[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein regenerierfähiges Farbband für eine Thermo-Transfer-Druckeinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
[0002] Bei Thermo-Transfer-Druckeinrichtungen, die Normalpapiere verarbeiten, muß in der
Druckstation in Mikrobildpunkten Druckfarbe auf den Aufzeichnungsträger übertragen
werden. Dazu werden üblicherweise Farbbänder mit einer dünnen Trägerschicht aus Metall
oder wärmebeständigem Kunststoff verwendet, auf die eine Farbschicht aus einer thermoplastischen
Druckfarbe aufgebracht ist. Das Farbband liegt im Bereich der Druckstation mit seiner
Farbschichtseite an dem zu bedruckenden Aufzeichnungsträger an und wird punktweise
durch einen Druckkopf soweit erwärmt, daß die Druckfarbe in einem Mikrobildpunkt plastifiziert
und auf den Aufzeichnungsträger übertragen wird.
[0003] Dabei spielt die zum lokalen Plastifizieren der Druckfarbe notwendige Energiemenge
eine große Rolle. Aus EP-A-0 253 300 ist in diesem Zusammenhang bekannt, auch bei
einer Thermo-Transfer-Druckeinrichtung Druckfarben zu verwenden, die in der Offset-Drucktechnik
als Cold-Set- bzw. Heiß-Carbon-Farben handelsüblich sind. Diese Farben bestehen aus
Wachsen und wachsähnlichen Produkten, in denen bei ihrer Herstellung in flüssigem
Zustand Farbpigmente und Ruße feinst dispergiert werden. Diese Farben haben einen
niedrigen Schmelzpunkt, erstarren aber schnell bei Raumtemperatur und sind dann wischfest.
[0004] Weiterhin ist in diesem Zusammenhang von Bedeutung, daß bei diesem Druckprinzip jedem
möglichen Bildpunkt auf dem Auf zeichnungsträger notwendigerweise eine gleichgroße
Fläche auf dem Farbband entsprechen muß, wobei das Farbband synchron mit dem Aufzeichnungsträger
durch die Druckstation transportiert wird. Die erste Bedingung gilt unabhängig davon,
ob in einem Bildpunkt Druckfarbe auf den Aufzeichnungsträger übertragen wird oder
nicht. Wenn man sich verdeutlicht, daß im Durchschnitt nur etwa 3 % der gesamten
Fläche des Aufzeichnungsträgers mit Druckfarbe beschichtet wird, dann wird deutlich,
daß das Farbband nur sehr schlecht ausgenutzt wird.
[0005] Zur Lösung dieses Problemes ist es aus dem genannten Dokument auch bekannt, das
Farbband als Endlosband auszubilden, das bei seinem Umlauf nach dem Verlassen der
Druckstation ein Farbwerk durchläuft, in dem es durch erneutes Beschichten mit Druckfarbe
wieder regeneriert wird. In diesem Farbwerk wird die Farbstoffschicht des Farbbandes
erschmolzen und danach vollflächig eine neue Farbstoffschicht von etwa 2 bis 5 µm
Dicke aufgebracht. Die genannten Druckfarben zählen zu den Schnelltrockenfarben, die
bei Raumtemperatur erstarren. Das in der Thermo-Transfer-Druckeinrichtung umlaufende
Farbband durchläuft daher nach dem Verlassen des Farbwerkes auf dem Weg zur Druckstation
eine Abkühlstrecke, auf der die Farbschicht unter den Erstarrungspunkt abkühlt.
