JPH0115874B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電写真像形成装置に関し、更に詳
しくは、絶縁性キヤリヤー粒子を使用する磁気ブ
ラシ現像および清浄化装置に関する。

米国特許第2297691号明細書（Carlson）に記
載されたタイプの従来の静電写真印刷方法におい
ては、均一に帯電した像形成表面を像の形状通り
に選択的に放電させて静電潜像を形成させ、次い
で、その潜像を「トナー」と呼ばれる微細な着色
物質を適用して現像している。よく知られている
ように、上記の方法は転写様式でも、あるいは非
転写様式でも行うことができる。転写しない様式
では、その像形成表面がその印刷した像の最終支
持体として使用されている。これに対して、転写
様式では現像した像、すなわち着色した像を平紙
の如き適当な基体に転写し、次いで依然として像
形成表面に付着している残留トナー粒子を除去し
て、その像形成表面を再使用できるようにする別
の工程を包含している。

上述の如く、現像した像を基体に転写した後、
その像形成表面には通常幾分かの残留トナーが残
つている。このような残留トナーの全部あるいは
実質的全部を除去することは、高い複写品質を得
るうえで重要であり、そうしないと除去してない
トナー粒子が次の複写サイクルでバツクグラウン
ドに表われることになる。転写操作後に像形成表
面上に残つている残留トナーの除去は、清浄化工
程で行われている。

現代の商業的な自動複写機においては、ドラム
あるいはベルトの形状である静電写真像形成表面
は、そのドラムあるいはベルトのまわりの多数の
処理領域に対し時間的に調和した高い速度で動い
ている。このように静電写真像形成表面が急速に
動くので、現像時に使用する莫大な量のトナーが
必要である。従つて、高品質の複写を得るには、
非常に効率的なバツクグラウンドトナー除去装
置、すなわち像形成表面の清浄化装置が必要であ
る。この点で従来の清浄化装置は完全には満足で
きるものではない。大部分の公知の清浄化装置
は、トナーで汚れるにつれて一層非効率的になる
のが普通であり、頻繁に清浄化装置を使用する必
要がある。その結果として、取り換えを行う「中
断時間」中に貴重な時間が失われる。また、清浄
化装置の使用コストによりそのような装置におけ
る単位複写コストが高くなる。従来の「ウエブ」
式、「フオーム」ロール、「ブレード」または「ブ
ラシ」式の清浄化装置の他の欠点は当業者に公知
である。

現像の目的に必要なトナーを供給するための１
つの好ましいベヒクルは、トナー粒子と一般的に
それより大きなキヤリヤー粒子との混合物からな
る多成分現像剤である。通常は、トナーとキヤリ
ヤー粒子に反対の極性の電荷を誘導する摩擦電気
帯電方法が有利である。この目的のために、トナ
ーの材料と現像剤のキヤリヤー成分は、それらの
材料が摩擦帯電系列においてお互いに充分離れた
ものであるように選ばれるのが通常である。更
に、このような選択をするにあたつては、それら
の材料の相対的な摩擦電気順位を考慮して、トナ
ー粒子に付与された電荷の極性が潜像の極性に対
し反対となるようにする。従つて、操作に際して
は、競合する静電力がそのような現像剤のトナー
粒子に対して作用して存在している。すなわち、
トナーの粒子を少なくとも最初はキヤリヤー粒子
に引きつける傾向のある力が存在する。更に、そ
のトナー粒子は、それらのトナー粒子が帯電した
潜像を有している像形成表面に極く接近するかあ
るいは実際に接近するときに、キヤリヤー粒子か
ら静電気的に引き離される力を受けている。

また、トナーが無くなつたキヤリヤー粒子（す
なわち実質的にトナーを有していないキヤリヤー
粒子）が、清浄化装置において像形成表面から、
残留している又は他の接着しているトナー粒子の
除去に使用し得ることも見い出されている。この
ような形式の清浄化を強化するためには、不必要
なトナー粒子を予備清浄用コロナ放電により処理
し、トナーを像形成表面に保持する力を与えてい
る電荷を少なくとも部分的に中和し、次いでキヤ
リヤー粒子をその像形成表面に接触させてトナー
粒子を集めるようにすることが望まれる。

従来、局部的に発生させた静電場を使用してい
る装置において、電気絶縁性のキヤリヤー粒子を
使用する場合は幾つかの問題があつた。特に、絶
縁性に劣るキヤリヤー粒子は、一時的であるが、
それらが電場を逆転する限り問題となる短絡（典
型的には約50マイクロ秒以下の時間を有してい
る）を時折り生じることが経験上明らかになつて
いる。それらの幾つかの問題を軽減する提案が為
されているが、当該技術は依然として完全な解決
を求めている。例えば、現像装置の現像電極とハ
ウジングを同一電圧に保持し、それによつて、電
気絶縁性のキヤリヤー粒子が介在する空間をブリ
ツジしても、それらの間に電流が流れるのを妨げ
る方法が提案されている。しかしながら、そのよ
うな方法では、絶縁性像形成表面にピンホールや
他の欠陥が存在して、橋状にキヤリヤー粒子が集
合し、電極と、像形成表面の導電性パツキングと
の間に短絡を生じるという問題を解決することは
できない。

従つて、自明であるように、絶縁性に劣るキヤ
リヤー粒子は一般的には好ましいものではない。
この事は、像形成表面から、残つているトナー粒
子を除去するための磁気ブラシ装置で使用すると
特に顕著である。この理由は、この目的に適した
キヤリヤー粒子は、短絡による電気破壊を受ける
こと無く、狭い空間を横断する高電場に典型的に
耐えねばならないからである。更に、キヤリヤー
粒子上に使用した被覆材料は、トナー粒子と接触
した時に強力な摩撓電気電圧を発生させて、トナ
ーを静電気的に吸引し、且つそのトナーを帯電し
た像形成表面から除去できるものでなければなら
ない。

磁気ブラシ清浄化装置を開示している特許明細
書は多数ある。（例えば、米国特許第2911330号、
同第3580673号、同第3700328号、同第3713736号、
同第3918808号、同第4006937号、同第4116555号、
および同第4127327号明細書を参照）。要するに、
上記の各々の特許明細書には、磁気ブラシ清浄化
装置であつて、その装置内に回転用の磁性ローラ
ーが設けられ、且つそのローラーが清浄化すべき
光受容体表面の領域に隣接して位置している装置
が開示されている。ある量の磁性キヤリヤービー
ドすなわち粒子が、その磁性ローラと接触し、且
つストリーマー、すなわちブラシの形状に形成さ
れる。そのブラシを支持している磁性ローラーを
DC電圧源に連結して、清浄化すべき残留トナー
像上に静電引力を働かせることもできる。しかし
て、その磁気ブラシが、機械的、静電気的および
摩擦電気的力により像形成表面からトナーを除去
する。

従来技術の磁気ブラシ清浄化装置においては、
その磁気ブラシは清浄化すべき受光体表面の上方
に位置してもよいし、あるいはその受光体の正面
に、あるいはその下方に位置してもよい。米国特
許第2911330号明細書の第１図と第２図を比較さ
れたい。磁気ブラシが、清浄化すべき受光体表面
の正面あるいはその下方に位置する場合は、その
磁性キヤリヤー粒子の供給を続けるための貯槽を
磁気ブラシを形成するために設けることができ
る。その貯槽に比較的多量のキヤリヤーが供給さ
れている場合は、そのキヤリヤー粒子がトナー粒
子により実質的に飽和し、且つ最早、受光体表面
領域を有効に清浄化できなくなるまで長時間の操
作が可能である。

