JPH0844196A - 改良された現像剤供給ロールを有する現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像担持部材上に記録された潜像を現像するた
めの現像装置を提供する。 【構成】現像装置４０は、磁化可能な現像剤材料の供給
源を保持する室の境界を定めるハウジング４８と、ハウ
ジング４８内に取り付けられた回転可能な磁気ロール・
アセンブリ５０を含んでいる。同磁気ロール・アセンブ
リ５０は、或る量の現像剤材料を移動させるための経路
を有しており、回転通路９６に沿った第１の点において
強い磁界を発生する磁気部材を含んでいる。回転可能な
磁気ロール・アセンブリ５０は、磁気部材を囲む回転可
能な円筒状のシェル９０も含んでいる。円筒状のシェル
９０は、回転通路に沿って移動する外側表面と、外側表
面の上に形成された弾性被覆１００を有している。弾性
被覆１００は、磁気部材により磁気的に引きつけられた
或る量の現像剤材料を保持するための平滑表面を有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概して電子写真複写機
に関し、特に、改良された現像剤供給ロールを有する現
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気移送ロールとドナー部材を有する電
子写真複写機の現像ゾーン内で現像された潜像の均一性
と品質は、磁気ロールによりドナー部材に繰り返して搬
送される現像剤材料の品質と均一性に大きく依存してい
る。たとえば、以下の参考資料のそれぞれに開示されて
いるように、このような磁気ロールにより搬送される現
像剤材料の品質と均一性は、主として磁気ロールの表面
粗さにより決定される。たとえば、この点に関して米国
特許第４，０３４，７０９号（１９７７年７月１２日に
Ｆｒａｓｅｒ他に対して発行）は、磁気現像剤ロールの
表面を粗くすることの重要性及びその幾つかの方法を論
じている。特にそれは、現像剤材料を保持して現像ゾー
ンを通して直接搬送するための粗面のスチレンブタジエ
ン表面コーティングを含む磁気現像剤ロールを開示して
いる。

【０００３】ゼロックス・ディスクロージャー・ジャー
ナル（Ｘｅｒｏｘ Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ Ｊｏｕｒｎ
ａｌ）（Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．３ Ｍａｙ／Ｊｕｎｅ １
９７９）は、ロールをナイロン・ストッキングのような
網状の材料で覆うことにより所望の表面粗さが得られる
磁気ロールを開示している。一方、ゼロックス・ディス
クロージャー・ジャーナル（Ｖｏｌ．４，Ｎｏ．４ Ｊ
ｕｌｙ／Ａｕｇｕｓｔ１９７９）は、その表面に多数の
小さな浅い窪みを形成することにより粗面化された同様
な磁気ロールを開示している。更なる例として、米国特
許第４，５５８，９４３号（１９８５年１２月１７日に
Ｐａｔｚに対して発行）は、その表面に窪みを形成し次
いでこれをポリマー材料で埋めることにより粗面化され
た同様な磁気ロールを開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】予期されるように、こ
のようなロールが、研磨することができるキャリア・ビ
ーズを含む二成分現像剤材料を搬送するのに使用される
とき、キャリア・ビーズは、時が経つとそれらの表面の
所望の粗さをすり減らす傾向がある。ロールの表面粗さ
のこのようなすり減りは、不都合にまた結局は表面の摩
擦特性、したがって、所望の量の現像剤材料を繰り返し
搬送する能力を劣化させる。この特定の不都合は、かな
り高速で動作することが要求される現像装置において、
更に悪化する。このような装置においては、磁気ロール
は、それに応じて、単位時間当たりかなり高い回転数で
回転することが要求される。予期されるように、このよ
うな高速回転においては、たとえば、遠心力により、回
転ロールがそのすり減った表面上に現像剤材料を保持す
ることが困難になる。したがって、実質的に磨耗したり
二成分現像剤内のキャリア・ビーズが引き剥がされるこ
とがなく、回転ロールにより支持される現像剤材料に対
して高速においても許容可能な保持能力を呈し続ける改
良された磁気ロールの必要性がある。

