DE10001452C2

DE10001452C2 - Vorrichtung zum Bedrucken von Papier oder plattenförmigen Werkstoffen

Info

Publication number: DE10001452C2
Application number: DE10001452A
Authority: DE
Inventors: Michael Zimmer; Birgit Lattermann; Bernd Schultheis
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: ZIMMER, MICHAEL, 66133 SAARBRUECKEN, DE; Schott AG
Priority date: 2000-01-15
Filing date: 2000-01-15
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2020-01-16
Also published as: DE10001452A1; CA2331074A1; US6789471B2; EP1132784A1; US20010039890A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrucken von Papier oder platten förmigen Werkstoffen, wie Glas-, Keramik-, Glaskeramik- oder Kunststoffplatten, mit einer Basiseinheit mit einer Transporteinrichtung für die zu bedruckenden Platten und einer darüber angeordneten Druckeinrichtung.

Elektrographische Druckeinrichtungen sind in verschiedenen Aufbauten bekannt, wie die EP 0 834 784 A1, die EP 727 778 A1, die US 5,890,043 und die EP 0 647 885 A1 zeigen. Mit diesen Vorrichtungen können Toner, die keramische Farben enthalten, auf Transfermedien gedruckt werden, die zur Dekoration von keramischen Artikel, wie Teller, Tassen und dgl. dienen.

Bei diesen Vorrichtungen ist die erforderliche Druckgenauigkeit bei der Direkt bedruckung von plattenförmigen Werkstoffen, wie Glas-, Keramik-, Glaskeramik- und Kunststoffplatten nur unzureichend gelöst.

Für das Bedrucken derartiger plattenförmiger Werkstoffe werden auch häufig Siebdruckeinrichtungen eingesetzt, die eine tischähnliche Förder- und Zentrier einheit als Transporteinrichtung für die zu bedruckenden Werkstücke auswei sen. Dieser Basiseinheit ist ein Oberwerk zugeordnet, das eine Aufnahme für ein Siebrahmen und einen Linearantrieb für ein Druckrakel aufweist. Derartige Siebdruckeinrichtungen sind in der Literatur hinreichend beschrieben und in ihrer Funktion bekannt. Gerade die Förder- und Zentriereinheit derartiger Siebdruckein richtungen besitzen inzwischen ein hohes Maß an Genauigkeit, Wiederholgenau igkeit und Zuverlässigkeit. Nachteilig ist jedoch der häufige Siebwechsel bei wechselnden Druckaufträgen, verbunden mit Geruch (Lösungsmittel), Lösungs mittelrückständen und Rückständen an Siebdruckpasten.

Aus der DE 39 11 933 A1 ist eine Vorrichtung zum Bedrucken von plattenför migen Werkstoffen mit einer Transporteinrichtung für die zu bedruckenden Platten und einer über der Transportbahn angeordneten elektrophotographischen Druckeinrichtung bekannt. Dabei wird eine Förder- und Zentriereinheit verwen det, wie sie typischerweise auch bei Siebdruckeinrichtungen im Einsatz ist. Die Transporteinrichtung besteht aus einer Fördereinheit, auf der die Plattenrohlinge registergenau aufgenommen werden. Daher können Registerstifte in Ausneh mungen der Platten eingreifen. Eine wahlweise Änderung des Druckverfahrens ist bei dieser bekannten Druckeinrichtung nicht möglich.

Aus der EP 0 834 784 A1 ist ein als Endlosband ausgebildete Transportein richtung für zu bedruckende Platten bekannt, das aus einem beschichteten Gewebeband besteht, wobei die Oberseite eine glatte Silikon- oder Teflon schicht aufweist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der sich durch einfache Maßnahmen sowohl Siebdruckaufträge als auch elektrostatische Druckaufträge bei kleinen Druckauflagen wahlweise in wirtschaftlicher Weise durchführen lassen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst mit einer Vorrichtung mit

- einer Basiseinheit aus einer Fördereinheit und einer Zentriereinrichtung zum Fördern und Zentrieren der zu bedruckenden Gegenstände.
- einem ersten Oberwerk mit einem von der Basiseinheit abhebbaren Halte rahmen, der als Druckeinrichtung ein Siebdruck-Oberwerk trägt, das durch ein zu dem Siebdruck-Oberwerk kompatibles zweites Oberwerk ersetzbar ist, bei dem ein ebenfalls von der Basiseinheit abhebbarer Halterahmen eine elektrostatische, insbesondere elektrographische Druck einrichtung mit
- einer Photoleiter-Walze mit einem elektrostatischen Druckkopf und einer Entwicklereinheit und mit
- einer Transfereinrichtung, mit der das Tonerbild mit einer linear über den zu bedruckenden Gegenstand geführten elektrostatischen Rakeleinheit von einem Transferelement auf den zu bedruckenden Gegenstand über tragen wird, trägt.

