ES2237379T3 - Banda de transferencia intermedia con costura para la formacion de imagenes con revestimiento. - Google Patents
Banda de transferencia intermedia con costura para la formacion de imagenes con revestimiento.Info
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Abstract
Una banda (40) de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes, que comprende: un sustrato (10) con costura formado por la unión de los extremos de una banda en una costura (11), en el que el sustrato con costura tiene una región de costura alrededor de dicha costura y una región alejada de dicha costura; y un revestimiento (38) sobre dicho sustrato (10) con costura que tiene una superficie portadora de tóner; en la que dicha región de costura tiene una correspondencia con las propiedades eléctricas con dicha región alejada para mantener una diferencia entre un campo de transferencia en dicha región de costura y un campo de transferencia en dicha región alejada menor del 20% de dicho campo de transferencia en dicha región alejada, y en la que dichas regiones de costura y alejada tienen una resistividad lateral mayor de 108 ohm/cuadrado.
Description
Banda de transferencia intermedia con costura
para la formación de imágenes con revestimiento.
La presente invención se refiere a máquinas de
impresión electrofotográfica que tienen bandas de trasferencia
intermedia con costura.
La impresión electrofotográfica es un
procedimiento bien conocido y usado normalmente para copiar o
imprimir documentos. La impresión electrofotográfica se realiza
exponiendo una representación de imagen de luz de un documento
deseado sobre un fotorreceptor cargado sustancialmente de forma
uniforme. En respuesta a dicha imagen de luz el fotorreceptor se
descarga, creando una imagen latente electrostática del documento
deseado sobre la superficie del fotorreceptor. Posteriormente, el
tóner es depositado sobre la imagen latente formando una imagen de
tóner. La imagen de tóner es posteriormente transferida desde el
fotorreceptor sobre un sustrato receptor, como por ejemplo una hoja
de papel. La imagen de tóner transferida es posteriormente fundida
con el sustrato, usando normalmente calor y/o presión. La
superficie del fotorreceptor es posteriormente limpiada del
material revelado residual y recargada en preparación para la
producción de otra imagen.
Lo anterior describe generalmente máquinas de
impresión electrofotográficas en blanco y negro. Una impresión
electrofotográfica podrá también producir imágenes en color al
repetir el procedimiento anterior para cada tóner de color que se
usa para hacer la imagen de color. Por ejemplo, la superficie
fotorreceptora podrá ser expuesta a una imagen de luz que
represente un primer color, digamos negro. La imagen electrostática
resultante podrá ser posteriormente revelada con partículas de
tóner negras para producir una capa de tóner negro que será
transferida subsecuentemente a un sustrato receptor. Posteriormente,
el procedimiento podrá ser repetido para un segundo color, digamos
amarillo, posteriormente para un tercer color, digamos violáceo, y
finalmente para un cuarto color, digamos cian. Cuando las capas de
tóner son colocadas en contacto superpuesto, se forma la imagen de
tóner compuesta en color deseada y fundida sobre el sustrato
receptor.
El procedimiento de impresión en color descrito
anteriormente supropone las capas de tóner de color directamente
sobre un sustrato. Otros sistemas de impresión electrofotográfica
usan bandas de transferencia intermedias. En dicho sistemas, las
capas de tóner sucesivas son transferidas electrostáticamente en
contacto superpuesto desde del fotorreceptor sobre una banda de
transferencia intermedia. Solamente después de que la imagen de
tóner compuesta es formada sobre la banda de transferencia
intermedia es que la imagen es transferida y fundida sobre el
sustrato. Evidentemente, algunos sistemas de impresión
electrofotográfica usan bandas de transferencia intermedias
múltiples, transfiriendo el tóner hacia y desde las bandas en la
forma requerida para cumplir con los requisitos de la arquitectura
general de la máquina.
En operación, una banda de transferencia
intermedia es puesta en contacto con un miembro soporte de la
imagen de tóner, como por ejemplo una banda fotorreceptora. En la
zona de contacto, un dispositivo generador de campo electrostático,
como por ejemplo un corotron, un rodillo de transferencia
polarizado, una cuchilla polarizada, o similares, crea campos
electrostáticos que transfieren tóner sobre la banda de
transferencia intermedia. Subsecuentemente, la banda de
transferencia intermedia es puesta en contacto con un receptor.
Dispositivos generadores de campo electrostático similares
transfieren posteriormente el tóner desde la banda de transferencia
intermedia hasta el receptor. En función del sistema, un receptor
podrá ser otro miembro de transferencia intermedia o un sustrato
sobre el cual el tóner se fije eventualmente. En cualquier caso, el
control de los campos electrostáticos en, y en las proximidades de,
la zona de transferencia es un factor significativo en la
transferencia del tóner.
Bandas de transferencia intermedia adoptan a
menudo la forma de bandas con costura fabricadas uniendo dos
extremos de material de banda conjuntamente, como por ejemplo
mediante soldadura, cosido, cosido con alambre, grapado o pegado.
Mientras que las bandas de transferencia intermedia sin costura son
posibles, éstas requieren procesos de fabricación que las hacen
mucho más costosas que las bandas de transferencia intermedia con
costura similares. Esto es particularmente cierto cuando la banda
de transferencia intermedia es muy larga. Mientras que las bandas
de transferencia intermedia con costura tienen un coste
relativamente bajo, la costura introduce una discontinuidad que
interfiere con las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas de
la banda. Mientras que resulta posible sincronizar la operación de
la impresora con el movimiento de la banda de transferencia
intermedia, de forma que el tóner no sea transferido
electrostáticamente sobre la costura, dichas sincronización añade
costos y complejidad a la impresora, dando como resultado una
pérdida de productividad. Adicionalmente, dado que las impresoras
electrofotográficas de alta velocidad producen normalmente imágenes
sobre hojas de papel que son cortadas de una "banda continua"
de papel, si se evita la costura, la parte no utilizada resultante
de la banda continua de papel debe ser cortada, produciendo
residuos. Además, incluso con sincronización, los problemas
mecánicos relacionados con la discontinuidad, como por ejemplo el
excesivo desgaste del elemento limpiador y las vibraciones
mecánicas todavía perduran.
Las bandas de transferencias intermedias
aceptables requieren una resistencia de la costura suficiente para
conseguir una vida de operación deseada. Mientras que la vida de
operación deseada depende de la aplicación específica, normalmente
será de al menos 100.000 ciclos operativos y más preferentemente de
1.000.000 ciclos. Considerando que una banda de transferencia
intermedia con costura sufre tensiones mecánicas procedentes de la
tensión de la banda que se desplaza sobre los rodillos, se mueve a
través de las áreas de contacto de transferencia y el paso a través
de los sistemas de limpieza, la consecución de una larga vida
operativa no es trivial. De dicha forma, las limitaciones en
conflicto de la vida larga y el tamaño topográfico limitado de la
costura sitúan un premio en la resistencia del adhesivo y la buena
construcción de la costura.
El enfoque de la técnica anterior de "corte
tipo puzzle" para bandas de transferencias intermedias con
costura reduce significativamente los problemas mecánicos al
producir una costura mecánica mejorada. La patente de los Estados
Unidos número 5.514.436, concedida el 7 de mayo de 1996, titulada
"Banda con costura cortada tipo puzzle", la patente de los
Estados Unidos número 5.549.193 titulada "Banda con costura sin
fin con escasas diferencias de grosor entre la costura y el resto
de la banda", y la patente de los Estados Unidos número
5.487.707, concedida el 30 de enero de 1996 titulada "Banda con
costura con corte en puzzle con unión entre superficies adyacentes
mediante un adhesivo curado con UV", enseñan del enfoque de
corte tipo puzzle. Mientras que los cortes tipo puzzle reducen los
problemas mecánicos, todavía permanecen otras dificultades con la
transferencia del tóner sobre, y el desprendimiento del mismo de,
la costura de una banda de transferencia intermedia con costura.
Para que la transferencia del tóner sobre, y el
desprendimiento de, la costura sea aceptable, la imagen final
producida a través de la costura deberá ser de una calidad
comparable a las imágenes formadas a través del resto de la banda.
Esta tarea es dificultosa debido a un número de factores
interrelacionados. Alguno de dichos factores se refiere al hecho de
que la costura no debería impactar grandemente en los campos
electrostáticos usados para transferir el tóner. Sin embargo, los
campos de transferencia electrostáticos son en sí mismos función de
las propiedades eléctricas de la banda de transferencia intermedia.
Mientras que esta dependencia es compleja y subsecuentemente será
dada una explicación más detallada de este tema, expresado con
brevedad existen unas condiciones en las que los campos de
transferencia son muy sensibles a la resistida y al grosor del
material usado con las diversas capas de la banda de transferencia
intermedia. Bajo otras condiciones, los campos de transferencias
electrostáticos son relativamente insensibles a dichos factores.
Similarmente, existen condiciones en las que los campos de
transferencia electrostáticos son muy sensibles a las constantes
dieléctricas de los materiales usados para las capas de la banda de
transferencia intermedia, y otras condiciones en las que los campos
de transferencia electrostáticos son insensibles a las constantes
dieléctricas. Por lo tanto, para transferir con éxito el tóner sobre
una banda de transferencia intermedia con costura, y desprenderlo
de la misma, las propiedades eléctricas a través y alrededor de la
costura deberían controlarse cuidadosamente para producir una
relación apropiada con el resto de la banda. Dado que las
propiedades eléctricas dependen de factores interrelacionados de la
geometría de la costura, la construcción de la costura (como por
ejemplo el adhesivo más allá de la costura), la topografía de la
costura, el grosor de la costura, la presencia de un revestimiento
y diversos factores que deberán ser tomados en consideración para
una aplicación dada.
De lo anterior podrá apreciarse que si el tóner
no se debe transferir sobre una costura y desprenderse de la misma,
las propiedades críticas en la región de la costura deberán
controlarse, de forma que los campos de transferencia
electrostáticos a través de la costura deberán ser cercanos a los
que están alejados de la costura. Mientras condiciones que
consiguen esto se explican con más detalle en lo que sigue,
genéricamente dichas condiciones implica el uso de "intervalos de
resistividad prohibidos". Sin embargo, debe hacerse notar que
sólo se necesita suministrar unas condiciones de la costura que den
como resultado unos campos de transferencia electrostáticos
"suficientemente cercanos". Suficientemente cercano depende de
la tolerancia de un sistema dado a diferencias en los campos de
transferencia electrostáticos. La experiencia muestra que algunos
sistemas podrán tolerar más de un 20% de diferencias en los campos
de transferencia electrostática sin una diferencia significativa en
la imagen final. Sin embargo, sistemas de color de alta calidad
normalmente deberán tener menos de un 10% de diferencia para evitar
problemas apreciables. Sin embargo "suficientemente cercano"
se determina mejor mediante experimentación.
Incluso si las propiedades eléctricas de una
banda de transferencia intermedia con costura son apropiadas para
producirán imágenes aceptables a través de la región de la costura,
permanecen otros problemas. Por ejemplo, con las bandas de
transferencia intermedia con costura de la técnica anterior se
considera aceptable una limpieza y transferencia relativamente
pobre alrededor de la costura. Sin embargo, si el tóner debe ser
transferido sobre la región de la costura y desprenderse de la
misma, la costura debe ser limpiada apropiadamente. De dicha forma,
las propiedades de liberación y fricción del tóner a través de la
región de la costura deberían ser comparables con las del resto de
la banda. Además, la mayoría de las bandas de trasferencia
intermedia con costura de la técnica anterior tienen un
"escalón" significativo donde la banda se superpone para
formar la costura. Dicho escalón puede ser tan grande como 25
micrómetros. Una escalón como el mencionado interfiere
significativamente con la trasferencia y limpieza. De dicha forma,
si el tóner que va a ser transferido sobre la costura y desprendido
de la misma, la topografía, liberación del tóner y fricción de la
costura están mucho más limitadas que dichas otras bandas de
trasferencia intermedia con costura.
De lo anterior, podrá apreciarse que la
topografía de la costura es muy importante si se desea transferir
tóner sobre una región de la costura y desprenderlo de la misma,
sin una degradación significativa de la imagen final. La topografía
de la costura incluye no solamente la propia costura, sino también
cada desbordamiento de adhesivo usado en la costura. Este
desbordamiento se puede producir tanto en el lado que soporta el
tóner como en el lado posterior de la banda. El desbordamiento del
adhesivo es importante dado que la resistencia de la costura de la
banda podrá depender de dicho desbordamiento. Sin embargo, un
desbordamiento excesivo incrementa los diversos problemas
mecánicos, eléctricos y xerográficos. Además, las características
eléctricas del adhesivo permanecen importantes.
Cuando se intenta transferir tóner sobre una
región de la costura y desprenderlo de la misma, la topografía de
la costura introduce perturbaciones espaciales que se clasifican
convenientemente como perturbaciones de "corta longitud de
onda" y perturbaciones de "larga longitud de onda".
Mientras que dichas perturbaciones se refieren tanto a la distancia
media entre defectos espaciales cresta a valle, las perturbaciones
de corta longitud de onda son menores, por ejemplo menores de 3
milímetros, mientras que las perturbaciones de larga longitud de
onda son grandes, por ejemplo mayores de 3 milímetros. Mientras que
ambas perturbaciones deben ser suficientemente controladas, las
perturbaciones de corta longitud de onda requieren normalmente un
control más riguroso que las perturbaciones de larga longitud de
onda. Las perturbaciones de corta longitud de onda en el lado de
soporte del tóner de la banda son mucho más significativas que en el
lado posterior de la misma.
Las perturbaciones de cortas longitudes de onda
incluyen, por ejemplo, baches, valles o escalones, pliegues o
distorsiones y rugosidades cresta a valle. Dichos defectos son el
resultado del tipo de costura, derrames de adhesivo, fabricación de
la costura, lijado o pulido. Uno de los problemas con las
perturbaciones de longitudes de onda corta es que introducen
pequeños espacios de aire no deseados en las áreas de contacto de
trasferencia. Debido a la rigidez de la banda se produce algo de
"efecto de tienda de campaña" es debido a la topografía de las
longitudes de onda cortas y los espacios de aire extra originados
por la topografía de las cortas longitudes de onda podrán
extenderse bastante lejos, más allá de la localización de la
distorsión entre valles. Los espacios de aire no deseados podrán
ser reducidos mediante presión en el área de contacto de
transferencia. De dicha forma, un dispositivo de generación de campo
de transferencia presurizado, como por ejemplo un rodillo de
transferencia polarizado conformable se prefiere generalmente a un
dispositivo de generación de campo de transferencia sin presión,
como por ejemplo un corotron.
