ES2233272T3

ES2233272T3 - Cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imagenes.

Info

Publication number: ES2233272T3
Application number: ES00127176T
Authority: ES
Inventors: Gerald M. Fletcher; Kock-Yee Law; Nancy Y. Jia; Edward L. Schlueter, Jr.
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2020-12-12
Also published as: EP1109075A3; DE60016882T2; DE60016882D1; MXPA00011743A; BR0005883A; EP1109075A2; EP1109075B1; US6261659B1; CA2325268A1; CA2325268C; JP2001175088A

Abstract

Una cinta (60) de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes, que comprende: un substrato (10) con costura formado mediante la unión de los extremos de una cinta con una costura (11), en la cual dicho substrato con costura tiene una zona de la costura situada alrededor de dicha costura y una zona alejada de dicha costura; y en la cual dicha zona de la costura tiene unas propiedades eléctricas en correspondencia con dicha zona alejada, de tal modo que un campo de transferencia existente en dicha zona de la costura estará dentro del 20% de un campo de transferencia existente en dicha zona alejada, y en la cual dicha zona de la costura y dicha zona alejada tienen una resistividad superficial lateral superior a 108 ohmios.

Description

Cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes.

Campo de la invención

Esta invención está relacionada con máquinas impresoras electrofotográficas. Específicamente, esta invención está relacionada con máquinas impresoras electrofotográficas que tengan cintas de transferencia intermedia con costura.

Antecedentes de la invención

La impresión electrofotográfica es un procedimiento muy conocido y utilizado habitualmente para copiar o imprimir documentos. La impresión electrofotográfica se realiza exponiendo sobre un receptor cargado uniformemente una representación de la imagen luminosa de un documento deseado. En respuesta a esa imagen luminosa, el fotorreceptor se descarga, creándose sobre la superficie del fotorreceptor una imagen latente electrostática del documento deseado. A continuación se deposita un toner sobre esa imagen latente, formándose una imagen de toner. La imagen de toner es después transferida desde el fotorreceptor hasta un substrato receptor, tal como una hoja de papel. A continuación la imagen de toner transferida es fundida al substrato, utilizando habitualmente calor y/o presión. Luego se limpia el material revelador residual de la superficie del fotorreceptor y se recarga este dejándolo preparado para la creación de otra imagen.

Lo anterior describe genéricamente las máquinas impresoras electrofotográficas en blanco y negro. La impresión electrofotográfica también puede crear imágenes en color mediante la repetición del proceso anterior con cada color de toner utilizado para formar la imagen en color. Por ejemplo, la superficie fotorreceptora puede ser expuesta a una imagen luminosa que represente un primer color, digamos el negro. A continuación puede revelarse la imagen latente electrostática resultante con partículas de toner negro para crear una capa de toner negro que a continuación se transfiere sobre un substrato receptor. Luego puede repetirse el proceso con un segundo color, digamos amarillo, luego con un tercer color, digamos rojo, y finalmente con un cuarto color, digamos verde. Cuando se superponen las capas de toner coincidentemente, se forma la imagen deseada con toner de color compuesto y se funde sobre el substrato receptor.

El proceso de impresión en color descrito anteriormente superpone directamente sobre un substrato las capas de toner de color. Otros sistemas de impresión electrofotográfica utilizan cintas de transferencia intermedia. En estos sistemas las sucesivas capas de toner son transferidas electrostáticamente, en superposición coincidente, desde el fotorreceptor hasta una cinta de transferencia intermedia. Sólo después de haber formado la imagen de toner compuesto sobre la cinta de transferencia intermedia se transfiere dicha imagen hasta el substrato y se funde sobre el mismo. De hecho, algunos sistemas de impresión electrofotográfica utilizan varias cintas de transferencia intermedia, transfiriendo el toner hacia y desde las cintas según sea necesario para cumplir los requisitos de la arquitectura general de la máquina.

Durante su funcionamiento, una cinta de transferencia intermedia entra en contacto con un elemento soporte de la imagen de toner, tal como una cinta fotorreceptora. En la zona de contacto un dispositivo generador de campo electrostático, tal como un corotrón, un rodillo de transferencia polarizado, una cuchilla polarizada, o similar, crea unos campos electrostáticos que transfieren el toner sobre la cinta de transferencia intermedia. A continuación, la cinta de transferencia intermedia se pone en contacto con un receptor. Un dispositivo similar de generación de campo electrostático transfiere entonces el toner desde la cinta de transferencia intermedia hasta el receptor. Dependiendo del sistema, el receptor puede ser otro elemento de transferencia intermedia o un substrato sobre el cual se fijará eventualmente el toner. En cualquiera de los casos el control de los campos electrostáticos en la zona de transferencia y cerca de la misma es un factor significativo para la transferencia de toner.

Las cintas de transferencia intermedia suelen tener la forma de una cinta con costura que se fabrica uniendo entre sí los dos extremos de un material en banda, ya sea soldándolos, cosiéndolos, grapándolos, o pegándolos. Aunque son posibles las cintas de transferencia intermedia sin costura, exigen unos procesos de fabricación que las hacen mucho más costosas que las cintas de transferencia intermedia similares con costura. Esto es particularmente cierto cuando la cinta de transferencia intermedia es larga. Aunque las cintas de transferencia intermedia con costura tienen un coste relativamente bajo, la costura introduce una discontinuidad que afecta a las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas de la cinta. Aunque es posible sincronizar el funcionamiento de una impresora con el movimiento de la cinta de transferencia intermedia, de manera que el toner no sea transferido electrostáticamente sobre la costura, esta sincronización aumenta el precio y la complejidad de la impresora, con lo cual disminuye la productividad. Además, puesto que las impresoras electrofotográficas de alta velocidad crean típicamente las imágenes sobre hojas de papel que se cortan de una "banda" de papel, para evitar la costura es preciso recortar la correspondiente parte no utilizada de la banda de papel, lo cual constituye un despilfarro. Además, a pesar de la sincronización siguen existiendo los problemas mecánicos relacionados con la discontinuidad, tales como un desgaste excesivo del limpiador y vibraciones mecánicas.

Las cintas de transferencia intermedia aceptables requieren una costura de resistencia suficiente para alcanzar la vida útil deseada. Aunque la vida útil deseada depende de la aplicación específica, típicamente será de 100.000 ciclos de operación como mínimo, y más preferiblemente de 1.000.000 de ciclos. Considerando que una cinta de transferencia intermedia con costura sufre los esfuerzos mecánicos producidos por la tensión de la cinta y el paso por los rodillos, líneas de transferencia y sistemas de limpieza, no es fácil alcanzar una vida útil tan larga. Por lo tanto, los condicionantes antagónicos de una vida larga y un tamaño topográfico limitado de la costura constituyen un reto para la resistencia del adhesivo y la buena construcción de la costura.

Una aproximación de la técnica anterior al "corte en forma de puzzle" en cintas de transferencia intermedia con costura reduce apreciablemente los problemas mecánicos mediante la fabricación de una costura mecánica perfeccionada. La Patente Estadounidense nº 5.514.436, concedida el 7 de mayo de 1996, titulada "Puzzle Cut Seamed Belt (Cinta con costura cortada en forma de puzzle)", la Patente Estadounidense nº 5.554.193, titulada "Endless Seamed Belt with Low Thickness Differential Between the Seam and the Rest of the Belt (Cinta sinfín con costura con poca diferencia de espesor entre la costura y el resto de la cinta)" y la Patente Estadounidense nº 5.487.707, concedida el 30 de enero de 1996, titulada "Puzzle Cut Seamed Belt With Bonding Between Adjacent Surface By UV Cured Adhesive (Cinta con costura cortada en forma de puzzle con las superficies adyacentes pegadas mediante un adhesivo endurecido con rayos ultravioletas)" describen la aproximación al corte en forma de puzzle. Aunque los cortes en forma de puzzle reducen los problemas mecánicos, aún existen otras dificultades para transferir el toner hacia y desde la costura de una cinta de transferencia intermedia con costura.

Para que la transferencia de toner hacia y desde una costura sea aceptable, la imagen final producida por la costura debe tener una calidad comparable a la de las imágenes formadas por el resto de la cinta. Esta es una tarea difícil debido a diversos factores relacionados los unos con los otros. Algunos de estos factores están relacionados con el hecho de que la costura no debe afectar mucho a los campos electrostáticos que se utilizan para transferir el toner. Sin embargo, los campos electrostáticos de transferencia dependen a su vez de las propiedades eléctricas de la cinta de transferencia intermedia. Aunque esta dependencia es compleja y posteriormente se hará una descripción detallada a este respecto, diremos brevemente que existen condiciones en las cuales los campos de transferencia son muy sensibles a la resistividad y al espesor de los materiales utilizados en las diversas capas de la cinta de transferencia intermedia. Bajo otras condiciones, los campos electrostáticos de transferencia son relativamente insensibles a esos factores. Similarmente, existen condiciones en las cuales los campos electrostáticos de transferencia son muy sensibles a las constantes dieléctricas de los materiales utilizados en las capas de la cinta de transferencia intermedia, y otras condiciones en las cuales los campos electrostáticos de transferencia son insensibles a las constantes dieléctricas. Por lo tanto, para transferir satisfactoriamente el toner hacia y desde una cinta de transferencia intermedia con costura, es preciso controlar cuidadosamente las propiedades eléctricas en la costura y alrededor de la misma para conseguir una relación adecuada con el resto de la cinta. Puesto que las propiedades eléctricas dependen de los factores de geometría de la costura, construcción de la costura (tal como el adhesivo que sobresale de la costura), topología de la costura, espesor de la costura, presencia de un recubrimiento, y otros factores diversos que están relacionados entre sí, es preciso tomar en consideración tales factores para cada aplicación determinada.

Puede apreciarse por lo anterior que, para transferir el toner hacia y desde una costura es preciso controlar las propiedades críticas en la zona de la costura, de manera que los campos electrostáticos de transferencia a través de la costura sean parecidos a los alejados de la costura. Aunque las condiciones que permiten esto serán descritas con mayor detalle a continuación, estas condiciones suponen genéricamente el uso de "márgenes de resistividad permisible". No obstante, debe apreciarse que sólo se necesitan unas condiciones de la costura que produzcan unos campos electrostáticos de transferencia "suficientemente parecidos". El término "suficientemente parecido" depende de la tolerancia de un determinado sistema a las diferencias entre los campos electrostáticos de transferencia. La experiencia demuestra que algunos sistemas pueden tolerar una diferencia superior al 20% entre los campos electrostáticos de transferencia sin que se produzca una diferencia significativa en la imagen final. Sin embargo, los sistemas en color de alta calidad suelen requerir una diferencia inferior al 10% para evitar problemas significativos. No obstante, el grado de "suficientemente parecido" se determina mejor mediante experimentación.

