JP2014233689A - 電子写真感光体の製造装置、それを用いた電子写真感光体の製造方法、それによって製造された電子写真感光体、およびその電子写真感光体を備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の基体を同時に塗工しても膜厚分布差が極めて少ない電子写真感光体を製造することができる製造装置を提供すること。【解決手段】導電性基体を塗工する塗工液が収容される浸漬塗工槽が相互に近接して複数配置されてなる塗工部と、この塗工部の上部に設けられた遮風部とを備え、前記複数の浸漬塗工槽はそれぞれ上端開口部を有し、前記遮風部は、複数の前記上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁を有し、前記複数の囲い壁にはそれぞれ多数の貫通孔が形成されていることを特徴とする製造装置。【選択図】図1
Description
本発明は、電子写真感光体の製造装置、それを用いた電子写真感光体の製造方法、それによって製造された電子写真感光体、およびその電子写真感光体を備えた画像形成装置に関する。
電子写真感光体の製造には浸漬塗工法が広く用いられている。浸漬塗工法では、生産効率を上げるために、複数の基体を同時に塗工液に浸漬して塗工する。この場合、一つの塗工槽に複数の基体を浸漬する方法と、基体の数に対応した数の塗工槽を用意し、基体を個別に浸漬する方法があるが、被膜の膜厚均一性を高精度に保つためには、後者の方が好ましい。
しかしながら、複数の基体を個別に浸漬する方法でも、個々の基体および塗工槽の溶剤蒸気濃度の差により、基体上の膜厚分布に差が生じやすくなる。
このような膜厚分布差を抑制するために、例えば、特許文献1では、開口を有する塗布容器蓋にて浸漬塗布容器の上端開口部を覆い、下端に開孔を有する筒状遮風器を塗布容器蓋上に設置した塗膜の製造装置が提案されている。
また、特許文献2では、筒状遮風器として筒状メッシュ431(図5参照)を用いた電子写真感光体の製造装置が提案されている。
このような膜厚分布差を抑制するために、例えば、特許文献1では、開口を有する塗布容器蓋にて浸漬塗布容器の上端開口部を覆い、下端に開孔を有する筒状遮風器を塗布容器蓋上に設置した塗膜の製造装置が提案されている。
また、特許文献2では、筒状遮風器として筒状メッシュ431(図5参照)を用いた電子写真感光体の製造装置が提案されている。
特許文献1および2に記載の方法は、基体を1本ずつ塗工する場合には有効であるが、複数本の基体を同時に塗工する場合には十分な効果が得られなかった。すなわち、複数本の基体を同時に塗工する場合、個々の塗工槽周囲の蒸気濃度差や基体から発散される溶剤蒸気の流れなどにより、基体周りの溶剤蒸気濃度に差が生じる。そのため、基体の部位によって塗工液の固化時間に差が生じてしまい、基体上の膜厚分布に差が生じやすくなる。
本発明は、複数の基体を同時に塗工しても膜厚分布差が極めて少ない電子写真感光体を製造することができる製造装置、およびそれを用いた電子写真感光体の製造方法を提供することを主たる目的とする。
また、本発明のさらなる目的は、前記製造方法によって製造された電子写真感光体およびその電子写真感光体を備えた画像形成装置を提供することにある。
また、本発明のさらなる目的は、前記製造方法によって製造された電子写真感光体およびその電子写真感光体を備えた画像形成装置を提供することにある。
かくして、本発明によれば、導電性基体を塗工する塗工液が収容される浸漬塗工槽が相互に近接して複数配置されてなる塗工部と、この塗工部の上部に連設された遮風部とを備え、
前記複数の浸漬塗工槽はそれぞれ上端開口部を有し、
前記遮風部は、複数の前記上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁を有し、
前記複数の囲い壁にはそれぞれ多数の貫通孔が形成されている電子写真感光体の製造装置が提供される。
前記複数の浸漬塗工槽はそれぞれ上端開口部を有し、
前記遮風部は、複数の前記上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁を有し、
前記複数の囲い壁にはそれぞれ多数の貫通孔が形成されている電子写真感光体の製造装置が提供される。
また、本発明の別の観点によれば、前記製造装置における複数の浸漬塗工槽の上端開口部を通して複数の導電性基体を塗工液に浸漬する工程と、塗工液中から前記導電性基体を複数の囲い壁よりも上方まで引き上げて塗膜を乾燥させる工程とを含む電子写真感光体の製造方法が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記製造方法にて製造された電子写真感光体であって、導電性基体と、前記導電性基体の外周面上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを備え、
前記導電性基体上の塗膜の最大膜厚と最小膜厚との差が画像形成領域内において1.0μm以下である電子写真感光体が提供される。
前記導電性基体上の塗膜の最大膜厚と最小膜厚との差が画像形成領域内において1.0μm以下である電子写真感光体が提供される。
また、本発明のさらに別の観点によれば、前記電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電部と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光部と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写部と、転写された前記トナー像を前記記録媒体上に定着して画像を形成する定着部と、前記電子写真感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング部とを備えた画像形成装置が提供される。
本発明の電子写真感光体の製造装置において、遮風部は複数の前記上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁を有し、複数の囲い壁にはそれぞれ多数の貫通孔が形成されている。この構成により、膜厚分布差が少ない塗膜を有する電子写真感光体を製造することができる。
また、本発明の製造装置は、既存の製造装置に遮風部を設けることによって構成できるため、低コストにて既存の製造装置を改造して用いることができるメリットもある。
また、本発明の製造装置は、既存の製造装置に遮風部を設けることによって構成できるため、低コストにて既存の製造装置を改造して用いることができるメリットもある。
また、本発明によって製造された電子写真感光体を備えた画像形成装置によって画像形成を行うことにより、帯電部に直流電圧のみで帯電される接触帯電方式を用いたとしても、感光体の膜厚差に起因する画像濃度ムラを発生しない画像形成を行うことができる。つまり、電子写真感光体を直流電圧のみの接触帯電方式で帯電した場合、感光体の僅かな膜厚差によって帯電性が変化して画像形成時に画像濃度ムラが発生することが知られているが、このようなシステムにおいても高画質な画像形成を行うことができる。
図1は本発明の電子写真感光体の製造装置の一実施形態を示す概略構成図であり、図2は本発明の製造装置における塗工部を上から見た概略図であり、図3は本発明の製造装置における遮風部を上から見た概略図である。
本発明の電子写真感光体の製造装置100は、電子写真方式の画像形成装置に備えられる電子写真感光体を製造する装置であって、図1に示すように、導電性基体Sを塗工する塗工液Lが収容される浸漬塗工槽11が相互に近接して複数配置されてなる塗工部10と、塗工液Lを塗工部10の上部から排出し下部から流入させるように循環させる塗工液循環部20と、塗工部10の上部に設けられた遮風部30と、複数の導電性基体Sを保持し移動させて塗工液L内に浸漬させる移動機構部40とを備える。以下、「電子写真感光体」を「感光体」と略称し、「導電性基体」を「基体」と略称する場合がある。
<塗工部>
塗工部10は、前記複数の浸漬塗工槽11と、塗工液Lを収容する塗工液収容槽12とを備える。なお、複数の浸漬塗工槽11は、それらの間に塗工液Lが浸入しないように塗工液収容槽12内に配置されている。例えば、塗工液収容槽12内に収まるサイズの直方体に上下方向の複数の円筒孔状浸漬塗工槽11を形成し、かつ直方体の外周部複数箇所を塗工液収容槽12の内面に固定することで、塗工部10を構成することができる(図示省略)。なお、複数の浸漬塗工槽11の内部を除く直方体内部は中空でも中実でもどちらでもよい。
なお、導電性基体Sの外周面上に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層が積層されて電子写真感光体が製造される場合、各層の材料となる塗工液を個別に収容する3機の製造装置が必要となる。
塗工部10は、前記複数の浸漬塗工槽11と、塗工液Lを収容する塗工液収容槽12とを備える。なお、複数の浸漬塗工槽11は、それらの間に塗工液Lが浸入しないように塗工液収容槽12内に配置されている。例えば、塗工液収容槽12内に収まるサイズの直方体に上下方向の複数の円筒孔状浸漬塗工槽11を形成し、かつ直方体の外周部複数箇所を塗工液収容槽12の内面に固定することで、塗工部10を構成することができる(図示省略)。なお、複数の浸漬塗工槽11の内部を除く直方体内部は中空でも中実でもどちらでもよい。
なお、導電性基体Sの外周面上に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層が積層されて電子写真感光体が製造される場合、各層の材料となる塗工液を個別に収容する3機の製造装置が必要となる。
