DE102015112276B3

DE102015112276B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Tonertransfers in einem elektrographischen Digitaldrucker

Info

Publication number: DE102015112276B3
Application number: DE102015112276.6A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Gerstner
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: US20170031259A1

Abstract

Es wird ein Verfahren (500) und ein Druckwerk (11, 12) beschrieben, bei denen ein Aufzeichnungsträger (20) vor dem Tonertransfer erwärmt wird. Durch das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers (20) wird der elektrische Widerstand des Aufzeichnungsträgers (20) reduziert, so dass ein Tonertransfer bei reduzierten Spannungen ermöglicht wird. So kann die Homogenität eines Druckbildes auf dem Aufzeichnungsträger (20) verbessert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Druckwerk zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers mit Tonerpartikeln, unter Einwirken eines elektrischen Feldes.
Bei elektrographischen Digitaldruckern wird ein latentes Ladungsbild eines Bildträgers mit Toner (z. B. Flüssigtoner oder Trockentoner) eingefärbt. Das so entstandene Tonerbild kann direkt von dem Bildträger oder mittelbar über eine Transferstation auf einen Aufzeichnungsträger übertragen. Bei diesem Transferschritt wird ein elektrisches Feld verwendet, um das Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger zu drucken.
Die Qualität des Transfers von Toner auf den Aufzeichnungsträger hängt typischerweise von der Spannung ab, die in der Transferstation zur Erzeugung des elektrischen Feldes angelegt werden muss. Beispielsweise wird für den Tonertransfer eine Spannung zwischen einer Transferwalze und einer Gegendruckwalze der Transferstation angelegt. Der Aufzeichnungsträger kann Papier bzw. Karton mit einer relativ hohen Starke von bis zu 500 μm umfassen. Ein derartiger Aufzeichnungsträger weist typischerweise einen relativ hohen elektrischen Widerstand auf, was dazu führt, dass zur Bereitstellung eines elektrischen Feldes mit einer bestimmten Feldstärke relativ hohe Spannungen in der Transferstation angelegt werden müssen. Hohe Spannungen können zu einer Schädigung des Toners und/oder zu einer Verschlechterung des Tonertransfers führen.
US2004/0175208A1 beschreibt einen Drucker mit einer erwärmbaren Transferwalze. GB1408290A und US6049680A beschreiben Drucker mit einer Walze zur Erwärmung eines Aufzeichnungsträgers. US2010/0296139A1 beschreibt einen Drucker, bei dem ein bestimmter Einstell-Parameter geregelt wird, um einen Farbwert eines Druckbildes auf einen Zielwert zu regeln. US2015/0037054A1 beschreibt einen Drucker, der an aktuelle Umweltbedingungen angepasst werden kann.
In US6805929B2 werden Papier-basierte Aufzeichnungsträger beschrieben, die einen elektrischen Widerstand aufweisen, der in einem bestimmten Widerstands-Bereich liegt, welcher sich besonders gut für ein elektrographisches Drucksystem eignet. Die Beschränkung auf einen bestimmten Typ von Aufzeichnungsträger mit bestimmten elektrischen Eigenschaften ist jedoch insbesondere im Verpackungsdruck nicht praktikabel und führt zu erhöhten Papierkosten.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Qualität des Tonertransfers in Kosten-effizienter Weise zu erhöhen. Dabei soll auch bei Verwendung von unterschiedlichen Typen von Papier/Pappe-basierten Aufzeichnungsträgern mit relativ hoher Stärke eine hohe Druckqualität erreicht werden.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Verbesserung des Transfers von Toner auf einen Aufzeichnungsträger in einem Druckprozess beschrieben, bei dem der Transfer von Toner unter Einwirken eines elektrischen Feldes erfolgt. Das Verfahren umfasst das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers vor Transfers des Toners. Desweiteren umfasst das Verfahren das Transferieren des Toners unter Einwirken eines elektrischen Feldes auf den erwärmten Aufzeichnungsträger.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Druckwerk für einen Digitaldrucker beschrieben. Das Druckwerk umfasst eine Temperierungseinheit, die eingerichtet ist, einen Aufzeichnungsträger zu erwärmen. Desweiteren umfasst das Druckwerk eine Transferelektrode und eine Gegenelektrode, zwischen die eine Spannung angelegt werden kann, um ein elektrisches Feld an einer Transferstelle zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode zu bewirken, so dass an der Transferstelle Toner unter Einwirken des elektrischen Feldes auf den erwärmten Aufzeichnungsträger transferiert wird. Zur Erzeugung der Spannung zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode werden die Transferelektrode und die Gegenelektrode auf unterschiedliche Potentiale gelegt.
Durch das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers für den Tonertransfer kann der elektrische Widerstand des Aufzeichnungsträgers reduziert werden, so dass das für den Tonertransfer erforderliche elektrische Feld mit einer reduzierten Spannung (d. h. mit einer reduzierten Potentialdifferenz) erzeugt werden kann. Dies führt zu einer Erhöhung der Qualität des Tonertransfers, insbesondere bei Papier/Pappe-basierten Aufzeichnungsträgern mit relativ hoher Stärke.
Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
1 eine Ansicht eines Digitaldruckers bei einer beispielhaften Konfiguration des Digitaldruckers;
2 einen schematischen Aufbau eines Druckwerkes eines Digitaldruckers;
3a eine beispielhafte Steuereinheit zur Steuerung des Strom und/oder der Spannung in einer Transferstation;
3b eine beispielhafte Aufteilung der Spannung zwischen Transferwalze und Gegendruckwalze;
4a einen beispielhaften Regelkreis zur Einstellung des elektrischen Feldes für einen elektrographischen Druckprozess;
4b ein beispielhaftes Modell der elektrischen Eigenschaften des elektrographischen Druckprozesses;
4c beispielhafte Zusammenhänge zwischen dem Strom und der Spannung bei einem elektrographischen Druckprozess;
4d einen beispielhaften Verlauf des elektrischen Widerstands eines Aufzeichnungsträgers als Funktion der Temperatur; und
5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Verbesserung des Transfers von Toner in einem elektrographischen Druckprozess.