Durch diese Kombination einer Transporteinrichtung einer Siebdruckeinrichtung als Basiseinheit mit einer elekrostatischen, insbesondere elektrographischen Druckeinrichtung lassen sich wechselnde Druckaufträge auf wirtschaftliche Weise schon bei kleinem Losgrößen durchführen, ohne die Nachteile der Siebdruckeinrichtung in Kauf nehmen zu müssen. Ist das Oberwerk der Siebdruck einrichtung mit der elektrostatischen, insbesondere elektrographischen Druck einrichtung kompatibel, dann lässt sich die Förder- und Zentriereinheit einer Siebdruckanlage für beide Vorrichtungen mit Siebdruck und elektrostatischem, insbesondere elektrographischem, Druckverfahren verwenden.

Daher ist vorgesehen, dass die elektrostatische, insbesondere elektrographische Druckeinrichtung wie das Oberwerk der Siebdruckeinrichtung von der Förder- und Zentriereinheit vertikal abhebbar oder einendig hochklappbar ist, um den Zugang zur Förder- und Zentriereinheit zu erleichtern. Die elektrostatische, insbesondere elektrographische Druckeinrichtung ist dabei wie das Oberwerk einer Siebdruckeinrichtung in einem Halterahmen angeordnet, der mit der Förder- und Zentriereinheit gekoppelt und gegenüber dieser verstellbar ist.

Der Aufbau der elektrostatischen, insbesondere elektrographischen Druckein richtung kann nach einer Ausgestaltung so ausgeführt sei, dass die elektro statische Druckeinrichtung ein Endlosband aufweist, das über zwei Walzen geführt und gespannt ist, dass über dem Obertrum des Endlosbandes ein elek trostatischer Druckkopf mit optischer Photoleiter-Walze und Entwicklereinheit angeordnet ist, und dass auf der der Förder- und Zentriereinheit abgekehrten Seite des Untertrums des Endlosbandes mit einer linear geführten elektrostati schen Rakeleinheit der Toner von Endlosband auf das zu bedruckende Werk stück übertragbar ist.

Zur Verbesserung der linearen Tonerübertragung kann zudem vorgesehen sein, dass der elektrostatischen Rakeleinheit eine Ultraschalleinheit zugeordnet ist. Dabei wird insbesondere die Tonerablösung verbessert.

Die elektrostatische, insbesondere elektrographische Druckeinrichtung kann nach einer weiteren Ausgestaltung auch so variiert werden, dass die elektrostatische Rakeleinheit als Walze ausgebildet ist, die das Endlosband von der dem zu bedruckenden Werkstück abgekehrten Seite aus an dieses andrückt.

Eine weitere Ausgestaltung der elektrostatischen, insbesondere elektro graphischen Druckeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zu bedruckende Werkstück auf eine leitfähige Platte gelegt ist, und dass an der Platte und der elektrostatischen Rakeleinheit eine Vorspannung anliegt, die mit einer Regeleinrichtung zur Anpassung der Tonerablösung veränderbar ist. Damit lässt sich die Tonerablösung gezielt an den Druckabstand, den Tonertyp, die Plattendicke und den Plattenwerkstoff anpassen.

Ist nach einer Weiterbildung vorgesehen, dass in den Halterahmen eines Oberwerkes einer Siebdruckeinrichtung eine walzenförmige Transfereinheit integriert ist, der ein elektrostatischer Druckkopf mit optischer Photoleiter-Walze und Entwicklereinheit zugeordnet ist, und dass die Umlaufgeschwindigkeit der Walze der Transfereinheit und deren Linearbewegung über dem zu be druckenden Werkstück synchron sind, dann kann eine Siebdruckanlage auf ein fache Art und kostengünstig auf ein elektrostatisches, insbesondere elektro graphisches Druckverfahren umgerüstet werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine aus Basiseinheit und Oberwerk bestehende Siebdruck einrichtung,

Fig. 2 die Kombination einer Basiseinheit, einer Siebdruckein richtung mit einer elektrostatischen, insbesondere elektro graphischen Druckeinrichtung,

Fig. 3 eine elektrostatische, insbesondere elektrographische Druck einrichtung mit Vorspannung zwischen Werkstück und Rakeleinheit,

Fig. 4 eine weitere Abwandlung der elektrostatischen, insbe sondere elektrographischen Druckeinrichtung und

Fig. 5 eine Variante der Druckeinrichtung nach Fig. 2

Wie Fig. 1 zeigt, weist eine herkömmliche Siebdruckeinrichtung SDE eine Basiseinheit BE und ein Oberwerk OW auf. Die Basiseinheit BE integriert in einem tischähnlichen Aufbau 1 eine Fördereinheit 2, z. B. aus Förderrollen oder ein Förderband und eine Zentriereinheit 3 auf. Diese Einheiten dienen zum exakten Zuführen und Festlegen der zu bedruckenden Werkstücke 14 während des Druckvorganges und sind inzwischen in der Genauigkeit, Wiederholgenauig keit und Zuverlässigkeit den bekannten elektrostatischen, insbesondere elektro graphischen Druckeinrichtungen überlegen.

