DE60016882T2

DE60016882T2 - Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht

Info

Publication number: DE60016882T2
Application number: DE60016882T
Authority: DE
Inventors: Gerald M. Fletcher; Kock-Yee Law; Nancy Y. Jia; Jr. Edward L. Rochester Schlueter
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: BR0005883A; EP1109075A2; ES2233272T3; EP1109075B1; US6261659B1; DE60016882D1; CA2325268A1; JP2001175088A; CA2325268C; EP1109075A3; MXPA00011743A

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf elektrofotografische Druckmaschinen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf elektrofotografische Druckmaschinen, welche Zwischenübertragungsbänder mit Naht aufweisen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Elektrofotografisches Drucken ist ein gut bekanntes und allgemein verwendetes Verfahren zum Kopieren oder Drucken von Dokumenten. Elektrofotografisches Drucken wird ausgeführt durch Belichten einer Lichtbilddarstellung eines gewünschten Dokuments auf einen im wesentlichen gleichförmig geladenen Fotoaufnehmer. In Reaktion auf dieses Lichtbild wird der Fotoaufnehmer entladen, wodurch ein elektrostatisches verborgenes Bild eines gewünschten Dokuments auf der Oberfläche des Fotoaufnehmers geschaffen wird. Nachfolgend wird Toner auf diesem verborgenen Bild abgelegt, wodurch ein Tonerbild ausgebildet wird. Das Tonerbild wird nachfolgend von dem Fotoaufnehmer auf ein empfangendes Substrat, wie etwa ein Blatt Papier, übertragen. Das übertragene Tonerbild wird daraufhin mit dem Substrat verschmolzen, wobei normalerweise Wärme und/oder Druck verwendet wird. Die Oberfläche des Fotoaufnehmers wird darauffolgend von restlichem Entwicklermaterial gereinigt und in Vorbereitung für den Herstellungsprozess eines anderen Bildes wieder aufgeladen.
Das Vorstehende beschreibt allgemein elektrofotografische Druckmaschinen für Schwarz-Weißdruck. Elektrofotografisches Drucken kann ebenso Farbbilder herstellen durch die Wiederholung des vorstehenden Prozesses für jede Tonerfarbe, welche verwendet wird, um das Farbbild herzustellen. Beispielsweise kann die fotoempfindliche Oberfläche mit einem Bild aus Licht belichtet werden, welches eine erste Farbe, etwa Schwarz, repräsentiert. Das resultierende elektrostatische verborgene Bild kann daraufhin mit schwarzen Tonerpartikeln entwickelt werden, um eine Schicht aus schwarzem Toner zu erzeugen, welche nachfolgend auf ein empfangendes Substrat übertragen wird. Der Vorgang kann daraufhin wiederholt werden für eine zweite Farbe, etwa Gelb, daraufhin für eine dritte Farbe, etwa Magenta, und schließlich für eine vierte Farbe, etwa Cyan. Wenn die Tonerschichten in einer übereinanderliegenden Registrierung angeordnet werden, wird das gewünschte zusammengesetzte Farbtonerbild ausgebildet und auf dem empfangenden Substrat aufgeschmolzen.
Der vorstehend beschriebene Farbdruckprozess überlagert Farbtonerschichten unmittelbar auf einem Substrat. Weitere elektrofotografische Drucksysteme verwenden Zwischenübertragungsbänder. In derartigen Systemen werden aufeinanderfolgende Tonerschichten elektrostatisch in übereinanderliegender Registrierung von dem Fotoaufnehmer auf ein Zwischenübertragungsband übertragen. Ausschließlich, nachdem das zusammengesetzte Tonerbild auf dem Zwischenübertragungsband ausgebildet ist, wird dieses Bild übertragen und auf das Substrat aufgeschmolzen. Tatsächlich verwenden einige elektrofotografische Drucksysteme eine Vielzahl von Zwischenübertragungsbändern, wobei Toner auf und von den Bändern übertragen wird, wie erforderlich, um die an die Maschinenarchitektur gestellten Anforderungen insgesamt zu erfüllen.
Im Betrieb wird ein Zwischenübertragungsband in Berührung gebracht mit einer tonerbildtragenden Einheit, wie einem Fotoaufnehmerband. In der Berührungszone erzeugt eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes, wie etwa ein Corotron, eine vorgespannte Übertragungswalze, eine vorgespannte Klinge oder Ähnliches, elektrostatische Felder, welche den Toner auf das Zwischenübertragungsband übertragen. Nachfolgend wird das Zwischenübertragungsband mit einem Empfänger in Berührung gebracht. Ähnliche Einrichtungen zur Erzeugung elektrostatischer Felder übertragen den Toner von dem Zwischenübertragungsband auf den Empfänger. Abhängig von dem System kann ein Empfänger eine weitere Zwischenübertragungseinrichtung oder ein Substrat sein, auf welches der Toner schließlich fixiert wird. In beiden Fällen ist die Steuerung der elektrostatischen Felder in und nahe der Übertragungszone ein wesentlicher Bestandteil bei der Tonerübertragung.
Zwischenübertragungsbänder haben oft die Form von Bändern mit Naht, welche durch die Befestigung von zwei Enden einer Materialbahn hergestellt werden, etwa durch Schweißen, Nähen, Verdrahten, Heften oder Kleben. Wenngleich nahtlose Zwischenübertragungsbänder möglich sind, erfordern diese Herstellungsprozesse, welche diesel ben viel teurer machen, als ähnliche Zwischenübertragungsbänder mit Naht. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das Zwischenübertragungsband lang ist. Während mit Naht versehene Zwischenübertragungsbänder relativ preiswert sind, bedeutet die Naht eine Unterbrechung, welche die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften des Bandes beeinflusst. Wenngleich es möglich ist, den Betrieb des Druckers mit der Bewegung des Zwischenübertragungsbandes derart zu synchronisieren, dass Toner nicht auf die Naht elektrostatisch übertragen wird, erhöht eine derartige Synchronisation die Kosten des Druckers und die Komplexität, wodurch ein Verlust an Produktivität erzeugt wird. Da elektrofotografische Drucker von hoher Geschwindigkeit typischerweise Bilder auf Papierblättern herstellen, welche aus einer „Papierbahn" geschnitten werden, muss, wenn die Naht vermieden werden soll, der resultierende ungenutzte Abschnitt der Papierbahn ausgeschnitten werden, wodurch Abfall erzeugt wird. Weiterhin, selbst mit Synchronisation, bestehen immer noch mechanische Probleme, welche mit der Unterbrechung zusammenhängen, wie etwa erhöhte Reinigerabnutzung und mechanische Vibrationen.
Akzeptable Zwischenübertragungsbänder erfordern eine ausreichende Festigkeit der Naht, um die gewünschte Lebensdauer zu erzielen. Obwohl die gewünschte Lebensdauer von der besonderen Anwendung abhängt, wird diese typischerweise mindestens 100000 Betriebszyklen umfassen und besonders vorzugsweise 1000000 Zyklen. Wenn man betrachtet, dass ein Zwischenübertragungsband mit Naht mechanischen Beanspruchungen durch Bandspannung, das Laufen über Walzen, Bewegung durch Übertragungsspalten und Durchlaufen von Reinigungssystemen unterworfen ist, ist das Erreichen derartig langer Lebensdauer nicht trivial. Daher bedingen die sich widersprechenden Einschränkungen von langer Lebensdauer und begrenzter topografischer Größe an der Naht eine Herausforderung in bezug auf Festigkeit der Verklebung und gute Nahtkonstruktion.
Eine bekannte Vorgehensweise für einen "Puzzleschnitt" für Zwischenübertragungsbänder mit Naht verringert erheblich mechanische Probleme durch die Herstellung einer verbesserten mechanischen Naht. US-Patent Nr. 5,514,436, erteilt am 7. Mai 1996, mit dem Titel "Puzzle Cut Seamed Belt"; US-Patent Nr. 5,554,193, mit dem Titel "Endless Seamed Belt with Low Thickness Differential Between the Seam and the Rest of the Belt"; und US-Patent Nr. 5,487,707, erteilt am 30. Januar 1996, mit dem Titel "Puzzle Cut Seamed Belt With Bonding Between Adjacent Surface By UV Cured Adhesive" lehren die Vorgehensweise für einen Puzzleschnitt. Wenngleich Puzzleschnitte mechanische Probleme verringern, verbleiben andere Probleme bei der Übertragung von Toner auf und von einer Naht bei einem Zwischenübertragungsband mit Naht.
Um die Übertragung von Toner auf und von einer Naht akzeptabel zu gestalten, muss das endgültige Bild, welches über die Naht hinweg erzeugt wird, von vergleichbarer Qualität sein mit Bildern, welche über den Rest des Bandes erzeugt werden. Dies ist eine schwierige Aufgabe aufgrund einer Anzahl von sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren. Einige dieser Faktoren beziehen sich auf die Tatsache, dass die Naht die elektrischen Felder, welche für die Übertragung des Toners verwendet werden, nicht erheblich beeinflussen sollte. Die elektrostatischen Übertragungsfelder sind jedoch ihrerseits abhängig von den elektrischen Eigenschaften des Zwischenübertragungsbandes. Wenngleich diese Abhängigkeit komplex ist und eine genauere Erörterung dieses Gegenstandes nachfolgend gegeben wird, sind hier in Kürze Bedingungen, bei welchen Übertragungsfelder sehr empfindlich in bezug auf die Resistivität und die Dicke der Materialien sind, welche für die verschiedenen Schichten des Zwischenübertragungsbandes verwendet werden. Unter anderen Bedingungen sind die elektrostatischen Felder relativ unempfindlich für diese Faktoren. In ähnlicher Weise gibt es Bedingungen, in welchen die elektrostatischen Übertragungsfelder sehr empfindlich für dielektrische Konstanten der Materialien sind, welche für die Schichten des Zwischenübertragungsbandes verwendet werden, und andere Bedingungen, in welchen die elektrostatischen Übertragungsfelder unempfindlich sind in bezug auf dielektrische Konstanten. Daher sollten für eine erfolgreiche Tonerübertragung auf und von einem Zwischenübertragungsband mit Naht die elektrischen Eigenschaften über die Naht hinweg und um dieselbe herum sorgfältig gesteuert werden, um eine geeignete Beziehung mit dem Rest des Bandes herzustellen. Da die elektrischen Eigenschaften von sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren der Nahtgeometrie, der Nahtkonstruktion (wie etwa Klebematerial jenseits der Naht), der Nahttopologie, der Nahtdicke, dem Vorhandensein einer Deckschicht, und verschiedener anderer Faktoren abhängen, sollten diese Faktoren für eine gegebene Anwendung in Betracht gezogen werden.
Wenn Toner auf und von einer Naht übertragen werden soll, ist es aus dem Vorstehenden ersichtlich, dass kritische Eigenschaften in dem Nahtgebiet derart gesteuert werden müssen, dass die elektrostatischen Übertragungsfelder über die Naht hinweg denjenigen in Nahtentfernung nahe kommen. Wenngleich die Bedingungen, welche dies erreichen, nachfolgend eingehender erörtert werden, beinhalten diese Bedingungen im Allgemeinen die Verwendung von "forgiving resistivity ranges". Es ist jedoch anzumerken, dass nur Nahtbedingungen bereitgestellt werden müssen, welche in "ausreichend angenäherten" elektrostatischen Übertragungsfeldern resultieren. Ausreichend nahe hängt von der Toleranz eines gegebenen Systems für Unterschiede in den elektrostatischen Übertragungsfeldern ab. Die Erfahrung zeigt, dass einige Systeme einen Unterschied von mehr als 20% in den elektrostatischen Übertragungsfeldern tolerieren können, ohne einen erheblichen Unterschied in dem endgültigen Bild. Farbsysteme von hoher Qualität müssen jedoch üblicherweise einen Unterschied von weniger als 10% aufweisen, um merkliche Probleme zu vermeiden. "Ausreichend nahe" wird jedoch am besten durch Versuche bestimmt.