Gemäß 1 weist ein beispielhafter Digitaldrucker 10 zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 20 ein oder mehrere Druckwerke 11a–11d und 12a–12d auf, die ein Tonerbild (Druckbild 20'; siehe 2) auf den Aufzeichnungsträger 20 drucken. Als Aufzeichnungsträger 20 kann – wie dargestellt – ein bahnförmiger Aufzeichnungsträger 20 von einer Rolle 21 mit Hilfe eines Abwicklers 22 abgewickelt und dem ersten Druckwerk 11a zugeführt werden. In einer Fixiereinheit 30 wird das Druckbild 20' auf den Aufzeichnungsträger 20 fixiert. Anschließend kann der Aufzeichnungsträger 20 auf eine Rolle 28 mit Hilfe eines Aufwicklers 27 aufgewickelt werden. Eine solche Konfiguration wird auch als Rolle-Rolle-Drucker bezeichnet. Details zu dem in 1 dargestellten beispielhaften Digitaldrucker 10 sind in der Patentschrift DE 10 2013 201 549 B3 sowie in den entsprechenden Patentanmeldungen JP 2014/149526 A und US 2014/0212632 A1 beschrieben. Diese Dokumente werden durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
Der prinzipielle Aufbau eines Druckwerks 11, 12 ist in der 2 dargestellt. Das in 2 dargestellte Druckwerk basiert auf dem elektrofotografischen Prinzip, bei dem ein photoelektrischer Bildträger (insbesondere ein Fotoleiter 101) mit Hilfe eines Flüssigentwicklers mit geladenen Tonerpartikeln eingefärbt wird und das so entstandene Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird. Das Druckwerk 11, 12 besteht im Wesentlichen aus einer Elektrofotografiestation 100, einer Entwicklerstation 110 und einer Transferstation 120.
Kern der Elektrofotografiestation 100 ist ein photoelektrischer Bildträger, der an seiner Oberfläche eine fotoelektrische Schicht aufweist (ein sogenannter Fotoleiter). Der Fotoleiter ist hier als Walze (Fotoleiterwalze 101) ausgebildet und weist eine harte Oberfläche auf. Die Fotoleiterwalze 101 dreht sich an den verschiedenen Elementen zum Erzeugen eines Druckbildes 20' vorbei (Drehung in Pfeilrichtung).
Die Elektrofotographiestation 100 umfasst einen Zeichengenerator 109, der ein latentes Bild auf dem Fotoleiter 101 erzeugt. Das latente Bild wird durch die Entwicklerstation 110 mit Tonerpartikeln eingefärbt, um ein eingefärbtes Bild zu erzeugen. Die Entwicklerstation 110 weist hierzu eine sich drehende Entwicklerwalze 111 auf, die eine Schicht Flüssigentwickler an den Fotoleiter 101 heranführt.
Das eingefärbte Bild dreht sich mit der Fotoleiterwalze 101 bis zu einer ersten Transferstelle, bei der das eingefärbte Bild auf eine Transferwalze 121 im Wesentlichen vollständig übertragen wird. Der Aufzeichnungsträger 20 läuft in Transportrichtung 20'' zwischen der Transferwalze 121 und einer Gegendruckwalze 126 hindurch. Der Berührungsbereich (Nip) stellt eine zweite Transferstelle dar, in der das Tonerbild auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird. Weitere Details zu dem in 2 dargestellten beispielhaften Druckwerk 11, 12 sind in der Patentschrift DE 10 2013 201 549 B3 sowie in den entsprechenden Patentanmeldungen JP 2014/149526 A und US 2014/0212632 A1 beschrieben.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument damit, die Qualität des Transfers von Toner auf den Aufzeichnungsträger 20 zu erhöhen, insbesondere für Aufzeichnungsträger 20, welche Papier, Pappe oder Karton umfassen. Der Tonertransfer ist insbesondere von der Feldstärke des elektrischen Feldes an der Transferstelle, d. h. am Walzen-Nip zwischen der Transferwalze 121 und der Gegendruckwalze 126, abhängig.
3a zeigt eine Steuereinheit 300, die eingerichtet ist, die Feldstärke des elektrischen Feldes für den Transferprozess von einer Transferwalze 121 auf einen Aufzeichnungsträger 20 einzustellen. Insbesondere kann durch die Steuereinheit 300 die Stärke eines elektrischen Feldes 313 am Walzen-Nip zwischen der Transferwalze 121 und der Gegendruckwalze 126 eingestellt werden. Zu diesem Zweck können die Spannung 312 (d. h. die Potentialdifferenz) und/oder der Strom 311 zwischen den Kernen der Transferwalze 121 und der Gegendruckwalze 126 quasi-kontinuierlich angepasst bzw. geregelt werden. Es sei angemerkt, dass alternativ zu der Verwendung einer Transferwalze 121 ein direkter Tonertransfer von dem Fotoleiter 101 auf den Aufzeichnungsträger 20 denkbar ist. In diesem Fall können die Spannung 312 (d. h. die Potentialdifferenz) und/oder der Strom 311 zwischen den Kernen der Fotoleiterwalze 101 und der Gegendruckwalze 126 quasi-kontinuierlich angepasst bzw. geregelt werden.
3b veranschaulicht eine beispielhafte Aufteilung der Spannung 312 (d. h. der Potentialdifferenz) zwischen Transferwalze 121 und Gegendruckwalze 126. Typischerweise fällt ein erster Teil der Spannung 312 (Spannungsabfall 321) an der Transferwalze 121 (z. B. an einer Elastomer-Schicht der Transferwalze 121) ab. Ein weiterer Teil der Spannung 312 (Spannungsabfall 323) fällt an der Toner-Schicht 330 im Walzen-Nip ab, und ein weiterer Teil (Spannungsabfall 320) fällt über dem Aufzeichnungsträger 20 ab. Außerdem kann noch ein Teil der Spannung 312 (Spannungsabfall 326) über der Gegendruckwalze 126 abfallen. Die Feldstärke des elektrischen Feldes 313, welches auf die Toner-Schicht 330 wirkt, hängt dabei von dem Spannungsabfall 323 über der Toner-Schicht 330 ab. Der Spannungsabfall 323 über der Toner-Schicht 330 kann dadurch erhöht werden, dass z. B. der Spannungsabfall 320 über dem Aufzeichnungsträger 20 reduziert wird. Der Spannungsabfall 320 über dem Aufzeichnungsträger 20 kann durch eine Reduktion des elektrischen Widerstands (insbesondere des Querwiderstands) des Aufzeichnungsträgers 20 reduziert werden.
Wie aus den Strom/Spannungs-Verläufen 441, 442 aus 4c hervorgeht, steigt der Strom 311 mit steigender Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20, bei unveränderter Spannung 312, an. Mit anderen Worten, der elektrische Widerstand des Aufzeichnungsträgers 20 sinkt mit steigender Temperatur 451. Dies ist exemplarisch auch in 4d verdeutlicht, in der der elektrische Widerstand 452 eines beispielhaften Aufzeichnungsträgers 20 als Funktion der Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 dargestellt ist. Dabei handelt es sich um den elektrischen Widerstand quer durch den Aufzeichnungsträger 20, von der Oberseite, welche bedruckt wird, bis zur Unterseite des Aufzeichnungsträgers 20. Dieser elektrische Widerstand wird auch als Querwiderstand oder als Volumenwiderstand bezeichnet. Typischerweise sinkt der elektrische Widerstand 452 zunächst mit steigender Temperatur 451. Dies kann damit zusammenhängen, dass mit steigender Temperatur 451 Wasser aus Fasern des Aufzeichnungsträgers 20 austritt und so zu einer erhöhten Leitfähigkeit des Aufzeichnungsträgers 20 führt. Andererseits ist insbesondere bei Papier-, Pappe-, und/oder Karton-basierten Aufzeichnungsträgern 20 zu beobachten, dass der elektrische Widerstand 452 ab einer bestimmten Temperatur 451 wieder ansteigt. Dies kann mit Verdunstungseffekten von Feuchtigkeit im Aufzeichnungsträger 20 zusammenhängen. Insgesamt ergibt sich somit ein bestimmter Temperatur-Bereich 453, in dem ein relativ kleiner elektrischer Widerstand 452 eingestellt werden kann. Dieser Temperatur-Bereich 453 kann für einen bestimmten Aufzeichnungsträger 20 experimentell ermittelt werden.