複数の浸漬塗工槽11は、同一の内径を有する複数(本実施形態の場合、17本)の円筒部材からなる。この円筒部材は、上端開口部11aおよび下端開口部を有し、内径は上端から下端まで一定であり、垂直軸心方向に配置されている。この円筒部材の内径は基体Sの外径よりも大きく設定されるが、円筒部材の長さは基体Sの長さより短くても長くても同じでもよい。
複数の浸漬塗工槽11において、隣接する2つの浸漬塗工槽11の上端開口部11aの中心間距離Fは同一の距離に設定されている。すなわち、複数の浸漬塗工槽11は、隣接する3つの浸漬塗工槽11の上端開口部11aの中心点にて正三角形を形成するよう配置されている。
このとき、隣接する2つの浸漬塗工槽11の上端開口部11aの中心間距離Fは、浸漬塗工層11の外径にもよるが、例えば、50〜120mmとすることができる。なお、中心間距離Fが大きくなり過ぎると、製造装置全体が大型化し、環境維持(クリーン度、室内温度維持)にかかるコスト増加、塗工液収容槽の塗工液量の増加、導電性基体の移動距離の増加等を招いて生産効率が低下するため、中心間距離Fはできるだけ小さい方が好ましい。
塗工液収容槽12は、複数の浸漬塗工槽11を収容できる大きさを有する平面視長方形の上方開口容器形に形成されており、底部中央が最も深くなるよう底面に勾配が設けられている。また、塗工液収容槽12の底部中央には塗工液Lが導入される導入口12aが形成されている。
<塗工液循環部>
塗工液循環部20は、塗工液収容槽12の上部の外側面全周に連設されて塗工液収容槽12の上方開口部から溢れ出た塗工液Lを受ける樋部21と、樋部21の側壁の1箇所に形成されて塗工液Lを流出させる流出口に接続された一端を有する上部接続パイプ22と、上部接続パイプ22の他端と接続される流入口を外側面の1箇所に有する塗工液タンク23と、塗工液タンク23の底部に形成された流出口と塗工液収容槽12の前記導入口12aとを接続する下部接続パイプ24と、下部接続パイプ24の途中部に設けられたポンプPとを備える。
塗工液循環部20は、塗工液収容槽12の上部の外側面全周に連設されて塗工液収容槽12の上方開口部から溢れ出た塗工液Lを受ける樋部21と、樋部21の側壁の1箇所に形成されて塗工液Lを流出させる流出口に接続された一端を有する上部接続パイプ22と、上部接続パイプ22の他端と接続される流入口を外側面の1箇所に有する塗工液タンク23と、塗工液タンク23の底部に形成された流出口と塗工液収容槽12の前記導入口12aとを接続する下部接続パイプ24と、下部接続パイプ24の途中部に設けられたポンプPとを備える。
この塗工液循環20によれば、ポンプPが駆動することにより塗工液タンク23内の塗工液Lを塗工液収容槽12の下部に送り込み、塗工液収容槽12の上方開口部から溢れ出た塗工液Lを樋部21から塗工液タンク23へ受け流すことにより、製造装置100における循環経路内で塗工液Lを循環させることができる。このとき、塗工液収容槽12内の塗工液Lが複数の浸漬塗工槽11内にも流入しており、各浸漬塗工槽11内の塗工液Lの液面高さは、塗工液収容槽12内の液面高さと同じ高さで安定している。
<遮風部>
遮風部30は、複数の浸漬塗工槽11の上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁31と、複数の浸漬塗工槽11の上方に設けられて複数の囲い壁31を支持する支持板32とを備える。
遮風部30は、複数の浸漬塗工槽11の上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁31と、複数の浸漬塗工槽11の上方に設けられて複数の囲い壁31を支持する支持板32とを備える。
支持板32は、塗工液循環部20の樋部21の上端縁に取り付けられて樋部21、塗工液収容槽12および複数の浸漬塗工槽11を覆う蓋としての役割と、複数の囲い壁31を支持する役割を有する。支持板32は、溶剤蒸気による変質がなく、かつ適度な剛性を有する材料からなり、例えば、ステンレス鋼からなる。また、支持板32において、各浸漬塗工槽11の上端開口部11aの真上には、上端開口部11aの直径以下の大きさの円形の孔部32aが形成されている。
囲い壁31を構成する材質としては、溶剤蒸気による変質がない材質であればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のフィルム、アルミニウム、ステンレス鋼、紙等が挙げられる。これらの中でも、強度の観点からステンレス鋼が好ましい。
前記材質からなる複数の囲い壁31には、それぞれ多数の貫通孔31aが形成されている。このとき、各囲い壁31は単位面積当たり30〜50%、好ましくは35〜45%、さらに好ましくは38〜42%の開孔率を有する。また、1つの貫通孔31aは2500〜10000μm2、好ましくは4000〜8000μm2、さらに好ましくは5000〜7000μm2の開孔面積を有する。
囲い壁31の単位面積当たりの開孔率が30%より小さい場合、1つの貫通孔31aの開孔面積が2500μm2よりも小さい場合、あるいはこれらの両方である場合、基体Sの外周面に形成される塗膜において軸方向の膜厚差が大きくなる傾向にある。
また、囲い壁31の単位面積当たりの開孔率が50%より大きい場合、1つの貫通孔31aの開孔面積が10000μm2よりも大きい場合、あるいはこれらの両方である場合、囲い壁31が遮風の役割を果たさなくなり、基体Sの外周面に形成される塗膜において軸方向および周方向の膜厚差が大きくなる傾向にある。
また、囲い壁31の単位面積当たりの開孔率が50%より大きい場合、1つの貫通孔31aの開孔面積が10000μm2よりも大きい場合、あるいはこれらの両方である場合、囲い壁31が遮風の役割を果たさなくなり、基体Sの外周面に形成される塗膜において軸方向および周方向の膜厚差が大きくなる傾向にある。
囲い壁31の単位面積当たりの開孔率および1つの貫通孔31aの開孔面積が前記の範囲であれば、囲い壁31の多数の貫通孔31aの形状としては特に限定されないが、一例として、多数の貫通孔31aのサイズおよび形状は、一辺の長さが50〜100μmの正方形が挙げられる。この場合、目開き50〜100μm、すなわち、281〜149メッシュ(目数/インチ)程度の金網を囲い壁31の材料として用いることができる。
また、多数の貫通孔31aのサイズおよび形状は、直径57〜112μmの円形が挙げられる。この場合、均一な直径の貫通孔31aが多数形成されたプラスチックフィルムを囲い壁31の材料として用いることができる。
また、多数の貫通孔31aのサイズおよび形状は、直径57〜112μmの円形が挙げられる。この場合、均一な直径の貫通孔31aが多数形成されたプラスチックフィルムを囲い壁31の材料として用いることができる。
垂直に立つ複数の囲い壁31によって各孔部32aを個別に包囲するようにして、支持板32上にハニカム構造の遮風部30が形成される。このとき、各孔部32aの中心に各正六角形の中心が配置されると共に、複数の正六角形における隣接部分および非隣接部分は1枚の囲い壁31によって構成される。すなわち、多数の貫通孔31aを有する金網もしくはプラスチックフィルムを用いて、二重に重なる部分がない囲い壁31によるハニカム構造を形成する。
囲い壁31の高さは、塗工液L中に浸漬した導電性基体Sの引き上げ速度、塗膜が乾くまでの時間(塗膜の厚さや組成)等を考慮して適宜設定されるが、例えば、基体Sの長さの1/5〜1/3程度の高さとすることができる。
また、ハニカム構造の下端は支持板32上に固定されるが、例えば、端部に折りしろを設け、その部分を接着もしくは溶接することによって固定される。
また、ハニカム構造の下端は支持板32上に固定されるが、例えば、端部に折りしろを設け、その部分を接着もしくは溶接することによって固定される。
<移動機構部>
移動機構部40は、複数の基体Sの上端を保持するチャック部41と、チャック部41を昇降させる昇降駆動部42と、昇降駆動部42と共にチャック部41を水平移動させる水平駆動部43とを備え、これらは従来公知のアクチュエータを用いることにより構成することができる。
移動機構部40は、複数の基体Sの上端を保持するチャック部41と、チャック部41を昇降させる昇降駆動部42と、昇降駆動部42と共にチャック部41を水平移動させる水平駆動部43とを備え、これらは従来公知のアクチュエータを用いることにより構成することができる。
<電子写真感光体の製造方法>
基体Sの外周面上に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層を積層して感光体を製造する場合、各層は次の工程により形成される。すなわち、本発明の電子写真感光体の製造方法は、前記製造装置100における複数の浸漬塗工槽11の上端開口部11aを通して複数の導電性基体Sを塗工液Lに浸漬する工程と、塗工液L中から導電性基体Sを複数の囲い壁31よりも上方まで引き上げて塗膜を乾燥させる工程とを含む。なお、基体Sの外周面上に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層が積層されて感光体が製造される場合、各層の材料となる塗工液を個別に収容する3機の製造装置によってそれぞれ浸漬工程および乾燥工程が行われる。