Selbst wenn die elektrischen Eigenschaften eines Zwischenübertragungsbandes mit Naht geeignet für die Erzeugung von akzeptablen Bildern über das Nahtgebiet sind, verbleiben andere Probleme. Beispielsweise ist bei bekannten Zwischenübertragungsbändern mit Naht eine relativ schlechte Reinigung und Übertragung um die Naht herum akzeptabel. Wenn Toner jedoch auf und von dem Nahtgebiet übertragen werden muss, muss die Naht geeignet gereinigt werden. Daher müssten die Tonereigenschaften in bezug auf Ablösen und Reibung über das Nahtgebiet hinweg, vergleichbar sein mit denjenigen für den Rest des Bandes. Weiterhin weisen die meisten bekannten Zwischenübertragungsbänder mit Naht eine erhebliche "Stufe" auf, wo das Band überlappt, um die Naht zu bilden. Diese Stufe kann bis zu 25 Mikrometer groß sein. Eine derartige Stufe beeinträchtigt die Übertragung und die Reinigung erheblich. Wenn Toner auf und von der Naht übertragen wird, ist daher die Reibung der Naht, die Tonerablösung und die Topografie viel stärker eingeschränkt als diejenigen für andere Zwischenübertragungsbänder mit Naht.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass die Topografie einer Naht sehr wichtig ist, wenn man Toner auf oder von einem Nahtgebiet ohne wesentliche Verschlechterung in dem endgültigen Bild übertragen will. Die Nahttopografie schließt nicht nur die Naht selbst, sondern ebenso jeglichen Überfluss von Klebematerial ein, welches in der Naht verwendet wird. Dieser Überfluss kann sowohl auf der tonerhaltenden Seite als auch auf der Rückseite des Bandes vorkommen. Der Überfluss von Klebematerial ist wichtig, weil die Festigkeit der Bandnaht von diesem Überfluss abhängen kann. Weiterhin verbleiben die elektrischen Eigenschaften des Klebematerials wichtig. Exzessiver Überfluss verstärkt verschiedene mechanische, elektrische und xerografische Probleme und macht bestehende Einschränkungen der mechanischen Reibung und der Tonerablösung schwieriger. Wenngleich ein bestimmtes Übertreten des Klebematerials in einigen Systemen tolerierte werden kann, wird daher im Allgemeinen ein geringes Übertreten des Klebematerials bevorzugt, wenn eine akzeptable Festigkeit der Naht ohne das Übertreten erreicht werden kann. Weiterhin ist es ebenso möglich, um ein Übertreten einfach zu vermeiden, die Überflussstellen durch Schleifen und Polieren in Ordnung zu bringen, um überflüssiges Klebematerial zu entfernen. Da die Festigkeit des Klebers in Systemen mit geringem Übertreten im Allgemeinen größer sein muss als in Systemen mit einer großen Menge von übergetretenem Klebematerial, werden Nahtgeometrien mit guter Nahtfestigkeit, wie etwa Puzzleschnitte bevorzugt.
Wenn versucht wird, Toner auf und von einer Naht zu übertragen, bedingt die Topografie der Naht räumliche Störungen, welche herkömmlicherweise als "kurzwellige Störungen" und "langwellige Störungen" klassifiziert werden. Wenngleich beide dieser Störungen sich auf den mittleren Abstand zwischen angrenzenden räumlichen Spitze-zu-Tal Defekten beziehen, sind kurzwellige Störungen klein, etwa weniger als 3 Millimeter, während langwellige Störungen groß sind, etwa größer als 3 Millimeter. Wenngleich beide Störungen ausreichend kontrolliert werden müssen, erfordern kurzwellige Störungen üblicherweise eine strengere Kontrolle als langwellige Störungen. Kurzwellige Störungen auf der tonerhaltenden Seite des Bandes sind im Allgemeinen erheblicher als auf der Rückseite.
Kurzwellige Störungen schließen beispielsweise Hügel, Täler oder Stufen, Kerbungen oder Verwertungen und Spitze-zu-Tal-Rauheit ein. Derartige Defekte sind Ergebnis des Nahttyps, des Übertretens des Klebematerials, der Nahtherstellung oder des Schleifens und Polierens. Ein Problem bei kurzwelligen Störungen besteht darin, dass sie kleine, unerwünschte Luftzwischenräume in den Übertragungsspalten erzeugen. Aufgrund der Steifigkeit des Bandes tritt ein bestimmtes "Zeltformen" aufgrund der kurzwelligen Topografie auf und die zusätzlichen Luftzwischenräume, welche durch die kurzwellige Topografie erzeugt werden, können sich daraufhin ziemlich weit über die Stelle der Spitze-zu- Tal-Verwerfung ausdehnen. Die unerwünschten Luftzwischenräume können durch Druck in der Übertragungsspalte verringert werden. Daher wird im Allgemeinen eine mit Druck beaufschlagte Einrichtung zur Erzeugung eines Übertragungsfeldes, wie etwa eine anschmiegsame Vorspannungsübertragungswalze bevorzugt gegenüber drucklosen Einrichtungen zur Erzeugung eines Übertragungsfeldes, wie etwa einem Corotron.
Kleine, unerwünschte Luftzwischenräume können durch die Verwendung eines Zwischenübertragungsbandes verringert werden, welches eine weiche Deckschicht aufweist. Eine weiche Deckschicht kann jedoch andere Probleme einführen, wie etwa Reibung oder schlechtes elektrostatisches Tonerablösen. Für sehr kurzwellige Störungen, wie etwa einen großen Hügel an der Naht wird ebenso der Druck, welcher benötigt wird, um die unerwünschten Luftzwischenräume zu eliminieren, normalerweise unpraktikabel, selbst wenn eine weiche Deckschicht verwendet wird.
Kleine, unerwünschte Luftzwischenräume auf der tonertragenden Seite können elektrostatische Übertragungsfelder aufgrund von Paschen-Luftdurchschlag erheblich begrenzen. Wie im Stand der Technik bekannt, nimmt, für Luftzwischenräume zwischen ungefähr 5 Mikrometer und 100 Mikrometer, das maximale Feld, E_c, welches vor dem Durchschlag in einem Luftzwischenraum d_A gehalten werden kann, mit zunehmendem Luftzwischenraum ab. Dies wird als Paschen-Luftdurchschlag bezeichnet und kann annäherungsweise dargestellt werden als: E_c = [6,2 Volt/m + (312 Volt)/d_A]. Wenn das angewandte E-Feld in dem Luftzwischenraum versucht, größer als E_c zu werden, findet eine Ladungsübertragung im Luftdurchschlag statt, welche das Feld auf Werte nahe oder unter E_c begrenzt. Da Luftzwischenräume von 5 bis 15 Mikrometer schon nahe den Kanten oder innerhalb eines Tonerbildes auftreten können, werden zusätzliche Luftzwischenräume das maximale E-Feld, welches während der elektrostatischen Übertragung des Toners auftreten kann, verringern. Wenn beispielsweise die Luftzwischenräume in einer Tonerschicht ungefähr 15 Mikrometer groß sind, wird der Paschen-Luftdurchschlag die angewandten elektrostatischen Felder auf ungefähr 27 Volt/Mikrometer begrenzen. Wenn jedoch ein unerwünschter Luftzwischenraum von 10 Mikrometer durch die Naht eingeführt wird, steigt der gesamte Luftzwischenraum auf 25 Mikrometer an und das elektrische Übertragungsfeld wird auf ungefähr 18,7 Volt/Mikrometer begrenzt werden. Wenngleich ein wünschenswertes elektrisches Übertragungsfeld von vielen Faktoren abhängt, sind) die elektrischen Übertragungsfelder in Luft zwischenräumen typischerweise über 20 Volt/Mikrometer und oft über 35 Volt/ Mikrometer.
Zusätzlich zu den Übertragungsproblemen können die kurzwelligen Störungen die Wirksamkeit von Reinigungssystemen herabsetzen. Klingenreinigungssysteme neigen dazu mit sehr kleinen kurzwelligen Störungen besser zu arbeiten. Beispielsweise können kurzwellige Störungen von ungefähr 0,1 Mikrometer in einer verminderten Reibung zwischen der Klinge und der Reinigungsoberfläche resultieren, wobei die Reinigung unterstützt wird.
Daher sollte, wenn versucht wird Toner auf und von einer Naht zu übertragen, die Topografie der Naht keine Luftzwischenräume in der Übertragungsspalte von größer als 10 Mikrometer einführen. Vorzugsweise sollten unerwünschte Luftzwischenräume kleiner als ungefähr 5 Mikrometer und besonders vorzugsweise kleiner als ungefähr 1 Mikrometer sein.
Wenn versucht wird, Toner auf oder von einer Naht ohne schwerwiegende Folgen in dem endgültigen Bild zu übertragen, müssen die langwelligen Störungen der Naht ebenso ausreichend kontrolliert werden, um ein akzeptables endgültiges Bild zu erzeugen. Beispiele für unerwünschte langwellige Störungen schließen "Bandunebenheiten" oder "Bandwelligkeiten" länger als 3 Millimeter ein. Die langwelligen Störungen sind im Allgemeinen weniger wichtig als die kurzwelligen Störungen, weil ein relativ geringer Druck auf einem Band die langwelligen Störungen abflachen kann. Es ist daher vorzuziehen, eine druckbeaufschlagte Einrichtung zur Erzeugung eines Übertragungsfeldes zu verwenden, wie etwa eine spaltenbildende Vorspannungs-Übertragungswalze. Es ist ebenso günstig das Band in den Reinigungszonen derart zu spannen, dass das Band relativ eben ist.
Wenngleich kleine Störungen auf der tonertragenden Seite eines Bandes wesentlich sein können, können üblicherweise größere Rückseitenstörungen toleriert werden. Der Grund hierfür liegt erstens darin, dass Luftzwischenräume, welche durch Rückseitenstörungen eingeführt werden, üblicherweise keine unerwünschten Luftzwischenräume auf der tonertragenden Seite des Bandes erzeugen. Daher ist der auf der Rückseite verursachte Paschen-Luftdurchschlag kein erhebliches Problem. Da weiterhin eine gute Rei nigung der Rückseite üblicherweise nicht erforderlich ist, sind zweitens die topografischen Einschränkungen, welche auf die Reinigung bezogen sind, typischerweise kein Problem. Schließlich kann für ein weiches Band die Weichheit des Bandes Zwischenräume auf der Rückseite des Bandes daran hindern, ein erhebliches Problem zu sein. Im Allgemeinen sollte die Topografie der Rückseite keine Luftzwischenräume größer als 10 Mikrometer einführen und vorzugsweise sollte dies geringer als 5 Mikrometer sein.
Wenngleich die elektrischen Eigenschaften eines Zwischenübertragungsbandes mit Naht kontrolliert werden sollten, um dieses Band mit anderen elektrofotografischen Druckeruntersystemen integrieren zu können, sollten die akzeptablen Bandresistivitäten typischerweise kleiner als 1 × 10¹³ Ohm-cm Volumenresistivität und mehr als 1 × 10⁸ Ohm/Quadrat seitliche Resistivität sein. Die seitliche Resistivität ist definiert als Volumenresistivität in der Richtung der Bandbewegung, dividiert durch die Dicke der Schicht. In einigen Fällen ist die Bandresistivität empfindlich auf das angelegte Feld. In derartigen Fällen sollte die Volumenresistivität bezogen werden auf einen entsprechenden Bereich der angewandten Felder. Wenngleich die angewandten Felder spezifisch für die Systemauslegung sind, wird die obere Grenze der Volumenresistivität im Allgemeinen bei einem Feld entsprechend zwischen 10 und 100 Volt über die Schichtdicke gemessen und die interessierende untere Grenze der seitlichen Resistivität im Allgemeinen zwischen 500 bis 2000 Volt/cm gemessen.
Zwischenübertragungsbänder mit Naht können ebenso Einschränkungen in bezug auf die obere Grenze von deren Volumenresistivität in der Dickenrichtung aufweisen. Typischerweise treten derartige Beschränkungen in Systemen auf, in welchen sich das Zwischenübertragungsband so nahe an einer Fläche niedriger Resistivität in einer Übertragungszone bewegt, dass die Möglichkeit eines Coronaentladungsstromes oder Entladungsstromes hoher Resistivität mit hoher Dichte zwischen dem Band und der Oberfläche geringer Resistivität existiert. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist eine Fotoaufnehmertrommel, welche Kratzer oder Löcher in der sonst isolierenden Trommelbeschichtung aufweist. Ein Zwischenübertragungsband kann kurzzeitig dem hochleitfähigen Trommelsubstrat sehr nahe kommen oder dieses bei den Kratzern oder Löchern in der Übertragungszone berühren. Ein weiteres Beispiel ist ein System, welches Toner von einem Übertragungsband auf einen zweiten, relativ leitfähigen Zwischenübertragungsempfänger überträgt. Wenn der zusammengesetzte Widerstand des Zwischensys tems, R_comp in der Übertragungsspalte zu gering ist, können in derartigen Systemen Probleme entstehen, aufgrund von unerwünscht hohen lokalen Stromdichteflüssen zwischen dem Zwischenübertragungsband und der Berührungsfläche niedriger Resistivität in der Übertragungsspalte. Die Probleme können örtlichen "Kurzschluss" zwischen der Oberfläche des Zwischenübertragungsbandes und dem Empfänger einschließen, was den augenblicklichen Verlust des lokal angewandten elektrostatischen Übertragungsfeldes verursacht und dadurch in verschlechterter Tonerübertragung resultiert. Der zusammengesetzte Widerstand R_comp in dem Übertragungsspalt ist die Summe von allen möglichen "Kurzschluss"-Widerstandswegen in den Übertragungsspalten. Der zusammengesetzte Widerstandsweg schließt beispielsweise den wirksamen Widerstandsweg der Einrichtung zur Erzeugung eines Übertragungsfeldes, den Widerstandsweg des Substrates des Zwischenbandes und den Widerstandsweg von jedwelchen Deckschichten des Zwischenbandes ein.