Pequeños espacios de aire no deseados se podrán
reducir usando una banda de transferencia intermedia que tenga un
revestimiento conformable. Sin embargo, un revestimiento
conformable podrá introducir otros problemas, como por ejemplo
fricción o una pobre liberación electrostática del tóner. Además
para perturbaciones de longitudes de onda muy cortas, como por
ejemplo un gran bache en la costura, la presión necesaria para
eliminar los espacios de aire no deseados que es normalmente
impracticable incluso si se utiliza un revestimiento
conformable.
En el lado de soporte del tóner, espacios de aire
no deseados podrán limitar significativamente los campos de
transferencia electrostática debido a la rotura de aire de Paschen.
Como se conoce en la técnica, para espacios de aire entre
aproximadamente 5 y 100 micrómetros, el campo máximo E_{c} que se
puede soportar antes de una rotura en el espacio de aire d_{A}
disminuye a medida que se incrementa el espacio vacío de aire. A
esto se denomina la rotura de aire Paschen y se puede expresar
aproximadamente como E_{c} = [6,2 voltios/m + (312
voltios)/d_{A}]. Cuando se aplica un campo electrostático en un
espacio de aire trata de situarse por encima de E_{c}, se produce
una carga de rotura de aire que limita el campo próximo a, o por
debajo de, E_{c}. Dado que un espacio de aire de 5 a 15
micrómetros pueden estar presente cerca de los bordes y dentro de
una imagen de tóner, espacios de aire extras reducirán el campo
electrostático máximo que puede estar presente durante la
transferencia electrostática del tóner. Por ejemplo, si los
espacios de aire en una capa de tóner son de aproximadamente 15
micrómetros, la rotura de aire Paschen limitará los campos
electrostáticos aplicados a aproximadamente 27 voltios/micrómetros.
Sin embargo, si un espacio de aire no deseado de 10 micrómetros es
introducido por la costura, el espacio de aire total se incrementa
hasta 25 micrómetros y el campo eléctrico transferido estará
limitado a aproximadamente 18,7 voltios/micrómetro. Mientras que un
campo electrostático de transferencia depende de muchos factores,
los campos electrostáticos de transferencia del espacio de aire
están por encima de aproximadamente 20 voltios/micrómetro y a
menudo por encima del 35 voltios/micrómetro.
Además de los problemas de transferencia, las
perturbaciones de longitud de onda corta podrán degradar la
efectividad de los sistemas de limpieza. Los sistemas de limpieza
por cuchilla tienden a trabajar mejor con pequeños perturbaciones de
longitudes de onda corta. Por ejemplo perturbaciones de longitudes
de onda corta de aproximadamente 0,1 micrómetros podrán dar como
resultado una fricción reducida entre la cuchilla y la superficie
de limpieza, ayudando de dicha forma a la limpieza.
Por lo tanto, cuando se intenta transferir tóner
sobre una región de la costura y desprenderlo de la misma, la
topografía de la costura no debería introducir espacios de aire en
el área de contacto de transferencia por encima de aproximadamente
10 micrómetros. Preferentemente, espacios de aire no deseados
deberían ser menores que aproximadamente 5 micrómetros, y más
preferentemente menores de aproximadamente de 1 micrómetro.
Cuando se intenta transferir tóner sobre una
región de la costura y desprenderlo de la misma sin impactar de
forma grave la imagen final, las perturbaciones de longitudes de
onda larga en la costura deberán también estar controladas lo
suficientemente para producir una imagen final aceptable. Ejemplos
de perturbaciones de longitudes de onda larga incluye "rizos en
la banda" o "ondulaciones en la banda" mayores de 3
milímetros. Las perturbaciones de longitudes de onda larga
normalmente son menos importante que las perturbaciones de
longitudes de onda corta a causa de que la baja presión relativa
sobre la banda podrá aplanar las perturbaciones de longitudes de
onda larga. De dicha forma, se prefiere usar un dispositivo de
generación de campo de trasferencia presurizado, como por ejemplo
un rodillo de trasferencia polarizado formadoro de un área o línea
de contacto. También se consideraba beneficioso tensar la banda en
las zonas de limpieza, de forma que la banda sea relativamente
plana.
Mientras que perturbaciones pequeñas pueden ser
significativas en el lado de soporte del tóner de una banda,
grandes perturbaciones en la parte posterior podrá normalmente ser
toleradas. En primer lugar, esto es a causa de que los espacios de
aire introducidos por las perturbaciones en el lado posterior no
originan normalmente espacios de aire no deseados en el lado de
soporte del tóner de la banda. Por lo tanto, una rotura de aire
Paschen introducida en el lado posterior no da como resultado un
problema grave. En segundo lugar, dado que una buena limpieza en el
lado posterior no es normalmente requerida, las limitaciones
topográficas relacionadas con la limpieza no son normalmente un
problema. Finalmente, para una banda conformable, la conformidad de
la banda podrá prevenir huelgos en el lado posterior de la banda
sin resultar un problema significativo. En general, la topografía
en el lado posterior no debería introducir espacios de aire
superiores a 10 micrómetros, y preferentemente deberían ser menores
de 5 micrómetros.
Mientras que las bandas intermedias con costura
sin revestimiento son relativamente fáciles de fabricar a un costo
relativamente bajo, un revestimiento sobre la superficie portadora
del tóner podrá asegurar que la región de la costura tiene las
mismas propiedades de liberación del tóner y definición que el
resto de la banda. Esto permite usar un número más amplio de
adhesivos. Por lo tanto, las bandas de transferencia intermedias con
costura incluyen normalmente una capa sustrato y un revestimiento
formado de una o más capas de revestimiento. Dichas capas tienen
propiedades eléctricas que previenen altas caídas de tensión a
través de la banda, que previenen altos campos de transferencia con
anterioridad al área de contacto de transferencia por medio de una
conducción lateral de la banda que evitar la acumulación de cargas y
el flujo de altas corrientes.
Mientras que las propiedades eléctricas de las
bandas de transferencia intermedia con costura deberían controlarse
para integrar dicha banda con otros subsistemas electrofotográficos
de la impresora, resistividades aceptables de la banda deberían ser
menores de 1 x 10^{13} ohm-cm de resistividad
volumétrica y más de 1 x 10^{8} ohm/cuadrado de resistividad
lateral. La resistividad lateral se define como la resistividad
volumétrica en la dirección del movimiento de la banda dividido por
el grosor de la capa. En algunos casos, la resistividad de la banda
es sensible al campo aplicado. En dichos casos, la resistividad
volumétrica debería ser referenciada a la de un rango
correspondiente de campos aplicados. Mientras que el campo aplicado
depende del diseño del sistema particular, el límite superior de la
resistividad volumétrica se mide genéricamente en un campo
correspondiente entre 10 y 100 voltios a través del grosor de la
capa, y el límite inferior de la resistividad lateral de interés se
mide genéricamente entre 500 y 2000 voltios/cm.
Las bandas de transferencia intermedia con
costura podrán tener también limitaciones en el límite inferior de
su resistividad volumétrica en la dirección del grosor. Típicamente
dichas limitaciones se producen en sistemas en los que la banda
intermedia hace contacto o se mueve demasiado próximo a la
superficie resistiva en una zona de transferencia en la que existe
la posibilidad de una alta resistividad o flujo de densidad de
corriente de descarga de corona entre la banda y la superficie de
baja resistencia. Un ejemplo de un sistema como el mencionado es un
fotorreceptor de tambor que tiene arañazos o agujeros de alfiler en
un revestimiento del tambor que debería ser aislante. Una banda de
transferencia intermedia podrá momentáneamente ponerse muy cercana
o incluso tocar el sustrato del tambor altamente conductor en los
arañazos o agujeros de alfiler en la zona de transferencia. Otro
ejemplo es un sistema que transfiere tóner desde una banda de
transferencia intermedia a un segundo receptor de transferencia
intermedio relativamente conductor. En sistemas como los
mencionados si la resistencia compuesta R_{comp} del sistema
intermedio en el área de contacto de transferencia es demasiado
baja, podrán producirse problemas debido al flujo de densidad de
corriente localmente alto entre la superficie de la banda de
transferencia intermedia y las superficies de contacto de baja
resistividad en el área de contacto de transferencia. Problemas
podrán incluir un "cortocircuito" local entre la superficie de
la banda de transferencia intermedia y el receptor que puede
originar pérdidas momentáneas del campo de transferencia
electrostático aplicado localmente, y de dicha forma dar como
resultado una transferencia de degradada de tóner. La resistencia
compuesta, R_{comp} en el área de contacto de transferencia es la
suma de todos los recorridos de resistencia de "cortocircuito"
en los contactos de transferencia. El recorrido de resistencia
compuesta incluye, por ejemplo, el recorrido eficaz de la
resistencia del dispositivo generador del campo de transferencia,
el recorrido de transferencia del sustrato de banda intermedio y el
recorrido de resistencia del revestimiento de la banda
intermedio.
Las cuestiones del cortocircuito podrán
resolverse asegurando que existe un recorrido resistencia compuesta
"suficientemente alta" dentro de los contactos de
transferencia. Si una resistencia compuesta es "suficientemente
alta" depende del sistema, y especialmente del tipo del
suministro de potencia usado por el sistema generador de campo. La
cuestión del cortocircuito se produce cuando el flujo de la
corriente de fuga de cortocircuito en los contactos de transferencia
intermedia es demasiado alto. El flujo de corriente de resistencia
de cortocircuito es la diferencia de potencial aplicado en el área
de contacto de transferencia dividido por la resistencia compuesta.
Por ejemplo, la corriente será "demasiado alta" cuando exceda
la capacidad de la corriente de suministro. Suministros de potencia
típicos usados para los sistemas de transferencia limitan la
corriente a menos de 2 miliamperios, de forma que corrientes de
cortocircuito son "demasiado altas" para la mayoría de los
sistemas. Otros suministros de potencia usados en los sistemas de
transferencia usan un control de suministro de potencia de
corriente constante. En dicho sistemas, los campos de transferencia
aplicados están relacionados con la parte de la corriente
controlada que no es una corriente de fuga de cortocircuito. De
dicha forma, cualquier corriente de fuga de cortocircuito tiende a
reducir significativamente los campos de transferencia.
Típicamente, con un control de corriente constante, la corriente de
fuga de cortocircuito será "demasiado alta" cuando la corriente
de fuga exceda próximamente del 20% del control de corriente
constante nominal. El límite de la resistividad inferior permitido
de una banda de transferencia intermedia también depende de otras
entradas al sistema. Por ejemplo, el problema de cortocircuito
originado por defectos del fotorreceptor dependen del tamaño de los
defectos que están presentes en el sistema. De dicha forma, en
sistemas que mantienen unas capas de revestimiento del tambor con
una resistencia dieléctrica alta libre de defectos, el
cortocircuito debido a los defectos en el tambor podrán evitarse
incluso con bandas de transferencia intermedia con resistividad
volumétrica extremadamente baja. De dicha forma, el límite inferior
permitido para la resistividad volumétrica podrá variar
ampliamente. Todavía, la experiencia sugiere recomendaciones para
evitar problemas de cortocircuitos. Para evitar problemas en
sistemas que tienen una "pequeña área de contacto de
cortocircuito" en el área de contacto de transferencia, como en
el ejemplo de defectos en el tambor, la resistividad volumétrica de
la capa más superior de la banda de transferencia intermedia
debería estar por encima de 10^{7} ohm-cm, con
preferencia por encima de 10^{8} ohm-cm. Los
valores de resistividad aplicados para espesores de la capa de
material intermedio es al menos alrededor de 25 micrómetros de
grosor o mayores. Si la resistividad de los materiales usados para
la banda de transferencia intermedia son sensibles al campo
aplicado, la resistividad volumétrica debería medirse con un
potencial aplicado a través de la banda de transferencia similar a
la diferencia de potencia aplicada usada en el sistema de
transferencia. Como materiales intermedios de baja resistividad,
esto es normalmente alrededor de 200 a 1000 voltios a través del
grosor del material de banda intermedia.
Los expertos en la técnica de la transferencia
electrostática podrán apreciar que las propiedades eléctricas
permitidas para una aplicación de banda de transferencia intermedia
particular podrá depender de muchos factores. De dicha forma,
algunos sistemas podrán conseguir rendimientos de transferencia
intermedia aceptables con capas de material de banda de
transferencia intermedia que tengan una resistividad mucho más alta
de 1 x 10^{13} ohm-cm y con capas de materiales
que tengan una resistividad lateral muy inferior 1 x 10^{8}
ohm/cuadrado. Por ejemplo, un problema con capas de materiales
intermedios de alta resistividad es la acumulación de cargas entre
las estaciones de transferencia o ciclos de la banda. Sin embargo,
problemas de acumulación de cargas podrán dirimirse con capas de
material de banda que tengan una resistividad mucho más altas de 1
x 10^{13} ohm-cm si se suministran dispositivos
de acondicionamiento de carga apropiados, como por ejemplo
corotrones o escorotrones, a lo largo de la circunferencia de la
configuración de la banda de transferencia intermedia para reducir
y nivelar las acumulaciones de carga no deseadas. Generalmente, con
capas de materiales intermedios de alta resistividad, en sistemas
de color, los dispositivos de acondicionamiento de carga son
necesarios pero no suficientes. Para ser totalmente eficaces, el
grosor dieléctrico total en cualquier capa de banda de alta
resistividad deberá mantenerse bajo, normalmente menor de 25
micrómetros y preferentemente menor de 10 micrómetros. Costes no
deseados y complejidad se introducen por la necesidad de disponer
de dispositivos de acondicionamiento de cargas cíclicas, y por lo
tanto sistemas intermedios normalmente más preferidos son materiales
intermedios de baja resistividad.