基体Sの外周面上に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層を積層して感光体を製造する場合、各層は次の工程により形成される。すなわち、本発明の電子写真感光体の製造方法は、前記製造装置100における複数の浸漬塗工槽11の上端開口部11aを通して複数の導電性基体Sを塗工液Lに浸漬する工程と、塗工液L中から導電性基体Sを複数の囲い壁31よりも上方まで引き上げて塗膜を乾燥させる工程とを含む。なお、基体Sの外周面上に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層が積層されて感光体が製造される場合、各層の材料となる塗工液を個別に収容する3機の製造装置によってそれぞれ浸漬工程および乾燥工程が行われる。
乾燥工程においては、各浸漬塗工層11の上端開口部11aの上方空間に、多数の貫通孔31aを有する囲い壁31によるハニカム構造が設けられているため、各浸漬塗工槽11の囲い壁31で囲まれた上方空間において均一な溶剤蒸気濃度となる。この結果、基体Sの外周面には極めて膜厚ムラが少ない塗膜が形成される。
図6は比較例1としての製造装置における遮風部130を上から見た概略図であり、図7は比較例2としての製造装置における遮風部230を上から見た概略図であり、図8は比較例3としての製造装置における遮風部330を上から見た概略図である。なお、図6〜図8において、図3中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
本発明者等は、前記囲い壁31によるハニカム構造の代わりに、図6に示すようにメッシュ状囲い131を支持板32上の外周部に設け、前記のように複数の基体Sの塗工を同時に行ったところ、膜厚ムラ解消は十分ではなかった。これは、中心部にある浸漬塗工槽の上方空間と外周部分にある浸漬塗工槽の上方空間においては溶剤蒸気濃度に差が生じたことが原因と考えられる。
つまり、中心部は蒸気濃度が高く、外周部分は蒸気濃度が低いため、基体Sに塗布された塗工液が固化する時間に差を生じ、そのため膜厚差が発生すると考えられる。また、中心部と外周部で溶剤蒸気濃度の差が生じることから、溶剤蒸気の対流が発生し、それによる膜厚ムラも発生したと考えられる。なお、図6において、符号131aは貫通孔を表している。
また、図7に示すように個々の浸漬塗工槽の上方空間をメッシュ状円筒囲い131で囲った場合は、スジ状の膜厚ムラが発生した。これは、円筒状囲い131のある部分と、円筒状囲い131がない部分(図7中の黒塗り部分)とで、溶剤蒸気濃度の差が生じることに起因していると考えられる。さらに、遮風部の中心側から外側へ溶剤蒸気が逃げる際、比較例2では一の囲い壁131内から隣接する他の囲い壁131内へ移動する溶剤蒸気は二重メッシュを通過しなければならないのに対し、本発明(図3参照)では一重メッシュを通過すればよいため、本発明より比較例2の方が蒸気濃度差(塗膜の膜厚差)が大きくなる。
なお、比較例2において、貫通孔を有さない円筒状囲いを用いたところ、円筒状囲いの内部の蒸気濃度が高くなりすぎるために、軸方向の膜厚分布に問題が発生した。具体的には、基体上端部分の膜厚が薄く、基体下端分の膜厚が厚くなり、塗工速度を変速して動かしても解消できなかった。なお、図7において、符号231aは貫通孔を表している。
また、図8に示すように各浸漬塗工槽の上方空間を正方形のメッシュ状囲い331で囲った場合は、メッシュ状囲い331と孔部32aを通過した基体との距離の不均一さが大きくなり過ぎるため、それに伴って発生する溶剤蒸気濃度の不均一によると考えられる縦スジ状の膜厚ムラが発生した。なお、図8において、符号331aは貫通孔を表している。
これら比較例1〜3の問題を解決するため、鋭意検討を行ったところ、複数本の基体Sを同時に塗工する場合、個々の浸漬塗工層11の上端開口部11aの中心間距離Fを均等にし、各上端開口部11aの上方空間を、多数の貫通孔31aを有する囲い壁31によってそれぞれ正六角形(ハニカム構造)で囲むことで上記の問題をすべてクリアし、膜厚分布の差が極めて少ない感光体を塗工することができた。これは、個々の浸漬塗工槽11の上端開口部11aの中心間距離Fを均等にすることで、各浸漬塗工槽11から発生する溶剤蒸気濃度を可能な限り均一化することができ、さらに複数の上端開口部11aの上方に前記ハニカム構造を設けることで、図7で示した黒塗り部分のような蒸気濃度の差が発生していないことによるものと考えられる。
<電子写真感光体>
次に、図1に示した製造装置100により製造される電子写真感光体について説明する。
本発明の製造装置および製造方法によって製造される電子写真感光体は、単層型のものと、積層型のものとに大別されるが、本発明ではどちらのタイプの感光体であっても優れたものが提供される。
次に、図1に示した製造装置100により製造される電子写真感光体について説明する。
本発明の製造装置および製造方法によって製造される電子写真感光体は、単層型のものと、積層型のものとに大別されるが、本発明ではどちらのタイプの感光体であっても優れたものが提供される。
また、本発明における感光体は、基体Sの外周面上に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層が積層された積層構造を有するものに限定されず、例えば、電荷注入防止の目的で導電性基体と電荷発生物層の間に干渉防止層が設けられてもよく、最上層に保護層が設けられてもよく、これらの層も本発明の前記製造装置および製造方法によって形成することができる。また、下引き層を省略してもよい。
[導電性基体]
導電性基体は、電子写真感光体の電極としての機能と支持部材としての機能を有し、その構成材料は、当該技術分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼、チタンなどの金属材料:ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオキシメチレン、ポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙、ガラスなどからなる支持体表面に金属箔をラミネートしたもの、金属材料を蒸着したもの、導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗工したものなどが挙げられる。これらの中でも、JIS3003系、JIS5000系およびJIS6000系などのアルミニウム合金が特に好ましい。
導電性基体は、電子写真感光体の電極としての機能と支持部材としての機能を有し、その構成材料は、当該技術分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼、チタンなどの金属材料:ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオキシメチレン、ポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙、ガラスなどからなる支持体表面に金属箔をラミネートしたもの、金属材料を蒸着したもの、導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗工したものなどが挙げられる。これらの中でも、JIS3003系、JIS5000系およびJIS6000系などのアルミニウム合金が特に好ましい。
また、基体の形状は円筒形であり、通常、直径は10〜300mm、長さは200〜1000mmの範囲である。
基体の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品、熱水などによる表面処理、着色処理、表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
基体の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品、熱水などによる表面処理、着色処理、表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
[下引き層]
下引き層は、例えば、樹脂材料を適当な溶剤に溶解させて下引き層用塗工液を調製し、この塗工液を基体の表面に塗工し、乾燥により有機溶剤を除去することによって形成できる。
下引き層は、例えば、樹脂材料を適当な溶剤に溶解させて下引き層用塗工液を調製し、この塗工液を基体の表面に塗工し、乾燥により有機溶剤を除去することによって形成できる。
樹脂材料としては、後述する感光層(電荷発生層および電荷輸送層)に含まれるものと同様のバインダ樹脂に加えて、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロースなどの天然高分子材料などが挙げられ、これらの1種または2種以上を使用できる。これらの樹脂の中でも、ポリアミド樹脂が好ましく、特にアルコール可溶性ナイロン樹脂およびピペラジン系化合物を含有したポリアミド樹脂が特に好ましい。
樹脂材料を溶解または分散させる溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール類、メチルカルビトール、ブチルカルビトールなどのグライム類、ジクロロエタン、クロロホルムもしくはトリクロロエタンなどの塩素系溶剤、アセトン、ジオキソラン、これらの溶剤を2種以上混合した混合溶剤などが挙げられる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
また、下引き層用塗工液は、金属酸化物粒子を含んでいてもよい。金属酸化物粒子は、中間層の体積抵抗値を容易に調節でき、感光層への電荷の注入をさらに抑制できると共に、各種環境下において感光体の電気特性を維持できる。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化スズなどが挙げられる。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化スズなどが挙げられる。