従つて、本発明の第１の目的は、上記の欠点を
克服した現像および清浄化装置を提供することで
ある。

本発明の第２の目的は、長い使用期間中、像形
成表面を効率よく清浄化し得る磁気ブラシ清浄化
装置を提供することである。

本発明の第３の目的は、すぐれた電気絶縁特性
を有し、且つ受光体の短絡の問題を生じないキヤ
リヤー粒子を提供することである。

本発明の第４の目的は、磁気ブラシ清浄化装置
に使用でき、且つ受光体表面からそこに残留して
付着しているトナーを効率よく除去できるキヤリ
ヤー粒子を提供することである。

本発明の第５の目的は、負に帯電した受光体表
面の静電写真的現像と清浄化に使用し得る改良さ
れた現像剤材料を提供することである。

本発明の第６の目的は、従来の清浄用材料およ
び現像剤材料の物理的および静電写真性質よりも
すぐれた性質を有する静電写真清浄用材料および
現像剤材料を提供することである。

上記の目的および他の目的は、一般的に云え
ば、ポリマーで被覆した電気絶縁性を有する磁性
すなわち磁気吸引性キヤリヤー粒子を使用する磁
気ブラシ清浄化装置を提供することにより達成さ
れる。更に詳しく云えば、本発明の磁気ブラシ清
浄化装置で使用するキヤリヤー粒子は、約30ミク
ロン〜約1000ミクロンの平均直径を有する磁性お
よび／または磁気吸引性キヤリヤーコア粒子と、
ポリビニルアセタールからなる被覆とからなつて
いる。そのポリビニルアセタール被覆材料は、ア
ルデヒドおよびビニルアルコールから調製したポ
リビニルアセタールの群から選択することができ
る。典型的なポリビニルアセタールとしては、ポ
リビニルブチラールおよびポリビニルホルマー
ル、例えば、モンサント・プラスチツクス・アン
ド・レジンズ（Monsants Plastics and Resins）
（St.ルイス、ミズーリー）から、それぞれバツト
バール（Butvar）およびフオームバール
（Formvar）の商標で市販されているものであ
る。このように被覆したキヤリヤー粒子は、微細
なトナー粒子と混合して、そのトナー粒子がその
キヤリヤー粒子に静電気的に付着している静電写
真現像剤混合物を形成することもできる。得られ
た現像剤混合物は、負に帯電した受光体の現像が
必要とされる静電写真現像剤装置で好ましく使用
される。本発明によれば、本発明のキヤリヤー被
覆材料は、ハロゲン化ポリマーで被覆したキヤリ
ヤー粒子の如き従来の負の帯電する被覆したキヤ
リヤー粒子よりもすぐれた望ましい負の摩擦電気
帯電性、すぐれた複写印刷品質、耐用性能特性お
よび清浄化装置内の微かの間隙を横切る高電場に
耐えられる如き電気絶縁性を有する静電写真用被
覆キヤリヤー粒子を与えることを見い出した。

本発明はその説明により限定されるものではな
いが、本発明のキヤリヤー組成物の改良された寿
命性能特性は、その被覆材料の顕著な接着性、フ
イルム形成性および電気絶縁性に帰因するものと
考えられる。キヤリヤー材料の上記の改良された
寿命性能特性は、上記の如きポリビニルアセター
ルを金属キヤリヤーコアに適用したときに特に顕
著であり、それは典型的には、金属キヤリヤーコ
アに適用した従来のハロゲン化樹脂は不安定であ
り、明らかにキヤリヤーの寿命が短いからであ
る。更に、本発明の被覆組成物は、負の電荷を有
している像形成表面の清浄化に使用した場合のキ
ヤリヤー材料に特に望ましく有用な範囲の摩擦電
気帯電性を与えることを見い出した。更に、上記
のポリビニルアセタールで被覆したキヤリヤー粒
子の負の摩擦電気帯電値は、摩擦電気電荷調節剤
を含有する微細なトナー粒子組成物と接触したと
きに完全に予期できないものであり、且つ負に帯
電した静電潜像の現像および清浄化において改良
された性能を生じるものである。

本発明の等徴を以下の説明および添付図面によ
り更に詳しく説明する。

第１図は、本発明の要素を包含している静電写
真印写機械を図示する立面図である。静電写真印
写の技術は周知であるので、第１図の印刷機械で
使用されている各種の処理領域を以下に概略的に
示し且つその操作をそれらを参照して要約して記
述する。

第１図に示す如く、静電写真印写機械は、導電
性基体１４上に沈着させた光導電性表面１２を有
するフレキシブルなベルト１０を使用している。
ベルト１０は矢印１６の方向に動き、光導電性表
面１２の連続部分を進め、順次にその移動経路の
まわりに設けられた各種の処理領域中を通る。ベ
ルト１０は、ストリツピングローラー１８、引つ
張りローラー２０および駆動ローラー２２のまわ
りに巻かれている。

駆動ローラー２２は、回転自在に取付けられ、
且つベルト１０と係合している。モーター２４が
ローラー２２を回転させて、ベルト１０の矢印の
方向に進める。ローラー２２は、駆動ベルトの如
き適当な手段によりモーター２４に結合してい
る。駆動ローラー２２は、一対の相対し、間隔の
あるフランジすなわちエツジガイド２６を有して
いる。エツジガイド２６は、駆動ローラーの両端
に設けられていて、その間に空間を形成し、その
空間がベルト１０が動く所定の予定経路を決定し
ている。エツジガイド２６は、ローラー２２の表
面から上の方向に延びており、好ましくはそのエ
ツジガイド２６は環状部材すなわちフランジであ
る。

ベルト１０は、所望のスプリング力でベルト１
０に対して引つ張りローラー２２を弾性的に押つ
けている一対のスプリング（図示なし）により引
つ張られた状態に保持されている。ストリツピン
グローラー１８と引つ張りローラーの両方とも回
転自在に取付けられている。これらのローラー
は、ベルト１０が矢印１６の方向に動くときに
は、自由に回転するアイドラーである。

第１図を更に参照して説明すると、まず最初
に、ベルト１０の一部が帯電領域Ａを通る。帯電
領域Ａにおいて、参照数字２８で全体的に示した
コロナ発生装置がベルト１０の光導電性表面１２
を、比較的高く、実質的に均一な電圧に帯電させ
る。適当なコロナ発生装置は米国特許第2836725
号明細書（1958、Vyverberg）に記載されてい
る。

次に、光導電性表面１２の帯電した部分が進行
して露光領域Ｂに入る。露光領域Ｂにおいて、原
稿である書類３０が透明なプラテン３２の下に面
して配置されている。ランプ３４が原稿３０に光
線を与える。原稿の書類３０から反射した光線が
レンズ３６を通つて、その光像を形成する。その
光像が光導電性表面１２の帯電領域に投射され、
そこの電荷を選択的に消散させる。このことによ
つて光導電性表面１２上に、原稿書類３０内に含
まれていた情報領域に相当する静電潜像が記録さ
れる。

その後、ベルト１０な光導電性表面１２上に記
録された静電潜像を現像領域Ｃに進める。現像領
域Ｃにおいて、磁気ブラシ現像剤ローラー３８が
現像剤混合物３９を進めてその静電潜像に接触さ
せる。その潜像はキヤリヤー粒子からトナー粒子
を吸引して、ベルト１０の光導電性表面１２上に
トナーの粉末像を形成する。

次に、ベルト１０は、上記の粉末像を転写領域
Ｄに進め、その転写領域Ｄにおいて一枚の支持材
料シートが移動してトナー粉末像と接触する。そ
の支持材料シートは、シート供給装置４２により
転写領域Ｄの方向に進められる。好ましくは、シ
ート供給装置４２は、そのシートの積重ねの上方
のシートと接触している供給ロール４４を包含し
ている。供給ロール４４は、シートの積重ね４６
からその最上のシートをシユート４８内に進める
ように回転する。シユート４８が進行している支
持材料シートを、ベルト１０の光導電性表面と一
定の時間の順序で接触させて、その表面で現像さ
れたトナー粉末像が、転写領域Ｄで進んでくる支
持体シート材料と接触するようになつている。

