JP2006178393A - 画像読み取り装置、及び画像読み取り装置付き記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】読み取り部1と原稿Pとの間に透光性部材(コンタクトガラス)3を介し、原稿を搬送しながら画像読み取りを行う画像読み取り装置100において、透光性部材3の原稿Pと相対する面に防汚層を設けることとし、この防汚層は、少なくともシリコーン系材料を含有した材料を成膜し、さらにこれに電離放射線により架橋して改質されたものとする。
【選択図】図1
Description
そしてこの付着物がコンタクトガラスの読み取り位置に付着すると、読み取った画像信号にその影響が現れ、画像を劣化させる。
浮遊系の異物はホコリ、紙粉、トナー等で、粘着系の異物は、原稿についた糊がコンタクトガラスに付着し、原稿を通紙することによって、コンタクトガラスに付着した糊に原稿に乗っているトナーが堆積してできると考えられる。
このようにコンタクトガラスに浮遊系の異物が溜まってしまい、画像劣化に繋がる可能性が高い。
具体的には、上記のような異物がコンタクトガラスに付着しないような構造あるいは低表面エネルギーの防汚層を設けること、更には仮に異物がコンタクトガラスの画像読み取り部に存在しても、簡単に除去できるような構造及び耐摩耗性あるいは潤滑性を付与する防汚層構造を提案するものである。
さらに、このような異物が付着しにくい画像読み取り装置を具備することにより、常時高画質記録が維持できる記録装置(複写機)を提案するものである。
請求項1に係る発明においては、画像読み取り部と原稿との間に透光性部材を介し、原稿を搬送しながら画像読み取りを行う画像読み取り装置であって、透光性部材の前記原稿と相対する面に防汚層を設け、この防汚層は、少なくともシリコーン系材料を含有しており、シリコーン系材料は、電離放射線により架橋して改質されているものとした画像読み取り装置を提供する。
請求項2に係る発明においては、前記防汚層が、少なくとも放射線架橋性官能基を有するシリコーン系材料を含有しているものとする。
請求項3に係る発明においては、前記放射線架橋性官能基が、少なくともアクリロイルアルキル基、メタクリロイルアルキル基、及びメルカプトアルキル基のいずれかであるものとする。
請求項4に係る発明においては、前記防汚層が、少なくとも放射線架橋性官能基を有するフッ素基を持つシリコーン系材料を含有しているものとする。
請求項5に係る発明においては、前記防汚層が、少なくともフッ素基を持つシリコーン系材料と、パーフルオロポリエーテル構造を有する化合物、又はケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造を持つ化合物、又は加水分解性ケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造あるいはフッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基とを有する有機ケイ素構造を持つフッ素化合物とを含有しており、電離放射線により架橋して改質されているものとした画像読み取り装置を提供する。
請求項6に係る発明においては、前記透光性部材表面に、微細な凹凸が設けられているものとする。
請求項7に係る発明においては、前記防汚層は、前記透光性部材表面の前処理を行った後に設けられたものであり、前記透光性部材表面の前処理は、表面改質及び表面洗浄処理であり、当該前処理が、アルカリ処理、プラズマ処理、溶剤洗浄処理、エッチング処理の少なくともいずれかよりなるものとした画像読み取り装置を提供する。
請求項8に係る発明においては、前記電離放射線が、少なくとも電子線、ガンマ線、及び紫外線の、少なくともいずれか一種の放射線であるものとする。
請求項9に係る発明においては、前記電離放射線の照射が無酸素雰囲気下で行われ、かつ照射に要する線量範囲が1kGy〜10MGyであるものとした画像読み取り装置を提供する。
請求項10に係る発明においては、画像読み取り部と原稿との間に透光性部材を介し、原稿を搬送しながら画像読み取りを行う画像読み取り装置を具備する画像読み取り装置付き記録装置であって、前記透光性部材の前記原稿と相対する面に防汚層が設けることとし、この防汚層は、少なくともシリコーン系材料を含有しており、当該シリコーン系材料は、電離放射線により架橋して改質されているものであるものとした画像読み取り装置付き記録装置を提供する。
請求項11に係る発明においては、画像読み取り部と原稿との間に透光性部材を介し、原稿を搬送しながら画像読み取りを行う画像読み取り装置を具備する画像読み取り装置付き記録装置であって、前記透光性部材の前記原稿と相対する面に防汚層が設けられており、この防汚層が、少なくともフッ素基を持つシリコーン系材料と、パーフルオロポリエーテル構造を有する化合物、又はケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造を持つ化合物、又は加水分解性ケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造あるいはフッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基とを有する有機ケイ素構造を持つフッ素化合物とを含有しており、前記フッ素基を持つシリコーン系材料、及び前記フッ素化合物は、電離放射線により架橋して改質されているものとした画像読み取り装置付き記録装置を提供する。
