(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置における現像装置に使用するトナードナーロールであって、
（ａ）導電性のコアと、
（ｂ）前記導電性のコアを被覆するセラミックの外側被膜であって、特定の比率の純アルミナと純チタニアとを有機バインダにより保持する粒子から構成される単一の均質な粉体の熱溶射により形成されてなるセラミック被膜と、
を備えることを特徴とするトナードナーロール。
【請求項２】
請求項１に記載のトナードナーロールにおいて、
前記熱溶射は、プラズマ溶射であることを特徴とするトナードナーロール。
【請求項３】
請求項１に記載のトナードナーロールにおいて、
前記セラミック被膜は、質量％で約１０％から約４０％のチタニアと約６０％から約９０％のアルミナとを含むことを特徴とするトナードナーロール。
【請求項４】
請求項１に記載のトナードナーロールにおいて、
前記セラミック被膜は、質量％で約２２％のチタニアと約７７％のアルミナとを含むことを特徴とするトナードナーロール。
【請求項５】
請求項１に記載のトナードナーロールにおいて、
前記セラミック被膜は、約１０3ｏｈｍ−ｃｍから約１０10ｏｈｍ−ｃｍの電気抵抗を有することを特徴とするトナードナーロール。
【請求項６】
請求項５に記載のトナードナーロールであって、
前記セラミック被膜は、さらに質量％で１−２％の他の酸化物を含むことを特徴とするトナードナーロール。
【請求項７】
面上の静電的潜像を現像する現像装置であって、
（ａ）トナー粒子を含む現像材を収納するチャンバを規定するハウジングと、
（ｂ）一部が前記チャンバ内に設けられ、前記現像材を移動させる現像材移動手段と、
（ｃ）前記面上の静電的潜像に対し現像転写の関係になるようにトナー粒子を運搬するためのドナーロールであって、前記現像材移動手段に対しトナー粒子を受け取る関係に設けられ、コアとセラミック被膜とを有し、前記セラミック被膜は、特定の比率の純アルミナと純チタニアとを有機バインダにより保持する粒子から構成される単一の均質な粉体の熱溶射により形成されてなる、少なくとも１つの回転可能なドナーロールと、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
印刷機であって、
（ａ）画像保持運搬面と、
（ｂ）前記画像保持運搬面上に潜像を静電的に形成する潜像形成手段と、
（ｃ）前記静電的潜像を現像するための現像装置と、
を備え、
前記現像装置は、
（ｉ）トナー粒子を含む現像材を収納するチャンバを規定するハウジングと、
（ｉｉ）一部が前記チャンバ内に設けられ、前記現像材を移動させる現像材移動手段と、
（ｉｉｉ）前記画像保持運搬面上の静電的潜像に対し現像転写関係になるようにトナーを運搬するためのドナーロールであって、前記現像材移動手段に対しトナー粒子を受け取る関係に設けられ、コアとセラミック被膜とを有し、前記セラミック被膜は、特定の比率の純アルミナと純チタニアとを有機バインダにより保持する粒子から構成される単一の均質な粉体の熱溶射により形成されてなる、少なくとも１つの回転可能なドナーロールと、
を含むことを特徴とする印刷機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナードナーロール、トナードナーロールを含む現像装置及びトナードナーロールを含む印刷機に係り、特に、セラミック被膜を有するドナーロール、トナードナーロールを含む現像装置及びトナードナーロールを含む印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
よく知られているように、静電写真複写技術は、静電的に形成された潜像を用いる複写技術である。すなわち、一様に荷電させた感光体を用意し、一方で原画に光を当て、原画からの反射光を感光体に照射し露光することで、原画どおりに荷電が放電されて静電的潜像が形成される。そして、形成された静電的潜像上に荷電させた現像材を運搬して接触させて現像を行い、原画が再生されこれを媒体に転写して複写が行われる。
【０００３】
この静電写真複写技術を用いた印刷機に含まれる現像装置には、現像材の構成要素が２個のものと１個のものとにそれぞれ対応して、ハイブリッドスキャベンジレス方式現像装置と、ハイブリッドジャンピング方式現像装置がある。
【０００４】
ハイブリッドスキャベンジレス方式現像装置は、現像材が２個の構成要素、すなわち磁化可能なキャリヤ粒子とトナー粒子とから構成される現像材に対応する。この方式の現像装置は、例えば、特許文献１及び米国出願番号第０７／０９１，８５８号に記載されている。
