JPH08240983A - ハイブリッド・スキャベンジレス現像ドナー・ロール用セラミック被覆組成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の耐摩耗特性及び均一な導電率を有し、
かつ望ましくない電気アーク及び静電的ホット・スポッ
トの生成を防止することができる現像剤材料移送ロール
を提供する。 【解決手段】 本発明の現像剤材料移送ロールは、コア
と、コア上のセラミック被覆とを備え、セラミック被覆
は、２．８×１０⁷ 〜２．１×１０⁹ Ω−ｃｍの範囲内
の所望の抵抗率及びオシロスコープで計測した約５５０
マイクロ秒の放電時定数を現像剤材料移送ロールに与え
るために、重さによる、８５％〜８８％のアルミナ及び
少なくとも１３％のチタニアを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電電子写真式印刷機
のための現像装置に関する。より特定的には、本発明
は、ハイブリッド・スキャベンジレス現像装置に使用す
るセラミック被覆されたドナー・ロールのための特定な
組成に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電電子写真式複写機において潜像を現
像するために、帯電トナー粒子は、単一成分かまたは二
成分のいずれかであり、現像装置によって、受光体（感
光体）上に形成された潜像に接触させられる。二成分現
像に対して、キャリヤ粒子及びトナー粒子を含んでいる
現像剤材料が用いられる。そのような現像に対する現像
装置は、その内で現像剤材料が混合されかつ帯電される
チャンバを画定しているハウジングを一般に含む。二成
分現像剤材料を摩擦電気により移動及び混合し、かつキ
ャリヤ粒子とトナー粒子を反対に帯電してトナー粒子を
キャリヤ粒子に付着させる。二成分現像方法及び装置の
一形式は、“ハイブリッド・スキャベンジレス現像”と
呼ばれ、かつ画像上画像(image-on-image)の現像型処理
に非常に適している。装置は、現像領域を画定している
ハウジング、及びキャリヤ及びトナー粒子を包含してい
る現像剤材料を保持している混合チャンバを含む。装置
は、現像剤材料移送ロール、及び現像剤材料移送ロール
から帯電トナー粒子を受け取りかつそれらを現像領域へ
移送するドナー・ロールのようなドナー部材も含む。複
数の電極ワイヤが、現像領域内のドナー・ロールに、埋
め込まれているか、またはそれに対して密に離間されて
いる。ＡＣ電圧は、現像領域にトナー雲(toner cloud)
を形成するために電極ワイヤに印加される。受光体表面
上の隣接潜像により生成された静電場は、トナー雲から
帯電トナー粒子を引き寄せる役目をして、従って潜像を
現像する。

【０００３】跳躍間隙現像と呼ばれる、単一成分現像シ
ステムは、トナー・チャンバから現像領域に帯電トナー
粒子を直接移送するためにドナー・ロールを用いること
もできる。帯電トナー粒子は、同様に引き寄せられかつ
光導電面上に記録された静電潜像を現像する。跳躍間隙
現像では、ＡＣ電圧は、ドナー・ロールからトナー粒子
を取り外しかつそれらを静電潜像を保持している隣接す
る光導電面に向かって投射するためにドナー・ロールに
印加される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例として上述した現像
システムのいずれにおいても、ドナー部材またはロール
及びその電気的及び化学的特性は、現像領域に受容可能
でかつ均一量のトナー粒子を繰り返し移送すると共に、
高品質画像現像のために現像領域内で必要な静電場を有
効に支持する、現像装置の能力に対して非常に重要であ
る。例えば、ドナー・ロールは、それに静電気的に（高
速においても）有効的かつ制御可能に付着すべく帯電ト
ナー粒子に適していなければならない。ドナー・ロール
の表面は、より導電性なコアに対して部分的に導電性で
なければならず、この表面上の部分導電性は、円周方向
の表面領域全体を通じて均一である。ドナー・ロールの
導電性の範囲は、エネルギー消費、機械制御及びその表
面の放電時定数のような、あらゆる数の設計されたパラ
メータを考慮してドナー・ロールの効率を最大化するた
めによく選ばなければならない。受光体上に予め現像さ
れたトナー画像を有する画像上画像形式処理では、ドナ
ー・ロールは、現像システムと受光体の間で不要な相互
作用を最小化するために受光体と現像剤移送ロールの間
で静電的“中間物”としても作用すべきである。その中
の単一受光体が、単流ハイライト(single pass highlig
ht) カラー処理または単流フルカラー処理におけるよう
に、通常単一で、複数回にわたり帯電、露光かつ現像さ
れるので、そのような相互作用を最小化することは、そ
のような処理において特に望ましい。