転写領域Ｄは、シート４０の裏面にイオンを噴
霧するコロナ発生装置５０を有している。このよ
うにして、トナーの粉末像を光導電性表面１２か
らシート４０に吸引させる。転写後、シートは矢
印５２の方向に連続的に移動して、そのシートを
定着領域Ｅに進めるコンベア（図示なし）上にの
せる。

定着領域Ｅは、転写したトナー粉末像をシート
４０に永久的に固着させる定着用アセンブリイ
（参照数字５４で全体的に示した。）を有してい
る。好ましくは、定着用アセンブリイ５４は、加
熱してある定着ローラー５６とバツクアツプロー
ラ５８を有している。シート４０は、定着ローラ
ー５６をバツクアツプローラー５８との間を進
み、そのトナー粉末像は定着ローラー５６と接触
する。このような方法で、そのトナー粉末像は、
シート４０に永久的に定着する。定着後、シユー
ト６０が進んでくるシート４０をキヤツチトレイ
６２に導びき、オペレーターがその印刷機から取
出せるようにする。

支持材料シートが、ベルト１０の光導電性表面
１２から分離した後は常に、幾分かの残留トナー
粒子がそれらに付着して残つている。このような
残留した粒子は、清浄化領域Ｆで光導電性表面１
２から除去される。清浄化領域Ｆは、光導電性表
面１２と接触して回転自在に設けられた磁気清浄
用ブラシ６４を有している。清浄化後、放電ラン
プ（図示なし）が光導電性表面に光を流して、そ
の表面に残つている静電荷を消散させ、その後、
次の連続像形成サイクルのために帯電させる。

本発明の目的には、前記の説明で電子写真印刷
機の一般的な操作を十分に説明できるものと考え
られる。

次に、本発明の特定の態様を参照して説明する
と、第２図は清浄用ブラシ６４をより詳細に示し
ている。その磁気ブラシ清浄化装置は、その内に
設けた多数の磁石手段を有する磁気ブラシロール
およびその磁気ブラシロールに非常に接近してい
る本発明の清浄用キヤリヤー粒子の貯槽からなつ
ている。第２図において、磁気ブラシ清浄化装置
６４は、清浄化すべき受光体表面１２の上に位置
して示されている。その受光体１２は、その受光
体を次の複写工程で再使用する前に清浄化せねば
ならない残留トナー像領域６５を有している。こ
の磁気ブラシ清浄化装置はブラシロール６６、脱
トナーロール６８およびキヤリヤービード用貯槽
７０から構成されている。

ブラシロール６６は、内側スリーブすなわち支
持体７２と外側シエル７４とから構成されてい
る。その内側スリーブは、冷間圧延スチールの如
き強磁性材料から作るのが好都合であり、その外
側表面上に固定された多数の磁石７６を有してい
る。磁石７６に加えて、トリム磁石７８、貯槽出
口磁石８０および貯槽磁石８２が設けられてい
る。スリーブ７２の外側に設ける磁石の数は変更
し得るが、その総数は、磁力線の均一な分布を容
易にするために６あるいは８あるいは10の如く偶
数であるべきである。磁石７６はスリーブ７２の
外側に設けた別々の磁石として示してあるが、単
一の磁性化可能な材料片（それらの各部分が交互
に磁性化できるようにしてもよい）も使用するこ
とができる。その全体の内部スリーブ構造は、そ
の磁気ブラシ清浄化装置の操作中、静止状態であ
るように設けられている。

外側シエル７４は、好ましくは内側スリーブに
対して同中心的である。外側シエル７４は、シヤ
フト８４に回転自在に設けられており、シエル７
４の外部表面上には、清浄化ブラシ繊維すなわち
ストリーマー８６が、本発明のキヤリヤー粒子か
ら形成されている。

キヤリヤー粒子用の貯槽７０は、好ましくは、
それに結合したピツクオフ手段８８と出口手段９
０を有している。ピツクオフ手段８８は、最も単
純な形状ではドクター刃あるいはスクレーパーナ
イフであるが、それは貯槽７０と一体的でもよい
し、調節上都合の良いように貯槽に取付けた別の
形成した部材でもよい。出口手段９０は、貯槽７
０の底にある開口であつて、所定の位置に延びて
いるバツフルを有するのが好都合である。

脱トナーロール６８は、磁気ブラシ繊維と接触
してそれからトナーを除去する。スクレーパー９
２は、脱トナーロール６８からトナーを除去し、
輸送手段９４により投棄する。

磁気ブラシ清浄化装置の全体の外側周囲には、
シールド１００が設けられ、回転している磁気ブ
ラシ、すなわちストリーマー６８上に静止状磁力
線が作用することにより外側シエル７４から分離
するかも知れない迷子のキヤリヤー粒子を外に出
さないようにしている。

電気絶縁性のキヤリヤー粒子を磁気ブラシ清浄
化装置に装填するのが望まれるときは、そのシリ
ンダーの上方にある装填ドアを取りはずし、その
キヤリヤー粒子を装置に装填する。トナーの埋込
みによる如くして、キヤリヤー粒子が消費され、
且つそれらを清浄化装置から除去あるいは排出す
るのが望ましい場合は、排出用のドアを清浄化装
置ハウジングの底に設ける。このようなドアを配
置することにより、その清浄化装置の保守が容易
となる。

ブラシロール６６は一般的には、適当なDC電
圧源（図示なし）とバイアスして、残留トナー像
６５を受光体１２から除去するのを助けている。
同様に、脱トナーロール６８は負にバイアスされ
て、ブラシロール６６上の磁気ブラシに付着した
トナーに静電引力を与えている。例えば、正に帯
電したトナー粒子の場合は、そのブラシロール６
６は地面に対し約200ボルトの電圧に負にバイア
スし、且つ脱トナーロールはブラシロール６６に
対して約100ボルトの電圧に負にバイアスするこ
とができる。

操作にあたつては、磁気ブラシ剛毛８６を貯槽
の出口の磁石８０の付近に十分に形成し、それら
を受光体１２と接触させてそれを清浄化する。ト
リム磁石７８の領域に回転させると、磁気ブラシ
の剛毛８６は、ピツクオフ手段８８により部分的
にトリムすなわち除去されるが、それらは貯槽か
ら出口手段９０を通つてくるキヤリヤー粒子によ
り再生され、且つ再び十分に形成される。磁石が
配列したゴム磁石である場合は、磁気ブラシシリ
ンダー上の約600ガウス〜約700ガウスの磁場強度
により満足できる結果が得られる。磁石がセラミ
ツク材料である場合は、約1000ガウス〜約1200ガ
ウスの磁場強度が清浄化操作において同様に満足
できるものである。磁場の大きさは、清浄用キヤ
リヤー粒子の汚染とその流れ安定性（この両者と
も清浄化の副装置の機能に影響する）に重要な役
割を果している。更に、磁気ブラシシリンダーと
受光体との間の空隙は、より一層弱いゴム磁石を
使用することにより減少する。更に、磁場分布
は、受光体と磁気ブラシシリンダーとの間の接触
領域において放射状、すなわち正常であるのが好
ましく、最良の結果が得られる。

磁石の力によつて、磁性、すなわち磁気吸引性
のキヤリヤー粒子がシリンダの周辺に付着して、
光導電性表面とブラシ状に係合し、そこから残留
トナー粒子を除去する磁気ブラシが形成される。
本発明では、約50ボルト〜約400ボルトの電圧を
清浄化装置のシリンダーに負荷し、残留トナー粒
子を光導電性表面から、清浄化装置のシリンダー
の周辺に磁気で捕捉されているキヤリヤー粒子に
吸引する。従つて、光導電性表面が移動してその
清浄化装置を過ぎると、磁気ブラシの形状になつ
ているキヤリヤー粒子と接触してそのキヤリヤー
粒子が実質的に全部の残留トナー粒子をその光導
電性表面から除去する。光導電性表面からの残留
トナー粒子の除去を補助するために、その磁気ブ
ラシ清浄化装置は、約50ボルト〜約400ボルト、
好ましくは約75ボルト〜約200ボルトの範囲の正
の極性に電気的にバイアスされている。