【０００５】
ハイブリッドジャンピング方式現像装置は、現像材が１個の構成要素、すなわちトナー粒子から構成される現像材に対応する。
【０００６】
例えば上記の現像装置のいずれにおいても、トナー粒子を潜像に供給するためのドナー部材、すなわちドナーロール及び、その電気的特性と化学的特性は、現像装置が受け入れられる均等な量のトナー粒子を現像領域内に繰り返し輸送し、高品質の現像を実現するため現像領域内に必要な静電界を有効に支持する上で、きわめて重要である。例えば、ドナーロールは、帯電したトナー粒子が（高速であっても）有効かつ管理可能にそこに静電的に付着するのに適していなければならない。ドナーロールの表面は、より導電性の高いコアに比較し、その一部分の値である低い導電性を持っていなければならず、このような表面上の部分的導電性は、外周表面全体を通じて均一であるべきである。ドナーロールの導電性の範囲は、その表面のエネルギー消費、機械的制御及び放電時間定数といった、数多くの指定パラメータを考慮して、ドナーロールの効率を最大限にするために慎重に選択すべきである。
【０００７】
感光体上にすでにトナー像が予め現像されているイメージ・オン・イメージ方式のプロセスにおいて、ドナーロールはまた、現像システムと感光体との間の不要な相互作用を最小限にするために、感光体と現像材輸送ロールとの間の静電「中間層」としても機能する。このような相互作用を最小限にすることが上記のプロセスにおいて特に望ましい理由は、プロセスがシングルパスハイライトカラープロセスまたはシングルパスカラープロセスのように、そのプロセスにおいて単一の感光体が通常は単独で数回にわたり帯電、露光、現像されるからである。
【０００８】
ドナーロールはさらに、その表面が隣接する表面によって研磨されにくくするように、望ましい耐耗特性を持っていなければならない。その上に、ドナーの表面には、製造過程でできるピンホール等の異常があるべきではない。製造過程でできるピンホールまたは使用中に発生する磨耗により、このような構造的不完全箇所の近くに静電的な「ホットスポット」と好ましくないアークが発生する場合がある。結局、ドナーロールに関するもっとも重要な要件は、一言で「均一な導電性」ということができる。トナー粒子の機械的付着等、ドナーロールのその他の物理的特性も重要であるが、一般的には、現像装置の設計においてそれほど定量化されない。
【０００９】
従来、ドナーロール用の被膜の材料としては、基本的に、例えばアルミナとチタニア（ＴｉＯ2）等をそれぞれ含み、その含有レベルが異なる２種類のセラミック粉体を出発材料として、これらを機械的に混和した混合物が用いられる。このようなアルミナとチタニアの被膜材料混合物の例は特許文献２及び特許文献３に記載されている。
【００１０】
【特許文献１】
米国特許第５，２４５，３９２号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，４７３，４１８号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，６００，４１４号明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、その含有レベルが異なる２種類の出発粉体が特定の比率で機械的に混和され、アルミナとチタニアの望ましい比率が実現される。このプロセスには、正しい比率にするために２種類の出発粉体を秤量し、これら２種類の粉体を混合して均質な混合物を得ることが必要となる。秤量に誤りがあると、ドナーロール用の被膜は、適正な電気特性仕様を満たさない。
【００１２】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、トナードナーロールの外側被膜について出発粉体の秤量と混合のプロセスをなくすことができるトナードナーロール、トナードナーロールを含む現像装置及びトナードナーロールを含む印刷機を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