Aunque las propiedades eléctricas de una cinta de transferencia intermedia con costura sean adecuadas para producir imágenes aceptables a través de la zona de la costura, siguen existiendo otros problemas. Por ejemplo, en las cintas de transferencia intermedia con costura de la técnica anterior, se acepta que la limpieza y la transferencia alrededor de la costura sean relativamente malas. No obstante, si se transfiere el toner hacia y desde la zona de la costura, es preciso limpiar adecuadamente la costura. Así pues, las propiedades de liberación y de rozamiento del toner en la zona de la costura tendrán que ser comparables a las del resto de la cinta. Además, la mayoría de las cintas de transferencia intermedias con costura de la técnica anterior tienen un "escalón" apreciable allí donde la cinta se solapa para formar la costura. Ese escalón puede tener hasta 25 micras. Tal escalón perjudica apreciablemente la transferencia y la limpieza. Por lo tanto, si se transfiere el toner hacia y desde la costura, la topografía de la costura, así como el rozamiento y la liberación del toner, están mucho más condicionados que los de otras cintas de transferencia intermedias con costura.

Puede apreciarse por lo anterior que la topografía de una costura es muy importante si se quiere transferir toner hacia y desde una zona de costura sin que se degrade apreciablemente la imagen final. La topografía de la costura incluye no sólo la propia costura, sino también cualquier derrame del adhesivo utilizado en la costura. Este derrame puede producirse tanto por el lado de la cinta que lleva el toner como por el lado posterior. El exceso de adhesivo es importante porque la resistencia de la costura de la cinta puede depender de dicho exceso. Por otra parte, son importantes las propiedades eléctricas del adhesivo. Un derrame excesivo aumenta diversos problemas mecánicos, eléctricos y xerográficos y complica los condicionantes existentes de rozamiento mecánico y de liberación del toner. Por lo tanto, aunque en algunos sistemas puede tolerarse cierto exceso de adhesivo, en general es preferible un derrame pequeño de adhesivo, siempre que pueda conseguirse una costura de resistencia aceptable sin el derrame. Además de evitar simplemente el derrame, también es posible "fijar" los derrames mediante limado y pulido para eliminar el exceso de adhesivo. Puesto que la resistencia del adhesivo en sistemas con poco derrame tendrá que ser normalmente superior a la de los sistemas con mucho derrame, son preferibles las geometrías con una buena resistencia de la costura, tales como los cortes en forma de puzzle.

Cuando se intenta transferir toner hacia y desde una costura, la topografía de la costura introduce perturbaciones espaciales que se clasifican convenientemente como perturbaciones "de onda corta" y perturbaciones "de onda larga". Aunque estas dos perturbaciones están referidas a la distancia media entre crestas y senos adyacentes de los defectos espaciales, las perturbaciones de onda corta son pequeñas, digamos inferiores a 3 milímetros, mientras que las perturbaciones de onda larga son grandes, digamos superiores a 3 milímetros. Aunque ambas perturbaciones deben ser suficientemente controladas, las perturbaciones de onda corta suelen exigir un control más estricto que las perturbaciones de onda larga. Las perturbaciones de onda corta en el lado de la cinta que porta el toner suelen ser mucho más significativas que las del lado posterior.

Entre las perturbaciones de onda corta se incluyen, por ejemplo, protuberancias, hondonadas o escalones, arrugas o distorsiones, y rugosidad con crestas y senos. Estos defectos son consecuencia del tipo de costura, del derrame de adhesivo, de la fabricación de la costura, y del limado o pulido. Uno de los problemas de las perturbaciones de onda corta es que introducen en las líneas de transferencia pequeños espacios de aire indeseables. Debido a la rigidez de la cinta, se produce cierto "ahuecamiento" causado por la topografía de onda corta, y los espacios suplementarios de aire provocados por la topografía de onda corta pueden extenderse hasta bastante más allá de la posición de la cresta y del seno de la distorsión. Los espacios indeseables de aire pueden reducirse mediante presión en la línea de transferencia. Así pues, genéricamente es preferible un dispositivo de generación de campo de transferencia presurizado, tal como un rodillo de transferencia polarizado conformable, frente a un dispositivo de generación de campo de transferencia sin presurizar, tal como un corotrón.

Los pequeños espacios de aire indeseables podrían reducirse utilizando una cinta de transferencia intermedia que tuviera un recubrimiento conformable. Sin embargo, un recubrimiento conformable puede crear otros problemas, tales como el rozamiento del toner o una mala liberación electrostática del mismo. Además, en el caso de perturbaciones de onda muy corta, tales como una gran protuberancia de la costura, la presión necesaria para eliminar los espacios de aire indeseables suele ser impracticable, incluso utilizando un recubrimiento conformable.

En el lado portador de toner, los pequeños espacios de aire indeseables pueden limitar apreciablemente los campos electrostáticos de transferencia debido a la ruptura por aire de Paschen. Según es sabido en la técnica, en espacios de aire comprendidos aproximadamente entre 5 micras y 100 micras, el campo máximo E_{c} que puede mantenerse en un espacio de aire d_{A} antes de que se produzca la ruptura disminuye con el aumento del espacio de aire. Esto se llama ruptura por aire de Paschen y puede expresarse aproximadamente como: E_{c}=[6,2 voltios/m + (312 voltios/d_{A}]. Cuando un campo electrostático aplicado en un espacio de aire tiende a superar E_{c}, se produce una transferencia de carga por ruptura en el aire, la cual limita el campo a un valor igual o inferior a E_{c}. Puesto que ya pueden existir espacios de aire de 5 a 15 micras cerca de los bordes y en el interior de una imagen de toner, los espacios de aire suplementarios reducirán el campo electrostático máximo que pueda existir durante la transferencia electrostática del toner. Por ejemplo, si los espacios de aire en una capa de toner son de 15 micras aproximadamente, la ruptura por aire de Paschen limitará los campos electrostáticos aplicados a 27 voltios/micra aproximadamente. Sin embargo, si la costura introduce un espacio de aire indeseado de 10 micras, el espacio total de aire aumenta a 25 micras y el campo electrostático de transferencia quedará limitado a 18,7 voltios/micra aproximadamente. Aunque un campo electrostático de transferencia deseable depende de muchos factores, los campos electrostáticos de transferencia en espacios de aire están típicamente por encima de 20 voltios/micra y a menudo por encima de 35 voltios/micra.

Aparte de los problemas de transferencia, las perturbaciones de onda corta pueden degradar la eficacia de los sistemas de limpieza. Los sistemas de limpieza por cuchilla tienden a trabajar mejor con perturbaciones de onda corta muy pequeñas. Por ejemplo, las perturbaciones de onda corta de unas 0,1 micras pueden provocar una disminución del rozamiento entre la cuchilla y la superficie de limpieza, ayudando por lo tanto a la limpieza.

Por lo tanto, cuando se trata de transferir toner hacia y desde una costura, la topografía de la costura no deberá introducir en la línea de transferencia espacios de aire superiores a unas 10 micras. Preferiblemente, el espacio de aire indeseado deberá ser inferior a unas 5 micras, y más preferiblemente inferior a 1 micra.

Cuando se trata de transferir toner hacia y desde una costura sin afectar seriamente a la imagen final, también es preciso controlar suficientemente las perturbaciones de onda larga de la costura para producir una imagen final aceptable. Entre los ejemplos de perturbaciones de onda larga indeseadas se encuentran los "rizos de la cinta" o las "ondulaciones de la cinta" superiores a 3 milímetros. Las perturbaciones de onda larga suelen ser menos importantes que las perturbaciones de onda corta porque una presión relativamente baja sobre una cinta puede aplastar las perturbaciones de onda larga. Por lo tanto es preferible utilizar un dispositivo generador de campo de transferencia presurizado, tal como un rodillo de transferencia polarizado formador de la línea de transferencia. También es beneficioso tensar la cinta en las zonas de limpieza para que la cinta esté relativamente plana.

Aunque las perturbaciones pequeñas pueden ser significativas en el lado de la cinta que porta el toner, en el lado posterior pueden tolerarse normalmente perturbaciones mayores. En primer lugar, porque los espacios de aire creados por las perturbaciones en el lado posterior no suelen provocar espacios de aire indeseados en el lado de la cinta que porta el toner. Por lo tanto la ruptura por aire de Paschen inducida por el lado posterior no tiene demasiada importancia. El segundo lugar, puesto que normalmente no se necesita una buena limpieza del lado posterior, los condicionantes topográficos relacionados con la limpieza no tienen típicamente ninguna importancia. Por último, en una cinta conformable, la conformabilidad de la cinta puede evitar que los espacios de aire en el lado posterior de la cinta constituyan un problema apreciable. En general, la topografía del lado posterior no creará espacios de aire superiores a 10 micras, y preferiblemente serán inferiores a 5 micras.

Aunque las propiedades eléctricas de una cinta de transferencia intermedia con costura se controlarán de manera que esa cinta quede integrada con otros subsistemas de la impresora electrofotográfica, las resistividades aceptables de la cinta deberán ser típicamente inferiores a 1x10^{13} ohmios-cm de resistividad volumétrica y superiores a 1x10^{8} ohmios de resistividad superficial lateral. La resistividad lateral se define como la resistividad volumétrica en la dirección del movimiento de la cinta dividida por el espesor de la capa. En algunos casos la resistividad de la cinta es sensible al campo aplicado. En tales casos la resistividad volumétrica deberá estar referenciada a un correspondiente margen de campos aplicados. Aunque el campo aplicado depende del diseño particular del sistema, la resistividad volumétrica máxima se mide genéricamente con un campo de 10 a 100 voltios a través del espesor de la capa, y la resistividad lateral inferior de interés se mide genéricamente entre 500 y 2000 voltios/cm.

Las cintas de transferencia intermedia con costura pueden tener también condicionantes en cuanto al límite inferior de su resistividad volumétrica en el sentido del espesor. Típicamente tales condicionantes se producen en sistemas en los que la cinta intermedia está en contacto con una superficie de baja resistividad en una zona de transferencia, o se desplaza tan cerca de la misma que existe la posibilidad de que se produzca un flujo de corriente de descarga de alta resistividad o corona entre la cinta y la superficie de baja resistividad. Un ejemplo de tal sistema es un fotorreceptor de tambor que tenga arañazos o perforaciones en el revestimiento aislante del tambor. Una cinta de transferencia intermedia puede encontrarse momentáneamente en la zona de transferencia muy cerca del substrato del tambor, o incluso tocarlo, y este substrato es altamente conductor por los arañazos o perforaciones. Otro ejemplo es un sistema que transfiera toner desde una cinta de transferencia intermedia hasta un segundo receptor de transferencia intermedia relativamente conductor. En tales sistemas, si la resistencia compuesta R_{comp} del sistema intermedio es demasiado baja en la línea de transferencia, pueden aparecer problemas debidos a un alto e indeseado flujo local de densidad de corriente entre la superficie de la cinta de transferencia intermedia y las superficies de baja resistividad que se encuentran en contacto en la línea de transferencia. Entre dichos problemas están los "cortocircuitos" locales entre la superficie de la cinta de transferencia intermedia y el receptor, que pueden provocar una pérdida momentánea del campo electrostático de transferencia aplicado localmente y provocar por lo tanto una degradación en la transferencia del toner. La resistencia compuesta R_{comp} en la línea de transferencia es la suma de todos los posibles caminos de resistencia "de cortocircuito" en las líneas de transferencia. El camino de resistencia compuesto incluye, por ejemplo, el camino de resistencia efectivo del dispositivo generador del campo de transferencia, el camino de resistencia del substrato de la cinta intermedia, y el camino de resistencia de cualquier recubrimiento de la cinta intermedia.