【０００５】ドナー・ロールは、その表面が隣接表面に
よって容易にすりへらされないように所望の耐摩耗特性
を更に有さなければならない。更に、ドナー・ロールの
表面は、その製造のコースにおいて生成されうる、ピン
ホールのような異常があるべきではない。製造処理工程
で生成されたピンホールまたはその使用においてもたら
された摩耗は、そのような構造的欠陥の付近に望ましく
ない電気アーク及び静電的“ホット・スポット”を結果
として生じうる。最終的に、ドナー・ロールの最も重要
な必要事項は、“均一な導電率”という文言によって要
約されうる。トナー粒子の機械的付着のような、ドナー
・ロールの他の物理的特性も重要であるが、しかし現像
装置を設計することにおいて一般に数量化できない。本
発明の目的は、上記従来技術における問題点に鑑み、所
望の耐摩耗特性及び均一な導電率を有し、かつ望ましく
ない電気アーク及び静電的ホット・スポットの生成を防
止することができるドナー・ロール及びそれを備えた現
像装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、
（ａ）コアと、（ｂ）コア上のセラミック被覆とを備
え、セラミック被覆は、２．８×１０⁷ 〜２．１×１０
⁹ Ω−ｃｍの範囲内の所望の抵抗率及びオシロスコープ
で計測した約５５０マイクロ秒の放電時定数を現像剤材
料移送ロールに与えるために、重量による、８５％〜８
８％のアルミナ及び少なくとも１３％のチタニアを含ん
でいる現像剤材料移送ロールによって達成される。ま
た、本発明の上記目的は、表面上の静電潜像を現像する
装置であって、（ａ）トナー粒子を包含している現像剤
材料を格納しているチャンバを画定しているハウジング
と、（ｂ）現像剤材料を移動するためにチャンバ内に部
分的に取り付けられた手段と、（ｃ）トナー粒子を表面
上の静電潜像との現像転写関係に移送する回転ドナー・
ロールとを備え、ドナー・ロールは、現像剤材料移動手
段とトナー粒子を受け取る関係で取り付けられており、
ドナー・ロールは、コア、及びセラミック外側被覆を含
んでおり、セラミック被覆は、重量による、８５％〜８
８％のアルミナ(Al₂O₃) 及び少なくとも１３％〜１４．
５％のチタニア(TiO₂)を含んでいる装置によって達成さ
れる。

【０００７】更に、本発明の上記目的は、（ａ）導電性
コアと、（ｂ）導電性コア上のセラミック被覆とを備
え、セラミック被覆は、２．８×１０⁷ 〜２．１×１０
⁹ Ω−ｃｍの範囲内の所望の抵抗率、１００ＫＨｚで１
６〜２４の範囲内の絶縁定数及び６０〜６００マイクロ
秒の範囲内のオシロスコープ計測した放電時定数をトナ
ー移送ロールに与えるために、重量による、アルミナ及
びチタニアの混合を主に含んでいる現像装置用トナー・
ドナー・ロールによって達成される。

