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Patent Searching and Data


Title:
ELECTROSTATIC ARRANGEMENT FOR ROTOGRAVURE AND FLEXOGRAPHIC PRINTING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/003049
Kind Code:
A2
Abstract:
An electrostatic aid for rotogravure and flexographic printing can be driven with a voltage electrode (5a) of substantially reduced dimensions while maintaining the printing quality at a high level. The voltage electrode (5a), which is connected to a high voltage source (8), can be rod-shaped or arc-shaped and contactless, or can be designed as a friction ring or electroconductive brush. The voltage electrode (5a) is preferably arranged at one end of the three-ply impression cylinder (1) or three-ply printing form cylinder (20). The special advantages of the arrangement are the substantially improved user friendliness and lower cost, including initial cost, in particular when retrofitting printers already in operation.

Inventors:
DOPPLER ALFRED (CH)
Application Number:
PCT/CH1997/000447
Publication Date:
January 29, 1998
Filing Date:
November 27, 1997
Export Citation:
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Assignee:
SPENGLER ELECTRONIC AG (CH)
DOPPLER ALFRED (CH)
International Classes:
B41F5/00; B41F5/24; B41F9/00
Foreign References:
DE9419540U11995-01-26
US3625146A1971-12-07
EP0294042A21988-12-07
DE2709254A11977-11-24
EP0761458A11997-03-12
Other References:
See also references of EP 1034078A2
Attorney, Agent or Firm:
A. BRAUN BRAUN HERITIER ESCHMANN AG (Postfach 160, Basel, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektrostatische Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit : a) einem MehrschichtPresseur (1) , einer daran angesetzten Spannungselektrode (5) und einem Druckformzylinder (2) , b) wobei zwischen dem Presseur (1) und dem Druckformzylin¬ der (2) die Durchführung der Bahn eines Bedruckstoffs (4) vorgesehen ist, und c) die Anordnung zur Polarisation der Farbmoleküle in den Näpfchen des Druckformzylinders (2) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass d) an einen DreischichtPresseur (1) mit einer äusseren Halbleiterschicht (10) , einer darunterliegenden Hochlei¬ terschicht (11) und einer darunterliegenden Isolator schicht (12) , die an den Presseurkern (13) angrenzt, eine Spannungselektrode (5a, 5b, 5c, 5d) angesetzt ist, welche e) in direktem elektrischem Kontakt mit der Halbleiter¬ schicht (10) steht oder mit einem Luftspalt (S) im Abstand zur Halbleiterschicht (10) angesetzt ist; oder f) in direktem elektrischem Kontakt mit zumindest einer Stirnfläche der Hochleiterschicht (11) steht oder mit einem Luftspalt (S) im Abstand zu dieser Stirnfläche angesetzt ist; oder g) in direktem elektrischem Kontakt mit zumindest einer offenliegenden Ringfläche (110) der Hochleiterschicht (11) steht oder mit einem Luftspalt (S) im Abstand zu dieser Ringfläche (110) angesetzt ist; wobei h) eine sich axial längs erstreckende Spannungselektrode (5a, 5b) als Induktorelektrode eine Länge im Bereich von ca. < 50%, vorzugsweise ca. < 10%, der Länge des Pres¬ seurs (1) aufweist; i) eine sich radial um den Presseur (1) erstreckende Span¬ nungselektrode (5b, 5c) als Induktorelektrode eine Bogen¬ länge im Bereich von ca. < 270°, vorzugsweise ca. < 30°, aufweist; j) eine in direktem elektrischem Kontakt mit der Halbleiter schicht (10) bzw. der Hochleiterschicht (11) stehende Spannungselektrode (5d) ein elektrisch leitender Schleif¬ ring oder eine Bürste ist.
2. Elektrostatische Anordnung für ein Flexodruckwerk mit: a) einem MehrschichtDruckformzylinder (20), einer Sub¬ stratÜbertragungswalze (30) , einem Gegendruckzylinder (40) und einer im Druckwerk positionierten Spannungs¬ elektrode (5) , b) wobei zwischen dem MehrschichtDruckformzylinder (20) und dem GegendruckZylinder (40) die Durchführung der Bahn eines Bedruckstoffs (4) vorgesehen ist, und c) die Anordnung zur Polarisation der Farbmoleküle auf der SubstratÜbertragungswalze (30) und dem Mehrschicht Druckformzylinder (20) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass d) an einen DreischichtDruckformzylinder (20) mit einer äusseren Halbleiterschicht als Klischee (24) , einer darunterliegenden Hochleiterschicht (21) und einer darunterliegenden Isolatorschicht (22) , die an den Zylinderkern (23) angrenzt, eine Spannungselektrode (5a, 5b, 5c, 5d) angesetzt ist, welche e) in direktem elektrischem Kontakt mit dem halbleitenden Klischee (24) steht oder mit einem Luftspalt (S) im Ab stand zum Klischee (24) angesetzt ist; oder f) in direktem elektrischem Kontakt mit zumindest einer Stirnfläche der Hochleiterschicht (21) steht oder mit einem Luftspalt (S) im Abstand zu dieser Stirnfläche angesetzt ist; oder g) in direktem elektrischem Kontakt mit zumindest einer offenliegenden Ringfläche der Hochleiterschicht (21) steht oder mit einem Luftspalt (S) im Abstand zu dieser Ringfläche angesetzt ist; wobei h) eine sich axial längs erstreckende Spannungselektrode (5a, 5b) als Induktorelektrode eine Länge im Bereich von ca. < 50%, vorzugsweise ca. 10%, der Länge des Drei¬ schichtDruckformzylinders (20) aufweist; i) eine sich radial um den DreischichtDruckformzylinder (20) erstreckende Spannungselektrode (5b, 5c) als Induk torelektrode eine Bogenlänge im Bereich von ca. < 270°, vorzugsweise ca. < 30°, aufweist; j) eine in direktem elektrischem Kontakt mit dem halblei¬ tenden Klischee (24) bzw. der Hochleiterschicht (21) stehende Spannungselektrode (5d) ein elektrisch lei tender Schleifring oder eine Bürste ist.
3. Elektrostatische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungslos am Pres¬ seur (1) bzw. am DreischichtDruckformzylinder (20) ange setzte Spannungselektrode (5a, 5b,5c) systematisch zuein¬ ander beabstandete Emissionsnadeln (51) enthält, von deren Spitzen im Betriebszustand Strom durch den ionisierten Luftspalt (S) in die Halbleiterschicht (10) des Presseurs (1) bzw. das halbleitende Klischee (24) einfliesst.
4. Elektrostatische Anordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am DreischichtDruckformzylinder (20) jeweils stirnseitig eine die Schnittflächen der Hochleiterschicht (11,21) und der Isolatorschicht (12,22) überdeckende und bis in die angrenzenden Bereiche der zuoberst gelegenen halbleitenden Schicht (10,24) sowie des zuunterst gelegenen Kerns (13,23) sich erstreckende Isolatorbeschichtung (14) vorgesehen ist .
5. Elektrostatische Anordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass am Presseur (1) bzw. am DreischichtDruckformzylinder (20) jeweils stirnseitig die Hochleiterschicht (11,21) verkürzt zurück¬ gesetzt ist und der durch die Verkürzung entstehende Frei räum von der bis auf die Isolatorschicht (12,22) herunter gezogenen halbleitenden Schicht (10,24) ausgefüllt wird, welche die Schnittkanten der verkürzten Schicht (11,21) umgibt .
6. Elektrostatische Anordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Presseur (1) bzw. am DreischichtDruckformzylinder (20) jeweils stirnseitig die halbleitende Schicht (10,24) und die Hoch¬ leiterschicht (11,21) verkürzt zurückgesetzt sind und der durch die Verkürzung entstehende Freiraum von der bis auf die äussere Oberseite der halbleitenden Schicht (10,24) hochgezogenen Isolatorschicht (12,22) ausgefüllt wird, welche die Schnittkanten der verkürzten Schichten (10,11; 24,21) umgibt.
7. Elektrostatische Anordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Spannungselektrode (5a, 5b, 5c, 5d) angelegte Hochspannung (U) bis 30kV beträgt.
8. Elektrostatische Anordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Span¬ nungselektrode (5a, 5b, 5c) in einem wirksamen Spaltabstand (S) zwischen 5mm und 30mm am Presseur (1) bzw. am Drei¬ schichtDruckformzylinder (20) angeordnet ist.
9. Elektrostatische Anordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Span¬ nungselektrode (5a, 5b, 5c, 5d) an einem Endbereich des Pres¬ seurs (1) bzw. des DreischichtDruckformzylinders (20) an geordnet ist.
10. Elektrostatische Anordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Hochleiterschicht (11,21) mindestens 1/3 der Dicke der halb leitenden Schicht (10,24) beträgt.
Description:
Elektrostatische Anordnung für ein Tief- und Flexodruckwerk

Anwendungsgebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Über¬ tragung einer elektrostatischen Ladung innerhalb eines Tief- und Flexodruckwerkes zur Verbesserung der Druckquali¬ tät durch Polarisierung der Druckfarbtropfen auf dem Druck¬ formzylinder. Im Tiefdruckwerk wird die elektrostatische Ladung auf den Aussenmantel eines Presseurs aufgebracht, von welchem sie zum Aussenmantel des Druckformzylinders hinfliesst. Im Flexodruckwerk bringt man die elektrosta¬ tische Ladung auf den Druckformzylinder auf, von welchen sie sowohl zur Substrat-Übertragungswalze als auch zum Gegendruckzylinder hinfliesst. Unter dem Einfluss eines angelegten elektrischen Feldes werden die in den Näpfchen des Druckformzylinders (Tiefdruck) bzw. die auf der Ober¬ fläche des Druckformzylinders (Flexodruck) sich befindenden Farbmoleküle polarisiert, und die Farbtröpfchen erfahren insgesamt eine Volumenvergrösserung. Ein fliessender elektrischer Strom wird aufgenommen, um die für die Pola- risationsarbeit nötige Energie zu liefern. Als Folge der Polarisation werden die Farbtröpfchen vom Bedruckstoff angezogen und überdies wird die Übertragung der Färbtröpf- chen durch deren Volumenvergrösserung auf den vorbei ge¬ führten Bedruckstoff begünstigt.