La aparición de cortocircuitos puede resolverse asegurando la existencia en las líneas de transferencia de un camino de resistencia compuesta "suficientemente alta". El que una resistencia compuesta sea "suficientemente alta" depende del sistema, y especialmente del tipo de fuente de alimentación utilizado para el sistema generador del campo. El cortocircuito se produce cuando el flujo de corriente de fugas de cortocircuito en las líneas de transferencia intermedia es "demasiado alto". El flujo de corriente de fugas de cortocircuito es la diferencia de potencial aplicado en la línea de transferencia dividido por la resistencia compuesta. Por ejemplo, la corriente será "demasiado alta" cuando sobrepase la capacidad de corriente de la fuente de alimentación. Las corrientes de alimentación típicas que se utilizan en los sistemas de transferencia limitan la corriente a menos de 2 miliamperios, de manera que tales corrientes de cortocircuito son "demasiado altas" en la mayoría de los sistemas. Otras fuentes de alimentación utilizadas en los sistemas de transferencia utilizan un control de corriente constante en la fuente de alimentación. En tales sistemas, los campos de transferencia aplicados están relacionados con la parte de la corriente controlada que no es la corriente de fugas de cortocircuito. Así pues cualquier corriente de fugas de cortocircuito tiende a reducir apreciablemente los campos de transferencia. Típicamente, con un control de corriente constante, la corriente de fugas de cortocircuito será "demasiado alta" cuando la corriente de fugas sea aproximadamente 20% mayor que el control de corriente constante nominal.

El límite inferior permisible de la resistividad de una cinta de transferencia intermedia depende también de otras variables del sistema. Por ejemplo, el problema de cortocircuitos provocados por defectos del fotorreceptor depende del tamaño de los defectos que existan en el sistema. Por ello, en sistemas con muy buenas capas de revestimiento del tambor que mantengan una alta resistencia dieléctrica y estén libres de defectos, los defectos de cortocircuitos al tambor pueden evitarse incluso con cintas de transferencia intermedia de resistividad volumétrica extremadamente baja. Así pues, el límite inferior permisible para la resistividad volumétrica puede variar ampliamente. Aun así, la experiencia sugiere ciertas recomendaciones para evitar los problemas de cortocircuitos. Para evitar problemas en sistemas que tengan un "área pequeña de contacto de cortacircuito" en la línea de transferencia, tal como en el ejemplo del defecto del tambor, la resistividad volumétrica de la capa superior de la cinta de transferencia intermedia deberá estar por encima de 10^{7} ohmios-cm, con la preferencia de que esté por encima de 10^{8} ohmios-cm. Los valores de resistividad son aplicables para un espesor de la capa de material intermedio igual o superior a unas 25 micras. Si la resistividad de los materiales utilizados en la cinta de transferencia intermedia es sensible al campo aplicado, la resistividad volumétrica deberá medirse con una diferencia de potencial aplicado a través de la cinta de transferencia que sea similar a la diferencia del potencial aplicado que se utilice en el sistema de transferencia. En materiales intermedios de baja resistividad, este es típicamente de unos 200 a 1000 voltios a través del espesor del material de la cinta intermedia.

Los expertos en la técnica de la transferencia electrostática apreciarán que las propiedades eléctricas permisibles en cualquier aplicación particular de cintas de transferencia intermedia pueden depender de muchos factores. Así pues, algunos sistemas pueden alcanzar prestaciones de transferencia intermedia aceptables con capas de material de la cinta de transferencia intermedia que tengan una resistividad muy superior a 1x10^{13} ohmios-cm y con capas de materiales que tengan una resistividad superficial lateral muy inferior a 1x10^{8} ohmios. Por ejemplo, un problema de las capas de materiales intermedios de muy alta resistividad es el aumento de la carga entre estaciones de transferencia o entre ciclos de la cinta. No obstante, los problemas de aumento de la carga pueden minimizarse con capas de material de la cinta que tengan una resistividad muy superior a 1x10^{13} ohmios-cm si se proveen dispositivos de acondicionamiento de carga adecuados, tales como corotrones o scorotrones a lo largo del recorrido de la cinta de transferencia intermedia para reducir y nivelar el aumento de carga indeseado. Genéricamente, en sistemas de color con capas de material intermedio de muy alta resistividad, los dispositivos de acondicionamiento de carga son necesarios pero no suficientes. Para obtener una efectividad total, también es necesario que el espesor dieléctrico total de cualquier capa de cinta de muy alta resistividad se mantenga bajo, típicamente por debajo de 25 micras, y preferiblemente por debajo de 10 micras. La necesidad de dispositivos de acondicionamiento de las cargas cíclicas introduce un coste y una complejidad indeseables, por lo cual la mayoría de los sistemas intermedios prefieren utilizar típicamente materiales intermedios con una resistividad adecuadamente baja.

Similarmente, aunque no sea preferible, algunos sistemas pueden utilizar cintas intermedias de transferencia que tengan capas de material sobre la cinta cuya resistividad superficial lateral sea inferior a 1x10^{8} ohmios. Tales cintas no son típicamente deseables porque, si cualquier capa de una cinta intermedia de transferencia tiene una resistividad superficial lateral algo inferior a 1x10^{8} ohmios, pueden producirse elevados campos electrostáticos de transferencia en la zona anterior a la línea de transferencia antes de que la cinta entre en contacto con el toner. Los campos elevados en la zona anterior a la línea de transferencia pueden provocar una transferencia de toner a través de grandes espacios de aire en la zona anterior a la línea de transferencia y esto puede provocar una indeseable perturbación del toner o salpicaduras de toner en los bordes de la imagen. Además, debido a la conducción lateral de la carga, que la aleja de la línea de contacto de la transferencia, cualquier aumento de los campos de transferencia en la línea de contacto aumenta automáticamente los campos en la zona previa a la línea de contacto. Esto puede provocar una ruptura por aire entre el toner y la cinta intermedia antes de la línea de contacto. El intercambio de carga debido a la ruptura por aire previa a la línea de contacto limita los campos de transferencia aplicados y tiende a invertir la polaridad de todo el toner existente en la zona previa a la línea de contacto y que aún no haya sido transferido. Esto puede limitar la eficiencia de la transferencia y puede provocar defectos en la imagen debido a la naturaleza no uniforme de las roturas por aire típicas previas a la línea de contacto. Sin embargo, si en un sistema particular la adhesión del toner es baja, de manera que sean bajos los campos electrostáticos de transferencia requeridos en la línea de contacto para una buena transferencia, los problemas de campo en la zona previa a la línea de contacto provocados por la conducción lateral pueden tener poca importancia. Por lo tanto, algunos sistemas pueden alcanzar unas prestaciones de transferencia aceptables aunque tengan una cinta intermedia de baja resistividad lateral.

Una complicación para conseguir la transferencia de toner hacia y desde una cinta intermedia de transferencia con costura es que las propiedades eléctricas de la cinta intermedia de transferencia y de la costura no son generalmente constantes. Por ejemplo, la resistividad de la mayoría de materiales utilizados para las cintas intermedias de transferencia con costura depende de los campos presentes en el interior del material. Estas propiedades eléctricas pueden depender también del entorno, del envejecimiento, y del uso. Además, muchos procesos de fabricación pueden provocar una distribución relativamente amplia de valores de resistividad en los materiales en lámina, debido a pequeñas variaciones de los factores del control de resistividad durante el proceso de fabricación. Por ello, los materiales utilizados en las cintas intermedias de transferencia y en los adhesivos de la costura pueden tener resistividades que varíen con un factor superior a 100. Por lo tanto, un sistema de transferencia en el cual se transfiera el toner hacia y desde una cinta intermedia de transferencia con costura tiene que estar diseñado para funcionar con un amplio margen de propiedades eléctricas.

Un procedimiento para compensar las grandes variaciones de las propiedades eléctricas de las cintas intermedias de transferencia consiste en utilizar un "control del punto de ajuste". Por ejemplo, puede graduarse un punto de ajuste de transferencia, tal como un voltaje aplicado o un dispositivo generador de campo, para compensar los efectos ambientales tales como la temperatura y al humedad relativa que, de otro modo, cambiarían las propiedades eléctricas de la cinta intermedia de transferencia. Este procedimiento es eficaz porque los cambios de las propiedades eléctricas debidos al ambiente son sustancialmente los mismos en todos los puntos de la cinta. En general, el control del "punto de ajuste" permite una amplia tolerancia en las propiedades eléctricas de la cinta intermedia de transferencia, a condición de que estas propiedades no varíen mucho a todo lo largo de la cinta. Sin embargo, el control del punto de ajuste pierde eficacia cuando las propiedades eléctricas de la cinta intermedia de transferencia varían sobre distancias cortas, tal como sobre la separación de una costura. Por lo tanto, una cinta intermedia de transferencia, con costura adecuada para recibir y transferir toner hacia y desde su costura, requerirá genéricamente unas propiedades eléctricas de la costura que se mantengan en estrecha relación con las propiedades eléctricas cambiantes del resto de la cinta. Esto presenta un problema porque las propiedades eléctricas de muchos adhesivos para costuras, muy buenos por otra parte, pueden no tener la misma respuesta que el resto de la cinta.

Según se mencionó anteriormente, también son importantes las propiedades mecánicas de las cintas intermedias de transferencia con costura. Cuando no se utiliza un recubrimiento, el adhesivo de la costura deberá tener sustancialmente las mismas características de rozamiento que el resto de la cinta. No obstante, puede ser aceptable alguna diferencia entre las características de rozamiento. Por ejemplo, muchos sistemas de transferencia intermedia pueden tolerar unas diferencias de rozamiento relativamente grandes si el rozamiento máximo es suficientemente bajo. El problema del rozamiento se complica porque los coeficientes de rozamiento tienen que mantenerse casi constantes (en términos relativos) durante toda la vida de la cinta. Este es un problema serio, ya que el toner y sus aditivos pueden afectar a los coeficientes de rozamiento. Además, es preciso considerar el envejecimiento, la temperatura, la humedad y el desgaste.

Otro problema relacionado con la cinta de transferencia intermedia con costura es la "liberación del toner" de la cinta. Tal como se entiende en este documento, la liberación del toner es una propiedad que se refiere a la facilidad con la cual el toner tiende a transferirse hacia o desde la cinta de transferencia intermedia con un determinado campo de transferencia externo. Se refiere a la tendencia del toner a adherirse a la superficie de la cinta. Los materiales que tienen una baja tensión superficial libre tienden a tener una adhesión de toner inferior a la de los materiales que tienen una elevada tensión superficial libre. No obstante, las propiedades de liberación del toner pueden depender de factores más complejos. Por ejemplo, ciertos materiales, tales como algunas siliconas, pueden contener en su superficie una cantidad de aceite relativamente elevada debida al ligante oleico liberado por la matriz de goma. La presencia de aceite en la superficie puede provocar una adhesión de toner relativamente alta, incluso cuando la tensión superficial libre del material sea relativamente baja.