また、凹部にシリコーン系材料(潤滑性及び防汚性材料)が塗布され、その上更に潤滑性及び防汚性材料を電離放射線により架橋して改質されることにより表面構造が変化し、特に潤滑性の向上が図られ、経時での防汚層の摩滅防止効果が得られ、優れた耐久性が実現でき、画質劣化の問題の解消が図られた。
さらに、電離放射線により架橋して改質する際に、電離放射線処理をすると該シリコーン系材料へ硬化収縮等の応力がかかり透光性部材との接合面に付加がかかるため、特にこれら表面改質及び表面洗浄処理を行うことは、接着性向上の寄与が大きく、効果的な耐摩耗性向上効果が得られた。
また、これらによる処理を行ったことにより、シリコーン系材料の構造が変化し、潤滑性の向上効果が得られ、経時での防汚層の摩滅を防止し、耐久性に優れ、画質劣化の問題の解消を実現することが可能となった。
図1に、本発明の画像読み取り装置(ADF)の概略構成図を示す。
この画像読み取り装置100は、給紙/分離部10、搬送部9、読み取り部1、及び排紙部40から構成されてなり、給紙、搬送、読み取り、排紙の一連の流れにより原稿Pの読み取りが行われる装置であるものとする。
搬送ローラ対8a、8bにより狭持され、送り出されてきた原稿Pは、コンタクトガラス3上を移動して、装置本体20の本体側ガイド20cに掬い取られる。
このとき、原稿Pが、搬送ローラ対8a、8b及び中間搬送ローラ11a、11bに狭持されている間は、原稿Pが張った状態で、コンタクトガラス3と非接触状態となっており、かつ読み取りガイド部材21との接触面が小さい状態が維持されている。
また、本体側ガイド(突起状部材)20cがコンタクトガラス3の下流端に設けられており、これがコンタクトガラス3の原稿通紙面より原稿Pを掬い上げる傾斜面を有しているとともに、コンタクトガラス3の上面には、原稿の上方へのバタつきを抑える原稿押さえ部材21が配置されている。
従来、多数回原稿の走行、画像読み取り、データ出力を繰り返すことにより、コンタクトガラス3上に付加していた防汚層は次第に大きく削られていき、最終的にはコンタクトガラス3表面から摩耗してしまい、防汚効果が得られなくなってしまっていた。
そこで本発明においては、コンタクトガラス3表面の防汚層の潤滑性、耐摩耗性についての向上を図るべく、防汚層の形成材料について、検討を行った。
その際原稿から紙の成分であるセルロース繊維やタルク、クレー、炭酸カルシウム、二酸化チタン等の粒子サイズが0.5〜10μmのてん料粒子、さらには紙表面に塗工したカオリン(Al2O3・2SiO2・2H2O)、炭酸カルシウム(CaCO3)、サチンホワイト(3CaO・Al2O3・3CaSO4・31〜32H2O)等の粒子サイズが0.5〜10μmの表面改質粒子等が、紙粉として脱落し、このコンタクトガラス面に付着する。
あるいは原稿面に付着しているトナー微粉や糊等の粘着質の物質もこの面に付着する。
更には、空気中に浮遊する塵埃等の異物が付着したり、不用意に手を触れて、汗、脂等が指紋状に付着したりすることもある。
そして上記トナー微粉、糊、汗、脂等は、他の粘着性がない異物をコンタクトガラス面に付着させるというさらに悪い影響を及ぼす。
通常、複写機等で原稿を固定し、画像読み取り部を移動させて原稿読み取りを行う場合、コンタクトガラス面の汚染が最終画像品質に与える影響は、その汚染部分のみ黒いスポット状の画像劣化となる。しかしながら、上記のように、画像読み取り部を固定し、原稿を移動させて原稿読み取りを行う場合は、コンタクトガラス面に存在する1個のスポット状の汚染であっても、副走査方向に繋がる、いわゆる黒スジの発生となってしまい、単なる黒いスポット状の画像劣化ではなく、その影響ははるかに大きい。
これら不具合を解消するために、本発明においては、コンタクトガラスの原稿と相対する面に防汚層を形成することとした。
防汚層は、少なくとも、シリコーン系材料を含有しているものとする。
例えば、放射線架橋性官能基を有するシリコーン系材料が適用でき、特に放射線架橋性官能基が少なくともアクリロイルアルキル基、メタクリロイルアルキル基及びメルカプトアルキル基であるシリコーン系材料が好適である。
シリコーン系材料を電離放射線により架橋して改質することによって、防汚性、潤滑性、耐久性について、優れた効果が得られるようになる。
例えば、シラン化合物やオルガノポリシロキサン等が挙げられる。