Somit wird im Tiefdruck in wesentlich höherem Masse sicher¬ gestellt, dass die Näpfchen des Druckformzylinders einwand- frei entleert werden, d.h. die Druckfarbe auf den Bedruck-

Stoff aufgebracht wird. Im Flexσdruck bewirkt die elektro¬ statische Aufladung, dass die Druckfarbe von der Substrat- Übertragungswalze auf den Druckformzylinder und auf den Bedruckstoff besser übertragen wird. Solche Anordnungen werden auch als "elektrostatische Druckhilfen" bezeichnet; sie dienen dazu, in allen Tonstufen eine volle Aufεichts- dichte zu erreichen und sogenannte " issing Dots" zu ver¬ meiden. Das Problem der "Missing Dots" tritt insbesondere bei rauhen Bedruckstoffen, z.B. Papierbahnen, mit entspre- chenden Unebenheiten auf.

Stand der Technik

Elektrostatische Druckhilfen der hier relevanten Gattung sind seit Jahrzehnten bekannt (siehe z.B. DE-A-27 09 254; EP-A-0 761 458) . Die Figuren 1A und ID im Zusammenhang mit Figur IC zeigen ein Zweirollen-System eines Tiefdruckwerkes mit einem Mehrschicht-Presseur 1 - hier aber erfindungsge- mäss bereits dreischichtig -, dem Druckformzylinder 2 und dem zwischen beiden über die Umlenkwalze 3 geführten Be- druckstoff 4. Über dem Presseur 1 ist eine sich über seine gesamte Länge erstreckende stabförmige Spannungselektrode 5 angeordnet . Angedeutet ist der Farbrakel 6 zum Abstreifen überschüssig aufgetragener Farbe vom Druckformzylinder 2. In einer Farbwanne 7 sitzen die Farbwalze und der -rücklauf, welche nicht gezeigt sind. Die Spannungselektrode 5 ist an eine Hochspannungsquelle 8 angeschlossen. Der Mantel des Dreischicht-Presseurs 1 weist äusserlich eine Halbleiter¬ schicht 10 und darunterliegend eine Hochleiterschicht 11 auf. Unterhalb der Hochleiterschicht 11, als elektrische Isolation zum Presseurkern 13, liegt eine Isolatorschicht 12.

Figur 1B zeigt ein Drei-Rollensystem, welches abweichend vom vorbeschriebenen Zwei-Rollensystem über der Mehr- schicht-Presseurwalze 1 eine zusätzlich angeordnete Stütz- walze 9 aufweist, die man vorzugsweise elektrisch isoliert. Die Spannungselektrode 5 ist hier seitlich des Mehrschicht- Presseurs 1 positioniert.

Figur 1E mit dem elektrischen Schaltbild des Zwei- bzw. Drei-Rollensystems gemäss den Figuren 1A bis ID veranschau¬ licht den Stromfluss innerhalb der elektrostatischen Anord¬ nungen. Von der Hochspannungsquelle 8 wird der Spannungs- elektrode 5 eine Gleichspannung U zugeführt und die Span¬ nungselektrode 5 weist den Innenwiderstand R x auf. Der zwi- sehen Spannungselektrode 5 und Presseur 1 bestehende Luft- spalt S - üblicherweise in der Grosse von ca. 5mm bis 30mm - stellt den Widerstand R 2 dar. Die obere Halbleiterschicht 10 und die Hochleiterschicht 11 bilden die Widerstände R 3 , R 4 . Die geerdete Isolatorschicht 12 wirkt als übergrosser Wider- stand R 5 . Aus der Hochleiterschicht 11 fliesst der Strom durch die unten liegende Halbleiterschicht 10, welche hier den Widerstand R 6 bildet, weiter durch den Bedruckstoff 4, der den Widerstand R 7 darstellt. Praktisch den Widerstands¬ wert R 8 = 0 hat der geerdete Druckformzylinder 2.

Nach dem Kirchhoffsehen Stromverteilungsgesetz nimmt der Hauptanteil des elektrischen Stromes den Weg des geringeren Widerstands über die Hochleiterschicht 11, während ein klei¬ ner Bruchteil direkt über die Halbleiterschicht 10 dem Be- druckstoff 4 zufliesst. Schliesslich liegt zwischen der

unteren Halbleiterschicht 10 und der Erde E ein Spannungs¬ abfall ΔU an, welche die sogenannte Nip-Spannung darstellt, die für die Polarisierung der Farbtröpfchen in den Näpfchen des Druckformzylinders 2 massgeblich ist. Der Strom I fliesst, ausgehend von der Spannungselektrode 5, dem Erdan- schluss E zu.

Um die Farbtröpfchen aus den Näpfchen möglichst vollständig und gleichmässig auf die gesamte Breite des Bedruckstoffes aufzubringen - die Bahnbreiten können heute 3m überschrei¬ ten - , muss ausreichend Energie zugeführt und der Strom- fluss über die gesamte Presseurbreite gleichförmig verteilt werden. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, richtet sich bisher die Länge der Spannungselektrode nach der maximal nutzbaren Breite des Druckformzylinders bzw. des Presseurs, so dass auf letzterer eine im Andruckbereich homogene La¬ dungsverteilung gewährleistet ist (siehe DE-A-27 09 254, S. 11, Zeilen 21ff.; OLLECH, Bernd: Tiefdruck - Grundlagen und Verfahrensschritte der modernen Tiefdrucktechnik. Polygraph Verlag Frankfurt am Main, 2. Aufl. 1993, S. 343, Abb. 15.49; Firmenschriften der Eltex-Elektrostatik GmbH, Weil am Rhein/DE, "ESA-DIREKT - Eine neue Dimension der elektrostatischen Druckhilfe", Druck-Nr. : WP-d/e/f-9043- 90/7-20, Abb. 17; sowie "eltex - Handbuch der Elektrostati- sehen Disziplin" , Druck-Nr.: Üp-d-0002-93/12-100,S.32,

Druckunterstützung, Abb. rechts oben) . Folglich verwendet man Spannungselektroden von über 3m Länge. Mit solchen Spannungselektroden erzielt man gute Druckqualitäten. Nach¬ teilig sind jedoch die relativ schnelle Verschmutzung der offenen Spannungselektroden, was zu deutlichen Einbussen in deren Wirksamkeit und schliesslich zum völligen Ausfall

führt, so dass sich die Druckqualität rapide verschlech¬ tert .