3a zeigt eine Temperierungseinheit 302, die eingerichtet ist, die Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 zu verändern. Beispielsweise kann die Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 erhöht werden. Insbesondere kann die Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 derart verändert werden, dass die Temperatur 451 in einem Temperatur-Bereich 453 liegt, in dem der Aufzeichnungsträger 20 einen möglichst kleinen elektrischen Widerstand 452 aufweist (z. B. einen elektrischen Widerstand 452, der kleiner als ein vordefinierter Widerstands-Schwellenwert ist). Die Steuereinheit 300 kann eingerichtet sein, die Temperierungseinheit 302 derart zu steuern oder zu regeln, dass sich eine gewünschte Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 einstellt. Zu diesem Zweck kann ein Temperatursensor 301 bereitgestellt werden, der eingerichtet ist, Temperaturdaten 314 in Bezug auf die Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 zwischen der Temperierungseinheit 302 und der Transferstelle zu erfassen und an die Steuereinheit 300 weiterzugeben.
Durch das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 (insbesondere des Papiers bzw. der Pappe) können somit der elektrische Widerstand 452 des Aufzeichnungsträgers 20 und der Spannungsabfall an dem Aufzeichnungsträger 20 reduziert werden. Es kann somit die elektrische Spannung 312 (d. h. die Potentialdifferenz) reduziert werden, um einen gewünschten Spannungsabfall an der Transferstelle (d. h. am Walzen-Nip) zu erzeugen. Alternativ oder ergänzend kann die Feldstärke des elektrischen Feldes an der Transferstelle bei unveränderter Spannung 312 erhöht werden. Störungen und Ungleichmäßigkeiten des Druckbildes, die durch hohe Spannungen 312 entstehen, können somit durch das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 vermieden werden. Außerdem kann das Spektrum an unterschiedlichen Aufzeichnungsträgern 20, welche durch einen Digitaldrucker 10 bedruckt werden können, erweitert werden. Beispielsweise kann es durch das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 ermöglicht werden, Aufzeichnungsträger 20 mit einer erhöhten Stärke bzw. Dicke zu bedrucken. Desweiteren kann durch das Erwärmen eine elektrische Inhomogenität im Aufzeichnungsträger 20 reduziert werden, was zu einer erhöhten Homogenität des Druckbildtransfers führt.
Durch das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 (unmittelbar) vor Durchführen des Tonertransfers können somit die Bedruckbarkeit und die Homogenität des Aufzeichnungsträgers 20 verbessert werden. Zur Erwärmung des Aufzeichnungsträgers 20 kann die Temperierungseinheit 302 eingerichtet sein, IR (Infrarot) Strahlen, Heißluft und/oder Kontaktwärme zu generieren. Kontaktwärme kann z. B. anhand von stehenden und/oder rotierenden Elemente auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen werden. Alternativ oder ergänzend kann durch Auftrag von einer warmen Flüssigkeit auf den Aufzeichnungsträger 20 ein Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 bewirkt werden.
Insbesondere ist die Temperierungseinheit 302 eingerichtet, den Aufzeichnungsträger 20 derart zu erwärmen, dass eine substantiell gleichmäßige Temperierung über den gesamten Querschnitt des Aufzeichnungsträgers 20 erfolgt. Die Temperierungseinheit 302 kann eingerichtet sein, nicht nur die (obere und/oder untere) Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 20 sondern auch den gesamten Innenbereich zwischen den Oberflächen des Aufzeichnungsträgers 20 zu erwärmen (ggf. auf eine nahezu gleiche Temperatur). Dies kann insbesondere durch elektromagnetische Strahlung im Mittelwellen- und/oder im Mikrowellen-Bereich (z. B. im GHz-Bereich) und/oder im Infrarot(IR)-Bereich erreicht werden. Alternativ oder ergänzend kann eine möglichst gleichmäßige Erwärmung durch ein Einwirken von Wärme auf beiden Oberflächen (d. h. Oberseite und Unterseite) des Aufzeichnungsträgers 20 bewirkt werden. Die Temperierungseinheit 302 kann daher eingerichtet sein, elektromagnetische Strahlen, Heißluft und/oder Kontaktwärme auf beide Oberflächen des Aufzeichnungsträgers 20 aufzubringen.
Die Temperierungseinheit 302 kann in ein oder mehreren Druckwerken 11 eines Drucksystems 10 angeordnet sein. Beispielsweise kann in jedem Druckwerk 11 eines Drucksystems 10 eine Temperierungseinheit 302 angeordnet sein, durch die der Aufzeichnungsträger 20 auf eine, in Bezug auf den elektrischen Widerstand 452 optimale, Temperatur 451 gebracht wird.
Wie oben dargelegt, kann die Steuereinheit 300 eingerichtet sein, den Strom 311 und/oder die Spannung 312 für den Tonertransfer in einem Druckwerk 11 zu steuern bzw. zu regeln. Insbesondere kann der Strom 311 auf einen Soll-Strom bzw. die Spannung 312 auf eine Soll-Spannung geregelt werden. Der Soll-Strom bzw. die Soll-Spannung können dabei von der Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 an der Transferstelle abhängen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 300 eingerichtet sein, in Abhängigkeit von den Temperaturdaten 314 einen Soll-Strom bzw. eine Soll-Spannung zu ermitteln.
4a zeigt einen beispielhaften Regelkreis 400 des Stroms 311 zwischen der Transferwalze 121 und der Gegendruckwalze 126 (als Regelgröße). Anhand von einem adaptiven Modell 401 der tatsächlichen Regelstrecke 403 kann z. B. aus einer Soll-Feldstärke 413 des elektrischen Feldes 313 am Nip ein Soll-Strom 411 (als adaptive Führungsgröße) ermittelt werden, der zwischen der Transferwalze 121 und der Gegendruckwalze 126 fließen soll. Das für die Ermittlung des Soll-Stroms 411 verwendete adaptive Modell 401 hängt dabei von den aktuellen Temperaturdaten 314 des Aufzeichnungsträgers 20 ab. Der Soll-Strom 411 kann somit an die aktuelle Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 angepasst werden.