Kurzschlussprobleme können dadurch gelöst werden, dass sichergestellt wird, dass ein "ausreichend großer" zusammengesetzter Widerstandsweg innerhalb der Übertragungsspalten besteht. Ob ein zusammengesetzter Widerstand "ausreichend groß" ist, hängt von dem System ab und besonders von dem Typ der Stromversorgung, welche für das felderzeugende System verwendet wird. Fragen des Kurzschlusses treten auf, wenn der Kurzschluss-Leckstrom in den Zwischenübertragungsspalten "zu groß" ist. Der Kurzschluss-Leckstrom wird beschrieben durch die angewandte Potentialdifferenz in der Übertragungsspalte dividiert durch den zusammengesetzten Widerstand. Der Strom wird beispielsweise "zu groß" sein, wenn dieser die Stromleistungsgrenze der Stromversorgung überschreitet. Typische Stromversorgungen, welche in Übertragungssystemen verwendet werden, begrenzen den Strom auf weniger als 2 Milliampere, so dass derartige Kurzschlussströme für die meisten Systeme "zu hoch" sind. Andere Stromversorgungen, welche in Übertragungssystemen verwendet werden, verwenden eine für Konstantstrom geregelte Stromversorgung. In derartigen Systemen stehen die angewandten Übertragungsfelder in Beziehung zu dem Teil des geregelten Stromes, welcher nicht der Kurzschluss-Leckstrom ist. Daher neigt jeglicher Kurschluss-Leckstrom dazu, die Übertragungsfelder erheblich zu vermindern. Typischerweise wird bei einer Konstantstromregelung der Kurzschluss-Leckstrom "zu groß" sein, wenn der Leckstrom ungefähr 20% der nominellen Konstantstromregelung übertrifft.
Die erlaubte untere Resistivitätsgrenze für ein Zwischenübertragungsband hängt ebenso von anderen Systemeingaben ab. Beispielsweise hängt das Kurzschlussproblem, welches durch Defekte des Fotoaufnehmers verursacht wird, von der Größe der Defekte ab, welche in dem System vorliegen. So können in Systemen, welche sehr gut defektfreie Trommelbeschichtungsschichten mit hoher dielektrischer Festigkeit aufrechterhalten, die Kurzschlussdefekte zu der Trommel vermieden werden, selbst mit Zwischenübertragungsbändern von extrem niedriger Volumenresistivität. Daher kann die erlaubte untere Grenze für die Volumenresistivität stark variieren. Weiterhin gibt die Erfahrung Leitlinien vor, um Kurzschlussprobleme zu vermeiden. Um Probleme in Systemen zu vermeiden, welche einen "kleinräumigen Kurzschlusskontakt" in der Übertragungsspalte aufweisen, wie etwa bei dem Beispiel des Trommeldefekts, sollte die Volumenresistivität der obersten Schicht des Zwischenübertragungsbandes über 10⁷ Ohm-cm sein und vorzugsweise über 10⁸ Ohm-cm. Die Resistivitätswerte sind für Zwischenübertragungs-Materialschichten mit einer Dicke von mindestens 25 Mikrometer oder größer anwendbar. Wenn die Resistivität der Materialien, welche für das Zwischenübertragungsband verwendet werden, empfindlich für das angewandte Feld sind, sollte die Volumenresistivität mit einer angewandten Potentialdifferenz über das Übertragungsband gemessen werden, welche ähnlich zu der angewandten Potentialdifferenz ist, welche in dem Übertragungssystem verwendet wird. Bei Zwischenübertragungsmaterialien mit niedriger Resistivität beträgt diese typischerweise ungefähr 200 bis 1000 Volt über die Dicke des Zwischenbandmaterials.
Der Fachmann auf dem Gebiet der elektrostatischen Übertragung kann würdigen, dass die elektrischen Eigenschaften, welche für irgendeine bestimmte Anwendung eines Zwischenübertragungsbandes erlaubt sind, von vielen Faktoren abhängig sein können. Daher können einige Systeme eine akzeptable Leistungsfähigkeit der Zwischenübertragung erreichen mit Materialschichten des Zwischenübertragungsbandes, welche eine wesentlich höhere Resistivität als 1 × 10¹³ Ohm-cm aufweisen und mit Materialschichten, welche eine viel geringere seitliche Resistivität als 1 × 10⁸ Ohm/Quadrat aufweisen. Bei Zwischenmaterialien mit sehr hoher Resistivität besteht beispielsweise das Problem, dass Einladungsaufbau zwischen den Übertragungsstationen oder beim Bandumlauf besteht. Die Probleme des Ladungsaufbaus können jedoch mit Bandmaterialschichten minimiert werden, welche eine Resistivität von wesentlich höher als 1 × 10¹³ Ohm-cm aufweisen, wenn passende Einrichtungen zur Ladungsaufbereitung wie etwa Corotrone oder Scorotrone entlang dem Umlauf der Konfiguration des Zwischenübertragungsbandes bereitgestellt werden, um den Pegel von unerwünschtem Ladungsaufbau zu reduzieren. Im Allgemeinen sind bei Zwischenübertragungs-Materialschichten mit sehr hoher Resistivität in Farbsystemen Einrichtungen zur Ladungsaufbereitung notwendig aber nicht ausreichend. Um voll wirksam zu sein, muss ebenso die gesamte dielektrische Dicke von jeder Bandschicht mit sehr hoher Resistivität ebenso niedrig gehalten werden, typischerweise geringer als 25 Mikrometer und vorzugsweise geringer als 10 Mikrometer. Unerwünschterweise werden Kosten und Komplexität eingeführt durch die Notwendigkeit für Einrichtungen für zyklische Ladungsaufbereitung und daher bevorzugen Zwischensysteme besonders typisch Zwischenmaterialien von passend niedrigerer Resistivität.
In ähnlicher Weise, wenngleich nicht bevorzugt, können einige Systeme Zwischenübertragungsbänder verwenden, welche Materialschichten auf dem Band aufweisen, welche eine seitliche Resistivität von weniger als 1 × 10⁸ Ohm/Quadrat aufweisen. Derartige Bänder werden typischerweise nicht gewünscht, weil hohe elektrostatische Übertragungsfelder in dem Vorspaltengebiet der Übertragungszonen vor der Berührung des Bandes mit dem Toner auftreten können, wenn irgendeine Schicht des Zwischenübertragungsbandes eine seitliche Resistivität aufweist, die etwas geringer als 1 × 10⁸ Ohm/Quadrat ist. Hohe Vorspaltenfelder können eine Tonerübertragung über große Luftzwischenräume in dem Vorspaltengebiet verursachen und dies kann eine unerwünschte Tonerstörung oder Verspritzen von Toner über die Kanten des Bildes hinaus bedingen. Ebenso erhöht jegliche Zunahme in den Übertragungsfeldern in der Berührungsspalte automatisch die Felder in dem Vorspaltengebiet, aufgrund von seitlicher Leitung von Ladung weg von der Berührungsübertragungsspalte. Dies kann einen Luftdurchschlag in dem Vorspaltengebiet zwischen dem Toner und dem Zwischenband vor der Kontaktspalte verursachen. Ladungsaustausch aufgrund von Luftdurchschlag im Vorspaltengebiet begrenzen die angewandten Übertragungsfelder und tendiert die Polarität von jeglichem nicht übertragenden Toner in dem Vorspaltengebiet umzukehren. Dies kann daraufhin die Übertragungseffizienz begrenzen und kann Bilddefekte aufgrund der ungleichmäßigen Natur von typischem Luftdurchschlag in dem Vorspaltengebiet verursachen. Wenn jedoch die Toneradhäsion in einem bestimmten System gering ist, so dass die erforderlichen elektrostatischen Übertragungsfelder für eine gute Übertragung in der Spalte gering sind, können Feldprobleme in dem Vorspaltengebiet, wel che durch seitliche Leitung verursacht werden, gering sein. Weiterhin können einige Systeme eine akzeptable Übertragungsleistung trotz einer geringen seitlichen Resistivität des Zwischenbandes erreichen.
Ein Problem bei der Übertragung von Toner auf und von einem Zwischenübertragungsband mit Naht besteht darin, dass die elektrischen Eigenschaften eines Zwischenübertragungsbandes und die Naht im Allgemeinen nicht konstant sind. Beispielsweise hängt die Resistivität von den meisten Materialien, welche für Zwischenübertragungsbänder mit Naht verwendet werden, von den Feldern in dem Material ab. Diese elektrischen Eigenschaften können ebenso von der Umgebung, von Alterung und von Abnutzung abhängen. Zusätzlich können viele Herstellungsprozesse eine relativ breite Verteilung von Resistivitätswerten für Filmmaterialien aufgrund von kleinen Änderungen bei den Faktoren zur Resistivitätssteuerung in dem Herstellungsprozess erzeugen. Daher können die Materialien, welche für die Zwischenübertragungsbänder und für die Nahtklebstoffe verwendet werden, Resistivitäten aufweisen, welche um mehr als einen Faktor 100 variieren. Daher muss ein Übertragungssystem, in welchem Toner auf und von einem mit Naht versehenen Zwischenübertragungsband übertragen wird, ausgelegt werden, um über einen großen Bereich von elektrischen Eigenschaften zu arbeiten.
Ein Verfahren zur Kompensation des weiten Variationsbereichs der elektrischen Eigenschaften von Zwischenübertragungsbändern besteht darin, eine Vorgehensweise für die "Steuerung der Einstellung" zu verwenden. Beispielsweise kann ein Einstellungspunkt für Übertragung, wie etwa eine angewandte Spannung oder eine felderzeugende Einrichtung angepasst werden, um einen Ausgleich für Umwelteinwirkungen, wie etwa Temperatur und relative Feuchte, zu bewirken, welche sonst die elektrischen Eigenschaften des Zwischenübertragungsbandes ändern würden. Eine derartige Vorgehensweise ist wirkungsvoll, weil die Änderungen der elektrischen Eigenschaften aufgrund von Umwelt im Wesentlichen dieselben sind für alle Punkte entlang des Bandes. Im Allgemeinen ermöglicht die Vorgehensweise zur Steuerung des "Einstellpunktes" eine größere Toleranz in den elektrischen Eigenschaften des Zwischenübertragungsbandes, vorausgesetzt dass diese Eigenschaften sich entlang des Umfanges des Bandes nicht erheblich ändern. Die Steuerung des Einstellpunktes ist jedoch nicht so wirkungsvoll, wenn die elektrischen Eigenschaften des Zwischenübertragungsbandes über kleine Entfernungen variieren, wie etwa über einen Nahtzwischenraum. Daher würde ein Zwi schenübertragungsband mit Naht, welches geeignet ist für den Empfang und die Übertragung von Toner auf und von dessen Naht im Allgemeinen elektrische Eigenschaften der Naht erfordern, welche eine enge Beziehung mit den sich ändernden elektrischen Eigenschaften für das übrige Band aufrechterhalten. Dies birgt ein Problem, weil die elektrischen Eigenschaften für viele sonst gut geeigneten Nahtverklebungen nicht dieselben Reaktionen aufweisen mögen wie der Rest des Bandes.
Wie vorstehend erwähnt, sind die mechanischen Eigenschaften eines mit Naht versehenen Zwischenübertragungsbandes ebenso wichtig. Wenn eine Deckschicht nicht verwendet wird, sollte die Nahtverklebung im Wesentlichen dieselben Reibungseigenschaften aufweisen, wie der Rest des Bandes. Ein bestimmter Unterschied in den Reibungseigenschaften ist jedoch akzeptabel. Beispielsweise können viele Zwischenübertragungssysteme relativ große Reibungsunterschiede tolerieren, wenn die maximale Reibung ausreichend klein ist. Erschwerend für das Reibungsproblem ist die Tatsache, dass die Reibungskoeffizienten nicht weitgehend konstant verbleiben müssen (in relativer Beziehung) über die Lebensdauer des Bandes. Dies ist ein schwerwiegendes Problem, weil Toner und dessen Additive die Reibungskoeffizienten beeinflussen können. Weiterhin müssen Alterung, Temperatur, Feuchte und Abnutzung in Betracht gezogen werden.
Ein weiteres wesentliches Problem für mit Naht versehene Zwischenübertragungsbänder ist die "Tonerfreigabe" des Bandes. Wie hier verwendet, ist die Tonerfreigabe eine Eigenschaft, welche sich darauf bezieht, wie leicht Toner dazu neigt, sich auf oder von dem Zwischenübertragungsband für ein gegebenes externes Übertragungsfeld zu übertragen. Die Tonerfreigabe bezieht sich auf die Neigung für den Toner an der Oberfläche des Bandes anzuhaften. Materialien, welche eine niedrige Oberflächenspannung aufweisen, neigen dazu, eine geringere Toneradhäsion aufzuweisen, als Materialien mit einer hohen Oberflächenspannung. Die Tonerablöseeigenschaften können von mehreren komplexen Faktoren abhängen. Beispielsweise können bestimmte Materialien, wie etwa einige Silicone, eine relativ hohe Menge von Öl auf ihrer Oberfläche enthalten, aufgrund von freiem Öl-Ligamer in der Gummimatrix. Das Vorhandensein von Öl auf der Oberfläche kann eine relativ hohe Toneradhäsion bewirken, selbst wenn die Oberflächenspannung des Materials relativ gering ist.
