MXPA02008005A - Implantacion de iones para sintonizar propiedades de tribocarga de materiales o alambres de revelado sin depuracion hibridos. - Google Patents

Abstract

Los alambres de electrodo de revelado para utilizarse en un sistema de revelado sin depuracion o sin depuracion hibrido son tratados utilizando implantacion ionica, para reducir al minimo la creacion de un potencial de carga entre los alambres del electrodo y el material revelador durante el contacto por friccion entre ellos. El tratamiento de los alambres utilizando la implantacion ionica para reducir al minimo la creacion de un potencial de carga se efectua sin disminuir la dureza del material del alambre. En efecto, la dureza y resistencia del alambre por la contaminacion del alambre son mejoradas utilizando la implantacion ionica en la fabricacion de alambres. Un alambre sin forro utilizado para el electrodo es primero electrorecubierto con una aleacion.de oro/platino. Los iones quedan implantados en el sustrato sin alterar el terminado superficial de los electrodos del alambre sin alterar aun las propiedades de trigocarga o electronegatividad del alambre. El resultado de la implantacion ionica es la sintonizacion o igualacion de la electronegatividad del alambre del electrodo con la electronegatividad del material de pigmento organico utilizado en el sistema de revelado.

Description

IMPLANTACION DE IONES PARA SINTONIZAR PROPIEDADES DE TRIBOCARGA DE MATERIALES O ALAMBRES DE REVELADO SIN DEPURACION HIBRIDOS ANTECEDENTES DE LA INVENCION . La presente invención se relaciona con el revelado de imágenes electrostática latentes, y de manera más especifica, con miembros de electrodo para utilizarse en una unidad reveladora en máquinas impresoras electrofotográficas. Especialmente, la presente invención se relaciona con alambres de electrodo fabricados de modo que el fenómeno conocido cerno la historia del alambre y contaminación del alambre se reduzcan al mínimo. De manera general, el proceso de impresión electrofotográfica incluye cargar un miembro fotoconductor a una potencia sustancialmente uniforme para sensibilizar el miembro fotoconductor del mismo. La porción cargada uniformemente del miembro fotoconductor es expuesta a luz correspondiente a un documento original que esté siendo reproducido. La fuente de luz puede ser luz reflejada de un documento original o luz que emane de un láser. Esto registra una imagen electrostática latente sobre el miembro fotoconductor. Después de que la imagen electrostática latente es registrada sobre el miembro fotoconductor, la imagen latente es revelada depositando material revelador sobre la imagen electrostática latente. Comúnmente se utilizan materiales reveladores de dos REF.: 139819 componentes y son comúnmente utilizado para hacer las imágenes electrostáticas latentes visibles. Un material revelador de dos componentes típicos comprende gránulos portadores magnéticos que tienen partículas de pigmento orgánico que se adhieren triboeléctricamente a éstos. Un material revelador de un solo componente típicamente comprende partículas de pigmento orgánico tales como de sílice y titanio y también contiene estos captados del ambiente. Las partículas de pigmento orgánico son atraídas hacia la imagen latente formando una imagen de polvo de pigmento orgánico sobre el miembro fotoconductor. La imagen de polvo de pigmento orgánico es posteriormente transferida a una hoja de copiado. Finalmente, la imagen de polvo de pigmento orgánico es calentada para fundir permanentemente esta a la hoja de copiado en la configuración de la imagen. Un tipo de aparato de revelado para revelar imágenes latentes y que comprenden un revelador de un solo componen es conocido como un sistema revelador sin depuración, uno que utiliza un rodillo donador para transportar pigmento orgánico cargado a una zona de revelado. Al menos uno, pero preferiblemente una pluralidad de los miembros del electrodo están estrechamente separados del rodillo donador en la zona de revelado. Un voltaje de CA es aplicado a los miembros del electrodo por lo que se forma una nube de pigmento orgánico en la zona de revelado, el área entre los miembros del electrodo y la superficie con la imagen formada. Los campos electrostáticos que emanan de las imágenes latentes atraen pigmento orgánico de la nube de pigmento orgánico efectuando por lo tanto el revelado de las imágenes latentes. Otro tipo de aparato de revelado para revelar imágenes latentes sobre una superficie que retiene carga tal como un fotoconductor comprende un revelador de dos componentes y es conocido como un sistema de Revelado Sin Depuración Híbrido (HSD) que emplea un rodillo revelador de cepillo magnético para transportar un portador que tiene pigmento orgánico que se adhiere triboeléctricamente a éste. También es usado en esta configuración un rodillo donador para transportar pigmento cargado a la zona de revelado. El rodillo donador y el rodillo magnético están desviados eléctricamente uno en relación a otro. El pigmento orgánico es atraído hacia el rodillo donador desde el rodillo magnético. Los miembros de electrodo desviados eléctricamente provocan el desprendimiento de las partículas de pigmento orgánico del rodillo donador formando una nube de polvo de pigmento orgánico en la zona de revelado, y la imagen latente atrae las partículas de pigmento orgánico hacia esta. De este modo, la imagen latente registrada sobre los miembros fotoconductores se vuelve visible. Hasta ahora han sido utilizados varios tipos de sistemas de revelado de acuerdo a lo ilustrado por las siguientes descripciones, las cuales pueden ser relevantes para ciertos aspectos de la presente invención. Además de posiblemente tener alguna relevancia para la cuestión de patentabilidad de la presente invención, esas referencias, junto con la . siguiente descripción detallada, pueden proporcionar una mejor comprensión y apreciación de la presente invención. La Patente Estaixnidense Na.4,868,600 otorgada a Hays et al. describe un aparato donde un rodillo donador transporta pigmento orgánico a una región opuesta a una superficie sobre la cual está registrada una imagen latente. Una pluralidad de miembros de electrodo están colocados en el espacio entre la superficie de la imagen latente y el rodillo donador y desviados eléctricamente para desprender pigmento orgánico del rodillo donador para formar una nube de pigmento orgánico. El pigmento orgánico desprendido de la nube revela la imagen latente. La Patente Estadounidense NO. 4,984,019 otorgada a Folkins describe una unidad reveladora que tiene un rodillo donador con miembros de electrodo colocados adyacentes a éste en una zona de revelado. Un rodillo magnético transporta material revelador al rodillo donador. Las partículas de pigmento orgánico son atraídas del rodillo magnético al rodillo donador. Cuando la unidad reveladora es inactivada, los miembros de electrodo vibran para remover contaminantes de los mismos.

