes
ist es gelungen, das einmal erzeugte Ladungsbild für die gesamte Auflage einer Bildvorlage
aufrechtzuerhalten, ohne Zwischenansteuerungsvorgänge durchführen zu müssen. Die einmal
angesteuerte Druckform nimmt beim Durchgang des Farbwerkes den Toner auf und gibt
diesen an einen Bedruckstoff ab, wobei das Ladungsbild aufrechterhalten bleibt.
[0011] Aus der EP 0 262 475 A2 ist zwar die Einführung von ferroelektrischen Materialien
in Druckmaschinen bekannt geworden, bei der darin beschriebenen Anwendung erfolgt
jedoch keine Nutzung des elektrischen Feldes. Die bekannte Anlage bezieht sich vielmehr
auf den konventionellen Offsetdruck mit Ölfarben und Feuchtmitteln. Bei diesem bekannten
Verfahren wird die Eigenschaft genutzt, daß unterschiedlich polarisierte Stellen des
ferroelektrischen Materials unterschiedliche Affinitäten für Öl und Wasser haben.
[0012] Bei der vorliegenden Erfindung dagegen geht es um ein Druckverfahren, bei dem elektrisch
geladene Tonerpartikel verwendet werden. Es hat sich hierbei überraschenderweise herausgestellt,
daß in einem Arbeitsgang ein Mehrfarbendruck möglich ist. Das ferroelektrische Material
läßt sich in sehr engen Bereichen unterschiedlich polarisieren, so daß bei Anwendung
von zwei Farben mit unterschiedlich geladenen Partikeln, d. h., daß die eine Farbe
positiv und die andere Farbe negativ geladen ist, mit einem Druck gleichzeitig zwei
Farben aufgebracht werden können, so daß bei farbigen Drucken geringere Durchlaufzahlen
notwendig sind.
[0013] Die Druckform eignet sich für einen in einem Feuchtmittel als Träger enthaltenen
Toner. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich dadurch, daß das erfindungsgemäße
Verfahren ebenfalls für den Tiefdruck geeignet ist. Hierzu kann die einzusetzende
Druckform aus einem verschleißfesten Substrat bestehen, dessen für den Druck vorgesehene
Oberfläche Tiefdrucknäpfchen enthält, deren Böden aus einem ferroelektrischen Material
bestehen.
[0014] Eine derartige Druckform wird mit einer Ansteuereinrichtung verbunden, mit der die
ferroelektrischen Böden der Näpfchen entsprechend dem Grauton des zugehörigen Bildpunktes
unterschiedlich stark polarisiert werden können.
[0015] Nach der Ansteuerung werden die Näpfchen mit einem Flüssigtoner bzw. mit einer Trägerflüssigkeit
mit geladenen Tonerpartikeln gefüllt. Die anschließend über die Näpfchen streifende
Rakel bzw. Rolle wirkt auf das an den polarisierten Näpfchenboden wirksame elektrische
Feld wie eine Gegenelektrode, so daß im Raum zwischen Näpfchenboden und Rakel ein
starkes elektrisches Feld entsteht, das je nach Polarisierung Tonerpartikel am Näpfchenboden
oder an der Rakel ablagert. Durch das Abrakeln entsteht somit eine Steuerung der Farb-
bzw. Tonermenge im Näpfchen. Die Farbe der bildmäßig gefüllten Näpfchen wird dann
entsprechend der konventionellen Tiefdrucktechnik auf den Bedruckstoff übertragen.
[0016] Eine Verbesserung der Farbsteuerung durch Abrakeln ist erreichbar, falls die Rakel
elektrisch aufgeladen bzw. auf entsprechend hohes elektrisches Potential gebracht
wird.
[0017] Für übrige, insbesondere elektrostatische Flachdruckverfahren wird die Druckform
an der mit dem Bedruckstoff in Kontakt kommenden Oberfläche mit einer ferroelektrischen
Schicht versehen. Dieser Druckform wird eine in elektrostatischen Verfahren übliche
Ansteuerung zugeordnet, mit der die Druckformoberfläche matrixartig entsprechend einer
Bildvorlage angesteuert wird, wobei jeder Bildpunkt entsprechend dem zugehörigen Grauton
stärker oder weniger stark polarisiert wird. Das so erzeugte Ladungsbild kann mit
einer Farbauftragbürste für einen Toner in Verbindung gesetzt werden, wobei punktweise
mehr oder weniger Farbe auf die Druckformoberfläche aufgetragen wird. Bein Kontakt
der mit Farbton beladenen Oberfläche der Druckform mit einem Bedruckstoff und einer
Gegenelektrode wird die Farbe auf den Bedruckstoff übertragen. Es wird ein in einer
Trägerflüssigkeit suspendierter Toner (Flüssigtoner) verwendet.
