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JPH0827564B2 - 電子写真装置及びその製造方法 - Google Patents

電子写真装置及びその製造方法

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Publication number
JPH0827564B2
JPH0827564B2 JP4103196A JP10319692A JPH0827564B2 JP H0827564 B2 JPH0827564 B2 JP H0827564B2 JP 4103196 A JP4103196 A JP 4103196A JP 10319692 A JP10319692 A JP 10319692A JP H0827564 B2 JPH0827564 B2 JP H0827564B2
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JP
Japan
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charging
electrophotographic apparatus
chemisorption
grid
film
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JP4103196A
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JPH0643731A (ja
Inventor
眞守 曽我
小川  一文
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP92111791A priority patent/EP0524506B1/en
Priority to DE69231531T priority patent/DE69231531T2/de
Priority to US07/914,534 priority patent/US5293209A/en
Publication of JPH0643731A publication Critical patent/JPH0643731A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Cleaning In Electrography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真の帯電器に関
し、より詳しくは帯電グリッドの表面改質に関する。特
に帯電グリッドに離型性を付与してトナーの付着を防ぐ
ことに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真装置では、一次帯電、画
像露光による静電潜像の形成、静電像とは逆の極性に帯
電したトナーによる現像、普通紙へのトナー像の転写、
定着、クリーニング装置によるドラム上の残存トナーの
除去、強露光によるドラム上の電荷の除去というプロセ
ス繰り返し行われる。
【0003】帯電プロセスにおいては、帯電器によりコ
ロナ放電で均一に感光体表面が帯電される。帯電グリッ
ドは通常ステンレスからできている。本発明に関連する
公知例としては、透明基材上にパーフルオロ基を含有す
るシリコン化合物の塗膜を形成し、撥水性及び防汚性を
付与する提案(特開平2−248480号公報)、基材
表面に撥水性・撥油性の塗膜を0.1μm以上形成する
提案(特開昭60−40254号公報)、チャージワイ
ヤーに4フッ化エチレン、3フッ化エチレン、フッ化ビ
ニリデン等の撥油剤を塗布する提案(特開昭57−13
5955号公報)がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の帯電器を用い
た、電子写真装置で帯電プロセスを繰り返すと、帯電グ
リッドにトナーが付着し、繰り返し画像を形成させると
画像乱れや黒い斑点が画像にあらわれ画像品質が低下す
るという課題があった。これは、帯電グリッドにトナー
の離型性がないためである。また、前記特開平2−24
8480号公報、特開昭60−40254号公報、特開
昭57−135955号公報の提案は、いずれも膜の厚
さが厚く、かつポリマー状態のものであったので、帯電
グリッドの機能を損なわずにトナー離型性を発揮させる
ことは困難であった。
【0005】本発明は従来の欠点に鑑みなされたもの
で、トナー離型性の優れた帯電グリッドを用いた、画像
品質の優れた電子写真装置及びその製造方法を提供する
ことを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電子写真装置は、電子写真感光体を有し、