【０００５】一般にもこのような磁気ロールは、典型的
に、種々に被覆された、アルミニウム・シェルのよう
な、導電性基体すなわちシェルを含んでいる。そのコア
内の磁石の磁界を通るこのようなロールの導電性シェル
の回転は、導電性シェルの外側を通る渦電流を誘起する
ことが判っている。このような良く知られている渦電流
は、磁界の磁束の減少と同様にパワー損失を招く。高速
ロールに対するこのようなパワー損失は、ロールを駆動
するのに必要な自由空間パワーの１９％にもなることが
判っている。このような損失は、現像装置のハウジング
内での望ましくない渦電流加熱も発生させる。したがっ
て、このような渦電流に関連する不都合を克服する改良
された磁気ロールに対する必要も存在する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の観点によれば、
画像担持部材上に記録された潜像を現像するための現像
装置が提供される。現像装置は、磁化可能な現像剤材料
の供給源を保持する室の境界を定めるハウジングを含ん
でいる。磁化可能な現像剤材料は、トナー粒子と磁化可
能なキャリア・ビーズからなっている。現像装置は、ハ
ウジング内に取り付けられた回転可能な磁気ロール・ア
センブリも含んでいる。回転可能な磁気ロール・アセン
ブリは、或る量の現像剤材料を移動させるための経路を
有しており、回転通路に沿った第１の点において強い磁
界を発生する磁気部材を含んでいる。回転可能な磁気ロ
ール・アセンブリは、磁気部材を囲む回転可能な円筒状
のシェルも含んでいる。円筒状のシェルは、回転通路に
沿って移動する外側表面と、外側表面の上に形成された
弾性被覆を有している。弾性被覆は、磁気部材により磁
気的に引きつけられた或る量の現像剤材料を保持するた
めの平滑表面を有している。平滑表面は、６０ａから７
０ｄのジュロメーター硬度を有しており、これにより、
或る量の現像剤材料中の磁気キャリア・ビーズがその上
に磁気的に保持されて、平滑表面に一時的な窪みを形成
して、かなり高速においても、その上に或る量の現像剤
材料を摩擦的に保持することができるようにする。

【０００７】本発明の他の観点によれば、画像担持表面
上に記録された潜像を現像するための高速現像装置が提
供される。この装置は、トナー粒子と磁化可能なキャリ
ア・ビーズを含む磁化可能な二成分現像剤材料の供給源
を保持して混合するための混合室の境界を定めるハウジ
ングを含んでいる。画像担持表面から一定間隔を空けて
配置するための移動ドナー部材は、トナー粒子を画像担
持表面に隣接した現像ゾーンへ搬送する。現像ゾーン内
に配置された複数のバイアスされた電極ワイヤは、画像
現像用の画像担持部材上の潜像により次いで引きつけら
れるトナー粒子のパウダー・クラウドを生成する。可動
供給部材は、混合室とドナー部材との間になるように、
磁気装置に隣接して配置される。混合室からの所望量の
磁化可能な現像剤材料が、保持のために供給部材上に磁
気装置により引きつけられ、ドナー部材に搬送される。
移動供給部材がかなり高速で回転するときに、このよう
な所望量の磁化可能な現像剤材料が、移動供給部材から
滑り落ちることを防止するために、供給部材は、磁気装
置の磁気の影響の下で作用する磁化可能なキャリア・ビ
ーズにより機械的に変形可能な平滑外側表面層を含んで
いる。

【０００８】本発明の他の特徴は、図面を参照して以下
の説明が進むにつれて明らかになるであろう。

【０００９】

【実施例】本発明は、好適な実施態様に関連して説明さ
れるが、本発明を実施態様に限定することを意図するも
のではないことは理解されるであろう。反対に、本発明
は特許請求の範囲により規定される本発明の精神及び範
囲内に含まれる全ての代替案、修正案、及び等価案を網
羅することを意図している。

【００１０】電子写真複写の技術は良く知られているの
で、例示の電子写真複写機において採用された各種の処
理ステーションは、以下、概略的に示され、その動作も
簡単に説明される。

【００１１】最初に図６を参照すると、本発明の現像装
置を組み込んだ例示の電子写真複写機１０が示されてい
る。電子写真複写機１０は、たとえば、電気的に接地さ
れた導電性基体１６を覆って形成された光導電性表面１
４を有するベルト形式の画像担持部材１２を採用してい
る。しかしながら、当業者は、他の適当な構成の光導電
性画像担持部材を使用することができることが理解でき
るであろう。図示されるように、ベルト１２は、矢印１
８の方向に移動して光導電性表面１４の連続する部分
を、その移動経路の回りに配置された各種の処理ステー
ションを通して進める。ベルト１２は、剥離ローラ２
０、テンション・ローラ２２、及び駆動ローラ２４に巻
き掛けられている。駆動ローラ２４は、ベルト１２に係
合して回転自在に取り付けられている。モータ２６は、
ベルト１２を矢印１８の方向に進めるために、ローラ２
４に連結されてローラ２４を回転させる。ベルト１２
は、テンション・ローラ２２をベルト１２に対して所望
のばね力で弾性的に押しつける適当な一対のばね（図示
せず）により緊張状態に維持される。剥離爪２０及びテ
ンション・ローラ２２は、回転自由に取り付けられる。