ここに説明して開示される実施の形態の特徴によれば、電子写真装置における現像装置に使用するトナードナーロールであって、（ａ）導電性のコアと、（ｂ）前記導電性のコアを被覆するセラミックの外側被膜であって、特定の比率の純アルミナと純チタニアとを有機バインダにより保持する粒子から構成される単一の均質な粉体の熱溶射により形成されてなるセラミック被膜と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記熱溶射は、プラズマ溶射であることが好ましい。また、前記セラミック被膜は、質量％で約１０％から約４０％のチタニアと約６０％から約９０％のアルミナとを含むことが好ましい。また、さらに好ましくは、前記セラミック被膜は、質量％で約２２％のチタニアと約７７％のアルミナとを含むことがよい。また、前記セラミック被膜は、約１０3ｏｈｍ−ｃｍから約１０10ｏｈｍ−ｃｍの電気抵抗を有することが好ましい。また、前記セラミック被膜は、さらに質量％で１−２％の他の酸化物を含むことが好ましい。
【００１５】
ここに記載して開示される実施の形態の別の特徴によれば、面上の静電的潜像を現像する現像装置であって、（ａ）トナー粒子を含む現像材を収納するチャンバを規定するハウジングと、（ｂ）一部が前記チャンバ内に設けられ、前記現像材を移動させる現像材移動手段と、（ｃ）前記面上の静電的潜像に対し現像転写の関係になるようにトナー粒子を運搬するためのドナーロールであって、前記現像材移動手段に対しトナー粒子を受け取る関係に設けられ、コアとセラミック被膜とを有し、前記セラミック被膜は、特定の比率の純アルミナと純チタニアとを有機バインダにより保持する粒子から構成される単一の均質な粉体の熱溶射により形成されてなる、少なくとも１つの回転可能なドナーロールと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
開示される実施の形態のさらに別の特徴によれば、印刷機であって、（ａ）画像保持運搬面と、（ｂ）前記画像保持運搬面上に潜像を静電的に形成する潜像形成手段と、（ｃ）前記静電的潜像を現像するための現像装置と、を備え、前記現像装置は、（ｉ）トナー粒子を含む現像材を収納するチャンバを規定するハウジングと、（ｉｉ）一部が前記チャンバ内に設けられ、前記現像材を移動させる現像材移動手段と、（ｉｉｉ）前記画像保持運搬面上の静電的潜像に対し現像転写関係になるようにトナーを運搬するためのドナーロールであって、前記現像材移動手段に対しトナー粒子を受け取る関係に設けられ、コアとセラミック被膜とを有し、前記セラミック被膜は、特定の比率の純アルミナと純チタニアとを有機バインダにより保持する粒子から構成される単一の均質な粉体の熱溶射により形成されてなる、少なくとも１つの回転可能なドナーロールと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明はここで紹介する好ましい実施の形態に関連して説明するが、本発明をこれらの実施の形態に限定するものではないと理解すべきである。反対に、添付の請求範囲によって定義される本発明の精神と範囲に含まれるすべての代替、変更、同等物を含めるものとする。  ここで説明する実施の形態のその他の特徴は、以下の説明と図面の参照によって明らかとなる。
【００１８】
静電写真複写技術は周知であるため、静電写真複写機の一例において使用される各種の処理ステーションについて、以下に概略を説明し、その動作を簡単に述べる。
【００１９】
まず図１において、ここで説明する現像装置を取り入れた静電写真印刷機１０が示される。静電写真印刷機１０は、例えば、電気的に接地された導電性基体１６上に形成された感光表面１４を有するベルト状の画像保持運搬部材を使用する。しかしながら、当業者にとって、感光表面を有するドラム等、別の適当な感光性の画像保持運搬部材も利用できることが理解できる。図のように、ベルト１２は矢印１８の方向に移動し、感光表面１４の連続部分が、その移動経路付近に設置される各種の処理ステーションの中を逐次的に進むようにする。ベルト１２はストリッピングロール２０、テンショニングロール２２、ドライブロール２４の上に搭載されている。ドライブロール２４は、ベルト１２と回転可能に係合される。モータ２６は、ドライブロール２４と連結され、これを回転させてベルト１２を矢印１８の方向に進める。ベルト１２は、テンショニングロール２２を所望のスプリング力でベルト１２に弾力性をもって押し付ける、適当な一対のスプリング（図示せず）により、緊張状態に保持される。ストリッピングロール２０とテンショニングロール２２は、自由に回転できるよう設置される。
【００２０】
まず、ベルト１２の一部は、荷電ステーションＳＡを通過する。荷電ステーションＳＡにおいては、コロナ発生装置２８が、感光表面１４を比較的高い、ほぼ均一な電位まで荷電する。高電圧電源（ＨＶＰＳ）３０がコロナ発生装置２８に連結され、電源３０の励起により、コロナ発生装置２８がベルト１２の感光表面１４の一部を荷電する。この荷電が行われると、ベルト１２の移動によって帯電部分が露光ステーションＳＢまで進められる。