Tonerablöseeigenschaften beeinflussen ebenso die Tonerübertragung. Idealerweise weist ein Zwischenübertragungsband konstante Tonerablöseeigenschaften entlang des Bandes auf. Jeder Kleber, der die Bandenden zusammenhält, erzeugt aber sowohl eine "Reibungsstufe" als auch eine "Tonerablösestufe", d.h. eine abrupte Änderung in diesen Eigenschaften. Wenn der Nahtkleber nicht "zu klebrig" ist, werden diese Stufen reduziert. Wenngleich das Vorhandensein einer Deckschicht diese Probleme durch die Bereitstellung von konstanten Oberflächeneigenschaften reduziert, erhöht eine Deckschicht Kosten und Probleme, wenn Bänder hergestellt werden.
Im Lichte, dass es wünschenswert ist, Toner auf und von der Naht eines mit Naht versehenen Zwischenübertragungsbandes ohne wesentliche Verschlechterung des endgültigen Bildes zu übertragen, und im Hinblick auf die Kosten und die Schwierigkeit für die Anordnung einer Deckschicht auf einen mit Naht versehenen Zwischenübertragungsband und im Blick auf die Einschränkungen für mit Naht versehene Zwischenübertragungsbänder aus dem Stand der Technik, wäre ein Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht, welches ein Bild tragen kann, von Vorteil.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung ein Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht zu verbessern, in bezug auf die Unterdrückung von Wirkungen des Nahtgebietes auf die Qualität der Druckausgabe. Dieses Ziel wird erreicht durch die Bereitstellung eines Zwischenübertragungsbandes mit bebilderbarer Naht, gemäß Anspruch 1.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden mit dem Ablauf der nachstehenden Beschreibung und mit Bezug auf die Zeichnungen offenbar:
1 ist eine isometrische Darstellung einer mit Naht versehenen Substratschicht mit Puzzleschnitt;
2 zeigt ein Puzzleschnitt-Verzahnungsmuster, welches in der Substratschicht der 1 verwendet wird;
3 verdeutlicht die Puzzleschnittverzahnungen der 2, welche verzahnt sind;
4 verdeutlicht die Puzzleschnittverzahnungen der 3, wobei der Zwischenraum der 3 mit einem Klebstoff aufgefüllt ist;
5 ist eine Querschnittsansicht eines Zwischenübertragungsbandes, bei welchem ein Klebematerial über der Substratschicht angewandt ist;
6 ist eine Querschnittsansicht eines Zwischenübertragungsbandes, in welchem das Klebematerial in 5 abgeschliffen ist, bis auf einen kleinen Überstandsbereich;
7 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Zwischenübertragungsbandes, bei welchem ein Klebematerial auf überlappende Enden eines Substrates angewandt ist; und
8 ist eine schematische Darstellung eines Zwischenübertragungsbandes mit bebilderbarer Naht in der Übertragungsspalte.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wenngleich die Prinzipien der vorliegenden Erfindung nachfolgend im Zusammenhang mit mehreren Ausführungsformen beschrieben wird, ist anzumerken, dass die vorstehende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegensatz dazu ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdeckt, welche im Geist und Umfang der angefügten Ansprüche eingeschlossen sein mögen.
Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sehen ein mit Naht versehenes Zwischenübertragungsband vor, welches geeignet ist, Toner zu empfangen, einschließlich über dem Nahtgebiet und geeignet ist, nachfolgend diesen Toner auf einen Empfänger in dem Prozess zur Herstellung eines endgültigen Bildes zu übertragen. Dieses Zwischenübertragungsband wird nachfolgend als ein Zwischenübertragungsband mit bebilderba rer Naht bezeichnet. Ein derartiges Band beginnt mit einer Substratschicht 10, wie in 1 gezeigt. In der Praxis ist diese Substratschicht üblicherweise halbleitend. Die Enden des Substrates sind zusammengefügt, um eine zusammenhängende Einheit zu bilden unter Verwendung eines extern angewandten Klebers. Alternativ dazu könnte die durchgehende Einheit durch Zusammenschmelzen der Substratenden unter Verwendung von Wärmeschweißen, Lösungsmittelschweißen oder anderer Verbindungsverfahren ausgebildet sein. Das Gebiet um die zusammengefügten Enden kann Eigenschaften aufweisen, welche sich erheblich Gebieten unterscheiden, welche weit von dem Nahtgebiet des zusammengefügten Bandes entfernt sind. Diese räumlich angrenzenden Gebiete werden als ein "Zwischenraumgebiet" bezeichnet.
Vorzugsweise werden die Enden unter Verwendung von mechanisch verzahnten "Puzzleschnitt"-Enden zusammengefügt, welche die Naht 11 ausbilden. Wenngleich die Naht als senkrecht zu den parallelen Seiten der Substratschicht dargestellt ist, könnte die Naht auch angewinkelt oder abgeschrägt in bezug auf die parallelen Seiten sein. Wenngleich die Naht 11 ein Puzzleschnitt ist, könnte sie ebenso in anderer Weise ausgebildet sein, wie etwa unter Verwendung einer überlappenden Naht (siehe 7). Der Puzzleschnitt ist jedoch derzeit der bevorzugte Fall. Für weitere Information in bezug auf Puzzleschnittmuster kann Bezug genommen werden auf US-Patente 5,487,707; 5,514,436; 5,549,193 und 5,721,032. Typischerweise ist die Naht 11 ungefähr 1/4 Inch breit.
Die Substratschicht 10 kann aus einer Anzahl von verschiedenen Materialien, einschließlich Polyestern, Polyurethanen, Polyimiden, Polyvinylchloriden, Polyolefinen (wie etwa Polyethylen und Polypropylen) und/oder Polyamiden (wie etwa Nylon, Polycarbonate oder Acryle) hergestellt werden. Wenn erforderlich, wird das ausgewählte Material durch die Hinzunahme eines geeigneten Füllers derart modifiziert, dass die Substratschicht eine gewünschte elektrische Leitfähigkeit aufweist. Geeignete Füller können beispielsweise einschließen Kohlenstoff, Accuflor Kohlenstoff und/oder Polyanaline. Das Material für die Substratschicht sollte physikalische Eigenschaften aufweisen, welche für die Anwendung der Zwischenübertragung geeignet sind, einschließlich einer guten Zugfestigkeit Festigkeit (Young's modulus, typischerweise 1 × 10³ bis 1 × 10⁶ Newton/m², Resistivität (typischerweise Volumenresistivität kleiner als 10¹³ Ohm-cm, seitliche Resistivität größer als 10⁸ Ohm/Quadrat), thermische Leitfähigkeit, thermische Stabilität, Biegefestigkeit und lange Hochtemperaturlebensdauer. Weitere Informationen in bezug auf elektrische Leitfähigkeit werden nachfolgend gegeben.
2 verdeutlicht ein Puzzleschnitt-Verzahnungsmuster. Jeder Lappen besteht aus einem Nacken 14 und einem Knopf 16, welche in den weiblichen Schlüsselabschnitt 15 passen. Die Lappen können unter Verwendung irgendeiner herkömmlichen Formtechnik ausgebildet sein, wie etwa Stanzen, Laserschneiden, oder Radschneiden. Die sich verzahnenden Lappenformen passen zusammen, um die Zugkonzentrationen zwischen den verzahnten Elementen zu verringern und ein einfaches Durchlaufen um gekrümmte Einheiten, wie etwa Walzen 12, wie in 1 gezeigt, zu ermöglichen. Wenngleich die 2 ein Puzzleschnittmuster zeigt, sind andere ebenso möglich. Hierzu wird Bezug genommen auf die vorstehend erwähnte US-Patent-Anmeldung Serien Nr. 08/936,696, angemeldet am 24. September 1997, mit dem Titel "INVISIBLE SEAM ELECTROSTATOGRAPHIC BELT", welches EP-A-0905570 entspricht, für weitere Puzzleschnittmuster.
3 verdeutlicht die Lappen des Puzzleschnitts der 2 in verzahntem Zustand. Das physische Verzahnen der Lappen des Puzzleschnitts kann Druck erfordern, wenn die Lappen zusammengepasst werden. Das Verzahnen erzeugt einen Zwischenraum zwischen den gegenseitig zusammenpassenden Elementen, welcher als eine Schneidfuge 20 bezeichnet wird. Wie ebenso in 4 gezeigt, werden die verzahnten Lappen unter Verwendung eines Klebers 22, welcher die Schneidfuge auffüllt, zusammengehalten. Der Kleber ist ausgelegt, um physikalisch, chemisch, thermisch, mechanisch und elektrisch mit dem Material der Substratschicht kompatibel zu sein. Nähte mit einer Schneidfuge von 25 Mikrometer waren typisch für Puzzleschnittnähte, obwohl eine Schneidfuge von weniger als ungefähr 5 Mikrometer bevorzugt werden kann.
Um mit dem Material der Substratschicht kompatibel zu sein, sollte der Kleber eine Naht erzeugen, welche fest, glatt und mechanisch gleichförmig ist. Die mechanische Festigkeit und Flexibilität der Naht sollte derart sein, dass das Band mindestens 100.000 Zyklen, aber vorzugsweise mehr als 1.000.000 Zyklen zufriedenstellend arbeitet. Weiterhin müssen Topografieparameter wie der Höhenunterschied zwischen mit Naht versehenen und nicht mit Naht versehenen Abschnitten der Substratschicht und die Spitze zu Tal Verformungen auf der Ober- und Unterseite der Naht unterhalb von kritischen Werten liegen. Akzeptable Topografieparameterwerte können von vielen Systemfaktoren abhängen, wie nachfolgend erörtert wird. Die Naht sollte jedoch typischerweise im wesentlichen frei von großen "Beulen", "Tälern" und anderen kurzwelligen Verformungen sein.
In der Praxis sollte der Kleber 22 eine derartige Viskosität aufweisen, dass dieser leicht in die Schneidfuge eindringt. Weiterhin sollte die Oberflächenspannung des Klebers kompatibel mit dem Material der Substratschicht in der Weise sein, dass der Kleber die Schneidfuge ausreichend benetzt und sich in diese ausbreitet. Weiterhin sollte der Kleber flexibel bleiben und sollte gut an dem Material der Substratschicht anhaften. Schließlich sollte der Kleber ebenso ein geringes Schwinden während des Aushärtens aufweisen. Es sollten geeignete Arbeitsschritte der Herstellung verwendet werden, um übermäßige langwellige und kurzwellige Störungen zu vermeiden. Beispielsweise kann der Kleber ein heißschmelzender Kleber sein, welcher erhitzt und in die Naht derart gepresst wird, dass der Kleber geglättet wird, wobei dieser soweit wie möglich mechanisch gleichförmig gemacht wird mit der Substratschicht 10. Alternativ dazu kann der Kleber ein epoxidähnliches Material, ein UV-härtender Kleber sein, einschließlich Acrylepoxide, Polyvinylbutyrale oder Ähnliches.
Das Erreichen einer glatten Topografie ist für ein Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht wichtig. Wie vorstehend erörtert sind ausreichend ebene kurzwellige und langwellige Topografien auf der tonertragenden Seite erforderlich, um Übertragungs- und Reinigungsprobleme zu vermeiden. Eine ausreichend glatte Topografie wird ebenso auf der Rückseite benötigt, um Übertragungsprobleme zu vermeiden. Die kurzwelligen Nahtstörungen für die Rückseite des Bandes sollten weniger als 10 Mikrometer sein, um Übertragungsprobleme zu vermeiden. Auf der tonertragenden Seite sollten die kurzwelligen Nahtstörungen weniger als ungefähr 5 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 1 Mikrometer betragen. Wenn jedoch ein Klingenreinigungssystem verwendet wird, ist eine glattere tonertragende Oberfläche, etwa besser als 1 Mikrometer kurzwellige Nahtstörungen, günstiger. Zusammengefasst sollte die Nahttopografie für ein Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht vorzugsweise im wesentlichen dieselbe sein wie die Topografie des Bandes in Gebieten abseits der Naht. Es kann jedoch ein bestimmtes Ausmaß von schlechterer Nahttopografie toleriert werden, solange die Nahttopografie innerhalb erlaubter Einschränkungen für eine bestimmte Anwendung ist. Wenngleich die vorstehend erörterten Parameter der Nahttopografie eine vernünftige Leitlinie dar stellen, werden daher die aktuellen Parameter für eine bestimmte Anwendung am besten experimentell festgelegt.
Ein Verfahren zum Erreichen einer passenden Topografie für ein mit Naht versehenes Zwischenübertragungsband wird nun mit Hilfe von 5 und 6 beschrieben. Wie in 5 verdeutlicht, wird ein Kleber 22 derart in eine Schnittfuge eingedrückt, dass der Kleber über die Schnittfuge überläuft und einen Decküberfluss 23 und einen unteren Überfluss 25 bildet. Der Decküberfluss und der untere Überfluss wird daraufhin abgetragen, poliert oder abgeschliffen, um relativ kleine Überflüsse auszubilden.