[0006] Für Thermo-Transfer-Druckeinrichtungen hoher Druckleistung mit einer dem Offset-Druck
vergleichbaren Druckqualität ist davon auszugehen, daß die Verwendung von regenerierfähigen
Farbbändern einen wesentlichen Schritt darstellt, um die Druckkosten in wirtschaftlichem
Rahmen zu halten. Um eine hohe Standzeit zu erreichen, muß das Farbband, insbesondere
die Trägerschicht verschleißfest, vor allem auch wärmebeständig sein. Zugleich sollte
die Trägerschicht möglichst geringe Wärmekapazität aufweisen, um den Energiebedarf
für den lokalen Umdruck der Druckfarbe vom Farbband auf den zu bedruckenden Aufzeichnungsträger
möglichst niedrig zu halten. Weiterhin ist die Gleichmäßigkeit der Schichtdichte
der Druckfarbe auf dem Farbband zum Erzielen einer hohen Druckqualität, insbesondere
eines gleichmäßigen Kontrastes von großer Bedeutung. In dieser Hinsicht ist die bekannte
Lösung für ein regenerierfähiges, mit einer thermoplastischen Druckfarbe beschichtetes
Farbband aber noch nicht voll befriedigend.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein regenerierfähiges
Farbband zur Verwendung in einer leistungsfähigen Thermo-Transfer-Druckeinrichtung
mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen, das insbesondere hinsichtlich seiner
Standzeit und der Gleichmäßigkeit der aufgetragenen Farbschicht den hohen Ansprüchen
entspricht.
[0008] Diese Aufgabe wird bei einem regenerierfähigen Farbband der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der Farbschichtseite der Trägerschicht des
Farbbandes eine Netzstruktur angeordnet ist, in die die Druckfarbe eingebettet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann diese Netzstruktur aus einem feinmaschigen
Gewebeband oder nach einer anderen Weiterbildung durch ein Netzwerk von auf der Farbschichtseite
der Tragschicht des Farbbandes angeordneten Kapillaren gebildet sein. Die Maschenweite
des Gewebebandes bzw. die lichte Weite der Kapillaren soll dabei vorzugsweise kleiner
als der Durchmesser der Mikrobildpunkte sein.
[0009] Ein derartiges Farbband weist ein relativ großes Speichervolumen an Druckfarbe bezogen
auf seine Fläche auf und läßt sich dennoch relativ einfach regenerieren. Dies ist
darauf zurückzuführen, daß im Farbwerk beim Neuauftrag der Druckfarbe ein einfaches
Abrakeln des Farbbandes genügt, weil sich die Druckfarbe in flüssigem Zustand, bedingt
durch Kapillarkräfte, weitgehend selbst nivelliert. Bei einem derartig strukturierten
Farbband werden daher die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich der Gleichmäßigkeit
der Farbschicht bei einer gleichzeitig ausreichenden Farbmenge pro Flächeneinheit
auch mit einem Farbwerk sehr einfacher Ausführung geschaffen.
[0010] Die gewünschte Netzstruktur auf der Schichtseite des Farbbandes läßt sich dabei
mit heute durchaus beherrschten Methoden erzielen. Im Falle eines Gewebebandes können
übliche Schlingtechniken eingesetzt werden, das Gewebe muß lediglich ausreichend
feinmaschig ausgebildet sein. Besteht die Netzstruktur aus einem Netzwerk von Kapillaren,
so läßt sich eine derartige Labyrinthstruktur auf der Oberfläche von sehr dünnen Kunststoff-
oder Metallfolien beispielsweise mit aus der Ätztechnik bekannten Methoden realisieren.
Der etwas höhere Fertigungsaufwand für die Trägerschicht des Farbbandes ist durch
dessen lange Standzeit und leichte Regenerierfähigkeit völlig gerechtfertigt. Da das
Farbband für viele Tausende von Druckzyklen verwendbar ist, werden die Kosten für
die Verbrauchsstoffe, wie den Farbträger und die Druckfarbe gegenüber den heute noch
vielfach üblichen, oftmals nicht einmal regenerierfähigen Farbbändern wesentlich
reduziert.
[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert, dabei zeigt:
FIG 1 die Prinzipskizze für eine Thermo-Transfer-Druckeinrichtung, bei der ein regenerierfähiges,
als Endlosband ausgebildetes Farbband verwendet wird,
FIG 2 in einem Schnitt eine erste Ausführungsform für den erfindungsgemäßen Aufbau
eines derartigen Farbbandes und
FIG 3 und FIG 4 zwei Ansichten einer weiteren Ausführungsform für ein derartiges
Farbband.