Um die Funktion der so ausgerüsteten elektrostatischen An- Ordnungen zu erhalten, muss eine verschmutzte Spannungs- elektrode ausgebaut, gereinigt und wieder eingebaut werden. Dies ist personalintensiv, führt zu verlustreichem Maschi¬ nenstillstand und wird deshalb oftmals hinausgeschoben, um anstehende Auslieferungszeiten für die Druckerzeugnisse nicht zu gefährden.

Zur Beseitigung der genannten Nachteile wurden in der Folge elektrostatische Druckhilfen entwickelt, wo anstelle mit¬ tels einer langen, aufgesetzten Stabelektrode der Strom in die rotierende Welle des Presseurs eingeleitet wurde (siehe z.B. DE-A-28 10 452) . Nun war das Problem einer voluminösen Spannungselektrode zwar behoben und damit der Service er¬ leichtert, dennoch bleibt das Erfordernis häufiger Reini¬ gung fortbestehen; hinzu kamen aber erhöhter Aufwand bei der Isolation des Presseurkerns gegenüber der Druckmaschi¬ ne .

In der weiteren Entwicklung entstanden abgekapselte elek¬ trostatische Druckhilfen, wo der Strom über den Presseur- kern eingeleitet wird und die gegen Verschmutzung weitest- gehend geschützt sind, so dass praktisch Wartungsfreiheit gegeben ist (siehe z.B. EP-A-0 115 611; Firmenschrift der Spengler Electronic AG, Biel-Benken/CH: Elektrostatische Druckhilfe, SR-HELIOFURN 94) . Diese bis dato modernsten Druckhilfen verursachen einen relativ hohen mechanischen Aufwand, der bei neuen Druckmaschinen, die von Anfang an

damit ausgerüstet sind, noch akzeptabel ist. Bei der Nach¬ rüstung in Betrieb befindlicher älterer Druckmaschinen mit abgekapselten Druckhilfen und Einleitung des Stromes in den Presseurkern, würde der Nachrüstungsaufwand jedoch enorm steigen, so dass hierfür weiterhin die früheren Druckhilfen mit langen, stabförmigen Spannungselektroden verwendet werden (siehe z.B. jüngst die Firmenschrift der SHINKO Co., Ltd., Osaka/JP: ESAPRINT 21, ELECTROSTATIC ASSIST SYSTEM; Druck-Nr.: 97043000) .

Aufgabe der Erfindung

Angesichts der fortbestehenden Nachteile der bis dato exi¬ stenten elektrostatischen Druckhilfen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, wo sich eine verschmutzte Spannungselektrode von einer Person schnell ausbauen, reinigen und wieder einbauen lässt . Oder man soll die verschmutzte Spannungselektrode rasch gegen eine saubere Elektrode austauschen können, um die Reinigung der verschmutzten Elektrode extern vorzunehmen. Serviceauf- wand und Maschinenstillstandszeiten müssen deutlich gesenkt werden. Die Anordnung soll mit Elektroden möglichst kleiner Dimension auskommen, insbesondere zur Nachrüstung von Druck¬ maschinen geeignet sein und die Erstbeschaffungskosten müs¬ sen niedrig gehalten werden. Für die Druckqualität gelten aber unvermindert hohe Anforderungen.

WPSPΠ Erfindung

Die gesamte Fachwelt ging bisher davon aus, wie auch neue¬ stes Schrifttum und Produkte zeigen, dass bei Stromeinlei- tung über den Aussenmantel des Presseurs (Tiefdruck) oder den Druckformzylinder (Flexodruck) für eine homogene La-

dungsverteilung im Andruckbereich der Einsatz einer sich möglichst über die gesamte Länge des Presseurs bzw. Druck¬ formzylinders erstreckenden Spannungselektrode unerlässlich ist. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass bei Ver- wendung einer Spannungselektrode, die kürzer als 50% der Länge des Presseurs bzw. des Druckformzylinders ist, sowie gleichzeitigem Einsatz eines Dreischicht-Presseurs (Tief¬ druck) bzw. eines Dreischicht-Druckformzylinders (Flexo- druck) ausgezeichnete Druckqualitäten erzielbar sind, wie bisher nur mit Spannungselektroden zumindest in nahezu voller Länge. Die Spannungselektrode ist in einem Spaltab¬ stand zum Aussenmantel des Presseurs bzw. des Druckform¬ zylinders angesetzt und kann je nach angelegter Hochspan¬ nung und den damit verbundenen Sicherheitsfaktoren bis auf ca. 1% der bisherigen vollen Länge verkürzt werden.