Las propiedades de liberación del toner afectan también a la transferencia del toner. Idealmente, una cinta de transferencia intermedia tiene unas propiedades de liberación del toner constantes a todo lo largo de la cinta. Pero cualquier adhesivo que una los extremos de la cinta crea tanto un "escalón" de rozamiento como un "escalón" de liberación de toner que provocan un cambio rápido de esas propiedades. No obstante, si el adhesivo de la costura no es demasiado "pegajoso" estos escalones se reducen. Aunque la presencia de un recubrimiento disminuye estos problemas al proporcionar unas propiedades superficiales constantes, un recubrimiento aumenta el coste y la dificultad de fabricación de las cintas.

Por lo tanto, en vista de la deseabilidad de transferir toner hacia y desde la costura de una cinta de transferencia intermedia con costura sin una degradación significativa de la imagen final, en vista del coste y de la dificultad de colocar un recubrimiento sobre una cinta de transferencia intermedia con costura, y en vista de las limitaciones que tienen las cintas de transferencia intermedia con costura de la técnica anterior para conseguirlo, sería beneficiosa una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes.

Resumen de la invención

El objetivo de la presente invención es el perfeccionamiento de una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes en lo que respecta a la supresión de los efectos de la zona de la costura sobre la calidad de las copias producidas. Este objetivo se alcanza proporcionando una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos

Se apreciarán otras características de la presente invención a medida que progrese la siguiente descripción y haciendo referencia a los dibujos, en los cuales:

la Figura 1 es una representación isométrica de una capa de substrato con costura cortada en forma de puzzle;

la Figura 2 muestra una plantilla de las lengüetas cortadas en forma de puzzle que se utilizan en la capa de substrato de la Figura 1;

la Figura 3 ilustra las lengüetas cortadas en forma de puzzle de la Figura 1 entrelazadas entre sí;

la Figura 4 ilustra las lengüetas cortadas en forma de puzzle de la Figura 3 con el corte de la Figura 3 relleno con un adhesivo;

la Figura 5 es una vista recortada de una cinta de transferencia intermedia en la cual ha sido aplicado un adhesivo sobre una capa de substrato;

la Figura 6 es una vista recortada de una cinta de transferencia intermedia en la cual el adhesivo de la Figura 5 ha sido limado para obtener áreas de derrame pequeñas;

la Figura 7 es una vista lateral ampliada de una cinta de transferencia intermedia en la cual ha sido aplicado un adhesivo sobre los extremos solapados de un substrato; y

la Figura 8 es una representación esquemática de una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de producir imágenes en una línea de transferencia.

Descripción detallada de la invención

Aunque los principios de la presente invención están descritos a continuación con referencia a varias realizaciones, deberá entenderse que la presente invención no está limitada a esas realizaciones. Por el contrario, la presente invención pretende cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalencias que puedan incluirse dentro del espíritu y del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Los principios de la presente invención proporcionan una cinta de transferencia intermedia con costura que resulta adecuada para recibir un toner, incluso sobre la zona de la costura, y para transferir a continuación ese toner hasta un receptor dentro del proceso de producción de una imagen final. Esa cinta de transferencia intermedia será denominada a partir de aquí cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes. Dicha cinta comienza con una capa de substrato 10 según se muestra en la Figura 1. En la práctica, esa capa de substrato suele ser semiconductora. El substrato tiene sus extremos unidos entre sí, mediante un adhesivo aplicado externamente, formando un elemento continuo. Alternativamente, el elemento continuo podría formarse fundiendo los extremos del substrato entre sí mediante soldadura térmica, soldadura por disolvente, u otro procedimiento de unión. La zona que rodea los extremos unidos puede tener propiedades significativamente diferentes a las zonas alejadas de la zona de la costura de la cinta. Estas zonas locales adyacentes serán identificadas como la zona de la "separación".

Es beneficioso unir los extremos utilizando unas lengüetas cortadas "en forma de puzzle" que se entrelazan mecánicamente formando una costura 11. Aunque la costura ilustrada es perpendicular a los dos lados paralelos de la capa de substrato, la costura podría estar inclinada o formando un ángulo con respecto a los lados paralelos. Aunque la costura 11 está cortada en forma de puzzle podría formarse de otras maneras, tal como utilizando una costura solapada (véase la Figura 7). No obstante, el corte en forma de puzzle es normalmente el caso preferido. Para mayor información sobre plantillas de corte en forma de puzzle se hará referencia a las Patente Estadounidenses 5.487.707; 5.514.436; 5.549.193 y 5.721.032. Típicamente la costura 11 tiene aproximadamente 6,35 mm de ancho.

La capa de substrato 10 puede estar hecha de diversos materiales, incluyendo poliésteres, poliuretanos, poliimidas, cloruros de polivinilo, poliolefinas (tales como polietileno y polipropileno) y/o poliamidas (tales como nylon, policarbonatos, o acrílicos). En caso necesario el material seleccionado se modifica añadiéndole un relleno apropiado para que la capa de substrato tenga una conductividad eléctrica deseada. Entre los rellenos apropiados están por ejemplo el carbono, el carbono Accuflor y/o la polianalina. El material de la capa de substrato deberá tener las características físicas apropiadas para una aplicación de transferencia intermedia, incluyendo una buena resistencia a la tracción (módulo de Young comprendido típicamente entre 1x10^{3} y 1x10^{6} newtons/m^{2}), buena resistividad (menos de 10^{13} ohmio-cm de resistividad volumétrica, más de 10^{8} de resistividad superficial lateral), buena conductividad térmica, buena estabilidad térmica, buena resistencia a la flexión y buena longevidad a altas temperaturas. A continuación se da mayor información respecto a la conductividad eléctrica.

La Figura 2 ilustra una plantilla de lengüetas cortadas en forma de puzzle. Cada lengüeta está compuesta por un cuello 14 y un nodo 16 que encajan en las partes entrelazables de la hembra 15. Las lengüetas pueden formarse utilizando cualquier técnica convencional de conformado, tal como estampación, corte con láser, o corte con disco. Las lengüetas entrelazadas coinciden entre sí para reducir la concentración de esfuerzos entre los elementos entrelazados y para facilitar el paso por elementos curvos, tales como los rodillos 12 que aparecen en la Figura 1. Aunque la Figura 2 muestra una plantilla de corte en forma de puzzle, existen otras posibilidades. Para ver otras plantillas de corte en forma de puzzle hágase referencia a la anteriormente citada Solicitud de Patente Estadounidense con número de serie 08/936.696, presentada el 24/9/97, y titulada "Invisible Seam Electrostatographic Belt (Cinta electrostatográfica con costura invisible", correspondiente a EP-A-0905570.

La Figura 3 ilustra las lengüetas cortadas en forma de puzzle de la Figura 2 entrelazadas entre sí. Para entrelazar físicamente las lengüetas cortadas en forma de puzzle puede que sea requiera una presión para encajar las lengüetas. El entrelazado produce un hueco entre los elementos mutuamente coincidentes que se denomina corte 20. Según se muestra en la Figura 4, las lengüetas entrelazadas se sujetan entre sí mediante un adhesivo 22 que rellena el corte. El adhesivo está diseñado para que sea físicamente, químicamente, térmicamente, mecánicamente y eléctricamente compatible con el material de la capa de substrato. Las costuras cortadas en forma de puzzle tienen típicamente un corte de 25 micras, aunque puede ser preferible un corte inferior a unas 5 micras.

Para que sea compatible con el material de la capa de substrato, el adhesivo deberá producir una costura fuerte, lisa y mecánicamente uniforme. La resistencia mecánica y la flexibilidad de la costura deberán ser tales que la cinta funcione satisfactoriamente durante un mínimo de 100.000 ciclos, aunque preferiblemente durante más de 1.000.000 de ciclos. Además, los parámetros topográficos tales como la diferencia de altura entre la costura y las partes de la capa de substrato que no son la costura, así como las distorsiones máximas entre la parte superior e inferior de la costura tienen que estar por debajo de unos niveles críticos. Los niveles aceptables para los parámetros topográficos pueden depender de muchos factores del sistema, según se describirá más adelante. No obstante, típicamente la costura deberá estar sustancialmente libre de grandes "protuberancias", "valles", y otras distorsiones de onda corta.

En la práctica el adhesivo 22 deberá tener una viscosidad tal que le permita penetrar fácilmente en el corte. Además, la tensión superficial del adhesivo deberá ser compatible con el material de la capa de substrato para que el adhesivo moje adecuadamente el corte y se derrame en el mismo. Además, el adhesivo deberá mantenerse flexible y deberá adherirse bien al material de la capa de substrato. Finalmente, el adhesivo deberá tener además poca retracción al endurecerse. Deberán utilizarse prácticas de fabricación apropiadas para evitar excesivas perturbaciones de onda larga y de onda corta. Por ejemplo, el adhesivo puede ser un adhesivo fundido en caliente que se calienta y se presiona sobre la costura para que el adhesivo se aplaste y quede lo más mecánicamente uniforme posible con la capa de substrato 10. Alternativamente, el adhesivo puede ser un material tipo epoxi, un adhesivo endurecible por rayos ultravioletas, incluyendo epoxi acrílico, polivinilo butiral, o similar.

En una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes es importante obtener una topografía lisa. Según se describió anteriormente, en el lado portador de toner son necesarias topografías de onda corta y de onda larga suficientemente lisas para evitar problemas de transferencia y de limpieza. También se necesita una topografía suficientemente lisa en el lado posterior para evitar problemas de transferencia. Las perturbaciones de onda corta en la costura por el lado posterior de la cinta deberán ser inferiores a 10 micras para evitar problemas de transferencia. Por el lado portador de toner las perturbaciones de onda corta en la costura deberán ser inferiores a unas 5 micras, preferiblemente inferiores a 1 micra. Sin embargo, si se utiliza un sistema de limpieza por cuchilla es mejor una superficie portadora de toner más lisa, digamos que con perturbaciones de onda corta en la costura inferiores a 1 micra. En resumen, en una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes es preferible que la topografía en la costura sea sustancialmente igual a la topografía de la cinta en las zonas alejadas de la costura. No obstante, puede tolerarse una cierta degradación de la topografía de la costura siempre que la topografía de la costura se encuentre dentro de los condicionantes permisibles para la aplicación particular. Así pues, aunque los parámetros de la topografía de la costura anteriormente descritos son unas directrices razonables, es mejor determinar experimentalmente los parámetros reales para una aplicación particular.

Con ayuda de las Figuras 5 y 6 se describe un procedimiento para obtener una topología adecuada en una cinta de transferencia intermedia con costura. Según se ilustra en la Figura 5, se introduce un adhesivo 22 en la ranura de manera que el adhesivo rebose de la ranura formando un derrame superior 23 y un derrame inferior 25. A continuación se alisan, se pulen o se liman los derrames superior e inferior para que queden unos derrames relativamente pequeños.