Similarmente, aunque no preferentemente, algunos
sistemas podrán usar bandas de transferencia intermedia que tengan
capas de material sobre la banda con una resistividad lateral menor
de 1 x 10^{8} ohm/cuadrado. Dichas bandas normalmente no son
deseadas dado que si cualquier capa de una banda de transferencia
intermedia tiene una resistividad lateral algo menor de 1 x
10^{8} ohm/cuadrado, campos de transferencia altamente
electrostáticos podrán producirse en la región anterior al área de
contacto de las zonas de transferencia antes del contacto de la
banda con el tóner. Altos campos anteriores al área de contacto de
transferencia podrán originar transferencias de tóner a través de
grandes espacios de aire en la región anterior al área de contacto
de transferencia y esto podrá dar como resultado perturbaciones
indeseables en el tóner o salpicaduras en el tóner más allá de los
bordes de la imagen. También, debido a la conducción lateral de la
carga alejada del área de contacto de transferencia de contacto,
cualquier incremento en los campos de transferencia en el área de
contacto de transferencia de contacto incrementa automáticamente
los campos en la región anterior al área de contacto. Esto podrá
originar roturas de aire en la zona anterior al área de contacto de
transferencia entre el tóner y la banda intermedia anterior al área
de contacto de transferencia de contacto. El intercambio de cargas
debido a la roturas de aire anteriores al zona del área de contacto
de transferencia limita los campos de transferencia aplicados y
tiende a invertir la polaridad de cualquier tóner no transferido en
la región anterior al área de contacto de transferencia. Esto podrá
limitar la eficacia de transferencia y podrá originar defectos en la
imagen debidos a la naturaleza no un informe de la roturas de aire
anteriores al área de contacto de transferencia críticas. Sin
embargo, si la adhesión del tóner en un sistema particular es baja,
de forma que los campos de transferencia electrostáticos requeridos
en el área de contacto de transferencia para una buena
transferencia son bajos, problemas de campos en la zona anterior al
área de contacto de transferencia originados por la conducción
lateral podrán ser una cuestión menor. Entonces, algunos sistemas
podrán conseguir rendimientos de transferencia aceptables a pesar
de tener una resistividad lateral interna banda intermedia
baja.
Una complicación para habilitar la transferencia
del tóner sobre una región de la costura y desprenderlo de la misma
de una banda de transferencia intermedia con costura es que las
propiedades eléctricas de una banda de transferencia intermedia y
la banda no son genéricamente constantes. Por ejemplo, la
resistividad de la mayoría de los materiales usados para bandas de
transferencia intermedia con costura depende de los campos dentro
del material. Dichas propiedades eléctricas podrán depender también
del medio, envejecimiento y uso. Además, muchos procedimientos de
fabricación podrán producir una distribución muy amplia de valores
de resistividad para materiales de película debidos a variaciones
pequeñas en los factores del control de resistividad en los
procedimientos de fabricación. Dicha forma, los material usado para
bandas de transferencia intermedias y para los adhesivos de la
costura podrán tener resistividades que varían por más de un factor
de 100. Por lo tanto, un sistema transferencia en el cual el tóner
es transferido sobre una región de la costura y desprendido de la
misma de una banda de transferencia intermedia con costura deberá
estar diseñado para operar en una amplia gama de propiedades
eléctricas.
Un procedimiento para compensar las amplias
variaciones de las propiedades eléctricas de bandas de
transferencia intermedias es el uso de un enfoque del "control
del punto de establecimiento". Por ejemplo, un punto de
establecimiento, como por ejemplo una tensión aplicada o un
dispositivo generador de campo, podrá ajustarse para compensar los
efectos ambientales, por ejemplo la temperatura y la humedad
relativa que en caso contrario cambiarían las propiedades
eléctricas de la banda de transferencia intermedias. Dicho enfoque
es eficaz dado que cambios en las propiedades eléctricas debidos al
medio ambiente son sustancialmente los mismos en todos los puntos a
lo largo de la banda. En general, el enfoque de control del
"punto de establecimiento" permite una tolerancia más amplia
en las propiedades eléctricas de la banda de transferencia
intermedia, para prever que dichas propiedades no varían
grandemente a lo largo de la periferia de la banda. Sin embargo, el
enfoque del control del punto de establecimiento pierde efectividad
cuando las propiedades eléctricas de la banda de transferencia
intermedia varían respecto a pequeñas distancias, como por ejemplo a
través del huelgo de la costura. Por lo tanto, una banda de
transferencia intermedia con costura apropiada para recibir y
transferir tóner sobre una región de la costura y desprenderlo de la
misma podrá requerir generalmente unas propiedades eléctricas de la
costura que mantengan una relación cercana con las propiedades
eléctricas cambiantes del resto de la banda. Esto presenta un
problema dado que las propiedades eléctricas de muchos adhesivos
para costuras en cualquier otro caso buenos podrán no tener las
mismas respuestas que en el resto de la banda.
Por lo tanto, en vista de la deseabilidad de
transferir tóner sobre una región de la costura y desprenderlo de
la misma de una banda de transferencia intermedia con costura sin
una degradación significativa de la imagen final, y en vista de las
limitaciones de las bandas de transferencia intermedia con costura
de la técnica anterior, una nueva banda de transferencia intermedia
con costura sería beneficiosa.
El objeto de la presente invención es mejorar una
banda de transferencia intermedia con costura capaz de formar
imágenes respecto a prevenir la degradación de la imagen final.
Este objeto se consigue suministrando una banda de transferencia
intermedia con costura capaz de formar imágenes según la
reivindicación 1.
Otras características de la presente invención se
volverán patentes a medida que procede la descripción siguiente y
haciendo referencia a los dibujos, en los que:
La figura 1 es una representación isométrica de
una capa sustrato con costura cortada en forma de puzzle.
La figura 2 muestra una pauta de lengüeta cortada
en forma de puzzle usada en la capa sustrato de la figura 1.
La figura 3 ilustra la lengüeta cortada en forma
de puzzle usada en la capa sustrato de la figura 2 interbloqueada
conjuntamente.
La figura 4 ilustra la lengüeta cortada en forma
de puzzle usada en la capa sustrato de la figura 3 con el escalón
de la figura 3 relleno con un adhesivo.
La figura 5 es una vista recortada de una banda
de trasferencia intermedia en la cual un adhesivo se aplica sobre
una capa sustrato para formar un revestimiento externo.
La figura 6 es una vista recortada la de una
banda de transferencia intermedia en la cual un adhesivo se aplica
a la costura y un revestimiento se añade sobre la capa sustrato y
el adhesivo para formar un revestimiento.
La figura 7 es una vista lateral cerrada de una
banda de transferencia intermedia en la cual un adhesivo se aplica
a los extremos superpuestos de un sustrato.
Y la figura 8 es una representación esquemática
de una banda de transferencia intermedia con costura capaz de
formar imágenes en un área de contacto de transferencia.
Aunque los principios de la presente invención se
describen en lo que sigue en conexión con diversas formas
realización, debe sobrentenderse que la presente invención no está
limitada a dichas formas de realización. Por el contrario, la
presente invención pretende cubrir todas las alternativas,
modificaciones y equivalentes que puedan estar incluidas dentro del
espíritu y ámbito de las reivindicaciones adjuntas.
Los principios de la presente invención
suministran una banda de transferencia intermedia con costura que
es apropiada para recibir tóner, incluido sobre la región de la
costura y para la transferencia subsecuente de dicho tóner sobre un
receptor en el procedimiento de producir una imagen final. Dicha
banda de transferencia intermedia es subsecuentemente denominada
como banda de transferencia intermedia con costura capaz de formar
imágenes. Dicha banda comienza con una capa sustrato 10 en la forma
mostrada en la figura 1. En la práctica, dicha capa sustrato es
usualmente semiconductora. El sustrato tiene sus extremos unidos
conjuntamente para formar un miembro continuo usando un adhesivo
aplicado externamente. Alternativamente, el miembro continuo podría
estar formando fundiendo los extremos del sustrato conjuntamente
usando soldadura por calor, soldadura por disolvente u otros
métodos de unión. La región alrededor de los extremos unidos podrá
tener propiedades que son significativamente diferentes de las
regiones alejadas de la región de la costura de la banda unida.
Dichas regiones adyacentes locales se denominarán como la región
del "huelgo".
De forma beneficiosa, los extremos son unidos
usando lengüetas "de corte en forma de puzzle" cortadas
mecánicamente que forman una costura 11. Aunque la costura se
ilustra cómo siendo perpendicular a dos lados paralelos de la capa
sustrato, la costura podría estar en forma de ángulo o inclinada con
respecto a los lados paralelos. Aunque la costura 11 está cortada
en forma de puzzle podría también estar formada de otras formas,
como por ejemplo usando una costura superpuesta (véase la figura
7). Sin embargo, el corte en forma de puzzle es el caso actualmente
preferente. Se hace referencia a las patentes de los Estados Unidos
5.487.707, 5.514.436, 5.549.193, 5.721.032 para información
adicional en las pautas en forma de puzzle. Normalmente, la costura
11 tiene una anchura de aproximadamente 6,35 mm.
La capa sustrato 10 podrá estar fabricada de un
número de materiales diferentes, incluyendo poliésteres,
poliuretanos, poliimidas, cloruros de polivinilo, poliolefinas
(como polietileno y polipropileno) y/o poliamidas (como nilon,
policarbonatos o acrílicos). Si se requiere, el material
seleccionado se modifica por la elección de una carga apropiada, de
forma que la capa sustrato tenga una conductividad eléctrica
deseada. Cargas apropiadas podrán incluir por ejemplo carbón, carbón
Accuflor y/o polianalina. El material de la capa sustrato debería
tener unas características físicas apropiadas para una aplicación
de transferencia intermedia, incluyendo una buena resistencia a la
tracción (módulo de Young, normalmente de 1 x 10^{3} a 1 x
10^{6} newton/m^{2}) resistividad (típicamente inferior a
10^{13} ohm-cm de resistividad volumétrica, de
resistividad lateral mayor de 10^{8} ohm/cuadrado), una
conductividad térmica, una estabilidad térmica, una resistencia a
la flexión y una longevidad a alta temperatura. Más información
respecto a la conductividad eléctrica se da en lo que sigue.
La figura 2 ilustra una pauta de lengüeta cortada
en forma de puzzle. Cada lengüeta comprende un cuello 14 y un nodo
16 que encaja dentro de partes de interbloqueo hembras 15. Las
lengüetas podrán estar formadas usando cualquier técnica de
conformación convencional, como por ejemplo corte con troquel, corte
con láser, o corte con rueda. La lengüeta de interbloqueo encaja de
forma correspondiente para reducir la concentración de esfuerzos
entre los elementos de interbloqueo y para permitir un fácil
desplazamiento alrededor de los miembros curvos, como por ejemplo
los rodillos 12 mostrados en la figura 1. Aunque la figura 2 muestra
una pauta de corte en forma de puzzle, otras pauta son posibles. Se
ha referencia al documento de patente
US-A-5 997 974 o
EP-A-905 570 titulado "Banda
electroestratográfica con costura invisible" para otras pautas
de corte en forma de puzzle.
La figura 3 ilustra las lengüetas cortadas en
forma de puzzle de la figura 2 bloqueadas conjuntamente. El
interbloqueo físico de las lengüeta cortadas en forma de puzzle
podrá requerir presión cuando encajan conjuntamente las lengüeta.
El interbloqueo produce un hueco entre los elementos que encajan
mutuamente que se llama una entalladura 20. En la forma mostrada en
la figura 4 las lengüetas de interbloqueo son mantenidas
conjuntamente usando un adhesivo 22 que rellena la entalladura. El
adhesivo está diseñado para ser compatible física, química,
térmica, mecánica y eléctricamente con el material de la capa
sustrato. Costuras con una entalladura de 25 micrómetros han sido
típicas para una costura con corte de puzzle mientras que una
entalladura menor de aproximadamente 5 micrómetros podrá ser
preferente.
Para ser compatible con el material de la capa
sustrato, el adhesivo debería producir una costura que sea
resistente, lisa y mecánicamente uniforme. La resistencia y
flexibilidad mecánicas de la costura deberían ser tales que la
banda opere satisfactoriamente por al menos 100.000 ciclos, pero
preferentemente más de 1.000.000 de ciclos. Además, los parámetros
topográficos, como por ejemplo la diferencia de altura entre la
costura y las partes sin costura de la capa sustrato y la
distorsión cresta valle de la parte superior y de la parte inferior
de la costura deberán estar por debajo de niveles críticos. Los
niveles de parámetros de topografía aceptables podrán depender de
los factores del sistema, de las propiedades eléctricas del
adhesivo y si se aplica o no un revestimiento a la banda intermedia
una vez que se ha producido la costura, todo lo cual será explicado
en lo que sigue. Sin embargo, la costura debería estar normal y
sustancialmente libre de grandes "baches", "valles" y
otras distorsiones de corta longitud de onda.
En la práctica, el adhesivo 22 debería tener una
viscosidad tal que penetre fácilmente dentro de la entalladura.
Adicionalmente, la energía superficial del adhesivo debería ser
compatible con el material de la capa sustrato, de forma que el
adhesivo monje y se extienda adecuadamente en la entalladura.
Además, el adhesivo debe permanecer flexible y se debe adherir bien
al material de la capa sustrato. Finalmente, el adhesivo debería
tener un escaso encogimiento durante su curado. Prácticas de
fabricación apropiadas deberían usarse para prevenir perturbaciones
excesivas de largas longitudes de onda y cortas longitudes de onda.
Como ejemplo, el adhesivo podrá ser un adhesivo fundido en caliente
que es calentado y presionado dentro de la costura, de forma que el
adhesivo se aplana, haciéndose mecánicamente uniforme, en lo
posible, con la capa sustrato 10. Alternativamente, el adhesivo debe
ser un material similar a epoxi, adhesivos que se puede curar por
UV, incluyendo epoxis acrílicos, polivinilbutiral, o similares.
Además, el "adhesivo" podrá ser sustancialmente el propio
material de sustrato, bien aplicado durante una etapa de aplicación
de adhesivo separada o fundiendo los dos extremos lo suficiente
para originar la adhesión de los elementos que concuerdan
mutuamente. Tras la aplicación del adhesivo, la costura podrá ser
acabada mediante, pulido con rueda de trapo, lijado o micropulido
para conseguir una topografía suave.