Der aktuell gemessene Strom 311 kann von dem Soll-Strom 411 abgezogen werden, um einen Regelfehler 415 zu ermitteln. Anhand von einem Regler 402 (z. B. einem Regler mit P(proportional), I(integral) und/oder D(differential) Anteil) kann die einzustellende Spannung 312 zwischen Transferwalze 121 und Gegendruckwalze 126 (als Stellgröße) ermittelt werden. Durch die tatsächliche Regelstrecke 403 (d. h. durch die tatsächliche Strecke zwischen Transferwalze 121 und Gegendruckwalze 126) wird der Strom 311 bewirkt, der dann wieder mit dem (ggf. aktualisierten) Soll-Strom 411 verglichen wird.
Die Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 kann von der Steuereinheit 300 auf eine Soll-Temperatur geregelt werden, z. B. auf eine Soll-Temperatur aus dem Temperatur-Bereich 453, durch den sich ein relativ kleiner elektrischer Widerstand 452 des Aufzeichnungsträgers 20 ergibt. Die feste Soll-Temperatur entspricht dann (bei einem Aufzeichnungsträger 20 mit gleichbleibenden Eigenschaften) typischerweise einem festen Soll-Strom 411, der durch den Regelkreis 400 geregelt werden kann.
4b zeigt ein beispielhaftes adaptives Modell 401 der tatsächlichen Regelstrecke 403. Das Modell 401 umfasst einen ersten elektrischen Widerstand 421 der Transferwalze 121 (insbesondere der Elastomer-Schicht der Transferwalze 121). Das Modell 401 umfasst einen zweiten elektrischen Widerstand 423 des (typischerweise mit Flüssigentwickler und ggf. mit Toner) gefüllten Nips. Der zweite elektrische Widerstand 423 kann von der Menge an Toner abhängen (z. B. von der Anzahl von Toner-Schichten), die sich im Walzen-Nip zwischen Transferwalze 121 und Aufzeichnungsträger 20 befindet. Außerdem umfasst das Modell 401 einen dritten elektrischen Widerstand 420 des Aufzeichnungsträgers 20. Der dritte elektrische Widerstand 420 hängt typischerweise von der Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 ab. Desweiteren kann das Modell 401 einen vierten elektrischen Widerstand 422 der elektrischen Verbindung zwischen Transferwalze 121 und Gegendruckwalze 126 umfassen, welche an dem Aufzeichnungsträger 20 vorbei führt. Der vierte elektrische Widerstand 422 kann dazu verwendet werden, einen parasitären Strom zu modellieren, der an dem Aufzeichnungsträger 20 seitlich vorbei fließt (insbesondere in einem Bereich der sich direkt berührenden Transferwalze 121 und Gegendruckwalze 126, in dem sich kein Aufzeichnungsträger 20 befindet). Dieser parasitäre Strom ist typischerweise von der Spannung 312 abhängig. Eine Reduzierung der Spannung 312 (z. B. aufgrund von einer Reduzierung des elektrischen Widerstands 420, 452 des Aufzeichnungsträgers 20) kann zu einer substantiellen Reduzierung des parasitären Stroms führen. Außerdem umfasst das Modell 401 einen fünften elektrischen Widerstand 426 der Gegendruckwalze 126.
Die einzelnen Widerstände 421, 423, 420, 422, 426 können in Abhängigkeit von Eigenschaften des Druckwerks 11 und in Abhängigkeit von Umweltbedingungen ermittelt werden. Insbesondere können für die einzelnen Widerstände 421, 423, 420, 422, 426 (d. h. für die einzelnen Modellparameter) Kennlinien hinterlegt werden, die einen Zusammenhang zwischen den Widerstände 421, 423, 420, 422, 426 und aktuellen Werten von Rahmenparameter des Druckprozesses (wie der Temperatur, der Feuchte und/oder des elektrischen Widerstands der Transferwalze 121, des Aufzeichnungsträgers 20 und/oder der Gegendruckwalze 126) wiedergeben. Diese Kennlinien können theoretisch und/oder experimentell ermittelt werden. Durch Bestimmung der aktuellen Werte der Rahmenbedingungen können somit die aktuellen Werte der einzelnen Widerstände 421, 423, 420, 422, 426, d. h. die aktuellen Werte der Modellparameter, ermittelt werden. Insbesondere kann der dritte elektrische Widerstand 420 in Abhängigkeit von den Temperaturdaten 314 ermittelt und ggf. angepasst werden. Somit kann das Modell 401 quasi kontinuierlich an aktuelle Werte der Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 und/oder ggf. an aktuelle Werte von weiteren Rahmenparametern angepasst werden.
Der Spannungsabfall an dem zweiten elektrischen Widerstand 423 bestimmt die Feldstärke des elektrischen Feldes 313 am Nip. Bei Kenntnis der aktuellen Werte der einzelnen Widerstände 421, 423, 420, 422, 426 kann anhand des Modells 401 der Strom 311 bestimmt werden, durch den ein bestimmter Spannungsabfall an dem zweiten elektrischen Widerstand 423 bewirkt wird. Mit anderen Worten, anhand des Modells 401 kann der Soll-Strom 411 ermittelt werden, durch den ein elektrisches Feld 313 mit der Soll-Feldstärke 413 bewirkt wird. Dieser Soll-Strom 411 kann dann anhand des Regelkreises 400 eingestellt und ggf. an geänderte Temperaturdaten 314 angepasst werden. So kann erreicht werden, dass auch bei Änderung der Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 ein elektrisches Feld 313 mit gleichbleibender Soll-Feldstärke 413 am Nip anliegt, und so eine gleichbleibend hohe Druckqualität erreicht wird.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zur Verbesserung des Transfers von geladenen Tonerpartikeln auf einen Aufzeichnungsträger 20 in einem elektrographischen Druckprozess. In dem elektrographischen Druckprozess kann Trockentoner oder Flüssigtoner verwendet werden. Das Verfahren 500 umfasst das Temperieren 501 (insbesondere das Erwärmen) des Aufzeichnungsträgers 20 vor dem Transfer der geladenen Tonerpartikel. Durch das Temperieren des Aufzeichnungsträgers 20 (insbesondere durch das Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20) kann der elektrische Widerstand des Aufzeichnungsträgers 20 (insbesondere der Querwiderstand bzw. der Volumenwiderstand des Aufzeichnungsträgers 20) für den Tonertransfer reduziert werden.