【０００８】

【作用】本発明の一態様によれば、現像剤材料の供給か
ら潜像との現像転写関係(development transfer relati
onship with a latent image) の中にトナー粒子を移送
するセラミック外側表面被覆を有しているトナー移送ロ
ールが提供される。ドナー・ロールのセラミック被覆
は、重量による、特定の割合いのアルミナ(Al₂O₃)及び
残りのチタニア(TiO₂)の混合で主に構成されている。本
発明の別の態様によれば、現像剤材料の供給から潜像と
の現像転写関係の中にトナー粒子を移送するセラミック
外側表面被覆を有しているトナー移送ロールが提供され
る。ドナー・ロールのセラミック被覆は、重量による、
８３％〜８７％のアルミナ(Al₂O₃) 及び１３％〜１７％
のチタニア(TiO₂)の混合で構成されている。本発明の更
なる態様によれば、表面上に静電潜像を現像する装置が
提供される。装置は、帯電トナー粒子を包含している現
像剤材料の供給を格納しているチャンバを画定するハウ
ジングと、現像剤材料を移動するためにチャンバ内に部
分的に取り付けられたデバイスとを含む。装置は、現像
剤材料移動デバイスから潜像との現像転写関係の中にト
ナー粒子を移送するセラミック外側表面被覆を有してい
るドナー・ロールも含む。ドナー・ロールのセラミック
被覆は、重量による、８３％〜８７％のアルミナ(Al
₂O₃) 及び１３％〜１７％のチタニア(TiO₂)の混合で構
成されている。

【０００９】本発明は、その好ましい実施例に関して説
明されるが、本発明をその実施例に限定することを企図
しないということが理解されるであろう。対照的に、添
付した特許請求の範囲により画定される本発明の精神及
び範疇内に含まれうる、全ての変形、変更、及び同等物
を網羅することを企図している。本発明の他の特徴は、
以下の説明及び添付した図面を参照することにより明ら
かになるであろう。

【００１０】

【実施例】ここで図１を参照すると、本発明の現像装置
４０の二成分実施例が示されている。現像装置４０は、
潜像現像に対して均一で、所望の量のトナー粒子の有効
的かつ反復可能な搬送を可能にする本発明による改良さ
れたドナー・ロール４２を含む。図示するように、現像
装置４０は、混合チャンバ４６内に、少なくとも部分的
に、取り付けられた、移動可能なドナー・ロール４２
（以下に詳述する）を含む。混合チャンバ４６は、ハウ
ジング４８によって画定され、かつトナー粒子及びキャ
リヤ・ビーズ(carrier beads) を含んでいる現像剤材料
の供給（供給源）ＱＳを保持する。ドナー部材４２は、
潜像現像に対して現像領域ＤＺ内に電極ワイヤ４４を生
成している雲(cloud) に接触してチャンバ４６から供給
されたトナー粒子を移送すべく移動される。現像剤材料
ＱＳは、一般に、少なくとも磁化可能なキャリヤ・ビー
ズとトナー粒子を含んでいる二成分現像剤材料である。
よく知られているように、現像剤材料ＱＳは、そのよう
なキャリヤ・ビーズ及びトナー粒子をそれぞれ反対にか
つ摩擦電気により帯電するためにオーガー４９のような
混合デバイスによって混合チャンバ４６内で移動されか
つ混合される。そのような帯電の結果として、反対に帯
電されたトナー粒子は、帯電した磁化可能キャリヤ・ビ
ーズに摩擦電気により付着する。

【００１１】チャンバ４６からドナー・ロール４２へ現
像剤材料の量ＱＦをフィードする磁気ロール５０のよう
な現像剤材料フィーダー・アセンブリも含む。フィーダ
ー・アセンブリ５０は、汎用ポリカーボネートから作ら
れうる円筒状サブストレートまたはシェル（殻）９０を
含む。殻９０は、矢印９８の方向に回転自在であり、か
つその上にコーティング（被覆）１００、並びにその核
心（コア）内に磁気部材Ｍ１〜Ｍ４を含む。磁気ローラ
５０とドナー・ロール４２は、ドナー・ロール４２にフ
ィードされた現像剤材料の量ＱＦ内の帯電トナー粒子が
磁気ロール５０からドナー・ロール４２に引き寄せされ
るように相関して電気的にバイアスされる。図１に更に
示すように、ドナー・ロール４２は、ドナー・ロール４
２にニップ８２で磁気ロール５０から帯電トナー粒子を
引き寄せできるようにするためにＤＣ電源８０により、
特定の電圧にバイアスされる。チャンバ４６からの帯電
トナー粒子の引き寄せを向上するために、磁気ロール５
０もＤＣ電圧電源８４によりバイアスされる。それは、
帯電した、磁化キャリヤ・ビーズへのそれらの付着及び
摩擦電気による結合からその上の帯電トナー粒子を瞬間
的に放つべく機能するＡＣ電圧電源８６によってもバイ
アスされる。そのように放されて、それらは、ドナー・
ロール４２へより容易に引き寄せられうる。ＡＣ電圧電
源８６は、図１に示すような磁気ロール５０の導電性層
にかまたはＤＣ電源８０と直列で直接的にドナー・ロー
ルにかのいずれかに印加されうる。同様に図示するよう
に、ＡＣバイアスもＡＣ電圧電源８８により電極ワイヤ
４４に印加され、かつドナー部材４２から帯電トナー粒
子を解き放ち並びに現像領域ＤＺ内にトナー雲子を形成
することに役立つ。