Die relativen elektrischen Eigenschaften des Klebers und des Substrates sind sehr wichtig, weil diese die Übertragungseigenschaften der resultierenden Naht erheblich beeinflussen, verglichen mit den Übertragungseigenschaften des Bandrestes. Daher sollte der Kleber eine Naht erzeugen, welche elektrische Eigenschaften aufweist, welche ein elektrostatisches Übertragungsfeld in den Tonerübertragungszonen erzeugen sollten, welches innerhalb mindestens 20%, vorzugsweise innerhalb 10% des elektrostatischen Übertragungsfeldes liegt, welches für den Rest des Bandes vorhanden ist. Idealerweise sind die elektrischen Eigenschaften der Naht im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Substratschicht und haben im wesentlichen dieselbe Abhängigkeit der elektrischen Eigenschaften wie das Substrat in allen wichtigen Faktoren, wie etwa Umwelt, angewandtes Feld und Alterung. Es können jedoch erhebliche Unterschiede in den elektrischen Eigenschaften für einige Bedingungen einer bebilderbaren Naht erlaubt werden, wie nachstehend erörtert. Die elektrischen Eigenschaften des Klebers können durch Mischen von Füllern oder Additiven mit einem Kleber erreicht werden. Beispielsweise könnten ein Kleber Silber, Indiumzinnoxid, CuI, SnO2, TCNQ, Chinolin, Kohlenstoffschwarz, NiO und/oder ionische Komplexe, wie etwa quaternäre Ammoniumsalze, Metalloxide, Grafit oder Ähnliche leitende Füller enthalten.
Wenngleich im Vorstehenden die Verwendung der Puzzleschnittverzahnung beschrieben wurde, können die Prinzipien der vorliegenden Erfindung mit anderen Typen der Zusammenfügung ausgeführt werden. 7 verdeutlicht beispielsweise einen Schnitt eines Zwischenübertragungsbandes 60. Dieses Band schließt eine Substratschicht 62 mit den beiden Enden 64 und 66 ein, welche sich überlappen. Zwischen der Überlappung und weiterreichend über die Oberseite und die Unterseite der Substratschicht be findet sich der Kleber 68. Vorteilhafterweise ist der Kleber von dem Überlappungsgebiet her angeschrägt, so dass ein glatter Übergang hergestellt wird. Dies verbessert die mechanischen Eigenschaften des Zwischenübertragungsbandes 60, wenn sich dieses über eine Walze bewegt. Weiterhin sollten die Tonerablöseeigenschaften des halbleitenden Klebers eine gute Übereinstimmung aufweisen. Eine gute Übereinstimmung für die Ablöseeigenschaften bedeutet, dass die Übertragungseffizienz von der Oberfläche des Klebematerials bei dem gleichen elektrostatischen Übertragungsfeld und dem gleichen Toner innerhalb von 10% und vorzugsweise innerhalb von 5% der Übertragungseffizienz für die Oberfläche des Substratmaterials bei demselben Feld liegt.
Mit dem Rückbezug auf 6 sind in einer bevorzugten Ausführungsform des Zwischenübertragungsbandes 41 die Substratschicht 10 und der Kleber 22 halbleitend. Bei Zwischenübertragungssystemen wird erhebliche Ladung auf dem Band abgelegt, wenn dieses durch eine Übertragungszone läuft. Wenn die Resistivität des Substrates zu hoch ist, wird der Spannungsabfall über das Substrat sich nach jedem aufeinanderfolgenden Durchlauf durch die Übertragungszone aufbauen. Dies kann sich ungünstig auf die Übertragungsleistungsfähigkeit auswirken. Eine ausreichend niedrige Resistivität des Substrates kann den Spannungsabfall über die Dicke des Substrates über Leitung zum Verschwinden bringen, während der Verweildauer zwischen aufeinanderfolgenden Durchläufen durch die Tonerübertragungszonen. Die bevorzugte Resistivität ρ_S für diese gewünschte Ladungsdissipation hängt von einer "zyklischen Ladungsrelaxationszeit" ab. Die zyklische Ladungsrelaxationszeit T_ρcyS, sollte vorzugsweise geringer sein als dreimal so groß wie eine charakteristische "zyklische Verweildauer", T_dcy, wobei diese die Zeit ist, welche ein Abschnitt des Zwischenübertragungsbandes benötigt, um sich zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungszonen fortzubewegen. Die zyklische Verweildauer ist der Abstand, zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungen, dividiert durch die Bandgeschwindigkeit.
Wenn die Resistivität des Substrates unabhängig von dem angewandten Feld ist, wird ein exponentieller Ladungsabfall über die Dicke des Substrates stattfinden und T_ρcyS ist gegeben durch: T_ρcyS = K_Sρ_Sε_o, wobei K_S die dielektrische Konstante des Substrates, ρ_S die Volumenresistivität der Substratdicke und ε_o die Dielektrizitätskonstante der Luft ist. Wenn die Resistivität des Substrates sich mit dem angewandten Feld ändert, wird sich ein einfacher exponentieller Ladungsabfall nicht einstellen. Als Näherung kann der cha rakteristische Ausdruck für die zyklische Ladungsrelaxationszeit T_ρcyS = K_Sρ_Sε_o, immer noch verwendbar sein, wenn die Substratresistivität bei einem interessierenden angewandten Feld spezifiziert ist, welches einen zu großen Spannungsabfall über die Dicke verhindert. Für Substratmaterialien, welche eine feldempfindliche Resistivität aufweisen, sollte die Substratresistivität, welche in dem Ausdruck für die zyklische Ladungsrelaxationszeit verwendet werden sollte, vorzugsweise diejenige sein, welche bei einem angewandten Feld bestimmt ist, welches den Pegeln entspricht, welche in der elektrostatischen Übertragungskonfiguration vorhanden sind. Beispielsweise ist dieses Feld typischerweise ungefähr 10 bis 100 Volt Abfall über die Dicke des Materials für Resistivitäten, welche typischerweise niedriger sind als ungefähr 10¹⁰ Ohm-cm. Für Materialien hoher Resistivität, wie etwa jene, welche typischerweise größer als ungefähr 10¹¹ Ohm-cm sind, ist das interessierende Feld typischerweise ein Spannungsabfall von ungefähr 400 bis 1000 Volt. Ausreichend niedrige Resistivität bei derartigen Feldern wird sicherstellen, dass ein niedriger Spannungsabfall über das Substrat stattfindet. Wenn ein Substrat mit K_S = 3, ein Zwischenübertragungssystem mit einer Prozessgeschwindigkeit nahe 10 Inch/s und einem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungen von ungefähr 10 Inch vorliegt, sollte beispielsweise die Substratresistivität für Ladungsdissipation vorzugsweise ungefähr ρ_S < 3,8 × 10¹² Ohm-cm sein. Substratresistivitäten in der Nähe des oberen Bereichs der oberen Grenzwerte der Resistivität sind hauptsächlich akzeptabel, wenn die dielektrische Dicke des Substrates, D_S ausreichend klein ist, vorzugsweise kleiner als ungefähr 25 Mikrometer. Die dielektrische Dicke des Substrates ist die aktuelle Substratdicke dividiert durch die dielektrische Konstante des Substrates K_S. Wie nachstehend erörtert, können dicke Substrate zusätzliche Übertragungsprobleme einführen und dicke Substrate neigen dazu, mit einer niedrigen Resistivität als die vorstehend erörterten oberen Grenzen besser zu arbeiten.
Es kann weiter bevorzugte Resistivitätsbereiche für das Substrat geben, wenn die dielektrische Dicke des Substrates, D_S groß ist, z.B. typischerweise wenn D_S nahe oder etwas größer als ungefähr 25 Mikrometer ist. Wenn die Resistivität des Substrates oberhalb eines kritischen Wertes liegt, wird das Substrat beginnen, sich während der Verweildauer nahe an den Übertragungsspalten ähnlich wie ein "Isolator" verhalten. Wie aus der Elektrostatik wohlbekannt wird daraufhin der Spannungsabfall über das Substrat in der Übertragungsspalte mit zunehmender dielektrischer Dicke des Substrates zunehmen. Um daher das gleiche auf den Toner wirkende Übertragungsfeld zu erreichen, muss sich die Spannung, welche auf die Einrichtung zur Erzeugung des Übertragungsfeldes angewandt wird, in dem Maße vergrößern wie die dielektrische Dicke des Substrates zunimmt, um den höheren Spannungsabfall über das Substrat auszugleichen. Hohe Spannungen an der Einrichtung zur Erzeugung des Übertragungsfeldes sind nicht erwünscht, weil diese das System in bezug auf das Verursachen von unerwünscht hohen Feldern in dem Vorspaltengebiet und in der Übertragungsspalte belasten und weil sie dazu neigen, die Kosten für die Stromversorgung zu erhöhen und in extremen Fällen kann eine zu hohe Spannung zu unerwünschten Einschränkungen in bezug auf die notwendigen Freiraumabstände führen, welche notwendig sind, um Überschlagprobleme zu vermeiden. Wenn also die dielektrische Dicke des Substrates zu hoch ist, wenn die Resistivität des Substrates ebenso zu hoch ist, können die angewandten Spannungen höher als gewünscht sein. Wenn die Resistivität des Substrates geringer als ein kritischer Wert ist, vermindert die Ladungsleitung durch die Substratdicke während der Verweildauer für die Übertragungsspalte den Spannungsabfall über das Substrat, während der Verweildauer für die Übertragungsspalte. Daher kann die Verwendung einer ausreichend geringen Resistivität für das Substrat das Problem von unerwünscht hohen Übertragungsspannungen trotz einer relativ großen dielektrischen Dicke des Substrates verhindern.
Die Bedingung für eine ausreichend niedrige Resistivität des Substrates kann abgeschätzt werden durch die Bedingung, dass eine charakteristische "Ladungsrelaxationszeit für die Spalte" für den Ladungsfluss durch die Substratdicke in der Übertragungsspalte, T_ρnipS mindestens vergleichbar und vorzugsweise kleiner als eine charakteristische effektive "Spaltenverweildauer", T_dnip ist, welche ein Abschnitt des Zwischenübertragungsbandes in und sehr nahe bei der Kontaktspalte der Einrichtung zur Erzeugung eines Übertragungsfeldes verbringt. Die Spaltenverweildauer T_dnip kann typischerweise abgeschätzt werden als die effektive Spaltenbreite W in der Prozessbewegungsrichtung des Feldgebietes nahe der Einrichtung zur Erzeugung des Vorspannungsfeldes in der Übertragungsspalte, wo das Feld aufgebaut wird, dividiert durch die Geschwindigkeit des Zwischenübertragungsbandes. Für eine Felderzeugungseinrichtung mit einer Vorspannungswalze wird die effektive Spaltenbreite W als die Größe der Walzenkontaktspaltenbreite plus der Breite in Vor- und Nachspaltengebieten abgeschätzt, in welchen Luftzwischenräume für die Vor- und Nachspaltengebiete ungefähr 50 Mikrometer sind. Für eine einfache coronaerzeugende Einrichtung wird die effektive Spaltenbreite W ab geschätzt als die Breite des Strahlprofils der Coronastromdichte. Für ein Corotronsystem wird der Parameter T_ρnipS abgeschätzt aus: T_ρnipS = K_Sρ_Sε_o. Für ein System mit einer Vorspannungswalze wird der Parameter T_ρnipS abgeschätzt durch: T_ρnipS = K_Sρ_Sε_o[1 + D_S/ΣD₁], wobei ΣD₁ die Summe der dielektrischen Dicken des Toners, der Luft und anderer isolierender Schichten ist außer dem Substrat innerhalb der Übertragungsspalte. Für Substrate, welche eine feldabhängige Resistivität aufweisen, sollte die Resistivität des Substrates, welche in dieser Abschätzung verwendet wird, typischerweise bei einem Feld entsprechend von weniger als 100 Volt und besonders vorzugsweise ungefähr 10 Volt über die Dicke des Substrates bestimmt werden. Mit einer Vorspannungswalze mit einer typischen effektiven Spaltenbreite von ungefähr 0,1 Inch ist der Parameter ΣD₁ typischerweise ungefähr 20 Mikrometer. Die gewünschte Resistivität, um einen hohen Spannungsabfall über ein 150 Mikrometer dickes Substrat zu verhindern, ist beispielsweise ungefähr ≤ 1 × 10¹⁰ Ohm-cm bei einer Prozessgeschwindigkeit von 10 Inch/s und mit einem Substrat mit einer dielektrischen Konstante K_S = 3. Als ein weiteres Beispiel ist eine gewünschte Resistivität, um einen erheblichen Spannungsabfall über das Substrat während der Übertragungsverweildauer zu verhindern ungefähr ≤ 3 × 10¹⁰ Ohm-cm für ein 50 Mikrometer dickes Substrat und ansonsten ähnlichen Parametern, wie in dem vorstehenden Beispiel. Als letztes Beispiel ist eine gewünschte Resistivität des Substrates, um einen erheblichen Spannungsabfall während der Verweildauer in der Übertragungsspalte zu verhindern, ungefähr ≤ 10¹¹ Ohm-cm, wenn die Prozessgeschwindigkeit 3 Inch/s beträgt. Bei einem Substrat mit einer "Ladungsrelaxationszeit für die Spalte" kleiner als eine charakteristische effektive "Spaltenverweildauer" treten minimale Einschränkungen für die Dicke des Substrates auf. Wenn ein Substrat mit mäßig hoher dielektrischen Dicke verwendet wird, folgt aus den obigen Beispielen, dass die meisten Systeme typischerweise eine Resistivität des Substrates geringer als ungefähr 10¹¹ Ohm-cm und besonders vorzugsweise typischerweise eine Resistivität des Substrates von weniger als ungefähr 10¹⁰ Ohm-cm bevorzugen werden, wenn ein Substrat von sehr großer dielektrischer Dicke verwendet wird.