La Patente Estadounidense No. 5,124,749 otorgada a Bares describe un aparato en el cual un rodillo donador hace avanzar pigmento orgánico hasta una imagen electrostática latente registrada sobre un miembro fotoconductor , donde están colocados una pluralidad de alambres de electrodo en el espacio entre el rodillo donador y el miembro fotoconductor . Los alambres son desviados eléctricamente para desprender el pigmento orgánico del rodillo donador para formar una nube de pigmento orgánico en el espacio entre los alambres de electrodo y el miembro fotoconductor . La nube de polvo revela la imagen latente. Un material amortiguador está recubierto sobre una porción de los alambres de electrodo en la posición de unión a los miembros que soportan el electrodo con el propósito de amortiguar la vibración de los alambres del electrodo. Las Patentes Estadounidenses Nos. 5,300,339 y 5,448,342 ambas otorgadas a Hays et al., la materia objeto de cada una de las cuales se incorpora por lo tanto aquí como referencia en su totalidad, describe un rodillo de transporte de pigmento orgánico recubierto que contiene un núcleo con un recubrimiento sobre él. La Patente Estadounidense No. 5,172,170 otorgada a Hay et al describe un aparato en el cual un rodillo donador hace avanzar pigmento orgánico hacia una imagen electrostática latente registrada sobre un miembro fotoconductor . El rodillo donador incluye una capa dieléctrica colocada alrededor de la superficie circunferencial del rodillo de ranuras adyacentes. La Patente Estadounidense No. 5,422,709 enseña un aparato en el cual un rodillo donador hace avanzar pigmento orgánico hacia una imagen electrostática latente registrada sobre un miembro fotoconductor . Una pluralidad de alambre de electrodo están colocados en el espacio entre el rodillo donador y el miembro fotoconductor . Los alambres de electrodo se extienden en una dirección transversal en relación al eje longitudinal del rodillo donador 20. Los alambres de electrodo son desviados eléctricamente para desprender el pigmento orgánico del rodillo donador para formar una nube de pigmento orgánico en el espacio entre los alambres de electrodo y los miembros fotoconductores . El pigmento orgánico desprendido de la nube de pigmento orgánico revela la imagen latente. Los alambres de electrodo entran en contacto con una porción de la superficie del rodillo donador. Cuando el rodillo donador gira, la fricción entre los alambres de electrodo y el rodillo donador hace que los restos tratados se muevan lejos de l región de la nube de pigmento orgánico para reducir al mínimo daños producidos por la contaminación sobre la imagen revelada. La Patente Estadounidense No. 5,734,954 otorgada a Eklund et al describe un aparato para revelar imágenes electrostáticas latentes, donde un controlador del suministro de energía, en comunicación con el suministro de energía, está adaptado para ajustar una desviación eléctrica del miembro de electrodo para evitar la contaminación inducida por la irrupción de aire del miembro de electrodo con el pigmento orgánico. La Patente Estadounidense No. 5,778,290 otorgada a Badesha et al describe un aparato y un proceso para reducir la acumulación de pigmento orgánico de la superficie de un miembro de electrodo en una unidad de revelado de un aparato de impresión electrostatográfica proporcionando un recubrimiento compuesto sobre al menos una porción del miembro de electrodo. La Patente Estadounidense No. 5,787,329 otorgada a Laing et al describe un miembro de electrodo conectado entre el espacio de la superficie y el miembro donador, estando el miembro de electrodo poco separado del miembro donador y estando eléctricamente desviado para desprender pigmento orgánico del miembro donador, permitiendo por lo tanto la formación de una nube de pigmento orgánico en el espacio entre el miembro de electrodo y la superficie con el pigmento orgánico desprendido de la nube de pigmento orgánico que revela ¦ la imagen latente, donde las regiones extremas opuestas del miembro de electrodo están unidas a soportes de alambre adaptados para soportar las regiones extremas opuestas del miembro de electrodo; y un recubrimiento orgánico sobre al menos una porción de regiones no unidas del miembro de electrodo. La Patente Estadounidense No. 5,805,964 otorgada a Badesha et al describe un miembro de electrodo colocado en el espacio entre la superficie y el miembro donador, estando el miembro de electrodo un poco separado del miembro donador y siendo desviado eléctricamente para desprender pigmento orgánico del miembro donador, permitiendo por lo tanto la formación de una nube de pigmento orgánico en el espacio entre el miembro de electrodo y la superficie con el pigmento orgánico desprendido de la nube de pigmento orgánico que revela la imagen latente, donde las regiones extremas opuestas del miembro de electrodo están unidas a soportes de alambre adaptados para soportar las regiones extremas opuestas del miembro de electrodo; y un recubrimiento de material inorgánico de baja energía superficial sobre al menos una porción de las regiones no unidas del miembro de electrodo . La Patente Estadounidense No. 5,999,781 otorgada a Gervasi et al en diciembre 7, 1999 describe un aparato y un proceso para reducir la acumulación de pigmento orgánico de la superficie de