清浄化装置のシリンダーが回転を続けると、キ
ヤリヤービードは、約400ボルトまでの負の極性
に電気的にバイアスされているトナー再生ローラ
ーに接近して通過する。この再生ローラーは正に
帯電したトナー粒子を清浄化装置のシリンダーか
ら吸引する作用をする。再生ローラーは、磁気ブ
ラシシリンダーの方向と反対の方向に回転し、そ
れに付着したトナー粒子をスクレーパー刃により
除去し、回収する。このトナー再生ロールは、い
ずれか適当な非磁性材料からも作ることができ
る。そのトナー再生ロールがステンレススチール
の如き金属から作られている場合は、トナー材料
と、その再生ロールを作つた金属との間の特定の
摩擦電荷関係が重要である。すなわち、トナー材
料は、再生ロールと接触して帯電している場合と
同一の極性に清浄化キヤリヤー粒子により帯電さ
れるべきである。この関係によつて、磁気清浄用
ブラシの効率的な脱トナーが可能になる。逆に、
上記の関係が存在しない場合は、清浄用ブラシ中
中でトナー材料の強い凝集が生じることになる。
清浄用キヤリヤー粒子が、現像用キヤリヤー粒子
と同一の極性にトナー材料を摩擦電気的に帯電さ
せることも重要であり、もしそうでないと現像お
よび清浄化の副装置との間で材料の汚染が生じる
可能性がある。

本発明の清浄化副装置の性質に影響する他の要
因は、現像した像の転写後に受光体表面に残つて
いる残留トナー材料の電荷である。この電荷は、
その前の静電写真処理工程にすべて依存してい
る。前述の如く、トナーの摩擦電気電荷が一定の
範囲にある場合に、清浄化副装置は残留トナー材
料を効率的に清浄化する。予備清浄用コントロン
および予備清浄用消去光を使用しても清浄化副装
置の操作を改良することができる。予備清浄用コ
ロトロンの使用は２つの目的がある。すなわちト
ナー材料の電荷を変更すること、およびトナーの
電荷の範囲を減少させ並びにその分布に影響を及
ぼすことである。予備清浄用光の主たる目的は、
光受光体上の電荷を減少させることであり、その
受光体の導電性と電荷の極性によりこれが可能と
なつている。

同様に、本発明の清浄化副装置の効率は、静電
写真装置の処理速度に部分的に依存している。最
良の清浄化効果を得るには、トナー再生ロールの
速度と磁気ブラシロールの速度の両方が、受光体
の速度とほぼ同一であるべきであることを見い出
した。一般的に云えば、清浄化の性能は、磁気ブ
ラシロールの速度の上昇に伴つて改良されるが、
キヤリヤー粒子の寿命、キヤリヤー粒子のロスお
よび駆動から抽出されるトルクが前記のブラシロ
ール速度に有利である。磁気ブラシロールの速度
が約2.54〜7.62cm（１〜３インチ）／sec.である
ときに満足できる清浄結果が得られている。しか
しながら、約15.24〜約38.1cm（６〜15イン
チ）／sec.の磁気ブラシロール速度が本発明の装
置では最大の受光体の清浄化効率をあげるうえで
好ましいものである。

前述の通り、本発明の清浄化装置で使用するキ
ヤリヤー粒子は電気絶縁性を有し、且つトナーと
接触したときに、トナー１ｇあたり少なくとも約
15マイクロクーロンの摩擦電気電荷を発生し得る
ものである。更に、本発明のキヤリヤー粒子は約
10¹⁰オーム・cm以上の抵抗を有している。そのコ
ア粒子は約30〜約1000ミクロンの平均直径を有し
ているが、そのコアー粒子はトナーの埋込みを最
少にするために約50〜約200ミクロンの平均直径
を有するのが好ましい。典型的には、コア粒子が
約100ミクロンの平均粒子径を有するときに最適
の結果が得られる。

本発明によれば、磁性すなわち磁気吸引性を有
するコア粒子は、鉄、スチール、フエライト、マ
グネタイト、ニツケルおよびそれらの混合物から
選択するのが好ましい。コア粒子をまず処理し
て、酸化性雰囲気中で熱処理する如き通常の手段
により、その粒子に砂のような酸化された表面を
与える。

コア粒子に酸化した表面を与えた後、その粒子
を前記のポリビニル被覆組成物で被覆する。本発
明のポリビニルアセタールからなるキヤリヤー粒
子被覆用組成物は、アルデヒドとアルコールとの
間の周知の反応により形成される。典型的には、
１分子のアルコールを１分子のアルデヒドに添加
して、本来不安的であるヘミアセタールを生成さ
せるが、そのヘミアセタールをアルコールの別の
分子と更に反応させて安定なアセタールを形成さ
せる。同様な形式で、ポリビニルアセタールをア
ルデヒドとポリビニルアルコールから調製する。
ポリビニルアルコールは通常は部分加水分解され
たもの、すなわち、15〜30％のポリビニルアセテ
ート基を含有するもの、および完全に加水分解さ
れたもの、すなわち０〜５％のポリビニルアセテ
ート基を含有するものに分類されている。両方と
も、いろいろな分子量で、工業的にポリビニルア
セタールを製造する際に使用されている。

合成に際しては、アセタール反応の条件と、使
用する特定のアルデヒドおよびポリビニルアルコ
ールの濃度の条件を厳密にコントロールして、水
酸基、アセテート基およびアセタール基からなる
所定の物質を有するポリマーを形成する。得られ
た生成物は次の一般構造式で表わすことができ
る。下記式中のＡ、ＢおよびＣの比率はコントロ
ールされたものであり、且つその分子に沿つて無
秩序に分布している。

前述の通り、上記の材料は、バツトバールやフ
オームバールの如き各種の商標名でモンサント・
プラスチツクス・アンド・レジンズ（St.ルイス．
ミズーリー）から市販されている。数字の表示は
その市販品の組成に与えられているものであつ
て、そのポリマーの分子性質を要約して示してい
る。例えば、フオームバールの最初の数字は、そ
の樹脂を作つたポリビニルアセテートの粘度を示
している。第２の数字はアセテート基が加水分解
により除去された程度を示している。例えばフオ
ームバール12／85は12.0cpsの粘度（1000mlの溶
液あたり86ｇのポリビニルアセテートを含有する
ベンゼン溶液の20℃で測定した粘度）を有するポ
リビニルアセテートから調製したものである。そ
して、約85％のアセテート基がアルコールとフオ
ルマール基で置換されている。

フオームバール樹脂は、その粘度と溶解特性に
より一般的な用語で記載することができる。フオ
ームバール12／85は最も広い溶解度範囲を有して
おり、且つ中粘度タイプである。他のすべてのタ
イプのものは、その溶解度がより制限されている
が、幾つかの粘度範囲で利用することができる。

バツトバール樹脂においては、そのアセテート
含有量は低レベルに保持されており、従つて、そ
の含有量はポリマーの性質に殆んど影響を与えな
い。これらの樹脂は各種の分子量範囲で入手で
き、且つタイプＢ−76とＢ−79は広い溶解特性を
与える低い水酸基分を有している。

アセテート基をブチラール基またはフオルマー
ル基で置換すると、高い熱変形温度を有する疎水
性のポリマーが原則として得られる。同時に、そ
のポリマーの強靭性と各種の基体に対する接着性
が著しく向上する。ビニルアセタール樹脂の顕著
な接着性は、これらのターポリマー構造によるも
のであり、各々の分子が表面に三種の異なる官能
基の選択を与え、従つて広い範囲に基体に対する
接着性が向上するものと考えられる。