帯電、像露光、現像、転写、定着及びクリーニングの各
工程を含むプロセスによって複写画像を得るための電子
写真装置において、前記帯電プロセスに用いられ帯電
グリッドの表面にシロキサン結合を介してフッ化アルキ
ル基を含有する厚さがナノメーターレベルの化学吸着
分子膜を設けたことを特徴とする。
【0007】次に本発明の電子写真装置の製造方法は、
電子写真感光体を有し、帯電、像露 光、現像、転写、定
着及びクリーニングの各工程を含むプロセスによって複
写画像を得るための電子写真装置の製造方法において、
前記帯電プロセスに用いられる帯電グリッドを窒素雰囲
気下で、フッ化アルキル基を含有するクロロシラン系界
面活性剤の非水系有機溶媒に浸漬し吸着処理した後、引
き続いて非水系有機溶媒で洗浄し、しかる後純水で洗浄
することにより、前記帯電グリッドの表面にシロキサン
結合を介してフッ化アルキル基を含有する厚さがナノメ
ーターレベルの化学吸着単分子膜を形成することを特徴
とする。
【0008】
【作用】本発明の電子写真装置に用いられる帯電グリッ
ドは、その表面にフッ化アルキル基を含有する化学吸着
単分子膜がシロキサン結合を介して化学結合して形成さ
れているので、離型性がすぐれている。すなわち、前記
化学吸着単分子膜の表層にはフッ化アルキル基が存在す
るから、離型性に優れたものとなる。また、前記化学吸
単分子膜の基部は、シロキサン結合を介して化学結合
して形成されているので、耐久性に優れた膜とすること
ができ、帯電を繰り返しても、前記化学吸着単分子膜は
帯電グリッド表面から容易に剥離しない。さらに、本発
明の化学吸着単分子膜は、ナノメータないしオングスト
ローム単位の極薄い膜であるので、帯電グリッドの機械
的強度などの特性を損ねることが無い。また、帯電グリ
ッド上に形成されているのが化学吸着単分子膜であるた
め、均一な厚さの薄い膜とすることができるので、帯電
グリッドの寸法精度に影響を与えない。
【0009】また、本発明の製造方法によれば、帯電グ
リッドを窒素雰囲気下で、フッ化アルキル基を含有する
クロロシラン系界面活性剤の非水系有機溶媒に浸漬し吸
着処理した後、引き続いて非水系有機溶媒で洗浄し、し
かる後純水で洗浄し、前記帯電グリッドの表面にシロキ
サン結合を介してフッ化アルキル基を含有する厚さがナ
ノメーターレベルの化学吸着単分子膜を形成することに
より、効率良く合理的に帯電グリッドを得ることができ
る。とくに、吸着処理した後、引き続いて非水系有機溶
媒で洗浄することにより、未反応物を除去するととも
に、膜の表面に−CF 3 を並べて分子を配向することが
できる(図1)。
【0010】
【実施例】以下実施例を用いてより具体的に本発明を説
明する。本発明の電子写真装置は図1に示すように、帯
電グリッド1の表面にシロキサン結合2を介して、フッ
化アルキル基を含有する単分子膜3が形成された帯電グ
リッドを用いる。
【0011】帯電グリッド材料としては、たとえばステ
ンレスがよく用いられる。本発明の電子写真装置に用い
る帯電グリッド表面に設けられる化学吸着膜はフッ化ア
ルキル基を有するクロロシラン系界面活性剤から構成さ
れている。
【0012】フッ化アルキル基(フルオロアルキル基)
を有するクロロシラン系界面活性剤としては、例えばC
3 (CF2 7 (CH2 2 SiCl3 ,CF3 CH
2 O(CH2 15SiCl3 ,CF3 (CH2 2 Si
(CH3 2 (CH2 15SiCl3 ,CF3 (C
2 3 (CH2 2 Si(CH3 2 (CH2 9
iCl3 ,F(CF2 8 (CH2 2 Si(CH3
2 (CH2 9 SiCl3,CF3 COO(CH2 15
SiCl3 ,CF3 (CF2 5 (CH2 2 SiCl
3 等のようなトリクロロシラン系界面活性剤を始め、例
えばCF3 (CF27 (CH2 2 SiCln (CH
3 3-n ,CF3 (CF2 7 (CH2 2SiCln
(C2 5 3-n ,CF3 CH2 O(CH2 15SiC
n (CH33-n ,CF3 CH2 O(CH2 15Si
Cln (C2 5 3-n ,CF3 (CH2 2 Si(C
3 2 (CH2 15SiCln (CH3 3-n ,F
(CF24 (CH2 2 Si(CH3 2 (CH2
9 SiCln (C2 5 3-n ,F(CF2 8 (CH
2 2 Si(CH3 2 (CH2 9 SiCln (CH
33-n ,CF3 COO(CH2 15SiCln (CH
3 3-n ,CF3 (CF25 (CH2 2 SiCln
(CH3 3-n (但し式中のnは何れも1又は2)等の
ような低級アルキル基置換のモノクロロシラン系あるい
はジクロロシラン系界面活性剤が挙げられる。
【0013】これらの中でもとくにトリクロロシラン系