【００２１】
露光ステーションＳＢでは、透明プラテン３４の上に表を下にして設置された原紙３２の上を反射するため、ランプ３６がフラッシュ光線を出す。原紙３２の原画像から画像どおりに反射された光線は、レンズ３８を通って伝達され、その光画像を形成する。露光ステーションＳＢにおいて、レンズ３８は画像どおりの光線の焦点を感光表面１４の帯電部分上に合わせ、選択的に電荷を散逸させ、静電的潜像を形成する。このように感光表面１４の上に形成された潜像は、原紙３２の原画像の中に含まれる情報領域に対応する。上記のような感光表面１４の画像どおりの露光を行うためには、前述のランプと光レンズシステムの代わりに、ラスタアウトプットスキャナ（ＲＯＳ）（図示せず）を使用してもよい。周知のごとく、ＲＯＳは各ラインが１インチあたりに特定の数のピクセルを有する一連の水平走査ラインに画像をレイアウトするのに使用できる。
【００２２】
以上のように静電的潜像が感光表面１４上に形成された後、ベルト１２は潜像を現像ステーションＳＣに進める。現像ステーションＳＣにおいて、ここに記載の実施の形態による現像装置４０（詳しくは後述）は、感光表面１４上に記録された潜像を現像してトナー画像を形成する。次に、ベルト１２はトナー画像を転写ステーションＳＤに進め、ここで、コピー用のシート５４が給紙装置５６によってトナー画像と転写関係になるよう進められる。好ましくは、給紙装置５６は、上記シートの束６０の一番上のシートに接触する給紙ロール５８を備える。転写ステーションＳＤはまた、シートの裏面にイオンを噴射し、トナー画像を感光表面１４からシート５４上へと引き付けるためのコロナ発生装置６４を備える。このような画像転写後、シート５４はベルト１２から分離され、矢印６６の方向に移動されて、シート５４はこれを融合ステーションＳＥへと進めるコンベヤ（図示せず）に到達する。
【００２３】
図のように、融合ステーションＳＥは、一対の融合ロールを有する融合アセンブリ６８を備える。融合アセンブリ６８は好ましくは、加熱融合ロール７０とバックアッププレッシャロール７２を備える。シート５４は、加熱融合ロール７０とバックアッププレッシャロール７２との間を通過し、その上のトナー画像が加熱融合ロール７０と接触するようにする。このように、トナー画像が加熱され、溶融され、恒久的にシート５４に定着し、原紙３２の原画像のシートコピーができる。シート５４上に形成されたシートコピーは、次にシュート７４を通過して、キャッチトレー７６まで進められ、その後、静電写真印刷機１０から取り除かれる。
【００２４】
一方、ベルト１２は、感光表面１４のうち、コピー用のシート５４に転写された画像があった部分をクリーニングステーションＳＦに移動させ、ここで、残留しているトナー粒子がクリーニングまたは除去される。クリーニングステーションＳＦは、例えば、残留トナー粒子を取り除くことによってクリーニングするために、感光表面１４と接触して回転する、回転可能に設置された繊維ブラシ７８を備える。このクリーニングに続き、放電ランプ（図示せず）が感光表面１４に光を十分に当て、それまでの画像成形サイクルにおいてまだ残っている残留静電荷を散逸させる。
【００２５】
通常、このような静電写真印刷機または複写機の速度は、単位時間当たりに作り出されるシートコピーの数で測定される。したがって、上記機械の製品群によって速度は毎分１０枚から２０枚という低レベルから、毎分１００枚以上という高レベルまで大きく異なる。上記の機械が原画像のコピーまたは複製を高品質で実現するためには、各処理ステーション（現像ステーションＳＣを含む）は、所望の機械速度で効果的に機能するよう設計しなければならない。例えば、以上のことから、現像ステーションＳＣは、たとえ非常に高速の機械であっても、潜像現像のために、現像領域にトナー粒子を均一な所望の量だけ繰り返し運ぶように機能できなければならない。
【００２６】
以上の説明は、ここで紹介する現像装置を備える静電写真複写機の一般的動作を説明するには、本願の目的にとって十分であると思われる。
【００２７】