さらに具体的に、シラン化合物としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリクロルシラン、メチルトリブロムシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリt−ブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリクロルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリt−ブトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリクロルシラン、n−プロピルトリブロムシラン、n−プロピルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリt−ブトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリクロルシラン、n−ヘキシルトリブロムシラン、n−ヘキシルトリイソプロポキシシラン、n−ヘキシルトリt−ブトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、n−デシルトリエトキシシラン、n−デシルトリクロルシラン、n−デシルトリブロムシラン、n−デシルトリイソプロポキシシラン、n−デシルトリt−ブトキシシラン、n−オクタトリメトキシシラン、n−オクタトリエトキシシラン、n−オクタトリクロルシラン、n−オクタトリブロムシラン、n−オクタトリイソプロポキシシラン、n−オクタトリt−ブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルt−ブトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルメチルジクロルシラン、フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリt−ブトキシシラン、トリフルオロプロピルトリクロルシラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシシラン、トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリt−ブトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリt−ブトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メタアクリロキプロピルトリt−ブトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリt−ブトキシシラン、γ−メチルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリt−ブトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらの加水分解、脱水縮重合物等が電離放射線処理前の塗膜として形成される。
オルガノポリシロキサンは、側鎖、両末端、片末端、側鎖両末端に反応性基を有するものであってもよい。
なお、これらの材料は、フッ素により防汚層に防汚性を更に付与する効果があり、好適である。
なお、これらの材料は、フッ素により防汚層に防汚性を更に付与する上に、防汚層に耐摩耗性、潤滑性等を付与する効果があり好適である。このフッ素化合物としては、例えば下記(2)〜(5)の化合物が例示される。
R2で示される加水分解可能な基としては、アミノ基、アルコキシ基、塩素原子等が挙げられ、アルコキシ基の場合は、そのアルキル部分が炭素数1または2のものが好ましい。
上記R3で示される加水分解可能な基としては、アミノ基、アルコキシ基、塩素原子等が挙げられ、アルコキシ基の場合は、そのアルキル部分が炭素数1または2のものが好ましい。
また、上記フッ素化合物は、通常の製造方法によれば混合物として得られるので、分子量の異なった同種または異種材料を混合して用いることが可能である。
特に、フッ素基を持つシリコーン系材料を併用すると、各々の特性を併せ持った防汚層を形成でき、電離放射線処理後に良好な防汚層を形成することができる。
なお、混合比率は限定されるものではないので、相溶性が高い材料を混合することが好ましい。
更に本発明で形成される防汚層に含有される化合物に関し、フッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基とを有する有機ケイ素構造を持つ化合物で、少なくとも下記式(4)、(5)で表される構造の化合物が好適なものとして挙げられる。
R4で示される加水分解可能な基としては、例えばアミノ基、アルコキシ基、塩素原子等が挙げられ、アルコキシ基の場合は、そのアルキル部分が炭素数1または2のものが好ましい。
また、フッ素置換アルキル基:Rf1とパーフルオロポリエーテル基:(OCF2CF2CF2)のモル比、(Rf1/OCF2CF2CF2)は、0.1〜10が好適である。
このモル比が0.1未満であると、防汚層の撥水撥油性が低下し、離型性が低下する。
一方、このモル比が10を超えると、静電的に紙粉やゴミを付着し易くなり、また防汚層の可撓性の低下や潤滑性低下等が引き起こされ、耐久性が低下してしまう。
上記R6で示される加水分解可能な基としては、例えばアミノ基、アルコキシ基、塩素原子等が挙げられ、アルコキシ基の場合は、そのアルキル部分が炭素数1または2とすることが好ましい。
