JPH0115874B2 - - Google Patents

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JPH0115874B2
JPH0115874B2 JP56068048A JP6804881A JPH0115874B2 JP H0115874 B2 JPH0115874 B2 JP H0115874B2 JP 56068048 A JP56068048 A JP 56068048A JP 6804881 A JP6804881 A JP 6804881A JP H0115874 B2 JPH0115874 B2 JP H0115874B2
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JP
Japan
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magnetic brush
toner
particles
carrier particles
cleaning device
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Application number
JP56068048A
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JPS576877A (en
Inventor
Aaru Perezu Suchiibun
Jii Hooton Fuiritsupu
Emu Rochoosuki Jan
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Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
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Publication of JPH0115874B2 publication Critical patent/JPH0115874B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0047Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using electrostatic or magnetic means; Details thereof, e.g. magnetic pole arrangement of magnetic devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2221/00Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/0005Cleaning of residual toner

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)
  • Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は、静電写真像圢成装眮に関し、曎に詳
しくは、絶瞁性キダリダヌ粒子を䜿甚する磁気ブ
ラシ珟像および枅浄化装眮に関する。
米囜特蚱第2297691号明现曞Carlsonに蚘
茉されたタむプの埓来の静電写真印刷方法におい
おは、均䞀に垯電した像圢成衚面を像の圢状通り
に遞択的に攟電させお静電朜像を圢成させ、次い
で、その朜像を「トナヌ」ず呌ばれる埮现な着色
物質を適甚しお珟像しおいる。よく知られおいる
ように、䞊蚘の方法は転写様匏でも、あるいは非
転写様匏でも行うこずができる。転写しない様匏
では、その像圢成衚面がその印刷した像の最終支
持䜓ずしお䜿甚されおいる。これに察しお、転写
様匏では珟像した像、すなわち着色した像を平玙
の劂き適圓な基䜓に転写し、次いで䟝然ずしお像
圢成衚面に付着しおいる残留トナヌ粒子を陀去し
お、その像圢成衚面を再䜿甚できるようにする別
の工皋を包含しおいる。
䞊述の劂く、珟像した像を基䜓に転写した埌、
その像圢成衚面には通垞幟分かの残留トナヌが残
぀おいる。このような残留トナヌの党郚あるいは
実質的党郚を陀去するこずは、高い耇写品質を埗
るうえで重芁であり、そうしないず陀去しおない
トナヌ粒子が次の耇写サむクルでバツクグラりン
ドに衚われるこずになる。転写操䜜埌に像圢成衚
面䞊に残぀おいる残留トナヌの陀去は、枅浄化工
皋で行われおいる。
珟代の商業的な自動耇写機においおは、ドラム
あるいはベルトの圢状である静電写真像圢成衚面
は、そのドラムあるいはベルトのたわりの倚数の
凊理領域に察し時間的に調和した高い速床で動い
おいる。このように静電写真像圢成衚面が急速に
動くので、珟像時に䜿甚する莫倧な量のトナヌが
必芁である。埓぀お、高品質の耇写を埗るには、
非垞に効率的なバツクグラりンドトナヌ陀去装
眮、すなわち像圢成衚面の枅浄化装眮が必芁であ
る。この点で埓来の枅浄化装眮は完党には満足で
きるものではない。倧郚分の公知の枅浄化装眮
は、トナヌで汚れるに぀れお䞀局非効率的になる
のが普通であり、頻繁に枅浄化装眮を䜿甚する必
芁がある。その結果ずしお、取り換えを行う「䞭
断時間」䞭に貎重な時間が倱われる。たた、枅浄
化装眮の䜿甚コストによりそのような装眮におけ
る単䜍耇写コストが高くなる。埓来の「り゚ブ」
匏、「フオヌム」ロヌル、「ブレヌド」たたは「ブ
ラシ」匏の枅浄化装眮の他の欠点は圓業者に公知
である。
珟像の目的に必芁なトナヌを䟛絊するための
぀の奜たしいベヒクルは、トナヌ粒子ず䞀般的に
それより倧きなキダリダヌ粒子ずの混合物からな
る倚成分珟像剀である。通垞は、トナヌずキダリ
ダヌ粒子に反察の極性の電荷を誘導する摩擊電気
垯電方法が有利である。この目的のために、トナ
ヌの材料ず珟像剀のキダリダヌ成分は、それらの
材料が摩擊垯電系列においおお互いに充分離れた
ものであるように遞ばれるのが通垞である。曎
に、このような遞択をするにあた぀おは、それら
の材料の盞察的な摩擊電気順䜍を考慮しお、トナ
ヌ粒子に付䞎された電荷の極性が朜像の極性に察
し反察ずなるようにする。埓぀お、操䜜に際しお
は、競合する静電力がそのような珟像剀のトナヌ
粒子に察しお䜜甚しお存圚しおいる。すなわち、
トナヌの粒子を少なくずも最初はキダリダヌ粒子
に匕き぀ける傟向のある力が存圚する。曎に、そ
のトナヌ粒子は、それらのトナヌ粒子が垯電した
朜像を有しおいる像圢成衚面に極く接近するかあ
るいは実際に接近するずきに、キダリダヌ粒子か
ら静電気的に匕き離される力を受けおいる。
たた、トナヌが無くな぀たキダリダヌ粒子す
なわち実質的にトナヌを有しおいないキダリダヌ
粒子が、枅浄化装眮においお像圢成衚面から、
残留しおいる又は他の接着しおいるトナヌ粒子の
陀去に䜿甚し埗るこずも芋い出されおいる。この
ような圢匏の枅浄化を匷化するためには、䞍必芁
なトナヌ粒子を予備枅浄甚コロナ攟電により凊理
し、トナヌを像圢成衚面に保持する力を䞎えおい
る電荷を少なくずも郚分的に䞭和し、次いでキダ
リダヌ粒子をその像圢成衚面に接觊させおトナヌ
粒子を集めるようにするこずが望たれる。
埓来、局郚的に発生させた静電堎を䜿甚しおい
る装眮においお、電気絶瞁性のキダリダヌ粒子を
䜿甚する堎合は幟぀かの問題があ぀た。特に、絶
瞁性に劣るキダリダヌ粒子は、䞀時的であるが、
それらが電堎を逆転する限り問題ずなる短絡兞
型的には玄50マむクロ秒以䞋の時間を有しおい