un miembro de electrodo en una unidad de revelado de un aparato de presión electrostatografica proporcionando un recubrimiento compuesto que incluye una resina de polümj-cia o epoxi, un lubricante opcional y un compuesto mecánico seleccionado del grupo que consiste de óxido de cromo (III), óxido de zinc, óxido de cobalto, óxido de níquel, óxido cúprico, óxido cuproso, sulfato de cromo y sulfuro de cadmio sobre al menos una porción de miembro de electrodo . La Patente Estadounidense No. 6,049,686 otorgada a Folkins et al describe una unidad reveladora para revelar una imagen latente registrada sobre un miembro receptor de imágenes con partículas marcadoras, para formar una imagen revelada. Un miembro donador esta separado del miembro receptor de imágenes y adaptado para transportar partículas marcadoras a una zona de revelado adyacente al miembro receptor de imágenes. Un electrodo esta colocado en la zona de revelado entre el miembro receptor de imágenes y el miembro donador. Se proporciona un suministro de voltaje para desviar eléctricamente el electrodo durante una operación de revelado con una desviación de corriente alterna para desprender partículas marcadoras del miembro donador, formando una nube de partículas marcadoras en la zona de revelado, y revelando la imagen latente con partículas marcadoras de la nube. El suministro de voltaje desvía eléctricamente de manera periódica electrodos durante la operación de limpieza con una desviación de corriente directa y con una desviación de corriente alterna, de modo que el pigmento orgánico sea removido efectivamente del alambre. Los niveles de desviación son elegidos para reducir la redeposición inducida por el campo del pigmento orgánico de signo correcto o erróneo. Como se hizo notar anteriormente, el revelado tanto sin depuración como sin depuración híbrida (HSD) dependen de alambres desviados eléctricamente, colocados en intermedios a un transporte de revelador tal como un rodillo donador y una superficie que retiene carga, tal como un fotorreceptor, para energizar el pigmento orgánico en una nube para el revelado de la imagen latente sobre un fotorreceptor . Cuando varias imágenes de valor contratante (es decir imágenes que varían entre valores altos y bajos) son reveladas en la superficie que retiene carga, el pigmento orgánico en el área de producción total permanece en el alambre de imagen a imagen dando como resultado un tiempo de residencia prolongada para el pigmento orgánico sobre los alambres en esas dos áreas de producción. Este tiempo de residencia prolongado del pigmento orgánico moviéndose a través del alambre sin revelado permite que áreas discretas sobre la parte superior del alambre y el pigmento orgánico interacciones triboeléctricamente . El resultado es la creación de una diferencia de carga que permite que el pigmento orgánico se una electrostáticamente al alambre y se acumule en áreas de baja producción lo que da como resultado un cambio en el revelado que da como resultado imágenes que contienen áreas subreveladas . Este cambio en el revelado es conocido como historia del alambre. El problema de la historia del alambre ha sido resuelto satisfactoriamente recubriendo los alambres con un material polimérico que evita la formación de tal diferencia de carga entre el pigmento orgánico y el alambre recubierto. Sin embargo, los recubrimientos poliméricos empleados para resolver el problema de la historia del alambre son comparativamente blandos con respecto a los aditivos del revelador xerográfico convencional, tales como el titanio y la sílice. Esta disparidad de dureza entre el recubrimiento de alambre y los aditivos del revelador, permite que los aditivos de pigmento orgánico sean impactados en el recubrimiento polimérico como resultado del revelado inapropiado de la imagen y/o deposición de pigmento orgánico en áreas del fotorreceptor que se pretende no sean afectadas por el revelado. El impacto del alambre de los aditivos de pigmento orgánico toma lugar a todo lo largo de un alambre de electrodo, pero ocurre primero en los extremos de entrada y salida del alambre. La acumulación de contaminantes sobre el alambre impide el revelado apropiado de la imagen. Puesto que la contaminación del alambre toma lugar primero en las áreas de entrada y salida de los alambres, el subrevelado es inicialmente más severo adyacente a esas áreas que hacia el centro de los alambres. Adicionalmente, con el tiempo, la acumulación de contaminantes, la cual inicialmente ocurre en el fondo del alambre, trabaja alrededor de la parte superior del alambre. Los contaminantes sobre la parte superior del alambre hacen disminuir la separación entre la superficie fotoconductora y el alambre hasta un punto donde las partículas de pigmento orgánico se mezclan con los contaminantes totalmente en contacto con la superficie fotoconductora , depositando por lo tanto partículas de pigmento orgánico en áreas en las que no se pretendía. El cambio en el revelado resultante del impacto del aditivo sobre el recubrimiento del alambre es comúnmente referido como contaminación del alambre. Este revelado inapropiado ocurre cuando los contaminantes se encuentran en el fondo del alambre, y eventualmente ocurre un revelado no pretendido cuando los contaminantes trabajan alrededor de la parte superior del alambre.