【００１２】最初に、ベルト１２の一部が、概して参照
番号２８で示されるコロナ発生装置が光導電性表面１４
を比較的高い実質的に均一な電位に帯電する帯電ステー
ションＳＡを通過する。高圧電源３０は、コロナ発生装
置２８に結合され、電源３０の励起により、コロナ発生
装置２８によりベルト１２の光導電性表面１４の一部が
帯電される。このような帯電の後で、ベルト１２の移動
につれて帯電部分が露光ステーションＳＢへ前進する。

【００１３】露光ステーションＳＢにおいて、ランプ３
６は、反射用の光線を透明プラテン３４上に下向きに載
置された原稿３２へ照射する。原稿３２の原稿画像から
の画像状の反射光は、レンズ３８を通って伝達され光像
が形成される。レンズ３８は、露光ステーションＳＢに
おいて、画像状の光線を光導電性表面１４の帯電部分の
上に集束し、こうして選択的に光導電性表面１４上の電
荷を選択的に消散させて潜像を形成する。このように光
導電性表面１４上に形成された潜像は、原稿３２の原稿
画像内に含まれる情報領域に対応している。このような
光導電性表面１４の画像状の露光として、先に説明され
たランプと光レンズシステムに代えて、ラスター出力ス
キャナ（ＲＯＳ）（図示せず）を別法として使用するこ
とができる。良く知られているように、各線がインチ当
たり特定の画素数を有する一連の水平線で画像を割りつ
けるようにして使用することができる。

【００１４】このように静電潜像が光導電性表面１４上
に形成された後で、ベルト１２は、静電潜像を現像ステ
ーションＳＣに進める。現像ステーションＳＣにおい
て、概して参照番号４０で示される本発明の現像装置
（以下、詳細に説明される）は、光導電性表面１４上に
記録された潜像を現像してトナー像を形成する。次い
で、ベルト１２はトナー像を転写ステーションＳＤに進
め、そこではコピー用紙５４が、トナー像に対して転写
関係で用紙供給装置５６により進められる。好ましく
は、用紙供給装置５６は、このような用紙のスタック６
０の最も上側の用紙に接触する供給ロール５８を含んで
いる。転写ステーションＳＤは、イオンを用紙５４の裏
側に吹きつけてトナー像を光導電性表面１４から用紙５
４に引きつけるコロナ発生装置６４も含んでいる。この
ような画像転写の後で、用紙５４はベルト１２から分離
され、用紙５４を定着ステーションＳＥへ進めるコンベ
ヤ上（図示せず）を矢印６６の方向に移動する。

【００１５】図示されるように、定着ステーションＳＥ
は、概して符号６８で示される一対の定着ロールを有す
る定着アセンブリを含んでいる。定着アセンブリ・ロー
ル６８は、好ましくは加熱定着ローラ７０とバックアッ
プ加圧ローラ７２を含んでいる。用紙５４は、用紙上の
トナー像が加熱定着ローラ７０と接触するように、定着
ローラ７０とバックアップ加圧ローラ７２の間を通過す
る。このように、トナー像は、加熱され定着されて、原
稿３２の原稿画像の用紙コピーが形成される用紙５４に
永久的に固定される。ここで用紙５４上の用紙コピー
は、次いでシュート７４を通して、キャッチ・トレイ７
６まで進められ、続いて複写機１０から取り出される。

【００１６】一方、ベルト１２は、次に、そこから画像
がコピー用紙５４に転写された表面１４の部分をクリー
ニング・ステーションＳＦに移動させ、そこで残留トナ
ー粒子が清掃すなわち除去される。クリーニング・ステ
ーションＳＦは、たとえば、回転自在に取り付けられた
繊維ブラシ７８を含み、この繊維ブラシ７８は残留トナ
ー粒子を除去することによるクリーニングのために、光
導電性表面１４と接触して回転する。このようなクリー
ニングに続いて、画像形成サイクルに先立って、光導電
性表面１４上に残ったどのような残留静電電荷も消散さ
せるために、放電ランプ（図示せず）が光導電性表面１
４を光で溢れさせる。

【００１７】上述の説明は、本発明の現像装置を組み込
んだ電子写真複写機の概略動作を説明する本出願の目的
には十分であると思われる。典型的には、このような電
子写真複写機の速度は、単位時間当たりに出力される用
紙コピーの数で測定される。したがって、このような機
械の異なったファミリーの間では、毎分１０乃至２０コ
ピーの低速から毎分１００コピー以上の高速まで大幅に
変化する。高品質コピー或いは原稿画像の複写を行うた
めのこのような機械では、処理ステーション（現像ステ
ーションＳＣを含む）は、機械の所望の速度で有効に機
能するように設計されなければならない。したがって、
たとえば、現像ステーションＳＣは、かなり速い機械速
度においても、均一な所望量のトナー粒子を潜像現像の
ために現像ゾーンに繰り返し供給するような機能がなけ
ればならない。