【００１２】ここで図２を参照すると、現像装置４０の
単一成分実施例が示されている。図１及び図２では、同
じ参照番号が同じ構成要素を表わす。図１の二成分シス
テムにおけるように、単一成分システムは、ドナー・ロ
ール４２（以下に詳述する）及びバイアスされた電極ワ
イヤ４４を含む。単一成分バージョンでは、ドナー・ロ
ール４２は、ハウジング４８により画定されたトナー・
チャンバに保持されたそのようなトナー粒子の供給から
直接的にトナー粒子をピック・アップする。図示するよ
うにドナー・ロール４２は、トナー粒子を潜像現像のた
めに現像領域ＤＺに移送する。図２の単一成分システム
では、システムでキャリヤ・ビーズが用いられないの
で、従って現像剤材料フィーダーが存在しない。本発明
によれば、そして図１または図２のいずれかを参照する
と、ドナー・ロール４２は、アルミニウムのような、通
常の導電性材料を含んでいるコア１１０と、特定の有利
なセラミック複合材または組成（以下に詳述する）から
なる外側表面被覆１１２とを含む。このセラミック表面
被覆１１２は、必要な電気的特性、並びに所望の導電
率、及び破壊電圧保護に適する厚みを達成するように、
ドナー・ロール４２のコア１１０上にプラズマ・スプレ
ーされるのが好ましい。

【００１３】処理としてのプラズマ・スプレーは、高電
圧電気アークの中に不活性ガスを通すことによってプラ
ズマを生成する。イオン化された気体は、粉末がプラズ
マ流中に導入されるノズルを通して強制排出される。粉
末は、溶けてかつサブストレート上に高速度で投射され
る。使用された特定のサブストレートにより、プラズマ
・スプレー処理の間中、空気ジェットでサンプルを冷却
することが必要でありうる。セラミック被覆１１２の厚
みは、例えば、おおよそ２５ｍｍの全外径を有している
ドナー・ロール４２上で、０．１７〜３．１８ｍｍの間
であるのが好ましい。プラズマ・スプレーではセラミッ
ク被覆１１２は、正確に制御されうるので、それゆえ
に、クレーターやピンホールのような表面の異常が最小
限に保たれることを確実にするためにそれが制御されう
る。さらにセラミック被覆を適用するプラズマ・スプレ
ー方法の使用は、他の方法で得られたものよりもさらに
均一な周辺部形状を結果として生ずる。それゆえに、プ
ラズマ被覆に続いて研磨することは、しばしば除去され
うる。従って、セラミック被覆表面を有しているドナー
は、現像剤フィーダー・デバイスに接触しながら移動し
ている範囲内で現像装置において延長した時間に対して
用いられるときに顕著な摩耗問題を示さない。

【００１４】セラミック被覆されたドナー・ロールは、
約６００マイクロ秒から６０マイクロ秒よりも多少すく
ない範囲までの放電時定数を有しうる。従って、連続処
理静電電子写真式現像装置におけるそのようなドナー・
ロールの使用は、装置が頻繁に起こりかつ比較的高速な
帯電及び放電現像機能を包含するので好ましい。６０マ
イクロ秒のように低い放電時定数は、放電時間をかなり
低減しかつ陽極酸化されたアルミニウムドナー・ロール
を有する類似なシステムに対して複写時間を改善する。
セラミックは、例えば、次のようなアルミナ、ジルコニ
ア、トリア、ベリリア、マグネシア、スピネル、シリ
カ、チタニア、及びフォルステライトを含んでいるあら
ゆる数の材料のブレンド（配合）を通常含む非金属、無
機化合物である。アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素
（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、硅素（Ｓ
ｉ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニア（Ｚｒ）、マグネシ
ウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）及びタングステン
（Ｗ）の少なくとも一つを含むセラミックスは、特に固
く、非常に摩耗抵抗性であり、高抵抗率、高絶縁強度、
低絶縁損失、及び高絶縁定数を有する。コスト、処理、
及び静電電子写真式処理の現像処理必要事項にかなう上
記材料中の特定の組合せ及び組成の検査及び選択は、明
らかに予期不可能でかつ時間のかかるように思われる。