BREVE SUMARIO DE LA INVENCION Esta invención resulto de la necesidad de proporcionar electrodos de alambre para utilizarse en sistemas de revelado sin depuración, donde ambos de los modos de falla de la historia del alambre y contaminación del alambre asociados con la tecnología de Revelado sin Depuración Híbrida (HSD) , son minimizados. Para superar los modos de falla de la historia del alambre y la contaminación del alambre, los requerimientos generales son tales que el alambre no debe producir una diferencia de carga con el pigmento orgánico para la historia del alambre, y debe ser duro y liso para evitar la contaminación del- alambre. Debido al interés y los propósitos de la presente invención, el material de alambre del electrodo de revelado es tratado utilizando una implantación de iones para reducir al mínimo la creación del potencial de carga entre los alambres del electrodo y el material revelador durante el contacto por fricción. El tratamiento de los alambres utilizando la implantación de iones para reducir al mínimo la creación de un potencial de carga, se efectúa sin disminuir la dureza del material del alambre. En efecto, la dureza y resistencia del alambre a la contaminación del alambre es mejorada utilizando la implantación de iones para recubrir los alambres. La implantación iónica es una tecnología de vacío de baja temperatura que utiliza una aceleración lineal para crear un haz de átomos cargados, o iones. El haz iónico es entonces formado y dirigido hacia la superficie del dispositivo, tal como un alambre de electrodo, incrustando iones en el material. Los iones son acelerados a un alambre de electrodo a energía suficientemente altas para sepultarlos debajo de la superficie y subsuperficie objetivo. Los iones quedan implantados en el sustrato sin alterar el terminado superficial del objetivo aunque se alteren las propiedades de tribocarga del alambre recubierto. El uso de la implantación iónica para implantar materiales adecuados en un componente objetivo, tal como los alambres de electrodo utilizados para el Revelado Sin Depuración Híbrido acomoda ambos requerimientos de historia del alambre y contaminación del alambre reducidas. Como se hizo notar anteriormente, la implantación iónica es un proceso donde los átomos de un elemento son convertidos a iones y acelerados a altas velocidades y dirigidos hacia el sustrato objetivo. Seleccionando los átomos correctos a implantar, las propiedades de tribocarga del objetivo pueden ser sintonizadas para ser. neutras con respecto al contacto del material revelador. Dicho de manera diferente, la Electronegatividad (EN) a ser discutida más adelante, del alambre es sintonizada a la EN del material revelador. Eligiendo un material metálico adecuado para el sustrato de alambre e implantando iones de elementos seleccionados, el desempeño de la historia del alambre del alambre puede aproximarse a la de alambres recubiertos con polímero de la técnica anterior, manteniendo a la vez la dureza y terminado superficial deseados para reducir al mínimo la contaminación del alambre.