Bei der vorstehenden Erörterung und in verschiedenen weiteren Erörterungen der elektrischen Eigenschaften in diesem Patent wird Bezug genommen auf Resistivitäten. Die "Ladungsrelaxationszeiten" sind jedoch eine typischerweise fundamentalere Eigenschaft. Ladungsrelaxationszeiten können unmittelbar in einem System gemessen werden unter Verwendung von in der Elektrostatik bekannten Techniken und Ladungsrela xationszeiten können einen bevorzugteren Weg für die Spezifikation der passenden elektrischen Eigenschaften für Zwischenübertragungsbänder mit bebilderbarer Naht sein.
Der vorstehend definierte Bereich, in welchem die "Ladungsrelaxationszeit für die Spalte" geringer ist als die charakteristische effektive "Spaltenverweildauer", ist ebenso eine wünschenswerte elektrische Eigenschaft eines Nahtklebers, wenn erheblicher Kleberüberlauf auf der Substratschicht stattfindet. Die vorstehend angegebenen Ausdrücke für die Abschätzungen der Spaltenrelaxationszeit sind dieselben für den Klebstoffüberlauf, wenn die Resistivität ρ_OA, die dielektrische Dicke D_OA und die dielektrische Konstante K_OA des Überlaufs verwendet werden, anstelle der Resistivität und elektrischen Konstante des Substrates.
Um die unerwünschten Effekte eines Klebstoffüberlaufs mit hoher Resistivität zu verstehen, wird rückbezogen auf die 5, welche Kleberüberlauf auf der Rückseite eines Bandes zeigt. Der Kleberüberlauf fügt eine weitere Dicke des Klebers in dem Nahtgebiet hinzu, welche in einer Entfernung von der Naht nicht vorhanden ist. Wenn die Resistivität ρ_OA des Klebers zu hoch ist, wirkt der Kleber wie ein "Isolator" während der charakteristischen Verweildauer, welche in dem Gebiet der Übertragungsfelderzeugung innerhalb der Übertragungsspalte verbraucht wird und es wird ein erheblicher Spannungsabfall über den Kleber in der Übertragungsspalte geben. Wie auf dem Gebiet der Elektrostatik bekannt, wird der Spannungsabfall über einen "isolierenden" Kleber mit hoher Resistivität zunehmen mit zunehmender dielektrischer Dicke D_OA des Überlaufs. Dies vermindert den Spannungsabfall über den Toner und vermindert daher das Übertragungsfeld in dem Überlaufgebiet. Bei einer zu hohen dielektrischen Dicke D_OA überschreitet die Störung des Übertragungsfeldes in dem Überlaufgebiet aufgrund des isolierenden Überlaufes mit hoher Resistivität die 10% Marke, welche typischerweise bevorzugt wird für ein Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht. Wenn jedoch die "Ladungsrelaxationszeit für die Spalte" für den Überlauf, T_ρnipOA kleiner ist als die charakteristische effektive "Spaltenverweildauer" T_dnip für das Übertragungssystem ist, wird der Spannungsabfall über den Überlauf gering sein. Daher ist die Resistivitätsbedingung, welche durch die Überlaufbedingung festgelegt ist, wo die "Ladungsrelaxationszeit für die Spalte" geringer ist als die effektive "Spaltenverweildauer" der Übertragung, T_ρnipOA « T_dnip, die am meisten bevorzugte bei Zwischenübertragungssystemen mit bebilderbarer Naht, welche einen erheblichen welche einen erheblichen Kleberüberlauf aufweisen. Dies ist wichtig, weil Kleberüberlauf in der Weise günstig ist, dass er die Festigkeit der Naht erhöht.
Wenngleich halbleitende Substrate in vorstehend erörterten Resistivitätsbereichen nützlich und bevorzugt sind für die meisten Zwischenübertragungssysteme mit bebilderbarer Naht, können Systeme mit bebilderbarer Naht ebenso Substrate und Nahtklebematerialien mit relativ höheren Resistivitäten aufweisen als die vorstehend erörterten, bei einigen Einschränkungen. Bei einigen Zwischenübertragungssystemen weist die Verwendung von Substraten höherer Resistivität einige Vorteile auf. Beispielsweise sind Materialien mit einer relativ hohen Resistivität, welche gute Tonerablöseeigenschaften und niedrige Kosten aufweisen, häufiger erhältlich als Materialien, welche ein gewisses Maß an elektrischer Kontrolle aufweisen. Als weiteres Beispiel können Substrate mit relativ hoher Resistivität, welche eine hohe dielektrische Festigkeit aufweisen, im wesentlichen Kurzschlussprobleme ausschließen.
Wenn eine "zyklische Ladungsrelaxationszeit" T_ρcyS des Substrates wesentlich größer ist als eine charakteristische "zyklische Verweildauer" T_dcyS für das Zwischenübertragungssystem, dann wird das Substrat anfangen, sich während der zyklischen Verweildauer wie ein "Isolator" zu verhalten. Dann wird sich auf dem "isolierenden" Substrat nach jeder Übertragungszone Ladung aufbauen. Dieser Ladungsaufbau kann Übertragungsprobleme in nachfolgenden Übertragungszonen verursachen, wenn der Spannungsabfall über das Substrat zu hoch ist. Ebenso besteht die Ladungsansammlung auf dem Substrat nach dem Durchlauf durch die Übertragungszonen im Allgemeinen aufgrund von Luftdurchschlag in den Übertragungszonen und kann etwas ungleichförmig sein. Dies kann weitere Übertragungsprobleme bei Substraten von sehr hoher Resistivität verursachen, insbesondere wenn der Spannungsabfall über das Substrat groß ist. Es ist jedoch auf dem Gebiet der Elektrostatik wohlbekannt, dass der Spannungsabfall über das Substrat proportional zur dielektrischen Dicke des Substrates D_S ist. Daher kann ein Substrat von geringer dielektrischer Dicke die Übertragungsprobleme, welche mit Substraten sehr hoher Resistivität verbunden sind, vermindern. Weiterhin kann die Gleichmäßigkeit und Größe der Ladung auf einem Substrat durch Verwendung von Einrichtungen zum Anpassen der Coronaladung, wie sie im Stand der Technik als Corotrone oder Scorotrone bekannt sind, etwas verbessert werden. Daher kann die Kombination einer "ausreichend geringen" dielektrischen Dicke des Substrates, typischerweise D_S < 25 Mikrometer und besonders vorzugsweise kleiner als ungefähr 10 Mikrometer, und die Verwendung von ladungsneutralisierenden Einrichtungen die Verwendung von relativ isolierenden Substraten erlauben.
Es ist wichtig, einen Nahtkleber auszuwählen, welcher elektrische Eigenschaften aufweist, die in "guter Übereinstimmung" zu den elektrischen Eigenschaften der Substratschicht sind. Gute Übereinstimmung bedeutet nicht "die gleichen" elektrischen Eigenschaften. Vielmehr schließt gute Übereinstimmung ein, dass die elektrischen Eigenschaften ausreichend geringe Feldstörungen um die Naht herum erzeugen, um zu ermöglichen, dass Toner auf und von dem Nahtgebiet übertragen wird, ohne wesentliche Verschlechterung des übertragenen Bildes. Wie vorstehend erörtert, bedeutet dies typischerweise, dass das Übertragungsfeld in dem Nahtgebiet innerhalb 20% und besonders vorzugsweise innerhalb 10% des Übertragungsfeldes in den von der Naht entfernten Gebieten beträgt.
Um die gute Übereinstimmung zu verstehen, ist es nützlich, die vorstehend beschriebenen Charakteristiken der "Ladungsrelaxationszeiten für die Spalte" und die Charakteristiken der "Spaltenverweildauern" zu verwenden. Die erwünschten Beziehungen für die Resistivität zwischen dem Substrat und dem Kleber hängen von verschiedenen Systemparametern ab, welche am besten von diesen charakteristischen Zeiten bestimmt werden. Die Ladungsrelaxationszeit für die Spalte für das Substrat in Entfernung von dem Nahtspalt T_ρnipS ist von Interesse, weil diese die Übertragungsfelder beeinflussen wird, welche "entfernt" von der Naht auftreten werden. Typischerweise wird "entfernt" von der Naht üblicherweise Abstände von der Naht entlang der Bandoberfläche bedeuten, welche wesentlich größer sind als die Größe des Nahtgebietes, welches gestörte elektrische Eigenschaften in bezug auf das entfernte Gebiet aufweist. Beispielsweise wird, bei einer bebilderbaren Naht mit Puzzleschnitt "entfernt" Abstände bedeuten, welche wesentlich größer sind als der Zwischenraum der Schnittfuge des Puzzleschnitts, wenn der Kleber in dem Schnittfugenzwischenraum gestörte elektrische Eigenschaften in bezug auf das Substrat aufweist und die umgebenden Substratlappen des Puzzleschnitts dieselben elektrischen Eigenschaften aufweisen wie das Substratmaterial entfernt von der Naht. Andererseits wird "entfernt" Abstände bedeuten, welche wesentlich größer sind als die Größe eines derartig gestörten Gebietes, wenn die elektrischen Eigenschaften der umgebenden Substratlappen des Puzzleschnitts oder nahe gelegene Nahtgebiete gestört sind in bezug auf das entfernte Gebiet. Derartige Störungen der Umgebung oder der nahegelegenen Substratgebiete der Naht, können manchmal auftreten, z.B. aufgrund von chemischen, mechanischen oder anderen Nahtverarbeitungsparametern, wie etwa lokales Erwärmen, welches verwendet werden könnte, um eine gute Haftung der zusammenliegenden Naht zu erreichen. Bei "entfernten" Abständen von den gestörten elektrischen Gebieten der Naht werden die Störungen des Übertragungsfeldes aufgrund von gestörten elektrischen Eigenschaften des Nahtgebietes im Allgemeinen klein. Der Parameter T_ρnipS ist die charakteristische Ladungsrelaxationszeit, welche in der Übertragungsspalte für den Spannungsabfall über die Dicke der Substratschicht vergeht, um aufgrund von Leitung der Ladung über die Substratdicke abzufallen. Vorstehende Erörterungen des Einflusses von feldabhängigen Resistivitäten sind hier ebenso für das Substrat und die Klebematerialien anzuwenden.
Die Übertragung von Toner auf ein Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht, wird mit Hilfe der 8 erklärt, welche eine quasi elektrostatische Situation innerhalb der Übertragungsspalte verdeutlicht. Wie gezeigt umfasst der Fotoaufnehmer einen geerdeten Leiter 80 und eine fotoleitende Oberfläche 82 trägt eine Tonerschicht, welche Tonerpartikel 84 umfasst. Getrennt von der Tonerschicht durch einen Luftspalt 86 befindet sich ein Zwischenübertragungsband 41 mit bebilderbarer Naht (siehe 6), welches auf einer leitenden Walze 88 läuft. Die Übertragungsfelder in dem Nahtgebiet werden durch die charakteristische Ladungsrelaxationszeit in der Spalte bei dem Nahtzwischenraum beeinflusst. Dies ist die charakteristische Zeit, welche vergeht, bis Ladung über den Kleber 48 in dem Nahtzwischenraum 20 fließt. Die Beschreibung der Ladungsrelaxationszeit T_ρgap in dem Nahtzwischenraum ist etwas komplexer als für das Substratgebiet entfernt von der Naht, weil die Abmessungen des Nahtzwischenraumes typischerweise vergleichbar mit der Dicke des Substrates sind. Häufig können Näherungen für parallele Platten für genäherte Relaxationszeiten der Zwischenmaterialschichten entfernt von der Naht verwendet werden, wobei diese einfache Approximation um den Nahtzwischenraum herum nicht anwendbar ist. Die charakteristische Spaltenladungsrelaxation über den Nahtzwischenraum ist immer noch proportional zu der Resistivität des Klebers. Die Ladungsrelaxationszeit für die Spalte für den Kleber in dem kleinen Gebiet des Nahtzwischenraumes ist jedoch durch die Eigenschaften des umgebenden Substrates und durch die Geometrie der Naht beeinflusst. Diese muss im Allgemeinen unter Verwendung von numerischen Berechnungen oder Messungen bestimmt werden.