Der Aufzeichnungsträger 20 kann unmittelbar vor dem Transfer der geladenen Tonerpartikel erwärmt werden, so dass der Zeitraum zwischen Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 und dem Transfer der Tonerpartikel möglichst kurz ist, z. B. kleiner als ein vordefinierter Zeit-Schwellenwert. Dabei hängt der Zeit-Schwellenwert typischerweise von der Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 und/oder von der Feuchte einer unmittelbaren Umgebung des Aufzeichnungsträgers 20 ab. Durch das zeitnahe Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 kann erreicht werden, dass im Aufzeichnungsträger 20 vorhandende Feuchtigkeit bis zum Erreichen der Transferstelle im Aufzeichnungsträger 20 verbleibt, und sich somit ein möglichst niedriger elektrischer Widerstand 452 ergibt.
Bei der Verwendung von einer Vielzahl von Druckwerken 11, 12 (d. h. bei Durchführen einer Vielzahl von Tonertransfer-Schritten) kann ggf. nach einem Tonertransfer-Schritt eine Kühlung des Aufzeichnungsträgers 20 erfolgen, um ein Verdunsten von Feuchtigkeit zwischen aufeinander folgenden Tonertransfer-Schritten zu unterbinden. Beispielsweise kann unmittelbar vor einem ersten Tonertransfer-Schritt der Aufzeichnungsträger 20 erwärmt werden (um den elektrischen Widerstand 452 für den ersten Tonertransfer-Schritt zu reduzieren). Desweiteren kann unmittelbar nach dem ersten Tonertransfer-Schritt der Aufzeichnungsträger 20 wieder gekühlt werden (um ein Verdunsten von Feuchtigkeit aus dem Aufzeichnungsträger 20 zu unterbinden). Der Aufzeichnungsträger 20 kann dann unmittelbar vor einem nachfolgenden zweiten Tonertransfer-Schritt wieder erwärmt werden, usw. Durch das zwischenzeitliche Abkühlen des Aufzeichnungsträgers 20 kann gewährleistet werden, dass der elektrische Widerstand 452 des Aufzeichnungsträgers 20 auch für den zweiten Tonertransfer-Schritt durch Erwärmen wieder wirksam reduziert werden kann. Ein Druckwerk 11 kann somit eine erste Temperierungseinheit 302 in Transportrichtung 20'' vor der Transferelektrode (z. B. der Transferwalze 121) umfassen, um einen Aufzeichnungsträger 20 zu erwärmen. Desweiteren kann das Druckwerk 11 eine zweite Temperierungseinheit in Transportrichtung 20'' nach der Transferelektrode (z. B. der Transferwalze 121) umfassen (nicht in 3a gezeigt), um den Aufzeichnungsträger 20 wieder zu kühlen.
Das Verfahren 500 umfasst weiter das Anlegen 502 einer Spannung 312 (d. h. einer Potentialdifferenz) zwischen einer Transferelektrode und einer Gegenelektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes 313 an der Transferstelle zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode. Dabei weist die Oberfläche (z. B. eine Mantelfläche) der Transferelektrode die geladenen Tonerpartikel auf. Die Transferelektrode kann eine Transferwalze 121 umfassen, durch die ein Tonerbild an die Transferstelle befördert wird (im Falle eines mittelbaren Tonertransfers). Im Falle eines direkten Tonertransfers kann die Transferelektrode eine Fotoleiterwalze 101 umfassen. Die Gegenelektrode kann eine Gegendruckwalze 126 umfassen, durch die der Aufzeichnungsträger 20 gegen die Transferwalze 121 bzw. gegen die Fotoleiterwalze 101 gedrückt wird. Die Transferwalze 121 und die Gegendruckwalze 126 können einen Walzen-Nip als Transferstelle bilden, wobei der Aufzeichnungsträger 20 zwischen der Transferwalze 121 (bzw. der Fotoleiterwalze 101) und der Gegendruckwalze 126 transportiert wird, und wobei das Tonerbild unter Einwirken des elektrischen Feldes 313 im Walzen-Nip von der Transferwalze 121 auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird.
Das Verfahren 500 umfasst weiter das Führen 503 des Aufzeichnungsträgers 20 an bzw. durch die Transferstelle, so dass an der Transferstelle die geladenen Tonerpartikel unter Einwirken des elektrischen Feldes 313 von der Transferelektrode auf den Aufzeichnungsträger 20 übergehen.
Durch das Temperieren 501 des Aufzeichnungsträgers 20 kann die Spannung 312 reduziert werden (im Vergleich zu einem nicht-temperierten Aufzeichnungsträger 20), die erforderlich ist, um ein elektrisches Feld 313 mit einer bestimmten Soll-Feldstärke 413 zu generieren. Die Reduzierung der Spannung 312 wird dabei durch die Reduzierung des elektrischen Widerstandes 452 des Aufzeichnungsträgers 20 erreicht. Durch die Reduzierung der Spannung 312 werden Artefakte bei dem Tonertransfer vermieden, so dass der Transfer der geladenen Tonerpartikel insgesamt verbessert werden kann. Insbesondere können Durchbrüche durch den Aufzeichnungsträger 20 und/oder Umladeprozesse von Tonerpartikeln vermieden werden.
Das Verfahren 500 kann weiter umfassen, das Erfassen 504 eines Stromes 311, der zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode über den Aufzeichnungsträger 20 fließt. Außerdem kann das Verfahren 500 umfassen, das Anpassen 505 der Spannung 312 in Abhängigkeit von dem Strom 311.
Wie bereits oben dargelegt, kann durch die Temperierung des Aufzeichnungsträgers 20 für den Tonertransfer der elektrische Widerstand 452 des Aufzeichnungsträgers 20 reduziert werden. Dies hat zur Folge, dass sich der Gesamtwiderstand der elektrischen Verbindungstrecke zwischen Transferelektrode und Gegenelektrode reduziert. Folglich ergibt sich aufgrund der Temperierung des Aufzeichnungsträgers 20 eine Veränderung des Verhältnisses zwischen Strom 311 und Spannung 312 (im Vergleich zu einem nicht-temperierten Aufzeichnungsträger 20). Diese Veränderung des Verhältnisses kann dadurch berücksichtigt werden, dass die Spannung 312 angepasst wird (z. B. um einen bestimmten Strom 311 einzustellen).
Insbesondere kann die Spannung 312 derart angepasst werden, dass der Strom 311 auf einen Soll-Strom 411 geregelt wird. Dabei hängt der Soll-Strom 411 typischerweise von einer Soll-Feldstärke 413 des elektrischen Feldes 313 an der Transferstelle ab. Durch eine Stromregelung kann eine konstante Feldstärke des elektrischen Feldes 313 an der Transferstelle bewirkt werden, wodurch wiederum eine Verbesserung des Tonertransfers bewirkt wird.