El concepto de emplear la implantación iónica para alterar las propiedades de tribocarga de un material de un sustrato, parte del uso típico del proceso. Normalmente la implantación iónica se utiliza para alterar las propiedades mecánicas de un sustrato, tales como la dureza y resistencia al desgaste. Un uso típico de un implantador de haz iónico es el de alterar las propiedades de la superficie cercana de materiales semiconductores que sean hechos sin importar la similitud de los valores de electronegatividad de los material interactuantes . Para una comprensión general de las características de la presente invención, se hará una descripción de la misma con referencia a los dibujos.

DESCRIPCION DETALLADA DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración esquemática de una modalidad de un aparato de revelado útil en una máquina impresora electrofotográfica . La Figura 2 ilustra la carga del pigmento orgánico y la electronegatividad delta del alambre. La Figura 3 es una gráfica de barras que ilustra el voltaje resultante del alambre de la máquina contra la electronegatividad para alambres que fueron implantados con iones seleccionados de varios materiales. La Figura 3 muestra una comparación de la electronegatividad de alambres sin forro, implantados iónicamente, y el pico de alambres recubiertos con polímero.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCION Montada en la Figura 1 se encuentra una unidad reveladora 38 utilizada para revelar imágenes latentes registradas sobre la superficie fotoconductora de una banda fotoconductora 10. De manera preferible, la unidad reveladora 38 incluye un rodillo donador 40 y el miembro o miembros de electrodo 42. Los miembros de electrodo 42 están desviados eléctricamente en relación al rodillo donar 40 para desprender pigmento orgánico de los mismos para formar unas nubes de polvo de pigmento orgánico en un espacio o zona de revelado 43 entre el rodillo donador 40 y la banda fotoconductora 10. La imagen latente atrae partículas de pigmento orgánico d la nube de polvo de pigmento orgánico que forma una imagen de polvo de pigmento orgánico sobre la superficie fotoconductora de la banda 10. El rodillo donador '40 está montado por lo menos parcialmente, dentro de un alojamiento de revelador 44. El revelador 44 contiene un suministro de material revelador. El material revelador, para propósitos de ilustración, es un material revelador de dos componentes de al menos gránulos portadores que tienen partículas de pigmento orgánico que se adhieren triboelectricamente a estas. Un rodillo magnético 46 colocado en el alojamiento 44 debajo del rodillo donador 40 transporta el material revelador al rodillo donador 40. El rodillo magnético 46 es desviado eléctricamente en relación al rodillo donador, de modo que las partículas de pigmento orgánico sean atraídas hacia el rodillo donador 40 desde el rodillo magnético 46. El rodillo donador 40, los miembros de electrodo 42 y el rodillo magnético 46 están montados operativamente dentro del alojamiento 44. El rodillo donador puede hacerse girar en cualquier dirección "con" o "contra" en relación a la dirección del movimiento de la banda 10 ilustrado por la flecha 16. La Figura 1, el rodillo donador 40 se muestra girando en la dirección contraria a las manecillas del reloj de la flecha 68. De manera similar, el rodillo magnético puede hacerse girar en cualquier dirección "con" o "contra" en relación a la dirección del movimiento de la banda 10. En la Figura 1, el rodillo magnético 46 se muestra girando en la dirección contraria a las manecillas del reloj de la flecha 92. El rodillo donador 40 esta preferiblemente hecho de aluminio anodizadoo cerámica. La unidad reveladora 38 también comprende una pluralidad de miembros de electrodo 42 lo cuales están depositados en una zona de revelado 43 intermedia a la banda 10 y " el rodillo donador 40. Una pluralidad de miembros de electrodo se muestra extendiéndose en una dirección sustancialmente paralela al eje longitudinal del rodillo donador. Los miembros de electrodo están preferiblemente fabricados de alambre de acero inoxidable que tiene un diámetro de aproximadamente 63.5 micrones (0.0025 pulgadas) que están poco separadas del rodillo donador 40 y la banda fotorreceptora 10. La separación entre los miembros de electrodo 42 y el rodillo donador 40 es aproximadamente igual al espesor de una capa de pigmento orgánico sobre la superficie del rodillo donador 40. Los miembros de electrodo 42 son separados por si mismos del rodillo donador por el espesor del pigmento orgánico sobre el rodillo donador. Como se ilustra en la Figura 1, se aplica una desviación eléctrica alternante a los miembros de electrodo por medio de una fuente de voltaje de CA 78. La CA aplicada estable un campo electrostático alterno entre los miembros de electrodo y el rodillo donador que es efectivo para producir el desprendimiento del pigmento orgánico del rodillo donador 40 formando por lo tanto una nube de pigmento orgánico alrededor de los miembros de electrodo 42, siendo la altura de la nube tal que no esta en contacto sustancial con la banda 10. La magnitud del voltaje de CA es del orden de 650 a 750 voltios con una desviación de CD de aproximadamente -25 voltios proporcionada por un suministro de desviación de CD 80. De este modo se establece un campo electrostático entre la superficie fotoconductora de la banda 10 y un rodillo donador 40 para atraer las partículas de pigmento orgánico desprendidas de la nube que rodea a los miembros de electrodo hacia las imágenes latentes registradas sobre el miembro fotoconductor . Una cuchilla de limpieza 82 separa todo el pigmento orgánico del rodillo donador 40 después del revelado de modo que el rodillo magnético 46 dosifique pigmento orgánico fresco a un rodillo donador limpio. El rodillo magnético 46 dosifica una cantidad constante de pigmento orgánico que tiene la carga sustancialmente constante sobre el rodillo donador 40. Esto asegura que el rodillo donador proporciona una cantidad constante de pigmento orgánico que tenga una carga sustancialmente constante en el espacio de revelado. En lugar de utilizar una cuchilla de limpieza, la combinación de separación del rodillo donador, es decir, la separación entre el rodillo donador y el rodillo magnético, la alturade la pila comprimida del material revelador sobre el rodillo magnético, y las propiedades magnéticas del rodillo magnético en conjunto con el uso de un material revelador magnético, conductor logra la deposición de una cantidad constante de pigmento orgánico que tenga una carga sustancial sobre el rodillo donador. Un suministro de desviación de CD 84 el cual aplica un voltaje adecuado conocido por aquellos expertos en la técnica para el rodillo magnético 46 establece un campo electrostático entre el rodillo magnético 46 y el rodillo donador 40, de modo que se establezca un campo electrostático entre el rodillo donador y el rodillo magnético lo cual hace que las partículas de pigmento orgánico sean atraídas del rodillo magnético hacia el rodillo donador. La cuchilla de dosificación 86 esta colocada muy cerca, adyacente al rodillo magnético 46, para mantener una altura de pila comprimida de material revelador sobre el rodillo magnético 46 a un nivel deseado. El rodillo magnético 46 incluye un miembro tubular no magnético 88 hecho preferiblemente de aluminio y que tiene la superficie circunferencial exterior del mismo corrugada. Un imán alargado 90 esta colocado en el interior de y separado de un miembro tubular. El imán esta montado estacionariamente. El miembro tubular gira en la dirección de la flecha 92 para hacer avanzar el material revelador adherido a esta hacia la línea de contacto definida por el rodillo donador 40 y el rodillo magnético 46. Las partículas de pigmento orgánico son atraídas de los gránulo portadores sobre el rodillo magnético hasta el rodillo donador.