Wenn die Ladungsrelaxationszeit für die Spalte für das Substrat entfernt von der Naht wesentlich geringer ist als die Spaltenverweildauer, d.h. wenn T_ρnipS « T_dnip, wird im wesentlichen kein Spannungsabfall während der Verweildauer in der Übertragungsspalte über das Substrat 10 in Bandgebieten entfernt von der Naht auftreten (ΔV_S = 0). Dies ist so aufgrund von Leitung über das Substrat während der Spaltenverweildauer. Wenn die Ladungsrelaxationszeit für den Kleber in dem Gebiet des Nahtzwischenraumes wesentlich größer ist als die Spaltenvenneildauer, d.h. wenn T_ρgap » T_dnip, dann beginnt der Kleber 48 sich andererseits wie ein "Isolator" während der Spaltenvenneildauer zu verhalten. In diesem Fall kann ein erheblicher Spannungsabfall ΔV_gap über den Kleber in dem Nahtzwischenraum während der Verweildauer auftreten. Daher wird der Spannungsabfall in dem Zwischenübertragungsband in dem Nahtgebiet etwas größer sein als in Gebieten entfernt von dem Nahtgebiet. Es folgt daher, dass das Übertragungsfeld in dem Gebiet des Nahtzwischenraumes geringer sein wird als in Gebieten entfernt von der Naht. Daher werden die elektrischen Eigenschaften des Klebers manchmal nicht in "guter Übereinstimmung" mit den elektrischen Eigenschaften des Substrates sein. Ob für diesen Fall die elektrischen Eigenschaften in "guter Übereinstimmung" sind oder nicht, kann ebenso von der dielektrischen Konstante des Klebematerials K_A abhängen.
Wenn die Ladungsrelaxationszeit für die Spalte für das Substrat entfernt von der Naht wesentlich größer ist als die Spaltenvenneildauer, d.h. wenn T_ρnipS » T_dnip, dann wird ein Spannungsabfall ΔV_S über das Substrat während der Verweildauer in der Übertragungsspalte in Gebieten entfernt von der Naht auftreten. Der Spannungsabfall über das Substrat ist proportional zur dielektrischen Dicke D_S des Substrates. Wenn jedoch die Ladungsrelaxationszeit für den Kleber 48 viel geringer als die Spaltenverweildauer ist, d.h. wenn T_ρgap « T_dnip ist, dann wird aufgrund von Leitung kein erheblicher Spannungsabfall über den Kleber während der Verweildauer auftreten (ΔV_gap = 0). In diesem Fall folgt, dass das Übertragungsfeld in dem Gebiet des Nahtzwischenraumes etwas höher sein wird als in Gebieten entfernt von der Spalte. Die elektrischen Eigenschaften des Klebers sind daher typischerweise nicht in "guter Übereinstimmung" mit den elektrischen Eigenschaften des Substrates. Ob die elektrischen Eigenschaften in "guter Übereinstimmung" sind oder nicht, kann von der dielektrischen Konstante des Substratmaterials abhängen. Wie nachstehend erläutert, werden die elektrischen Eigenschaften des Nahtklebers typischerweise nicht in "guter Übereinstimmung" mit den elektrischen Ei genschaften des Substrates in diesem Fall sein, es sei denn, dass die dielektrische Konstante D_S des Substrates sehr groß ist.
Wenn die Ladungsrelaxationszeit für die Spalte für das Substrat entfernt von der Naht wesentlich geringer als die Spaltenverweildauer ist, d.h. wenn T_ρnipS « T_dnip, dann wird wiederum kein erheblicher Spannungsabfall über das Substrat (ΔV_S = 0) während der Verweildauer in Bandgebieten entfernt von der Naht auftreten. Wenn nun die Ladungsrelaxationszeit für den Kleber in dem Gebiet des Nahtzwischenraumes ebenso viel kleiner ist als die Spaltenverweildauer, d.h. wenn T_ρgap « T_dnip, dann wird ebenso kein erheblicher Spannungsabfall (ΔV_gap = 0) über den Kleber während der Verweildauer in der Übertragungsspalte auftreten. In diesem Fall ist der Spannungsabfall über das Gebiet des Nahtzwischenraumes und der Spannungsabfall über Gebiete des Substrates entfernt von der Naht in der Übertragungsspalte ungefähr derselbe (nahezu Null). Daher sind die Übertragungsfelder E_far und E_gap in diesen zwei Gebieten im wesentlichen dieselben. In diesem Fall sind die elektrischen Eigenschaften des Klebers und des Substrates innerhalb der bevorzugten Bedingung der "guten Übereinstimmung". Es ist zu beachten, dass in diesem Fall die elektrischen Eigenschaften des Klebers und des Substrates sehr unterschiedlich sein können und sich dennoch innerhalb des am meisten bevorzugten Gebietes der "guten Übereinstimmung" befinden. Um hauptsächlich in "guter Übereinstimmung" zu sein, können die Resistivitäten des Nahtklebers und des Substrates erheblich unterschiedlich sein, solange beide immer unterhalb einem Schwellwert liegen. Wie vorstehend erörtert, können Zwischenübertragungssysteme selbstverständlich ebenso weitere Einschränkungen in bezug auf die untere Grenze der Resistivität des Substrates und des Klebematerials typischerweise aufgrund von "Kurzschluss" und seitlichen Ladungsproblemen aufweisen. Um bei Systemen, welche Gegenstand von "Kurzschluss" und seitlichen Ladungsproblemen sind, in "guter Übereinstimmung" zu sein, sollten also die Resistivitäten des Nahtklebers und des Substrates unterhalb der Werte sein, welche durch die Ladungsrelaxationszeiten festgelegt sind und sie sollten ebenso typischerweise ungefähr über den Schwellwerten für Kurzschluss und seitliche Leitungen für das System sein.
Um die Ladungsrelaxationszeit für das Gebiet des Nahtzwischenraumes abzuschätzen, wird wieder Bezug genommen auf die 8. Es wird angenommen, dass die Unterseite eines Zwischenübertragungsbandes in dem Nahtgebiet einer Übertragungsspalte plötz lich von Massenpotential auf ein festes Vorspannungspotential bei der Zeit = 0 geschaltet wird. Das Substrat und das Klebematerial können daraufhin als "dielektrisch mit einem Leck" behandelt werden mit einem Widerstand und einer parallelen Kapazität. Dies ist eine gute Näherung für das elektrische Verhalten von typischen Zwischenübertragungsmaterialien in Übertragungsspalten. Der Spannungsabfall über den Mittelpunkt der Naht kann numerisch als eine Funktion der Zeit nach dem Anwenden der Spannung berechnet werden, um eine Abschätzung der Ladungsrelaxation T_gap der Spalte zu erlauben. Für Nahtzwischenräume, welche groß im Vergleich zu der Substratdicke sind, kann die Ladungsrelaxationszeit für den Kleber durch die einfache Formel für parallele Platten angenähert werden: T_ρA = K_Aρ_Aε_o[1 + D_A/ΣD₁). Tatsächlich kann die einfache Näherung für parallele Platten selbst für kleine Zwischenräume oft verwendet werden.
Auf jeden Fall kann die Ladungsrelaxationszeit T_ρgap numerisch bestimmt werden. Als Beispiele liefern eine effektive Breite der Übertragungsspalte von 0,2 Inch und eine Bandgeschwindigkeit von 10 Inch/s eine Ladungsrelaxationszeit für die Spalte von T_dnip = 0,020 s. In diesem Fall werden Resistivitäten des Klebers von ungefähr ≤ 2 × 10¹⁰ Ohm-cm die Bedingung T_ρgap « T_dnip liefern. Wenn, als ein weiteres Beispiel, die Bandgeschwindigkeit auf 2,0 Inch/s abgesenkt wird, beträgt die Verweildauer T_dnip = 0,100 s. Die Bedingung T_ρgap « T_dnip würde dann bei Resistivitäten des Klebers von ungefähr ≤ 1 × 10¹¹ Ohm-cm auftreten. Für viele Systeme wird die Bedingung T_ρgap « T_dnip typischerweise für Resistivitäten des Klebers nahe oder unter dem unteren oder mittleren 10¹⁰ Ohm-cm Resistivitätsbereich stattfinden. Dieses sollte jedoch für jedes einzelne System abgeschätzt werden. Daher ist diese Bedingung der "guten Übereinstimmung" hauptsächlich eine Bedingung für ein relativ halbleitendes Material mit einem relativ halbleitenden Kleber.
Wie vorstehend erörtert, sind die Bedingungen T_ρnipS « T_dnip und T_ρgap « T_dnip die bevorzugten Bereiche für gute Übereinstimmung, in welchen die Übertragungsfelder in der Naht und in Gebieten entfernt von der Naht im wesentlichen dieselben sind. Dass die elektrischen Eigenschaften des Substrates und des Klebers jedoch unter allen Situationen in guter Übereinstimmung sind, erfordert, dass diese Bedingungen über den gesamten Bereich der Variabilität der elektrischen Eigenschaften des Substrates und des Klebers auftreten. Beispielsweise müssen die Bedingungen anwendbar sein trotz Änderungen in der Umgebung, Herstellungstoleranzen und Materialalterung. Glücklicherweise können die Bedingungen T_ρnipS « T_dnip und T_ρgap « T_dnip für gute Übereinstimmung eine erhebliche Toleranz eines Zwischenübertragungsbandes mit bebilderbarer Naht erlauben trotz Unterschieden in den elektrischen Eigenschaften der beiden Materialien. Beispielsweise können bei einem Zwischenübertragungssystem mit bebilderbarer Naht, in welchem "Kurzschluss"-Probleme ≥ 10⁷ Ohm-cm für die Materialien des Zwischenübertragungsbandes erfordern, die Resistivitäten des Substrates und des Klebers im wesentlichen irgendwo innerhalb der Toleranzgrenze von 10⁷ bis 10¹⁰ Ohm-cm liegen. Um Fragen der seitlichen Leitfähigkeit zu vermeiden, sollte die seitliche Resistivität typischerweise oberhalb von 10⁹ Ohm/Quadrat und vorzugsweise über 10¹⁰ Ohm/Quadrat sein. Zusammenfassend sind die Bedingungen für "gute Übereinstimmung" der elektrischen Eigenschaften für das Substrat mit bebilderbarer Naht und für den Kleber, welche durch T_ρnipS « T_dnip Und T_ρgap « T_dnip festgelegt sind, am meisten zu bevorzugen aufgrund der hohen Toleranz für Unterschiede in der Resistivität für Substrate und Kleber.
Im Allgemeinen ist die Bedingung für die Resistivität des Substrates, welche festgelegt ist durch T_ρnipS « T_dnip am meisten zu bevorzugen für Zwischenübertragungsbänder mit bebilderbarer Naht. Diese Bedingung für das Substrat kann sogar breitere Toleranzen für die Resistivität des Klebers erlauben, wenn die dielektrische Konstante des Klebermaterials oberhalb eines kritischen Wertes liegt. Beispielsweise kann diese Bedingung für die Resistivität des Substrates ermöglichen, dass das Klebermaterial im wesentlichen "isolierend" ist während der Verweildauer der Übertragungsspalte, während immer noch die gewünschte Bedingung der "guten Übereinstimmung" erreicht wird. Um dieses zu verstehen ist anzumerken, dass ein relativ isolierender Kleber einen bestimmten Spannungsabfall über den Kleber verursacht, aber die bevorzugte Bedingung für das Substrat weist im wesentlichen keinen Spannungsabfall während der Verweildauer in der Übertragungsspalte auf. Dies ist eine fundamentale Ursache der Störungen des Übertragungsbildes in dem Nahtgebiet. Wie jedoch auf dem Gebiet der Elektrostatik wohlbekannt, nimmt der Spannungsabfall über den "isolierenden" Kleber in dem Nahtzwischenraum ebenso mit zunehmender dielektrischer Konstante des Klebers ab. Daher folgt daraus, dass der resultierende Spannungsabfall über den Kleber in dem Zwischenraum, trotz einer hohen Resistivität des Klebers, ausreichend klein gemacht werden kann, um die gewünschte Feldstörung, welche kleiner als 10% ist, zu erreichen, wenn die dielektrische Konstante des Klebers ausreichend groß ist. Es sei beispielsweise ein relativ isolierender Kleber (10¹² Ohm-cm; T_ρgap » T_dnip) betrachtet. Wenn ein Substrat verwendet wird, welches durch die Bedingung T_ρnipS « T_dnip festgelegt ist, dann wird die gewünschte Feldstörung von < 10% erreicht, wenn die Schnittfuge ungefähr 25 Mikrometer ist und wenn der isolierende Kleber eine dielektrische Konstante von K_A > 5 aufweist. Aus der vorstehenden Erörterung folgt, dass bei einer Schnittfuge kleiner 25 Mikrometer die gewünschte Feldstörung von < 10% erreicht werden kann, wenn K_A etwas kleiner als 5 ist.
Eine weitere Einschränkung für die obere Grenze der Resistivität des Klebers ist der zyklische Ladungsaufbau. Der zyklische Ladungsaufbau findet statt, wenn die Resistivität ρ_A des Klebers derart hoch ist, dass diese nachfolgende Übertragungen beeinflusst. Um dies zu vermeiden, sollte die zyklische Ladungsrelaxationszeit des Klebers kleiner als die zyklische Verweildauer zwischen den Übertragungen sein (T_ρcyA « T_dcy). Dies fügt jedoch weiterhin eine erhebliche außerordentliche Toleranz für die Resistivität des Nahtklebers hinzu. Beispielsweise kann aus den vorstehenden Abschätzungen die akzeptable Resistivität für den Kleber für eine bebilderbare Naht bis zu ungefähr ≤ 1 × 10¹² Ohm-cm für diesen Fall sein, wenn die dielektrische Konstante ungefähr 5 ist. Zum Vergleich dazu, aus den vorstehenden Erörterungen des Falles T_ρnipS « T_dnip und T_ρgap « T_dnip, ist die obere Grenze der Resistivität des Klebers ungefähr ≤ 10¹⁰ Ohm-cm, wenn die dielektrische Konstante des Klebers ungefähr 3 ist.