下引き層用塗工液におけるバインダ樹脂と金属酸化物粒子との合計重量Cと溶剤の重量Dとの比率(C/D)は、1/99〜40/60が好ましく、2/98〜30/70が特に好ましい。
また、バインダ樹脂の重量Eと金属酸化物粒子の重量Fとの比率E/Fは、90/10〜1/99が好ましく、70/30〜5/95が特に好ましい。
また、バインダ樹脂の重量Eと金属酸化物粒子の重量Fとの比率E/Fは、90/10〜1/99が好ましく、70/30〜5/95が特に好ましい。
下引き層の塗膜の乾燥工程における温度は、使用した有機溶剤を除去し得る温度であれば特に限定されないが、50〜140℃が適当であり、80〜130℃が特に好ましい。
乾燥温度が50℃未満では、乾燥時間が長くなることがある。また、乾燥温度が140℃を超えると、感光体の繰返し使用時の電気的特性が悪化して、得られる画像が劣化するおそれがある。このような乾燥工程の温度条件は、下引き層のみならず後述する感光層などの層形成や他の処理においても共通する。
下引き層の膜厚は特に限定されないが、0.01〜20μmが好ましく、0.05〜10μmが特に好ましい。
乾燥温度が50℃未満では、乾燥時間が長くなることがある。また、乾燥温度が140℃を超えると、感光体の繰返し使用時の電気的特性が悪化して、得られる画像が劣化するおそれがある。このような乾燥工程の温度条件は、下引き層のみならず後述する感光層などの層形成や他の処理においても共通する。
下引き層の膜厚は特に限定されないが、0.01〜20μmが好ましく、0.05〜10μmが特に好ましい。
[電荷発生層]
電荷発生層は、画像形成装置などにおいて半導体レーザ光などの照射された光を吸収することによって電荷を発生する機能を有し、電荷発生物質を主成分とし、必要に応じてバインダ樹脂や添加剤を含有する。
電荷発生層は、画像形成装置などにおいて半導体レーザ光などの照射された光を吸収することによって電荷を発生する機能を有し、電荷発生物質を主成分とし、必要に応じてバインダ樹脂や添加剤を含有する。
電荷発生物質としては、当該分野で用いられる化合物を使用できる。
具体的には、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料およびトリスアゾ系顔料などのアゾ系顔料;インジゴおよびチオインジゴなどのインジゴ系顔料;ペリレンイミドおよびペリレン酸無水物などのペリレン系顔料;アントラキノンおよびピレンキノンなどの多環キノン系顔料;オキソチタニウムフタロシアニンなどの金属フタロシアニンおよび無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料;スクアリリウム色素、ピリリウム塩類、チオピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素などの有機光導電性材料;ならびにセレンおよび非晶質シリコンなどの無機光導電性材料などが挙げられ、露光波長域に感度を有するものを適宜選択して用いることができる。これらの電荷発生物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
具体的には、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料およびトリスアゾ系顔料などのアゾ系顔料;インジゴおよびチオインジゴなどのインジゴ系顔料;ペリレンイミドおよびペリレン酸無水物などのペリレン系顔料;アントラキノンおよびピレンキノンなどの多環キノン系顔料;オキソチタニウムフタロシアニンなどの金属フタロシアニンおよび無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料;スクアリリウム色素、ピリリウム塩類、チオピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素などの有機光導電性材料;ならびにセレンおよび非晶質シリコンなどの無機光導電性材料などが挙げられ、露光波長域に感度を有するものを適宜選択して用いることができる。これらの電荷発生物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
電荷発生層は、結着性を向上させる目的でバインダ樹脂を含有していてもよい。
バインダ樹脂としては、当該分野で用いられる結着性を有する樹脂を使用でき、電荷発生物質との相溶性に優れるものが好ましい。
具体的には、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、これらの樹脂を構成する繰返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂などが挙げられる。
バインダ樹脂としては、当該分野で用いられる結着性を有する樹脂を使用でき、電荷発生物質との相溶性に優れるものが好ましい。
具体的には、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、これらの樹脂を構成する繰返し単位のうちの2つ以上を含む共重合体樹脂などが挙げられる。
共重合体樹脂としては、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂およびアクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂などの絶縁性樹脂などが挙げられる。
バインダ樹脂はこれらに限定されるものではなく、この分野において一般に用いられる樹脂をバインダ樹脂として使用することができる。これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
バインダ樹脂はこれらに限定されるものではなく、この分野において一般に用いられる樹脂をバインダ樹脂として使用することができる。これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
溶剤としては、例えばジクロロメタン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどのエーテル類;1,2−ジメトキシエタンなどのエチレングリコールのアルキルエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶剤などが挙げられる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。これらの溶剤は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
電荷発生物質をバインダ樹脂溶液中に溶解または分散させるために、ペイントシェーカ、ボールミルおよびサンドミルなどの分散機を用いることができる。このとき、容器および分散機を構成する部材から摩耗などによって不純物が発生し、塗工液中に混入しないように、分散条件を適宜設定するのが好ましい。
その他の工程やその条件は、下引き層の形成に準ずる。
電荷発生層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは0.05〜5μm、より好ましくは0.1〜1μmである。
その他の工程やその条件は、下引き層の形成に準ずる。
電荷発生層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは0.05〜5μm、より好ましくは0.1〜1μmである。
[電荷輸送層]
電荷輸送層は、電荷発生物質で発生した電荷を受入れ感光体表面まで輸送する機能を有し、電荷輸送物質およびバインダ樹脂、必要に応じて添加剤を含有する。
電荷輸送物質13としては、当該分野で用いられる化合物を使用できる。
具体的には、カルバゾール誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、多環芳香族化合物、インドール誘導体、ピラゾリン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、エナミン誘導体、ベンジジン誘導体、これらの化合物から誘導される基を主鎖または側鎖に有するポリマー(ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリ−1−ビニルピレン、エチルカルバゾール−ホルムアルデヒド樹脂、トリフェニルメタンポリマー、ポリ−9−ビニルアントラセンなど)、ポリシランなどが挙げられる。これらの電荷輸送物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合せて使用することができる。
電荷輸送層は、電荷発生物質で発生した電荷を受入れ感光体表面まで輸送する機能を有し、電荷輸送物質およびバインダ樹脂、必要に応じて添加剤を含有する。
電荷輸送物質13としては、当該分野で用いられる化合物を使用できる。
具体的には、カルバゾール誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、多環芳香族化合物、インドール誘導体、ピラゾリン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、エナミン誘導体、ベンジジン誘導体、これらの化合物から誘導される基を主鎖または側鎖に有するポリマー(ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリ−1−ビニルピレン、エチルカルバゾール−ホルムアルデヒド樹脂、トリフェニルメタンポリマー、ポリ−9−ビニルアントラセンなど)、ポリシランなどが挙げられる。これらの電荷輸送物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合せて使用することができる。