Conseguir una topografía suave es importante para
una banda de transferencia intermedia con costura capaz de formar
imágenes. Como se ha explicado previamente, topografías
suficientemente lisas a corta longitud onda y larga longitud de
onda se requieren en el lado portador del tóner 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 en la costura de
cortas longitudes de onda para el lado posterior de la banda
deberían ser menores de 10 micrómetros para evitar problemas de
transferencia. En el lado portador del tóner las perturbaciones en
la costura de cortas longitudes de onda deberían ser menores de 10
micrómetros, más preferentemente menores de aproximadamente 5
micrómetros, y más preferentemente menores de 1 micrómetro. Si se
utiliza un sistema de limpieza por cuchilla, una superficie
portadora del tóner más lisa, se considera preferente unas
perturbaciones de la costura a cortas longitudes de onda de 1
micrómetro. En resumen, la topografía de la costura para una banda
de transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes
debería ser preferentemente sustancialmente la misma que la
topografía de la banda en regiones alejadas de la costura. Sin
embargo, podrá tolerarse algún grado de topografía degradada de la
costura en tanto en cuanto la topografía de la costura esté dentro
del las limitaciones permitidas para una aplicación particular. Por
lo tanto, aunque los parámetros de topografía de la costura
explicados previamente son una guía razonable, los parámetros reales
serán determinados mejor de forma experimental para una aplicación
particular.
Las propiedades eléctricas relativas del adhesivo
y el sustrato son muy importantes a causa de que afectan
significativamente las características de transferencia de la
costura resultante en comparación con las características de
transferencia del resto de la banda. Por lo tanto, el adhesivo
debería producir una costura que tenga propiedades eléctricas que
se correspondan con las de la capa sustrato. Es decir, en
condiciones operativas una costura debería crear un campo de
transferencia electrostática en las zonas de transferencia del tóner
que estén dentro de al menos el 20%, preferentemente dentro del
10%, del campo de transferencia electrostático que está presente
para el resto de la banda. Idealmente, las propiedades eléctricas
de la costura son sustancialmente las mismas que la capa sustrato y
tienen sustancialmente la misma dependencia de las propiedades
eléctricas que el sustrato de todos los factores importantes, como
por ejemplo el medio ambiente, el campo aplicado y el
envejecimiento. Sin embargo, diferencias significativas en las
propiedades eléctricas podrían permitir algunas condiciones de la
banda capaz de formar imágenes en la forma explicada
subsecuentemente. Las propiedades eléctricas del adhesivo podrán
complementarse mezclando cargas o aditivos con el adhesivo. Por
ejemplo, un adhesivo podrá contener plata, óxido de estaño indio,
CuI, SnO_{2}, TCNQ, Quinoline, negro de humo, NiO y/o complejos
iónicos como sales de amonio cuaternario, óxidos metálicos, grafito
y cargas conductoras.
Con el adhesivo en la costura cortada en forma de
puzzle, se aplica en uno o más revestimientos usando procesos
convencionales, como por ejemplo revestimientos por inmersión,
revestimientos por flujo y revestimientos por pulverización. En la
forma mostrada en la figura 5, una banda 40 de transferencia
intermedia con costura capaz de formar imágenes podrá tener un
revestimiento 38 que esté compuesto del propio adhesivo 22. Sin
embargo, dado que las bandas de transferencia intermedia tienen
unos requerimientos de liberación del tóner estrictos, podrá ser
deseable usar un revestimiento 42 de liberación especial sobre la
capa sustratos 10 y sobre el adhesivo 22, en la forma mostrada
recortada en la figura 6. Una capa o capas de revestimiento
adicionales podrán ser ventajosas por diversas razones. Un
revestimiento podrá reforzar la resistencia de la costura. También
podrá reducir las perturbaciones del campo de transferencia
electrostático originados por acoplamientos entre las propiedades
eléctricas del adhesivo y el sustratos. Los revestimientos podrán
asegurar que también la fricción y las propiedades de liberación
del tóner en la región de la costura son las mismas que sobre el
resto de la banda. Esto incrementa el rango de adhesivos adaptables
y previene las diferencias en transferencia y limpieza que podrían
ocurrir en caso contrario. Finalmente, los revestimientos podrán
alisar la región de la costura y reducir de dicha forma los
problemas topográficos de la costura. Sin embargo, los
revestimientos incrementan el coste y la complejidad de la
fabricación de una banda de transferencia intermedia con costura
capaz de formar imágenes.
Mientras que anteriormente se ha descrito el uso
de lengüetas cortadas tipo puzzle, los principios de la presente
invención se pueden poner en la práctica con otros tipos de
uniones. Por ejemplo, la figura 7 ilustra una vista recortada de
una banda 60 de transferencia intermedia. Dicha banda incluye una
capa sustrato 62 que tiene unos extremos 64 y 66 que se superponen.
Entre la superposición, y extendiéndose sobre la parte superior e
inferior de la capa sustrato, se encuentra un adhesivo 68. De forma
beneficiosa, el adhesivo se ahusada alejándose del área de
superposición, de forma que se realizará una transición suave. Una
transición suave es necesaria para evitar los problemas de
topografía explicados anteriormente, y también para mejorar las
características mecánicas de la banda de 60 de transferencia
intermedia cuando pasa sobre un área de contacto. Sobre el lado
superior de la banda existe un revestimiento 70.
Los revestimientos explicados con referencia a
las figuras 5 a 7, de forma beneficiosa tienen unas características
de baja fricción y buena liberación del tóner para permitir una
buena transferencia y limpieza. Un coeficiente de fricción menor de
aproximadamente 1,0, y preferentemente menor de 0,5 es apropiado.
Materiales de revestimiento preferentes incluyen materiales de baja
energía superficial libre, como por ejemplo fluoropolímeros TEFLON
(marca registrada), incluyendo copolímeros de propileno etileno
fluorinados (FEP), politetrafluoroetileno (PTFE), polifluoroalcoxy
politetrafluoroetileno (PFA TEFLON (marca registrada)),
fluoroelastómeros como los comercializados por DuPont con la marca
comercial VITON (marca registrada), y materiales de silicona como
fluorosiliconas cauchos de silicona.
Con referencia de nuevo la figura 6, en una forma
de realización preferente de la banda 41 de transferencia
intermedia, la capa sustrato 10, el adhesivo 22 y el revestimiento
42 son todos semiconductores. En sistemas de transferencia
intermedia, una carga significativa se deposita sobre la banda
cuando pasa a través de una zona de transferencia. Si la
resistividad del revestimiento es demasiado alta, la caída de
tensión a través del revestimiento crecerá tras cada una de las
pasadas sucesivas a través de la zona de transferencia. Esto podrá
interferir de forma adversa con el rendimiento de la transferencia.
Un revestimiento de baja resistividad suficiente podrá disipar la
caída de tensión a través del grosor del revestimiento, vía
conducción durante el tiempo de parada entre pasadas sucesivas a
través de las zonas de transferencia del tóner. La resistividad
preferente pc para esta disipación de carga deseada depende del
"tiempo de relajación de la carga cíclica". El tiempo de
relajación de la carga cíclica T_{pcyC} debería ser
preferentemente menor que una característica de "tiempo de parada
cíclica" T_{dcy} que señala el tiempo que una sección de la
banda de transferencia intermedia requiere para desplazarse entre
zonas de transferencia sucesivas. El tiempo de parada cíclica es la
distancia entre transferencias sucesivas dividido por la velocidad
de la banda.
Si la resistividad del revestimiento es
independiente del campo aplicado, el decaimiento exponencial de la
carga a través del grosor del revestimiento se producirá y
T_{pcyC} es dado por T_{pcyC} = K_{C}p_{C}e_{0}, donde
K_{C} es la constante dieléctrica del revestimiento, pc es la
resistividad volumétrica del grosor del revestimiento y eo es la
permeabilidad del aire. Si se producen cambios en la resistividad
del revestimiento con el campo aplicado no se producirá un
decaimiento de la carga exponencial simple. Sin embargo, como una
aproximación, las característica en el tiempo de relajación de la
carga cíclica característica podrán usarse en la expresión
T_{pcyC} = K_{C}p_{C}e_{0}, que podrá ser útil si la
resistividad del revestimiento se especifica a un campo de interés
aplicado que evite una caída de tensión demasiado grande a través
del grosor. Para materiales de revestimiento que tienen una
resistividad sensible al campo, la resistividad del revestimiento
que debería usare en la expresión de relajación de la carga cíclica
debería ser preferentemente la determinada a un campo aplicado
correspondiente a menos de 100 voltios y más preferentemente a menos
de 10 voltios a través del grosor de revestimiento. Una
resistividad suficientemente baja en tales campos asegurará que
existirá una baja caída detención a través de revestimiento. Como
ejemplo, si un revestimiento tiene K_{C} = 3, un sistema de
trasferencia intermedia con una velocidad de proceso próxima a 25,4
cm/s y una distancia entre trasferencia sucesivas de alrededor de
25,4 cm, la resistividad del revestimiento para la disipación de la
carga debería ser de aproximadamente pc menor de 3,8 10^{12}
ohm-cm. Para una velocidad de proceso diferente
próxima a 7,62 cm y con las demás condiciones similares, la
resistividad del revestimiento para la disipación de la carga
debería ser preferentemente de aproximadamente pc menor de
10^{13} ohm-cm. Resistividades de revestimiento
próximas al rango superior de los límites de alta resistividad son
principalmente aceptables cuando el grosor dieléctrico del
revestimiento D_{C} es suficientemente pequeño, preferentemente
menor de aproximadamente 25 micrómetros. El grosor dieléctrico de
un revestimiento es el grosor de revestimiento real dividido por la
constante dieléctrica del revestimiento K_{C}. Como se explicará
en lo que sigue, revestimientos gruesos podrán introducir problemas
de trasferencia adicionales, y revestimientos gruesos tienden a
trabajar mejor con una resistividad menor que los límites superiores
explicados hasta el momento.
Un revestimiento suficientemente grueso, por
ejemplo un grosor que es al menos comparable a aproximadamente la
mitad del huelgo de la entalladura y preferentemente algo mayor que
el tamaño del huelgo de la entalladura de la costura, podrán
permitir algunas condiciones de la banda capaz de formar imágenes
que no permitirían en otro caso. Como se explicará adicionalmente en
lo que sigue, grosores de revestimiento mayores tienden a
"ocultar" el efecto de las propiedades eléctricas del adhesivo
en otros casos inaceptables. Esto es a causa del efecto perturbador
sobre los campos electrostáticos de las propiedades eléctricas del
huelgo de la banda tienden a hacerse menor con la distancia desde
el huelgo de la banda. Los detalles de esto se explicarán en más
tarde. Por ahora debe hacerse notar que podrá haber un interés en
usar revestimientos gruesos para permitir ciertas condiciones de la
banda capaz de formar imágenes opcionales.
Podrá haber rangos de la resistividad de
revestimiento más preferentes si el grosor dieléctrico del
revestimiento D_{c} es mayor, por ejemplo normalmente si D_{C}
es próximo o algo mayor que aproximadamente 25 micrómetros. Si la
resistividad del revestimiento está por encima de un valor crítico,
el revestimiento comenzará a comportarse de forma similar a un
"aislante" durante el tiempo de parada próximo a las áreas de
contacto de trasferencia. Por lo tanto, como es bien conocido en la
técnica de la electrostática, la caída de tensión a través del
revestimiento en el área de contacto de transferencia se
incrementará al incrementarse el grosor dieléctrico del
revestimiento. Por lo tanto, para conseguir el mismo campo de
trasferencia actuando sobre el tóner, las tensiones aplicadas sobre
el dispositivo de generación del campo de trasferencia tendrán que
incrementarse a medida que el grosor dieléctrico del revestimiento
se incrementa para compensar las altas caída de tensión a través
del revestimiento. Altas tensiones en los dispositivos de generación
del campo de trasferencia no son deseadas dado que podrán tensionar
el sistema de forma relativa para originar campos más altos no
deseados en la región anterior al área de contacto de trasferencia,
que tienden a añadir costes al suministro eléctrico y en extremos
demasiados altos de tensiones podrán conducir a tensiones
indeseadas en las distancias libres necesarias para evitar problemas
de formación de arcos. Por lo tanto, si el grosor dieléctrico del
revestimiento es demasiado alto entonces la resistividad del
revestimiento es también es demasiado alta, las tensiones aplicadas
podrán ser mayores que las deseadas. Si la resistividad del
revestimiento es menor que un valor crítico, la conducción de
cargas a través del grosor del revestimiento durante el tiempo de
parada del área de contacto de trasferencia reduce las caídas de
tensión a través del revestimiento durante el tiempo de parada del
área de contacto de trasferencia. De dicha forma, el uso de una
resistividad del revestimiento suficientemente baja podrá evitar el
problema de tensiones de trasferencia indeseablemente grandes a
pesar de grosores dieléctricos del revestimiento relativamente
grandes.