Las propiedades eléctricas relativas del adhesivo y del substrato son muy importantes porque afectan significativamente a las características de transferencia de la costura resultante en lo que respecta a las características de transferencia del resto de la cinta. Por lo tanto, el adhesivo deberá formar una costura cuyas propiedades eléctricas produzcan en las zonas de transferencia del toner un campo electrostático de transferencia que no difiera más de un 20%, preferiblemente un 10%, del campo electrostático de transferencia existente en el resto de la cinta. Idealmente las propiedades eléctricas de la costura son sustancialmente las mismas de la capa del substrato y tienen sustancialmente la misma dependencia que el substrato respecto a todos los factores importantes, tales como el entorno, el campo aplicado, y el envejecimiento. Sin embargo, en ciertas condiciones de costuras capaces de formar imágenes pueden permitirse diferencias significativas en las propiedades eléctricas, según se describe a continuación. Las propiedades eléctricas del adhesivo pueden obtenerse mezclando rellenos o aditivos con un adhesivo. Por ejemplo, un adhesivo podría contener plata, óxido de estaño indio, CuI, SnO_{2}, TCNQ, Quinolina, negro de carbono, NiO y/o complejos iónicos tales como sales amónicas cuaternarias, óxidos metálicos, grafito, o rellenos conductores similares.

Aunque se ha descrito en lo que precede el uso de lengüetas cortadas en forma de puzzle, los principios de la presente invención pueden ser puestos en práctica con otros tipos de unión. Por ejemplo, la Figura 7 ilustra una vista recortada de una cinta de transferencia intermedia 60. La cinta incluye una capa de substrato 62 que tiene unos extremos solapados 64 y 66. Entre el solape, y extendiéndose por encima y por debajo de la capa de substrato, hay un adhesivo 68. Es beneficioso que el adhesivo forme una pendiente descendente a medida que se separa de la zona solapada con objeto de formar una transición suave. Esto mejora las características mecánicas de la cinta de transferencia intermedia 60 cuando pasa sobre un rodillo. Adicionalmente, las propiedades del adhesivo semiconductor para la liberación del toner deberán tener una buena correspondencia. Una buena correspondencia de las propiedades de liberación significa que la eficiencia de transferencia de la superficie del material adhesivo y la eficiencia de transferencia de la superficie del material del substrato, con el mismo campo electrostático de transferencia y con el mismo toner, no difieran en más del 10%, y preferiblemente en más del 5%.

Volviendo a la Figura 6, en una cinta de transferencia intermedia 41 de una realización preferida, la capa de substrato 10 y el adhesivo 22 son semiconductores. En los sistemas de transferencia intermedia se deposita una carga significativa sobre la cinta cuando esta pasa a través de una zona de transferencia. Si la resistividad del substrato es demasiado alta, la caída de tensión a través del substrato aumentará después de cada pasada sucesiva por la zona de transferencia. Esto puede perjudicar al rendimiento de la transferencia. Una resistividad del substrato suficientemente baja puede disipar, por conducción, la caída de tensión a través del espesor del substrato durante el tiempo muerto entre pasadas sucesivas por las zonas de transferencia del toner. La resistividad preferida \rho_{s} para esta disipación deseada de la carga depende de un "tiempo cíclico de relajación de carga". El tiempo cíclico de relajación de carga T_{\rho cyS} deberá ser preferiblemente inferior al triple de un "tiempo cíclico de permanencia" característico T_{dcy}, que es el tiempo que tarda una sección de la cinta de transferencia intermedia en efectuar el recorrido entre sucesivas zonas de transferencia. El tiempo cíclico de permanencia es la distancia entre las transferencias sucesivas dividida por la velocidad de la cinta.

Si la resistividad del substrato es independiente del campo aplicado, se producirá una caída exponencial de carga a través del espesor del substrato, y T_{\rho cyS} viene dado por: T_{\rho cyS} = K_{s}\rho_{s}\epsilon_{0}, en donde K_{s} es la constante dieléctrica del substrato, \rho_{s} es la resistividad volumétrica del espesor del substrato, y \epsilon_{0} es la permisividad del aire. Si la resistividad del substrato varía con el campo aplicado no se producirá una simple caída exponencial de la carga. No obstante, como aproximación, puede seguir siendo útil la expresión característica del tiempo cíclico de relajación de carga T_{\rho cyS} = K_{s}\rho_{s}\epsilon_{0} si la resistividad del substrato está relacionada con un campo aplicado de interés que impida una caída de tensión excesiva a través del espesor del substrato. En el caso de materiales de substrato que tengan una resistividad sensible al campo, la resistividad del substrato que debería utilizarse en la expresión de la relajación cíclica de carga será preferiblemente la que se calcule con un campo aplicado que corresponda a los niveles existentes de la configuración electrostática de transferencia. Por ejemplo, este campo tiene típicamente una caída de 10 a 100 voltios a través del espesor del material para resistividades típicamente inferiores a unos 10^{10} ohmios-cm. En el caso de materiales de alta resistividad, tales como los que tienen típicamente más de unos 10^{11} ohmios-cm, el campo de interés tiene típicamente una caída de tensión de unos 400 a 1000 voltios. Una resistividad suficientemente baja a tales campos asegurará una baja caída de tensión a través del substrato. Por ejemplo, si un substrato tiene K_{s}=3, un sistema de transferencia intermedia que tenga una velocidad de proceso cercana a 10 pulgadas/sec y una distancia entre transferencias sucesivas de unas 10 pulgadas, la resistividad del substrato para la disipación de la carga deberá estar preferiblemente sobre \rho_{s}<3,8x10^{12} ohmios-cm. Las resistividades del substrato cercanas al límite máximo superior del margen de resistividades son aceptables siempre y cuando el espesor dieléctrico del substrato, D_{s}, sea suficientemente pequeño, preferiblemente inferior a unas 25 micras. El espesor dieléctrico del substrato es el espesor real del substrato dividido por la constante dieléctrica K_{s} del substrato. Según se describe a continuación, los substratos gruesos pueden crear problemas adicionales de transferencia, y los substratos gruesos tienden a trabajar mejor con una resistividad inferior a los límites superiores descritos hasta ahora.

Pueden existir otros márgenes preferidos para la resistividad del substrato cuando el espesor dieléctrico D_{s} del substrato es grande, por ejemplo cuando D_{s} es típicamente igual o ligeramente superior a unas 25 micras. Si la resistividad del substrato es superior a un valor crítico, el substrato comenzará a comportarse de manera similar a un "aislador" durante el tiempo de permanencia cerca de las líneas de transferencia. A continuación, como es bien sabido en la técnica de la electrostática, la caída de tensión a través del substrato en la línea de transferencia aumentará con el aumento del espesor dieléctrico del substrato. Por lo tanto, para conseguir que actúe sobre el toner el mismo campo de transferencia, habrá que aumentar las tensiones aplicadas sobre el dispositivo generador de campo de transferencia, a medida que aumente el espesor dieléctrico del substrato, para compensar la mayor caída de tensión a través del substrato. En los dispositivos generadores de campo de transferencia no son deseables las tensiones elevadas, ya que pueden fatigar al sistema al provocar campos indeseablemente más altos en la zona anterior a la línea de transferencia, tienden a aumentar el coste de la fuente de alimentación y, en casos extremos, una tensión demasiado alta puede conducir a condicionantes indeseables en cuanto a las distancias de separación necesarias para evitar problemas de salto del arco. Por lo tanto, si el espesor dieléctrico del substrato es demasiado alto cuando la resistividad del substrato es también demasiado alta, las tensiones aplicadas pueden ser más altas de lo deseado. Si la resistividad del substrato es inferior a un valor crítico, la conducción de la carga a través del espesor del substrato durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia reduce la caída de tensión a través del substrato durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia. Así pues el uso de un substrato de resistividad suficientemente baja puede evitar el problema de las tensiones de transferencia indeseablemente elevadas, aunque el espesor dieléctrico del substrato sea relativamente grande.

La condición para una resistividad del substrato suficientemente baja puede estimarse mediante la condición de que un "tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia" característico T_{\rho nipS}, para un flujo de carga a través del espesor del substrato en la línea de transferencia, sea al menos comparable y preferiblemente inferior a un "tiempo de permanencia en la línea de transferencia" efectivo y característico T_{dnip}, durante el cual una sección de la cinta intermedia permanece sobre la línea de contacto del dispositivo generador de campo de transferencia, o muy cerca de la misma. El tiempo T_{dnip} de permanencia en la línea de transferencia puede estimarse típicamente como el ancho efectivo W, en la línea de transferencia y en la dirección de avance del proceso, de la zona de campo cercana al dispositivo polarizado generador de campos situado en la línea de transferencia en la cual se forman los campos, dividido por la velocidad de la cinta intermedia. En el caso de un dispositivo generador de campo de rodillo polarizado, se estima que el ancho efectivo W de la línea de transferencia es el tamaño de la línea de contacto del rodillo más el ancho de las zonas anterior y posterior a la línea de transferencia en las cuales los espacios de aire antes y después de la línea de transferencia tienen unas 50 micras. En el caso de un dispositivo generador de corona simple, se estima que el ancho efectivo W de la línea de transferencia es el ancho del perfil del haz de corriente de la corona. En el caso de un sistema corotrón, el parámetro T_{\rho nipS} se estima a partir de T_{\rho nipS} = K_{s}\rho_{s}\epsilon_{0}. En el caso de un sistema de rodillo polarizado, el parámetro T_{\rho nipS} se estima a partir de T_{\rho nipS} = K_{s}\rho_{s}\epsilon_{0}[1+_{Ds}/\SigmaD_{I}], en donde \SigmaD_{I} es la suma de los espesores dieléctricos del toner, del aire y de otras capas aislantes, distintas del substrato, que existan en la línea de transferencia. En el caso de substratos que tengan una resistividad dependiente del campo, la resistividad del substrato que se utilice en esta estimación se determinará típicamente con un campo correspondiente, a través del espesor del substrato, inferior a 100 voltios, y más preferiblemente a unos 10 voltios. Por ejemplo, con un rodillo polarizado, un ancho efectivo típico de la línea de transferencia es de unas 0,1 pulgadas y el parámetro \SigmaD_{I} es típicamente igual a unas 20 micras. Por ejemplo, a una velocidad del proceso de 10 pulgadas/seg y con un substrato que tenga una constante dieléctrica K_{s}=3, la resistividad deseable para evitar una elevada caída de tensión a través de un substrato de 150 micras de espesor es aproximadamente \leq1x10^{10} ohmios-cm. En otro ejemplo, en el caso de un substrato de 25 micras de espesor y con el resto de parámetros similares al ejemplo anterior, la resistividad deseada para impedir una caída significativa de tensión a través del substrato durante el tiempo de permanencia en la transferencia es aproximadamente \leq3x10^{10} ohmios-cm. En el caso de este último ejemplo, si la velocidad del proceso es de 3 in/sec, la resistividad deseada del substrato para evitar una caída significativa de tensión a través del substrato durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia es aproximadamente \leq10^{11} ohmios-cm. Con un substrato que tenga un "tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia" inferior al "tiempo de permanencia en la línea de transferencia" característico y efectivo, existen unos condicionantes mínimos para el espesor del substrato. Según los ejemplos, si se utiliza un substrato con un espesor dieléctrico moderadamente elevado, la mayoría de los sistemas preferirán típicamente un substrato de resistividad inferior a unos 10^{11} ohmios-cm y más preferiblemente inferior a unos 10^{10} ohmios-cm cuando se utilice un substrato de muy alto espesor dieléctrico.