[0012] Die in FIG 1 dargestellte Prinzipskizze für eine Thermo-Transfer-Druckeinrichtung
zeigt schematisch einen Aufzeichnungsträger 1, in Form von Einzelblattpapier oder
auch ei ner Papierbahn, der längs einer Transportbahn 2 in Transportrichtung 3 unter
Einwirkung einer angetriebenen Andruckrolle 4 transportiert wird. Ein endloses Farbband
5 läuft, über Umlenk- bzw. Transportrollen 6 geführt, im Uhrzeigersinn um. Bei seinem
Umlauf erreicht es ein beheiztes Farbwerk 7. In diesem Farbwerk 7 wird auf die außenliegende
Schichtseite des Farbbandes 5 eine thermoplastische Druckfarbe 8 in einer dünnen
Schicht von nur etwa 2 bis 5 µm Dicke aufgebracht. In der Buchdruck- bzw. der Offset-Drucktechnik
sind die hier bei einer Thermo-Transfer-Druckeinrichtung verwendeten Druckfarben
als sogenannte Cold-Set-Farben bzw. Heiß-Carbon-Farben bekannt. Diese Druckfarben
zählen zu den schnell trocknenden Farben und bestehen aus Wachsen oder wachsähnlichen
Produkten, in die im noch flüssigen Zustand Farbpigmente und Ruße feinst dispergiert
werden. Eine derartige Farbmasse hat einen niedrigen Schmelzpunkt, so daß eine Erwärmung
des Farbwerkes 7 auf etwa 100° C ausreicht. Bei Raumtemperatur dagegen sind diese
Druckfarben erstarrt und wischfest.
[0013] Im Umlauf des Farbbandes 5 schließt sich daher an das Farbwerk 7 eine Abkühlstrecke
für das Farbband an, bevor es in die eigentliche Druckstation der Thermo-Transfer-Druckeinrichtung
einläuft.
[0014] Die Druckstation liegt unterhalb der Andruckrolle 4, die das Farbband 5 mit seiner
Schichtseite an den Aufzeichnungsträger 1 mit einer vorgegebenen Vorspannung unmittelbar
andrückt. Wie schematisch angedeutet ist, ist unterhalb der Andruckrolle 4 ein Druckkopf
9 angeordnet. Einzelheiten dieses Druckkopfes sind in FIG 1 nicht dargestellt, denn
Druckköpfe für Thermo-Transfer-Druckeinrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen
an sich bekannt. Außerdem spielen der Aufbau und die Funktion des Druckkopfes im Rahmen
der vorliegenden Erfindung keine wesentliche Rolle. Der Druckkopf 9 soll nur so ausgebildet
sein, daß er eine durch die Druckinformation gesteuerte lokale Erwärmung des Farb
bandes 5 in Mikrobildpunkten gestattet. Dabei soll die von dem Druckkopf 9 auf das
Farbband 5 lokal übertragene Energiemenge ausreichend sein, um die Druckfarbe 8 im
jeweiligen Mikrobildpunkt zu erschmelzen und in diesem Zustand auf den unter Vorspannung
anliegenden Aufzeichnungsträger 1 zu übertragen. In FIG 1 ist dies schematisch dadurch
verdeutlicht, daß die Unterseite des die Druckstation verlassenden Aufzeichnungsträgers
1 partiell eingefärbt ist, andererseits ist das Farbband 5 hinter der Druckstation
teilweise entfärbt dargestellt. In diesem Zustand läuft das Farbband 5 wiederum in
das Farbwerk 7 ein, um in der beschriebenen Weise regeneriert zu werden.