Zusammenfassend kann die Bedingung "gute Übereinstimmung" für das bevorzugte, halbleitende, bebilderbare Nahtsubstrat, welches durch T_ρnipS « T_dnip festgelegt ist, eine breite Toleranz für die Resistivität des Klebers erlauben, wenn die Resistivität des Klebers ausreichend gering ist (T_ρnipS « T_dnip) und sogar eine breitere Toleranz für eine Resistivität des Klebers (bis zu T_ρcy « T_dcy) aufweisen, wenn die dielektrische Konstante des Klebers mäßig groß ist, typischerweise K_a ≥ 5.
Eine ähnliche Wirkung der dielektrischen Konstante kann bestehen für die ungünstige Übereinstimmung der elektrischen Eigenschaften: T_ρnipS » T_dnip Und T_ρgap « T_dnip. Hier ist die Resistivität des Substrates groß genug, damit sie während der Übertragungsverweildauer im wesentlichen ein "Isolator" ist aber der Kleber weist eine Resistivität auf, welche gering genug ist, so dass im wesentlichen kein Spannungsabfall über den Nahtzwischenraum stattfindet. Ähnlich zu der vorstehenden Erörterung wird der Spannungsabfall über das Substrat kleiner werden, wenn die dielektrische Konstante des Substra tes größer wird. Abschätzungen der Feldstörung für diesen Fall als eine Funktion der dielektrischen Konstante des Substrates legen nahe, dass ein sehr hohes K_S benötigt wird, typischerweise K_S > 15, um gewünschte Feldstörungen < 10% zu erreichen. Wenngleich es möglich ist, Materialien mit einer derartig hohen dielektrischen Konstante zu erreichen, schränkt dies die Auswahl der Substratmaterialien außerordentlich ein. Daher ist die Bedingung T_ρnipS » T_dnip und T_ρgap « T_dnip mit sehr großem K_S (typischerweise > 15) typischerweise nicht besonders bevorzugt.
Ein weiterer Fall der "hohen Resistivität" des Substrates besteht in der Bedingung: T_ρgap » T_dnip und T_ρnipS » T_dnip. Unter dieser Bedingung sind die Ladungsrelaxationszeiten für das Substrat und den Kleber beide viel größer als die Spaltenverweildauer über den gesamten Bereich der Variabilität der Materialien. Dies ist jedoch keine ausreichende Bedingung, um eine gute Übereinstimmung sicherzustellen. In diesem Fall wirken das Substrat und der Kleber während der Verweildauer der Übertragungsspalten im Wesentlichen wie ein "Isolator". Wenn Materialien während der Verweildauer in der Übertragungsspalte wie Isolatoren wirken, ist der Spannungsabfall über das Band proportional zu der dielektrischen Dicke des Bandmaterials. Aufgrund dessen schließt eine gute Übereinstimmung die Einschränkung ein, dass die dielektrischen Konstanten des Klebers Ka und des Substrates K_S ähnlich sind typischerweise innerhalb ungefähr 30% und besonders vorzugsweise sind die dielektrischen Konstanten im wesentlichen dieselben. Ebenso werden sogar weitere Einschränkungen für gute Übereinstimmung benötigt. Insbesondere müssen die Resistivität sowohl des Substrates als auch des Klebers derart gewählt werden, dass ein unterschiedliches Ausmaß von zyklischem Ladungsaufbau auf dem Substrat und dem Kleber zwischen den Übertragungsstationen vermieden wird. Andernfalls kann der unterschiedliche zyklische Ladungsaufbau in dem Nahtgebiet, verglichen mit Gebieten entfernt von der Naht, Feldstörungen für nachfolgende Tonerübertragungen verursachen. Es gibt zwei grundsätzliche Arten diesem Problem zu begegnen.
Die bevorzugte Art besteht darin, dass sowohl das Substrat als auch der Kleber eine ausreichend geringe Resistivität aufweisen, so dass Entladung zwischen den Übertragungsstationen stattfindet. In Analogie mit den vorstehenden Erörterungen ist die gewünschte Bedingung T_ρcy « T_dcy sowohl für das Substrat als auch für den Kleber, wobei die zyklische Ladungsrelaxationszeit sowohl für das Substrat als auch den Kleber viel geringer ist als die zyklische Verweildauer zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen. Eine alternative Bedingung besteht darin, dass die Resistivitäten sowohl des Substrates als auch des Klebers hoch genug sind, so dass der gleiche zyklische Ladungsaufbau sowohl für das Substrat als auch für den Nahtkleber auftritt. Wenngleich der zyklische Ladungsaufbau im Allgemeinen nicht erwünscht ist, kann dieser unter geeigneten Einschränkungen akzeptabel sein. Wenn ein ähnlicher zyklischer Ladungsaufbau zwischen den Übertragungsstationen sowohl auf dem Substrat als auch auf dem Kleber stattfindet, wird dies mindestens Feldstörungen in den nachfolgenden Übertragungsstationen verhindern. In Analogie zu vorstehenden Erörterungen besteht eine notwendige Bedingung für einen ähnlichen zyklischen Ladungsaufbau in T_ρcy » T_dcy, sowohl für das Substrat als auch für den Kleber. Ebenso sollten die dielektrischen Konstanten des Substrates und des Klebers ähnlich sein und es werden üblicherweise hohe dielektrische Konstanten für das Substrat und den Kleber benötigt, um Übertragungsprobleme zu vermeiden, welche mit Zwischenmaterialien hoher Resistivität und hoher dielektrischer Dicke verbunden sind.
Aus allen vorstehenden Erörterungen kann abgeleitet werden, dass Substratmaterialien hoher Resistivität (T_ρnipS » T_dnip) schwer zu erreichende, jedoch praktikable Bedingungen der bebilderbaren Naht erlauben können. Aus den dargestellten Gründen sind jedoch Substrate hoher Resistivität im Allgemeinen nicht bevorzugt für Zwischenübertragungsbänder mit bebilderbarer Naht. Im Allgemeinen sind Substrate mit elektrischen Eigenschaften in dem Bereich T_ρnipS « T_dnip für Zwischenübertragungsbandsysteme mit bebilderbarer Naht am meisten zu bevorzugen.
Weitere Bedingungen für die elektrischen Eigenschaften von Zwischensubstraten können es sogar noch schwieriger gestalten, die gewünschte "gute Übereinstimmung" zwischen den elektrischen Eigenschaften des Substrates und des Klebers für eine bebilderbare Naht zu erreichen. Beispielsweise kann eine schwierige Substratbedingung für eine bebilderbare Naht vorkommen, wenn die Resistivität des Substrates zwischen Bedingungen variiert, in welchen die Ladungsrelaxationszeit des Substrates manchmal kürzer und manchmal länger ist als die charakteristischen Verweilzeiten. Es sei ein Fall betrachtet, in welchem die Resistivität des Substrates unter einem Satz von extremen Bedingungen gering genug sein mag, um T_ρnipS « T_dnip zu erreichen, so dass im wesentlichen kein Spannungsabfall über das Substrat für die Verweildauer in der Übertra gungsspalte für diese extreme Bedingung stattfindet. Eine derartig extreme Bedingung könnte beispielsweise mit Substraten an dem unteren Ende der Resistivität der Herstellungstoleranzen auftreten und wenn der RH groß ist. Wenn die Resistivität des Substrates an dem entgegengesetzten Satz von extremen Bedingungen groß genug ist, so dass die Bedingung T_ρnipS » T_dnip eintritt, dann wird ein Spannungsabfall über das Substrat bei dieser anderen extremen Bedingung stattfinden.
Idealerweise sind die nominellen elektrischen Eigenschaften des Klebers relativ nahe den elektrischen Eigenschaften des Substrates innerhalb der Herstellungstoleranzen und weisen eine ähnliche Reaktion auf Umwelt, Alterung und angewandte Feldfaktoren auf. Andernfalls können die Materialien des Klebers und des Substrates sich leicht von der gewünschten Bedingung der "guten Übereinstimmung" wegbewegen.
Es ist anzumerken, dass kleine Schnittfugenzwischenräume vorteilhaft sein können gegenüber großen Schnittfugenzwischenräumen in der Weise, dass der störende Effekt des Nahtzwischenraumes im Allgemeinen ebenso schneller mit dem Abstand entfernt von dem Zwischenraum bei kleineren Schnittfugenzwischenräumen abnehmen wird, verglichen mit größeren Zwischenräumen.
Es sollte eine weitere Anmerkung in bezug auf isolierende Kleber gemacht werden. Wenn die Ladungsrelaxationszeit für den Kleber länger als die Verweildauer zwischen Übertragungsstationen ist, dann kann sich Ladung auf der Rückseite des Klebers in dem Nahtzwischenraum ansammeln. Wenn der Ladung erlaubt wird, sich anzusammeln, kann die Ladung des Klebers nachfolgende Übertragungen beeinflussen. Wenn die Resistivität des Nahtklebers derart ist, dass T_ρcy » T_dcy, ist, wird daher eine Vorgehensweise für eine Ladungsneutralisierung des Nahtklebers für die Rückseite des Bandes erforderlich sein. Dies kann unter Verwendung von einfachen Kontakteinrichtungen zur statischen Auslöschung, wie etwa durch die Verwendung von geerdeten Kontaktbürsten durchgeführt werden. Es ist sogar noch mehr zu bevorzugen, dass die Resistivität des Klebers idealerweise ausreichend gering gehalten wird, so dass T_ρcy « T_dcy gilt, und dann sind derartige Entladungseinrichtungen nicht erforderlich. Um schließlich ein Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht von langer Lebensdauer sicherzustellen, sollte die Bandnaht eine mechanische Nahtfestigkeit größer als 15 Pounds per line ar Inch aufweisen. Die mechanische Festigkeit der Naht, die Steifigkeit und die Schmiegsamkeit sollten vergleichbar sein zu denjenigen des Substrates.

Claims

Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht (60), welches umfasst: ein mit Naht versehenes Substrat (10), welches durch an einer Naht (11) zusammengefügte Enden eines Bandes ausgebildet ist, wobei das mit Naht versehene Substrat ein Nahtgebiet um die Naht herum und ein entferntes Gebiet, entfernt von der Naht aufweist; und wobei das Nahtgebiet eine Übereinstimmung der elektrischen Eigenschaft mit dem entfernten Gebiet derart aufweist, dass ein Übertragungsfeld in dem Nahtgebiet innerhalb von 20% eines Übertragungsfeldes in dem entfernten Gebiet ist, und wobei die Nahtgebiete und die entfernten Gebiete eine seitliche Resistivität größer als 10⁸ Ohm/Quadrat aufweisen.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das entfernte Gebiet eine Volumenresistivität zwischen 10⁷ und 10¹⁰ Ohm-cm aufweist und das Nahtgebiet eine Volumenresistivität zwischen 10⁷ und 10¹³ Ohm-cm aufweist.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das entfernte Gebiet eine Volumenresistivität zwischen 10¹⁰ und 10¹³ Ohm-cm aufweist und die Volumenresistivität des Nahtgebietes zwischen 5 × 10⁹ und 10¹³ Ohm-cm ist.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das entfernte Gebiet und das Nahtgebiet eine Volumenresistivität größer als 10¹³ Ohm-cm aufweisen, die dielektrische Dicke des entfernten Gebietes nicht größer als 25 Mikrometer ist und die dielektrische Dicke des entfernten Gebietes und des Nahtgebietes gegenseitig innerhalb von 20% liegen.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das entfernte Gebiet eine Volumenresistivität zwischen 10¹¹ und 10¹³ Ohm-cm aufweist und die Volumenresistivität des Nahtgebietes zwischen 5 × 10¹⁰ und 10¹³ Ohm-cm ist.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das entfernte Gebiet eine seitliche Resistivität weniger als 10¹⁰ Ohm/Quadrat aufweist und das Nahtgebiet eine seitliche Resistivität aufweist, welche innerhalb eines Faktors vier der seitlichen Resistivität des entfernten Gebietes ist.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das Nahtgebiet eine Volumenresistivität kleiner als 10¹³ Ohm-cm aufweist, wobei das entfernte Gebiet eine Volumenresistivität kleiner als die Volumenresistivität des Nahtgebietes aufweist, und wobei das Nahtgebiet eine dielektrische Konstante K größer als 5 aufweist.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das Nahtgebiet eine Volumenresistivität kleiner als eine Volumenresistivität des entfernten Gebietes aufweist und wobei das entfernte Gebiet eine dielektrische Konstante K von größer als 5 aufweist.
Zwischenübertragungsband mit bebilderbarer Naht gemäß Anspruch 1, wobei das mit Naht versehene Substrat eine Schnittfuge (20) aufweist, um die Naht auszubilden, wobei das mit Naht versehene Substrat das Nahtgebiet um die Schnittfuge herum und das entfernte Gebiet entfernt von der Schnittfuge aufweist.