【００１５】本発明によれば、アルミナ及びチタニアを
主に含んでいる特定の組合せは、本発明の現像装置の抵
抗率、絶縁定数、及び放電時定数必要事項を満足するア
ルミニウム・コア・ドナー・ロール上にプラズマ・スプ
レーされた被覆を生成するのに十分であるということが
見出された。しかしながら、市販的に、プラズマ・スプ
レー被覆アプリケーションに適する、アルミナ及びチタ
ニア化合物セラミックスは、両方ともにベンダーである
ペンシルバニア州、ニュートンのホワイト・エンジニア
リング・サーフェイシズ・コーポレーションから入手可
能な、Ａｔ−８７及びＡｔ−６０のような、予め製法さ
れた粉末として主に入手可能である。このベンダーから
の複数のバッチの試験は、重量により、８７％のアルミ
ナ及び１３％のチタニアを主に含んでいる粉末であるべ
き１００％Ａｔ−８７の一つのバッチを示した。１００
％Ａｔ−８７の別のバッチのより正確な試験は、重量に
より、８８％のアルミナ及び１１％のチタニア、及び約
１％の他の酸化物を含んでいることを示した。同様に、
１００％Ａｔ−６０の一つのバッチの試験は、重量によ
り、６０％のアルミナ及び約４０％のチタニアを主に含
んでいる粉末であることを示し、かつＡｔ−６０の別の
バッチのより正確な試験は、約５２％のアルミナ、約４
６％のチタニア、及び約２％の他の酸化物を含んでいる
ことを示した。それらは、他の入手可能な粉末よりも比
較的上質なのでこれらの型のセラミック粉末も選択され
た。そのような上質な粉末を使用することは、より高い
理論的密度を有し、それゆえに、その薄い被覆でさえ
も、２０００ボルトよりも大きい必要な破壊電圧保護を
供給するためにピンホールやボイド（割れ目）がない最
終被覆を生成する。

【００１６】アルミナは、室温で１０¹⁶Ω−ｃｍの抵抗
率の値を有する優れた絶縁体である。純粋な、化学量論
的チタニア(stoichiometric titania)も、室温で１０¹³
Ω−ｃｍのブック値(book values) を有する絶縁体とし
て用いられる。１ＭＨｚで報告されたアルミナ及びチタ
ニアの絶縁定数は、それぞれ約９及び１００である。チ
タニアの重要な特徴は、９００°Ｃ以上の温度に晒され
たときにそれが化学的に低減されうる範囲である。チタ
ニアの低減は、電導率におけるかなりの変化を導く。プ
ラズマ・スプレー処理の間中に酸素が失われると、Ｔｉ
（チタン）イオンは、割込み位置(interstitial sites)
に移動し、抵抗率が減少する。本発明の特定のセラミッ
ク組成は、プラズマ・スプレー処理で生成される温度の
理解と上述のような高温でチタニアを低減するための能
力の知識とを組み合わせることにより見出されて、それ
により合成被覆の電導率を増加する。純粋なＡｔ−８７
セラミック化合物で被覆されたドナー・ロールは、他の
必要事項を満たしているけれども、あまりにも抵抗性で
あり、かつあまりにも遅い（即ち、６００マイクロ秒よ
りも大きな時定数）放電時定数を有していたということ
も見出された。純粋なＡｔ−８７は、従って本発明の目
的に対して受け入れられない。