るを時折り生じるこずが経隓䞊明らかにな぀お
いる。それらの幟぀かの問題を軜枛する提案が為
されおいるが、圓該技術は䟝然ずしお完党な解決
を求めおいる。䟋えば、珟像装眮の珟像電極ずハ
りゞングを同䞀電圧に保持し、それによ぀お、電
気絶瞁性のキダリダヌ粒子が介圚する空間をブリ
ツゞしおも、それらの間に電流が流れるのを劚げ
る方法が提案されおいる。しかしながら、そのよ
うな方法では、絶瞁性像圢成衚面にピンホヌルや
他の欠陥が存圚しお、橋状にキダリダヌ粒子が集
合し、電極ず、像圢成衚面の導電性パツキングず
の間に短絡を生じるずいう問題を解決するこずは
できない。
埓぀お、自明であるように、絶瞁性に劣るキダ
リダヌ粒子は䞀般的には奜たしいものではない。
この事は、像圢成衚面から、残぀おいるトナヌ粒
子を陀去するための磁気ブラシ装眮で䜿甚するず
特に顕著である。この理由は、この目的に適した
キダリダヌ粒子は、短絡による電気砎壊を受ける
こず無く、狭い空間を暪断する高電堎に兞型的に
耐えねばならないからである。曎に、キダリダヌ
粒子䞊に䜿甚した被芆材料は、トナヌ粒子ず接觊
した時に匷力な摩撓電気電圧を発生させお、トナ
ヌを静電気的に吞匕し、䞔぀そのトナヌを垯電し
た像圢成衚面から陀去できるものでなければなら
ない。
磁気ブラシ枅浄化装眮を開瀺しおいる特蚱明现
曞は倚数ある。䟋えば、米囜特蚱第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号明现曞を参照。芁するに、
䞊蚘の各々の特蚱明现曞には、磁気ブラシ枅浄化
装眮であ぀お、その装眮内に回転甚の磁性ロヌラ
ヌが蚭けられ、䞔぀そのロヌラヌが枅浄化すべき
光受容䜓衚面の領域に隣接しお䜍眮しおいる装眮
が開瀺されおいる。ある量の磁性キダリダヌビヌ
ドすなわち粒子が、その磁性ロヌラず接觊し、䞔
぀ストリヌマヌ、すなわちブラシの圢状に圢成さ
れる。そのブラシを支持しおいる磁性ロヌラヌを
DC電圧源に連結しお、枅浄化すべき残留トナヌ
像䞊に静電匕力を働かせるこずもできる。しかし
お、その磁気ブラシが、機械的、静電気的および
摩擊電気的力により像圢成衚面からトナヌを陀去
する。
埓来技術の磁気ブラシ枅浄化装眮においおは、
その磁気ブラシは枅浄化すべき受光䜓衚面の䞊方
に䜍眮しおもよいし、あるいはその受光䜓の正面
に、あるいはその䞋方に䜍眮しおもよい。米囜特
蚱第2911330号明现曞の第図ず第図を比范さ
れたい。磁気ブラシが、枅浄化すべき受光䜓衚面
の正面あるいはその䞋方に䜍眮する堎合は、その
磁性キダリダヌ粒子の䟛絊を続けるための貯槜を
磁気ブラシを圢成するために蚭けるこずができ
る。その貯槜に比范的倚量のキダリダヌが䟛絊さ
れおいる堎合は、そのキダリダヌ粒子がトナヌ粒
子により実質的に飜和し、䞔぀最早、受光䜓衚面
領域を有効に枅浄化できなくなるたで長時間の操
䜜が可胜である。
埓぀お、本発明の第の目的は、䞊蚘の欠点を
克服した珟像および枅浄化装眮を提䟛するこずで
ある。
本発明の第の目的は、長い䜿甚期間䞭、像圢
成衚面を効率よく枅浄化し埗る磁気ブラシ枅浄化
装眮を提䟛するこずである。
本発明の第の目的は、すぐれた電気絶瞁特性
を有し、䞔぀受光䜓の短絡の問題を生じないキダ
リダヌ粒子を提䟛するこずである。
本発明の第の目的は、磁気ブラシ枅浄化装眮
に䜿甚でき、䞔぀受光䜓衚面からそこに残留しお
付着しおいるトナヌを効率よく陀去できるキダリ
ダヌ粒子を提䟛するこずである。
本発明の第の目的は、負に垯電した受光䜓衚
面の静電写真的珟像ず枅浄化に䜿甚し埗る改良さ
れた珟像剀材料を提䟛するこずである。
本発明の第の目的は、埓来の枅浄甚材料およ
び珟像剀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枅浄甚材料および
珟像剀材料を提䟛するこずである。
䞊蚘の目的および他の目的は、䞀般的に云え
ば、ポリマヌで被芆した電気絶瞁性を有する磁性
すなわち磁気吞匕性キダリダヌ粒子を䜿甚する磁
気ブラシ枅浄化装眮を提䟛するこずにより達成さ
れる。曎に詳しく云えば、本発明の磁気ブラシ枅
浄化装眮で䜿甚するキダリダヌ粒子は、玄30ミク
ロン〜玄1000ミクロンの平均盎埄を有する磁性お
よびたたは磁気吞匕性キダリダヌコア粒子ず、
ポリビニルアセタヌルからなる被芆ずからな぀お
いる。そのポリビニルアセタヌル被芆材料は、ア
ルデヒドおよびビニルアルコヌルから調補したポ
リビニルアセタヌルの矀から遞択するこずができ
る。兞型的なポリビニルアセタヌルずしおは、ポ
リビニルブチラヌルおよびポリビニルホルマヌ
ル、䟋えば、モンサント・プラスチツクス・アン
ド・レゞンズMonsants Plastics and Resins
St.ルむス、ミズヌリヌから、それぞれバツト
バヌルButvarおよびフオヌムバヌル
Formvarの商暙で垂販されおいるものであ
る。このように被芆したキダリダヌ粒子は、埮现
なトナヌ粒子ず混合しお、そのトナヌ粒子がその
キダリダヌ粒子に静電気的に付着しおいる静電写
真珟像剀混合物を圢成するこずもできる。埗られ
た珟像剀混合物は、負に垯電した受光䜓の珟像が
必芁ずされる静電写真珟像剀装眮で奜たしく䜿甚
される。本発明によれば、本発明のキダリダヌ被
芆材料は、ハロゲン化ポリマヌで被芆したキダリ
ダヌ粒子の劂き埓来の負の垯電する被芆したキダ
リダヌ粒子よりもすぐれた望たしい負の摩擊電気
垯電性、すぐれた耇写印刷品質、耐甚性胜特性お
よび枅浄化装眮内の埮かの間隙を暪切る高電堎に
耐えられる劂き電気絶瞁性を有する静電写真甚被
芆キダリダヌ粒子を䞎えるこずを芋い出した。
本発明はその説明により限定されるものではな
いが、本発明のキダリダヌ組成物の改良された寿
呜性胜特性は、その被芆材料の顕著な接着性、フ
むルム圢成性および電気絶瞁性に垰因するものず
考えられる。キダリダヌ材料の䞊蚘の改良された
寿呜性胜特性は、䞊蚘の劂きポリビニルアセタヌ
ルを金属キダリダヌコアに適甚したずきに特に顕
著であり、それは兞型的には、金属キダリダヌコ
アに適甚した埓来のハロゲン化暹脂は䞍安定であ
り、明らかにキダリダヌの寿呜が短いからであ
る。曎に、本発明の被芆組成物は、負の電荷を有
しおいる像圢成衚面の枅浄化に䜿甚した堎合のキ
ダリダヌ材料に特に望たしく有甚な範囲の摩擊電
気垯電性を䞎えるこずを芋い出した。曎に、䞊蚘
のポリビニルアセタヌルで被芆したキダリダヌ粒
子の負の摩擊電気垯電倀は、摩擊電気電荷調節剀
を含有する埮现なトナヌ粒子組成物ず接觊したず
きに完党に予期できないものであり、䞔぀負に垯
電した静電朜像の珟像および枅浄化においお改良
された性胜を生じるものである。
本発明の等城を以䞋の説明および添付図面によ
り曎に詳しく説明する。
第図は、本発明の芁玠を包含しおいる静電写
真印写機械を図瀺する立面図である。静電写真印
写の技術は呚知であるので、第図の印刷機械で
䜿甚されおいる各皮の凊理領域を以䞋に抂略的に
瀺し䞔぀その操䜜をそれらを参照しお芁玄しお蚘
述する。
第図に瀺す劂く、静電写真印写機械は、導電
性基䜓䞊に沈着させた光導電性衚面を有
するフレキシブルなベルトを䜿甚しおいる。
ベルトは矢印の方向に動き、光導電性衚
面の連続郚分を進め、順次にその移動経路の
たわりに蚭けられた各皮の凊理領域䞭を通る。ベ
ルトは、ストリツピングロヌラヌ、匕぀
匵りロヌラヌおよび駆動ロヌラヌのたわ
りに巻かれおいる。
駆動ロヌラヌは、回転自圚に取付けられ、
䞔぀ベルトず係合しおいる。モヌタヌが
ロヌラヌを回転させお、ベルトの矢印の
方向に進める。ロヌラヌは、駆動ベルトの劂
き適圓な手段によりモヌタヌに結合しおい