電荷輸送層に用いられるバインダ樹脂としては、当該分野で用いられる結着性を有する樹脂を使用でき、電荷発生物質との相溶性に優れるものが好ましい。
具体的には、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体樹脂およびそれらの共重合体樹脂、ならびにポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、フェノキシ、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂などの樹脂、これらの樹脂を部分的に架橋した熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
具体的には、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのビニル重合体樹脂およびそれらの共重合体樹脂、ならびにポリカーボネート、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリスルホン、フェノキシ、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂などの樹脂、これらの樹脂を部分的に架橋した熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらのバインダ樹脂は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
これらの中でも、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレートおよびポリフェニレンオキサイドは、体積抵抗値が1013Ω以上であって電気絶縁性に優れ、かつ成膜性、電位特性などにも優れるので好ましく、ポリカーボネートが特に好ましい。
電荷輸送物質とバインダ樹脂との比率A/Bは、好ましくは10/12〜10/30で用いられる。
電荷輸送物質とバインダ樹脂との比率A/Bは、好ましくは10/12〜10/30で用いられる。
溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびモノクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ジクロロメタンおよびジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、THF、ジオキサンおよびジメトキシメチルエーテルなどのエーテル類、ならびにN,N−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶剤などが挙げられる。また必要に応じてアルコール類、アセトニトリルまたはメチルエチルケトンなどの溶剤をさらに加えて使用することもできる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。これらの溶剤は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。
電荷輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは5〜50μm、より好ましくは10〜40μmである。
なお、単層型電子写真感光体を製造する場合の塗工液は、前記の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂および溶剤を混合(分散)して調合される。
なお、単層型電子写真感光体を製造する場合の塗工液は、前記の電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂および溶剤を混合(分散)して調合される。
<画像形成装置>
図4は本発明の製造装置を用いて製造された電子写真感光体を備えた画像形成装置の要部構成を示す模式側面図である。
以下、図面を用いて本発明における画像形成装置およびその動作について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図4は本発明の製造装置を用いて製造された電子写真感光体を備えた画像形成装置の要部構成を示す模式側面図である。
以下、図面を用いて本発明における画像形成装置およびその動作について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図4に示すように、本発明における画像形成装置Mは、本発明の製造装置および製造方法によって製造された電子写真感光体1と、感光体1を帯電させる帯電部2と、帯電された感光体1を露光して静電潜像を形成する露光部3と、露光によって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部4と、現像によって形成されたトナー像を記録媒体K上に転写する転写部5と、転写されたトナー像を記録媒体K上に定着して画像を形成する定着部6と、感光体1に残留するトナーを除去し回収するクリーニング部7と、感光体1に残留する表面電荷を除電する除電部(図示省略)とを備える。
帯電部2、露光部3、現像部4、転写部5、クリーニング部6および除電部は、この順序で、感光体1の外周面に沿って、矢符Aで示される感光体1の回転方向上流側から下流側に向って配置される。
感光体1は、図示しない画像形成装置の本体フレームに回転自在に支持され、図示しない駆動部によって回転軸線G回りに矢符A方向に回転駆動される。
駆動部は、例えば、電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体1の芯体を構成する導電性基体に伝えることによって、感光体1を所定の周速度で回転駆動させる。
駆動部は、例えば、電動機と減速歯車とを含んで構成され、その駆動力を感光体1の芯体を構成する導電性基体に伝えることによって、感光体1を所定の周速度で回転駆動させる。
帯電部2は、感光体1の外周面を均一に所定の電位に帯電させる帯電器である。帯電器としては、非接触帯電方式であるコロナ帯電方式、接触帯電方式である帯電ローラもしくは帯電ブラシによる方式が挙げられる。
これらの中でも、直流電圧のみを印可した接触帯電方式がオゾンの発生と感光体1へのダメージという観点で優れているが、感光体1の膜厚差が画像上濃淡として発生しやすいという問題がある。このような帯電器を用いた場合でも、本発明の製造装置および製造方法で製造した感光体1を用いることで、画像上に膜厚バラツキに伴う画像不良を発生しない高品位な画像形成装置Mを提供することができる。
これらの中でも、直流電圧のみを印可した接触帯電方式がオゾンの発生と感光体1へのダメージという観点で優れているが、感光体1の膜厚差が画像上濃淡として発生しやすいという問題がある。このような帯電器を用いた場合でも、本発明の製造装置および製造方法で製造した感光体1を用いることで、画像上に膜厚バラツキに伴う画像不良を発生しない高品位な画像形成装置Mを提供することができる。
露光部3は、例えば、半導体レーザもしくはLEDを光源として備え、光源から出力される光を、帯電部3と現像部4との間の感光体1の表面に照射することによって、帯電された感光体1の外周面に対して画像情報に応じた露光を施す。光は、主走査方向である感光体1の回転軸線Gの延びる方向に繰返し走査され、これらが結像して感光体1の表面に静電潜像が順次形成される。すなわち、帯電部2により均一に帯電された感光体1の帯電量が光の照射および非照射によって差異が生じて静電潜像が形成される。
現像部4は、露光によって感光体1の表面に形成される静電潜像を、現像剤(トナー)によって現像する現像器であり、感光体1を臨んで設けられている。現像部4は、感光体1の外周面にトナーを供給する現像ローラ4aと、現像ローラ4aを感光体1の回転軸線Gと平行な回転軸線まわりに回転可能に支持すると共にその内部空間にトナーを含む現像剤を収容するケーシング4bとを備える。
転写部5は、現像によって感光体1の外周面に形成される可視像であるトナー像を、図示しない搬送手段によって矢符B方向から感光体1と転写部34との間に供給される記録媒体Kである転写紙上に転写させる転写帯電器である。転写帯電器としては、例えば、帯電手段を備え、記録媒体Kにトナーと逆極性の電荷を与えることによってトナー像を記録媒体K上に転写させる接触式の転写手段である。
クリーニング部7は、転写部5による転写動作後に感光体1の外周面に残留するトナーを除去し回収する清掃手段であり、積層型感光体1の外周面に残留するトナーを剥離させるクリーニングブレード7aと、クリーニングブレード7aによって剥離されたトナーを収容する回収用ケーシング7bとを備える。なお、クリーニング部7は、図示しない除電部(除電ランプ)と共に設けられる。
転写された画像を定着させる定着部6は、感光体1と転写部5との間を通過した記録媒体Kが搬送される下流側に設けられている。定着部6は、図示しない加熱手段を有する加熱ローラ6aと、対向する加熱ローラ35aに押圧されて当接部を形成する加圧ローラ6bとを備える。
また、画像形成装置Mは、転写部5とクリーニング部7との間に設けられて記録媒体Kと感光体1を分離する分離部8と、画像形成装置Mにおける各構成要素を収容するケーシング9とを備える。
この画像形成装置Mによる画像形成動作は、次のようにして行われる。