【００１７】他方、純粋なＡｔ−６０セラミック化合物
で被覆されたドナー・ロールは、他の必要事項を満たし
ているけれども、一般にあまりにも導電性であり、かつ
放電時定数が相対的にあまりにも速い。種々の市販され
ていない割合いのアルミナ及びチタニアの形成及び試験
を通して、重量で、８５％〜８８％のアルミナ(Al₂O₃)
及び１３％〜１４．５％のチタニア(TiO₂)を含んでいる
セラミック化合物で被覆されたドナー・ロールは、本発
明の現像装置に対する抵抗率及び放電時定数必要事項を
有効的かつ追加的に満たすということが本発明により見
出された。図４から分かるように、これらの範囲は、１
〜２％の他の酸化物からの影響なしで、組成における実
際の重量に対して正規化されたかまたは修正されたＡＴ
−８７及びＡＴ−６０の値について特に適用される。本
発明のセラミック化合物は、重量により、８６％のアル
ミナ及び１３．７５％のチタニアを含むことが好まし
い。被覆のために選ばれた粉末のこの好ましい割合い
は、実験的方法により見出された。熔解されかつ粉砕さ
れた、市販の粉末を用いることによって、目的とする被
覆を達成すべく適切な量の二つの異なる準備されたバッ
チを混合することができるようになる。

【００１８】図３及び図４に示すように、この特定の割
合いは、例えば、上述したベンダーからのＡｔ−８７の
典型的なバッチの９３％とＡｔ−６０の典型的なバッチ
の７％の粉末を用いることによって達成される。両方の
粉末ともアルミナとチタニアを含むので、９３％と７％
の組合せのあたりの他の割合いを用いることも、もちろ
んできる。しかしながら、最終組成では、１３％〜１
４．５％のチタニアの割合いが、所望の抵抗率及び時定
数要求事項に関してより重要またはより敏感であるとい
うことが確信された。従って、アプローチは、これを達
成することを求めることであり、そして次に、アルミナ
とおおよそ１〜２％の他の酸化物とのバランスを構成す
ることである。図３及び図４は、図示するように、アル
ミナとチタニアの多少変化する内容を有する二つの典型
的なバッチに対してＡＴ−８７とＡＴ−６０の種々の割
合いの組合せに対して数学的に計算された結果を示す。
図５は、種々のそのようなセラミック形成に対してそれ
ぞれについてオシロスコープで計測した放電時定数のプ
ロットを示す。本発明による現像装置４０に対する放電
時定数の好ましい範囲は、オシロスコープで計測したと
きには６０と６００マイクロ秒の間である。１２０で示
された９３％のＡｔ−８７サンプルに対する放電時定数
は、約５５０マイクロ秒であることに注目。時定数のこ
の値は、１６〜２４の範囲内の絶縁定数、及び室温で
２．８×１０⁷ 〜４．２×１０⁸ Ω−ｃｍの抵抗率を有
している組成で被覆されたロールに対して得られる。上
記のような時定数は、オシロスコープを用いて被覆され
たロール上に印加された１００ボルトパルスの減衰を監
視することによって得られる。

【００１９】しかしながら、同じ被覆されたロールの時
定数を計測する静的応答方法（Ｒ×Ｃ方法）は、Ｒを抵
抗率、Ｃを静電容量として以下のような異なる結果を生
成するということも見出された。 時定数＝Ｒ×Ｃ＝rho ×Ｋ×Ｅ₀ ここで、 rho ＝体積抵抗率、Ｋ＝絶縁定数、Ｅ₀ ＝自由空間の誘
電率 そのような静的応答方法は、組成被覆されたロールの時
定数を計測するための製造フロア(manufacturing floo
r) に用いることが（製造において）できる。例えば、
Ｋが上記のように１６〜２４、Ｅ₀ が８．８５×１０
^-14 ファラッド／ｃｍであるならば、室温で１．４×１
０⁸ 〜２．１×１０⁹ Ω−ｃｍの抵抗率（rho ）を有し
ている本発明による被覆ロールに対して得られた時定数
値は、３００〜３０００マイクロ秒の範囲内に入るべく
この方法により見出された。この方法で得られた時定数
の値は、しかしながら、オシロスコープ計測を用いて得
られたものにそれらを一致させるべく適宜修正されう
る。いずれにおいても時定数値の結果は、合成被覆組成
の抵抗率、及び計測の方法に依存するということが明ら
かである。しかしながら、Ｋが上記のように１６〜２
４、Ｅ₀ が８．８５×１０^{-1 4} ファラッド／ｃｍである
ならば、１６〜２４の範囲内の絶縁定数及び室温で２．
８×１０⁷ 〜２．１×１０⁹ Ω−ｃｍの抵抗率を有すべ
く上記のようなアルミナとチタニアの組成で被覆された
セラミック・ロールは、いずれかで計測された許容され
る放電時定数値を生成するということが確信される。