La condición para una resistividad del
revestimiento suficientemente baja podrá estimarse por la condición
que un "tiempo de relajación de la carga del área de contacto"
característico para el flujo de la carga a través del grosor del
revestimiento en el área de contacto de trasferencia T_{pnipC} es
al menos comparable y es preferentemente menor que un "tiempo de
parada del área de contacto" eficaz característico que una
sección de la banda intermedia se expande próximo a y en el área de
contacto del dispositivo de generación del campo de trasferencia
T_{dnip}. El tiempo de parada del área de contacto T_{dnip}
podrá estimarse como la anchura W del área de contacto eficaz en el
proceso de dirección de desplazamiento de la región del campo
próxima al dispositivo de generación de campo polarizado en el área
de contacto de trasferencia cuando los campos se están acumulando,
dividido por la velocidad de la banda intermedia. Para un
dispositivo de generación de campo del rodillo polarizado, la
anchura W eficaz del área de contacto se estima como el tamaño de
la anchura del área de contacto del rodillo más las anchuras en las
regiones anterior y posterior al área de contacto donde los huelgos
de aire anteriores y posteriores al área de contacto son de
aproximadamente 50 micrómetros. Para un dispositivo de generación
de corona simple, la anchura W eficaz del área de contacto se
estima como la anchura del perfil de las densidades de corriente
corona. Para un sistema de corotron, el parámetro T_{pnipC} se
estima de la ecuación T_{pnip} = K_{C}p_{C}e_{0}. Para un
sistema de área de contacto polarizado, el parámetro T_{pnip} se
estima de la relación T_{pnip} = K_{C}p_{C}e_{0}[1 +
D_{C}/\SigmaD_{1}], donde \SigmaD_{1} es la suma del
grosor dieléctrico del tóner, capa de aire y otras capas aislantes
distintas al revestimiento dentro del área de contacto de
trasferencia. Para revestimientos que tienden una resistividad
independiente del campo, la resistividad del revestimiento usada
estimada se determinaría normalmente en un campo correspondiente
menor de 100 voltios y más preferentemente alrededor de 10 voltios,
a través del grosor del revestimiento. Como ejemplo, con un rodillo
polarizado una anchura del área de contacto eficaz típica es de
aproximadamente 2,54 mm y el parámetro \SigmaD_{1} es
normalmente de alrededor de 20 micrómetros. Por ejemplo a una
velocidad de proceso de 25,4 cm/s y con un revestimiento con una
constante dieléctrica K = 3, una resistividad deseada para evitar
altas caídas de tensión a través de un revestimiento de un grosor de
150 micrómetros es de aproximadamente menor o igual a 1 x 10^{10}
ohm-cm. Como otro ejemplo, para un revestimiento de
un grosor de 25 micrómetros y parámetros en otras formas similares
al ejemplo previo, una resistividad deseada para evitar caídas de
tensiones significativas a través del revestimiento durante el
tiempo de parada de transferencia es de aproximadamente menor o
igual 3 x 10^{10} ohm-cm. Para este último
ejemplo, si la velocidad del proceso es de 7,62 cm/s, una
resistividad del revestimiento deseada para evitar caídas de
tensiones significativas a través del revestimiento durante el
tiempo de parada del área de contacto de transferencia es de
aproximadamente menor o igual a 10^{11} ohm-cm.
Con un revestimiento que tiene un "tiempo de relajación de la
carga" del área de contacto menor que un "tiempo de parada del
área de contacto" eficaz característico existen limitaciones
mínimas respecto del grosor del revestimiento. De los ejemplos, si
se usa un revestimiento con un grosor dieléctrico moderadamente
alto, la mayoría de los sistemas prefieren normalmente una
resistividad del revestimiento menor de aproximadamente 10^{11}
ohm-cm y más preferentemente prefieren una
resistividad del revestimiento menor de aproximadamente 10^{10}
ohm-cm si se usa un revestimiento con un grosor
dieléctrico muy alto.
En la explicación anterior y en otras
explicaciones de las propiedades eléctricas en la presente patente,
las resistividades están diferenciadas. Sin embargo, normalmente
una característica más fundamental son los "tiempos de relajación
de la carga". Los tiempos de relajación de la carga se pueden
medir directamente en un sistema usando técnicas conocidas en la
técnica de la electrostática y los tiempos de relajación de la
carga podrán ser una forma más preferente de especificar las
propiedades eléctricas apropiadas para bandas de transferencia
intermedias con costuras capaces de formar imágenes.
Los rangos de resistividad anteriormente
definidos donde el "tiempo de relajación de la carga del área de
contacto" es menor que el "tiempo de parada del área de
contacto" eficaz característico es también una propiedad
eléctrica deseable de un adhesivo de la costura cuando se produce
un rebosamiento significativo de adhesivo sobre la capa sustrato.
Las expresiones dadas previamente para el tiempo de relajación del
área de contacto estimado son las mismas a las del rebosamiento del
adhesivo si la resistividad p_{OA}, el grosor dieléctrico
D_{OA} y la constante dieléctrica K_{OA} del rebosamiento se
usan en vez de la resistividad y de la constante dieléctrica del
revestimiento.
Para comprender los efectos indeseables de un
derrame de adhesivo de alta resistividad, se hace referencia de
nuevo a la figura 5 que muestra un derrame de adhesivo en la parte
posterior de una banda. El derrame de adhesivo añade un grosor de
adhesivo en la región de la costura que no está presente alejándose
de la costura. Si la resistividad del adhesivo p_{OA} es
demasiado alta, el adhesivo actúa como un "aislante" durante
el tiempo de parada característico invertido en la región de
generación del campo de transferencia dentro del área de contacto de
transferencia, y ocasionará una caída de tensión significativa a
través del adhesivo en el área de contacto de transferencia. Como
es conocido la técnica electrostática, la caída de tensión a través
de un adhesivo "aislante" de alta resistividad se incrementará
al incrementarse el grosor dieléctrico D_{OA} del derrame. Esto
reduce la caída de tensión a través del tóner y por lo tanto reduce
el campo de transferencia en la región del derrame. Con grosores
dieléctricos D_{OA} demasiado altos, la perturbación en el campo
de transferencia en la región del derrame debida a un derrame
"aislante" de alta resistividad excede el nivel del 10% que es
normalmente preferido para una banda de transferencia intermedia
con costura capaz de formar imágenes. Sin embargo, si el "tiempo
de relajación de la carga en el área de contacto" del derrame
T_{pnipOA} es menor que el "tiempo de parada del área de
contacto" eficaz característico T_{dnip} para el sistema de
transferencia, la caída de tensión a través del derrame será
pequeña. Por lo tanto, la condición de resistividad definida por la
condición de derrame en la que el "tiempo de relajación de la
carga en el área de contacto" es menor que el "tiempo de
parada del área de contacto" de transferencia efectiva,
T_{pnipOA} << T_{dnip} es más preferente en sistemas de
banda de transferencia intermedia con costura capaz de formar
imágenes que tienen un significante derrame del adhesivo. Esto es
significativo dado que del derrame de adhesivo es beneficioso
porque incrementa la resistencia de la banda.
Aunque revestimientos conductores en los rangos
de resistividad mencionados anteriormente son útiles y preferentes
para la mayor parte de sistemas de trasferencia intermedios con
costura capaz de formar imágenes, los sistemas con costura capaz de
formar imágenes podrán tener también revestimientos de resistividad
relativa mayores y materiales adhesivos de la costura que los
explicados anteriormente, con algunas limitaciones. En algunos
sistemas de trasferencia intermedia, el uso de revestimientos con
resistividades mayores tiene algunas ventajas. Por ejemplo,
materiales con alta resistividad relativa que tienen buenas
propiedades de liberación del tóner y costes bajos están a menudo
más disponibles que materiales que tienen algún grado de control
eléctrico. Como otro ejemplo, los revestimientos con alta
resistividad relativa que tienen altas fuerzas dieléctricas podrán
eliminar sustancialmente las cuestiones de cortocircuito, incluso
cuando la capa sustrato de la banda intermedia es relativamente
conductora. Esto es útil en sistemas que usan una capa sustrato en
la que la resistividad es apropiada en bajos campos aplicados pero
que tenga una resistividad indeseablemente baja en condiciones de
altos campos de aplicación, por ejemplo de 500 a 1000 voltios de
caída de tensión a través de la banda. Un revestimiento de alta
resistividad suficiente podrá reducir las cuestiones de
cortocircuito en el área de contacto de trasferencia al incrementar
la resistencia compuesta en el área de contacto de trasferencia.
Si un "tiempo de relajación de la carga
cíclico", T_{pcyC} del revestimiento es mucho mayor que el
"tiempo de parada cíclico" T_{dcy} característico para
sistemas de trasferencia intermedia, entonces el revestimiento
comenzará a comportarse como un "aislante" durante el tiempo
de parada cíclico. Por lo tanto, la carga crecerá en el
revestimiento "aislante" después de cada zona de trasferencia.
Esta acumulación de carga podrá originar problemas de trasferencia
en zonas de trasferencias subsecuentes si la caída de tensión a
través del revestimiento es demasiado alta. También, la reposición
de la carga en el lado del revestimiento una vez que pasa a través
de las zonas de trasferencia es generalmente debido a roturas de
aire en la zonas de trasferencia que podrán ser parcialmente no
uniformes. Esto podrá originar problemas de trasferencia
adicionales con revestimientos de muy alta resistividad,
especialmente si la caída de tensión a través del revestimiento es
grande. Sin embargo, es conocido en la técnica electrostática que
la caída de tensión a través del revestimiento es proporcional al
grosor dieléctrico del revestimiento, D_{C}. Por lo tanto, un
revestimiento con bajo grosor dieléctrico podrá reducir los
problemas de trasferencia relacionados con revestimientos de muy
alta resistividad. Además, la uniformidad y magnitud de la carga en
el revestimiento podrá mejorarse parcialmente usando dispositivos
de nivelación de la carga de corona conocidos en la técnica, como
corotrones y escorotrones. Por lo tanto, la combinación de grosores
dieléctricos de revestimiento "suficientemente pequeñas",
típicamente D_{C} < 25 micrómetros y más preferentemente
menores de aproximadamente 10 micrómetros, y el uso de dispositivos
de neutralización de la carga podrán permitir el uso de
revestimientos relativamente aislantes.
Si se aplica más de una capa de revestimiento a
una banda de transferencia intermedia con costura capaz de formar
imágenes, las propiedades de cada capa deben tomarse en
consideración. La suma de las contribuciones de las capas
individuales en el grosor dieléctrico eficaz del revestimiento
compuesto debería cumplir los niveles de grosores dielécticos
preferentes. Por ejemplo si T_{pcyC} >> T_{dcy} se aplica
para todas las capas, entonces todas las capas se comportan como
"aislantes" y los valores de los grosores dielécticos
explicados previamente se aplican a la "suma de los grosores
dielécticos" de cada una de las capas individuales. La suma de
los grosores dielécticos individuales (grosores divididos por la
constante dieléctrica) de las capas debería estar normalmente en
menos de aproximadamente 25 micrómetros, y más preferentemente
deberían ser menores de aproximadamente 10 micrómetros para un
revestimiento de grosor dieléctrico de alta resistividad en el
sistema de transferencia intermedia de múltiples colores. Con
revestimientos multicapa también será posible que alguna de las
capas tengan una resistividad suficientemente alta para comportarse
como "aislante" mientras que algunas de las capas podrán tener
una resistividad suficientemente baja que no tenga una caída de
tensión significativa a través de dicho grosor de la capa. Si la
condición T_{pcyC} >> T_{dcy} se aplica a cualquiera de
las capas, dichas capas se comportan como relativamente aislantes
durante el tiempo de parada cíclico y dicho grosor dieléctrico de
la capa debería añadirse al grosor dieléctrico eficaz total. Si la
condición explicada previamente
T_{pnipC} << T_{dnip} se aplica para cualquier otra capa, dicha capa no experimentará sustancialmente caída de tensión a través de la misma una vez que el tiempo de parada cíclico y dicho grosor dieléctrico de la capa debería tomarse como efectivamente cero a objeto de las cuestiones de área de contacto de transferencia explicadas previamente originados por altos grosores dieléctricos. Las condiciones entre dichos extremos se deducen de dichos ejemplos.
T_{pnipC} << T_{dnip} se aplica para cualquier otra capa, dicha capa no experimentará sustancialmente caída de tensión a través de la misma una vez que el tiempo de parada cíclico y dicho grosor dieléctrico de la capa debería tomarse como efectivamente cero a objeto de las cuestiones de área de contacto de transferencia explicadas previamente originados por altos grosores dieléctricos. Las condiciones entre dichos extremos se deducen de dichos ejemplos.
Se considera importante elegir un adhesivo de la
costura que tenga propiedades eléctricas que estén en "buena
correspondencia" con las propiedades eléctricas de la capa
sustrato. Buena correspondencia no significa "las mismas"
propiedades eléctricas. Por el contrario, una buena correspondencia
implica que las propiedades eléctricas producen unas perturbaciones
de campo suficientemente bajas alrededor de la costura para
permitir que el tóner será transferido sobre una región de la
costura y desprendido de la misma sin una degradación significativa
de la imagen transferida. Como se ha explicado previamente, esto
normalmente significa que el campo de transferencia en la región de
la costura debería estar dentro del 20%, y más preferentemente
debería estar dentro del 10% del campo de transferencia en regiones
alejadas de la costura.
Para comprender buena correspondencia es útil
usar las características descritas previamente de "tiempos de
relajación de la carga en el área de contacto" y "tiempos de
parada del área de contacto" característicos. Las relaciones de
resistividad deseadas entre el sustrato y el adhesivo dependen de
diversos parámetros del sistema que están mejor determinados a
partir de dichos tiempos característicos. El tiempo de relajación
de la carga en el área de contacto del sustrato alejada del huelgo
de la costura T_{pnipS} es de interés dado que influencia los
campos de transferencia que están presentes "alejados" de la
costura. Normalmente, "alejados" de la costura significará
normalmente distancias de la costura a lo largo de la superficie de
la banda que son mucho mayores que el tamaño de la región de la
costura que tiene propiedades eléctricas perturbadas con relación a
la región alejada. Por ejemplo en una costura capaz de formar
imágenes cortada en forma de puzzle si el adhesivo en el huelgo de
entalladura de la costura tiene propiedades eléctricas perturbadas
con relación al sustrato y a los "pétalos" del corte en forma
de puzzle del sustrato circundantes tienen las mismas propiedades
eléctricas que el material del sustrato alejado de la costura,
"alejado" significará distancias mucho mayores que el huelgo
de la entalladura del corte en forma de puzzle. Por otra parte, si
las propiedades eléctricas de los pétalos cortados en forma de
puzzle del sustrato circundante con las regiones cercanas de la
costura son perturbadas con relación a la región alejada,
"alejada" significará distancias mucho mayores que el tamaño
de dicha región perturbada. Dichas perturbaciones de las regiones
circundantes o próximas al sustrato de la costura podrán a veces
producirse por ejemplo debido a parámetros de proceso de la costura
químicos, mecánicos o de otra índole, como por ejemplo el
calentamiento local que pueda ser usado para conseguir una buena
adhesión de unión de la costura. A distancias "alejadas" de la
región eléctrica perturbada de la costura, las perturbaciones de
los campos de transferencia debidos a propiedades eléctricas
perturbadas de la región de la costura son genéricamente pequeños.