界面活性剤の親水性基と結合したクロロシリル結合以外
のクロロシリル結合が、隣合うクロロシラン基とシロキ
サン結合で分子間結合を形成するため、より強固な化学
吸着膜となる。この理由からトリクロロシラン系化学吸
着剤は、好ましい化学吸着膜の材料である。また、CF
3 (CF2 n CH2 CH2 SiCl3 (但し式中のn
は整数であり、3〜25程度が最も扱いやすい)が、化
学吸着性と潤滑性等の機能性との釣合が取れているため
好ましい。
【0014】さらにまた、フッ化アルキル鎖部分にビニ
ル基(C=C)やアセチニル基(エチニル基)基を組み
込んでおけば、化学吸着膜形成後5メガラド程度の電子
線照射で架橋できるのでさらに化学吸着膜自体の硬度を
向上させることも可能である。本発明に供されるクロロ
シラン系界面活性剤は、上述に例示したように直鎖状だ
けではなく、分岐した形状でも、又は末端の珪素にフッ
化アルキル基もしくは炭化水素基が置換した形状(例え
ばR、R1 、R2 、R3 をフッ化アルキル基又は炭化水
素基として一般式R2 SiCl2 、R3 SiCl、R1
2 SiCl2もしくはR1 2 3 SiCl等)であ
ってもよいが、吸着密度を高めるためには一般には直鎖
状が好ましい。
【0015】さらに、内層膜として例えばSiCl4
SiHCl3 、SiH2 Cl2 、Cl(SiCl2 O)
n SiCl3 (但し式中nは自然数)、SiClm (C
34-m 、SiClm (C2 5 4-m (但し式中m
は1〜3の整数)、HSiClr (CH3 3-r 、HS
iClr (C2 5 3-r (但し式中lは1又は2)等
のようなクロロシリル結合を複数個含む物質を化学吸着
させた後水と反応させると、表面のクロロシリル結合が
親水性のシラノール結合に変わり、帯電グリッド表面が
親水性となる。なお、このクロロシリル基を複数個含む
物質の中でも、テトラクロロシラン(SiCl4 )は反
応性が高く分子量も小さいためより高密度にシラノール
結合を付与できるため好ましい。この内層膜の上に、フ
ッ化アルキル基を含むクロロシラン系界面活性剤を化学
吸着でき、このようにして得た化学吸着単分子膜はより
高密度化されるため、離型性の機能がより高められる。
【0016】本発明の電子写真装置に用いられる帯電グ
リッドの表面にシロキサン結合を介してフッ化アルキル
基を含有する化学吸着膜を形成する方法は、帯電グリッ
ドを非水系の有機溶媒に浸漬して、この表面にクロロシ
ラン系界面活性剤を化学吸着させ、シロキサン結合を介
してフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜を形成する
工程を含む。
【0017】本発明の帯電グリッドの表面にシロキサン
結合を介してフッ化アルキル基を含有する化学吸着膜を
形成する方法に用いる非水系溶媒は、クロロシラン系界
面活性剤と反応する活性水素を持たない有機溶媒であれ
ばよい。その例として例えば1,1−ジクロロ,1−フ
ルオロエタン、1,1−ジクロロ,2,2,2−トリフ
ルオロエタン、1,1−ジクロロ,2,2,3,3,3
−ペンタフルオロプロパン、1,3−ジクロロ,1,
1,2,2,3−ヘプタフルオロプロパン、トリフッ化
アルキルアミン、パーフルオロフランおよびそのフッ化
アルキル誘導体等のフッ素系溶媒、例えばヘキサン、オ
クタン、ヘキサデカン、シクロヘキサン等の炭化水素系
溶媒、例えばジブチルエーテル、ジベンジルエーテル等
のエーテル系溶媒、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸イソプロピル、酢酸アミル等エステル系溶媒の何れか
が好ましい。
【0018】また、本発明の電子写真装置に用いられる
帯電グリッド表面に形成される化学吸着単分子膜は、単
分子化学吸着膜一層だけで充分に機能が発揮される。単
分子膜状に形成するには、クロロシラン系界面活性剤又
はクロロシリル基を複数個含む物質を化学吸着した後、
水分に接触させないで非水系の溶剤で洗浄するだけでよ
く、特別な工程を要しなく簡便に行える。また、化学吸
着膜は単分子膜が累積していても良いこと勿論である。
このように、化学吸着膜が単分子膜を形成すると、付与
された機能性を示す基が配向し、密度も向上するためよ
り高機能を発揮できる。
【0019】次に具体的実施例を用いて本発明を説明す
る。 実施例1 径50μm、長さ360mmのステンレス製タングステ
ングリッドをヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラ
ンの10-2mol /リットルのシクロヘキサン溶液に室
温、窒素雰囲気下で120分間浸漬し、引き続いて未反
応のヘプタデカフルオロデシルトリクロロシランをシク
ロヘキサンで洗浄して、しかる後純水で洗浄し、フッ化