Als Alternativen zur stabförmigen Spannungselektrode fand man solche, welche den Aussenmantel des Presseurs bzw. des Druckformzylinders in einem Spaltabstand bogenförmig urage- ben. Gleiche Qualitätsresultate lassen sich mit einer Span¬ nungselektrode in Form eines Schleifrings oder einer Bürste erzielen, die mit der äusseren Halbleiterschicht des Pres¬ seurs bzw. des Druckformzylinders in Kontakt sind und in ihrer Längenausdehnung ebenfalls bis auf ca. 1% der Länge des Presseurs bzw. des Druckformzylinders verkürzt sind. Die homogene Ladungsverteilung über den gesamten Andruck¬ bereich wird durch Nutzung der relativ niederohmigen Hoch¬ leiterschicht des Presseurs bzw. des Druckformzylinders in axialer Richtung und der dagegen hochohmigen Halbleiter- schicht in radialer Richtung erreicht.

Zur Erhöhung der Sicherheit wird eine stirnseitige Isolation des Presseurs bzw. des Druckformzylinders gegen deren Kerne durch Auftrag einer Isolationsbeschichtung vorgesehen, die sich zumindest von der Hochleiterschicht in die angrenzenden Bereiche der darüberliegenden Halbleiterschicht und der dar¬ unterliegenden Isolatorschicht erstreckt. Auch kann die Iso¬ lation durch eine stirnseitige Verkürzung der Hochleiter¬ schicht bei Ausfüllen des durch die Verkürzung entstehenden Freiraumes mit der Halbleiter- oder Isolatorschicht erzielt werden.

Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichmingpn

Es zeigen:

Figur 1A: ein Zwei-Rollensystem eines Tiefdruckwerks mit Druckformzylinder, Presseur und hieran angeord¬ neter Spannungselektrode als Prinzipdarstellung;

Figur 1B : ein Drei-Rollensystems eines Tiefdruckwerks mit Druckformzylinder, Stützwalze und Presseur mit daran angeordneter Spannungselektrode; Figur IC: ein Zwei-Rollensystem eines Tiefdruckwerks mit stabförmiger Spannungselektrode gemäss dem Stand der Technik als Perspektivdarstellung,-

Figur ID: das System gemäss Figur IC im Vertikalschnitt be¬ trachtet ; Figur 1E: das elektrische Schaltbild des Systems gemäss den Figuren 1A bis ID;

Figur 2A: einen Dreischicht-Presseur in der Perspektivdar¬ stellung mit durchgehenden Schichten nach dem Stand der Technik;

Figur 2B : den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A im axialen Vertikalschnitt;

Figur 2C: den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A mit stirnseitiger Isolationsbeschichtung nach dem Stand der Technik;

Figur 2D: den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2A mit stirnseitig hochgezogener Isolationsschicht nach dem Stand der Technik;

Figur 2E: den Dreischicht-Presseur mit stirnseitig zurückge- setzter Hochleiterschicht nach dem Stand der Tech¬ nik;

Figur 2F: einen Dreischicht-Presseur mit seitlich offener Hochleiterschicht als Perspektivansicht;

Figur 2G: den Dreischicht-Presseur gemäss Figur 2F im axi- alen Vertikalschnitt;

Figur 3A: eine längliche Spannungεelektrode als Perspektiv¬ darstellung nach dem Stand der Technik;

Figur 3B : das elektrische Schaltbild der Spannungselektrode gemäss Figur 3A;

Figur 3C: eine längliche Spannungselektrode mit mehreren Reihen von Emissionsnadeln als Perspektivdar¬ stellung;

Figur 3D: eine Spannungselektrode mit einem mehrreihigen, quadratischen Feld von Emissionsnadeln als Per¬ spektivdarstellung;

Figur 3E: eine zylindrische Spannungselektrode mit mehreren über eine Kreisfläche verteilten Emissionsnadeln als Perspektivdarstellung;

Figur 4A: eine Ausführungsform der erfindungsgemässen elek¬ trostatischen Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit

oben auf dem Presseur angeordneter, länglicher Spannungselektrode als Perspektivdarstellung; Figur 4B: die Anordnung gemäss Figur A im Querschnitt be¬ trachtet; Figur 4C: die Anordnung gemäss Figur 4A mit variabel posi¬ tionierbarer Spannungselektrode;

Figur 5A: eine weitere Ausführungsform der erfindungsge- mässen elektrostatischen Anordnung für ein Tiefdruckwerk mit einem Presseur und daran an¬ gesetzter, bogenförmiger Spannungselektrode als Perspektivdarstellung;

Figur 5B : die halbbogenförmige Spannungselektrode gemäss

Figur 5A als Perspektivdarstellung,-

Figur 6: eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäs- sen elektrostatischen Anordnung für ein Tief¬ druckwerk mit einem Presseur, daran angesetzter Spannungselektrode in Form eines Schleifringes oder einer Bürste sowie einem Druckformzylinder im axialen Vertikalschnitt betrachtet;

Figur 7A: die erfindungsgemässe elektrostatische Anordnung für ein Flexodruckwerk mit oben auf dem Drei- schicht-Druckformzylinder angeordneter, längli¬ cher Spannungselektrode, dem Gegendruckzylinder und der Substrat-Übertragungswalze als Perspek¬ tivdarstellung; Figur 7B: die Anordnung gemäss Figur 7A mit variabel posi- tionierbarer Spannungselektrode und einer Schöpf- walze als Prinzipdarstellung;

Figur 7C: die Anordnung gemäss Figur 7A mit variabel posi¬ tionierbarer Spannungselektrode und einer Sub¬ strat-Übertragungswalze als Prinzipdarstellung; und Figur 7D: die Anordnung gemäss Figur 7A mit variabel posi¬ tionierbarer Spannungselektrode und einer Sub¬ strat-Übertragungswalze mit Kammrakel als Prin¬ zipdarstellung.