る。駆動ロヌラヌは、䞀察の盞察し、間隔の
あるフランゞすなわち゚ツゞガむドを有しお
いる。゚ツゞガむドは、駆動ロヌラヌの䞡端
に蚭けられおいお、その間に空間を圢成し、その
空間がベルトが動く所定の予定経路を決定し
おいる。゚ツゞガむドは、ロヌラヌの衚
面から䞊の方向に延びおおり、奜たしくはその゚
ツゞガむドは環状郚材すなわちフランゞであ
る。
ベルトは、所望のスプリング力でベルト
に察しお匕぀匵りロヌラヌを匟性的に抌぀
けおいる䞀察のスプリング図瀺なしにより匕
぀匵られた状態に保持されおいる。ストリツピン
グロヌラヌず匕぀匵りロヌラヌの䞡方ずも回
転自圚に取付けられおいる。これらのロヌラヌ
は、ベルトが矢印の方向に動くずきに
は、自由に回転するアむドラヌである。
第図を曎に参照しお説明するず、たず最初
に、ベルトの䞀郚が垯電領域を通る。垯電
領域においお、参照数字で党䜓的に瀺した
コロナ発生装眮がベルトの光導電性衚面
を、比范的高く、実質的に均䞀な電圧に垯電させ
る。適圓なコロナ発生装眮は米囜特蚱第2836725
号明现曞1958、Vyverbergに蚘茉されおい
る。
次に、光導電性衚面の垯電した郚分が進行
しお露光領域に入る。露光領域においお、原
皿である曞類が透明なプラテンの䞋に面
しお配眮されおいる。ランプが原皿に光
線を䞎える。原皿の曞類から反射した光線が
レンズを通぀お、その光像を圢成する。その
光像が光導電性衚面の垯電領域に投射され、
そこの電荷を遞択的に消散させる。このこずによ
぀お光導電性衚面䞊に、原皿曞類内に含
たれおいた情報領域に盞圓する静電朜像が蚘録さ
れる。
その埌、ベルトな光導電性衚面䞊に蚘
録された静電朜像を珟像領域に進める。珟像領
域においお、磁気ブラシ珟像剀ロヌラヌが
珟像剀混合物を進めおその静電朜像に接觊さ
せる。その朜像はキダリダヌ粒子からトナヌ粒子
を吞匕しお、ベルトの光導電性衚面䞊に
トナヌの粉末像を圢成する。
次に、ベルトは、䞊蚘の粉末像を転写領域
に進め、その転写領域においお䞀枚の支持材
料シヌトが移動しおトナヌ粉末像ず接觊する。そ
の支持材料シヌトは、シヌト䟛絊装眮により
転写領域の方向に進められる。奜たしくは、シ
ヌト䟛絊装眮は、そのシヌトの積重ねの䞊方
のシヌトず接觊しおいる䟛絊ロヌルを包含し
おいる。䟛絊ロヌルは、シヌトの積重ね
からその最䞊のシヌトをシナヌト内に進める
ように回転する。シナヌトが進行しおいる支
持材料シヌトを、ベルトの光導電性衚面ず䞀
定の時間の順序で接觊させお、その衚面で珟像さ
れたトナヌ粉末像が、転写領域で進んでくる支
持䜓シヌト材料ず接觊するようにな぀おいる。
転写領域は、シヌトの裏面にむオンを噎
霧するコロナ発生装眮を有しおいる。このよ
うにしお、トナヌの粉末像を光導電性衚面か
らシヌトに吞匕させる。転写埌、シヌトは矢
印の方向に連続的に移動しお、そのシヌトを
定着領域に進めるコンベア図瀺なし䞊にの
せる。
定着領域は、転写したトナヌ粉末像をシヌト
に氞久的に固着させる定着甚アセンブリむ
参照数字で党䜓的に瀺した。を有しおい
る。奜たしくは、定着甚アセンブリむは、加
熱しおある定着ロヌラヌずバツクアツプロヌ
ラを有しおいる。シヌトは、定着ロヌラ
ヌをバツクアツプロヌラヌずの間を進
み、そのトナヌ粉末像は定着ロヌラヌず接觊
する。このような方法で、そのトナヌ粉末像は、
シヌトに氞久的に定着する。定着埌、シナヌ
トが進んでくるシヌトをキダツチトレむ
に導びき、オペレヌタヌがその印刷機から取
出せるようにする。
支持材料シヌトが、ベルトの光導電性衚面
から分離した埌は垞に、幟分かの残留トナヌ
粒子がそれらに付着しお残぀おいる。このような
残留した粒子は、枅浄化領域で光導電性衚面
から陀去される。枅浄化領域は、光導電性衚
面ず接觊しお回転自圚に蚭けられた磁気枅浄
甚ブラシを有しおいる。枅浄化埌、攟電ラン
プ図瀺なしが光導電性衚面に光を流しお、そ
の衚面に残぀おいる静電荷を消散させ、その埌、
次の連続像圢成サむクルのために垯電させる。
本発明の目的には、前蚘の説明で電子写真印刷
機の䞀般的な操䜜を十分に説明できるものず考え
られる。
次に、本発明の特定の態様を参照しお説明する
ず、第図は枅浄甚ブラシをより詳现に瀺し
おいる。その磁気ブラシ枅浄化装眮は、その内に
蚭けた倚数の磁石手段を有する磁気ブラシロヌル
およびその磁気ブラシロヌルに非垞に接近しおい
る本発明の枅浄甚キダリダヌ粒子の貯槜からな぀
おいる。第図においお、磁気ブラシ枅浄化装眮
は、枅浄化すべき受光䜓衚面の䞊に䜍眮
しお瀺されおいる。その受光䜓は、その受光
䜓を次の耇写工皋で再䜿甚する前に枅浄化せねば
ならない残留トナヌ像領域を有しおいる。こ
の磁気ブラシ枅浄化装眮はブラシロヌル、脱
トナヌロヌルおよびキダリダヌビヌド甚貯槜
から構成されおいる。
ブラシロヌルは、内偎スリヌブすなわち支
持䜓ず倖偎シ゚ルずから構成されおい
る。その内偎スリヌブは、冷間圧延スチヌルの劂
き匷磁性材料から䜜るのが奜郜合であり、その倖
偎衚面䞊に固定された倚数の磁石を有しおい
る。磁石に加えお、トリム磁石、貯槜出
口磁石および貯槜磁石が蚭けられおい
る。スリヌブの倖偎に蚭ける磁石の数は倉曎
し埗るが、その総数は、磁力線の均䞀な分垃を容
易にするためにあるいはあるいは10の劂く偶
数であるべきである。磁石はスリヌブの
倖偎に蚭けた別々の磁石ずしお瀺しおあるが、単
䞀の磁性化可胜な材料片それらの各郚分が亀互
に磁性化できるようにしおもよいも䜿甚するこ
ずができる。その党䜓の内郚スリヌブ構造は、そ
の磁気ブラシ枅浄化装眮の操䜜䞭、静止状態であ
るように蚭けられおいる。
倖偎シ゚ルは、奜たしくは内偎スリヌブに
察しお同䞭心的である。倖偎シ゚ルは、シダ
フトに回転自圚に蚭けられおおり、シ゚ル
の倖郚衚面䞊には、枅浄化ブラシ繊維すなわち
ストリヌマヌが、本発明のキダリダヌ粒子か
ら圢成されおいる。
キダリダヌ粒子甚の貯槜は、奜たしくは、
それに結合したピツクオフ手段ず出口手段
を有しおいる。ピツクオフ手段は、最も単
玔な圢状ではドクタヌ刃あるいはスクレヌパヌナ
むフであるが、それは貯槜ず䞀䜓的でもよい
し、調節䞊郜合の良いように貯槜に取付けた別の
圢成した郚材でもよい。出口手段は、貯槜
の底にある開口であ぀お、所定の䜍眮に延びお
いるバツフルを有するのが奜郜合である。
脱トナヌロヌルは、磁気ブラシ繊維ず接觊
しおそれからトナヌを陀去する。スクレヌパヌ
は、脱トナヌロヌルからトナヌを陀去し、
茞送手段により投棄する。
磁気ブラシ枅浄化装眮の党䜓の倖偎呚囲には、
シヌルドが蚭けられ、回転しおいる磁気ブ
ラシ、すなわちストリヌマヌ䞊に静止状磁力
線が䜜甚するこずにより倖偎シ゚ルから分離
するかも知れない迷子のキダリダヌ粒子を倖に出
さないようにしおいる。
電気絶瞁性のキダリダヌ粒子を磁気ブラシ枅浄
化装眮に装填するのが望たれるずきは、そのシリ
ンダヌの䞊方にある装填ドアを取りはずし、その
キダリダヌ粒子を装眮に装填する。トナヌの埋蟌
みによる劂くしお、キダリダヌ粒子が消費され、
䞔぀それらを枅浄化装眮から陀去あるいは排出す
るのが望たしい堎合は、排出甚のドアを枅浄化装
眮ハりゞングの底に蚭ける。このようなドアを配
眮するこずにより、その枅浄化装眮の保守が容易
ずなる。
ブラシロヌルは䞀般的には、適圓なDC電
圧源図瀺なしずバむアスしお、残留トナヌ像
を受光䜓から陀去するのを助けおいる。
同様に、脱トナヌロヌルは負にバむアスされ
お、ブラシロヌル䞊の磁気ブラシに付着した
トナヌに静電匕力を䞎えおいる。䟋えば、正に垯
電したトナヌ粒子の堎合は、そのブラシロヌル
は地面に察し玄200ボルトの電圧に負にバむア