まず、感光体1が駆動部によって矢符A方向に回転駆動されると、露光部3による光の結像点よりも感光体1の回転方向上流側に設けられる帯電器2によって、感光体1の表面が正の所定電位に均一に帯電される。
次いで、露光部3から、感光体1の表面に対して画像情報に応じた光が照射される。感光体1は、この露光によって、光が照射された部分の表面電荷が除去され、光が照射された部分の表面電位と光が照射されなかった部分の表面電位とに差異が生じ、静電潜像が形成される。
まず、感光体1が駆動部によって矢符A方向に回転駆動されると、露光部3による光の結像点よりも感光体1の回転方向上流側に設けられる帯電器2によって、感光体1の表面が正の所定電位に均一に帯電される。
次いで、露光部3から、感光体1の表面に対して画像情報に応じた光が照射される。感光体1は、この露光によって、光が照射された部分の表面電荷が除去され、光が照射された部分の表面電位と光が照射されなかった部分の表面電位とに差異が生じ、静電潜像が形成される。
露光部3による光の結像点よりも感光体1の回転方向下流側に設けられる現像部4から、静電潜像の形成された感光体1の表面にトナーが供給されて静電潜像が現像され、トナー像が形成される。
感光体1に対する露光と同期して、感光体1と転写部5との間に、記録媒体Kが供給される。転写部5によって、供給された記録媒体Kにトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体1の表面に形成されたトナー像が、記録媒体K上に転写される。
感光体1に対する露光と同期して、感光体1と転写部5との間に、記録媒体Kが供給される。転写部5によって、供給された記録媒体Kにトナーと逆極性の電荷が与えられ、感光体1の表面に形成されたトナー像が、記録媒体K上に転写される。
トナー像を転写された記録媒体Kは、搬送手段によって定着部6に搬送され、定着部6の加熱ローラ6aと加圧ローラ6bとの当接部を通過する際に加熱および加圧され、トナー像が記録媒体Kに定着されて堅牢な画像となる。このようにして画像が形成された記録媒体Kは、搬送手段によって画像形成装置Mの外部へ排紙される。
一方、転写部5によるトナー像の転写後も感光体1の表面上に残留するトナーは、クリーニング部7によって積層型感光体1の表面から剥離されて回収されると共に、除電部によって感光体1の表面が除電される。その後、感光体1はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の動作が繰返されて連続的に画像が形成される。
一方、転写部5によるトナー像の転写後も感光体1の表面上に残留するトナーは、クリーニング部7によって積層型感光体1の表面から剥離されて回収されると共に、除電部によって感光体1の表面が除電される。その後、感光体1はさらに回転駆動され、再度帯電から始まる一連の動作が繰返されて連続的に画像が形成される。
以下に実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
<下引き層用塗液の調製>
酸化チタン(昭和電工株式会社製、商品名:TS−043)3重量部および共重合ポリアミド(ナイロン)(東レ株式会社製、商品名:CM8000)2重量部を、メチルアルコール25重量部に加え、ペイントシェーカーにて8時間分散処理して下引き層用塗工液を調製した。
酸化チタン(昭和電工株式会社製、商品名:TS−043)3重量部および共重合ポリアミド(ナイロン)(東レ株式会社製、商品名:CM8000)2重量部を、メチルアルコール25重量部に加え、ペイントシェーカーにて8時間分散処理して下引き層用塗工液を調製した。
<電荷発生層用塗工液の調製>
まず、下記構造式で示される電荷発生物質を以下のようにして作製した。
ジイミノイソインドリン29.2gおよびスルホラン200mlを混合し、さらにチタニウムテトライソプロポキシド17.0gを加え、窒素雰囲気下、140℃で2時間反応させた。得られた反応混合物を放冷した後、析出物を濾取し、クロロホルムおよび2%の塩酸水溶液で順次洗浄し、さらに水およびメタノールで順次洗浄し、乾燥させて青紫色の結晶物25.5gを得た。
まず、下記構造式で示される電荷発生物質を以下のようにして作製した。
得られた化合物の化学分析の結果、上記構造式で示されるオキソチタニルフタロシアニンであることを確認した(収率88.5%)。
得られたチタニルフタロシアニン1重量部およびブチラール樹脂(電気化学工業株式会社製、商品名:BM−2)1重量部を、メチルエチルケトン98重量部に加え、ペイントシェーカにて2時間分散処理して電荷発生層用塗工液を調製した。
得られたチタニルフタロシアニン1重量部およびブチラール樹脂(電気化学工業株式会社製、商品名:BM−2)1重量部を、メチルエチルケトン98重量部に加え、ペイントシェーカにて2時間分散処理して電荷発生層用塗工液を調製した。
<電荷輸送層用塗工液の調製>
電荷輸送物質としての下記構造式で表されるトリフェニルアミン系化合物(TPD)(東京化成工業株式会社製、商品名:D2448)2重量部、Z型ポリカーボネート(帝人化成株式会社製、商品名:TS2050)3重量部、テトラヒドロフラン24重量部を加え、電荷輸送層用塗工液を調製した。
電荷輸送物質としての下記構造式で表されるトリフェニルアミン系化合物(TPD)(東京化成工業株式会社製、商品名:D2448)2重量部、Z型ポリカーボネート(帝人化成株式会社製、商品名:TS2050)3重量部、テトラヒドロフラン24重量部を加え、電荷輸送層用塗工液を調製した。
(実施例1)
下引き層用、電荷発生層用および電荷輸送層用の製造装置3機を用意した。各製造装置は、図1〜図3で説明した製造装置であって、遮風部30の囲い壁31としては材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網を用いた。また、塗工部10における隣接する2つの浸漬塗工層11aの上端開口部11aの間隔Fは80mmであり、遮風部30の孔部32aの直径は60mmであった。
下引き層用、電荷発生層用および電荷輸送層用の製造装置3機を用意した。各製造装置は、図1〜図3で説明した製造装置であって、遮風部30の囲い壁31としては材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網を用いた。また、塗工部10における隣接する2つの浸漬塗工層11aの上端開口部11aの間隔Fは80mmであり、遮風部30の孔部32aの直径は60mmであった。
表面粗度Rzが0.80であり、直径30mm、長さ357mmの円筒状アルミニウム基体に、下引き層用塗工液を、乾燥膜厚が1.0μmになるような引上げ速度で塗工し、自然乾燥させた。
次いで、電荷発生層用塗工液を、乾燥膜厚が0.2μmになるような引上げ速度で塗工し、自然乾燥した。
さらに、電荷輸送層用塗工液を、乾燥膜厚が28μmになるような引上げ速度で塗工し、乾燥温度130℃で60分間乾燥した。
このようにして同時に17本の感光体を作製した。
次いで、電荷発生層用塗工液を、乾燥膜厚が0.2μmになるような引上げ速度で塗工し、自然乾燥した。
さらに、電荷輸送層用塗工液を、乾燥膜厚が28μmになるような引上げ速度で塗工し、乾燥温度130℃で60分間乾燥した。
このようにして同時に17本の感光体を作製した。
(実施例2)
囲い壁31の目開きを69μm、開孔率30%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
囲い壁31の目開きを69μm、開孔率30%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(実施例3)
囲い壁31の目開きを87μm、開孔率47%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
囲い壁31の目開きを87μm、開孔率47%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(実施例4)
囲い壁31の目開きを50μm、開孔率41%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
囲い壁31の目開きを50μm、開孔率41%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(実施例5)
囲い壁31の目開きを96μm、開孔率46%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
囲い壁31の目開きを96μm、開孔率46%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(比較例1)
材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網からなる大きい1つの囲い壁131aを備えた図6の遮風部130を用いたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。なお、遮風部130における外側の孔部32aと囲い壁131aとの最小間隔は40mmであった。
材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網からなる大きい1つの囲い壁131aを備えた図6の遮風部130を用いたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。なお、遮風部130における外側の孔部32aと囲い壁131aとの最小間隔は40mmであった。
(比較例2)