【００１８】ここで図１を参照すると、本発明の現像装
置４０の一つの実施態様が示されている。現像装置４０
は、高速潜像現像に対して均一な所望の量のトナーを繰
り返し供給することができるのと同様に、寿命を延長す
ることができる改良された要素を含む。図示されるよう
に、現像装置４０は、少なくとも部分的に混合室４６内
に取り付けられたロール４２として示される可動ドナー
部材を含んでいる。混合室４６はハウジング４８により
境界が定められており、トナー粒子とキャリア・ビーズ
からなる現像剤材料の供給源ＱＳを保持する。ドナー部
材４２は、室４６から供給されるトナー粒子を、潜像現
像用の現像ゾーンＤＺ内のクラウド発生電極ワイヤ４４
と接触させるために動かされる。現像剤材料ＱＳは、典
型的には、少なくとも磁化可能なキャリア・ビーズとト
ナー粒子からなる二成分現像剤材料である。良く知られ
ているように、現像剤材料は、キャリア・ビーズとトナ
ー粒子がそれぞれ反対側に摩擦電気的に帯電するよう
に、移動されて混合室４６内で混合される。このような
帯電の結果として、反対側に帯電されたトナー粒子が、
帯電した磁化可能なキャリア・ビーズに摩擦電気的に付
着する。重要なことは、現像装置４０が、本発明の現像
剤供給アセンブリすなわち磁気ロール５０（以下、詳細
に説明される）を含んでいることである。図示されるよ
うに、供給アセンブリ５０は、量ＱＦの現像剤材料を室
４６からドナー部材４２に供給するために、室４６の内
側に配置されて示されている。磁気ローラ５０及びドナ
ー部材４２は、ドナー部材４２に供給された量ＱＦの現
像剤材料内の帯電トナー粒子が磁気ロールからこのドナ
ー部材４２に引き付けられるように、互いに対して電気
的にバイアスされている。ハウジング４８の底部の混合
室４６内に位置するのは、磁気ロール５０の最も低い部
分が常に大部分現像剤材料ＱＳの物質の中に埋められる
ように、磁気ロール５０の長さに沿って均一に現像剤材
料を分配する水平オーガーのような混合装置４９であ
る。

【００１９】更に図１に示すように、ドナー部材４２
は、ドナー部材４２がニップ８２において磁気ロール５
０から離れた帯電トナー粒子を引きつけることができる
ように、直流電源８０により特定の電圧にバイアスされ
ている。室４６からの帯電トナー粒子の引きつけ力を強
化するために、磁気ロール５０も直流電圧源８４により
バイアスされる。これは、帯電トナー粒子を、帯電した
磁化キャリア・ビーズへの接着及び摩擦電気な結合から
一時的に自由にするように機能する交流電圧源８６によ
ってもバイアスされる。このように自由になると、それ
らはより容易にドナー部材４２に引きつけることができ
る。交流電圧源８６は、図１に示すように磁気ロール５
０の導電層に、或いは、直流電源８０と直列にドナー・
ロールに直接印加することができる。図示のものと同様
に、交流電圧源８８により交流バイアスも電極ワイヤ４
４に印加され、現像ゾーンＤＺ内にトナー・クラウドを
形成するのと同様に、帯電トナー粒子をドナー部材４２
から自由にするように作用する。

【００２０】ここで図２を参照すると、本発明の現像装
置の他の実施態様４０Ａが示されている。この実施態様
においては、図１と同様に同じ要素は同じ符号で示され
ている。重要なことは、現像装置４０Ａも、高速潜像現
像に対して均一な所望の量のトナーを繰り返し供給する
ことができるのと同様に、寿命を延長することができる
改良された要素を含むことである。図２において、その
長い寿命及び増加された現像剤材料移動能力が理由で、
供給アセンブリ５０は、磁気ブラシ現像剤ロールとして
磁気ブラシ現像装置ハウジング４８Ａ内で効率的に使用
される。良く知られているように、このような磁気ブラ
シ現像剤ロールは、混合室４６から現像剤材料を受け取
り、それを画像現像用の現像ゾーンに直接搬送する。本
発明（図１，図２）の改良された現像剤供給アセンブリ
５０は、ロールとして示されているが、この改良設計思
想は、ベルト形式の供給アセンブリにも同様に適用可能
である。

【００２１】ここで図３及び図４を参照すると、磁気ロ
ールすなわち本発明の現像剤供給アセンブリ５０の詳細
が図示されている。本発明の目的によれば、現像剤供給
アセンブリすなわちロール５０は、慣用の粗面化表面金
属ロールに比べてかなり長い寿命を持つように設計され
る。また、この寿命にわたって高いレベルの高速現像剤
供給信頼性を維持することができるようにも設計され
る。更に、渦電流及びパワー損失や望ましくない渦電流
加熱のような渦電流に関連する不都合を大幅に減らし或
いは除去するように設計される。