Das Oberwerk OW weist einen Halterahmen 4 auf, in den ein Sieb 5 ein gebracht ist. Der Halterahmen 4 ist von der Basiseinheit BE abhebbar, wobei eine vertikale Verstellbewegung oder ein einendiges Hochklappen vorgesehen sein kann. Auf dem Sieb 5 wird Druckpaste 7 aufgebracht, die mittels Druck rakel 6 durch das Sieb 5 hindurch entsprechend dem vom Sieb 5 vorgegebenen Bild in einer Linearbewegung 8 auf das zu bedruckende Werkstück 14 auf der Basiseinheit übertragen wird. Dabei kann die Linearbewegung 8 der Druckrakel 6 mittels einer an sich bekannten Stelleinrichtung oder manuell ausgeführt werden.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 2 wird eine Basiseinheit BE einer bekannten Siebdruckeinrichtung verwendet, die im tischähnlichen Aufbau die Fördereinheit 2 und die Zentriereinheit 3 für die zu bedruckenden Werk stücke 14 aufweist. Eine elektrostatische, insbesondere elektrographische Druckeinrichtung EDE wird als Oberwerk verwendet, das zu dem Oberwerk OW der Siebdruckeinrichtung SDE nach Fig. 1 kompatibel ist, und ebenfalls einen abhebbaren Halterrahmen 4 aufweisen kann. In dem Halterahmen 4 ist ein Endlosband 8 über zwei Walzen 9 geführt und gespannt. Ein elektrostatischer Druckkopf mit optischer Photoleiter-Walze (OPC-Walze) 10 und Entwickler einheit 11 ist auf der Oberseite des Obertrums des Endlosbandes 8 linear verstellbar angeordnet. Auf der dem zu bedruckenden Werkstück 14 abge kehrten Seite des Untertrums des Endlosbandes 8 befindet sich eine linear geführte elektrostatische Rakeleinheit 12, die während des Druckvorganges mittels eines elektrostatischen Feldes die Übertragung des Toners vom Endlos band 8 auf das Werkstück 14 ausführt. Der Rakeleinheit 12 kann erforder lichenfalls eine Ultraschalleinheit zugeordnet sein, die die linienförmige Tonerübertragung unterstützt.

Wie die Fig. 3 zeigt, liegt das zu bedruckende Werkstück 14 während des Druckvorganges auf einer leitfähigen Platte 15, an der zur Rakeleinheit 12 hin eine Vorspannung 16 anliegt. Der Vorspannung 16 ist eine Regeleinheit 17 zu geordnet, um die Vorspannung 16 zu ändern und die Tonerübertragung ab hängig vom Druckabstand, vom Tonertyp, von der Plattendicke und dem Plattenwerkstoff anzupassen. Die Rakeleinheit 12 mit integrierter Ultra schalleinheit 18 steht mit dem Endlosband S in Kontakt und verbessert die Tonerablösung 19. Das Endlosband 8 ist vorzugsweise mit einer glatten Oberflächenbeschichtung auf Silikon- oder Teflon-Basis versehen. Zur Verbesserung der Druckgenauigkeit besteht dieses Endlosband aus einem Gewebeband mit geringer Dehnung. Der Widerstand sollte durch Dotierung oder durch eine weitere Schicht im Bereich von 10 kΩ/cm bis 100 M/cmΩ, vorzugs weise zwischen 100 kΩ/cm und 10 M/cmΩ liegen. Auch ein Aluminiumband mit einer dielektrischen Schicht kann verwendet werden. Das Endlosband 8 kann direkt als optischer Photoleiter ausgebildet sein und damit die Photoleiter-Walze 10 überflüssig machen.

Der Abstand des Endlosbandes 8 zum Werkstück liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 1 mm. Dadurch spielen auch geringfügige Ebenheitsunterschiede, wie sie beispielsweise bei Glas- oder Glaskeramikplatten auftreten können, keine Rolle. Die elektrostatische Rakeleinheit 12 kann auch unterhalb des zu bedruckenden Werkstückes 14 angeordnet werden. Dabei liegt das Werkstück 14 auf einer dielektrischen Platte. Das für die Tonerübertragung erforderliche elektrostatische Feld wird zwischen der Rakeleinheit 12 und dem leitfähigen Endlosband 8 angelegt.