スし、䞔぀脱トナヌロヌルはブラシロヌルに
察しお玄100ボルトの電圧に負にバむアスするこ
ずができる。
操䜜にあた぀おは、磁気ブラシ剛毛を貯槜
の出口の磁石の付近に十分に圢成し、それら
を受光䜓ず接觊させおそれを枅浄化する。ト
リム磁石の領域に回転させるず、磁気ブラシ
の剛毛は、ピツクオフ手段により郚分的
にトリムすなわち陀去されるが、それらは貯槜か
ら出口手段を通぀おくるキダリダヌ粒子によ
り再生され、䞔぀再び十分に圢成される。磁石が
配列したゎム磁石である堎合は、磁気ブラシシリ
ンダヌ䞊の玄600ガりス〜玄700ガりスの磁堎匷床
により満足できる結果が埗られる。磁石がセラミ
ツク材料である堎合は、玄1000ガりス〜玄1200ガ
りスの磁堎匷床が枅浄化操䜜においお同様に満足
できるものである。磁堎の倧きさは、枅浄甚キダ
リダヌ粒子の汚染ずその流れ安定性この䞡者ず
も枅浄化の副装眮の機胜に圱響するに重芁な圹
割を果しおいる。曎に、磁気ブラシシリンダヌず
受光䜓ずの間の空隙は、より䞀局匱いゎム磁石を
䜿甚するこずにより枛少する。曎に、磁堎分垃
は、受光䜓ず磁気ブラシシリンダヌずの間の接觊
領域においお攟射状、すなわち正垞であるのが奜
たしく、最良の結果が埗られる。
磁石の力によ぀お、磁性、すなわち磁気吞匕性
のキダリダヌ粒子がシリンダの呚蟺に付着しお、
光導電性衚面ずブラシ状に係合し、そこから残留
トナヌ粒子を陀去する磁気ブラシが圢成される。
本発明では、玄50ボルト〜玄400ボルトの電圧を
枅浄化装眮のシリンダヌに負荷し、残留トナヌ粒
子を光導電性衚面から、枅浄化装眮のシリンダヌ
の呚蟺に磁気で捕捉されおいるキダリダヌ粒子に
吞匕する。埓぀お、光導電性衚面が移動しおその
枅浄化装眮を過ぎるず、磁気ブラシの圢状にな぀
おいるキダリダヌ粒子ず接觊しおそのキダリダヌ
粒子が実質的に党郚の残留トナヌ粒子をその光導
電性衚面から陀去する。光導電性衚面からの残留
トナヌ粒子の陀去を補助するために、その磁気ブ
ラシ枅浄化装眮は、玄50ボルト〜玄400ボルト、
奜たしくは玄75ボルト〜玄200ボルトの範囲の正
の極性に電気的にバむアスされおいる。
枅浄化装眮のシリンダヌが回転を続けるず、キ
ダリダヌビヌドは、玄400ボルトたでの負の極性
に電気的にバむアスされおいるトナヌ再生ロヌラ
ヌに接近しお通過する。この再生ロヌラヌは正に
垯電したトナヌ粒子を枅浄化装眮のシリンダヌか
ら吞匕する䜜甚をする。再生ロヌラヌは、磁気ブ
ラシシリンダヌの方向ず反察の方向に回転し、そ
れに付着したトナヌ粒子をスクレヌパヌ刃により
陀去し、回収する。このトナヌ再生ロヌルは、い
ずれか適圓な非磁性材料からも䜜るこずができ
る。そのトナヌ再生ロヌルがステンレススチヌル
の劂き金属から䜜られおいる堎合は、トナヌ材料
ず、その再生ロヌルを䜜぀た金属ずの間の特定の
摩擊電荷関係が重芁である。すなわち、トナヌ材
料は、再生ロヌルず接觊しお垯電しおいる堎合ず
同䞀の極性に枅浄化キダリダヌ粒子により垯電さ
れるべきである。この関係によ぀お、磁気枅浄甚
ブラシの効率的な脱トナヌが可胜になる。逆に、
䞊蚘の関係が存圚しない堎合は、枅浄甚ブラシ䞭
䞭でトナヌ材料の匷い凝集が生じるこずになる。
枅浄甚キダリダヌ粒子が、珟像甚キダリダヌ粒子
ず同䞀の極性にトナヌ材料を摩擊電気的に垯電さ
せるこずも重芁であり、もしそうでないず珟像お
よび枅浄化の副装眮ずの間で材料の汚染が生じる
可胜性がある。
本発明の枅浄化副装眮の性質に圱響する他の芁
因は、珟像した像の転写埌に受光䜓衚面に残぀お
いる残留トナヌ材料の電荷である。この電荷は、
その前の静電写真凊理工皋にすべお䟝存しおい
る。前述の劂く、トナヌの摩擊電気電荷が䞀定の
範囲にある堎合に、枅浄化副装眮は残留トナヌ材
料を効率的に枅浄化する。予備枅浄甚コントロン
および予備枅浄甚消去光を䜿甚しおも枅浄化副装
眮の操䜜を改良するこずができる。予備枅浄甚コ
ロトロンの䜿甚は぀の目的がある。すなわちト
ナヌ材料の電荷を倉曎するこず、およびトナヌの
電荷の範囲を枛少させ䞊びにその分垃に圱響を及
がすこずである。予備枅浄甚光の䞻たる目的は、
光受光䜓䞊の電荷を枛少させるこずであり、その
受光䜓の導電性ず電荷の極性によりこれが可胜ず
な぀おいる。
同様に、本発明の枅浄化副装眮の効率は、静電
写真装眮の凊理速床に郚分的に䟝存しおいる。最
良の枅浄化効果を埗るには、トナヌ再生ロヌルの
速床ず磁気ブラシロヌルの速床の䞡方が、受光䜓
の速床ずほが同䞀であるべきであるこずを芋い出
した。䞀般的に云えば、枅浄化の性胜は、磁気ブ
ラシロヌルの速床の䞊昇に䌎぀お改良されるが、
キダリダヌ粒子の寿呜、キダリダヌ粒子のロスお
よび駆動から抜出されるトルクが前蚘のブラシロ
ヌル速床に有利である。磁気ブラシロヌルの速床
が玄2.54〜7.62cm〜むンチsec.である
ずきに満足できる枅浄結果が埗られおいる。しか
しながら、玄15.24〜玄38.1cm〜15むン
チsec.の磁気ブラシロヌル速床が本発明の装
眮では最倧の受光䜓の枅浄化効率をあげるうえで
奜たしいものである。
前述の通り、本発明の枅浄化装眮で䜿甚するキ
ダリダヌ粒子は電気絶瞁性を有し、䞔぀トナヌず
接觊したずきに、トナヌあたり少なくずも玄
15マむクロクヌロンの摩擊電気電荷を発生し埗る
ものである。曎に、本発明のキダリダヌ粒子は玄
1010オヌム・cm以䞊の抵抗を有しおいる。そのコ
ア粒子は玄30〜玄1000ミクロンの平均盎埄を有し
おいるが、そのコアヌ粒子はトナヌの埋蟌みを最
少にするために玄50〜玄200ミクロンの平均盎埄
を有するのが奜たしい。兞型的には、コア粒子が
箄100ミクロンの平均粒子埄を有するずきに最適
の結果が埗られる。
本発明によれば、磁性すなわち磁気吞匕性を有
するコア粒子は、鉄、スチヌル、プラむト、マ
グネタむト、ニツケルおよびそれらの混合物から
遞択するのが奜たしい。コア粒子をたず凊理し
お、酞化性雰囲気䞭で熱凊理する劂き通垞の手段
により、その粒子に砂のような酞化された衚面を
䞎える。
コア粒子に酞化した衚面を䞎えた埌、その粒子
を前蚘のポリビニル被芆組成物で被芆する。本発
明のポリビニルアセタヌルからなるキダリダヌ粒
子被芆甚組成物は、アルデヒドずアルコヌルずの
間の呚知の反応により圢成される。兞型的には、
分子のアルコヌルを分子のアルデヒドに添加
しお、本来䞍安的であるヘミアセタヌルを生成さ
せるが、そのヘミアセタヌルをアルコヌルの別の
分子ず曎に反応させお安定なアセタヌルを圢成さ
せる。同様な圢匏で、ポリビニルアセタヌルをア
ルデヒドずポリビニルアルコヌルから調補する。
ポリビニルアルコヌルは通垞は郚分加氎分解され
たもの、すなわち、15〜30のポリビニルアセテ
ヌト基を含有するもの、および完党に加氎分解さ
れたもの、すなわち〜のポリビニルアセテ
ヌト基を含有するものに分類されおいる。䞡方ず
も、いろいろな分子量で、工業的にポリビニルア
セタヌルを補造する際に䜿甚されおいる。
合成に際しおは、アセタヌル反応の条件ず、䜿
甚する特定のアルデヒドおよびポリビニルアルコ
ヌルの濃床の条件を厳密にコントロヌルしお、氎
酞基、アセテヌト基およびアセタヌル基からなる
所定の物質を有するポリマヌを圢成する。埗られ
た生成物は次の䞀般構造匏で衚わすこずができ
る。䞋蚘匏䞭の、およびの比率はコントロ
ヌルされたものであり、䞔぀その分子に沿぀お無
秩序に分垃しおいる。
前述の通り、䞊蚘の材料は、バツトバヌルやフ
オヌムバヌルの劂き各皮の商暙名でモンサント・
プラスチツクス・アンド・レゞンズSt.ルむス
ミズヌリヌから垂販されおいる。数字の衚瀺は
その垂販品の組成に䞎えられおいるものであ぀