[0018] Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 bis 3
- ein Verfahrensfolge gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
- Fig. 4 bis 6
- eine Folge eines zweiten Ausführungsbeispieles.
[0019] In Fig. 1 ist eine zylinderförmige Druckform 10 mit einem hohlzylindrischen Träger
11 aus elektrisch leitendem Material gezeigt, dessen Oberfläche eine Schicht 12 aus
einem ferroelektrischen Material enthält. Mittels eines an eine konventionelle Steuereinheit
13 gekoppelten Druckkopfes 14 und den als Elektrode ausgebildeten Träger 11 wird die
ferroelektrische Schicht 12 zur Erzeugung eines Ladungsbildes 15 entsprechend angesteuert.
Dieses kann mit den Methoden erfolgen, wie sie zur Ansteuerung von dielektrischen
Schichten verwendet werden. Das Ladungsbild besteht aus dar Summe der negativ polarisierten,
der positiv polarisierten und der neutralen Rasterpunkte des ferroelektrischan Materials
12. Die auf die Oberfläche aufgebrachten Ladungen sind durch die Ausrichtung der ferroelektrischen
Domänen das Materials bei der Polarisierung fest gebunden und bilden eine Doppelschicht
von Ladung und Gegenladung, die nur durch starke äußere Felder oder hohe Temperatur
getrennt werden kann. Wenn die Oberfläche in Kontakt mit elektisch geladenen Tonerpartikeln
kommt, findet keine Neutralisierung das Ladungsbildes bzw. ein Abfließen der Ladung
statt. Die Polarisierung des ferroelektrischen Materials bleibt bestehen, und zwar
solange, bis sie mit der Steuereinheit 13 in ein anderes Ladungsbild abgeändert wird.
[0020] Die neutralen Stellen 16 bleiben frei von Farbtonern, während die positiven Punkte
negativ geladene Tonerpartikel und die negativen Punkte positiv geladene Partikel
anziehen können. Die Möglichkeit von dicht nebeneinander stehenden Polaritäten gegensätzlichen
Zeichens auf der Druckform 10 bietet wiederum die Möglichkeit, zwei verschiedene Farben
aufzunehmen, indem die eine Farbe positiv und die andere Farbe negativ geladen wird.
[0021] Fig. 2 zeigt die Zuordnung von zwei Tonerbehältern 17 und 18, wobei der eine Behälter
17 beispielsweise positiv geladenen gelben Toner enthält, während der zweite Behälter
18 mit negativ geladenem roten Toner gefüllt ist. Beim Durchfahren der Behälterbereiche
wird mit Hilfe von Bürsten 19 bzw. 20 der Toner an die Oberfläche der ferroelektrischen
Schicht 12 herangebracht, wo die Farbpartikel entsprechend dem erzeugten Ladungsbild
15 an der Druckform 10 haften bleiben. Schließlich wird, wie in Fig. 3 dargestellt,
der aufgenommende Farbtoner beim Kontakt mit einem Bedruckstoff 21 auf diesen übertragen
und mittels einer Heizquelle 22 darauf fxiert. In einem Druckprozeß werden dabei gleichzeitig
zwei Farben aufgetragen, wodurch bei einem Mehrfarbendruck nur halb so viele Druckprozesse
für ein Bild erforderlich sind, als mit den konventionellen Methoden.
[0022] Ist nur eine Farbe zu verwenden, dann werden verschiedene Grautöne durch unterschiedliche
Feldstärken erzeugt, womit die anzuziehende Farbe in ihrer Menge variiert werden kann.
Es werden in einer Trägerflüssigkeit suspendierte geladene Tonerpartikel verwendet.