また、フッ素置換アルキル基Rf2とパーフルオロポリエーテル基(OCF2CF2)とのモル比(Rf2/OCF2CF2CF2)は、0.1〜10が好適である。
このモル比が0.1未満であると、防汚層の撥水撥油性が低下し、離型性が低下する。
一方、このモル比が10を超えると、静電的に紙粉やゴミを付着し易くなり、また防汚層の可撓性の低下や潤滑性低下等が引き起こされ、耐久性が低下してしまう。
特に、電離放射線処理後には良好な防汚層を形成することができ、耐摩耗性付与及び潤滑性付与の効果が高く、ゴミ等の異物付着を防止し、経時での防汚性付与層の摩滅を防止し、耐久性に優れ、画質劣化の問題の解消を実現することが可能となる。
なお、上記フッ素化合物は、分子中の全パーフルオロ基数が大きいほうが好ましい。これは、パーフルオロ基数が大きいほど電離放射線による架橋により、良好な改質防汚層が形成できるからである。
なお、上記比が0.1未満であると、防汚層の撥水撥油性が低下し、離型性が低下し、電離放射線による架橋で良好な防汚層が形成できないことが確かめられた。
また、上記比が10を超えると、静電的に紙粉やゴミを付着し易くなり、また防汚層の可撓性の低下や潤滑性低下等が引き起こされ、耐久性が低下してしまい、更には電離放射線による架橋を行っても、良好な特性を有する防汚層が形成できなくなってしまう。
更に、分子量が2000〜10000の範囲内とすることにより、良好な薄膜を形成できることが確かめられた。
一方、分子量が1000未満の場合、防汚性、耐摩耗性が劣化し、分子量が20000を超えると、塗膜形成について不良が生じた。
例えば、本発明とは分野や使用目的が異なるが眼鏡ガラスやレンズの曇り防止のため、あるいは水に対する濡れ防止のため用いることが提案され、また一部は市販品として入手可能な(例えばオプツールDSX(ダイキン工業(株)製)ものもあるが、本発明における化合物は、通常市販されているパーフルオロポリエーテルを原料として用い、末端に、例えば、ヨウ素を導入した後、これに、シラン化合物を反応させること等により合成できる。
すなわち、試薬としては、例えば
ヒドラス化学:12275-4(HFPOoligomer),12341-4(Hexafluropropene oxidetelomere,metylesters),15343-7(2H-Perfluoro-5,8,11,14-pentamethyl-3,6,9,12,15,18-hexaoxaheneicosane)、アズマックス:F05992NA(Perfluoro-3,6-dioxadecanoic acid methyl ester),F05992NH(Perfluoro-3,6-dioxaheptanoic acid methyl ester)等が適当でき、下記のような合成方法によって類似化合物を合成できる。
攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、及び温度計を具備する2.0Lの4つ口フラスコ中に、2617g(10.3モル)のヨウ素、213.2g(1.54モル)の炭酸カリウム、及び9000gのヘキサクロロ−1,3−ブタジエンを仕込み、系の温度を160℃に維持しながら、窒素気流下において、化学式F−(CF2CF2CF2O)n−CF2CF2COFで表されるω−フルオロポリパーフルオロオキセタンアシルフルオライド(平均分子量3900)4000g(1.03モル)を10mL/minの速度で滴下した。
滴下終了後、反応温度を185℃に上昇させ、20時間反応させた。
反応終了後、系を冷却した後、カリウム塩を濾別し、2層に分離した液相から分液ロートを用いて下層を分取した。これをアセトンを用いて数回洗浄した後、1Lのパーフルオロヘキサンに溶解し、ガラスフイルターによって微細な不溶物を濾別した。
得られた溶液から減圧下揮発分を完全に留去することによって、3890g(収率95%)の化学式F−(CF2CF2CF2O)n−CF2CF2Iで表わされるω−フルオロポリパーフルオロオキセタンヨウ素化物を得た。赤外吸収スペクトルより、1890cm-1の−C(=O)Fの吸収が完全に消失し、910cm-1に新たに−CF2Iの吸収が生じた。
攪拌機、滴下ロート、還流冷却器及び温度計を備えた200mLの4つ口フラスコ中に、上記合成例1において合成したF−(CF2CF2CF2O)n−CF2CF2Iで表わされるω−フルオロポリパーフルオロオキセタンヨウ素化物40gを、ヘキサフルオロテトラクロロブタン〔ダイフロンソルベントS−316(ダイキン工業社製)〕80gに溶解したもの、及びジ−t−ブチルパーオキシド1.5g(1×10-2モル)を仕込み、充分に系内を窒素置換した後、窒素気流下滴下ロートよりビニルトリクロロシラン16.1g(0.10モル)を滴下した。
滴下終了後、系内の温度を120℃に昇温させ、4時間反応させた。
反応終了後減圧下揮発分を完全に留去することによって末端にヨウ素を有するケイ素含有有機含フッ素ポリマー(A)38.7g(収率90%)を得た。
攪拌機、滴下ロート、還流冷却器、及び温度計を備えた200mLの4つ口フラスコ中に、上記合成例2において合成したケイ素含有有機含フッ素ポリマー(A)34.4g(8×10-3モル)をパーフルオロヘキサン50gに溶解したものを仕込み、亜鉛2.1g(3.2×10-2モル)を強攪拌分散させた。