次に、図２において、現像材が２個の構成要素からなる場合に対応する現像装置の実施の形態が示されている。現像装置４０は、潜像現像のために均一で所望の量のトナー粒子を有効に、反復的に運ぶために、ここで説明する実施の形態による改良されたドナーロール４２を備える。図に示されているように、現像装置４０は、少なくとも部分的に、混合チャンバ４６内に設置される可動型のドナーロール４２（詳細は後述）を備える。図には示していないが、現像装置には複数のドナーロールを設置してもよい。混合チャンバ４６はハウジング４８によって規定され、トナー粒子とキャリアビーズで構成される供給用の現像材ＱＳを収納する。ドナーロール４２は、混合チャンバ４６から供給されるトナー粒子を現像領域ＤＺ内のクラウド発生用の電極ワイヤ４４と接触するように移動させ、トナークラウドを形成させて、潜像を現像する。
【００２８】
現像材ＱＳは、典型的な場合、少なくとも磁化可能なキャリアビーズとトナー粒子を含むいわゆる２個の構成要素からなる現像材である。周知のごとく、現像材ＱＳは、混合チャンバ４６に移動され、ここでオーガ等の混合装置によって混合され、キャリアビーズとトナー粒子のそれぞれを反対の極性に摩擦電気的に荷電する。この荷電の結果、帯電した磁化可能なキャリアビーズに、反対の極性に帯電したトナー粒子が摩擦電気的に付着する。
【００２９】
現像装置４０はまた、混合チャンバ４６からドナーロール４２へと、現像材の量ＱＦを供給するための、現像材供給アセンブリ、例えば磁気ロール５０を備える。磁気ロール５０は、汎用ポリカーボンで作ることのできる円柱形基体であるシェル９０を備える。シェル９０は矢印９８の方向に回転可能で、その上に被膜１００を備え、コアには磁気部材Ｍ１からＭ４が設置されている。磁気ロール５０とドナーロール４２は相互に関して電気的にバイアスされ、ドナーロール４２によって供給された現像材の量ＱＦの中の帯電トナー粒子が磁気ロール５０からドナーロール４２へと引き付けられる。
【００３０】
さらに、図２において、ドナーロール４２はＤＣ電源８０によって特定の電圧にバイアスされ、ニップ８２の中において、ドナーロール４２が磁気ロール５０から帯電トナー粒子を引き付けることができるようにする。帯電トナー粒子を混合チャンバ４６から引き付けやすくするために、磁気ロール５０もまた、ＤＣ電源８４によってバイアスされる。磁気ロール５０は、ＡＣ電源８６によってもバイアスされ、これにより、その上の帯電トナー粒子と、帯電し磁化されたキャリアビーズとの間の付着及び摩擦電気結合を一時的に緩和する機能を果たす。このように緩和されることで、トナー粒子はドナーロール４２へとより容易に引き付けられるようになる。ＡＣ電源８６は、図２に示すように磁気ロール５０の導電層へ供給でき、あるいはＤＣ電源８０と直列接続されているドナーロール４２へ直接供給することもできる。図に示すように、クラウド発生用の電極ワイヤ４４にもＡＣ電源８８によってＡＣバイアスが印加され、ドナーロール４２から帯電トナー粒子の付着を緩和するほか、現像領域ＤＺ内にトナークラウドを形成する役割を果たす。
【００３１】
続いて図３において、現像材が１個の構成要素からなる場合に対応する現像装置の実施の形態が示されている。図２と同様の要素については同一の符号を付してある。図２の現像材が１個の構成要素からなるシステムと同様に、現像材が１個の構成要素からなるシステムにおける現像装置４０は、ドナーロール４２（詳しくは後述する）とバイアスされた電極ワイヤ４４を備える。現像材が１個の構成要素からなる場合、ドナーロール４２は、ハウジング４８によって規定されるトナーチャンバ内に収納される供給用トナー粒子からトナー粒子を直接ピックアップする。次に、図のドナーロール４２はトナー粒子を現像領域に運び、潜像を現像する。したがって、図３に示す現像材が１個の構成要素からなるシステムにおいては、そのシステム内でキャリアビーズが使われないことから、現像材供給装置がない。
【００３２】
図２または３のいずれにおいても、ドナーロール４２は、アルミニウム等の従来から知られている導電材料からなるコア１１０と、特定の有利な特性を有するセラミック化合物または組成物（詳しくは後述する）で作られコア１１０の外側表面を被覆するセラミック被膜１１２を備える。セラミック化合物の被膜を有するこのタイプのドナーロールの使用は、例えば、１９９４年６月２１日にＢｅｈｅ他に発行され、本願の譲受人に譲渡された米国特許第５，３２２，９７０号において開示されている。米国特許第５，３２２，９７０号の内容と開示は、これをもって本願にすべて援用する。このセラミック被膜１１２は、好ましくは、例えばドナーロール４２のコア１１０へのプラズマ溶射等によって熱溶射され、必要な電気特性、所望の導電性に適した厚さ、破壊電圧保護が実現される。しかしながら、プラズマ溶射は好ましい溶射プロセスではあるものの、コアへの噴射にはその他の溶射プロセスも使用できることに注意すべきである。