ポリビニルアセタール樹脂は、通常は熱可塑性
であり、ある範囲の溶剤に可溶性であるが、それ
らの樹指は熱および微量の鉱酸により架橋させる
ことができる。架橋は、アセタール交換により生
じるものと考えられるが、隣接する鎖のアセテー
ト基または水酸基間の反応の如く、更に複雑な機
構をも包含すると考えられる。一般的には、ポリ
ビニルアセタールの架橋は、フエノール、エポキ
シ、尿素、ジイソシアネートおよびメラミンの如
き各種の熱硬化性樹脂との反応により行われる。
少量のビニルアセタール樹脂を熱硬化性組成物に
包含させることにより、硬化した被覆の強靭性、
柔軟性および接着性が著しく改良される。

ビニルアセタールフイルムの特徴は、脂肪族炭
化水素、鉱油、動物油および植物油（カストール
油および吹込油を除く）に対する高い抵抗性であ
る。ビニルアセタールフイルムは、強アルカリに
耐えるが、強酸により幾分かの攻撃を受ける。し
かしながら、硬化した被覆の成分として使用する
と、酸、溶剤および他の化学薬品に対するその安
定性は大いに改良される。ビニルアセタールは、
93.3℃までの加熱に対して長期間殆んど着色する
ことなく耐えることができる。

本発明のキヤリヤー被覆組成物は、約30000〜
約270000、好ましくは約30000〜約45000の重量平
均分子量を含有している。更に、この被覆組成物
は、約1.0〜約21.0％のポリビニルアルコール、
約０〜約2.5％のポリビニルアセテート、および
約80.0〜約88.0％のポリビニルアセタール（これ
らのすべての％は組成物の重量である。）からな
る。更に、これらのポリマーは、ASTM方法
P638−58Tによる測定で、約5800〜約7800psiの
降伏引張強度、および約280000〜約340000psiの
見かけ弾性モジユラスを有している。熱的性質に
関しては、このポリマーはASTM法D1043−51
で測定したときに、約48℃〜約68℃の見掛ガラス
温度（Tg）を有している。

本発明のキヤリヤー材料の調製にあたつては、
被覆溶液をキヤリヤーコア粒子に適用し、その粒
子に薄く実質的に連続したポリビニルアセタール
の被覆を与える。ポリビニルアセタールの被覆
は、被覆材料をメチルエチルケトンの如き適当な
溶剤に溶解し、浸漬、スプレーあるいはタンブリ
ングにより被覆溶液をコア粒子に適用することに
より行う。好ましくは、典型的に一層均一な被覆
をキヤリヤーコア粒子に与える場合は、流動床被
覆方法を使用する。このような被覆方法において
は、そのコア粒子を、上方に流れる加熱空気流中
に懸濁および循環させて、その粒子を第一の領域
で被覆材料でスプレーする。次に、第２の領域に
おいて、より低い空気速度の空気流中を通して沈
澱させ、そこで溶剤を蒸発させて粒子の上に薄い
固体の被覆を形成させる。粒子上の連続層の被覆
は、粒子を流動床被覆装置の第１および第２の領
域を再循環させることにより得られる。

任意の適当な被覆重量すなわち厚さのポリビニ
ルアセタールを使用することにより、キヤリヤコ
ア粒子の被覆を行うことができる。しかしなが
ら、コア粒子上に実質的に連続したフイルムを形
成するのに少なくとも十分な厚さを有する被覆が
好ましい。その理由は、キヤリヤー被覆が摩擦に
耐え、且つその被覆したキヤリヤー粒子の摩擦電
気性質に悪影響を与えるピンホールを最少にする
十分な厚さを有し、更に、キヤリヤーに対する所
望の摩擦電気効果を得、且つそのキヤリヤー上に
十分な負の電荷を保持するために十分な厚さを有
するからであり、このような実施態様では、トナ
ーは正に帯電し、負に帯電した像を現像できるよ
うになつている。一般的には、磁気ブラシ現像用
のキヤリヤー被覆は、そのキヤリヤー粒子上に約
0.05ミクロン〜約3.0ミクロンの厚さである。好
ましくは、その被覆は、キヤリヤー粒子上で約
0.2ミクロン〜約0.7ミクロンの厚さであるべきで
あつて、そうすることにより最大の被覆耐久性、
耐トナー埋込み性および複写品質が達成できる。
最終的な被覆製品の性質を更に変化するために、
可塑剤、反応性または非反応性樹脂、染料、顔
料、カーボンブラツクの如き導電性充填剤、湿潤
剤、およびそれらの混合物の如き他の添加剤を被
覆材料と混合することができる。

本発明のキヤリヤー粒子に被覆を適用した後
に、そのキヤリヤー粒子を、スチレン／ｎ−ブチ
ルメタクリレートポリマーとカーボンブラツクと
からなる如き従来のトナー材料と混合すると、そ
のキヤリヤー粒子上に発生した摩擦電気電荷は正
の極性であることが判つた。このような摩擦電気
電荷は、負に帯電した光導電性表面に、より満足
できる現像像の印写密度を与えるには不適当であ
るので、このような被覆キヤリヤー粒子を、摩擦
電気電荷調節剤を含有する微細なトナー粒子と混
合すると、本発明のキヤリヤー粒子は、予想外に
も、１ｇのトナー材料あたり約−15〜約−40マイ
クロクーロンの範囲の負の摩擦電気帯電値を得る
ものであることを見い出した。このように被覆し
たキヤリヤー粒子の摩擦電気帯電値は、すぐれた
ものであり、高い像印刷濃度、高い解像性および
低いバツクグラウンドを有する現像した複写が得
られることを見い出した。更に、キヤリヤー粒子
の摩擦電気帯電値は、長時間のミリングにわたつ
て安定である。

任意の適当な顔料化あるいは染料化トナー材料
が、本発明のキヤリヤー粒子と供に使用すること
ができる。典型的なトナー材料はゴムコパール、
ガムサンダラツク、ロジン、クマロン−インデン
樹脂、アスフアルト、ギルソナイト、フエノール
ホルムアルデヒド樹脂、ロジン変性フエノールフ
オルムアルデヒド樹脂、メタクリル樹脂、ポリス
チレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、
ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、およびそれ
らのコポリマーまたは混合物である。使用する特
定のトナー材料はトナー粒子が摩擦電気系列にお
いてキヤリヤー粒子からどの程度離隔しているか
によつて決められる。しかしながら、トナー材料
が、スチレンと低級アルキルアクリレートまたは
メタクリレート（例えば、メチルメタクリレー
ト、ｎ−ブチルメタクリレートおよび２−エチル
ヘキシルメタクリレート）とからなる混合ポリマ
ー、コポリマーおよびターポリマーの形態である
のが好ましい。トナー組成物を開示している特許
明細書のなかには、米国特許第2659670号
（Copley）、同第2753308号（Landrigan）、同第
3070342号（Insalaco）、同再発行特許第25136号
（Carlson）および同第2788288号明細書
（Rheinfrank等）がある。これらのトナーは一般
に、実質的に５〜30ミクロンの平均粒子径を有し
ている。

いずれか適当な顔料または染料が、トナー粒子
の着色剤として使用できる。トナー用の着色剤は
周知であり、例えば、カーボンブラツク、ニグロ
シン染料、アニリンブルー、カルコ・オイル・ブ
ルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、
キノリン・イエロー、メチレンブルークロライ
ド、モナストラル・ブルー、マラカイト・グリー
ン・オキザレート、ランプブラツク・ローズ・ベ
ンガル、モナストラル・レツド、スダン・ブラツ
クBN、およびそれらの混合物がある。これらの
染料または顔料は、トナーを高濃度に着色し、記
録部材上に明瞭な可視像を形成できる十分な量で
そのトナー中に存在するべきである。