お、そのポリマヌの分子性質を芁玄しお瀺しおい
る。䟋えば、フオヌムバヌルの最初の数字は、そ
の暹脂を䜜぀たポリビニルアセテヌトの粘床を瀺
しおいる。第の数字はアセテヌト基が加氎分解
により陀去された皋床を瀺しおいる。䟋えばフオ
ヌムバヌル1285は12.0cpsの粘床1000mlの溶
液あたり86のポリビニルアセテヌトを含有する
ベンれン溶液の20℃で枬定した粘床を有するポ
リビニルアセテヌトから調補したものである。そ
しお、玄85のアセテヌト基がアルコヌルずフオ
ルマヌル基で眮換されおいる。
フオヌムバヌル暹脂は、その粘床ず溶解特性に
より䞀般的な甚語で蚘茉するこずができる。フオ
ヌムバヌル1285は最も広い溶解床範囲を有しお
おり、䞔぀䞭粘床タむプである。他のすべおのタ
むプのものは、その溶解床がより制限されおいる
が、幟぀かの粘床範囲で利甚するこずができる。
バツトバヌル暹脂においおは、そのアセテヌト
含有量は䜎レベルに保持されおおり、埓぀お、そ
の含有量はポリマヌの性質に殆んど圱響を䞎えな
い。これらの暹脂は各皮の分子量範囲で入手で
き、䞔぀タむプ−76ず−79は広い溶解特性を
䞎える䜎い氎酞基分を有しおいる。
アセテヌト基をブチラヌル基たたはフオルマヌ
ル基で眮換するず、高い熱倉圢枩床を有する疎氎
性のポリマヌが原則ずしお埗られる。同時に、そ
のポリマヌの匷靭性ず各皮の基䜓に察する接着性
が著しく向䞊する。ビニルアセタヌル暹脂の顕著
な接着性は、これらのタヌポリマヌ構造によるも
のであり、各々の分子が衚面に䞉皮の異なる官胜
基の遞択を䞎え、埓぀お広い範囲に基䜓に察する
接着性が向䞊するものず考えられる。
ポリビニルアセタヌル暹脂は、通垞は熱可塑性
であり、ある範囲の溶剀に可溶性であるが、それ
らの暹指は熱および埮量の鉱酞により架橋させる
こずができる。架橋は、アセタヌル亀換により生
じるものず考えられるが、隣接する鎖のアセテヌ
ト基たたは氎酞基間の反応の劂く、曎に耇雑な機
構をも包含するず考えられる。䞀般的には、ポリ
ビニルアセタヌルの架橋は、プノヌル、゚ポキ
シ、尿玠、ゞむ゜シアネヌトおよびメラミンの劂
き各皮の熱硬化性暹脂ずの反応により行われる。
少量のビニルアセタヌル暹脂を熱硬化性組成物に
包含させるこずにより、硬化した被芆の匷靭性、
柔軟性および接着性が著しく改良される。
ビニルアセタヌルフむルムの特城は、脂肪族炭
化氎玠、鉱油、動物油および怍物油カストヌル
油および吹蟌油を陀くに察する高い抵抗性であ
る。ビニルアセタヌルフむルムは、匷アルカリに
耐えるが、匷酞により幟分かの攻撃を受ける。し
かしながら、硬化した被芆の成分ずしお䜿甚する
ず、酞、溶剀および他の化孊薬品に察するその安
定性は倧いに改良される。ビニルアセタヌルは、
93.3℃たでの加熱に察しお長期間殆んど着色する
こずなく耐えるこずができる。
本発明のキダリダヌ被芆組成物は、玄30000〜
箄270000、奜たしくは玄30000〜玄45000の重量平
均分子量を含有しおいる。曎に、この被芆組成物
は、玄1.0〜玄21.0のポリビニルアルコヌル、
玄〜玄2.5のポリビニルアセテヌト、および
箄80.0〜玄88.0のポリビニルアセタヌルこれ
らのすべおのは組成物の重量である。からな
る。曎に、これらのポリマヌは、ASTM方法
P638−58Tによる枬定で、玄5800〜玄7800psiの
降䌏匕匵匷床、および玄280000〜玄340000psiの
芋かけ匟性モゞナラスを有しおいる。熱的性質に
関しおは、このポリマヌはASTM法D1043−51
で枬定したずきに、玄48℃〜玄68℃の芋掛ガラス
枩床Tgを有しおいる。
本発明のキダリダヌ材料の調補にあた぀おは、
被芆溶液をキダリダヌコア粒子に適甚し、その粒
子に薄く実質的に連続したポリビニルアセタヌル
の被芆を䞎える。ポリビニルアセタヌルの被芆
は、被芆材料をメチル゚チルケトンの劂き適圓な
溶剀に溶解し、浞挬、スプレヌあるいはタンブリ
ングにより被芆溶液をコア粒子に適甚するこずに
より行う。奜たしくは、兞型的に䞀局均䞀な被芆
をキダリダヌコア粒子に䞎える堎合は、流動床被
芆方法を䜿甚する。このような被芆方法においお
は、そのコア粒子を、䞊方に流れる加熱空気流䞭
に懞濁および埪環させお、その粒子を第䞀の領域
で被芆材料でスプレヌする。次に、第の領域に
おいお、より䜎い空気速床の空気流䞭を通しお沈
柱させ、そこで溶剀を蒞発させお粒子の䞊に薄い
固䜓の被芆を圢成させる。粒子䞊の連続局の被芆
は、粒子を流動床被芆装眮の第および第の領
域を再埪環させるこずにより埗られる。
任意の適圓な被芆重量すなわち厚さのポリビニ
ルアセタヌルを䜿甚するこずにより、キダリダコ
ア粒子の被芆を行うこずができる。しかしなが
ら、コア粒子䞊に実質的に連続したフむルムを圢
成するのに少なくずも十分な厚さを有する被芆が
奜たしい。その理由は、キダリダヌ被芆が摩擊に
耐え、䞔぀その被芆したキダリダヌ粒子の摩擊電
気性質に悪圱響を䞎えるピンホヌルを最少にする
十分な厚さを有し、曎に、キダリダヌに察する所
望の摩擊電気効果を埗、䞔぀そのキダリダヌ䞊に
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、このような実斜態様では、トナ
ヌは正に垯電し、負に垯電した像を珟像できるよ
うにな぀おいる。䞀般的には、磁気ブラシ珟像甚
のキダリダヌ被芆は、そのキダリダヌ粒子䞊に玄
0.05ミクロン〜玄3.0ミクロンの厚さである。奜
たしくは、その被芆は、キダリダヌ粒子䞊で玄
0.2ミクロン〜玄0.7ミクロンの厚さであるべきで
あ぀お、そうするこずにより最倧の被芆耐久性、
耐トナヌ埋蟌み性および耇写品質が達成できる。
最終的な被芆補品の性質を曎に倉化するために、
可塑剀、反応性たたは非反応性暹脂、染料、顔
料、カヌボンブラツクの劂き導電性充填剀、湿最
剀、およびそれらの混合物の劂き他の添加剀を被
芆材料ず混合するこずができる。
本発明のキダリダヌ粒子に被芆を適甚した埌
に、そのキダリダヌ粒子を、スチレン−ブチ
ルメタクリレヌトポリマヌずカヌボンブラツクず
からなる劂き埓来のトナヌ材料ず混合するず、そ
のキダリダヌ粒子䞊に発生した摩擊電気電荷は正
の極性であるこずが刀぀た。このような摩擊電気
電荷は、負に垯電した光導電性衚面に、より満足
できる珟像像の印写密床を䞎えるには䞍適圓であ
るので、このような被芆キダリダヌ粒子を、摩擊
電気電荷調節剀を含有する埮现なトナヌ粒子ず混
合するず、本発明のキダリダヌ粒子は、予想倖に
も、のトナヌ材料あたり玄−15〜玄−40マむ
クロクヌロンの範囲の負の摩擊電気垯電倀を埗る
ものであるこずを芋い出した。このように被芆し
たキダリダヌ粒子の摩擊電気垯電倀は、すぐれた
ものであり、高い像印刷濃床、高い解像性および
䜎いバツクグラりンドを有する珟像した耇写が埗
られるこずを芋い出した。曎に、キダリダヌ粒子
の摩擊電気垯電倀は、長時間のミリングにわた぀
お安定である。
任意の適圓な顔料化あるいは染料化トナヌ材料
が、本発明のキダリダヌ粒子ず䟛に䜿甚するこず
ができる。兞型的なトナヌ材料はゎムコパヌル、
ガムサンダラツク、ロゞン、クマロン−むンデン
暹脂、アスフアルト、ギル゜ナむト、プノヌル
ホルムアルデヒド暹脂、ロゞン倉性プノヌルフ
オルムアルデヒド暹脂、メタクリル暹脂、ポリス
チレン暹脂、゚ポキシ暹脂、ポリ゚ステル暹脂、
ポリ゚チレン暹脂、塩化ビニル暹脂、およびそれ
らのコポリマヌたたは混合物である。䜿甚する特
定のトナヌ材料はトナヌ粒子が摩擊電気系列にお
いおキダリダヌ粒子からどの皋床離隔しおいるか
によ぀お決められる。しかしながら、トナヌ材料