Das Verfahren 500 kann weiter umfassen, das Anpassen einer Menge an thermischer Energie, die beim Temperieren (insbesondere beim Erwärmen) auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird. Die Menge an thermischer Energie kann derart angepasst werden, dass die Spannung 312, welche für die Regelung des Stroms 311 erforderlich ist, reduziert wird. Mit anderen Worten, es kann eine Stromregelung durchgeführt werden, so dass der Strom 311 (als Regelgröße) auf den Soll-Strom 411 geregelt wird. Die Spannung 312 (als Stellgröße), die zur Einstellung des Stroms 311 erforderlich ist, weist dann im eingeschwungenen Zustand einen bestimmten Spannungs-Betrag auf. Die Menge an thermischer Energie, welche auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird, kann dann derart angepasst (ggf. geregelt) werden, dass der Spannungs-Betrag reduziert (z. B. minimiert) wird. Es kann somit in automatischer Weise erreicht werden, dass der Tonertransfer mit einem Aufzeichnungsträger 20 erfolgt, der einen minimal möglichen elektrischen Widerstand 452 aufweist. Somit kann die Qualität des Tonertransfers weiter verbessert werden.
Das Verfahren 500 kann weiter umfassen, das Ermitteln von Temperaturdaten 314, die eine Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 nach dem Erwärmen 501 anzeigen. Die Menge an thermischer Energie, die beim Temperieren 501 auf den Aufzeichnungsträger 20 übertragen wird, kann in Abhängigkeit von den Temperaturdaten 314 angepasst werden. Insbesondere kann die Menge an thermischer Energie derart angepasst werden, dass die Temperatur 451 des Aufzeichnungsträgers 20 nach dem Erwärmen 501 auf eine Soll-Temperatur geregelt ist. Durch die Einstellung einer bestimmten Soll-Temperatur kann der elektrische Widerstand des Aufzeichnungsträgers 20 (insbesondere auf Basis von einer zuvor ermittelten Widerstand/Temperatur-Kennlinien, siehe 4d) reduziert (ggf. minimiert) werden.
Der Aufzeichnungsträger 20 kann in einem vordefinierten Temperatur-Bereich 453 einen elektrischen Widerstand 452 aufweisen, der kleiner als oder gleich wie ein vordefinierter Widerstands-Schwellenwert ist. Der Aufzeichnungsträger 20 kann dann auf eine Temperatur 451 aus dem vordefinierten Temperatur-Bereich 453 erwärmt werden. Insbesondere kann eine Temperatur 451 aus dem Temperatur-Bereich 453 als Soll-Temperatur für eine Temperatur-Regelung verwendet werden.
Das Temperieren 501 des Aufzeichnungsträgers kann durch Übertragen von thermischer Energie auf den Aufzeichnungsträger 20 mittels Infrarot-Strahlung, durch Übertragen von thermischer Energie auf den Aufzeichnungsträger 20 mittels Heißluft und/oder durch Übertragen von thermischer Energie auf den Aufzeichnungsträger 20 mittels Kontaktwärme erfolgen.
Der Aufzeichnungsträger 20 kann Fasern (insbesondere Papierfasern) aufweisen, in denen Wasser gebunden wird. Beispielsweise kann der Aufzeichnungsträger 20 Papier, Karton und/oder Pappe umfassen. Durch die zugeführte thermische Energie wird aus den Fasern Wasser frei gegeben, wodurch die Mobilität des Wassers im Aufzeichnungsträger 20 erhöht wird. Insbesondere verteilt sich das Wasser in der mit Mineralien und Luft gefüllten Struktur des Aufzeichnungsträgers 20. Dabei wird auch die Mobilität von Ionen im Aufzeichnungsträger 20 erhöht, was zu einer Reduzierung des elektrischen Widerstands 452 des Aufzeichnungsträgers 20 führt.
Dieses Phänomen der Reduzierung des elektrischen Widerstands 452 ist überraschend, da aufgrund der Erhöhung der Temperatur 451 ein Ausdünsten des Aufzeichnungsträgers 20 und damit eine Erhöhung des elektrischen Widerstands 452 zu erwarten wäre. Wie in Zusammenhang mit 4d erläutert, tritt letzterer Effekt jedoch erst oberhalb von einer bestimmten Grenz-Temperaturen ein. Unterhalb von der Grenz-Temperatur kann durch Erhöhung der Temperatur 451 wider Erwarten eine Reduzierung des elektrischen Widerstands 452 des Aufzeichnungsträgers 20 bewirkt werden.
Der Aufzeichnungsträger 20 kann eine Stärke von 250 μm bzw. 400 μm oder mehr und/oder eine Grammatur von 200 g/m² oder mehr aufweisen. Derartige Aufzeichnungsträger 20 sind bei Zimmertemperatur typischerweise sehr hochohmig und erfordern daher für den Tonertransfer relativ hohe Spannungen 312. Durch ein Erwärmen des Aufzeichnungsträgers 20 auf Temperaturen 451 im Bereich von 30°–90°C kann der elektrische Widerstand von derartigen Aufzeichnungsträgern 20 signifikant reduziert werden, was wiederum zu einer signifikanten Reduzierung der angelegten Spannung 312 führt. Ein bevorzugter Temperatur-Bereich umfasst eine maximale Temperatur von 60°C (z. B. einen Bereich von 30°–60°C), z. B. um ein mögliches Anschmelzen der Tonerpartikel zu vermeiden.
Das Verfahren 500 kann weiter umfassen das Ermitteln von einem aktuellen Wert eines (weiteren) Rahmenparameters des Druckprozesses. Dabei hat ein Rahmenparameter die Eigenschaft, dass eine Änderung eines Wertes des Rahmenparameters auch bei einer konstanten Spannung 312 eine Änderung des Stroms 311 zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode bewirkt. Mit anderen Worten, der Rahmenparameter hat einen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der Strecke zwischen Transferelektrode und Gegenelektrode. In analoger Weise können aktuelle Werte für eine Vielzahl von Rahmenparametern ermittelt werden.
Der Rahmenparameter kann ein oder mehrere umfassen von: eine Dicke und/oder eine Breite des Aufzeichnungsträgers 20, der während des Druckprozesses zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode angeordnet ist; eine Feuchte des Aufzeichnungsträgers 20; eine Temperatur und/oder eine Feuchte in einer Umgebung der Transferstelle; eine Temperatur der Transferwalze 121 und/oder der Gegendruckwalze 126; und/oder eine Leitfähigkeit und/oder ein elektrischer Widerstand der Transferwalze 121 und/oder der Gegendruckwalze 126; eine mechanische Kraft mit der die Gegendruckwalze 126 an die Transferwalze 121 gepresst wird; und/oder eine Länge der Gegendruckwalze 126 und/oder der Transferwalze 121 quer zu der Transportrichtung 20'' des Aufzeichnungsträgers 20. Die aktuellen Werte von ein oder mehreren Rahmenparametern können ggf. aus einer Datenbank und/oder auf Basis von Sensordaten ermittelt werden.