Ausführungsbeispiele

Mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt nachste¬ hend die detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungs- beispiele der erfindungsgemässen Anordnung. Abschliessend werden mögliche Modifikationen erwähnt.

Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festle¬ gung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeu¬ tigkeit Bezugsziffern enthalten, aber im unmittelbar zuge¬ hörigen Beschreibungstext nicht erläutert, so wird auf de- ren Erwähnung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird auf die wiederholte Bezeichnung von Bauteilen in nachfolgenden Fi¬ guren zumeist verzichtet, sofern zeichnerisch eindeutig er¬ kennbar ist, dass es sich um "wiederkehrende" Bauteile han- delt.

Figuren 2A und 2B

Der Dreischicht-Presseur 1 hat über dem Presseurkern 13 einen Mantel, der äusserlich aus einer Halbleiterschicht 10, einer darunterliegenden Hochleiterschicht 11 und einer darunterliegenden, an den Presseurkern 13 angrenzenden,

Isolatorschicht 12 besteht. Alle drei Schichten 10,11,12 erstrecken sich bis an die Stirnseiten des Presseurs 1, so dass insbesondere bei deren Verschmutzung, z.B. durch Farb¬ rückstände, ein elektrischer Kurzschluss entstehen kann. Um dies zu verhindern, trifft man verschiedene isolierende Vorkehrungen. Die Hochleiterschicht 11 ist vorzugsweise grossvolumig und beträgt z.B. mindestens 1/3 der Dicke der Halbleiterschicht 10.

Figur 2C

Hier sind zu Isolationszwecken die Hochleiter- und die Iso¬ latorschicht 11,12 bis in die angrenzenden Bereiche der äusseren Halbleiterschicht 10 und des inneren Walzenkerns 13 stirnseitig je mit einer Isolationsbeschichtung 14 ver- sehen.

Figur 2D

Die stirnseitige Isolation wird hier durch eine beidseitig zurückgesetzte Verkürzung von Hochleiter- und Halbleiter- Schicht 11,10 und Ausfüllen des durch die Verkürzung ent¬ standenen Raumes mit der quasi bis zur Aussenfläche der Halbleiterschicht 10 hochgezogenen, überlappenden Isolator¬ schicht 12, welche die Schnittkanten beider verkürzten Schichten 11,10 umgibt, erreicht.

Figur 2E

In Abwandlung zur Ausführung gemäss Figur 2D ist hier stirn¬ seitig jeweils nur die Hochleiterschicht 11 verkürzt und der Freiraum mit der quasi auf die Isolatorschicht 12 herunter- gezogenen, die Schnittkanten der Hochleiterschicht 11 über¬ lappend umgebenden Halbleiterschicht 10 ausgefüllt .

Figuren 2F und 2G

In der gezeigten Modifikation des Dreischicht-Presseurs 1 ist die äusserlich liegende Halbleiterschicht 10 von der linken Stirnseite her verkürzt, so dass eine Ringfläche 110 der unter der Halbleiterschicht 10 liegenden Hochleiter¬ schicht 11 freiliegt. Als Sicherheitsvorkehrung kann man auch an dieser Stirnfläche eine Isolatorbeschichtung 14 vorsehen, welche die Hochleiterschicht 11 sowie die dar- unterliegende Isolatorschicht 12 überdeckt und sich bis auf den Randbereich des angrenzenden Presseurkerns 13 erstreckt . Die offenliegende Ringfläche 110 erlaubt es, daran eine Spannungselektrode 5a, 5b, 5c (s. bei den weiteren Figuren) anzusetzen. Vorrangig kommt hierfür eine Spannungselektrode 5d mit direktem elektrischem Kontakt in Betracht, also eine Bürste oder ein Schleifring.

Figuren 3A und 3B

Die stabförmige Spannungselektrode 5, welche man als Induk- torelektrode für das kontaktlose Ansetzen an den Presseur 1 vorsieht, ist in ihrem Aufbau an sich bekannt. In einem langgestreckten Isolationskörper 50 sind systematisch in Reihe, z.B. im Abstand von lern, Emissionsnadeln 51 ange¬ ordnet. Hinter jeder Emissionsnadel 51 ist ein Schutzwider- stand 52 geschaltet. Emissionsnadeln 51 und Schutzwider¬ stände 52 sind vorteilhaft auf einer Leiterplatte positio¬ niert, welche in den Isolationskörper 50 eingesetzt und beispielsweise mit Kunstharz vergossen ist. Der Anschluss¬ kontakt der Spannungselektrode 5 ist mit der Hochspannungs- quelle 8 verbunden, so dass die Spannung U anliegt.

Figur 3C

Diese ebenfalls stabförmige Spannungselektrode 5a unter¬ scheidet sich von der Ausführungsform gemäss Figur 3A nur dadurch, dass jetzt anstelle einer Reihe von Emissionsna- dein 51 drei sich axial erstreckende Reihen von Emissions- nadeln 51 vorgesehen sind. Damit lässt sich die Baulänge der Spannungselektrode 5a weiter verkürzen und/oder die benötigte Hochspannung U absenken.