【００３３】
好ましい溶射プロセスとしてのプラズマ溶射は、不活性ガスに高電圧電気アークを通過させることによって、プラズマを発生する。イオン化ガスはノズルから押し出され、ノズルでは、粉末がプラズマストリームの中に導入される。粉体が溶解し、高速で基板に噴射される。使用されている具体的な基板に応じて、プラズマ溶射プロセス中に、エアジェットでサンプルを冷却する必要がある。
【００３４】
セラミック被膜１１２の厚さは例えば、外径約３１ｍｍのドナーロール４２上で好ましくは０．１７ないし０．５ｍｍである。プラズマ溶射において、セラミック被膜１１２は精密に制御できるため、クレータあるいはピンホール等の表面の異常が最小限にとどめられるよう、制御することができる。セラミック被膜表面を有するドナーロールはまた、現像材供給装置とトナー材料と接触して移動する中で、現像装置において長期間使用しても、大きな磨耗の問題を示さない。
【００３５】
セラミック被膜を有するドナーロールは、約１０3オーム−ｃｍから１０10オーム−ｃｍの電気抵抗を有することができる。ドナーロールの例において、好ましい被膜は１０8オーム−ｃｍの電気抵抗を有する。したがって、このようなドナーロールを連続処理の静電写真現像装置で使用することは、この装置が頻繁で比較的高速な荷電及び除電現像機能を利用するため、好ましい。
【００３６】
セラミックは、通常、例えばアルミナ、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、フォルステライト等、数を限定しない材料を混和したものでなる、非金属の無機化合物である。
【００３７】
基本的にアルミナとチタニアからなる組み合わせは、ここで説明する実施の形態の現像装置の抵抗、比誘電率、放電時間定数要件を満足する、アルミニウムコアのドナーロール上にプラズマ溶射被膜を作るのに十分であることがわかった。
【００３８】
上記のように、従来、ドナーロール用の被膜の材料としては、アルミナとチタニアをそれぞれ含み、その含有レベルの異なる２種類のセラミック粉体を出発材料として、これらを機械的に混和したものが用いられる。特定の場合、例えば具体的比率として２２％のチタニア（ＴｉＯ2）を実現するために、これら２種類の出発粉体は、正しい比率を実現するために２種類の出発粉体を秤量することが必要で、その後、均一な混合物を得るためにこの２種類の粉体が混和される。次に、この混和粉体はドナーロールのセラミック層を形成するためにプラズマ溶射される。秤量にエラーがあると、適正な電気特性仕様を満たさないドナーロール用被膜となってしまう。なお、２種類の出発粉体の秤量の必要性を省き、不正確な比率で混合する危険性を回避できる新しい粉体が、インディアナ州インディアナポリスにあるプラックスエア・サーフィス・テクノロジーズから入手できる。
【００３９】
従来使用されているドナーロール用のアルミナ／チタニア混合被膜において、セラミック層は、それぞれ異なるレベルでアルミナとチタニアを含む２種類のセラミック出発粉体を機械的または物理的に混和したものをプラズマ溶射することによって形成される。出発粉体の第１のセラミック材料は、プラズマ溶射前に融合されるアルミナ粒子とチタニア粒子との混合物である。出発粉体の第２のセラミック材料は、やはりプラズマ溶射前に融合されるアルミナ粒子とチタニア粒子との混合物である。これらの、それぞれアルミナとチタニアを含む第１と第２のセラミック材料は、その後所望のチタニア含有レベルを得るよう特定の質量比で機械的に混和または混合され、この混和された混合物が、セラミック被膜層を形成するためにプラズマ溶射される対象物である。したがって、どちらもアルミナとチタニアを含む２種類の材料を使い、最終的なアルミナとチタニアの組成物を作る。
【００４０】
ここで説明する本発明の実施の形態の特徴によれば、単一の粉体が使用される。単一の粉体とは、従来技術と比較して単一という意味である。すなわち、単一の粉体は、従来セラミック被膜層を形成するために用いられている粉体のように、それぞれがアルミナとチタニアの両方を含む２種類の出発粉体の機械的混和物でもなければ、プラズマ溶射前にこれらの成分が融合されることもない。その代わりに、セラミック被膜層を形成するために溶射される材料は、有機バインダでともに保持される純粋なアルミナ（つまり、純粋なアルミナを含み、チタニアを実質的に含まない粉末）及び純粋なチタニア（つまり、純粋なチタニアを含み、アルミナを実質的に含まない粉末）からなる単一の粉体である。
【００４１】