氷水浴で系を冷却し、窒素気流下無水メタノール10gを滴下した。
滴下終了後、氷水浴を取り除き、加熱還流下2時間反応させた。
反応終了後、不溶物を濾別し、2層に分離した液相から分液ロートを用いて下層を分取した。
得られた溶液を、無水メタノールを用いて3回洗浄した後、減圧下揮発分を完全に留去することによって、末端が水素化されたケイ素含有有機含フッ素ポリマー(パーフルオロ基とパーフルオロエーテル基とを構造中に含有)(B)31.6g(収率92%)を得た。
具体的には、スピンコート、浸漬塗装、ロールコート、グラビアコート、カーテンフロー塗装法により塗布でき、室温あるいは加熱乾燥、室温あるいは加熱硬化等により塗膜を形成できる。また、蒸着法(加熱、真空)により塗膜を形成してもよい。
この形状効果により、原稿との接触面積が小さくなり、原稿の汚れ、特に粘着剤等の粘着性の汚れが付着し難くなり、防汚性付与効果が向上する。
また、この場合、凹部にシリコーン系材料(潤滑性及び防汚性材料)が塗布されることになり、更に電離放射線により架橋して改質することにより、表面構造が変化し、特に潤滑性が向上し、経時における防汚層の耐摩耗性が向上し、優れた耐久性が実現される。
その他、表面にSiO2粉を吹き付けたり、焼き付けたりして凹凸を付与する方法も適用できる。
なお、薬液を用いて表面処理を行う方法とは、例えば、フッ化水素、フッ化アンモニウム、純水と処理剤(酢酸、燐酸、塩酸、硫酸又はギ酸)を混合した薬液を用いてガラス表面に凹凸を形成する方法(具体的には、ガラス基材等を薬液に浸漬し、静置で処理する方法)であるものとする。
表面粗さが0.5Sを超えると、汚れが凹部に入り込むと、除去できなくなってしまうおそれがある。
汚れ物質としては、具体的には紙のてん料粒子や表面改質粒子等が挙げられるが、これらは、0.5〜10μmの大きさである。
従って、表面粗さが0.5Sより大である場合には、その凹凸の凹部にこれらの粒子(その大きさの下限値である0.5μm程度の粒子)が入り込み、容易には取れなくなる。
一方、0.5Sあるいはそれ以下であれば、少なくとも目視においてはほぼ鏡面状態が得られ、光学素子として充分な光の透過率が得られる。
前処理としては、アルカリ処理、プラズマ処理、溶剤洗浄処理、エッチング処理が挙げられ、これらは単独で、あるいは二種以上を組み合わせて行ってもよい。
このように前処理を行うことにより、透光性部材表面の官能基改質、清浄化、表面粗さ制御でき、透光性部材表面と防汚層との接着性が向上し、耐摩耗性、特に経時での防汚性付与層の摩滅を防止でき、優れた耐久性が実現できる。
電離放射線処理をすると、シリコーン系材料、フッ素基を持つシリコーン系材料、及びパーフルオロポリエーテル構造を有する化合物又はケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造を持つ化合物又は加水分解性ケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造あるいはフッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基と有する有機ケイ素構造を持つフッ素化合物を有する化合物へ応力がかかり、透光性部材との接合面に付加がかかるため、特に上記表面改質及び表面洗浄処理は、接着性向上効果、耐摩耗性向上効果を得るために効果的である。
例えばアルカリ処理は、ガラス基板をアルカリ性溶液中に浸漬し、必要に応じて超音波を照射しながらアルカリ洗浄を行い、ガラス基板に固着している不純物、残留異物をエッチング除去する。
これにより、防汚層との接合強度の向上が図られる。
また、具体的には、水素イオン濃度pHが10以上のアルカリ性水溶液、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、又はテトラメチル水酸化物等の溶液を含むアルカリ水溶液を使用してアルカリ洗浄を行うことができる。
アルカリ性水溶液でアルカリ洗浄を行うことにより、酸洗浄処理で形成された変質層がエッチング除去され、表層面が改質される。
なお、酸洗浄処理を行わずにアルカリ洗浄処理のみを行った場合は、アルカリ性水溶液はエッチング力が弱いため、僅かなエッチング処理しか行うことができない。
このため、表面に変質層が生じるのを回避すると共に異物がガラス基板に付着するのを防止するためには、上述の如く酸洗浄処理を行った後、アルカリ洗浄処理を行うことがより好ましい。
なお、ヘリウムは比較的低分子量であるため、透光性部材へのダメージが少なく、アルゴンは比較的高分子量であるため有機物以外も除去することができ、洗浄及び処理効率を高めることができる。
プラズマ処理においては、チャンバー内に透光性部材をセットして、O2ガスを導入した後、透光性部材を載置した下部電極とそれに対向して配置される上部電極との間に高周波電界を印加することによりO2ガスが励起され、透光性部材上の異物である有機物が除去されることとなる。
なお、プラズマ処理の条件は、表面処理、表面改質の効率や透光性部材の材質等の関係によって種々選択することが可能である。