En las descripciones anteriores, y en diversas otras descripciones de propiedades eléctricas de esta patente, se ha hablado de resistividades. Sin embargo, los "tiempos de relajación de carga" constituyen típicamente una característica más fundamental. Los tiempos de relajación de carga pueden medirse directamente en un sistema utilizando técnicas conocidas en el campo de la electrostática, y los tiempos de relajación de carga pueden ser un medio preferible para especificar las propiedades eléctricas adecuadas de las cintas de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes.

El margen de resistividad definido anteriormente, en el cual el "tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia" es inferior al "tiempo de permanencia en la línea de transferencia" característico y efectivo, es también una propiedad eléctrica deseable para un adhesivo de costura cuando se produce un derrame significativo de adhesivo sobre la capa de substrato. Las expresiones dadas anteriormente para estimar el tiempo de relajación en la línea de transferencia son las mismas para el derrame de adhesivo, siempre que se utilice la resistividad \rho_{OA}, el espesor dieléctrico D_{OA} y la constante dieléctrica K_{OA} del derrame en lugar de la resistividad y la constante dieléctrica del substrato.

Para comprender los efectos indeseables de un derrame de adhesivo de alta resistividad hay que referirse de nuevo a la Figura 5, que muestra un derrame de adhesivo en el lado posterior de una cinta. El derrame de adhesivo añade un espesor de adhesivo suplementario en la zona de la costura que no existe lejos de la costura. Si la resistividad R del adhesivo es demasiado alta, el adhesivo actúa como un "aislador" durante el tiempo característico de permanencia que tiene lugar en la zona de generación del campo de transferencia dentro de la línea de transferencia, y se producirá una caída de tensión significativa a través del adhesivo en la línea de transferencia. Como es sabido en la técnica de la electrostática, la caída de tensión a través del adhesivo "aislante" de alta resistividad aumentará según aumente el espesor dieléctrico D_{OA} del derrame. Esto reduce la caída de tensión a través del toner y por lo tanto reduce el campo de transferencia en la zona del derrame. Con un espesor dieléctrico D_{OA} demasiado elevado, la perturbación del campo de transferencia en la zona del derrame, debida al derrame "aislante" de alta resistividad, supera el nivel del 10% típicamente preferido en una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes. Sin embargo, si el "tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia" T_{\rho nipOA} del derrame es menor que el "tiempo de permanencia en la línea de transferencia" característico y efectivo T_{dnip} del sistema de transferencia, la caída de tensión a través del derrame será pequeña. Así pues la condición de resistividad, definida por la condición de derrame en la cual el "tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia" es inferior al "tiempo de permanencia en la línea de transferencia" efectivo T_{\rho nipOA}<<T_{dnip}, es más preferible en aquellos sistemas de cintas de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes que tengan un derrame de adhesivo significativo. Esto es importante porque el derrame de adhesivo es beneficioso en cuanto a que aumenta la resistencia de la costura.

Aunque los substratos semiconductores con los márgenes de resistividad descritos anteriormente son útiles y preferidos para la mayoría de los sistemas de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes, los sistemas con costuras capaz de formar imágenes también pueden tener substratos y materiales adhesivos para la costura con resistividades relativamente superiores a las descritas anteriormente, con ciertos condicionantes. En algunos sistemas de transferencia intermedia el uso de substratos con mayor resistividad tiene ciertas ventajas. Por ejemplo, los materiales de resistividad relativamente elevada con buenas propiedades de liberación del toner y coste bajo suelen ser más fáciles de obtener que los materiales que tienen un cierto grado de control eléctrico. En otro ejemplo, un substrato de resistividad relativamente alta que tenga una elevada resistencia dieléctrica puede eliminar sustancialmente los riesgos de cortocircuito.

Si el "tiempo cíclico de relajación de carga" T_{\rho cyS} de un substrato es muy superior al "tiempo cíclico de permanencia" característico T_{dcyS} del sistema de transferencia intermedia, el substrato empezará a comportarse como un "aislador" durante el tiempo cíclico de permanencia. Entonces aumentará la carga en el substrato "aislante" después de cada zona de transferencia. Este aumento de la carga puede provocar problemas de transferencia en las siguientes zonas de transferencia si la caída de tensión a través del substrato es demasiado elevada. Además, la deposición de la carga sobre el substrato tras el paso por las zonas de transferencia es debida genéricamente a la ruptura por aire en las zonas de transferencia y puede ser ligeramente no uniforme. Esto puede provocar más problemas de transferencia en substratos de muy alta resistividad, especialmente si la caída de tensión a través del substrato es grande. Sin embargo, es sabido en la técnica de la electrostática que la caída de tensión a través del substrato es proporcional al espesor dieléctrico D_{S} del substrato. Por lo tanto, con un substrato de bajo espesor dieléctrico pueden reducirse los problemas de transferencia relativos a los substratos de muy alta resistividad. Además, la uniformidad y la magnitud de la carga sobre un substrato pueden mejorarse en cierto grado utilizando dispositivos de nivelación de carga por corona, conocidos en la técnica, tales como corotrones o scorotrones. Así pues, la combinación de un substrato con un espesor dieléctrico D_{S} "suficientemente pequeño", típicamente inferior a 25 micras y más preferiblemente inferior a unas 10 micras, y el uso de dispositivos neutralizadores de carga puede permitir el uso de substratos relativamente
aislantes.

Es importante elegir un adhesivo de la costura cuyas propiedades eléctricas tengan una "buena correspondencia" con las propiedades eléctricas de la capa de substrato. Buena correspondencia no equivale a propiedades eléctricas "iguales". Por el contrario, una buena correspondencia implica que las propiedades eléctricas produzcan alrededor de la costura unas perturbaciones de campo suficientemente bajas para que el toner pueda ser transferido hacia y desde la zona de la costura sin una degradación significativa de la imagen transferida. Según se describió anteriormente, esto significa típicamente que el campo de transferencia en la zona de la costura no deberá diferir en más del 20%, y más preferiblemente en más del 10%, con respecto al campo de transferencia en las regiones alejadas de la costura.

Para comprender el término "buena correspondencia" resulta útil usar las características anteriormente descritas de los "tiempos de relajación de carga en la línea de transferencia" y los "tiempos de permanencia en la línea de transferencia" característicos. Las relaciones deseadas de resistividad entre el substrato y el adhesivo dependen de varios parámetros del sistema que se calculan mejor a partir de estos tiempos característicos. El tiempo T_{\rho nipS} de relajación de carga en la línea de transferencia de la parte de substrato alejada de la costura tiene interés porque influye sobre los campos de transferencia que se encuentran presentes "lejos" de la costura. Típicamente, "lejos" de la costura significará normalmente una distancia medida sobre la superficie de la cinta, a partir de la costura, muy superior al tamaño de la región de la costura, la cual tiene unas propiedades eléctricas perturbadas con respecto a la región alejada. Por ejemplo, en una costura capaz de formar imágenes, cortada en forma de puzzle, si el adhesivo existente en la ranura de la costura tiene unas propiedades eléctricas perturbadas con respecto al substrato, y los "pétalos" del corte en forma de puzzle del substrato tienen las mismas propiedades eléctricas que el material del substrato alejado de la costura, "lejos" significará una distancia muy superior al ancho de la ranura del corte en forma de puzzle. Por otra parte, si las propiedades eléctricas de los pétalos del corte en forma de puzzle del substrato o de las zonas cercanas a la costura están perturbadas con respecto a la zona alejada, "lejos" significará una distancia muy superior al tamaño de dicha región perturbada. Estas perturbaciones de las zonas del substrato que rodean a la costura o que se encuentran cerca de la misma pueden producirse a veces, por ejemplo, debido a parámetros de los tratamientos químicos, mecánicos o de otro tipo que sufre la costura, tales como el calentamiento local que pudiera haberse utilizado para obtener una buena adhesión de la costura. A distancias "lejanas" de la zona de la costura eléctricamente perturbada, las perturbaciones de los campos de transferencia debidos a las propiedades eléctricas perturbadas de la zona de la costura son generalmente pequeñas. El parámetro T_{\rho nipS} es el tiempo característico de relajación de carga que dura la caída de tensión a través de la capa de substrato, en la línea de transferencia, debido a la conducción de la carga a través del espesor del substrato. Las anteriores descripciones de la influencia de las resistividades dependientes del campo son también aplicables a los materiales tanto del substrato como del adhesivo.

La transferencia de toner sobre una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes se explica con la ayuda de la Figura 8, que ilustra una situación "quasi" electrostática dentro de una línea de transferencia. Según se muestra, un fotorreceptor compuesto por un conductor 80 a tierra y una superficie fotoconductora 82 sujeta una capa de toner compuesta por partículas 84 de toner. Separada de la capa de toner por un espacio de aire 86 se encuentra una cinta 41 de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes (véase la Figura 6) montada sobre un rodillo conductor 88. Los campos de transferencia en la zona de la costura están influenciados por el tiempo característico T_{\rho gap} de relajación de carga en la separación de la costura. Este es el tiempo característico que tarda la carga en fluir a través del adhesivo 48 existente en la separación 20 de la costura. La descripción del tiempo T_{\rho gap} de relajación de carga en la separación de la costura es algo más compleja que en el caso de la zona del substrato alejada de la costura, ya que las dimensiones de la separación de la costura son típicamente comparables al espesor del substrato. Para calcular los tiempos de relajación aproximados de las capas de materiales intermedios alejadas de la costura, a menudo pueden utilizarse simples aproximaciones de placas paralelas, pero esta aproximación simple no es aplicable alrededor de la separación de la costura. La relajación característica de la carga en la línea de transferencia a través de la separación de la costura sigue siendo proporcional a la resistividad del adhesivo. Sin embargo, el tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia para el adhesivo existente en la pequeña zona de la separación de la costura está influenciado en cierto modo por las propiedades del substrato circundante y por la geometría de la costura. Genéricamente es preciso determinarlo utilizando cálculos numéricos o mediciones.

Si el tiempo de relajación de carga del substrato en la línea de transferencia lejos de la costura es muy inferior al tiempo de permanencia en la línea de transferencia, es decir si T_{\rho nipS}<<T_{dnip}, no se producirá sustancialmente ninguna caída de tensión a través del substrato 10 durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia de las zonas de la cinta alejadas de la costura (\DeltaV_{S}=0). Esto es debido a la conducción a través del substrato durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia. Por otro lado, si el tiempo de relajación de carga para el adhesivo de la zona de separación de la costura es muy superior al tiempo de permanencia en la línea de transferencia, es decir si T_{\rho gap}>>T_{dnip}, entonces el adhesivo 48 comienza a comportarse como un "aislador" durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia. Entonces puede producirse una significativa caída de tensión \DeltaV_{gap} a través del adhesivo existente en la separación de la costura durante el tiempo de permanencia. Así pues, la caída de tensión a través de la cinta de transferencia intermedia será algo mayor en la zona de la costura que en las zonas alejadas de la zona de la costura. Por lo tanto, se deduce que el campo de transferencia será menor en la zona de la separación de la costura que en las zonas alejadas de la costura. Por lo tanto, las propiedades eléctricas del adhesivo no estarán a veces en "buena correspondencia" con las propiedades eléctricas del substrato. Realmente, el hecho de que las propiedades eléctricas estén o no en "buena correspondencia" dependerá también en este caso de la constante dieléctrica K_{A} del material adhesivo.