【００２２】ここで図３及び図４に戻ると、本発明の現
像剤供給アセンブリすなわちロール５０は、第１の表面
９２、第２の表面９４、及び、第２の表面９４により実
質的に境界が定められる移動すなわち回転の経路９６
（矢印９８で示される）の可動基体すなわちシェル９０
を含んでいる。供給アセンブリ５０は、移動の経路９６
に隣接するのみならず、基体すなわちシェル９０の第１
の表面９２の内部に配置された磁気部材Ｍ１，Ｍ２，Ｍ
３，Ｍ４のような磁気部材を少なくとも一つ含んでい
る。移動の経路９６は連続しており、磁気部材の部分を
囲んでいる。このように配置することにより、各磁気部
材Ｍ１からＭ４は、移動の経路９６に沿った点の周り、
たとえば、室４６内の供給アセンブリ５０のためのピッ
クアップ点すなわち装填点である第１の点Ｐ１の周りに
強い磁界を発生する。これもまた図示されるように、供
給アセンブリ５０は、更に、可動シェル９０の第２の表
面上に形成される薄い弾性被覆すなわち層１００も含ん
でいる。重要なことは、弾性被覆１００は、搬送の期間
中に、可動基体すなわちシェル９０の反対側に配置され
た磁気部材Ｍ１からＭ４によりその上に引きつけられ
た、量ＱＦの磁気すなわち磁化現像剤材料（図４）を保
持するための、機械的に変形可能な平滑表面１０２を有
していることである。

【００２３】特に図３を参照すると、磁気部材Ｍ１から
Ｍ４は固定永久磁石であり、たとえば、それぞれ長さ方
向一杯の広がりを持ち、可動シェル９０の第１の表面す
なわち内部表面９２から一定の間隔を置いて近接して配
置されている。シェル９０は、好ましくは非磁性（以
下、詳細に説明される）であり、矢印９８により示され
る方向に磁気部材Ｍ１からＭ４の周りを回転するように
設計されている。室４６内の二成分現像剤材料ＱＳは、
磁気すなわち磁化可能なキャリア・ビーズを含んでいる
ので、Ｍ１からＭ４の強い固定磁界を通して回転するシ
ェル９０の作用により、量ＱＦのこのような現像剤材料
がシェル９０の外部に引きつけられる。これもまた示さ
れるように、ドクター・ブレード１０４を、表面１０２
がドナー部材４２とのトナー移送ニップ８２（図１）を
通して回転するにつれて、表面１０２上の現像剤の半径
方向の深さを制限するのに使用することができる。

【００２４】供給アセンブリすなわち磁気ロール５０の
ピックアップ点すなわち装填点Ｐ１の周りの磁気部材の
ピーク半径方向磁界の磁界強度は、好ましくは、約６０
０ガウスである。これもまた図示されるように、可動シ
ェル９０の移動の経路に沿った他の点、たとえば点Ｐ２
は、磁界が存在しないか、或いは、あっても弱い磁界で
ある。磁気ロール５０の表面は、磁気部材の頂部から約
２．５ｍｍ離れているべきである。各磁気部材の半径方
向の磁界は、一般に磁気部材の軸方向に対して半径方向
に外側に導かれるその磁界の成分である。各磁界の正接
成分は、ロール５０の円周の接線であり、全ての半径方
向のピークが規定されて特定されるときに、規定され
る。各磁界の極性は、Ｎ（北）或いはＳ（南）とするこ
とができるが、好ましくは、図示されるように、磁気部
材ごとに変えられるべきである。弾性被覆７２（以下、
詳細に説明される）の新規な特性と共に結果として得ら
れる磁界により発生される磁力は、本発明を機能させる
のに特に重要である。弾性被覆の表面上の磁化現像剤材
料ＱＦに作用するこの磁力は、装置１０の室４６からの
現像剤材料ＱＦの、信頼性の高い高速で長寿命の供給を
有効に可能とする。本発明によれば、現像剤材料の透磁
率（μ）は、好ましくは４から６の範囲内であり、この
ような現像剤材料の質量に作用する磁力は、典型的に
は、同じ質量の現像剤材料に対して重力により生じるで
あろう力の４０〜８０倍である。

【００２５】更に、図３及び図４を参照すると、供給ア
センブリ５０が図示されるようにロールであるとき、そ
の円筒状の基体すなわちシェル９０は、たとえば、現像
装置１０における長さが通常約４７５ｍｍである。この
ような長さにおいて、要求される梁強度は、その弾性係
数（Ｅ）が少なくとも平方インチ当たり３００，０００
ポンド（２１．１トン／ｃｍ²）であるべきということ
である。更に、シェルの厚みがそれを通る磁界強度に影
響を与えるので、シェル９０は、好ましくは３８．６ｍ
ｍの内径と４２．０ｍｍの外径を有している。このよう
に、ロール５０は、ロールが現像剤材料ＱＦで完全に装
填されたときに、好適には、０．００１６インチ（０．
０４０６４ｍｍ）の許容中心偏向を持つべきである。