いずれか適当な摩擦電荷調節剤がトナー組成物
に使用できる。好ましくは、その添加剤は、トナ
ー粒子の正の摩擦帯電特性を強化するものであ
る。この目的に典型的な摩擦電荷調節剤として
は、セチルピリジニウムクロライド、セチルピリ
ジニウムブロマイド、セチルピリジニウムトルシ
レート、セチルアルフアピコリニウムブロマイ
ド、セチルベーターピコリニウムクロライド、セ
チルガンマーピコリニウムブロマイド、ｎ−ラウ
リル、ｎ−メチルモルホリニウムブロマイド、
ｎ，ｎ−ジメチルｎ−セチルヒドラジニウムクロ
ライド、およびｎ，ｎ−ジメチルｎ−セチルヒド
ラジニウムトリシレート（以上はヘキセル・カン
パニーから入手できる。）；イーストマン・コダツ
ク・カンパニーから入手できるテトラエチルアン
モニウムブロマイド；アメリカン・サイアナミツ
ド・カンパニーから入手できるニグロシンSSBの
如き酒精に可溶な黒色染料、３−ラウラミドプロ
ピルトリメチルアンモニウムメチルクロライド、
ステアラミドプロピルジメチルＢ−ヒドロキシエ
チルアンモニウムジハイドロゲンホスフエートお
よびステアラミドプロピルジメチルＢ−ヒドロキ
シエチルアンモニウムニトレート；ヘキセル・カ
ンパニーから入手できるアルキルジメチルベンジ
ルアンモニウムクロライド、セチルジメチルベン
ジルアンモニウムクロライド、およびステアリル
ジメチルベンジルアンモニウムクロライド；アツ
シユランド・ケミカル・カンパニーから入手でき
るジステアリルジメチルアンモニウムクロライ
ド；ローム・アンド・ハースCo.から入手できる
ジ−イソブチルクレゾキシルトキシエチルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライド；およびチ
バ・ガイギー・コーポレーシヨンから入手できる
置換イミダゾリン類がある。

任意の適当な周知の光導電性材料が、本発明の
キヤリヤー粒子とともに受光体として使用でき
る。周知の光導電性表面は、ガラス状セレン、非
光導電性マトリツクス中に埋設した有機または無
機の光導電体、光導電性マトリツクス中に埋設し
た有機または無機の光導電体等である。光導電性
材料を開示している代表的な特許明細書として
は、米国特許第2803542号（Ullrich）、同第
2970906号（Bixby）、同第3121006号
（Middleton）同第3121007号（Middleton）およ
び同第3151982号明細書（Corrsin）がある。

本発明の電気絶縁性キヤリヤー粒子は、静電写
真複写装置の現像と清浄化作用をする間、キヤリ
ヤーが起す短絡による劣化作用を減少させる手段
を与える。更に、本発明のキヤリヤー粒子が清浄
用に使用できるという事実によつて、現像剤混合
物中におけると同一のキヤリヤー粒子を使用する
清浄化装置を可能にし、且つ現像剤材料を洗浄用
粒子で汚染する（およびその逆）を排除してい
る。更に、本発明の電気絶縁性キヤリヤー粒子
は、磁気ブラシ清浄用装置で使用して、極めて良
好な清浄結果が得られ、一方、従来の導電性キヤ
リヤー清浄化装置に比してその材料コストと保守
性を相当節減する。

次の実施例では、キヤリヤー粒子がトナー粒子
と接触して発生する相対的な摩擦電気値をフアラ
デーケージを用いて測定した。この装置は約2.54
cm（１インチ）の直径と約2.54cm（約１インチ）
の長さを有するステンレススチール製のシリンダ
ーから成つている。このシリンダーの各々の端に
はスクリーンが設けられており、そのスクリーン
の開口は、トナー粒子はその開口を通過できる
が、キヤリヤー粒子は通過できないような大きさ
のものである。このフアラデーケージを秤量し、
約0.5ｇのキヤリヤー粒子とトナー粒子を装入し、
再秤量し、且つクーロンメーターの入力端子に連
結する。次に乾燥した圧縮空気をシリンダー中に
吹き込み、すべてのトナー粒子をキヤリヤー粒子
から追い出す。静電気的に帯電したトナー粒子が
フアラーデーケージを去ると、反対に帯電したキ
ヤリヤー粒子が同量の電子的電荷をそのフアラデ
ーケージからクーロンメーターを通して地面に流
す。このクーロンメーターがこの電荷を測定し、
その電荷がトナーから除去された電荷として記録
される。次に、そのシリンダーを再秤量して除去
されれたトナーの重量を求める。得られたデータ
を使用してトナー濃度とトナーの質量に対する平
均電荷の比を算出する。摩擦電気の測定は相対的
であるので、その測定は比較の目的で実質的に同
一の条件下で行うべきであ件。各実施例で使用し
たトナー組成物の代わりに他の適当なトナーを使
用してもよい。

対照の実施例以外の次の実施例により静電写真
に応用する場合の本発明のキヤリヤー粒子の製造
方法および使用方法を説明および比較する。部お
よび％は特に断りのない限り重量である。

実施例 約100ミクロンの平均直径を有するスチールキ
ヤリヤー粒子に被覆組成物を適用して次の如く対
照用現像剤混合物を調製した。この被覆組成物
は、フアイヤーストーン・プラスチツクス・カン
パニー（ピツツタウン、Pa.）からエクソン
（Exon）470として市販されている第一層用のポ
リ（ビニルクロライド／ビニルアセテート）から
なる。この被覆組成物をメチルエチルケトンで稀
釈し、且つ流動床被覆装置中でキヤリヤー粒子に
適用した。約3.0重量部（固形分）の被覆組成物
を約100部のキヤリヤー粒子に適用した。溶剤を
除去後、被覆したキヤリヤー粒子を、フアイヤー
ストーン・プラスチツクス・カンパニーから
FPCとして市販されているビニルクロライド−
クロロトリフルオロエチレンコポリマーからなる
第２の層で被覆した。その被覆組成物をメチルエ
チルケトンで稀釈して、流動床被覆装置中でキヤ
リヤー粒子に適用した。約100部のキヤリヤー粒
子あたり、約0.5重量部（固形分）の上記の被覆
組成物を適用した。溶剤を除去後、被覆したキヤ
リヤー粒子を約75℃で30分間炉中で加熱して乾燥
し、残つている溶剤を除去した。その被覆したキ
ヤリヤー粒子を室温に冷却し、篩分けして凝集し
た粒子を除去した。約100部の篩分けしたキヤリ
ヤー粒子を約３部の微細なトナー粒子と混合し、
現像剤混合物を形成した。そのトナー粒子の組成
は、スチレン、メチルメタクリレート、２−エチ
ルヘキシルメタクリレート、カーボンブラツク、
および３−ラウラミドプロピルトリメチルアンモ
ニムメチルクロライドからなつている。この現像
剤混合物をロールミルで混合し、約１時間後にそ
れからサンプルを採取し、上述の如くしてキヤリ
ヤー粒子上に発生した摩擦電気電荷を測定した。
その摩擦電気値は、１ｇのトナー粒子あたり約−
47.2マイクロクーロンであつた。

現像剤混合物を、第１図および第２図に記載し
た磁気ブラシ現像装置と清浄化装置を備えた静電
写真複写装置に入れた。受光体を約25.4cm（10イ
ンチ）／sec.の処理速度で移動した。帯電後、そ
の受光体を原稿の書類に露光し、形成した静電潜
像を上記の現像剤混合物で現像した。次にその現
像した像を永久基体に転写した。上記の受光体表
面を調べたところ、その上には残留のトナーの沈
着が認められた。