El parámetro T_{pnipS} que es el tiempo de relajación de la carga
característico que se requiere en el área de contacto de
transferencia para que la caída de tensión atraviese el grosor de
la capa sustrato debida a la conducción de la carga a través del
grosor del sustrato. Las expresiones aproximadas para T_{pnipS}
son las mismas que las descritas durante la explicación del
decaimiento de la carga a través del grosor del revestimiento. La
resistividad del sustrato p_{s}, el grosor dieléctrico D_{s} y
la constante dieléctrica K_{s} se sustituyen ahora para las
propiedades del revestimiento correspondientes explicadas
previamente. Las explicaciones previas de la influencia de la
resistividad dependientes del campo se aplican también aquí para
tanto en sustratos como los materiales de adhesivo.
La transferencia del tóner sobre la banda de
transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes se
explica con ayuda de la figura 8, que ilustra una situación
casielectrostática con un área de contacto de transferencia. Era la
forma mostrada, un fotorreceptor comprende un conductor 80 de
tierra y una superficie fotoconductora 82 que retiene una capa de
tóner compuesta de partículas de tóner 84. Separado de la capa de
tóner por un espacio de aire 86 se encuentra una banda 41 de
transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes (se
hace referencia a la figura 6) que descansa sobre un rodillo
conductor 88. Los campos de transferencia en la región de la costura
están influenciados por el tiempo T_{pgap} de relajación de la
costura característico. Este es el tiempo característico que
requiere una carga para fluir a través del adhesivo 48 en el huelgo
20 de la costura. La descripción del tiempo T_{pgap} de
relajación de la carga en el huelgo de la costura es algo más
complejo que para la región del sustrato alejada de la costura a
causa de las dimensiones del huelgo de la costura son típicamente
comparables al grosor del sustrato. Aproximaciones de placa
paralela simple podrán haber sido utilizadas para los tiempos de
relajación aproximados de las capas de materiales intermedios
alejadas de la costura, pero esta simple aproximación no se aplica
alrededor del huelgo de la costura. La relajación de la carga
característica en el área de contacto a través del huelgo de la
costura es aún proporcionan a la resistividad del adhesivo. Sin
embargo, el tiempo de relajación de la carga del área de contacto
para el adhesivo en la pequeña región del huelgo de la costura está
algo influenciado por las propiedades circundantes del sustrato y
por la geometría de la costura. En general, necesita determinarse
usando medidas o cálculos numéricos.
Si el tiempo de relajación de la carga del
sustrato del área de contacto alejada de la costura es mucho menor
que el tiempo de parada del área de contacto, es decir si
T_{pnipS} << T_{dnip}, no habrá sustancialmente caída de
tensión a través del sustrato 10 durante el tiempo de parada en el
área de contacto de transferencia en las regiones de la banda a
alejadas de la costura (\DeltaV_{S} = 0. Esto es debido a la
conducción a través del sustrato durante el tiempo de parada del
área de contacto. Por otra parte, si el tiempo de relajación de la
carga para el adhesivo en la región de separación de la costura es
mucho mayor que el tiempo de parada del área de contacto, es decir
si T_{pgap} >> T_{dnip}, entonces el adhesivo 48 comienza
a comportarse como un "aislante" durante el tiempo de parada
del área de contacto de transferencia. Entonces, podrá haber una
caída significativa de la tensión \DeltaV_{gap} a través del
adhesivo en el huelgo de la costura durante el tiempo de parada. De
dicha forma, la caída de tensión a través de la banda de
transferencia intermedia será algo mayor en la región de la costura
que en las regiones alejadas de la región de la costura. Por lo
tanto, se deduce que el campo de transferencia será menor en la
región del huelgo de la costura que en la regiones alejadas de la
costura. Como explicará a continuación, si las propiedades
eléctricas están o no en "buena correspondencia" para este caso
podrán depender de factores tales como la constante dieléctrica del
material de adhesivo K_{A}, la anchura del huelgo de la
entalladura y el grosor del revestimiento.
Si el tiempo de relajación de la carga del área
de contacto sustrato alejada de la costura es mucho mayor que el
tiempo de parada del área de contacto, es decir si T_{pnipS}
>> T_{dnip}, se producirá entonces una caída de tensión
\DeltaV_{S} a través del sustrato durante el tiempo de parada en
las regiones del área de contacto de transferencia alejadas de la
costura. La caída de tensión a través del sustrato es proporcional
al grosor dieléctrico D_{S} del sustrato. Sin embargo, si el
tiempo de relajación de la carga para el adhesivo 48 es mucho menor
que el tiempo de parada del área de contacto, es decir si
T_{pgap} << T_{dnip}, entonces debido a la conducción no
existirá sustancialmente caída de tensión a través del adhesivo
durante el tiempo de parada (\DeltaV_{gap} = 0). En este caso,
se deduce que el campo de transferencia será algo mayor en la
región del huelgo de la costura en las regiones alejadas del área
de contacto. Las propiedades eléctricas del adhesivo no están de
dicha forma en "buena correspondencia" con las propiedades
eléctricas del sustrato. Si las propiedades eléctricas están o no en
buena correspondencia podrá depender de la constante dieléctrica
del material del sustrato, el huelgo de la entalladura y el grosor
del revestimiento.
Si el tiempo de relajación de la carga del área
de contacto del sustrato alejada de la costura es mucho menor que
el tiempo de parada del área de contacto, es decir si T_{pnipS}
<< T_{dnip}, no existirá de nuevo caída de tensión
sustancial a través del sustrato (\DeltaV_{S} = 0) durante el
tiempo de parada en las regiones de la banda alejadas de la
costura. Pero, si el tiempo de relajación de la carga para el
adhesivo en la reacción del huelgo de la costura es mucho menor que
el tiempo de parada del área de contacto, es decir si T_{pgap}
<< T_{dnip}, entonces no existirá tampoco una caída de
tensión sustancial (\DeltaV_{gap} = 0) a través del adhesivo
durante el tiempo de parada en el área de contacto de
transferencia. En este caso, la caída de tensión a través de la
región del huelgo la costura y la caída de tensión a través de las
regiones del sustrato alejadas de la costura son aproximadamente
las mismas (próximas a cero) en el área de contacto de
transferencia. Por lo tanto, los campos de transferencia, E_{far}
y E_{gap} en dichas dos regiones son sustancialmente los mismos.
En este caso, las propiedades eléctricas del adhesivo y del
sustrato están dentro de las condiciones precedentes de "buena
correspondencia". Se hace notar que en este caso, las propiedades
eléctricas del adhesivo y del sustrato podrán ser muy diferentes y
todavía está en el régimen más favorable de "buena
correspondencia". Principalmente, estar en "buena
correspondencia" en las resistividades del adhesivo y del
sustrato de la costura podrán ser significativamente diferentes en
tanto en cuanto esté en ambas por debajo de un nivel de umbral.
Evidentemente, como se ha explicado anteriormente, un sistema de
transferencia intermediaria podrá tener también limitaciones
adicionales en el límite inferior de la resistividad del material
del sustrato y el adhesivo, debido normalmente a
"cortocircuitos" y problemas de conducción natural. Por lo
tanto, para estar en "buena correspondencia" el sistema
sometido a "cortocircuitos" y problemas de conducción lateral,
las resistividades del adhesivo y del sustrato de la costura
debería estar por debajo de los valores definidos por los tiempos
de transferencia de carga y deberían estar normalmente por encima
de aproximadamente los valores umbral de conducción de cortocircuito
y lateral para el sistema.
Para estimar el tiempo de relajación de la carga
para la región del huelgo de la costura se hace referencia de nuevo
a Figura 8. La parte inferior de una banda de trasferencia
intermedia en la región de la costura del área de contacto de
trasferencia se asume que está súbitamente conmutada del potencial a
tierra a un potencial de polarización fijo en el tiempo = 0. Los
materiales de sustrato y de adhesivo podrán ser entonces tratados
como "dieléctricos en fuga" con una resistencia y capacitancia
en paralelo. Esto es una buena aproximación para la conducta
eléctrica de materiales de transferencia intermedia típicos en los
contactos de transferencia. La caída de tensión a través del centro
de la costura podrá ser calculada numéricamente como una función
del tiempo una vez que la tensión es aplicada para permitir un
estimado del tiempo de relajación de la carga T_{pgap}. Para
huelgos de costura grandes en comparación con el grosor del
sustrato, el tiempo de relajación de la carga para el adhesivo podrá
aproximarse mediante una fórmula de placa paralela simple T_{pA}
= K_{A}p_{A}e_{0}[1+D_{A}/\SigmaD_{1}].
Evidentemente, la aproximación de placa paralela simple podrá
usarse a menudo incluso para pequeños huelgos.
En cualquier caso, el tiempo de relajación de la
carga T_{pgap} puede estimarse numéricamente. Por ejemplo, una
anchura del área de contacto de trasferencia eficaz de 5,08 mm y
una velocidad de 25,4 cm/s da un tiempo de relajación de la carrera
del área de contacto T_{dnip} = 0,020 s. Entonces, unas
resistividades del adhesivo de aproximadamente iguales o menores de
2 x 10^{10} ohm-cm podrán conseguir la condición
T_{pgap} << T_{dnip}. Otro ejemplo, si la velocidad de la
banda se hace descender a 5,08 cm/s, el tiempo de parada es de
T_{dnip} = 0,100 s. La condición T_{pgap} << T_{dnip}
se producirá entonces en resistividades del adhesivo de
aproximadamente iguales o menores de 1 x 10^{11}
ohm-cm. Para muchos sistemas, la condición
T_{pgap} << T_{dnip} se producirá normalmente para
resistividades del adhesivo próximas o por debajo del rango de
resistividades de aproximadamente 10^{10} ohm-cm.
Sin embargo, esto debería estimarse para cada sistema específico.
De dicha forma, esta condición de "buena correspondencia" es
principalmente una condición de un sustrato relativamente
semiconductor con un adhesivo relativamente semiconductor.
Como se ha mencionado anteriormente, las
condiciones T_{pnipS} << T_{dnip} y T_{pgap} <<
T_{dnip} son un régimen preferente para una buena correspondencia
donde los campos de transferencia son sustancialmente los mismos en
la costura y en las regiones alejadas de la costura. Sin embargo,
con objeto de que las propiedades eléctricas del sustrato y el
adhesivo que estén en buena correspondencia bajo todas las
situaciones, dichas condiciones tienen que producirse sobre todo el
rango de variables de las propiedades eléctricas del sustrato y el
adhesivo. Por ejemplo, las condiciones necesitan aplicarse a pesar
de los cambios en las condiciones ambientales, de tolerancia de
fabricación y de envejecimiento de los materiales que se producen
en el sistema de transferencia intermedia. Afortunadamente, las
condiciones para T_{pnipS} << T_{dnip} y T_{pgap}
<< T_{dnip} de buena correspondencia podrán permitir una
tolerancia significativa de la banda de transferencia intermedia
con costura capaz de formar imágenes a pesar de las diferencias en
las propiedades eléctricas de los dos materiales. Por ejemplo, en
un sistema intermedio de banda capaz de formar imágenes donde las
cuestiones de "cortocircuito" requieren mayor o igual 10^{7}
ohm-cm para los materiales de banda de transferencia
intermedia, la resistividad del sustrato y el adhesivo podrán estar
sustancialmente dentro del rango de tolerancia de 10^{7}
ohm-cm a 10^{10} ohm-cm. Para
evitar cuestiones de conducción lateral, la resistividad lateral
debería estar normalmente por encima de 10^{8} ohm/cuadrado,
preferentemente por encima de 10^{10} ohm/cuadrado. En resumen,
las condiciones de "buena correspondencia" de las propiedades
eléctricas del adhesivo y del sustrato de la banda capaz de formar
imágenes definida por T_{pnipS} << T_{dnip} y T_{pgap}
<< T_{dnip} son más favorables debidas a altas tolerancias
para diferencias en la resistividad del sustrato y el adhesivo.
En general, la condición de resistividad del
sustrato definida por T_{pnipS} << T_{dnip} es la más
favorable para bandas de transferencia intermedia con costura capaz
de formar imágenes. Esta condición del sustrato podrá incluso
permitir una tolerancia mayor a la resistividad del adhesivo si la
constante dieléctrica del material de adhesivo está por encima de un
valor crítico. Por ejemplo, esta condición de resistividad del
sustrato podrá permitir al material de adhesivo ser sustancialmente
"aislante" durante el tiempo de parada del área de contacto de
transferencia mientras que se consigue aún la condición deseada de
"buena correspondencia". Para comprender esto, ha de hacerse
notar que un adhesivo relativamente aislante origina alguna caída de
tensión a través del adhesivo, pero la condición del sustrato
preferente no tiene sustancialmente caída de tensión durante el
tiempo de parada del área de contacto transferencia. Esta es una
causa fundamental de la perturbación del campo de transferencia en
la región de la costura. Sin embargo, como es bien conocido en la
técnica electrostática, la caída de tensión a través del adhesivo
"aislante" en el huelgo de la costura también disminuye cuando
incrementa 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 en el espacio de separación podrá hacerse suficientemente
pequeña para conseguir la perturbación del campo menor del 10%
deseada a pesar de la alta resistividad del adhesivo. Por ejemplo,
consideremos un adhesivo relativamente aislante (10^{12}
ohm-cm; T_{pgap} >> T_{dnip}). Si un
sustrato definido por la condición T_{pnipS} << T_{dnip}
se utiliza entonces los adhesivos a aislantes tienen una constante
dieléctrica K_{A} > 12, la perturbación deseada < 10% se
consigue cuando la entalladura es de alrededor de 25 micrómetros.
Se deduce de la explicación anterior que con una entalladura
inferior a 25 micrómetros la perturbación del campo < 10% deseada
podrá conseguirse usando una K_{A} algo menor de 12. Además, para
sistemas que pueden tolerar perturbaciones de campo algo mayores
del 10%, se podrá obtener una buena correspondencia con una K_{A}
menor. Aún, sistemas de banda intermedia con costura capaz de
formar imágenes que deseen operar bajo condiciones de un adhesivo
relativamente aislante explicado anteriormente preferirán
normalmente que la región de la costura tenga una K_{A} mayor de
aproximadamente 5.