【００２６】これらの各種の要求を満たすために、基体
すなわちシェル９０は、たとえば、汎用のポリカーボネ
ートから作ることができる。シェル材料を選択する際の
重要な考慮事項は、選択された材料が弾性被覆１００と
相容性を持っていなければならないことである。相容性
により、供給アセンブリの所望の長いすなわち延長され
たサービス寿命にとって重要な良好な接着が得られる。
このような、使用できる他の材料は、たとえば、約９０
０，０００ｐｓｉ（６３．３トン／ｃｍ²）の弾性率
（Ｅ）を有するフェノール樹脂、及び、約４００，００
０ｐｓｉ（２８．１トン／ｃｍ²）の弾性率（Ｅ）を有
するポリエステルである。弾性被覆１００と相容性のあ
る種類の熱硬化性材料と同様に熱可塑性材料を使用する
ことができる。シェルに使用される材料の（Ｅ）値が高
くなるにつれて、作ることができるシェルの壁が薄くな
ることが知られている。より薄い壁は、シェルの外側表
面における磁界強度を好都合に高めることができる。そ
れらはまた、磁気部材とシェルの内側表面９２との間の
隙間をより大きくすることができるので、製造を簡単化
することもできる。より重要なことは、シェル９０を、
弾性被覆１００が必要でない高強度のウレタンをベース
にしたポリエステルから作ることができることである。
このようなウレタンをベースにしたポリエステル・シェ
ルの弾性係数Ｅは、約３００，０００ｐｓｉ（２１．１
トン／ｃｍ²）であり、約７０ｄのジュロメーター値を
有しており、その結果、ロール・シェルが小さな磁力誘
起された窪み１１０を受け入れることができる。全体が
このように作られたときには、ロール５０は、全体的に
１０８Ω−ｃｍの体積抵抗率を持つことになる。

【００２７】本発明の他の目的によれば、可動基体すな
わちシェル９０は、コア中の磁気部材Ｍ１からＭ４の存
在により、可動の電気的に伝導性のシェル内で発生する
ことになる渦電流の発生を除く或いは防止するために、
好都合に電気的に非伝導性とされる。渦電流は、導体が
非均一な磁界を通って移動するとき、或いは、変化する
磁界が存在する領域内にあるときに、導体内に誘起され
る電流である。シェル９０が導電性であるときには、磁
気部材Ｍ１からＭ４の周りでのシェル９０の移動が、こ
のような機構を表す。

【００２８】たとえば、図５を参照すると、渦電流損失
のグラフが示されている。グラフは二つの線１０６及び
１０８を示し、それぞれは渦電流がある条件と渦電流が
ない条件の下での現像装置１０を駆動するのに必要な総
パワーをそれぞれ表している。最上の線１０６を生成す
るために、コア内に配置された磁気部材と一緒に慣用の
導電性アルミニウム・シェルを含む慣用の供給アセンブ
リ５０Ａ（図示せず）を使用して試験が行われた。導電
性シェルが駆動され、その表面速度が４０ＩＰＳ（イン
チ／秒）（１．０２ｍ／秒）から６５ＩＰＳ（１．６５
ｍ／秒）の変化が測定された。この試験が、渦電流発生
条件を表した。装置１０を動作させるのに要求される総
パワーが、各種の速度において記録された（最上の線１
０６参照）。

【００２９】渦電流がない条件においては、磁気部材が
導電性シェルのコアから取り除かれた条件の下で、第２
の試験が行われた。これは、代わりに導電性シェルを取
り除いて、電気的に非伝導性のシェルを磁気部材の周り
に取り付けるのと等価であった。いずれの場合も、これ
らの条件の下では渦電流（発生の有無にかかわらず）は
流れなかった。装置１０のシェル及び残りの部分が再度
駆動され、上述と同様な表面速度の変化が測定された。
装置１０を動作させるのに要求される総パワーが、その
速度（下方の線１０８参照）において再度測定された。
線１０６，１０８のこれらのプロットから、装置を動作
させるためには、第１の試験条件（渦電流）のもとで
は、第２の（渦電流なし）条件よりも多くの総パワーが
必要だったことが非常に明らかである。各プロットされ
た点において、必要とされた総パワーの差は、装置１０
に対するその速度における渦電流パワー損失に達する。
測定されプロットされたように、これらの損失は、たと
えば、４０ｉｐｓ（１．０２ｍ／秒）で２．７ワット、
６５ｉｐｓ（１．６５ｍ／秒）で６．４ワットであっ
た。これらは、１５％から１９％の範囲の損失である。
したがって、磁気部材Ｍ１からＭ４の周りでの電気的に
伝導性のシェルの使用（渦電流がシェルに流れない下で
の条件）は、非常に有利である。