[0015] Damit die Regeneration des Farbbandes 5 auf einfache Weise großflächig und gleichmäßig
auch dann erfolgt, wenn an die Funktion des Farbwerkes 7 keine hohen Anforderungen
gestellt werden, ist das Farbband 5 in einer besonderen Weise aufgebaut. In FIG 2
ist in einer Schnittdarstellung eine mögliche Ausführungsform für den Aufbau des Farbbandes
5 dargestellt. Auf einer dünnen, verschleißfesten Trägerschicht 10 mit einer Schichtdicke
a von vorzugsweise 2 bis 10 µm ist eine Netzstruktur aufgebracht. Die Netzstruktur
besteht bei dieser Ausführungsform aus einem Gewebeband mit längs- und querverlaufenden
Gewebefäden 11, die miteinander mit üblichen Schlingtechniken verwoben sind. Der Durchmesser
b der Gewebefäden 11 und die Maschenweite c des Gewebes sollen vorzugsweise in einem
Bereich von 5 bis 30 µm liegen. Damit ist die Maschenweite dieses Gewebes klein gegenüber
dem Durchmesser der Mikrobildpunkte. Die gesamte Schichtdicke d der Netzstruktur entspricht
mindestens dem doppelten Durchmesser der Gewebefäden 11, liegt daher in dem genannten
Anwendungsfall in einem Bereich zwischen 10 und 60 µm.
[0016] Wenn ein derart aufgebautes Farbband 5 das Farbwerk 7 durchläuft, verteilt sich die
verflüssigte Druckfarbe 8 aufgrund der durch die Maschenweite c bedingten Kapillar
kräfte gleichmäßig in der Netzstruktur, wenn überschüssige Druckfarbe im Farbwerk
7 einfach abgerakelt wurde.
[0017] Bei jedem Regeneriervorgang wird damit wegen des hohen Speichervolumens des Gewebes
eine ausreichende Menge an Druckfarbe 8 in einer gleichförmigen Schichtdicke neu aufgetragen.
Solange nur die Trägerschicht 10, die aus einer Metallfolie oder aber aus einer ausreichend
wärmebeständigen Kunststoffolie gebildet sein kann, bei entsprechender Elastizität
genügend verschleißfest ist, ergibt sich für das Farbband 5 ohne Qualitätseinbußen
eine hohe Standzeit für Tausende von Druckzyklen. Bei diesem Nutzungsgrad für die
thermoplastische Druckfarbe 8 und das Träger- bzw. Gewebematerial des Farbbandes
5 verringern sich im Vergleich zu konventionellen Farbbändern für Thermo-Transfer-Druckeinrichtungen
die Kosten für die Druckfarbe und das Bandmaterial wesentlich.
[0018] In den FIG 3 und 4 ist schematisch eine weitere Ausführungsform für ein regenerierfähiges
Farbband 5′ dargestellt. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verteilt
sich auch hier die Druckfarbe 8 beim Regenerieren des Farbbandes 5′ im Farbwerk 7
aufgrund von Kapillarkräften gleichmäßig auf der Farbschichtseite. FIG 3 zeigt in
einem Ausschnitt die Farbschichtseite des Farbbandes 5′ in einer vergrößerten Ansicht
von oben und FIG 4 einen Schnitt durch das Farbband 5′ längs der Schnittlinien IV-IV
von FIG 3. Das Farbband 5′ weist wiederum eine Trägerschicht 10′ auf, deren Schichtdicke
a′ in einem Bereich von 2 bis ca. 15 µm liegen soll. Auf der Farbschichtseite dieser
Trägerschicht 10′ ist eine Labyrinthstruktur ausgebildet, die aus einem Netz von
regelmäßig angeordneten zueinander quer verlaufenden Kapillaren 12 besteht. Die Dicke
d′ der Netzstruktur soll in einem Bereich von etwa 2 bis 20 µm liegen. Der Abstand
b′ der Kapillaren 12 untereinander möge in einem Bereich von 5 bis 15 µm liegen und
vorzugsweise einer Breite c′ der Kapillaren 12 entsprechen.
[0019] Die angegebenen Maße sind wiederum so gewählt, daß sich damit ein Netzwerk aus regelmäßig
angeordneten feinen Kanälen ergibt, in denen sich die verflüssigte Druckfarbe 8 beim
Farbauftrag aufgrund von Kapillarkräften gleichmäßig verteilt.