但し、環境保全の観点から、フロン系 、芳香族炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系の使用は禁止され、溶剤転換が迫られており、その他の溶剤使用についても、環境規制法令管理下にあるため、溶剤の使用については制限が発生する。
特に本発明の溶剤処理は多量に使用するため、浸透性、水和性、環境性が重要となってくる。具体的には浸透性、水和性のバランスのために炭素数6以下のアルコール、ケトン、エーテル、エステル、含窒素化合物が最適であり、環境性のために脂肪族および脂環族化合物が好適である。
極性が強い多価アルコール、脂肪酸、アルデヒドは、水和性が大きいが浸透性が弱い。
一方、極性が弱い炭化水素、ハロゲン化炭化水素は、浸透性が強いが水和性が小さい。
これらの中からバランスの良好なものを選ぶと良い。水和性、浸透性がバランス良好であるのは、アルコール類、ケトン類、含窒素化合物類、エーテル類、エステル類である。
一方、炭素数が大きいほど無機性から有機性に向かい浸透性が増す傾向と、構造が大きくなることによる浸透性の減少の傾向がある。
この傾向の中で水和性と浸透性を両立させるものを選択するのが好ましい。
例えば、メタノール、エタノール、プロパルギルアルコール、アリルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジメチルエーテル、酸化プロピレン、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ビニールメチルエーテル等のエーテル類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、γ−ブチロラクトン、酢酸エチル等のエステル類、アセトニトリル、ジメチルアミン、アセトアミド、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、アリルアミン、キノリン等の含窒素化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
まず放射線の照射により分子鎖の切断、脱離が起きる。分子鎖の切断により生成した分子鎖末端反応活性点と、脱離により生成した反応活性点とが反応し、架橋が生じ、改質される。
例えば、まず前述のように防汚層を形成するシリコーン系材料、フッ素基を持つシリコーン系材料、及びパーフルオロポリエーテル構造を有する化合物又はケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造を持つ化合物又は加水分解性ケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造又はフッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基と有する有機ケイ素構造を持つフッ素化合物を塗膜形成し、そこに電離性放射線を照射する。
これにより、分子鎖が切断されれば真空中、あるいはヘリウム、アルゴン、窒素等の不活性ガス等のいずれのガス雰囲気であっても構わないが、特に無酸素雰囲気下が好ましい。
放射線の照射量は1kGy〜10MGy程度が望ましい。
1kGy未満では、分子鎖の切断効果が最終的な該材料特性の変化として反映され難く、一方、10MGyを超えて照射を行っても該材料特性はほとんど変化しなくなる。
特に1kGy〜500kGy程度が望ましく、好適には10〜300kGyである。
また、照射する際の雰囲気の温度が高温であるほど分子鎖の切断は促進され、液体窒素温度付近の低温度では分子鎖の運動が制限され、切断が抑制されるので、分子鎖の運動が制限され難い温度領域が好ましい。
また、電離放射線を照射する際の温度制御は、通常の気体循環式の恒温槽、赤外線ヒーター、あるいはパネルヒーター等を用いて間接あるいは直接的な熱源を利用して加熱することができ、その他、電子加速器から得られる電子線のエネルギーを制御することによる発熱をそのまま熱源として利用することもできる。
また、分子鎖の切断に要する放射線の量と、架橋に要する放射線の量を変化させることにより、改質された防汚層の特性を変化させることが可能となる。
防汚層を設けた画像読み取り装置の評価、コンタクトガラス3の防汚性、耐久性等の評価を下記に示したように実施した。
コンタクトガラス3の面について、以下に示すように表面改質を施したサンプルを作製した。
コンタクトガラスにシリコーン材料(信越化学製商品名:KF96SP)を、スプレーコートし、アルゴンガス雰囲気の照射容器に移して電子加速器で2MVに加速された電子を10kGy照射して架橋させ、改質された防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
シラン化合物(信越化学製商品名:KBM−7803)を、15cm/分の速度で引き上げて塗布した。塗布後は室温条件下で一昼夜放置して溶剤を揮散させた後、アルゴンガス雰囲気の照射容器に移して電子加速器で2MVに加速された電子を10kGy照射して架橋させ、改質された防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