Si el tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia para el substrato alejado de la costura es muy superior al tiempo de permanencia en la línea de transferencia, es decir si T_{\rho nipS}>>T_{dnip}, se producirá entonces una caída de tensión \DeltaV_{S} a través del substrato durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia de las zonas alejadas de la costura. La caída de tensión a través del substrato es proporcional al espesor dieléctrico D_{S} del substrato. Sin embargo, si el tiempo de relajación de carga para el adhesivo 48 es muy inferior al tiempo de permanencia en la línea de transferencia, es decir si T_{\rho gap}<<T_{dnip}, entonces, debido a la conducción, no se producirá sustancialmente ninguna caída de tensión a través del adhesivo durante el tiempo de permanencia (\DeltaV_{gap}=0). En este caso, se deduce que el campo de transferencia será algo mayor en la zona de la separación de la costura que en las zonas alejadas de la línea de transferencia. Por lo tanto, las propiedades eléctricas del adhesivo no están típicamente en "buena correspondencia" con las propiedades eléctricas del substrato. El hecho de que las propiedades eléctricas estén o no en "buena correspondencia" puede depender de la constante dieléctrica del material del substrato. Según se explicará más adelante, las propiedades eléctricas del adhesivo de la costura no estarán típicamente en "buena correspondencia" con las propiedades eléctrica en este caso a menos que la constante dieléctrica D_{S} del substrato sea muy elevada.

Si el tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia de la parte del substrato alejada de la costura es muy inferior al tiempo de permanencia en la línea de transferencia, es decir si T_{\rho nipS}<<T_{dnip}, de nuevo no habrá sustancialmente ninguna caída de tensión a través del substrato (\DeltaV_{S}=0) durante el tiempo de permanencia en las zonas de la cinta alejadas de la costura. Ahora bien, si el tiempo de relajación de carga del adhesivo en la zona de la separación de la costura es muy inferior al tiempo de permanencia en la línea de transferencia, es decir si T_{\rho gap}<<T_{dnip}, entonces tampoco habrá sustancialmente ninguna caída de tensión (\DeltaV_{gap}=0) a través del adhesivo durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia. En este caso, la caída de tensión a través de la zona de la separación de la costura y la caída de tensión a través de las zonas del substrato alejadas de la costura son aproximadamente iguales (casi cero) en la línea de transferencia. Por ello, los campos de transferencia E_{far} y E_{gap} en estas dos zonas son sustancialmente iguales. En este caso, las propiedades eléctricas del adhesivo y del substrato están dentro de las condiciones preferidas de "buena correspondencia". Nótese que en este ejemplo las propiedades eléctricas del adhesivo y del substrato pueden ser muy diferentes y seguir estando en el régimen más favorable de "buena correspondencia". Las resistividades del adhesivo de la costura y del substrato pueden estar en "buena correspondencia" aunque sean apreciablemente diferentes, a condición de que ambas estén siempre por debajo de un valor límite. Naturalmente, tal como se describió anteriormente, un sistema de transferencia intermedia puede tener también otros condicionantes para el límite inferior de la resistividad de los materiales del substrato y del adhesivo, debidos típicamente a problemas de "cortocircuito" y de conducción lateral. Así pues, para que estén en "buena correspondencia" en sistemas sometidos a problemas de "cortocircuitos" y de conducción lateral, las resistividades del adhesivo de la costura y del substrato deberán estar por debajo de los valores definidos por los tiempos de relajación de carga, y también deberán estar típicamente por encima de los valores límites aproximados de cortocircuito y de conducción lateral del sistema.

Para estimar el tiempo de relajación de carga en la zona de la separación de la costura es preciso referirse de nuevo a la Figura 8. Se supone que, en la línea de transferencia, la parte inferior de una cinta de transferencia intermedia en la zona de la costura pasa bruscamente del potencial de tierra a un potencial polarizado fijo en el tiempo =0. Los materiales del substrato y del adhesivo pueden considerarse entonces como unos "dieléctricos con fugas" que tienen una resistencia y una capacidad en paralelo. Esta es una buena aproximación al comportamiento eléctrico en las líneas de transferencia de los materiales típicos de transferencia intermedia. La caída de tensión a través del eje de la costura puede calcularse numéricamente en función del tiempo estimado T_{\rho gap} de relajación de carga en la línea de transferencia después de haber sido aplicada la tensión. En el caso de que la separación de la costura sea grande en comparación con el espesor del substrato, el tiempo de relajación de carga en el adhesivo puede aproximarse mediante la fórmula de placas paralelas simples: T_{\rho A} = K_{A}\rho_{A}\epsilon_{0} [1+D_{A}/\SigmaD_{I}]. De hecho, a menudo puede utilizarse la aproximación de placas paralelas simples incluso para separaciones pequeñas.

En cualquier caso, el tiempo T_{\rho gap} de relajación de carga puede ser estimado numéricamente. Por ejemplo, un ancho efectivo de 0,20 pulgadas de la línea de transferencia y una velocidad de la cinta de 10 pulgadas/seg produce un tiempo de relajación de carga en la línea de transferencia T_{\rho nip}=0,020 segundos. Entonces, las resistividades del adhesivo iguales o inferiores a \leq2x10^{10} ohmios-cm aproximadamente producirán la condición T_{\rho gap}<<T_{dnip}. En otro ejemplo, si la velocidad de la cinta disminuye a 5,08 cm/seg, el tiempo de permanencia será T_{\rho nip}=0,100 segundos. La condición T_{\rho gap}<<T_{dnip} se producirá pues con resistividades del adhesivo \leq1x10^{11} ohmios-cm aproximadamente. En muchos sistemas, la condición T_{\rho gap}<<T_{dnip} se producirá típicamente con resistividades del adhesivo que se encuentren en la mitad inferior del margen de resistividades de 10^{10} ohmios-cm. Sin embargo, deberá hacerse una estimación para cada sistema específico. Por lo tanto, esta condición de "buena correspondencia" es principalmente una condición de un substrato relativamente semiconductor con un adhesivo relativamente semiconductor.

Según se ha descrito, las condiciones T_{\rho nipS}<<T_{dnip} y T_{\rho gap}<<T_{dnip} constituyen un régimen preferido para una buena correspondencia cuando los campos de transferencia son sustancialmente iguales en la costura y en las zonas alejadas de la costura. No obstante, para que las propiedades eléctricas del substrato y del adhesivo estén en buena correspondencia en todas las situaciones, estas condiciones tienen que producirse en todo el margen de variación de las propiedades eléctricas del substrato y del adhesivo. Por ejemplo, las condiciones tienen que cumplirse a pesar de las variaciones del entorno, las tolerancias de fabricación y el envejecimiento de los materiales. Afortunadamente, las condiciones T_{\rho nipS}<<T_{dnip} y T_{\rho gap}<<T_{dnip} para una buena correspondencia permiten una tolerancia apreciable en una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes a pesar de las diferencias entre las propiedades eléctricas de los dos materiales. Por ejemplo, en un sistema de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes en el cual el problema de "cortocircuito" requiere materiales de la cinta de transferencia intermedia con valores \geq10^{7} ohmios-cm, las resistividades del substrato y del adhesivo pueden estar prácticamente en cualquier zona del margen de tolerancia comprendido entre 10^{7} y 10^{10} ohmios-cm. Para evitar los problemas de conducción lateral, la resistividad superficial lateral deberá estar típicamente por encima de 10^{9} ohmios, preferiblemente por encima de 10^{10} ohmios. En resumen, las condiciones de "buena correspondencia" entre las propiedades eléctricas del adhesivo y del substrato de una costura capaz de formar imágenes definidas por T_{\rho nipS}<<T_{dnip} y T_{\rho gap}<<T_{dnip} son muy favorables debido a la elevada tolerancia existente para las diferencias de resistividad entre el substrato y el adhesivo.

En general, la condición de resistividad del substrato definida por T_{\rho nipS}<<T_{dnip} es la más favorable para las cintas de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes. Esta condición del substrato puede incluso permitir una tolerancia más amplia de la resistividad del adhesivo si la constante dieléctrica del material adhesivo está por encima de un valor crítico. Por ejemplo, esta condición de resistividad del substrato puede permitir que el material adhesivo sea sustancialmente "aislante" durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia, y aún así conseguir la deseada condición de "buena correspondencia". Para entender esto, debe notarse que un adhesivo relativamente aislante provoca cierta caída de tensión a través del adhesivo, pero la condición preferida para el substrato es que no exista sustancialmente ninguna caída de tensión durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia. Esta es una causa fundamental de perturbación del campo de transferencia en la zona de la costura. Sin embargo, como es bien sabido en la técnica de la electrostática, la caída de tensión a través del adhesivo "aislante" existente en la separación de la costura también disminuye cuando aumenta la constante dieléctrica del adhesivo. Por lo tanto, se deduce que si la constante dieléctrica del adhesivo es suficientemente grande, la caída de tensión resultante a través del adhesivo existente en la separación puede ser suficientemente pequeña para alcanzar la deseada perturbación de campo inferior al 10%, a pesar de la elevada resistividad del adhesivo. Por ejemplo, considérese un adhesivo relativamente aislante (10^{12} ohmios-cm; T_{\rho gap}>>T_{dnip}). Si se utiliza un substrato definido por la condición T_{\rho nipS}<<T_{dnip}, y el adhesivo aislante tiene una constante dieléctrica K_{A}>5, la deseada perturbación de campo <10% se consigue cuando el corte tiene unas 25 micras. Se deduce de lo anterior que con una costura inferior a 25 micras puede obtenerse la deseada perturbación de campo <10% utilizando una K_{A} ligeramente inferior a 5.

Otro condicionamiento del límite superior de la resistividad del adhesivo es el aumento cíclico de la carga. El aumento cíclico de la carga se produce si la resistividad \rho_{A} del adhesivo es tal alta que afecte a transferencias sucesivas. Para evitar esto, el tiempo cíclico de relajación de carga del adhesivo deberá ser inferior al tiempo cíclico de permanencia entre transferencias (T_{\rho cyA}<<T_{dcy}). Sin embargo, esto sigue añadiendo una significativa tolerancia suplementaria a la resistividad del adhesivo de la costura. Por ejemplo, por estimaciones previas, la resistencia aceptable del adhesivo para una costura capaz de formar imágenes puede llegar hasta \leq1x10^{12} ohmios-cm en caso de que la constante dieléctrica sea aproximadamente 5. Como referencia, según las anteriores descripciones del caso de T_{\rho nipS}<<T_{dnip} y T_{\rho gap}<<T_{dnip}, el límite superior de la resistividad del adhesivo es aproximadamente \leq10^{10} ohmios-cm cuando la constante dieléctrica del adhesivo es aproximadamente 3.