Continuando con referencia a la Figura 1, un sin fin, indicado de manera general por la referencia numérica 94, se localiza en el alojamiento 44. El sin fin 94 esta montado de manera giratoria para mezclar y transportar material revelador en relación al rodillo magnético 46. El sin fin tiene cuchillas que se extienden espiralmente hacia afuera desde un eje. Las cuchillas están diseñadas para hacer avanzar el material revelador en la dirección axial sustancialmente paralela al eje longitudinal del eje. A medida que son reveladas imágenes electrostáticas latentes sucesivas, las partículas de pigmento orgánico dentro del material revelador se agotan. Un distribuidor de pigmento orgánico (no mostrado) almacena un suministro de partículas de pigmento orgánico que pueden incluir partículas de pigmento orgánico y portadoras. El distribuidor de pigmento orgánico esta en comunicación con el interior del alojamiento 44. Cuando la concentración de partículas de pigmento orgánico el material revelador disminuye, son proporcionadas partículas de pigmento orgánico frescas al material revelador en la cámara del distribuidor de pigmento orgánico. En una modalidad de la invención, el sin fin en la cámara de alojamiento mezcla las partículas de pigmento orgánico frescas con el material revelador restante, de modo que el material revelador resultante en ella sea sustancialmente uniforme con la concentración de partículas de pigmento orgánico siendo optimizada. De esta manera, una cantidad sustancialmente constante de partículas de pigmento orgánico esta en la cámara de alojamiento del revelador con las partículas de pigmento orgánico teniendo una carga constante. El material revelador en la cámara de alojamiento del revelador es magnético y puede ser eléctricamente conductor. A manera de ejemplo, en una modalidad de la invención, donde el pigmento orgánico incluye partículas portadoras, los gránulos portadores incluye un núcleo ferromagnético que tiene una capa delgada de magnetita recubierta con una capa no conductora de material resinoso. Las partículas de pigmento orgánico pueden ser hechas de un material resinoso, tal como un polímero de vinilo, mezclado con un material colorante, tal como un negro cromogeno. El material revelador puede comprender de aproximadamente 90% hasta aproximadamente 99% en peso de portador y de aproximadamente 10% hasta aproximadamente 1% en peso de pigmento orgánico. Sin embargo, un experto en la técnica reconocerá que puede ser utilizado cualquier otro material revelador adecuado. Debido a los intentos y propósitos de la presente invención, los alambres sin forro son especialmente tratados utilizando implantación iónica para modificar las características de trigocarga o electronegatividad de los mismos para producir los alambres de electrodo 42. Antes de la implantación iónica, los alambres individuales son recubiertos ,c electrorrecubiertos primero con una aleación de oro/platino, donde el oro comprende el 90% de la aleación y el platino comprende un 10% de la misma. La aleación forma una capa superior y un alambre que es de aproximadamente 1 micrón de espesor. De este modo, un alambre después del recubrimiento tiene un diámetro total igual a 65.5 micrones. El alambre recubierto es entonces sometido a la implantación de iones flúor hasta que el flúor esta presente en una concentración de aproximadamente 6% atómico en la superficie del alambre. El diámetro del alambre no se altera como resultado de la implantación de iones. La electronegatividad del alambre asi modificada es de este modo sintonizada de modo que sea aproximadamente igual a la electronegatividad del pigmento que este siendo utilizado en un sistema de revelado particular. Como será apreciado por aquellos expertos en la técnica, ninguno de los parámetros tales como la concentración de oro o platino en la aleación de recubrimiento asi como el pQr ciento atómico de flúor implantado pueden ser modificados para producir un alambre que tenga una electronegatividad compatible con otros reveladores que puedan ser utilizados. El proceso de Implantación Iónica permite la modificación de la superficie y subsuperficie de un material inyectando iones de elementos en el material objetivo dando como resultado los siguientes beneficios: - Sin cambio en el terminado superficial - Cambio al nivel de Angstrom en el diámetro - El nuevo material queda integrado al sustrato. Sin preocupaciones de adhesión - La dureza- del sustrato se incrementa Para comprender como la Implantación Iónica modifica las características de tribocarga o electronegatividad de los alambres HSD, una descripción de la historia del alambre y los modos de falla por contaminación asociados con, por ejemplo, el alambre de acero inoxidable 304 sin forro y alambre recubierto con polímero es la siguiente .