Figur 3D

Bei einer entsprechenden Hochspannung U und übrigen adäqua¬ ten Maschinenparametern lässt sich für eine Spannungselek¬ trode 5a die Anzahl der Emissionsnadeln 51 weiter verringern - hier in einem etwa quadratischen Feld angeordnet -, und somit die Dimension der Spannungselektrode 5a weiter ver¬ kleinern.

Figur 3E

Bei dieser Spannungselektrode 5b sind die Emissionsnadeln 51 innerhalb einer Kreisfläche angeordnet und der Isola¬ tionskörper 50 hat Zylinderform.

Figuren 4Ä bis 4C

In dieser Ausführungsform als kontaktlose Induktorelektrode ist die in ihrer Baulänge, z.B. bis auf 1/6 der Länge des Dreischicht-Presseurs 1 verkürzte stabförmige Spannungs¬ elektrode 5a in einem Tiefdruckwerk auf einen Presseur 1 mit einem Spaltabstand S aufgesetzt. Vorzugsweise wählt man für das Aufsetzen der Spannungselektrode 5a ein Ende des Presseurs 1, um somit den seitlichen Zugriff für Servicear¬ beiten zu erleichtern. Mit Vorteil kann je nach Aufbau der

Tiefdruckmaschine die Spannungselektrode 5a in allen Posi¬ tionen im Halbkreis um den Presseur 1 über der laufenden Bahn des Bedruckstoffes 4 angeordnet werden.

Bei speziellen Bedingungen ist auch die Anordnung der Span¬ nungselektrode 5a unterhalb des Bedruckstoffes 4 und auf die Halbleiterschicht 11 des Presseurs 1 gerichtet, denk¬ bar. Der Bedruckstoff 4, z.B. feuchtes Papier, wirkt dann als Stromleiter. Die Spannungselektrode 5a ist mit der Hochspannungsquelle 8 verbunden, so dass ein Stromfluss von der Spannungselektrode 5a durch den Presseur 1 erfolgt und die Polarisation der Farbmoleküle in den Näpfchen des Druckformzylinders 2 entsteht. Beispielsweise beträgt die angelegte Hochspannung bis 30kV Gleichspannung, und der Luftspalt S wird mit 5mm bis 15mm eingestellt.

In Verwendung mit der erfindungsgemässen Anordnung kommen als Bedruckstoffe 4 alle gängigen Papierarten und -sorten, Kunststoff-Folien, Textilien sowie beschichtete oder mit isolierendem Lack kaschierte Metallfolien in Betracht.

Sämtliche auf Tiefdruckmaschinen einsetzbaren Farbsysteme, wie Farben auf Tuluol-, Alkohol- oder Ethyl-Acetat-Basis sowie Wasserfarben sind für den Verpackungs- und Illuεtra- tionsdruck verwendbar.

Figuren 5A und 5B

In dieser Ausführungsform, ebenfalls als kontaktlose Induk¬ torelektrode, hat die Spannungselektrode 5c halbschalenför- mige Gestalt und umgibt mit einem Spaltabstand S den Drei- schicht-Presseur 1. Beispielsweise erstreckt sich die Span¬ nungselektrode 5c mit deren Isolationskδrper 50 im Bogen

über 180°, wobei darin eine Reihe von Emissionsnadeln 51 vorgesehen ist. Auch hier wird man zum Zweck eines erleich¬ terten Zugriffs für Servicearbeiten die Spannungselektrode 5c zumindest nahe einem Ende des Presseurs 1 anordnen. In diesem Beispiel entspricht die Länge der bogenförmigen

Spannungselektrode 5c etwa dem halben äusseren Umfang des Presseurs 1, wenn man den nötigen Zuwachs durch den Spalt- abstand S ausser Betracht lässt .

Figur 6

Diese Ausführungsform der Spannungselektrode 5d ist als Schleifring oder elektrisch leitende Bürste gestaltet. Schleifring- bzw. Bürstenenden setzen mit direktem Kontakt auf der Halbleiterschicht 10 des rotierenden Presseurs 1 auf. Ein Luftspalt S entfällt hier natürlich. Die bevor¬ zugte Positionierung der Spannungselektrode 5d liegt wiederum zumindest nahe einem Ende des Presseurs 1. Die Spannungselektrode 5d ist ebenfalls mit der Hochspan¬ nungsquelle 8 verbunden, so dass ein Stromfluss von der Spannungselektrode 5d - hier nicht berührungslos - durch den Presseur 1 stattfindet und die Polarisation der Farb¬ moleküle in den Näpfchen des Druckformzylinders 2 bewirkt.

Figurpn 7A und 7B Das Flexodruckwerk weist den Dreischicht-Druckformzylinder 20, die darunter angeordnete Substrat-Übertragungswalze 30 (auch Einfärbwalze oder Rasterwalze genannt) und den in Höhe des Dreischicht-Druckformzylinders 20 liegenden Gegen¬ druckzylinder 40 (auch Anpresswalze genannt) auf. Zwischen dem Dreischicht-Druckformzylinder 20 und dem Gegendruckzy¬ linder 40 läuft die Bahn des Bedruckstoffes 4 hindurch.

Oben auf dem Dreischicht-Druckformzylinder 20 ist mit einem Spaltabstand S eine verkürzte stabförmige Spannungselektro¬ de 5a aufgesetzt, die als kontaktlose Induktorelektrode wirkt und z.B. ca. 1/6 der Länge des Dreischicht-Druck- for zylinder 20 aufweist. Vorzugsweise sitzt die Span¬ nungselektrode 5a an einem Ende des Dreischicht-Druck- formzylinders 20, um somit den seitlichen Zugriff für Servicearbeiten zu erleichtern.