ジメチルシロキサン(96.975モル%)−アクリロイルプロピルメチルシロキサン(3.0モル%)−トリメチルシロキサン(0.025モル%)の共重合体を、コンタクトガラス上に塗布し、紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し(照射条件:1000mJ/cm2 )、コンタクトガラス3上で硬化させた。更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移して電子加速器で2MVに加速された電子を50kGy照射して改質した防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
(メタクロキシプロピル)メチルシロキサン(7−9モル%)−ジメチルシロキサン共重合体(RMS−083:チッソ製)をコンタクトガラス上に塗布し、紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し(照射条件:2J/cm2 )、コンタクトガラス3上で硬化させた。更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移して電子加速器で2MVに加速された電子を50kGy照射して改質した防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
(メルカプトプロピル)メチルシロキサン重合体(SMS−992:チッソ製)をコンタクトガラス3上に塗布し、更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移して電子加速器で2MVに加速された電子を10kGy照射して改質した防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン(FMS−9921:チッソ製)をコンタクトガラス3上に塗布し、更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移して電子加速器で2MVに加速された電子を10kGy照射して改質した防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン(FMS−9921:チッソ製)を50重量%、オプツールDSX(ダイキン工業(株)製)を50重量%とし、その混合物をパーフルオロヘキサンで希釈して0.3重量%の溶液とし、コンタクトガラス3をこの溶液に浸漬し、15cm/分の速度で引き上げて塗布した。
塗布後は室温条件下で一昼夜放置して溶剤を揮散させた後、アルゴンガス雰囲気の照射容器に移して電子加速器で2MVに加速された電子を10kGy照射して架橋させ、改質された防汚層を持つコンタクトガラス3を得た。
シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン(FMS−9921:チッソ製)を30重量%、下記式(6)のフッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基と有する有機ケイ素構造を持つ化合物(分子量:約9600)70重量%を、パーフルオロヘキサンで希釈して0.1重量%の溶液とし、上記実施例7と同様に処理して改質された防汚層を持つコンタクトガラス3を得た。
C61F123−(OCF2CF2)55−CH2CHF(Si−(OCH3)3)・・・(6)
但し、(Rf(C61F123)/(OCF2CF2)=1.1である。)
フッ化水素、フッ化アンモニウム、純水、親水性カルボン酸を混合し、ガラス表面処理液とし、(組成は、フッ化水素:25重量%、フッ化アンモニウム:25重量%、純水:25重量%、親水性カルボン酸/プロピオン酸:25重量%)この処理液中にフロートガラス(日本板硝子株式会社製 化学強化ガラス FL3.2)を静置浸漬した。浸漬後、純水にて洗浄し、更にpHが10の水酸化カリウム水溶液で処理後、再度純水にて洗浄し、微細凹凸(表面粗さ:0.5S)のガラスを得、そのガラス表面に、上記実施例4と同様に処理して、改質された防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
(エポキシシクロへキシルエチルメチルシロキサン)(2−3モル%)−ジメチルシロキサン共重合体(EMS−234:チッソ製)をしみ込ませたステンレス製焼結フィルタ−(細孔径80〜100μm、直径18mmφ、厚さ3mm)を真空蒸着装置内にセットし、以下の条件で電子銃を用いて該焼結フィルタ−全体を加熱して、塗膜を形成したコンタクトガラス3を得、そのコンタクトガラス3を、上記実施例6と同様に処理して、改質された防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
(条件)
真空度:3.1×10-4 〜8.0×10-4Pa
(2.3×10-6〜6.0×10-6Torr)
加速電圧:6kV
印加電流:40mA
照射面積:3.5×3.5cm2
蒸着時間:5秒