Historia del Alambre Este modo de falla parece tener dos directrices principales : • El alambre necesita ser b~triboeléctricamente neutro con los reveladores • El alambre necesita un nivel razonable de conductividad La triboelectrificación implica muchos criterios, incluyendo la composición química, geometría del material y tipo de contacto por fricción. Con el propósito de simplificar, la interfaz de la superficie del alambre y el revelador se consideran como dos superficies sólidas homogéneas rosándose entre si. Con esta suposición, el enfoque puede desviarse hacia la composición química de los materiales y sus propiedades. La propiedad de interés principal es la electronegatividad. La electronegatividad es la medida de cuanto un átomo desea atraer electrones y es dada típicamente en valores en la escala de Pauling. Está bien documentado que materiales similares típicamente no producen una diferencia de carga cuando son frotados juntos. Una "electronegatividad volumétrica" (EN) calculada puede producirse de un alambre de acero inoxidable 304, el pigmento orgánico, y el recubrimiento polimérico que reduce la historia del alambre. El cálculo se hace determinando el por ciento atómico de cada elemento en el sólido y multiplicando su electronegatividad elemental, y sumando el total. ? (% atómico por Electronegatividad elemental X) La EN calculada de algunos materiales típicos es la siguiente : • Pigmentos orgánicos 255 • Acero inoxidable 304-180 • Recubrimiento polimérico - 273 De esos valores calculados puede hacerse la inferencia de que puesto que el recubrimiento polimérico y los pigmentos orgánicos tienen EN cercana deberán tener poco efecto de carga entre ellos. Las pruebas efectuadas frotando pigmento orgánicas entre placas de materiales que tienen En de 154 a 344 y graficando el voltaje del pigmento orgánico resultante contra EN se ha demostrado (Figura 2) que existe una función lineal que tiene un punto cero de =255. Pruebas de máquinas de alambres hechos sobre el mismo intervalo de EN han dado como resultado los datos pico de acuerdo a lo medido por un voltímetro electrostático que revela una función cuadrática cuando se gráfica contra la EN. El mínimo de la curva de datos de la máquina se encuentra en una EN=258 con un área de transición relativamente plana que da un intervalo efectivo de EN=250-270. La Figura 2 muestra ambos de los datos de exploración del alambre de la prueba de la máquina y los datos de carga de la placa de pigmento orgánico de prueba de laboratorio. La mayoría de los metales y sus aleaciones tienen una EN menor de 190 y por lo tanto no son útiles como alambres de electrodos en un sistema HSD. También, muchos de los elementos con mayor electronegatividad típicamente no se encuentran en metales, especialmente en grandes cantidades (flúor, oxígeno, nitrógeno y cloro) . Pueden ser diseñados polímeros para recubrir esos elementos. Sin embargo, los recubrimientos poliméricos son difíciles de adherir al alambre y por su naturaleza son susceptibles a otro modo de falla principal anotado anteriormente como contaminación. Como será apreciado, es deseable utilizar materiales para alambres de electrodo 42, que sea aproximen a la EN de los pigmentos orgánicos típicamente utilizados en este ambiente. Para obtener materiales con una EN que se aproxime a la de los pigmentos orgánicos y al recubrimiento polimérico, se proceso alambre de acero inoxidable 304 sin forro con iones de kriptón y Oxígeno. Este tratamiento por cálculo, dio como resultado EN superficiales de 213 y 232, respectivamente. Las pruebas indican que las propiedades de tribocarga han sido alteradas examinando las imágenes resultantes y por la exploración directa del alambre. Los datos de exploración del alambre de la máquina muestran una reducción de la manifestación de la historia del alambre. A partir de una consideración de la Figura 3, puede observarse que el voltaje del alambre de titanio sin tratar y el alambre de acero inoxidable 304 es de más de veinte. La Figura 3 también muestra que, cuando son sometidos alambres de acero inoxidable 304 a implantación iónica utilizando kriptón, oxígeno o un alambre recubierto con una aleación de oro/platino implantado con iones flúor, el voltaje se reduce a aproximadamente el 50%. La Figura 3 también muestra que el voltaje de esos alambres implantados con iones, se aproxima a los niveles de los alambres recubiertos con polímero actualmente utilizados para minimizar la historia del alambre. Sin embargo, a diferencia de los alambres recubiertos con polímero, los alambres implantados con iones, en particular, la aleación de Oro/Platino implantada con iones flúor que son resistentes a la historia del alambre, también son muy resistentes a la contaminación del alambre. De acuerdo con la presente invención, una aleación basada en níquel, Inconel 718 fue modificada utilizando la implantación iónica para producir alambres de electrodo que comprenden aproximadamente 38% de Flúor en la superficie para lograr valores de Electronegatividad que son compatibles con los valores de Electronegatividad de los pigmentos orgánicos con los cuales se contempló su uso. La aleación Inconel 718 particular utilizada, comprende 52% de Níquel, 18.5% de Hierro, 18.5% de Cromo, 5% de Columbio (aka Niobium) , 3% de Molibdeno y 1% de Titanio. El último 2% de la aleación comprende Carbón, Cobalto, Aluminio, por ejemplo. Las concentraciones son promedio para esta aleación. Los valores de Electronegatividad Típicos para los pigmentos orgánicos contemplados para utilizarse en la presente invención son: Magenta = 254, amarillo, 260, Cían = 266 y Negro = 260. Esos valores varían como una mejor comprensión de las formulaciones y concentraciones de pigmento orgánico evaluadas. Sin embargo, permanecen en el intervalo de Electronegatividad de 250 a 270.