[0020] Wie FIG 4 verdeutlicht, kann eine derartige Labyrinthstruktur aus einer Folie, sei
es Metall- oder Kunststoffolie, mit einer Mindestdicke von (a′ + d′) unmittelbar herausgearbeitet
werden. Zweckmäßigerweise werden dabei bekannte Ätztechniken verwendet, die dem Fachmann
geläufig sind, so daß sich hier eine detaillierte Beschreibung eines möglichen Herstellungsprozesses
für das strukturierte Farbband 5′ erübrigt. Hinzuweisen ist allerdings auf eine Ausgestaltungsmöglichkeit.
Die erwähnten Bereichsangaben für die Abmessungen der Kapillaren bzw. auch für die
Ausgestaltung der anhand von FIG 2 beschriebenen Netzstruktur beziehen sich unter
anderem darauf, daß unterschiedliche Farbbandtypen in Anpassung an die Eigenschaften
eines verwendeten Aufzeichnungsträgers 1 verwendet werden können. Insbesondere bei
der anhand der FIG 3 und 4 beschriebenen Ausführungsform des Farbbandes 5′ kann die
Farbschichtseite durch eine entsprechende Gestaltung der Kapillaren an unterschiedliche
Papierstrukturen angepaßt werden. Damit wird bei einer entsprechenden Ausgestaltung
des regenerierfähigen Farbbandes 5′ auch ein Bedrucken rauherer oder auch sehr saugfähiger
Papierqualitäten ermöglicht.
1. Regenerierfähiges Farbband (5, 5′) für eine Thermo-Transfer-Druckeinrichtung mit
einer Trägerschicht (10, 10′) bestehend aus einem elastischen und verschleißfesten
Folienstreifen, auf den eine Farbschicht aus einer thermoplastischen Druckfarbe
(8) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Farbschichtseite der Trägerschicht (10, 10′) eine Netzstruktur (11 bzw.
12) angeordnet ist, in die die Druckfarbe (8) eingebettet ist.
2. Regenerierfähiges Farbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzstruktur aus einem feinmaschigen Gewebeband (11) gebildet ist.
3. Regenerierfähiges Farbband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeband (11) eine Maschenweite (c) sowie eine Fadendicke (b) aufweist,
die wesentlich geringer sind als der Durchmesser eines von dem Farbband (5) auf einen
Aufzeichnungsträger (1) zu übertragenden Mikrobildpunktes.
4. Regenerierfähiges Farbband nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebeband (11) eine Maschenweite (c) sowie eine Fadendicke (b) von bis
zu 30 µm aufweist.
5. Regenerierfähiges Farbband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschenweite (c) sowie die Fadendicke (b) des Gewebebandes (11) in einem
Bereich von 5 bis 30 µm liegen.
6. Regenerierfähiges Farbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzstruktur durch ein Netzwerk von auf der Farbschichtseite der Trägerschicht
(10′) angeordneten Kapillaren (12) gebildet wird.
7. Regenerierfähiges Farbband nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (b′) und lichten Weiten (c′) der Kapillaren (12) in einem Bereich
von 5 bis 30 µm liegen.
8. Regenerierfähiges Farbband nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillaren (12) durch partielles Ätzen der Farbschichtseite der Trägerschicht
(10′) hergestellt sind.
9. Regenerierfähiges Farbband nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbband (5, 5′) als Endlosband ausgebildet und zur Verwendung in einer Thermo-Transfer-Druckeinrichtung
vorgesehen ist, die neben Transportmitteln (6) für das Farbband (5, 5′) ein beheiztes
Farbwerk (7) zum Regenerieren der Farbschicht und in Umlaufrichtung des Farbbandes
gesehen daran anschließend eine Abkühlstrecke sowie eine Umdruckstation (4, 9) aufweist,
in der die Druckfarbe (8) nach lokalem Erschmelzen unter Druck auf den Aufzeichnungsträger
(1) übertragen wird.