【００３０】更に図３及び図４を参照すると、弾性被覆
１００は、たとえば、０．０４０から０．０６０インチ
（１．０１から１．５２ｍ）の範囲内の厚みを有する電
気的に伝導性のウレタン材料から作られた薄い被覆であ
る。その平滑表面１０２は、６０ａから７０ｄの好適な
ジュロメーター硬度を有している。このように、平滑表
面１０２は、このような平滑表面上の現像剤材料ＱＦの
磁性キャリア・ビーズに作用するＭ１からＭ４の強い磁
界のいずれかの磁力（図示せず）により、一時的且つ容
易に磁気的に変形させることができる。このような変形
の結果、シェルがかなり高速で回転したときにおいて
も、回転するシェルの表面上に引きつけられた現像剤材
料ＱＦを保持するための摩擦構造を確実に提供する窪み
１１０（図４）が生じる。平滑表面１０２上に磁力のこ
のような影響が与えられるので、シェル９０により回転
されたとき、たとえば、移動の経路に沿った第１の点Ｐ
１のときに平滑表面１０２が一時的に押し下げられる
が、磁界がない或いは弱い点のときに弾性的に変形され
再度平滑になる。時が経ってすり減った粗面を有する慣
用の現像剤搬送表面とは異なり、平滑表面１０２によ
り、好都合に本発明の現像剤供給アセンブリすなわちロ
ール５０の寿命が大幅に改良され延長される。

【００３１】説明から判るように、画像担持表面１４上
に記録された潜像を現像するための改良された現像装置
１０が提供されており、二成分現像剤材料ＱＳの供給源
を保持する室４６の境界を定めるハウジング４８を含ん
でいる。二成分現像剤材料は、トナーと磁性キャリア・
ビーズとからなっている。改良された現像剤装置１０
は、画像担持表面１４に隣接する現像ゾーンＤＺと、室
４６から現像用の現像ゾーンを通って室４６から供給さ
れるトナーを移動させるための可動ドナー部材４２とを
含んでいる。この改良は、量ＱＦの磁気的に引きつけら
れた現像剤材料を室からトナー転写関係５４でドナー部
材により移動するための磁気ロール・アセンブリ５０を
含んでいる。磁気ロール・アセンブリ５０は、磁気部材
の周りでのシェルの回転の間の渦電流の発生防止するた
めに、磁気部材Ｍ１からＭ４を囲む回転可能な非導電性
シェル９０を含んでいる。６０ａから７０ｄの範囲内の
所望のジュロメーター硬度を有する弾性被覆層１００
が、非導電性シェルを覆って形成され、その上に或る量
の引きつけられた現像剤材料を保持するための平滑表面
１０２を有している。このような平滑表面１０２は、平
滑表面１０２上の磁化キャリア・ビーズに作用する磁気
部材の強い磁界の磁力により、磁気的に一時的に変形可
能である。

【００３２】開示された磁気ロール・アセンブリは、所
望の経路に沿って、たとえば、混合室と画像現像のため
の現像ゾーンとの間の直接画像現像経路に沿って、トナ
ー粒子及び磁性キャリア・ビーズを含む、磁気すなわち
磁化現像剤材料を移動させるための現像装置において一
般的に使用されるのにも適している。図示されるよう
に、現像剤材料を混合室からドナー部材へ供給するため
の供給アセンブリとしてドナー型の装置において使用す
るのに特に適している。

【００３３】本発明は、各種の実施態様に関連して説明
されたが、多くの代替案、修正案、及び変形案が当業者
にとって明らかであることは明白である。したがって、
特許請求の範囲の精神及び広い範囲内に存するような、
全てのこのような代替案、修正案、及び変形案を包含す
ることが意図されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による現像装置の一つの実施態様の簡
略化した立面図である。