Contaminación del Alambre : La contaminación del alambre es un modo de falla donde el pigmento orgánico y los aditivos del pigmento orgánico se adhieren mecánicamente al fondo del alambre del electrodo (área de la interfaz en el alambre y el rodillo donador) . El resultado es una barrera aislante que deprime o suprime la nube de pigmento orgánico y el revelado. Aunque inicialmente la contaminación no ocurre en la superficie inferior del electrodo con el tiempo la contaminación trabaja alrededor de la parte superior del alambre, donde, como se mencionó anteriormente, puede causar fenómenos indeseables además del subrevelado. Este modo de falla está presente en alambres recubiertos con polímero o alambres de acero inoxidable con una superficie rugosa. La contaminación está constituida principalmente de aditivos de pigmento orgánico tales como la sílice y el titanio, los cuales quedan incrustados en el recubrimiento polimérico o empaquetados en los puntos rugosos de los alambres de metal. Una vez que la contaminación tiene un sitio de inicio, crece hasta una barrera uniforme también empaquetando pigmento orgánico. Sobre el acero inoxidable rugoso, la contaminación puede ser removida mecánicamente de manera fácil. Los alambres recubiertos con polímero generan contaminación que se adhiere muy bien y sólo es removida por medios adhesivos que conducen a la remoción del recubrimiento polimérico y a la reintroducción de la historia del alambre como un modo de falla. Las pruebas han demostrado que para combatir la contaminación del alambre, la superficie del alambre debe tener una dureza comparable a la del alambre de acero inoxidable 304 y tener un terminado superficial liso. Hasta este punto, debe notarse que la implantación iónica no altera significativamente el terminado superficial. Sin embargo, incrementa la dureza, lo cual es benéfico. El uso de la implantación iónica para sintonizar triboeléctricamente metales a pigmentos orgánicos, puede ser aplicada a cualquier sistema de revelado de electrodo/rodillo donador para impedir, o al menos reducir al mínimo la atracción electrostática entre el pigmento orgánico y el electrodo. En el caso de alambres HSD, su efecto sobre la reducción de la historia del alambre a niveles manejables, manteniendo a la vez la capacidad de contrarrestar la contaminación del alambre, ilustra la utilidad de la implantación iónica para superar simultáneamente los problemas de historia del alambre y contaminación del alambre .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones .

1. Un aparato para revelar imágenes electrostáticas latentes sobre una superficie que retiene carga, el aparato se caracteriza porque comprende: un suministro de pigmento orgánico; un miembro donador de pigmento orgánico separado de la superficie que retiene carga para transportar pigmento orgánico a una zona de revelado intermedia a la superficie que retiene carga del miembro donador de pigmento orgánico; una pluralidad de miembros de electrodos colocados a la zona de revelado, estando los miembros de electrodo poco separados del miembro donador y siendo desviados eléctricamente para establecer un campo electrostático para efectuar el desprendimiento de pigmento orgánico del miembro donador, produciendo por lo tanto una nube de pigmento orgánico en la zona de revelado con el pigmento orgánico desprendido de la nube de pigmento orgánico que está siendo atraída hacia las imágenes latentes, por lo que las partículas de pigmento orgánico son atraídas hacia las imágenes electrostáticas latentes formadas en la superficie que retiene carga, medios que forman una parte de cada uno de los miembros de electrodo para reducir al mínimo el fenómeno de historia del alambre sin disminuir la dureza del miembro de electrodo.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios que forman una parte del electrodo comprenden medios para hacer que el valor de electronegatividad de cada uno de los miembros de electrodo sea similar al valor de la electronegatividad del pigmento orgánico.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pluralidad de miembros de electrodo comprende alambres eléctricamente conductores.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque cada uno de los alambres es recubierto con un material impregnado con iones para producir la Electronegatividad deseada exhibida por cada uno de los alambres.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque los iones están a una concentración de aproximadamente 6 por ciento atómico en la superficie de cada uno de los alambres.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el material comprende una aleación de oro y platino.

7. El aparato de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el porcentaje de oro en la aleación es de aproximadamente 90%.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque los iones comprenden flúor.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el alambre comprende acero inoxidable 30 .

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el alambre comprende acero inoxidable 304 impregnado con iones oxigeno.

11. Una estructura de electrodo para utilizarse en el Revelado Sin Depuración Híbrido de imágenes electrostáticas latentes con pigmento orgánico, la estructura se caracteriza porque comprende: medios para formar una parte del miembro de electrodo para reducir al mínimo el fenómeno de historia del alambre sin disminuir la rudeza del miembro de electrodo cuando el pigmento orgánico interactúa con el miembro de electrodo .

12. La estructura de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque los medios que forman una parte de la estructura del electrodo comprende medios para hacer que el valor de la Electronegatividad de cada uno de los medios de electrodo sea similar al valor de la Electronegatividad del pigmento orgánico.

13. La estructura de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el miembro de electrodo comprende un alambre eléctricamente conductor.

14. La estructura de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el alambre está recubierto con un material impregnado con iones para producir la electronegatividad deseada exhibida por el alambre .

15. La estructura de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque los iones están a una concentración de aproximadamente 6 por ciento atómico en la superficie del alambre.

16. La estructura de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el material comprende una aleación de oro y platino.

17. La estructura de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque el porcentaje de oro en la aleación es de aproximadamente 90%.

18. La estructura de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque los iones comprenden flúor .

19. La estructura de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el alambre comprende acero inoxidable 304.

20. La estructura de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el alambre comprende acero inoxidable 304 impregnado con iones oxigeno.