単一の粉体は、ブラックスエア・サーフィス・テクノロジーズが製造している。これは、純粋なアルミナ及び純粋なチタニアの凝集粒子である粒子を含み、両方がアルミナとチタニアを含む２種類の出発粉体を機械的に混和したものでなければ、溶射前に融合もされない。このような単一の粉体の一例は、約２２％のチタニアと約７７％までのアルミナを含み、残りの組成物は基本的に有機バインダである（粉体には、ごく少量の不純物が含まれる場合がある）。各種の有機バインダが使用できる。有機バインダの例には、ポリビニルアルコール、ポリエチルメタクリレートがある。
【００４２】
この単一の粉体は、純粋なアルミナ粉体と純粋なチタニア粉体を用い、バインダとともに水の中に拡散させ、その後噴霧乾燥させて製造される。最終的な粉体製品は、２２％のチタニア、７７％のアルミナ及び粒子を保持する有機バインダからなる粒子の均質な粒子でなる。本発明は、２２％のチタニアを含む組成物に限定されない。他の組成物も使用できる。いずれにせよ、バインダは、プラズマ溶射プロセス中に高温によって燃焼する。このように、本発明の実施の形態に係るプラズマ溶射または熱溶射される最終粉体製品は、両方がアルミナとチタニアを含み混和される２種類の出発粉体で構成されることなく、また、最終粉体製品は、アルミナとチタニア粒子を融合したものを含まない。
【００４３】
この単一の粉体は、閉ループプラズマ溶射システムを使って噴射、試験された。次に、ドナーロールはこの引用をもって本願に援用する、「ドナーロールとドナーロールの製造方法」と称する、やはりゼロックス・コーポレーションに譲渡された２０００年２月１４日出願の米国特許出願第０９／５０３，９３７号に記載されている現在のドナーロール被膜と同じ方法で処理された。
【００４４】
単一の粉体を使用した場合の、２種類の粉体を混和させた場合と比較した明確な利点は、（１）秤量と混合プロセスステップを排除したことによる製造コストの削減と、（２）不正確な軽量によって電気特性仕様が満足されないことから生じるスクラップの減少、である。
【００４５】
本発明の特徴によるドナーロールは、質量％で約１０％から約４０％のチタニアと約６０％から約９０％のチタニアを含むセラミック被膜を備える。具体的には、質量％で約２２％のチタニアと約７７％のアルミナを含むセラミック被膜を有するドナーロールである。また、本発明の特徴によるドナーロールは、さらに質量％で１−２％の他の酸化物を含むセラミック被膜を備える。
【００４６】
本発明は、各種の実施の形態に関連して説明したが、多くの代替物を利用したり、変更、改変を加えたりすることができることは当業者にとって明らかである。したがって、添付の請求範囲の精神と広い範囲内にそれらの代替、変更、改変のすべてを含めるものである。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係るトナードナーロール、トナードナーロールを含む現像装置及びトナードナーロールを含む印刷機によれば、トナードナーロールの外側被膜について出発粉体の秤量と混合のプロセスをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る実施の形態による現像装置を取り入れたイメージ・オン・イメージの静電写真印刷機の例を示す正面略図である。
【図２】  本発明に係る実施の形態のドナーロールを有する現像装置の形態の略図である。
【図３】  本発明に係る実施の形態のドナーロールを有する他の現像装置の形態の略図である。
【符号の説明】
１０  静電写真印刷機、１２  ベルト、１４  感光表面、１６  導電性基体、２０  ストリッピングロール、２２  テンショニングロール、２４  ドライブロール、２６  モータ、２８，６４  コロナ発生装置、３４  透明プラテン、３６ランプ、３８  レンズ、４０  現像装置、４２  （トナー）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、５０  磁気ロール、５４  シート、５６  給紙装置、５８  給紙ロール、６８  融合アセンブリ、７０  加熱融合ロール、７２  バックアッププレッシャロール、７４  シュート、７６  キャッチトレー、７８  繊維ブラシ、９０  シェル、１００  被膜、１１０  コア、１１２  セラミック被膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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