Otra limitación en el límite superior de la
resistividad del adhesivo es una acumulación de la carga cíclica.
Una acumulación de la carga cíclica se produce si la resistividad
del adhesivo p_{A} es tan alta que interfiere con la
transferencia subsecuente. Para prevenir esto, el tiempo de
relajación de la carga cíclica del adhesivo debería ser menor que
el tiempo de parada cíclico entre transferencias (T_{pcyA}
<< T_{dcy}). Sin embargo esto añade una tolerancia
significativamente extra para la resistividad del adhesivo de la
costura. Por ejemplo, para extensiones de estimaciones previas, la
resistividad del adhesivo deseada para una costura capaz de formar
imágenes debería estar normalmente alrededor de 10^{13}
ohm-cm para la mayoría de las condiciones del
sistema y deberían estar preferentemente por debajo de
aproximadamente 10^{12} ohm-cm para sistemas con
velocidad del proceso alta que tienen una pequeña distancia entre
las estaciones de formación de imágenes.
En resumen, la condición de "buena
correspondencia" para conseguir perturbaciones de campo
aceptablemente bajas para un sustrato de la costura capaz de formar
imágenes semiconductor definido por T_{pnipS} << T_{dnip}
podrá permitirse una amplia tolerancia para la resistividad del
adhesivo si la resistividad del adhesivo es suficientemente baja
(T_{pgap} << T_{dnip}) e incluso una tolerancia mayor
para la resistividad del adhesivo (hasta un huelgo de la costura
T_{pcy} << T_{dcy}) si la constante dieléctrica del
adhesivo es moderadamente alta, normalmente K_{a} > 5.
Un efecto similar de la constante dieléctrica se
puede producir para la correspondencia T_{pnipS} >>
T_{dnip} y T_{pgap} << T_{dnip} de la propiedad
eléctrica no favorable. En este caso, la resistividad del sustrato
es lo suficientemente alta para que se comporte sustancialmente
como un "aislante" durante el tiempo de parada de
trasferencia, pero el adhesivo tiene una resistividad
suficientemente baja, de forma que no existe sustancialmente caída
de tensión a través del huelgo de la costura. De forma similar a la
explicación anterior, la caída de tensión a través del sustrato se
volverá más pequeña a medida que la constante dieléctrica del
sustrato se vuelve mayor en estimaciones de la perturbación del
campo para este caso como función de la constante dieléctrica
K_{s} del sustrato sugiere que con objeto de conseguir la
perturbación deseada del campo < 10%, se desea a una K_{s} muy
alta. La K_{s} deseada para una perturbación baja de campo, y por
lo tanto una correspondencia buena aceptablemente de las
propiedades eléctricas podría ser normalmente mayor de
aproximadamente 25 bajo algunas condiciones extremas de una capa de
revestimiento muy delgada como por ejemplo una capa de 5 micrómetros
de grosor, bajo una condición de un desigualdad muy grande de las
resistividades del sustrato y la costura. La K_{s} deseada para
conseguir una buena correspondencia de las propiedades eléctricas
para este caso disminuye con por ejemplo que a medida que se
incrementa el grosor de revestimiento, pero la K_{s} deseada es
normalmente mayor que aproximadamente 5 para la mayoría de los
sistemas.
Otro caso de sustrato de "alta resistividad"
es la condición en la cual T_{pgap} >> T_{dnip} y
T_{pnipS} >> T_{dnip}. Bajo esta condición, los tiempos
de relajación de cargas para el sustrato y el adhesivo son mucho
mayores que el tiempo de parada del área de contacto respecto a
todo el rango de la variabilidad de los materiales. Sin embargo,
ésta no es una condición suficiente para asegurar una buena
correspondencia. En este caso, el sustrato y el adhesivo podrán
actuar sustancialmente como "aislantes" durante el tiempo de
parada de los contactos de transferencia. Cuando los materiales
actúan como aislantes durante el tiempo de parada del área de
contacto de transferencia, la caída de tensión a través de la banda
es proporcional al grosor dieléctrico de los materiales de la
banda. Debido a esto, una buena correspondencia incluye la
limitación de que las constantes y eléctricas del adhesivo K_{a} y
de sustrato K_{s} son similares, típicamente de aproximadamente
el 30%, y más preferentemente las constantes y eléctricas son
sustancialmente las mismas. Además, para limitaciones incluso
adicionales existe la necesidad de una buena correspondencia. En
particular, la resistividad de sustrato y el adhesivo tienen que
elegirse para evitar cantidades diferentes de acumulaciones de
cargas críticas en el sustrato y el adhesivo entre estaciones de
transferencia. De otra forma, el crecimiento de la cargas cíclica
diferentes en la región de la costura comparado con regiones
alejadas de la costura podrá originar perturbaciones de campo para
transferencia de tóner subsecuentes. Existen dos formas básicas de
enfocar este problema.
La forma preferente es que tanto el sustrato como
el adhesivo tengan una resistividad suficientemente baja para que
las descargas se produzcan entre estas opciones de transferencia.
Por analogía con explicaciones anteriores, la condición deseada es
T_{pcy} << T_{dcy} para el sustrato y el adhesivo, donde
el tiempo de relajación de la carga cíclica para el sustrato y el
adhesivo es mucho menor que el tiempo de parada cíclico entre estas
estaciones de transferencia subsecuentes. Una condición alternativa
es cuando las resistividades del sustrato y el adhesivo son lo
suficientemente altas, de forma que la propia acumulación de la
carga cíclica se produzca en el sustrato y el adhesivo. Mientras
que una acumulación de la carga cíclica no se desea generalmente,
podrá ser aceptable con limitaciones apropiadas. Al tener un
acumulación de la carga cíclica similar entre estas estaciones de
transferencia tanto el sustrato como el adhesivo evitarán al menos
las perturbaciones de campo en estaciones de transferencia
subsecuentes. Por analogía con explicaciones anteriores, una
condición necesaria para acumulaciones de carga cíclica similares
es T_{pcy} >> T_{dcy} para el sustrato y el adhesivo.
Además, las constantes dieléctricas del sustrato y el adhesivo
debería ser similares y una alta constante dieléctrica del sustrato
y el adhesivo se necesitan normalmente para evitar problemas de
transferencia asociados con materiales intermedios de altos
grosores dieléctricos y alta resistividad.
Podrá deducirse de la explicación anterior que
materiales (T_{pnipS} >> T_{dnip}) con sustrato de alta
resistividad podrán permitir condiciones de costura capaz de formar
imágenes. Sin embargo, por las razones explicadas, sustratos con
propiedades eléctricas en el intervalo T_{pnipS} <<
T_{dnip} son más preferentes para sistemas de banda de
transferencia intermedia con costura capaz de formar imágenes.
Otras condiciones para las propiedades eléctricas
del sustrato intermedio podrán hacer más difícil conseguir la
"buena correspondencia" entre las propiedades eléctricas del
sustrato y el adhesivo para producir las perturbaciones bajas de
campo deseadas con una costura capaz deformar imágenes. Por ejemplo,
una condición de sustrato dificultoso para una costura capaz de
formar imágenes podrá producirse cuando la resistividad del
sustrato varía entre condiciones en las cuales el tiempo de
relajación de la carga del sustrato es algo más corto y a veces más
largo que los tiempos de parada característicos. Consideremos un
caso en el que la resistividad sustrato bajo un conjunto de
condiciones extremas podrá ser lo suficientemente baja para tener
T_{pnipS} << T_{dnip}, de forma que no exista una caída
de tensión sustancial a través del sustrato en el tiempo de parada
del área de contacto de transferencia para la condición extrema.
Dicha condición extrema podrá ocurrir por ejemplo con sustratos en
el extremo de baja resistividad para una tolerancia de fabricación
y cuando es alto. Si la resistividad del sustrato en un conjunto
opuesto de condiciones extremas es lo suficientemente alto, de forma
que la condición T_{pnipS} >> T_{dnip} se produce,
existirá una caída de tensión a través del sustrato en esta otra
condición extrema.
Idealmente, las propiedades eléctricas nominales
del adhesivo son relativamente cercanas a las propiedades
eléctricas del sustrato dentro de las tolerancia de fabricación y
tendrán una respuesta similar al medioambiente, envejecimiento y
factores de campo aplicados. En caso contrario, los materiales del
adhesivo y el sustrato podrán alejarse fácilmente donde las
condiciones de "buena correspondencia" deseadas. Una forma de
incrementar la tolerancia de un sistema de banda de transferencia
intermedia con costura capaz de formar imágenes a diferencias en
las propiedades eléctricas del sustrato y el adhesivo es utilizar un
revestimiento "suficientemente grueso". El uso de un
revestimiento suficientemente grueso podrá permitir alguna de las
condiciones menos favorables explicadas anteriormente, como por
ejemplo la condición T_{pnipS} >> T_{dnip} para el
sustrato mientras el material del adhesivo está en la
condición
T_{pnipA} << T_{dnip}.
T_{pnipA} << T_{dnip}.
Lo revestimientos podrán reducir
significativamente las perturbaciones de los campos de trasferencia
originadas por una pobre correspondencia de las propiedades
eléctricas del huelgo del adhesivo de la costura comparado con las
propiedades eléctricas del sustrato. Es en los campos de la capa del
tóner que accionan la transferencia del tóner. Una ventaja de un
revestimiento es que mueve el huelgo de la costura alejándolo de la
capa del tóner. Es bien conocido en la técnica electrostática que
el efecto de los campos electrostáticos de un factor perturbador
local se reduce típicamente con la distancia alejándose del factor
perturbador. Por lo tanto, mover el huelgo de la costura perturbador
del campo más allá de la capa de tóner podrá reducir grandemente
las perturbaciones en el campo de transferencia que actúan sobre el
tóner que se producirían en caso contrario si, por ejemplo, las
propiedades eléctricas del adhesivo de la costura son también
demasiado desiguales comparadas con las propiedades eléctricas del
sustrato. En general, el buen efecto del revestimiento en minimizar
las perturbaciones del campo de transferencia se incrementará con el
incremento del grosor del revestimiento. Por lo tanto, un
revestimiento grueso podrá permitir sistemas de costura capaz de
formar imágenes que puedan desear usar propiedades eléctricas del
sustrato y el adhesivo de la costura altamente desiguales. Un
huelgo de la entalladura pequeño podrá ser también una ventaja
respecto a huelgos de entalladura grandes, porque el efecto
perturbador del huelgo de la costura disminuirá también
generalmente más rápidamente con la distancia al alejarse del
huelgo con huelgos de entalladura pequeños comparados con grandes
huelgos.
Para estimar las propiedades de revestimiento
deseadas y permitir unas propiedades eléctricas entre el sustrato
altamente concordantes, los efectos de las propiedades del
revestimiento en los campos de trasferencia deben ser estimados. El
efecto del revestimiento podrá ser estimado usando simulaciones
numéricas electrostáticas cuasiestáticas similares a las explicadas
previamente para estimar los tiempos de relajación de la carga en
el área de contacto. Por ejemplo, se asume una resistividad el
sustrato de 10^{8} ohm-cm y un tiempo de
relajación del área de contacto T_{psub} de aproximadamente 7 x
10^{-5} segundos. Con una resistividad del adhesivo de 10^{12}
ohm-cm, el tiempo de relajación T_{pgap} del área
de contacto en el huelgo del adhesivo podrá ser estimado en
aproximadamente 0,7 segundos. Con un tiempo de parada del área de
contacto de 0,01 segundos, las propiedades eléctricas del adhesivo
son altamente concordantes con las propiedades eléctricas del
sustrato T_{pnipSb} << T_{dnip}; T_{pgap} >>
T_{dnip}. En este caso, el sustrato podrá considerarse como
"suficientemente conductor" durante el tiempo de parada del
área de contacto en el que la caída de tensión a través del grosor
del sustrato es despreciable durante el tiempo de parada del área
de contacto. Por otra parte, la capa de adhesivo en el huelgo de la
costura actúa como relativamente "aislante" durante el tiempo
de parada del área de contacto, de forma que existe algo de caída
de tensión a través del grosor del adhesivo de la costura durante
el tiempo de parada del área de contacto. Por lo tanto, los campos
de transferencia en un pequeño huelgo de aire son perturbados por
las propiedades eléctricas no concordantes con los campos de
transferencia en la región del huelgo de la costura siendo menor
que los campos alejados de la costura. Los campos de transferencia
del huelgo de aire podrán estimarse del análisis electrostático
numérico. Resulta de interés el porcentaje de perturbación del campo
de P = 100[abs(E_{far} - E_{gap})]/E_{far}. El
parámetro P es la perturbación del campo de la costura, que es el
valor absoluto de la diferencia entre los porcentajes del campo de
transferencia en regiones alejadas del huelgo de la costura
comparado con el campo de transferencia en un centro del huelgo de
la costura. Como se ha mencionado, para una banda de transferencia
intermedia con costura capaz de formar imágenes debería ser
normalmente menor del 20% para la mayoría de los sistemas y
preferentemente debería ser menor del 10% para algunos de los
sistemas.
A medida que el grosor del revestimiento d_{c}
se incrementa, las perturbaciones de campo disminuyen. Asumamos una
entalladura con una anchura de 25 micrómetros, las perturbaciones
del campo aceptables normalmente podrán conseguirse con un
revestimiento de aproximadamente de 12 micrómetros de grosor. En
general, entalladuras más pequeñas podrán permitir revestimientos
más delgados, como por ejemplo de 5 micrómetros. Normalmente, se
producirán perturbaciones de campo aceptablemente bajas cuando el
grosor del revestimiento sea comparable o más grueso que el huelgo
de la entalladura de la costura. El efecto beneficioso en las
perturbaciones del campo de transferencia se producirá sobre una
gama relativamente amplia de resistividades del revestimiento. En
general, revestimientos con resistividades menores dan como
resultado menores perturbaciones de campo. En general, un
revestimiento debería tener una resistividad suficientemente baja
para evitar cuestiones entre cargas cíclicas sin dispositivos de
neutralización cíclica adicionales. Es decir, el revestimiento
debería tener la condición T_{pcyC} << T_{dcy}. Está
resistividad del revestimiento también permite una concordancia
relativamente amplia entre las propiedades eléctricas del adhesivo y
del sustrato.