【図２】 本発明による現像装置の第２の実施態様の簡
略化した立面図である。

【図３】 本発明の磁気現像剤供給ロールの切断部分の
斜視図である。

【図４】 搬送磁界内における平滑表面の磁気的窪みを
示す図３の磁気ロールの一部の詳細断面図である。

【図５】 本発明の磁気現像剤供給ロールの使用から予
期できる渦電流パワー利得のグラフ図である。

【図６】 本発明の現像装置を組み込んだ例示の電子写
真複写機の概略立面図である。

【符号の説明】

１０ 電子写真複写機、１２ 画像担持部材（ベル
ト）、１４ 光導電性表面、１６ 導電性基体、１８
矢印、２０ 剥離ローラ、２２ テンション・ローラ、
２４ 駆動ローラ、２６ モータ、２８ コロナ発生装
置、３０ 高圧電源、３２ 原稿、３４ プラテン、３
６ ランプ、３８ レンズ、４０ 現像装置、４０Ａ
現像装置、４２ 可動ドナー部材（ロール）、４４ 電
極ワイヤ、４６混合室、４８ ハウジング、４８Ａ ハ
ウジング、４９ 混合装置、５０ 現像剤供給アセンブ
リ（磁気ロール）、５０Ａ 供給アセンブリ、５４ 用
紙、５６ 用紙供給装置、５８ 供給ロール、６０ ス
タック、６４ コロナ発生装置、６６ 矢印、６８ 定
着アセンブリ、７０ 加熱定着ローラ、７２ バックア
ップ・ローラ、７２ 弾性被覆、７４ シュート、７６
キャッチ・トレイ、７８ 繊維ブラシ、８０ 直流電
源、８２ ニップ、８４ 直流電圧源、８６ 交流電圧
源、８８ 交流電圧源、９０ 可動基体（シェル）、９
２ 第１の表面（内部表面）、９４ 第２の表面、９６
移動（回転）経路、９８ 矢印、１００弾性被覆
（層）、１０２ 平滑表面、１０４ ドクター・ブレー
ド、１０６，１０８ 線、１１０ 窪み、ＤＺ 現像ゾ
ーン、Ｍ１〜Ｍ４ 磁気部材、Ｐ１ピックアップ（装
填）点、Ｐ２ 他の点、ＱＦ 量、ＱＳ 供給源（現像
剤材料）、ＳＡ 帯電ステーション、ＳＢ 露光ステー
ション、ＳＣ 現像ステーション、ＳＤ 転写ステーシ
ョン、ＳＥ 定着ステーション、ＳＦ クリーニング・
ステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/09 Ａ (72)発明者 ジョージ・エイ・アルバレツ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター クリークベンドレーン 1269 (72)発明者 ビクトリア・エフ・ドヤング アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14625 ロチェスター アパートメント・エフ ブルックヒルレーン 15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像担持部材上に記録された潜像を現像
   するための現像装置であって、前記現像装置が、 （ａ）トナー粒子と磁化可能なキャリア・ビーズを含む
   磁化可能な二成分現像剤材料の供給源を貯蔵するハウジ
   ングと、 （ｂ）磁化現像剤材料を前記混合室から前記供給アセン
   ブリへ搬送するための供給アセンブリとを含み、 前記供給アセンブリが、 （ｉ）第１の表面と、第２の表面と、前記混合室を通る
   移動経路とを有する可動基体と、 （ｉｉ）前記移動経路と前記可動基体の前記第１の表面
   に隣接して配置された磁気部材であって、前記移動経路
   に沿った第１の点の周りに強い磁界を発生させる磁気部
   材と、 （ｉｉｉ）前記可動基体の前記第２の表面上に形成さ
   れ、前記第１の点においてその上に引きつけられた或る
   量の磁化現像剤材料を保持するための平滑表面を有する
   薄い弾性被覆であって、前記平滑表面が搬送の期間中に
   或る量の磁化現像剤材料を摩擦的に保持するための窪み
   を形成するために前記強い磁界の下で作用する磁化キャ
   リア・ビーズにより機械的に変形可能なものとを含む現
   像装置。
2. 【請求項２】 前記弾性被覆の前記平滑表面上の前記或
   る量の磁化現像剤材料の帯電トナー粒子を受け取るため
   に取り付けられた可動トナー部材を含んでいる請求項１
   に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 トナー粒子と磁化可能なキャリア・ビー
   ズを含む磁化可能な現像剤材料を移動させるための現像
   剤装置において使用される磁気ロール・アセンブリであ
   って、 （ａ）強い磁界を発生する磁気部材と、 （ｂ）前記磁気部材を囲む回転可能な円筒状のシェルで
   あって、前記磁気部材の前記強い磁界を通る回転経路を
   有する外側表面を含む円筒状のシェルと、 （ｃ）前記円筒状のシェルの前記外側表面を覆って形成
   され、前記磁気部材によりその上に磁気的に引きつけら
   れた或る量の現像剤材料を保持するための平滑表面を有
   する弾性被覆であって、前記平滑表面が６０ａから７０
   ｄの範囲内のジュロメーター硬度を有し、これにより、
   前記磁気部材の前記強い磁界を通って移動するときに、
   前記或る量の引きつけられた現像剤材料内の磁化キャリ
   ア・ビーズで一時的な窪みを前記平滑表面に形成するこ
   とを可能にするものとを含む磁気ロール・アセンブリ。