Das Verfahren 500 kann weiter umfassen, das Anpassen von einem Regelkreis 400 zur Einstellung des elektrischen Feldes 313 (insbesondere eines Modells 401) in Abhängigkeit von den aktuellen Werten der ein oder mehreren Rahmenparameter. Beispielsweise können die Spannung 312 und/oder der Strom 311 anhand eines Regelkreises 400 geregelt werden, um einen gleichmäßigen Tonertransfer zu gewährleisten. Der Regelkreis 400, der für die Spannungs- und/oder Strom-Regelung verwendet wird, kann dabei quasi kontinuierlich an aktuelle Werte von ein oder mehreren Rahmenparametern angepasst werden. So kann gewährleistet werden, dass auch bei sich ändernden Rahmenbedingungen (d. h. bei sich ändernden Werten von ein oder mehreren Rahmenparametern) eine gleichmäßige Druckqualität erreicht wird.
Das Verfahren 500 kann weiter umfassen, das Verändern der Spannung 312 und/oder des Stromes 311 zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode anhand des angepassten Regelkreises 400.
Das Modell 401 der elektrischen Verbindungsstrecke zwischen Transferelektrode und Gegenelektrode kann davon abhängen ob und/oder wie viel Toner sich im Walzen-Nip befindet. Beispielsweise kann der Widerstand 423 eines Widerstands-Modells 401 davon abhängen, ob und/oder wie viel Toner sich im Walzen-Nip befindet. Die Menge an Toner im Walzen-Nip kann anhand von Druckdaten und/oder Sensordaten bzgl. eines Druckbildes ermittelt werden, das an der Transferstelle (d. h. am Walzen-Nip) auf den Aufzeichnungsträger 20 gedruckt werden soll und/oder das sich an der Transferstelle bereits auf dem Aufzeichnungsträger 20 befindet. Das Modell 401, welches für die Regelung des Stromes 311 und/oder der Spannung 312 verwendet wird, kann somit von den Druckdaten und/oder den Sensordaten abhängen. So kann die Einstellung des elektrischen Feldes 313 und der daraus resultierende Tonertransfer weiter verbessert werden.
In analoger Weise zu dem Verfahren 500 wird in diesem Dokument auch ein Druckwerk 11, 12 für einen elektrographischen Digitaldrucker 10 beschrieben. Das Druckwerk 11, 12 umfasst eine Temperierungseinheit 301, die eingerichtet ist, einen Aufzeichnungsträger 20 zu erwärmen. Desweiteren umfasst das Druckwerk 11, 12 eine Transferelektrode und eine Gegenelektrode, zwischen die eine Spannung 312 angelegt werden kann, um ein elektrisches Feld 313 an einer Transferstelle zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode zu bewirken, so dass an der Transferstelle Toner unter Einwirken des elektrischen Feldes 313 auf den erwärmten Aufzeichnungsträger 20 transferiert wird. So kann ein verbesserter Tonertransfer mit reduzierten Spannungswerten erreicht werden. Dabei können die Transferelektrode und die Gegenelektrode durch metallische Mantelflächen (und eventuell einer weiteren Außenschicht, etwa einer Elastomer-Schicht) einer Transferwalze 121 bzw. einer Gegendruckwalze 126 gebildet werden.
Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren 500 ermöglicht es, Materialien und insbesondere Papier zu bedrucken, die ansonsten nicht für einen Tonertransfer unter Einwirken eines elektrischen Felds verwendet werden könnten. Desweiteren steigt durch das beschriebene Verfahren 500 die Qualität eines erstellten Druckbildes, da der elektrostatische Tonertransfer mit einer reduzierten Spannung bzw. mit einer reduzierten Feldstärke ermöglicht wird. Insbesondere kann eine Schädigung des Toners durch hohe Feldstärken vermieden werden. Außerdem kann die Homogenität des Druckbildes verbessert werden, da elektrische Ungleichmäßigkeiten im Aufzeichnungsträger 20 reduziert werden. Das Verfahren 500 kann auf den Transfer von Trockentoner oder Flüssigtoner angewendet werden. Desweiteren kann das Verfahren 500 bei elektrisch unterstützen Offsetsystemen mit Pressurewalzen eingesetzt werden.
Das Verfahren 500 nutzt das gezielte Temperieren des Aufzeichnungsträgers 20, um damit den elektrischen Widerstand 452 des Aufzeichnungsträgers 20 aktiv zu verändern. Der elektrische Widerstand 452 wird damit kontrolliert reduziert. Die Erwärmung des Aufzeichnungsträgers 20 wird bevorzugt so gewählt, dass es nicht zum Austritt von Wasser aus dem Aufzeichnungsträger 20 kommt, so dass stets eine Reduzierung des elektrischen Widerstands 452 bewirkt wird. Dies kann durch eine Überwachung des Stroms 311 und der Spannung 312 während des Druckprozess erreicht werden. Die elektrischen Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers 20 spiegeln sich im Strom-Spannungsverhalten beim Druckprozess wider und zeigen somit die elektrische Wirkung des Temperierens. Ggf. kann eine separate Messung des elektrischen Widerstandes 452 des Aufzeichnungsträgers 20 erfolgen. Die Temperierung des Aufzeichnungsträgers 20 kann derart erfolgen, dass es nicht zu einem Anstieg des elektrischen Widerstands 452 aufgrund der Temperierung kommt.
Durch das Temperieren wird bei einer Stromregelung der elektrische Widerstand 452 so weit verringert, dass eine geringere Übertragungsspannung 312 ermöglicht wird. Die Temperatur 451 kann dabei so weit gesteigert werden, dass der Tonertransfer bei einer kleinst möglichen Spannung 312 erfolgt. Dadurch wird die Einfärbung verbessert und die Druckqualität gesteigert. Dies geschieht deshalb, weil bei reduzierter Spannung 312 Durchbrüche durch den Aufzeichnungsträger 20 vermieden und Umladeprozesse von Toner reduziert werden.