Una banda de transferencia intermedia con costura
capaz de formar imágenes que use un material de sustrato con
propiedades eléctricas dentro de la condición semiconductora
preferente (T_{pnipS} << T_{dnip} podrá tolerar tanto
materiales adhesivos suficientemente conductores y relativamente
aislantes con la adición de un revestimiento "suficientemente
grueso", en la forma definida anteriormente. Es decir, el
revestimiento permite al huelgo del adhesivo de la costura
comportarse como relativamente "aislante" en el área de
contacto de transferencia (T_{pnipA} >> T_{dnip}) sin
originar perturbaciones de campo de transferencia inaceptables.
Nuevamente, un sustrato semiconductor definido por la condición
(T_{pnipS} << T_{dnip} se considera más preferente para
bandas de transferencia intermedia con costura capaz de formar
imágenes.
Un comentario adicional debería realizarse
respecto a adhesivos aislantes. Si el tiempo de relajación de la
carga para el adhesivo es más largo que el tiempo de parada entre
las estaciones de transferencia, entonces la carga podrá acumulase
sobre el lado posterior del adhesivo en el huelgo de la costura. Si
se permite acumular, la carga del adhesivo podrá interferir con
transferencias subsecuentes. Por lo tanto, si la resistividad del
adhesivo de la costura es tal que T_{pcy} >> T_{dcy}, un
enfoque neutralizador de la carga para el adhesivo de la costura
será necesario para la parte posterior de la banda. Esto podrá
realizarse usando dispositivos de eliminación de estáticos de
contacto simple, como por ejemplo usando escobillas de contacto
conectadas a tierra. Incluso más preferentemente, la resistividad
del adhesivo se mantiene idealmente lo suficientemente baja de
forma que T_{pcy} << T_{dcy}, y entonces dichos
dispositivos de descarga no son necesarios. A partir de estimaciones
previas, la resistividad del adhesivo deseada es normalmente menor
de 10^{13} ohm-cm para la mayoría de los sistemas
y preferentemente es menor de 10^{12} ohm-cm para
muchos sistemas.
Otra condición de discordancia es un sustrato
relativamente aislante y un adhesivo relativamente conductor, por
ejemplo, un sustrato con una alta resistividad de forma que el
tiempo de relajación del área de contacto T_{pnipS} sea de
aproximadamente 0,7 segundos, y un adhesivo con una resistividad
baja de forma que el tiempo de relajación T_{pgap} del adhesivo
en el área de contacto sea de aproximadamente 7 x 10^{-5}
segundos. Asumiendo un tiempo de parada del área de contacto de
0,01 segundos, esto representa un sustrato con una alta
discordancia y la condición de la propiedad eléctrica del adhesivo
T_{pnipS} >> T_{dnip}; T_{pgap} << T_{dnip}. El
sustrato se comporta ahora sustancialmente como un "aislante"
durante el tiempo de parada del área de contacto de transferencia,
de forma que existe una caída de tensión a través de sustrato
durante el tiempo de parada del área de contacto de transferencia.
Sin embargo, el adhesivo en el huelgo de la costura actúa ahora
como un "conductor" durante el tiempo de parada del área de
contacto de transferencia, porque no existe caída de tensión a
través de la capa del adhesivo del huelgo de la costura durante el
tiempo de parada del área de contacto de transferencia. En este
caso, los campos de transferencia son mayores en la región del
huelgo de la costura comparado con las regiones alejadas de la
costura. Un grosor del revestimiento mucho mayor se necesita
normalmente para "ocultar" los efectos de las propiedades
eléctricas del adhesivo y del sustrato altamente discordantes, en
el caso en el que el sustrato es relativamente conductor y el
adhesivo es relativamente aislante. En la mayoría de los casos,
esto es a causa de que la conducción a través del adhesivo
relativamente conductor conduce la parte superior de la capa del
adhesivo al potencial aplicado y esto mueve la fuente de
perturbación de campo más próxima a la capa de tóner.
En cualquier caso, cuando la resistividad del
sustrato es relativamente alta (T_{pnipS} >> T_{dnip}) y
la resistividad el adhesivo relativamente baja (T_{pgap} <<
T_{dnip}), un grosor del revestimiento por encima de
aproximadamente 150 micrómetros podrá ser necesario para conseguir
la perturbación de campo preferente de menos del 10% para una
costura capaz de formar imágenes cuando el huelgo de la entalladura
de la costura es de aproximadamente 25 micrómetros y el
revestimiento tiene una resistividad próxima a 10^{12}
ohm-cm. De nuevo, factores como un revestimiento de
baja resistividad o un tamaño del huelgo de la entalladura inferior
podrá reducir el grosor del revestimiento requerido. Sin embargo,
normalmente el grosor del revestimiento mínimo deseado para reducir
las perturbaciones de campo en este caso es normalmente mayor que
el tamaño de la entalladura y es preferentemente de al menos tres
veces el tamaño de la entalladura.
La resistividad volumétrica de un revestimiento
podrá en general tener una resistividad diferente en la dirección
lateral y en la dirección del grosor del revestimiento.
Independientemente de la resistividad volumétrica en la dirección
del grosor del revestimiento, una resistividad lateral
suficientemente baja para un revestimiento podrá servir de ayuda
para reducir las perturbaciones del campo que en caso contrario
estarían causadas por una discordancia de las propiedades
eléctricas de la región de la costura y en las regiones alejadas de
la banda intermedia entre la costura capaz de formar imágenes. Esto
es a causa de la conducción lateral en la región de la costura que
tenderá a relajar cualquier tendencia de caída de tensión a lo
largo de la superficie de la banda en la interfaz de transferencia
del tóner con la banda intermedia con costura capaz de formar
imágenes. Un revestimiento con una resistividad lateral
suficientemente baja podrá ser también beneficioso para reducir la
tendencia de las perturbaciones del tóner que se pueden producir
cuando se usan materiales de sustrato con una resistividad lateral
muy alta con sistemas de transferencia intermedia con costura capaz
de formar imágenes. Por ejemplo, pautas de carga no uniformes
podrán formarse sobre una banda de transferencia intermedia debido
al intercambio de cargas no uniformes entre la proximidad de los
contactos de transferencia, y esto podrá conducir a una
redistribución del tóner transferido en pautas que son normalmente
denominadas como defectos de "perturbación del tóner". Cuando
la resistividad lateral del sustrato es algo menor de
aproximadamente 10^{12} ohm/cuadrado, dichas cargas no uniformes
podrán ser disipadas por medio de la conducción lateral entre
estaciones de transferencia subsecuentes y esto podrá reducir los
problemas de perturbación del tóner. Incluso si la resistividad
lateral del sustrato es algo por encima de aproximadamente
10^{12} ohm/cuadrado, en muchos sistemas se podrán reducir los
problemas de perturbación del tóner con bandas de transferencia
intermedia con costura capaz de formar imágenes si el revestimiento
usado tiene una resistividad lateral por debajo de aproximadamente
10^{12} ohm/cuadrado. La condición deseada depende de los
detalles de la geometría del sistema de transferencia y las
condiciones de velocidad del proceso. Preferentemente, para algunos
sistemas, el revestimiento deberá estar próximo a, o por debajo de,
aproximadamente 10^{11} ohm/cuadrado para esto y más
preferentemente debería estar próximo a, o por debajo de,
aproximadamente 10^{10} ohm/cuadrado cuando están presentes
condiciones de alta velocidad del proceso. Estos mismos rangos de
condiciones de resistividad lateral bajas para un revestimiento son
también deseables para reducir las perturbaciones del campo
originadas por condiciones de grandes discordancias de las
propiedades eléctricas entre la costura y las regiones alejadas de
la banda de transferencia intermedia por medio de la conducción
lateral a lo largo de revestimiento en la región de la costura.
Si la resistividad lateral de la banda intermedia
revestida compuesta está por debajo de una condición umbral, se
podrá producir una conducción de la carga significativa
lateralmente a lo largo de la banda durante el tiempo de parada que
requiere una sección de la banda intermedia en desplazarse a través
de las regiones de transferencias anterior y posterior de la zona
de transferencia. La resistividad lateral compuesta podrá decirse
que significa la resistividad lateral determinada al tratar la
banda de capa múltiple como una capa simple compuesta equivalente.
La condición del umbral de la resistividad lateral para la banda
compuesta se incrementa con factores tales como con el incremento de
la velocidad de proceso y con el incremento de la distancia entre
el dispositivo generador del campo de transferencia y el comienzo
de los espacios de aire entre la banda y las capas de tóner en las
regiones anteriores y posteriores del área de contacto del sistema
de transferencia. Una geometría de transferencia típica y los
efectos de las condiciones de proceso significativas de la
conducción lateral que pueden producirse si la resistividad lateral
de la banda compuesta está por debajo de aproximadamente 10^{10}
ohm/cuadrado. En la condición de baja resistividad lateral, los
campos electrostáticos en las regiones anteriores y posteriores del
área de contacto de las zonas de transferencia podrá afectarse por
la proximidad lateral y esto podrá a su vez originar una dependencia
de la transferencia en la resistida lateral. Por lo tanto, con una
banda de transferencia intermedia con costura capaz de formar
imágenes, si la conductividad lateral de la banda compuesta en
regiones alejadas de la región de la costura de la banda está por
debajo de aproximadamente 10^{10} ohm/cuadrado, las propiedades
eléctricas internas de la banda intermedia revestida compuesta
deberían elegirse para que tenga sustancialmente la misma
resistividad lateral en la regiones de la costura como en la
regiones alejadas de la costura. Alguna pequeña diferencia podrá
permitirse normalmente en función del factores tales como las
características de adhesión del tóner y la cantidad aceptable de
perturbación del campo que podrá ser tolerada por el sistema antes
de declarar un nivel inaceptable de la diferencia entre la imagen
transferida en la regiones de la costura y en las regiones alejadas.
Sin embargo, normalmente la resistividad lateral de la banda
compuesta intermedia con costura capaz de formar imágenes en la
región de la banda debería estar dentro de aproximadamente un
factor de 4 de la resistividad lateral de la banda compuesta
intermedia con costura capaz de formar imágenes en regiones alejadas
más allá de las regiones de la costura cuando la resistividad
lateral de la banda compuesta está por debajo de aproximadamente
10^{10} ohm/cuadrado en las regiones alejadas.
De todas las explicaciones anteriores se deduce
que revestimientos suficientemente gruesos tienen resistividades
optimizadas que permiten una amplia concordancia en las propiedades
eléctricas del sustrato y el adhesivo. Sin embargo, si un
revestimiento muy grueso se usa, la resistividad del revestimiento
debería controlarse para reducir los problemas de transferencia.
Normalmente, si el grosor dieléctrico del revestimiento está por
encima de aproximadamente 25 micrómetros, la resistividad del
revestimiento deberían ser preferentemente lo suficientemente baja
para que el tiempo relajación de la carga en el área de contacto
sea inferior que el tiempo de parada del área de contacto de
transferencia para evitar altas caídas de tensión a través del
revestimiento durante el tiempo de parada del área de contacto de
transferencia. Podrá deducirse de la discusión anterior que la
resistividad del revestimiento preferente estará nuevamente por
debajo de aproximadamente 10^{10} ohm-cm, para
dichos casos de altos grosores del revestimiento. Finalmente, debe
mencionarse que en la práctica una banda de transferencia intermedia
con costura capaz de formar imágenes experimenta tensiones
mecánicas significativas. Por lo tanto, la costura debe de tener
una resistencia de 1,69 Nm o superior.
Claims (10)
1. Una banda (40) de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes, que comprende:
un sustrato (10) con costura formado por la unión
de los extremos de una banda en una costura (11), en el que el
sustrato con costura tiene una región de costura alrededor de dicha
costura y una región alejada de dicha costura; y
un revestimiento (38) sobre dicho sustrato (10)
con costura que tiene una superficie portadora de tóner;
en la que dicha región de costura tiene una
correspondencia con las propiedades eléctricas con dicha región
alejada para mantener una diferencia entre un campo de
transferencia en dicha región de costura y un campo de transferencia
en dicha región alejada menor del 20% de dicho campo de
transferencia en dicha región alejada, y en la que dichas regiones
de costura y alejada tienen una resistividad lateral mayor de
10^{8} ohm/cuadrado.
2. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la
que dicho revestimiento (38) tiene una resistividad volumétrica
menor de 10^{13} ohm-cm.
3. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la
que dicho revestimiento (38) tiene una resistividad lateral menor
de 10^{12} ohm/cuadrado.
4. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la
que dicho sustrato (10) tiene una resistividad lateral por encima
de 10^{12} ohm/cuadrado y dicho revestimiento (38) tiene una
resistividad lateral menor de 10^{11} ohm/cuadrado.
5. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la
que dicho revestimiento (38) tiene un grosor mayor de 5
micrómetros.
6. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 5, en la
que dicho revestimiento (38) tiene un grosor dieléctrico mayor de
25 micrómetros y la resistividad volumétrica de dicho revestimiento
no es mayor de 10^{10} ohm-cm.
7. La banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 1, en la
que dicho sustrato con costura tiene una entalladura (29) para
formar dicha costura, en la que dicho sustrato con costura tiene
dicha región de costura alrededor de dicha entalladura y dicha
región alejada de dicha entalladura; y en la que dicho
revestimiento (38) está dispuesto sobre la superficie del lado
superior de dicho sustrato con costura.
8. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 7, en la
que dicho revestimiento (38) tiene un grosor mayor que el doble de
la anchura de dicha entalladura (20).
9. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 7, en la
que la resistividad volumétrica de dicha región con costura es
menor de 10^{10} ohm-cm y la resistividad
volumétrica de dicha región alejada es mayor de 10^{10}
ohm-cm, y dicho revestimiento (38) tiene un grosor
mayor que tres veces la anchura de dicha entalladura (20).
10. Una banda de transferencia intermedia con
costura capaz de formar imágenes según la reivindicación 7, que
incluye además un adhesivo (22) dentro de dicha entalladura
(20).
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