次に受光体を磁気ブラシ清浄化装置領域に送
り、そこで前記のキヤリヤー粒子を清浄用粒子と
して使用した。清浄用キヤリヤー粒子を充填した
パイルの高さは約2.032〜約3.048mm（0.08〜0.12
インチ）の間に保持した。磁気ブラシロールは約
150ボルトに負にバイアスした。トナー再生ロー
ルはステンレススチールから作り、約20ボルトに
負にバイアスした。受光体表面と磁気ブラシ清浄
用ロールとの間隔は約1.524mm（0.060インチ）で
あり、且つ磁気ブラシ清浄化ロールとトナー再生
ロールとの間隔も約2.54mm（0.100インチ）とし
た。

磁気ブラシ清浄用ロールは受光体表面の方向と
反対に、約15.24cm（６インチ）／sec.の処理速度
で回転させた。トナー再生ロールは磁気ブラシ清
浄用ロールの方向とは逆に、約15.24cm（６イン
チ）／sec.の処理速度で回転させた。更に、薄
い、すなわち約0.0762mm（0.003インチ）の金属
ブレードをトナー再生ロールに対して負荷し、ト
ナー再生ロールの表面からトナー粒子を除去し
た。

予備清浄用ジコロトロンを約１ミリアンペアの
AC電流で約４キロヘルツの周波数で励起させた。
そのジコロトロンシールドを約200ボルトの平均
電圧に電気的にバイアスした。使用した予備清浄
用消去光は60ワツトの白熱ランプである。

受光体が清浄化領域を通過後、前記の清浄用粒
子と条件を適用して、残留トナー粒子の良好な清
浄性能が得られることが判つた。しかしながら、
1300ボルトの最大破壊電圧によつて、磁気ブラシ
清浄用のテスト装置中で磁気ブラシの破壊を生じ
ることが判つた。

実施例 約100ミクロンの平均直径を有するスチールキ
ヤリヤー粒子に、次の如く被覆組成物を適用して
現像剤混合物を調製した。その被覆組成物は、モ
ンサント・プラスチツクス・アンド・レジンズ
（St.ルイス、ミズーリー）からバツトバール79と
して市販されているポリビニルブチラールからな
るものである。被覆組成物は、メチルエチルケト
ンで稀釈し、且つ流動床被覆装置中でキヤリヤー
粒子に適用した。約100部のキヤリヤー粒子あた
り約0.8重量部（固形分）の被覆組成物を適用し
た。溶剤を除去後、その被覆したキヤリヤー粒子
を約75℃で約30分間炉中で加熱して乾燥し、残つ
ている溶剤を除去した。被覆したキヤリヤー粒子
を室温に冷却し、篩分けして、凝集した粒子を除
去した。約100部の篩分けしたキヤリヤー粒子を
約３部の微細なトナー粒子と混合して現像剤混合
物を調製した。そのトナー粒子の組成は、実施例
におけると同一である。この現像剤混合物をロ
ールミルで混合し、１時間後にそれからサンプル
を採取し、前記の如くして、キヤリヤー粒子上に
発生した摩擦電気電荷を測定した。その摩擦電気
値は、１ｇのトナー粒子あたり約−43.0マイクロ
クーロンであつた。

現像剤混合物を、第１図および第２図に記載し
た磁気ブラシ現像および清浄化装置を備えた静電
写真複写装置に入れた。光受容体を約25.4cm（10
インチ）／sec.の処理速度で移動した。帯電後
に、その光受容体を原稿の書類に適用し、生じた
静電潜像を上記の現像剤混合物で現像した。次
に、現像した像を永久基体に転写した。その受光
体の表面を調べたところ、その上に残留トナーの
沈着が認められた。

次に受光体を磁気ブラシ清浄化装置領域に送
り、そこで前記のキヤリヤー粒子を清浄用粒子と
して使用した。この清浄用キヤリヤー粒子を充填
したパイルの高さは約2.032〜約3.048mm（0.080〜
0.120インチ）の間に保つた。磁気ブラシロール
は約150ボルトに負にバイアスした。トナー再生
ロールは、ステンレススチールから作成し、且つ
約20ボルトに負にバイアスした。受光体表面と磁
気ブラシ清浄用ロールとの間の間隔は約1.524mm
（0.060インチ）であり、また磁気ブラシ清浄用ロ
ールとトナー再生ロールとの間の間隔は約2.54mm
（0.100インチ）であつた。

磁気ブラシ清浄用ロールを、受光体表面の方向
と反対に、約15.24cm（６インチ）／sec.の処理速
度で回転させた。トナー再生ロールは磁気ブラシ
清浄用ロールの方向とは反対に、約15.24cm（６
インチ）／sec.の処理速度で回転させた。更に、
薄い、すなわち約0.0762mm（0.003インチ）の金
属ブレードをトナー再生ロールに対して負荷し、
トナー再生ロールの表面からトナー粒子を除去し
た。

予備清浄用ジコロトロンを約１ミリアンペアで
約４キロヘルツの周波数で励起した。そのジコロ
トロンシールドは約200ボルトの平均電圧に電気
的にバイアスした。使用した予備清浄用消去光は
60ワツトの白熱ランプである。

受光体が清浄化領域を通過後、前記の清浄用粒
子と条件を使用して、残留トナー粒子のすぐれた
清浄性能が得られることが判つた。予想外にも、
約2400ボルトまでの破壊電圧が、磁気ブラシ清浄
用の模型テスト装置で得られることが判つた。等
しい被覆重量において、ポリビニルブチラールで
被覆したキヤリヤー粒子は、フルオロポリマーで
被覆した実施例のキヤリヤー粒子よりも実質的
にすぐれた電気的破壊性質を有していた。

実施例 約100ミクロンの平均直径を有するスチールキ
ヤリヤー粒子に被覆組成物を適用し、次の如くし
て現像剤混合物を調製した。その被覆組成物は、
モンサント・プラスチツクス・アンド・レジンズ
（St.ルイス、ミズーリー）からバツトバール79と
して市販されているポリビニルブチラールからな
る。この被覆組成物をメチルエチルケトンで稀釈
し、流動床被覆装置中でキヤリヤー粒子に適用し
た。約100部のキヤリヤー粒子あたり、約0.8重量
部（固型分）の被覆組成物を適用した。溶剤を除
去後、被覆したキヤリヤー粒子を約75℃の炉中で
約30分間加熱して乾燥し、残つている溶剤を除去
した。被覆したキヤリヤー粒子を室温に冷却し、
篩分けして凝集した粒子を除去した。約100部の
篩分けしたキヤリヤー粒子を約３部の微細なトナ
ー粒子と混合し、現像剤混合物を得た。そのトナ
ー粒子の組成は、約87部の65／35スチレン／ｎ−
ブチルメタクリレートコポリマー、シテイズ・サ
ービス・カンパニーからレーベン（Reven）420
として市販されている約10部のカーボンブラツ
ク、およびアメリカン・サイアナミツド・カンパ
ニーから市販されている約３部のニグロシンSSB
からなつている。上記の現像剤混合物をロールミ
ルで混合し、約１時間後にサンプルを採取し、前
記の如くしてキヤリヤー粒子上に発生した摩擦電
気電荷を測定した。その摩擦電気値は、１ｇのト
ナー粒子あたり約−40.0マイクロクーロンである
ことが判つた。

現像剤混合物を、第１図および第２図に示した
如き磁気ブラシおよび清浄化装置を備えた静電写
真複写機中に入れた。受光体を約25.4cm（10イン
チ）／sec.の処理速度で移動した。帯電後、その
受光体を原稿の書類に露光し、形成された静電潜
像を上記の現像剤で現像した。次に、その現像し
た像を永久基体に転写した。受光体の表面を調べ
たところ、その上に残留トナーの沈着が認められ
た。