Bezugszeichenliste

10: Digitaldrucker
11, 11a–11d: Druckwerk (Vorderseite)
12, 12a–12d: Druckwerk (Rückseite)
20: Aufzeichnungsträger
20': Druckbild (Toner)
20'': Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers
21: Rolle (Eingabe)
22: Abwickler
23: Konditionierwerk
24: Wendeeinheit
25: Registereinheit
26: Zugwerk
27: Aufwickler
28: Rolle (Ausgabe)
30: Fixiereinheit
40: Klimatisierungsmodul
50: Energieversorgung
60: Controller
70: Flüssigkeitsmanagement
71: Flüssigkeitssteuereinheit
72: Vorratsbehälter
100: Elektrofotografiestation
101: Bildträger (Fotoleiter, Fotoleiterwalze)
102: Löschlicht
103: Reinigungseinrichtung (Fotoleiter)
104: Rakel (Fotoleiter)
105: Sammelbehälter (Fotoleiter)
106: Aufladevorrichtung (Korotron)
106': Draht
106'': Schirm
107: Zuluftkanal (Belüftung)
108: Abluftkanal (Entlüftung)
109: Zeichengenerator
110: Entwicklerstation
111: Entwicklerwalze
112: Vorratskammer
112': Flüssigkeitszufuhr
113: Vorkammer
114: Elektrodensegment
115: Dosierwalze (Entwicklerwalze)
116: Rakel (Dosierwalze)
117: Reinigungswalze (Entwicklerwalze)
118: Rakel (Reinigungswalze der Entwicklerwalze)
119: Sammelbehalter (Flüssigentwickler)
119': Flüssigkeitsabfuhr
120: Transferstation
121: Transferwalze
122: Reinigungseinheit (Nasskammer)
123: Reinigungsbürste (Nasskammer)
123': Reinigungsflüssigkeitszufuhr
124: Reinigungswalze (Nasskammer)
124': Reinigungsflüssigkeitsabfuhr
125: Rakel
126: Gegendruckwalze
127: Reinigungseinheit (Gegendruckwalze)
128: Sammelbehälter (Gegendruckwalze)
128': Flüssigkeitsabfuhr
129: Ladeeinheit (Korotron an Transferwalze)
300: Steuereinheit
301: Temperatursensor
302: Temperierungseinheit
311: Strom (zwischen Transferwalze und Gegendruckwalze)
312: Spannung (zwischen Transferwalze und Gegendruckwalze)
313: elektrisches Feld (am Walzen-Nip)
314: Temperaturdaten
320, 321, 323, 326: Spannungsabfall
330: Toner-Schicht
400: Regelkreis
401: Modell
402: Regler
403: Regelstrecke
411: Soll-Strom
413: Soll-Feldstärke
415: Regelfehler
420, 421, 422, 423, 426: Modellparameter (elektrische Widerstände)
441, 442: Kennlinien
451: Temperatur des Aufzeichnungsträgers
452: elektrischer Widerstand des Aufzeichnungsträgers
453: Temperatur-Bereich
500: Verfahren zur Verbesserung des Tonertransfers
501, 502, 503, 504, 505: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zur Verbesserung des Transfers von geladenen Tonerpartikeln auf einen Aufzeichnungsträger (20) in einem elektrographischen Druckprozess; wobei das Verfahren (500) umfasst, – Erwärmen (501) des Aufzeichnungsträgers (20) vor dem Transfer der geladenen Tonerpartikel, um einen elektrischen Widerstand des Aufzeichnungsträgers (20) zu reduzieren; – Anlegen (502) einer Spannung (312) zwischen einer Transferelektrode und einer Gegenelektrode zur Erzeugung eines elektrischen Feldes (313) an einer Transferstelle zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode, wobei die Transferelektrode die geladenen Tonerpartikel aufweist; – Führen (503) des Aufzeichnungsträgers (20) an die Transferstelle, so dass an der Transferstelle die geladenen Tonerpartikel unter Einwirken des elektrischen Feldes (313) von der Transferelektrode auf den Aufzeichnungsträger (20) übergehen; – Erfassen (504) eines Stromes (311), der zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode über den Aufzeichnungsträger (20) fließt; und – Anpassen (505) der Spannung (312) in Abhängigkeit von dem Strom (311).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Spannung (312) derart angepasst wird, dass der Strom (311) auf einen Soll-Strom (411) geregelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Verfahren (500) weiter umfasst, Anpassen einer Menge an thermischer Energie, die beim Erwärmen (501) auf den Aufzeichnungsträger (20) übertragen wird, derart dass die Spannung (312), welche für die Regelung des Stroms (311) erforderlich ist, reduziert wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Verfahren (500) weiter umfasst, Ermitteln von Temperaturdaten (314), die eine Temperatur (451) des Aufzeichnungsträgers (20) nach dem Erwärmen (501) anzeigen; und – Anpassen einer Menge an thermischer Energie, die beim Erwärmen (501) auf den Aufzeichnungsträger (20) übertragen wird, in Abhängigkeit von den Temperaturdaten (314).
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die übertragene Menge an thermischer Energie derart angepasst wird, dass die Temperatur (451) des Aufzeichnungsträgers (20) nach dem Erwärmen (501) auf eine Soll-Temperatur geregelt ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – der Aufzeichnungsträger (20) in einem vordefinierten Temperatur-Bereich (453) einen elektrischen Widerstand (452) aufweist, der kleiner als oder gleich wie ein vordefinierter Widerstands-Schwellenwert ist; und – der Aufzeichnungsträger (20) auf eine Temperatur (451) aus dem vordefinierten Temperatur-Bereich (453) erwärmt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erwärmen (501) ein oder mehrere umfasst von, – Übertragen von thermischer Energie auf den Aufzeichnungsträger (20) mittels elektromagnetischer Strahlung; – Übertragen von thermischer Energie auf den Aufzeichnungsträger (20) mittels Heißluft; und/oder – Übertragen von thermischer Energie auf den Aufzeichnungsträger (20) mittels Kontaktwärme.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufzeichnungsträger (20) – Fasern aufweist, in denen Wasser gebunden wird; und/oder – Papier, Karton und/oder Pappe umfasst; und/oder – eine Stärke von 250 μm, 400 μm oder mehr aufweist; und/oder – eine Grammatur von 200 g/m² oder mehr aufweist.
Druckwerk (11, 12) für einen elektrographischen Digitaldrucker (10), wobei das Druckwerk (11, 12) umfasst, – eine Temperierungseinheit (301), die eingerichtet ist, einen Aufzeichnungsträger (20) zu erwärmen, um einen elektrischen Widerstand des Aufzeichnungsträgers (20) zu reduzieren; und – eine Transferelektrode und eine Gegenelektrode, an die eine Spannung (312) angelegt werden kann, um ein elektrisches Feld (313) an einer Transferstelle zwischen der Transferelektrode und der Gegenelektrode zu bewirken, so dass an der Transferstelle Toner unter Einwirken des elektrischen Feldes (313) auf den erwärmten Aufzeichnungsträger (20) transferiert wird.
Druckwerk (11, 12) gemäß Anspruch 9, wobei – die Transferelektrode eine Transferwalze (121) umfasst, durch die ein Tonerbild an die Transferstelle befördert wird; – die Gegenelektrode eine Gegendruckwalze (126) umfasst, durch die der Aufzeichnungsträger (20) gegen die Transferwalze (121) gedrückt wird; und – die Transferwalze (121) und die Gegendruckwalze (126) einen Nip als Transferstelle bilden, in dem das Tonerbild unter Einwirken des elektrischen Feldes (313) von der Transferwalze (121) auf den Aufzeichnungsträger (20) übertragen wird.