Der Substrat-Übertragungswalze 30 wird die Druckfarbe von einer Schöpfwalze 60 zugeführt, welche in der Farbwanne 7 eintaucht. Mit Vorteil kann je nach Aufbau der Flexodruck- maschine die Spannungselektrode 5a in allen Positionen im Halbkreis um den Dreischicht-Druckformzylinder 20 in den beiden Freiräumen zwischen Substrat-Übertragungswalze 30 und Gegendruckzylinder 40 variabel angeordnet werden.

Der Dreischicht-Druckformzylinder 20 besitzt äusserlich das Klischee 24 aus Halbleitermaterial, darunterliegend eine Hochleiterschicht 21 und unter letzterer liegend eine Iso¬ latorschicht 22. Die Isolatorschicht 22 sitzt auf dem inne¬ ren Zylinderkern 23. Die Spannungselektrode 5a ist mit der Hochspannungsquelle 8 verbunden; so erfolgt ein Stromfluss vom Dreischicht-Druckformzylinder 20 einerseits zur Sub- strat-Übertragungswalze 30 und andererseits zum Gegendruck¬ zylinder 40. Die elektrostatische Aufladung bewirkt, dass die Farbpartikel besser von der Substrat-Übertragungswalze 30 auf den Dreischicht-Druckformzylinder 20, d.h. dessen Klischee 24, und letztlich auf den Bedruckstoff 4 übertra- gen werden.

Figur 7C

Bei diesem Flexodruckwerk ist keine Schöpfwalze 60 vorhan¬ den, sondern die Substrat-Übertragungswalze 30 selbst sitzt in der Farbwanne 7 und ein Rakel 6 ist für das Abstreifen überschüssiger Druckfarbe vorgesehen.

Figur 7D

Modernste Flexodruckwerke verzichten ebenfalls auf eine Schöpfwalze 60. Hier wird die Druckfarbe mit einem Kamm- rakel 6a auf die Substrat-Übertragungswalze 30 aufge¬ spritzt; überschüssige Druckfarbe saugt der Kammrakel 6a ab.

Dank der Erfindung steht nun eine elektrostatische Anord- nung als Druckhilfe für Tief- und Flexodruckwerke zur Ver¬ fügung, die Servicearbeiten, insbesondere das Reinigen, wesentlich vereinfacht . Besondere Vorteile entstehen in der Zugänglichkeit bei Servicearbeiten durch die verkleinerten Dimensionen gegenüber den bisher verwendeten Spannungselek- troden, vornehmlich dann, wenn die Spannungselektrode in einem Endbereich des Presseurs bzw. Druckformzylinders an¬ geordnet ist. Infolge der geringeren Feldausdehnung verrin¬ gern sich Ablagerungen auf Maschinenteilen von unerwünscht aufgeladenen Partikeln, nämlich Farbnebeln und Abrieb vom Bedruckstoff. Die erfindungsgemasse Anordnung bringt durch die erleichterte Montage und den geringeren Materialaufwand deutliche Kostenvorteile. Einbussen in der Homogenität der Polarisation über die gesamte Druckbreite treten nicht auf. Vorrangig günstig ist die Anordnung zum Nachrüsten von be- reits in Betrieb befindlicher Druckmaschinen. Die erfinde¬ rische Anordnung befriedigt damit ein im Prinzip seit lan-

gern bestehendes Bedürfnis, wobei die Fachwelt über Jahr¬ zehnte am Dogma der Notwendigkeit weit erstreckter Span¬ nungselektroden des hiesigen Typs von elektrostatischen Druckhilfen verhaftete.

Zu den vorbeschriebenen Ausfuhrungsformen der elektrostati¬ schen Anordnung sind weitere konstruktive Variationen re¬ alisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt seien noch:

- Beim Dreischicht-Presseur 1 gemäss den Figuren 2F und 2G könnte alternativ auch die Halbleiterschicht 10 von der rechten Stirnseite her verkürzt sein, oder die Halblei¬ terschicht 10 ist auf beiden Stirnseiten verkürzt, so dass eine Ringfläche 110 der Hochleiterschicht 11 links und/oder rechts freiliegt.

- Die bogenförmige Spannungselektrode 5c lässt sich in einem Bogenmass von ca. 270° bis zu einer nahezu punktartigen Dimension gestalten. Je nach Breite und Länge des Isola- tionskörpers 50 kann man die Emissionsnadeln 51 in einer oder mehreren Reihen anordnen sowie quadratähnliche und kreisförmige Bestückungsmuster vorsehen. Im Prinzip wäre es sogar denkbar, eine Spannungselektrode 5a, 5b, 5c mit nur einer einzigen Emissionsnadel 51 auszustatten. Entspre- chend platz- und materialsparend könnte der Isolations¬ körper 50 gestaltet werden.

- Auch im Flexodruckwerk sind die verschiedenen Spannungs- elektroden 5a, 5b, 5c, 5d einsetzbar; man kann offenliegende Ringflächen der Hochleiterschicht 21 vorsehen (vgl. Fig. 2G) und wird analoge Vorkehrungen zur Isolation der

Stirnseiten am Dreischicht-Druckformzylinder 20 (vgl. Fig. 2C bis 2E) treffen.