が、スチレンず䜎玚アルキルアクリレヌトたたは
メタクリレヌト䟋えば、メチルメタクリレヌ
ト、−ブチルメタクリレヌトおよび−゚チル
ヘキシルメタクリレヌトずからなる混合ポリマ
ヌ、コポリマヌおよびタヌポリマヌの圢態である
のが奜たしい。トナヌ組成物を開瀺しおいる特蚱
明现曞のなかには、米囜特蚱第2659670号
Copley、同第2753308号Landrigan、同第
3070342号Insalaco、同再発行特蚱第25136号
Carlsonおよび同第2788288号明现曞
Rheinfrank等がある。これらのトナヌは䞀般
に、実質的に〜30ミクロンの平均粒子埄を有し
おいる。
いずれか適圓な顔料たたは染料が、トナヌ粒子
の着色剀ずしお䜿甚できる。トナヌ甚の着色剀は
呚知であり、䟋えば、カヌボンブラツク、ニグロ
シン染料、アニリンブルヌ、カルコ・オむル・ブ
ルヌ、クロムむ゚ロヌ、りルトラマリンブルヌ、
キノリン・む゚ロヌ、メチレンブルヌクロラむ
ド、モナストラル・ブルヌ、マラカむト・グリヌ
ン・オキザレヌト、ランプブラツク・ロヌズ・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
染料たたは顔料は、トナヌを高濃床に着色し、蚘
録郚材䞊に明瞭な可芖像を圢成できる十分な量で
そのトナヌ䞭に存圚するべきである。
いずれか適圓な摩擊電荷調節剀がトナヌ組成物
に䜿甚できる。奜たしくは、その添加剀は、トナ
ヌ粒子の正の摩擊垯電特性を匷化するものであ
る。この目的に兞型的な摩擊電荷調節剀ずしお
は、セチルピリゞニりムクロラむド、セチルピリ
ゞニりムブロマむド、セチルピリゞニりムトルシ
レヌト、セチルアルフアピコリニりムブロマむ
ド、セチルベヌタヌピコリニりムクロラむド、セ
チルガンマヌピコリニりムブロマむド、−ラり
リル、−メチルモルホリニりムブロマむド、
−ゞメチル−セチルヒドラゞニりムクロ
ラむド、および−ゞメチル−セチルヒド
ラゞニりムトリシレヌト以䞊はヘキセル・カン
パニヌから入手できる。むヌストマン・コダツ
ク・カンパニヌから入手できるテトラ゚チルアン
モニりムブロマむドアメリカン・サむアナミツ
ド・カンパニヌから入手できるニグロシンSSBの
劂き酒粟に可溶な黒色染料、−ラりラミドプロ
ピルトリメチルアンモニりムメチルクロラむド、
ステアラミドプロピルゞメチル−ヒドロキシ゚
チルアンモニりムゞハむドロゲンホスプヌトお
よびステアラミドプロピルゞメチル−ヒドロキ
シ゚チルアンモニりムニトレヌトヘキセル・カ
ンパニヌから入手できるアルキルゞメチルベンゞ
ルアンモニりムクロラむド、セチルゞメチルベン
ゞルアンモニりムクロラむド、およびステアリル
ゞメチルベンゞルアンモニりムクロラむドアツ
シナランド・ケミカル・カンパニヌから入手でき
るゞステアリルゞメチルアンモニりムクロラむ
ドロヌム・アンド・ハヌスCo.から入手できる
ゞ−む゜ブチルクレゟキシルトキシ゚チルゞメチ
ルベンゞルアンモニりムクロラむドおよびチ
バ・ガむギヌ・コヌポレヌシペンから入手できる
眮換むミダゟリン類がある。
任意の適圓な呚知の光導電性材料が、本発明の
キダリダヌ粒子ずずもに受光䜓ずしお䜿甚でき
る。呚知の光導電性衚面は、ガラス状セレン、非
光導電性マトリツクス䞭に埋蚭した有機たたは無
機の光導電䜓、光導電性マトリツクス䞭に埋蚭し
た有機たたは無機の光導電䜓等である。光導電性
材料を開瀺しおいる代衚的な特蚱明现曞ずしお
は、米囜特蚱第2803542号Ullrich、同第
2970906号Bixby、同第3121006号
Middleton同第3121007号Middletonおよ
び同第3151982号明现曞Corrsinがある。
本発明の電気絶瞁性キダリダヌ粒子は、静電写
真耇写装眮の珟像ず枅浄化䜜甚をする間、キダリ
ダヌが起す短絡による劣化䜜甚を枛少させる手段
を䞎える。曎に、本発明のキダリダヌ粒子が枅浄
甚に䜿甚できるずいう事実によ぀お、珟像剀混合
物䞭におけるず同䞀のキダリダヌ粒子を䜿甚する
枅浄化装眮を可胜にし、䞔぀珟像剀材料を掗浄甚
粒子で汚染するおよびその逆を排陀しおい
る。曎に、本発明の電気絶瞁性キダリダヌ粒子
は、磁気ブラシ枅浄甚装眮で䜿甚しお、極めお良
奜な枅浄結果が埗られ、䞀方、埓来の導電性キダ
リダヌ枅浄化装眮に比しおその材料コストず保守
性を盞圓節枛する。
次の実斜䟋では、キダリダヌ粒子がトナヌ粒子
ず接觊しお発生する盞察的な摩擊電気倀をフアラ
デヌケヌゞを甚いお枬定した。この装眮は玄2.54
cmむンチの盎埄ず玄2.54cm玄むンチ
の長さを有するステンレススチヌル補のシリンダ
ヌから成぀おいる。このシリンダヌの各々の端に
はスクリヌンが蚭けられおおり、そのスクリヌン
の開口は、トナヌ粒子はその開口を通過できる
が、キダリダヌ粒子は通過できないような倧きさ
のものである。このフアラデヌケヌゞを秀量し、
箄0.5のキダリダヌ粒子ずトナヌ粒子を装入し、
再秀量し、䞔぀クヌロンメヌタヌの入力端子に連
結する。次に也燥した圧瞮空気をシリンダヌ䞭に
吹き蟌み、すべおのトナヌ粒子をキダリダヌ粒子
から远い出す。静電気的に垯電したトナヌ粒子が
フアラヌデヌケヌゞを去るず、反察に垯電したキ
ダリダヌ粒子が同量の電子的電荷をそのフアラデ
ヌケヌゞからクヌロンメヌタヌを通しお地面に流
す。このクヌロンメヌタヌがこの電荷を枬定し、
その電荷がトナヌから陀去された電荷ずしお蚘録
される。次に、そのシリンダヌを再秀量しお陀去
されれたトナヌの重量を求める。埗られたデヌタ
を䜿甚しおトナヌ濃床ずトナヌの質量に察する平
均電荷の比を算出する。摩擊電気の枬定は盞察的
であるので、その枬定は比范の目的で実質的に同
䞀の条件䞋で行うべきであ件。各実斜䟋で䜿甚し
たトナヌ組成物の代わりに他の適圓なトナヌを䜿
甚しおもよい。
察照の実斜䟋以倖の次の実斜䟋により静電写真
に応甚する堎合の本発明のキダリダヌ粒子の補造
方法および䜿甚方法を説明および比范する。郚お
よびは特に断りのない限り重量である。
実斜䟋 箄100ミクロンの平均盎埄を有するスチヌルキ
ダリダヌ粒子に被芆組成物を適甚しお次の劂く察
照甚珟像剀混合物を調補した。この被芆組成物
は、フアむダヌストヌン・プラスチツクス・カン
パニヌピツツタりン、Pa.から゚ク゜ン
Exon470ずしお垂販されおいる第䞀局甚のポ
リビニルクロラむドビニルアセテヌトから
なる。この被芆組成物をメチル゚チルケトンで皀
釈し、䞔぀流動床被芆装眮䞭でキダリダヌ粒子に
適甚した。玄3.0重量郚固圢分の被芆組成物
を玄100郚のキダリダヌ粒子に適甚した。溶剀を
陀去埌、被芆したキダリダヌ粒子を、フアむダヌ
ストヌン・プラスチツクス・カンパニヌから
FPCずしお垂販されおいるビニルクロラむド−
クロロトリフルオロ゚チレンコポリマヌからなる
第の局で被芆した。その被芆組成物をメチル゚
チルケトンで皀釈しお、流動床被芆装眮䞭でキダ
リダヌ粒子に適甚した。玄100郚のキダリダヌ粒
子あたり、玄0.5重量郚固圢分の䞊蚘の被芆
組成物を適甚した。溶剀を陀去埌、被芆したキダ
リダヌ粒子を玄75℃で30分間炉䞭で加熱しお也燥
し、残぀おいる溶剀を陀去した。その被芆したキ
ダリダヌ粒子を宀枩に冷华し、篩分けしお凝集し
た粒子を陀去した。玄100郚の篩分けしたキダリ
ダヌ粒子を玄郚の埮现なトナヌ粒子ず混合し、
珟像剀混合物を圢成した。そのトナヌ粒子の組成
は、スチレン、メチルメタクリレヌト、−゚チ
ルヘキシルメタクリレヌト、カヌボンブラツク、
および−ラりラミドプロピルトリメチルアンモ
ニムメチルクロラむドからな぀おいる。この珟像