[0023] Im zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 bis 6 ist eine plattenförmige Tiefdruckform
dargestellt. Die Tiefdruckform besteht aus einem Substrat 30 aus einem verschleißfesten
Metall oder aus Keramik. Die Druckform enthält an der Oberfläche rasterartig angeordnete
Drucknäpfchen 31, deren Boden jeweils eine ferroelektrische Schicht 32 aufweist. In
ähnlicher Weise wie oben beschrieben, werden die einzelnen ferroelektrischen Schichten
32 innerhalb der Näpfchen 31 bildmäßig angesteuert. Anschließend werden die Näpfchen
31 mit einem flüssigen Toner 33 gefüllt. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind die Tonerpartikel
darin beispielsweise positiv geladen, während die Oberfläche des ferroelekrischen
Materials 32 mehr oder weniger stark negativ polarisiert ist. Die überschüssige Flüssigkeit
33 wird mittels einer Rakel 34 abgestreift. Gleichzeitig erhält die Rakel 34 eine
negative Ladung, die es ermöglicht, je nach Intensität der Polarität des ferroelektrischen
Materials 32, beim Überqueren der Näpfchen 31 gleichzeitig entsprechende Mengen Partikel
aus den Näpfchen herauszuziehen. Danach verbleibt in den Näpfchen jeweils eine Menge
an Farbpigmenten, die der jeweiligen Feldstärke des zugeordneten ferroelektrischen
Materials 32 entsprechen. Die verbliebene Menge der Farbpartikel entspricht schließlich
dem gewünschten Grauton. Schließlich wird die auf diese Weise dosierte Farbmenge auf
den Bedruckstoff 35 übertragen. Ohne erneute Ansteuerung werden die Näpfchen 31 wieder
mit Farbflüssigkeit gefüllt.
[0024] Die erfindungsgemäße Druckform eignet sich sowohl für Druckmaschinen als auch für
andere Vervielfältigungsgeräte, wie Kopiergeräte.
1. Verfahren zum Vervielfältigen einer Bildvorlage mittels einer Druckform (10), wobei
die Druckform ein ferroelektrisches Material (12, 32) enthält;
das ferroelektrische Material bildmäßig polarisiert wird, und die Polarisation erhalten
bleibt, bis durch eine Ansteuereinheit (13, 13', 14, 14') die Polarisation geändert
wird;
elektrisch geladene Tonerpartikel aus einer Tonerflüssigkeit mit dem ferroelektrischen
Material in Kontakt gebracht werden, wobei sich die Tonerpartikel an unterschiedlich
polarisierten Stellen des ferroelektrischen Materials anlagern; und
mittels Umdrehungen eines mit der Durckform versehenen zylindrischen Trägers (11)
ein Bedruckstoff (21, 35) in einem kontinuierlichen Druckverfahren bedruckt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Druckform
(10) eine Schicht aus dem ferroelektrischen Material (12) enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckform aus einem Substrat
(30) besteht, das aus einem verschleißfesten Material hergestellt und einseitig mit
Tiefdrucknäpfchen (31) versehen ist, deren Boden das ferroelektrischen Material (32)
aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansteuereinheit (13, 13', 14, 14') die ferroelektrische Schicht unterschiedlich
stark polarisiert.
1. Process for the reproduction of an image original by means of a printing forme (10),
wherein
- the printing forme contains a ferro-electric material (12, 32);
- the ferro-electric material is polarised image-wise and the polarisation is maintained
until said polarisation is altered by a control unit (13, 13', 14, 14');
- electrically-charged toner particles of a toner liquid are brought into contact
with the ferro-electric material, the toner particles being deposited at differently
polarised points in the ferro-electric material; and
- a print material (21, 35) is printed in a continuous printing process by means of
revolutions of a cylindrical carrier (11) provided with the printing forme.
2. Process according to claim 1, characterised in that the surface of the printing forme
(10) contains a layer of the ferro-electric material (12).
3. Process according to claim 1, characterised in that the printing forme comprises a
substrate (30) which is made of a wear-resistant mateerial and is provided on one
side with gravure cells (31), the bottom of which contain the ferro-electric material
(32).
4. Process according to one of the preceding claims, characterised in that the control
unit (13, 13', 14, 14') polarises the ferro-electric layer to different degrees.
1. Procédé pour dupliquer un original au moyen d'une forme d'impression (10), selon lequel
la forme d'impression contient un matériau ferroélectrique (12;32);
le matériau ferroélectrique est polarisé conformément à une image, et la polarisation
est conservée jusqu'à ce qu'elle soit modifiée par une unité de commande (13,13',14,14');
des particules de toner chargées électriquement, constituées par un toner liquide,
sont placées en contact avec le matériau ferroélectrique, les particules de toner
se cumulant au niveau des emplacements, polarisés différemment, du matériau ferroélectrique;
et
un matériau d'impression (21,35) est imprimé, selon un procédé d'impression en continu,
grâce à des rotations d'un support cylindrique (11) équipé de la forme d'impression.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de la forme d'impression
(10) contient une couche d'un matériau ferroélectrique (12).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme d'impression est
constituée par un substrat (30), qui est réalisé en un matériau résistant à l'usure
et comporte, sur une face, des alvéoles d'héliogravure (31), dont le fond comporte
le matériau ferroélectrique (32).
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité
de commande (13,13', 14,14') polarise la couche ferroélectrique avec une intensité
variable.