次に、受光体を、磁気ブラシ清浄化装置の領域
に送り、そこで前記のキヤリヤー粒子を清浄用粒
子として使用した。清浄用キヤリヤー粒子を充填
したパイルの高さは、約2.032〜約3.048mm（0.080
〜0.120インチ）の間に保つた。磁気ブラシロー
ルを約150ボルトに負にバイアスした。トナー再
生ロールはステンレススチールで作成し、約20ボ
ルトに負にバイアスした。受光体表面と磁気ブラ
シ清浄用ロールとの間の間隔は約1.524cm（0.060
インチ）であり、且つ磁気ブラシ清浄用ロールと
トナー再生ロールとの間の間隔は約2.54mm
（0.100インチ）であつた。

磁気ブラシ清浄用ロールは、受光体表面の方向
とは反対に、約15.24cm（６インチ）／sec.の処理
速度で回転した。トナー再生ロールは粒子ブラシ
清浄用ロールの方向とは逆に、約15.24cm（６イ
ンチ）／sec.の処理速度で回転した。更に、薄
い、すなわち約0.0762mm（0.003インチ）の金属
ブレードをトナー再生ロールに対して負荷し、ト
ナー再生ロールの表面からトナー粒子を除去し
た。

予備清浄用ジコロトロンは約１ミリアンペアの
AC電流で、約４キロヘルツの周波数で励起させ
た。そのジコロトロンシールドは、約200ボルト
の平均電圧に負にバイアスした。予備清浄用消去
法は60ワツトの白熱ランプである。

受光体が清浄領域を通過後、上記の清浄用粒子
と条件を用いて、残留トナー粒子のすぐれた清浄
性能が得られることが判つた。予想外にも、約
2400ボルトまでの破壊電圧が、磁気ブラシ清浄用
の模型テスト装置中で得られることが判つた。等
しい被覆重量において、ポリビニルブチラールで
被覆したキヤリヤー粒子は、実施例のフルオロ
ポリマーで被覆したキヤリヤー粒子よりも実質的
にすぐれた電気的破壊性質を有していた。

以上をまとめると、ポリビニルアセタールで被
覆した静電写真キヤリヤー粒子は、負の摩擦電気
帯電性質を有するキヤリヤー粒子の与えることが
判明した。これらのキヤリヤー粒子は、すぐれた
機械的性質、低コスト、および容易な処理性とと
もに上記の如き望ましい負の摩擦帯電特性を有し
ている。ポリビニル被覆剤の被覆により得られ
た、強力な負の摩擦帯電性およびすぐれた絶縁性
の両方により、静電写真現像と清浄化用に使用す
るのに著しく望ましい特性を有する本発明のキヤ
リヤー粒子が得られる。更に、従来技術のハロゲ
ン化ポリマーで被覆したキヤリヤー粒子の場合の
如く、本発明の被覆キヤリヤー粒子の調製には後
処理あるいは定着工程が不要である。

なお、前記の実施例では、特定の材料と条件を
記述したが、それらの記述は、本発明を単に説明
するためのものである。記述した如き各種の他の
適当な熱可塑性トナー樹脂成分、添加剤、着色剤
および現像方保を上記の実施例のものに代えても
同様な結果が得られる。他の材料をトナーまたは
キヤリヤーに添加すれば、感応化、相剰効果が可
能で、またその系の他の望ましい性質を改良する
ことができる。

本発明の他の修正は、本発明を見ると当業者に
自明であつて、このような修正も本発明の範囲に
包含されるものと解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要素を包含する電子写真印
写機を示す概略の立面図である。第２図は、清浄
用ブラシの詳細を示す図である。 Ａ……帯電領域、Ｂ……露光領域、Ｃ……現像
領域、Ｄ……転写領域、Ｅ……定着領域、Ｆ……
清浄化領域、１０……ベルト、１２……光導電性
表面、１４……導電性基体、１８……ストリツピ
ングローラー、２０……引つ張りローラー、２２
……駆動ローラー、２４……モーター、２６……
エツジガイド、２８……シユート、３０……原
稿、３２……プラテン、３４……ランプ、３６…
…レンズ、３８……現像剤ローラー、３９……現
像剤、４０……シート、４２……シート供給装
置、４４……供給ロール、４６……シート、４８
……シユート、５０……コロナ発生装置、５４…
…定着用アセンブリイ、５６……定着ローラー、
５８……バツクアツプロール、６０……シユー
ト、６２……キヤツチトレイ、６４……清浄用ブ
ラシ、６５……トナー像、６６……ブラシロー
ル、６８……脱トナーロール、７０……貯槽、７
２……支持体、７４……外側シエル、７６……磁
石、７８……磁石、８０……磁石、８２……磁
石、８４……シヤフト、８６……ストリーマー、
８８……ピツクオフ手段、９０……出口手段、９
２……スクレーパー、９４……輸送手段、１００
……シールド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電写真複写機内の受光体表面から、残留し
   ているトナー粒子を除去するための磁気ブラシ清
   浄化装置であつて： (a) 清浄化すべき受光体表面の領域に隣接して位
   置する磁気ブラシロールであつて、該磁気ブラ
   シロールの内側に設けた多数の磁石を含有する
   磁気ブラシロール； (b) 上記の磁気ブラシロールに磁気で接着してい
   る上記のトナー粒子の１グラムあたり、少なく
   とも約15マイクロクーロンの摩擦電気帯電応答
   性を有する磁性を有し電気絶縁性の多数のキヤ
   リヤー粒子であつて、約30ミクロン〜約1000ミ
   クロンの平均直径を有するコアからなり、該コ
   アがポリビニルアセタールからなる外側被覆を
   有しているキヤリヤー粒子； (c) 磁気ブラシロールの通路に隣接して位置し
   て、その上にあるトナー粒子を有するキヤリヤ
   ー粒子に接触するようになつているトナー再生
   ロール； (d) 磁気ブラシロールを約50ボルト〜約400ボル
   トの電圧に電気的にバイアスして、残留トナー
   粒子を受光体からキヤリヤー粒子に引付けるの
   を助ける手段；および (e) トナー再生ロールを約400ボルトまでの負の
   極性に電気的にバイアスして、トナー粒子をキ
   ヤリヤー粒子から除去するのを助けるための手
   段から成ることを特徴とする前記清浄化装置。 ２ 受光体、キヤリヤー粒子、およびトナー再生
   ロールがすべてトナー粒子を同一極性に摩擦電気
   的に帯電させる特許請求の範囲第１項に記載の磁
   気ブラシ清浄化装置。 ３ キヤリヤー粒子が、砂状の酸化された表面を
   有するコアからなる特許請求の範囲第１項に記載
   の磁気ブラシ清浄化装置。 ４ キヤリヤー粒子が負の摩擦電気電荷を有し、
   且つトナー粒子が正の摩擦電気電荷を有する特許
   請求の範囲第１項に記載の磁気ブラシ清浄化装
   置。 ５ ポリビニルアセタールが、ポリビニルブチラ
   ールからなる特許請求の範囲第１項に記載の磁気
   ブラシ清浄化装置。 ６ ポリビニルアセタールが、ポリビニルホルマ
   ールである特許請求の範囲第１項に記載の磁気ブ
   ラシ清浄化装置。 ７ ポリビニルアセタールが、コア上に実質的に
   連続したフイルムを形成するのに十分な量で存在
   する特許請求の範囲第１項に記載の磁気ブラシ清
   浄化装置。 ８ コアが、鉄、スチール、フエライト、マグネ
   タイト、ニツケルおよびそれらの混合物からなる
   群から選ばれる強磁性材料である特許請求の範囲
   第１項に記載の磁気ブラシ清浄化装置。 ９ 外面被覆が、下記の構造を有する特許請求の
   範囲第１項に記載の磁気ブラシ清浄化装置。 １０ 外面被覆が、約30000〜270000の重量平均
   分子量を有する特許請求の範囲第１項に記載の磁
   気ブラシ清浄化装置。