剀混合物をロヌルミルで混合し、玄時間埌にそ
れからサンプルを採取し、䞊述の劂くしおキダリ
ダヌ粒子䞊に発生した摩擊電気電荷を枬定した。
その摩擊電気倀は、のトナヌ粒子あたり玄−
47.2マむクロクヌロンであ぀た。
珟像剀混合物を、第図および第図に蚘茉し
た磁気ブラシ珟像装眮ず枅浄化装眮を備えた静電
写真耇写装眮に入れた。受光䜓を玄25.4cm10ã‚€
ンチsec.の凊理速床で移動した。垯電埌、そ
の受光䜓を原皿の曞類に露光し、圢成した静電朜
像を䞊蚘の珟像剀混合物で珟像した。次にその珟
像した像を氞久基䜓に転写した。䞊蚘の受光䜓衚
面を調べたずころ、その䞊には残留のトナヌの沈
着が認められた。
次に受光䜓を磁気ブラシ枅浄化装眮領域に送
り、そこで前蚘のキダリダヌ粒子を枅浄甚粒子ず
しお䜿甚した。枅浄甚キダリダヌ粒子を充填した
パむルの高さは玄2.032〜玄3.048mm0.08〜0.12
むンチの間に保持した。磁気ブラシロヌルは玄
150ボルトに負にバむアスした。トナヌ再生ロヌ
ルはステンレススチヌルから䜜り、玄20ボルトに
負にバむアスした。受光䜓衚面ず磁気ブラシ枅浄
甚ロヌルずの間隔は玄1.524mm0.060むンチで
あり、䞔぀磁気ブラシ枅浄化ロヌルずトナヌ再生
ロヌルずの間隔も玄2.54mm0.100むンチずし
た。
磁気ブラシ枅浄甚ロヌルは受光䜓衚面の方向ず
反察に、玄15.24cmむンチsec.の凊理速床
で回転させた。トナヌ再生ロヌルは磁気ブラシ枅
浄甚ロヌルの方向ずは逆に、玄15.24cmむン
チsec.の凊理速床で回転させた。曎に、薄
い、すなわち玄0.0762mm0.003むンチの金属
ブレヌドをトナヌ再生ロヌルに察しお負荷し、ト
ナヌ再生ロヌルの衚面からトナヌ粒子を陀去し
た。
予備枅浄甚ゞコロトロンを玄ミリアンペアの
AC電流で玄キロヘルツの呚波数で励起させた。
そのゞコロトロンシヌルドを玄200ボルトの平均
電圧に電気的にバむアスした。䜿甚した予備枅浄
甚消去光は60ワツトの癜熱ランプである。
受光䜓が枅浄化領域を通過埌、前蚘の枅浄甚粒
子ず条件を適甚しお、残留トナヌ粒子の良奜な枅
浄性胜が埗られるこずが刀぀た。しかしながら、
1300ボルトの最倧砎壊電圧によ぀お、磁気ブラシ
枅浄甚のテスト装眮䞭で磁気ブラシの砎壊を生じ
るこずが刀぀た。
実斜䟋 箄100ミクロンの平均盎埄を有するスチヌルキ
ダリダヌ粒子に、次の劂く被芆組成物を適甚しお
珟像剀混合物を調補した。その被芆組成物は、モ
ンサント・プラスチツクス・アンド・レゞンズ
St.ルむス、ミズヌリヌからバツトバヌル79ず
しお垂販されおいるポリビニルブチラヌルからな
るものである。被芆組成物は、メチル゚チルケト
ンで皀釈し、䞔぀流動床被芆装眮䞭でキダリダヌ
粒子に適甚した。玄100郚のキダリダヌ粒子あた
り玄0.8重量郚固圢分の被芆組成物を適甚し
た。溶剀を陀去埌、その被芆したキダリダヌ粒子
を玄75℃で玄30分間炉䞭で加熱しお也燥し、残぀
おいる溶剀を陀去した。被芆したキダリダヌ粒子
を宀枩に冷华し、篩分けしお、凝集した粒子を陀
去した。玄100郚の篩分けしたキダリダヌ粒子を
玄郚の埮现なトナヌ粒子ず混合しお珟像剀混合
物を調補した。そのトナヌ粒子の組成は、実斜䟋
におけるず同䞀である。この珟像剀混合物をロ
ヌルミルで混合し、時間埌にそれからサンプル
を採取し、前蚘の劂くしお、キダリダヌ粒子䞊に
発生した摩擊電気電荷を枬定した。その摩擊電気
倀は、のトナヌ粒子あたり玄−43.0マむクロ
クヌロンであ぀た。
珟像剀混合物を、第図および第図に蚘茉し
た磁気ブラシ珟像および枅浄化装眮を備えた静電
写真耇写装眮に入れた。光受容䜓を玄25.4cm10
むンチsec.の凊理速床で移動した。垯電埌
に、その光受容䜓を原皿の曞類に適甚し、生じた
静電朜像を䞊蚘の珟像剀混合物で珟像した。次
に、珟像した像を氞久基䜓に転写した。その受光
䜓の衚面を調べたずころ、その䞊に残留トナヌの
沈着が認められた。
次に受光䜓を磁気ブラシ枅浄化装眮領域に送
り、そこで前蚘のキダリダヌ粒子を枅浄甚粒子ず
しお䜿甚した。この枅浄甚キダリダヌ粒子を充填
したパむルの高さは玄2.032〜玄3.048mm0.080〜
0.120むンチの間に保぀た。磁気ブラシロヌル
は玄150ボルトに負にバむアスした。トナヌ再生
ロヌルは、ステンレススチヌルから䜜成し、䞔぀
箄20ボルトに負にバむアスした。受光䜓衚面ず磁
気ブラシ枅浄甚ロヌルずの間の間隔は玄1.524mm
0.060むンチであり、たた磁気ブラシ枅浄甚ロ
ヌルずトナヌ再生ロヌルずの間の間隔は玄2.54mm
0.100むンチであ぀た。
磁気ブラシ枅浄甚ロヌルを、受光䜓衚面の方向
ず反察に、玄15.24cmむンチsec.の凊理速
床で回転させた。トナヌ再生ロヌルは磁気ブラシ
枅浄甚ロヌルの方向ずは反察に、玄15.24cm
むンチsec.の凊理速床で回転させた。曎に、
薄い、すなわち玄0.0762mm0.003むンチの金
属ブレヌドをトナヌ再生ロヌルに察しお負荷し、
トナヌ再生ロヌルの衚面からトナヌ粒子を陀去し
た。
予備枅浄甚ゞコロトロンを玄ミリアンペアで
玄キロヘルツの呚波数で励起した。そのゞコロ
トロンシヌルドは玄200ボルトの平均電圧に電気
的にバむアスした。䜿甚した予備枅浄甚消去光は
60ワツトの癜熱ランプである。
受光䜓が枅浄化領域を通過埌、前蚘の枅浄甚粒
子ず条件を䜿甚しお、残留トナヌ粒子のすぐれた
枅浄性胜が埗られるこずが刀぀た。予想倖にも、
箄2400ボルトたでの砎壊電圧が、磁気ブラシ枅浄
甚の暡型テスト装眮で埗られるこずが刀぀た。等
しい被芆重量においお、ポリビニルブチラヌルで
被芆したキダリダヌ粒子は、フルオロポリマヌで
被芆した実斜䟋のキダリダヌ粒子よりも実質的
にすぐれた電気的砎壊性質を有しおいた。
実斜䟋 箄100ミクロンの平均盎埄を有するスチヌルキ
ダリダヌ粒子に被芆組成物を適甚し、次の劂くし
お珟像剀混合物を調補した。その被芆組成物は、
モンサント・プラスチツクス・アンド・レゞンズ
St.ルむス、ミズヌリヌからバツトバヌル79ず
しお垂販されおいるポリビニルブチラヌルからな
る。この被芆組成物をメチル゚チルケトンで皀釈
し、流動床被芆装眮䞭でキダリダヌ粒子に適甚し
た。玄100郚のキダリダヌ粒子あたり、玄0.8重量
郚固型分の被芆組成物を適甚した。溶剀を陀
去埌、被芆したキダリダヌ粒子を玄75℃の炉䞭で
箄30分間加熱しお也燥し、残぀おいる溶剀を陀去
した。被芆したキダリダヌ粒子を宀枩に冷华し、
篩分けしお凝集した粒子を陀去した。玄100郚の
篩分けしたキダリダヌ粒子を玄郚の埮现なトナ
ヌ粒子ず混合し、珟像剀混合物を埗た。そのトナ
ヌ粒子の組成は、玄87郚の6535スチレン−
ブチルメタクリレヌトコポリマヌ、シテむズ・サ
ヌビス・カンパニヌからレヌベンReven420
ずしお垂販されおいる玄10郚のカヌボンブラツ
ク、およびアメリカン・サむアナミツド・カンパ
ニヌから垂販されおいる玄郚のニグロシンSSB
からな぀おいる。䞊蚘の珟像剀混合物をロヌルミ
ルで混合し、玄時間埌にサンプルを採取し、前
蚘の劂くしおキダリダヌ粒子䞊に発生した摩擊電
気電荷を枬定した。その摩擊電気倀は、のト
ナヌ粒子あたり玄−40.0マむクロクヌロンである
こずが刀぀た。
珟像剀混合物を、第図および第図に瀺した
劂き磁気ブラシおよび枅浄化装眮を備えた静電写
真耇写機䞭に入れた。受光䜓を玄25.4cm10むン
チsec.の凊理速床で移動した。垯電埌、その
受光䜓を原皿の曞類に露光し、圢成された静電朜
像を䞊蚘の珟像剀で珟像した。次に、その珟像し
た像を氞久基䜓に転写した。受光䜓の衚面を調べ
たずころ、その䞊に残留トナヌの沈着が認められ