材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網からなる同じ大きさの複数の円筒状囲い壁231aを備えた図7の遮風部230を用いたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。なお、隣接する2つの囲い壁231aが当接するように複数の囲い壁231aを配置した。
材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網からなる同じ大きさの複数の円筒状囲い壁231aを備えた図7の遮風部230を用いたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。なお、隣接する2つの囲い壁231aが当接するように複数の囲い壁231aを配置した。
(比較例3)
材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網からなる同じ大きさの複数の角筒状囲い壁331aを備えた図8の遮風部330を用いたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
材質がSUS304であり、目開き75μm、開孔率34%の金網からなる同じ大きさの複数の角筒状囲い壁331aを備えた図8の遮風部330を用いたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(比較例4)
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを66μm、開孔率27%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを66μm、開孔率27%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(比較例5)
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを74μm、開孔率52%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを74μm、開孔率52%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(比較例6)
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを104μm、開孔率38%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを104μm、開孔率38%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(比較例7)
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを48μm、開孔率43%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
図3の遮風部30における囲い壁31aの目開きを48μm、開孔率43%にしたこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
(比較例8)
図3の遮風部30における囲い壁31aを取り外したこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
図3の遮風部30における囲い壁31aを取り外したこと以外は、実施例1と同様にして感光体を作製した。
[評価]
作製した実施例1〜5および比較例1〜8の各感光体の総膜厚を膜厚測定装置(フィルメトリックス社製、型式:F−20−EXR)で測定して膜の均一性を評価した。測定は、感光体それぞれにつき、塗工上端から78.5、127.5、278.5mmの位置を周方向に10°おきに36点測定し、それぞれの位置での最大値と最小値の差Δを求めた。17本同時に塗工した感光体について、Δの平均値および標準偏差を求めた。
さらに、塗工上端から20.0mmの位置を同様に周方向に10°おきに36点測定し、塗工上端から20.0mmの位置の平均値と127.5mmの位置の平均値の差を求めた。また、1本あたりの感光体内全測定点(144点)の最大値と最小値の差を求め、17本同時に塗工した感光体の中で最も差が大きかった値を求めた。
作製した実施例1〜5および比較例1〜8の各感光体の総膜厚を膜厚測定装置(フィルメトリックス社製、型式:F−20−EXR)で測定して膜の均一性を評価した。測定は、感光体それぞれにつき、塗工上端から78.5、127.5、278.5mmの位置を周方向に10°おきに36点測定し、それぞれの位置での最大値と最小値の差Δを求めた。17本同時に塗工した感光体について、Δの平均値および標準偏差を求めた。
さらに、塗工上端から20.0mmの位置を同様に周方向に10°おきに36点測定し、塗工上端から20.0mmの位置の平均値と127.5mmの位置の平均値の差を求めた。また、1本あたりの感光体内全測定点(144点)の最大値と最小値の差を求め、17本同時に塗工した感光体の中で最も差が大きかった値を求めた。
さらに、直流電圧のみを印可した接触帯電方式(帯電ローラー)に改造したデジタル複写機(シャープ株式会社製、型式:MX−5111FN)の黒色用ユニットに感光体を装着し、A4用紙にハーフトーン画像を5枚出力し画像評価を行った。
以上の評価結果を表1に示した。
表1の結果から、次のことがわかる。
実施例1〜5と比較例1〜8の比較より、本発明の製造装置を用いることで、複数本の導電性基体を同時に塗工した場合でも、得られた各感光体の膜厚分布に差がなく、ハーフトーン画像上にも筋状およびランダム状の模様が発生せず良好な結果が得られることがわかる。
また、実施例2、3および比較例4、5より、囲い壁に用いる金網の開孔率が30%〜50%の範囲だと膜厚分布も画像も良好であるが、開孔率が30%より小さいと塗工上端20mm位置の膜厚が薄くなり、画像上もその部分が薄くなり問題となることがわかった。さらに、開孔率が50%より大きいと周方向膜厚差が大きく、かつ感光体を複数本製造した際の膜厚バラツキも大きくなることがわかる。
また、実施例4、5および比較例6、7より、囲い壁に用いる金網の目開きが50μm〜100μmの範囲だと膜厚分布も画像も良好であるが、目開きが50μmより小さいと塗工上端20mm位置の膜厚が薄くなり、画像上もその部分が薄くなり問題となることがわかった。さらに、目開きが100μmより大きいと周方向膜厚差が大きく、かつ感光体を複数本製造した際の膜厚バラツキも大きくなることがわかる。
実施例1〜5と比較例1〜8の比較より、本発明の製造装置を用いることで、複数本の導電性基体を同時に塗工した場合でも、得られた各感光体の膜厚分布に差がなく、ハーフトーン画像上にも筋状およびランダム状の模様が発生せず良好な結果が得られることがわかる。
また、実施例2、3および比較例4、5より、囲い壁に用いる金網の開孔率が30%〜50%の範囲だと膜厚分布も画像も良好であるが、開孔率が30%より小さいと塗工上端20mm位置の膜厚が薄くなり、画像上もその部分が薄くなり問題となることがわかった。さらに、開孔率が50%より大きいと周方向膜厚差が大きく、かつ感光体を複数本製造した際の膜厚バラツキも大きくなることがわかる。
また、実施例4、5および比較例6、7より、囲い壁に用いる金網の目開きが50μm〜100μmの範囲だと膜厚分布も画像も良好であるが、目開きが50μmより小さいと塗工上端20mm位置の膜厚が薄くなり、画像上もその部分が薄くなり問題となることがわかった。さらに、目開きが100μmより大きいと周方向膜厚差が大きく、かつ感光体を複数本製造した際の膜厚バラツキも大きくなることがわかる。
また、比較例1(図6)のように遮風部130の外周部分を囲い壁131aにて囲った場合には、外周部分と中心部分で溶剤蒸気に差が見られることから、17本の基体を同時に塗工した際、感光体の外周側で形成した感光体の膜厚と中心側で形成した感光体の膜厚の膜厚差が大きく画像上問題となった。
また、比較例2(図7)のように個々の浸漬塗工槽の上方空間を円筒状金網からなる囲い壁213aで囲った場合は、17本の感光体全てで筋状の膜厚ムラが発生した。これは、円筒状の囲い壁231aのある部分とない部分(図7中の黒塗り部分)で溶剤蒸気濃度の差が生じること、および、隣り合う円筒どうしで壁面が2重になる部分が起因していると考えられる。
また、比較例3(図8)のように個々の浸漬塗工槽の上方空間を角筒状金網からなる囲い壁313aで囲った場合も、筋状の膜厚ムラが発生した。これは囲い壁313aから孔部32aの外周縁までの距離が不均一であり、それに伴う溶剤蒸気濃度の不均一によると考えられる。
また、比較例2(図7)のように個々の浸漬塗工槽の上方空間を円筒状金網からなる囲い壁213aで囲った場合は、17本の感光体全てで筋状の膜厚ムラが発生した。これは、円筒状の囲い壁231aのある部分とない部分(図7中の黒塗り部分)で溶剤蒸気濃度の差が生じること、および、隣り合う円筒どうしで壁面が2重になる部分が起因していると考えられる。
また、比較例3(図8)のように個々の浸漬塗工槽の上方空間を角筒状金網からなる囲い壁313aで囲った場合も、筋状の膜厚ムラが発生した。これは囲い壁313aから孔部32aの外周縁までの距離が不均一であり、それに伴う溶剤蒸気濃度の不均一によると考えられる。