アルキル基を含むシロキサン結合を介した化学吸着単分
子膜を帯電グリッド表面に形成した。
【0020】実施例2 実施例1と同じステンレスグリッドを、まず1wt%
のテトラクロロシラン溶液[溶媒:トリ(n−ノナフル
オロブチル)アミン]に窒素雰囲気下で室温で60分間
浸漬し、引き続いて未反応のテトラクロロシランをトリ
(nーノナフルオロブチル)アミンで洗浄して、しかる
後純水で洗浄し、乾燥した試料を用いて、フッ化アルキ
ル基を含むクロロシラン系界面活性剤としてヘプタデカ
フルオロデシルトリクロロシランを用い、濃度10-2mo
l /リットルのトリ(n−ノナフルオロブチル)アミン
溶液に窒素雰囲気下室温で120分間浸漬し、引き続い
て未反応のヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン
をトリ(n−ノナフルオロブチル)アミン溶媒で洗浄し
て、しかる後純水で洗浄し、フッ化アルキル基を含むシ
ロキサン結合を介した化学吸着単分子膜を帯電グリッド
に形成した。
【0021】実施例3 実施例1においてヘプタデカフルオロデシルトリクロロ
シランを9−(ヘプタデカフルオロデシルジメチルシリ
ル)ノニルトリクロロシランにかえて同様の実験をし
た。
【0022】比較例1 実施例1の帯電グリッドの表面を処理しないものを比較
例とした。実施例1〜3および比較例1の帯電グリッド
を市販の電子写真装置の帯電部に装着して、25℃、5
5%RHでコロナ帯電、画像露光、トナーによる現像、
転写、定着およびクリーニングを1万回繰り返し、画像
出しをおこなった。1万回後に得られた画像の品質の評
価結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】表1から明らかなように、比較例の帯電グ
リッドを用いた電子写真装置では、繰り返し連続使用す
ると画像品質が低下したが、本発明の帯電グリッドを用
いた電子写真装置では、繰り返し連続使用しても画像品
質の低下がみられなかった。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明の電子写真装置は、
帯電グリッドの表面にシロキサン結合を介してフッ化ア
ルキル基を含有する厚さがナノメーターレベルの化学吸
着単分子膜を設けたことにより、従来のものに比べて、
トナー離型性が著しく優れている。その結果、連続し
使用しても高品質の画像が得られる。また、本発明の製
造方法によれば、帯電グリッドを窒素雰囲気下で、フッ
化アルキル基を含有するクロロシラン系界面活性剤の非
水系有機溶媒に浸漬し吸着処理した後、引き続いて非水
系有機溶媒で洗浄し、しかる後純水で洗浄し、前記帯電
グリッドの表面にシロキサン結合を介してフッ化アルキ
ル基を含有する厚さがナノメーターレベルの化学吸着単
分子膜を形成することにより、効率良く合理的に帯電グ
リッドを得ることができる。とくに、吸着処理した後、
引き続いて非水系有機溶媒で洗浄することにより、未反
応物を除去するとともに、膜の表面に−CF 3 を並べて
分子を配向することができる。このように本発明は工業
的価値の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真装置に用いられる帯電グリッ
ドの表面を分子レベルまで拡大した断面概念図である。
【符号の説明】
1 帯電グリッド 2 シロキサン結合 3 化学吸着単分子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子写真感光体を有し、帯電、像露光、
    現像、転写、定着及びクリーニングの各工程を含むプロ
    セスによって複写画像を得るための電子写真装置におい
    て、前記帯電プロセスに用いられ帯電グリッドの表面
    にシロキサン結合を介してフッ化アルキル基を含有する
    厚さがナノメーターレベルの化学吸着単分子膜を設けた
    ことを特徴とする電子写真装置。
  2. 【請求項2】 電子写真感光体を有し、帯電、像露光、
    現像、転写、定着及びクリーニングの各工程を含むプロ
    セスによって複写画像を得るための電子写真装置の製造
    方法において、前記帯電プロセスに用いられる帯電グリ
    ッドを窒素雰囲気下で、フッ化アルキル基を含有するク
    ロロシラン系界面活性剤の非水系有機溶媒に浸漬し吸着
    処理した後、引き続いて非水系有機溶媒で洗浄し、しか
    る後純水で洗浄することにより、前記帯電グリッドの表
    面にシロキサン結合を介してフッ化アルキル基を含有す
    る厚さがナノメーターレベルの化学吸着単分子膜を形成
    することを特徴とする電子写真装置の製造方法。
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