【００２０】ＡＴ−８７とＡＴ−６０粉末の特に好まし
い割合いは、適切な量の要求された粉末をブレンドし、
かつそれらを一緒に溶融または熔解する方法によってプ
ラズマ・スプレーのために用意された。粉末は、次に粉
砕され、ミリングされ、そしてふるいにかけられる。要
点を繰り返すと、本発明によれば、潜像との現像転写関
係の中にトナー粒子を移送するためのセラミック外側表
面被覆及び導電性コアを有している、トナー移送ロール
を含んでいる現像装置が教示された。ドナー・ロールの
セラミック被覆は、アルミナ及びチタニアの組合せ、好
ましくは、重量による、８５％〜８８％のアルミナ(Al₂
O₃) 及び少なくとも１３％〜１４．５％のチタニア(TiO
₂)を主に含んでいる。より正確には、セラミック被覆
は、重量による、８６％のアルミナ(Al₂O₃) 及び約１
３．７５％のチタニア(TiO₂)を主に含むのが好ましい。
セラミック被覆が上述のようにプラズマ・スプレーされ
るときには、本発明によるドナー・ロールは、約５５０
マイクロ秒のオシロスコープで計測した放電時定数、室
温で２．８×１０⁷ 〜２．１×１０⁹ Ω−ｃｍの抵抗
率、及び１００ＫＨｚで１６〜２４の範囲内の絶縁定数
を望ましくは有する。

【００２１】本発明は、種々の実施例に関して記載され
たが、多くの代替、変更、及び変形が当業者に理解され
うるということは、明らかである。従って、添付した特
許請求の範疇内に含まれうる、全てのそのような代替、
変更、及び変形を含むことを企図している。

【００２２】

【発明の効果】本発明の現像剤材料移送ロールは、
（ａ）コアと、（ｂ）コア上のセラミック被覆とを備
え、セラミック被覆は、２．８×１０⁷ 〜２．１×１０
⁹ Ω−ｃｍの範囲内の所望の抵抗率及びオシロスコープ
で計測した約５５０マイクロ秒の放電時定数を現像剤材
料移送ロールに与えるために、重量による、８５％〜８
８％のアルミナ及び少なくとも１３％のチタニアを含ん
でいるので、所望の耐摩耗特性及び均一な導電率を有す
ることができ、かつ望ましくない電気アーク及び静電的
ホット・スポットの生成を防止することができる。ま
た、本発明の装置は、表面上の静電潜像を現像する装置
であって、（ａ）トナー粒子を包含している現像剤材料
を格納しているチャンバを画定しているハウジングと、
（ｂ）現像剤材料を移動するためにチャンバ内に部分的
に取り付けられた手段と、（ｃ）トナー粒子を表面上の
静電潜像との現像転写関係に移送する回転ドナー・ロー
ルとを備え、ドナー・ロールは、現像剤材料移動手段と
トナー粒子を受け取る関係で取り付けられており、ドナ
ー・ロールは、コア、及びセラミック外側被覆を含んで
おり、セラミック被覆は、重量による、８５％〜８８％
のアルミナ(Al₂O₃) 及び少なくとも１３％〜１４．５％
のチタニア(TiO₂)を含んでいるので、所望の耐摩耗特性
及び均一な導電率を有することができ、かつ望ましくな
い電気アーク及び静電的ホット・スポットの生成を防止
することができる。