また、表1の結果から、実施例1〜5においては、導電性基体上の塗膜の最大膜厚と最小膜厚との差が画像形成領域内において1.0μm以下となったことがわかり、比較例1〜6においては、導電性基体上の塗膜の最大膜厚と最小膜厚との差が画像形成領域内において1.0μm以上となったことがわかった。なお、表1における「1本あたりの感光体最大値と最小値の差」とは「感光体1本あたりの導電性基体上の塗膜の最大膜厚と最小膜厚の差」を意味している。
(まとめ)
本発明の電子写真感光体の製造装置は、導電性基体を塗工する塗工液が収容される浸漬塗工槽が相互に近接して複数配置されてなる塗工部と、この塗工部の上部に設けられた遮風部とを備え、
前記複数の浸漬塗工槽はそれぞれ上端開口部を有し、
前記遮風部は、複数の前記上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁を有し、
前記複数の囲い壁にはそれぞれ多数の貫通孔が形成されている。
本発明の電子写真感光体の製造装置は、導電性基体を塗工する塗工液が収容される浸漬塗工槽が相互に近接して複数配置されてなる塗工部と、この塗工部の上部に設けられた遮風部とを備え、
前記複数の浸漬塗工槽はそれぞれ上端開口部を有し、
前記遮風部は、複数の前記上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁を有し、
前記複数の囲い壁にはそれぞれ多数の貫通孔が形成されている。
本発明の電子写真感光体の製造装置は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。
(1)前記囲い壁は単位面積当たり30〜50%の開孔率を有し、1つの前記貫通孔は2500〜10000μm2の開孔面積を有してもよい。
このようにすれば、導電性基体の外周面に形成される塗膜における軸方向および周方向の膜厚差を確実に小さく抑えることができる。
(1)前記囲い壁は単位面積当たり30〜50%の開孔率を有し、1つの前記貫通孔は2500〜10000μm2の開孔面積を有してもよい。
このようにすれば、導電性基体の外周面に形成される塗膜における軸方向および周方向の膜厚差を確実に小さく抑えることができる。
(2)前記多数の貫通孔の形状は、一辺の長さが50〜100μmの正方形であってもよく、あるいは直径57〜112μmの円形であってもよい。
このようにすれば、目開き50〜100μmの金網、あるいは直径57〜112μmの貫通孔31aが均一なサイズで多数形成されたプラスチックフィルムを囲い壁の材料として用いることができる。
同一の囲い壁における多数の貫通孔は、高さ方向および周方向に均一であることが好ましい。また、複数の囲い壁において、中心側の囲い壁の貫通孔の大きさと、外側の囲い壁の貫通孔の大きさは、同じでもよいが、中心側の溶剤蒸気の移動をしやすくするために、中心側の貫通孔を外側の貫通孔より大きくすることが好ましい。
このようにすれば、目開き50〜100μmの金網、あるいは直径57〜112μmの貫通孔31aが均一なサイズで多数形成されたプラスチックフィルムを囲い壁の材料として用いることができる。
同一の囲い壁における多数の貫通孔は、高さ方向および周方向に均一であることが好ましい。また、複数の囲い壁において、中心側の囲い壁の貫通孔の大きさと、外側の囲い壁の貫通孔の大きさは、同じでもよいが、中心側の溶剤蒸気の移動をしやすくするために、中心側の貫通孔を外側の貫通孔より大きくすることが好ましい。
(3)前記複数の浸漬塗工槽において、隣接する2つの前記浸漬塗工槽の上端開口部の中心間距離が同一の距離に設定されていてもよい。
このようにすれば、導電性基体の外周面に形成される塗膜における軸方向および周方向の膜厚差をより小さく抑えることができる。なお、複数本の感光体を同時に効率よく製造する上で、中心間距離はできるだけ小さい方が好ましい。
このようにすれば、導電性基体の外周面に形成される塗膜における軸方向および周方向の膜厚差をより小さく抑えることができる。なお、複数本の感光体を同時に効率よく製造する上で、中心間距離はできるだけ小さい方が好ましい。
(4)前記複数の浸漬塗工槽は、同一の内径を有する複数の円筒部材からなってもよい。
(5)前記複数の浸漬塗工槽は、下端開口部を有する筒形であり、
前記塗工部は、塗工液を収容する塗工液収容槽と、前記複数の浸漬塗工槽を前記塗工液収容槽内に収容した状態で支持する連結部材とをさらに備え、
前記遮風部は、前記複数の浸漬塗工槽の上方に設けられて前記複数の囲い壁を支持する支持板をさらに備え、
前記支持板は、前記複数の浸漬塗工槽の上端開口部に対応する位置に開口部を有していてもよい。
(5)前記複数の浸漬塗工槽は、下端開口部を有する筒形であり、
前記塗工部は、塗工液を収容する塗工液収容槽と、前記複数の浸漬塗工槽を前記塗工液収容槽内に収容した状態で支持する連結部材とをさらに備え、
前記遮風部は、前記複数の浸漬塗工槽の上方に設けられて前記複数の囲い壁を支持する支持板をさらに備え、
前記支持板は、前記複数の浸漬塗工槽の上端開口部に対応する位置に開口部を有していてもよい。
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 電子写真感光体
2 帯電部
3 露光部
4 現像部
5 転写部
6 定着部
7 クリーニング部
10 塗工部
11 浸漬塗工槽
11a 上端開口部
30 遮風部
31 囲い壁
31a 貫通孔
L 塗工液
M 画像形成装置
K 記録媒体
S 導電性基体
2 帯電部
3 露光部
4 現像部
5 転写部
6 定着部
7 クリーニング部
10 塗工部
11 浸漬塗工槽
11a 上端開口部
30 遮風部
31 囲い壁
31a 貫通孔
L 塗工液
M 画像形成装置
K 記録媒体
S 導電性基体
Claims (11)
- 導電性基体を塗工する塗工液が収容される浸漬塗工槽が相互に近接して複数配置されてなる塗工部と、この塗工部の上部に設けられた遮風部とを備え、
前記複数の浸漬塗工槽はそれぞれ上端開口部を有し、
前記遮風部は、複数の前記上端開口部の上方空間を平面視正六角形で隙間無く仕切るように立てられた複数の囲い壁を有し、
前記複数の囲い壁にはそれぞれ多数の貫通孔が形成されていることを特徴とする製造装置。 - 前記囲い壁は単位面積当たり30〜50%の開孔率を有し、1つの前記貫通孔は2500〜10000μm2の開孔面積を有する請求項1に記載の製造装置。
- 前記多数の貫通孔の形状は、一辺の長さが50〜100μmの正方形である請求項1または2に記載の製造装置。
- 前記多数の貫通孔の形状は、直径57〜112μmの円形である請求項1または2に記載の製造装置。
- 前記複数の浸漬塗工槽において、隣接する2つの前記浸漬塗工槽の上端開口部の中心間距離が同一の距離に設定されている請求項1〜4のいずれか1つに記載の製造装置。
- 前記複数の浸漬塗工槽は、同一の内径を有する複数の円筒部材からなる請求項5に記載の製造装置。
- 前記囲い壁が金網からなる請求項3に記載の製造装置。
- 前記複数の浸漬塗工槽は、下端開口部を有する筒形であり、
前記塗工部は、塗工液を収容する塗工液収容槽と、前記複数の浸漬塗工槽を前記塗工液収容槽内に収容した状態で支持する連結部材とをさらに備え、
前記遮風部は、前記複数の浸漬塗工槽の上方に設けられて前記複数の囲い壁を支持する支持板をさらに備え、
前記支持板は、前記複数の浸漬塗工槽の上端開口部に対応する位置に開口部を有している請求項1〜7のいずれか1つに記載の製造装置。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載の製造装置における複数の浸漬塗工槽の上端開口部を通して複数の導電性基体を塗工液に浸漬する工程と、塗工液中から前記導電性基体を複数の囲い壁よりも上方まで引き上げて塗膜を乾燥させる工程とを含む電子写真感光体の製造方法。
- 請求項9に記載の製造方法にて製造された電子写真感光体であって、導電性基体と、前記導電性基体の外周面上に少なくとも電荷発生層と電荷輸送層とを備え、
前記導電性基体上の塗膜の最大膜厚と最小膜厚との差が画像形成領域内において1.0μm以下である電子写真感光体。 - 請求項10に記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電部と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光部と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写部と、転写された前記トナー像を前記記録媒体上に定着して画像を形成する定着部と、前記電子写真感光体に残留するトナーを除去し回収するクリーニング部とを備えた画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013117821A JP2014233689A (ja) | 2013-06-04 | 2013-06-04 | 電子写真感光体の製造装置、それを用いた電子写真感光体の製造方法、それによって製造された電子写真感光体、およびその電子写真感光体を備えた画像形成装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018075540A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | シャープ株式会社 | 浸漬塗布装置並びに電子写真感光体及び画像形成装置 |
-
2013
- 2013-06-04 JP JP2013117821A patent/JP2014233689A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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