En resumen, la condición de "buena correspondencia" para el substrato semiconductor preferido para una costura capaz de formar imágenes definida por T_{\rho nipS}<<T_{dnip} puede permitir una amplia tolerancia de la resistividad del adhesivo si esta es suficientemente baja (T_{\rho nipS}<<T_{dnip}), e incluso una tolerancia aun mayor de la resistividad del adhesivo (T_{\rho cy}<<T_{dcy}) si la constante dieléctrica del adhesivo es moderadamente alta, típicamente K_{a}\geq5.

Puede producirse un efecto similar de la constante dieléctrica sobre la correspondencia desfavorable de propiedades eléctricas: T_{\rho nipS}>>T_{dnip} y T_{\rho gap}<<T_{dnip}. En este caso la resistividad del substrato es suficientemente alta para que sea substancialmente un "aislante" durante el tiempo de permanencia en la transferencia, pero el adhesivo tiene una resistividad suficientemente baja, de manera que no se produce sustancialmente ninguna caída de tensión a través de la separación de la costura. Similarmente a la descripción anterior, la caída de tensión a través del substrato disminuirá según aumente la constante dieléctrica del substrato. En este caso la estimación de la perturbación de campo en función de la constante dieléctrica del substrato sugiere que, para obtener la deseada perturbación de campo <10%, se necesita una K_{s} muy elevada, típicamente K_{s}>15. Aunque es posible obtener materiales con esta constante dieléctrica tan elevada, se condiciona severamente la elección de los materiales del substrato. Por lo tanto, la condición T_{\rho nipS}>>T_{dnip} y T_{\rho gap}<<T_{dnip} con una K_{s} muy alta (típicamente >15) no es típicamente una de las más preferidas.

Otro caso de substrato de "alta resistividad" es la condición en la cual: T_{\rho gap}>>T_{dnip} y T_{\rho nipS}>>T_{dnip}. En esta condición los tiempos de relajación de carga para el substrato y el adhesivo son ambos muy superiores al tiempo de permanencia en la línea de transferencia dentro de todo el margen de variación de materiales. Sin embargo, esta no es una condición suficiente para asegurar una buena correspondencia en el caso de que el substrato y el adhesivo actúen sustancialmente como "aisladores" durante el tiempo de permanencia en las líneas de transferencia. Cuando los materiales actúan como aisladores durante el tiempo de permanencia en la línea de transferencia, la caída de tensión a través de la cinta es proporcional al espesor dieléctrico de los materiales de la cinta. Debido a ello, una buena correspondencia incluye el condicionante de que las constantes dieléctricas del adhesivo K_{a} y del substrato K_{s} sean similares, típicamente con una diferencia inferior al 30%, y más preferiblemente que las constantes dieléctricas sean sustancialmente iguales. Además, incluso se necesitan otros condicionantes para una buena correspondencia. En particular, es preciso elegir la resistividad, tanto del substrato como del adhesivo, de manera que se eviten diferentes grados de aumentos cíclicos de carga en el substrato y en el adhesivo entre las estaciones de transferencia. De otro modo, los diferentes aumentos cíclicos de carga en la zona de la costura y en las zonas alejadas de la costura pueden provocar perturbaciones de campo en las siguientes transferencias de toner. Existen dos modos básicos de enfrentarse a este problema.

El modo preferido es que tanto el substrato como el adhesivo tengan una resistividad suficientemente baja para que se produzca la descarga entre las estaciones de transferencia. Por analogía con las descripciones anteriores, la condición deseada es T_{\rho cy}<<T_{dcy} tanto para el substrato como para el adhesivo, en la cual el tiempo cíclico de relajación de carga tanto para el substrato como para el adhesivo es muy inferior al tiempo cíclico de permanencia entre sucesivas estaciones de transferencia. Una condición alternativa es cuando las resistividades tanto del substrato como del adhesivo son suficientemente elevadas como para que se produzca el mismo aumento cíclico de carga tanto en el substrato como en el adhesivo de la costura. Aunque generalmente no es deseable el aumento cíclico de carga, puede ser aceptable con unos condicionamientos adecuados. El hecho de tener un aumento cíclico de carga similar entre estaciones de transferencia, tanto en el substrato como en el adhesivo, evitará por lo menos las perturbaciones de campo en las sucesivas estaciones de transferencia. Por analogía con las anteriores descripciones, una condición necesaria para que el aumento cíclico de carga sea similar tanto en el substrato como en el adhesivo es que T_{\rho cy}>>T_{dcy}. Además, las constantes dieléctricas del substrato y del adhesivo deberán ser similares, y normalmente se necesitan substratos y adhesivos de elevada constante dieléctrica para evitar los problemas de transferencia asociados a los materiales intermedios de alta resistividad y alto espesor dieléctrico.

Puede deducirse de todo lo anterior que los materiales de substrato de alta resistividad (T_{\rho nipS}>>T_{dnip}) permiten condiciones prácticas, aunque difíciles de obtener, en la costura capaz de producir imágenes. No obstante, por las razones descritas, generalmente no se prefieren los substratos de alta resistividad para las cintas de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes. En general, los substratos preferidos para los sistemas de cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes son los que tienen propiedades eléctricas comprendidas dentro del margen T_{\rho nipS}<<T_{dnip}.

Otras condiciones para las propiedades eléctricas de los substratos intermedios pueden hacer aún más difícil la obtención de la deseada "buena correspondencia" entre las propiedades eléctricas del substrato y del adhesivo para una costura capaz de formar imágenes. Por ejemplo, puede producirse una condición difícil para el substrato de una costura capaz de formar imágenes cuando la resistividad del substrato varía entre unas condiciones en las cuales el tiempo de relajación de carga del substrato sea unas veces más corto y otras veces más largo que el tiempo de permanencia característico. Considérese un caso en el cual la resistividad del substrato bajo un conjunto de condiciones extremas pueda ser lo suficientemente baja como para que T_{\rho nipS}<<T_{dnip}, de manera que no exista sustancialmente ninguna caída de tensión a través del substrato en el tiempo de permanencia en la línea de transferencia para esas condiciones extremas. Estas condiciones extremas podrían producirse, por ejemplo, con substratos cuya resistividad esté en el extremo inferior de la tolerancia de fabricación y cuando el RH sea elevado. Si la resistividad del substrato bajo un conjunto de condiciones extremas opuesto es suficientemente elevada para que se produzca la condición T_{\rho nipS}>>T_{dnip}, se producirá una caída de tensión a través del substrato bajo estas otras condiciones extrema.

Idealmente, las propiedades eléctricas nominales del adhesivo están relativamente cerca de las propiedades eléctricas del substrato dentro de las tolerancias de fabricación y tienen una respuesta similar al entorno, al envejecimiento, y a los factores de los campos aplicados. De otro modo, los materiales del adhesivo y del substrato pueden apartarse fácilmente de las deseadas condiciones de "buena correspondencia".

Debe notarse que un corte con una separación menor también constituye una ventaja respecto a los cortes con separaciones mayores, ya que la disminución del efecto perturbador de la costura a medida que esta se aleja será más rápida cuando el corte tenga una separación pequeña que cuando la tenga más grande.

Debe hacerse otro comentario con respecto a los adhesivos aislantes. Si el tiempo de relajación de carga del adhesivo es superior al tiempo de permanencia entre estaciones de transferencia, puede acumularse la carga en la separación de la costura por el lado posterior del adhesivo. Si se deja que se acumule la carga en el adhesivo, esta puede afectar a las transferencias siguientes. Por lo tanto, si la resistividad del adhesivo de la costura es tal que T_{\rho cy}>>T_{dcy}, será necesaria una neutralización de la carga del adhesivo en el lado posterior de la costura de la cinta. Esto puede efectuarse utilizando simples dispositivos estáticos de eliminación por contacto, tales como cepillos de contacto puestos a tierra. Aún es más preferible que idealmente se mantenga la resistividad del adhesivo suficientemente baja para que T_{\rho cy}<<T_{dcy}, y entonces no son necesarios tales dispositivos de descarga. Finalmente, para asegurar una larga vida a la cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes, la resistencia mecánica de la costura de la cinta deberá ser superior a 0,168 Kg-m. La resistencia mecánica de la costura, su rigidez y su conformidad deberán ser comparables a las del substrato.

Claims

1. Una cinta (60) de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes, que comprende:

un substrato (10) con costura formado mediante la unión de los extremos de una cinta con una costura (11), en la cual dicho substrato con costura tiene una zona de la costura situada alrededor de dicha costura y una zona alejada de dicha costura; y

en la cual dicha zona de la costura tiene unas propiedades eléctricas en correspondencia con dicha zona alejada, de tal modo que un campo de transferencia existente en dicha zona de la costura estará dentro del 20% de un campo de transferencia existente en dicha zona alejada, y en la cual dicha zona de la costura y dicha zona alejada tienen una resistividad superficial lateral superior a 10^{8} ohmios.

2. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicha zona alejada tiene una resistividad volumétrica comprendida entre 10^{7} y 10^{10} ohmios-cm y dicha zona de la costura tiene una resistividad volumétrica comprendida entre 10^{7} y 10^{13} ohmios-cm.

3. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicha zona alejada tiene una resistividad volumétrica comprendida entre 10^{10} y 10^{13} ohmios-cm y dicha zona de la costura tiene una resistividad volumétrica comprendida entre 5x10^{9} y 10^{13} ohmios-cm.

4. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicha zona alejada y dicha zona de la costura tienen una resistividad volumétrica superior a 10^{13} ohmios-cm, el espesor dieléctrico de dicha zona alejada no es superior a 25 micras, y los espesores dieléctricos de dicha zona alejada y de dicha zona de la costura no difieren entre sí en más de 20%.

5. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicha zona alejada tiene una resistividad volumétrica comprendida entre 10^{11} y 10^{13} ohmios-cm y dicha zona de la costura tiene una resistividad volumétrica comprendida entre 5x10^{10} y 10^{13} ohmios-cm.

6. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicha zona alejada tiene una resistividad superficial lateral inferior a 10^{10} ohmios y dicha zona de la costura tiene una resistividad superficial lateral que se encuentra dentro de un factor de cuatro de la resistividad superficial lateral de dicha zona alejada.

7. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicha zona de la costura tiene una resistividad volumétrica inferior a 10^{13} ohmios-cm, en la cual dicha zona alejada tiene una resistividad volumétrica inferior a dicha resistividad volumétrica de dicha zona de la costura, y en la cual dicha zona de la costura tiene una constante dieléctrica K superior a 5.

8. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicha zona de la costura tiene una resistividad volumétrica inferior a dicha resistividad volumétrica de dicha zona alejada, y en la cual dicha zona alejada tiene una constante dieléctrica K superior a 5.

9. Una cinta de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la cual dicho substrato con costura tiene un corte (20) para formar dicha costura, en la cual dicho substrato con costura tiene dicha zona de la costura situada alrededor de dicho corte y dicha zona alejada está separada de dicho corte.