た。
次に、受光䜓を、磁気ブラシ枅浄化装眮の領域
に送り、そこで前蚘のキダリダヌ粒子を枅浄甚粒
子ずしお䜿甚した。枅浄甚キダリダヌ粒子を充填
したパむルの高さは、玄2.032〜玄3.048mm0.080
〜0.120むンチの間に保぀た。磁気ブラシロヌ
ルを玄150ボルトに負にバむアスした。トナヌ再
生ロヌルはステンレススチヌルで䜜成し、玄20ボ
ルトに負にバむアスした。受光䜓衚面ず磁気ブラ
シ枅浄甚ロヌルずの間の間隔は玄1.524cm0.060
むンチであり、䞔぀磁気ブラシ枅浄甚ロヌルず
トナヌ再生ロヌルずの間の間隔は玄2.54mm
0.100むンチであ぀た。
磁気ブラシ枅浄甚ロヌルは、受光䜓衚面の方向
ずは反察に、玄15.24cmむンチsec.の凊理
速床で回転した。トナヌ再生ロヌルは粒子ブラシ
枅浄甚ロヌルの方向ずは逆に、玄15.24cmむ
ンチsec.の凊理速床で回転した。曎に、薄
い、すなわち玄0.0762mm0.003むンチの金属
ブレヌドをトナヌ再生ロヌルに察しお負荷し、ト
ナヌ再生ロヌルの衚面からトナヌ粒子を陀去し
た。
予備枅浄甚ゞコロトロンは玄ミリアンペアの
AC電流で、玄キロヘルツの呚波数で励起させ
た。そのゞコロトロンシヌルドは、玄200ボルト
の平均電圧に負にバむアスした。予備枅浄甚消去
法は60ワツトの癜熱ランプである。
受光䜓が枅浄領域を通過埌、䞊蚘の枅浄甚粒子
ず条件を甚いお、残留トナヌ粒子のすぐれた枅浄
性胜が埗られるこずが刀぀た。予想倖にも、玄
2400ボルトたでの砎壊電圧が、磁気ブラシ枅浄甚
の暡型テスト装眮䞭で埗られるこずが刀぀た。等
しい被芆重量においお、ポリビニルブチラヌルで
被芆したキダリダヌ粒子は、実斜䟋のフルオロ
ポリマヌで被芆したキダリダヌ粒子よりも実質的
にすぐれた電気的砎壊性質を有しおいた。
以䞊をたずめるず、ポリビニルアセタヌルで被
芆した静電写真キダリダヌ粒子は、負の摩擊電気
垯電性質を有するキダリダヌ粒子の䞎えるこずが
刀明した。これらのキダリダヌ粒子は、すぐれた
機械的性質、䜎コスト、および容易な凊理性ずず
もに䞊蚘の劂き望たしい負の摩擊垯電特性を有し
おいる。ポリビニル被芆剀の被芆により埗られ
た、匷力な負の摩擊垯電性およびすぐれた絶瞁性
の䞡方により、静電写真珟像ず枅浄化甚に䜿甚す
るのに著しく望たしい特性を有する本発明のキダ
リダヌ粒子が埗られる。曎に、埓来技術のハロゲ
ン化ポリマヌで被芆したキダリダヌ粒子の堎合の
劂く、本発明の被芆キダリダヌ粒子の調補には埌
凊理あるいは定着工皋が䞍芁である。
なお、前蚘の実斜䟋では、特定の材料ず条件を
蚘述したが、それらの蚘述は、本発明を単に説明
するためのものである。蚘述した劂き各皮の他の
適圓な熱可塑性トナヌ暹脂成分、添加剀、着色剀
および珟像方保を䞊蚘の実斜䟋のものに代えおも
同様な結果が埗られる。他の材料をトナヌたたは
キダリダヌに添加すれば、感応化、盞剰効果が可
胜で、たたその系の他の望たしい性質を改良する
こずができる。
本発明の他の修正は、本発明を芋るず圓業者に
自明であ぀お、このような修正も本発明の範囲に
包含されるものず解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第図は、本発明の芁玠を包含する電子写真印
写機を瀺す抂略の立面図である。第図は、枅浄
甚ブラシの詳现を瀺す図である。   垯電領域、  露光領域、  珟像
領域、  転写領域、  定着領域、  
枅浄化領域、  ベルト、  光導電性
衚面、  導電性基䜓、  ストリツピ
ングロヌラヌ、  匕぀匵りロヌラヌ、
  駆動ロヌラヌ、  モヌタヌ、  
゚ツゞガむド、  シナヌト、  原
皿、  プラテン、  ランプ、 
 レンズ、  珟像剀ロヌラヌ、  珟
像剀、  シヌト、  シヌト䟛絊装
眮、  䟛絊ロヌル、  シヌト、
  シナヌト、  コロナ発生装眮、 
 定着甚アセンブリむ、  定着ロヌラヌ、
  バツクアツプロヌル、  シナヌ
ト、  キダツチトレむ、  枅浄甚ブ
ラシ、  トナヌ像、  ブラシロヌ
ル、  脱トナヌロヌル、  貯槜、
  支持䜓、  倖偎シ゚ル、  磁
石、  磁石、  磁石、  磁
石、  シダフト、  ストリヌマヌ、
  ピツクオフ手段、  出口手段、
  スクレヌパヌ、  茞送手段、
  シヌルド。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  静電写真耇写機内の受光䜓衚面から、残留し
    おいるトナヌ粒子を陀去するための磁気ブラシ枅
    浄化装眮であ぀お (a) 枅浄化すべき受光䜓衚面の領域に隣接しお䜍
    眮する磁気ブラシロヌルであ぀お、該磁気ブラ
    シロヌルの内偎に蚭けた倚数の磁石を含有する
    磁気ブラシロヌル (b) 䞊蚘の磁気ブラシロヌルに磁気で接着しおい
    る䞊蚘のトナヌ粒子のグラムあたり、少なく
    ずも玄15マむクロクヌロンの摩擊電気垯電応答
    性を有する磁性を有し電気絶瞁性の倚数のキダ
    リダヌ粒子であ぀お、玄30ミクロン〜玄1000ミ
    クロンの平均盎埄を有するコアからなり、該コ
    アがポリビニルアセタヌルからなる倖偎被芆を
    有しおいるキダリダヌ粒子 (c) 磁気ブラシロヌルの通路に隣接しお䜍眮し
    お、その䞊にあるトナヌ粒子を有するキダリダ
    ヌ粒子に接觊するようにな぀おいるトナヌ再生
    ロヌル (d) 磁気ブラシロヌルを玄50ボルト〜玄400ボル
    トの電圧に電気的にバむアスしお、残留トナヌ
    粒子を受光䜓からキダリダヌ粒子に匕付けるの
    を助ける手段および (e) トナヌ再生ロヌルを玄400ボルトたでの負の
    極性に電気的にバむアスしお、トナヌ粒子をキ
    ダリダヌ粒子から陀去するのを助けるための手
    段から成るこずを特城ずする前蚘枅浄化装眮。  受光䜓、キダリダヌ粒子、およびトナヌ再生
    ロヌルがすべおトナヌ粒子を同䞀極性に摩擊電気
    的に垯電させる特蚱請求の範囲第項に蚘茉の磁
    気ブラシ枅浄化装眮。  キダリダヌ粒子が、砂状の酞化された衚面を
    有するコアからなる特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の磁気ブラシ枅浄化装眮。  キダリダヌ粒子が負の摩擊電気電荷を有し、
    䞔぀トナヌ粒子が正の摩擊電気電荷を有する特蚱
    請求の範囲第項に蚘茉の磁気ブラシ枅浄化装
    眮。  ポリビニルアセタヌルが、ポリビニルブチラ
    ヌルからなる特蚱請求の範囲第項に蚘茉の磁気
    ブラシ枅浄化装眮。  ポリビニルアセタヌルが、ポリビニルホルマ
    ヌルである特蚱請求の範囲第項に蚘茉の磁気ブ
    ラシ枅浄化装眮。  ポリビニルアセタヌルが、コア䞊に実質的に
    連続したフむルムを圢成するのに十分な量で存圚
    する特蚱請求の範囲第項に蚘茉の磁気ブラシ枅
    浄化装眮。  コアが、鉄、スチヌル、プラむト、マグネ
    タむト、ニツケルおよびそれらの混合物からなる
    矀から遞ばれる匷磁性材料である特蚱請求の範囲
    第項に蚘茉の磁気ブラシ枅浄化装眮。  倖面被芆が、䞋蚘の構造を有する特蚱請求の
    範囲第項に蚘茉の磁気ブラシ枅浄化装眮。  倖面被芆が、玄30000〜270000の重量平均
    分子量を有する特蚱請求の範囲第項に蚘茉の磁
    気ブラシ枅浄化装眮。
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