【００２３】更に、本発明の現像装置用トナー・ドナー
・ロールは、（ａ）導電性コアと、（ｂ）導電性コア上
のセラミック被覆とを備え、セラミック被覆は、２．８
×１０⁷ 〜２．１×１０⁹ Ω−ｃｍの範囲内の所望の抵
抗率、１００ＫＨｚで１６〜２４の範囲内の絶縁定数及
び６０〜６００マイクロ秒の範囲内のオシロスコープ計
測した放電時定数をトナー移送ロールに与えるために、
重量による、アルミナ及びチタニアの混合を主に含んで
いるので、所望の耐摩耗特性及び均一な導電率を有する
ことができ、かつ望ましくない電気アーク及び静電的ホ
ット・スポットの生成を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるドナー・ロールを含んでいる二成
分現像装置の一実施例の略正面図である。

【図２】本発明によるドナー・ロールを含んでいる単一
成分現像装置の一実施例の略正面図である。

【図３】ＡＴ−８７の一つのバッチの割合いとＡＴ−６
０粉末の一つのバッチの割合いと種々の組合せ、及び合
成組成の表である。

【図４】ＡＴ−８７の別のバッチの割合いとＡＴ−６０
粉末の別のバッチの割合いと種々の組合せ、及び１〜２
％の他の酸化物に対して正規化された合成組成の表であ
る。

【図５】図３及び図４で得られた種々の割合いの組成に
対する計測放電時定数値のプロットである。

【符号の説明】

１２ ベルト型画像担持部材 １４ 光導電面 １８、９８ 矢印 ４０ 現像装置 ４２ ドナー・ロール ４４ 電極ワイヤ ４６ 混合チャンバ ４８ ハウジング ４９ オーガー ５０ フィーダー・アセンブリ（磁気ロール） ８０ ＤＣ電源 ８２ ニップ ８４ ＤＣ電圧電源 ８６ ＡＣ電圧電源 ８８ ＡＣ電圧電源 ９０ 殻（円筒状サブストレート） １００ コーティング（被覆） １１０ コア １１２ セラミック表面被覆 Ｍ１〜Ｍ４ 磁気部材 ＤＺ 現像領域 ＱＳ 現像剤材料の供給源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）コアと、（ｂ）前記コア上のセラ
   ミック被覆とを備え、前記セラミック被覆は、２．８×
   １０⁷ 〜２．１×１０⁹ Ω−ｃｍの範囲内の所望の抵抗
   率及びオシロスコープで計測した約５５０マイクロ秒の
   放電時定数を現像剤材料移送ロールに与えるために、重
   量による、８５％〜８８％のアルミナ及び少なくとも１
   ３％のチタニアを含んでいることを特徴とする現像剤材
   料移送ロール。
2. 【請求項２】 表面上の静電潜像を現像する装置であっ
   て、（ａ）トナー粒子を包含している現像剤材料を格納
   しているチャンバを画定しているハウジングと、（ｂ）
   前記現像剤材料を移動するために前記チャンバ内に部分
   的に取り付けられた手段と、（ｃ）トナー粒子を表面上
   の静電潜像との現像転写関係に移送する回転ドナー・ロ
   ールとを備え、前記ドナー・ロールは、前記現像剤材料
   移動手段とトナー粒子を受け取る関係で取り付けられて
   おり、前記ドナー・ロールは、コア、及びセラミック外
   側被覆を含んでおり、前記セラミック被覆は、重量によ
   る、８５％〜８８％のアルミナ(Al₂O₃) 及び少なくとも
   １３％〜１４．５％のチタニア(TiO₂)を含んでいること
   を特徴とする装置。
3. 【請求項３】 （ａ）導電性コアと、（ｂ）前記導電性
   コア上のセラミック被覆とを備え、前記セラミック被覆
   は、２．８×１０⁷ 〜２．１×１０⁹ Ω−ｃｍの範囲内
   の所望の抵抗率、１００ＫＨｚで１６〜２４の範囲内の
   絶縁定数及び６０〜６００マイクロ秒の範囲内のオシロ
   スコープ計測した放電時定数をトナー移送ロールに与え
   るために、重量による、アルミナ及びチタニアの混合を
   主に含んでいることを特徴とする現像装置用トナー・ド
   ナー・ロール。