Bei der Ausgestaltung nach Fig. 4 wird das Oberwerk OW einer Siebdruckein richtung derart modifiziert, dass eine walzenförmig ausgebildete Transfereinheit 20 in die Rakeleinheit 12 so integriert wird, dass diese linear über das zu bedruckende Werkstück 14 bewegt werden kann. Walzenumdrehungsge schwindigkeit und Linearbewegung sind dabei synchron. Die Walze der Trans fereinheit 20 rollt über das Werkstück 14. Die Tonerübertragung wird durch ein elektrostatisches Feld mit Unterstützung einer Ultraschalleinheit 18 vorgenommen. Mit dieser Ausgestaltung ist eine Siebdruckeinrichtung relativ kostengünstig umrüstbar, wobei vor allem die Werkstückzuführung und -zentrierung sowie die Verstellung des Oberwerkes mit der elektrostatischen Druckeinrichtung weiterhin unverändert genutzt werden kann.

Bei Durchlauf-Siebdrucktischen kann eine weitere, nicht dargestellte Modifikation darin bestehen, dass sich die zu bedruckende Platte linear unter der dann feststehenden Transfereinheit (20) bewegt.

Wie Fig. 5 zeigt, kann die Ausführung nach Fig. 2 auch so abgewandelt werden, dass die elektrostatische Rakeleinheit 12 als Walze ausgebildet von der dem Werkstück 14 abgekehrten Rückseite des Endlosbandes 8 aus gegen das Werkstück 14 gedrückt wird. Bei dieser Variante ist ein automatischer Sieblift, wie er bei Flachbettsiebdruckeinrichtungen Anwendung findet, zu integrieren, um einen gleichmäßigen Farbauftrag zu gewährleisten.

Wie die verschiedenen Ausführungsarten zeigen, kann die Basiseinheit BE mit Fördereinheit 2 und Zentriereinheit 3 selbst in bekannter Weise ausgebildet sein, da dies für die Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht von Bedeutung ist. Es ist in erster Linie darauf Wert gelegt, dass die Zuführung und Zentrierung der zu bedruckenden Werkstücke 14 möglichst genau ist und zuver lässig auch im Wiederholungsfall gewährleistet ist.

Es bleibt auch zu erwähnen, dass in dem als elektrostatische Druckeinrichtung ausgebildeten Oberwerk OW das Druckverfahren in bekannter Weise ausgeführt und verbessert werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Bedrucken von Papier oder plattenförmigen Werkstüc ken wie Glas-, Keramik-, Glaskeramik- oder Kunststoffplatten mit
einer Basiseinheit (BE) aus einer Fördereinheit (2) und einer Zentriereinheit (3) zum Fördern und Zentrieren dar zu bedruckenden Gegenstände (14),
einem ersten Oberwerk (OW) mit einem von der Basiseinheit abhebbaren Halterahmen (4), der als Druckeinrichtung ein Siebdruck- Oberwerk trägt, das durch ein zu dem Siebdruck-Oberwerk kompatibles zweites Oberwerk (OW) ersetzbar ist, bei dem ein ebenfalls von der Basiseinheit (BE) abhebbarer Halterahmen (4) eine elektrostatische, insbesondere elektrographische Druckeinrichtung (EDE) mit
einer Photoleiter-Walze (10) mit einem elektrostatischen Druckkopf und einer Entwicklereinheit (11) und mit
einer Transfereinrichtung, mit der das Tonerbild mit einer linear über den zu bedruckenden Gegenstand (14) geführten elektrostatischen Rakeleinheit (12) von einem Transferelement (8; 20) auf den zu bedruckenden Gegenstand (14) übertragen wird, trägt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 bei der das Transferelement ein Endlosband (8) aufweist, das aus einem beschichteten Gewebeband besteht und eine Oberfläche aus einer glatten Silikon- oder Teflonschicht aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die elektrostatische Rakeleinheit (12) mit der Innenseite des Endlosbandes (8) in Kontakt steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
bei der die Transfereinrichtung als Transferelement eine Walze (20) aufweist, die so in die Rakeleinheit (12) integriert ist,
dass sie linear über den zu bedruckenden Gegenstand (14) bewegt wer den kann, und deren Umlaufgeschwindigkeit und deren Linearbewegung über dem zu bedruckenden Gegenstand (14) synchron sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der elektrostatischen Rakeleinheit (12) ein Ultraschalleinheit (18) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei der der zu bedruckende Gegenstand (14) auf eine leitfähige Platte (15) gelegt ist und bei der zwischen der Platte (15) und der elektrostati schen Rakeleinheit (12) eine mittels einer Regeleinrichtung veränderbare Vorspannung liegt.