実施例7の溶液をしみ込ませたステンレス製焼結フィルタ−(細孔径80〜100μm、直径18mmφ、厚さ3mm)を、真空蒸着装置内にセットし、以下の条件で電子銃を用いて該焼結フィルタ−全体を加熱して、塗膜を形成したコンタクトガラス3を得、そのコンタクトガラス3を、上記実施例7と同様に処理して、改質された防汚層を具備するコンタクトガラス3を得た。
(条件)
真空度:3.1×10-4 〜8.0×10-4Pa
(2.3×10-6〜6.0×10-6Torr)
加速電圧:6kV
印加電流:40mA
照射面積:3.5×3.5cm2
蒸着時間:5秒
コンタクトガラスにシリコーン材料(信越化学製商品名:KF96SP)を、スプレーコートし、アルゴンガス雰囲気の照射容器に移した。
しかし電子加速器で2MVに加速された電子を照射しなかった。その他の条件は、実施例1と同様にしてコンタクトガラス3を得た。
シラン化合物(信越化学製商品名:KBM−7803)を、15cm/分の速度で引き上げて塗布した。塗布後は室温条件下で一昼夜放置して溶剤を揮散させた後、アルゴンガス雰囲気の照射容器に移した。
しかし電子加速器で2MVに加速された電子を照射しなかった。その他の条件は、実施例2と同様にしてコンタクトガラス3を得た。
ジメチルシロキサン(96.975モル%)−アクリロイルプロピルメチルシロキサン(3.0モル%)−トリメチルシロキサン(0.025モル%)の共重合体を、コンタクトガラス上に塗布し、紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し(照射条件:1000mJ/cm2 )、コンタクトガラス3上で硬化させた。更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移した。
しかし、電子加速器で2MVに加速された電子を照射しなかった。その他の条件は、実施例3と同様にしてコンタクトガラス3を得た。
(メタクロイルプロピル)メチルシロキサン(7−9モル%)−ジメチルシロキサン共重合体(RMS−083:チッソ製)をコンタクトガラス上に塗布し、紫外線照射装置を用いて紫外線を照射し(照射条件:2J/cm2 )、コンタクトガラス3上で硬化させた。更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移し、電子加速器で2MVに加速された電子を0.05kGy照射した。その他の条件は、実施例4と同様にしてコンタクトガラス3を得た。
(メルカプトプロピル)メチルシロキサン重合体(SMS−992:チッソ製)をコンタクトガラス3上に塗布し、更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移した。
しかし、電子加速器で2MVに加速された電子を照射しなかった。その他の条件は、実施例5と同様にしてコンタクトガラス3を得た。
シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン(FMS−9921:チッソ製)をコンタクトガラス3上に塗布し、更にこのコンタクトガラス3をアルゴンガス雰囲気の照射容器に移した。
しかし、電子加速器で2MVに加速された電子を照射しなかった。その他の条件は、実施例6と同様にしてコンタクトガラス3を得た。
フッ化水素、フッ化アンモニウム、純水、親水性カルボン酸を混合し、ガラス表面処理液とし、(組成は、フッ化水素:25重量%、フッ化アンモニウム:25重量%、純水:25重量%、親水性カルボン酸/プロピオン酸:25重量%)この処理液中にフロートガラス(日本板硝子株式会社製 化学強化ガラス FL3.2)を静置浸漬した。浸漬後、純水にて洗浄し、更にpHが10の水酸化カリウム水溶液で処理後、再度純水にて洗浄し、微細凹凸(表面粗さ:0.5S)のガラスを得た。その後アルゴンガス雰囲気の照射容器に移した。
しかし、電子加速器で電子を照射しなかった。その他の条件は、実施例7と同様にしてコンタクトガラス3を得た。
(エポキシシクロへキシルエチルメチルシロキサン)(2−3モル%)−ジメチルシロキサン共重合体(EMS−234:チッソ製)をしみ込ませたステンレス製焼結フィルタ−(細孔径80〜100μm、直径18mmφ、厚さ3mm)を真空蒸着装置内にセットし、以下の条件で電子銃を用いて該焼結フィルター全体を加熱して、塗膜を形成したコンタクトガラス3を得た。
(条件)
真空度:3.1×10-4 〜8.0×10-4Pa
(2.3×10-6〜6.0×10-6Torr)
加速電圧:6kV
印加電流:40mA
照射面積:3.5×3.5cm2
蒸着時間:5秒
アルゴンガス雰囲気の照射容器に移したが、電子加速器で加速された電子を照射しなかった。その他の条件は、実施例8と同様にしてコンタクトガラスを得た。
未処理コンタクトガラスをそのまま使用した。
上記のようにして作製したコンタクトガラスのサンプルに対して、紙粉を散布し、その後それをブロワーで吹き飛ばした場合の紙粉の残留状況(防汚効果)、トナーを散布しその後それをブロワーで吹き飛ばした場合のトナーの残留状況(防汚効果)、指紋をつけた場合の汚れの付着状況(防汚効果)を評価した。
◎:防汚効果大、実用的
○:防汚効果が認められる、実用上問題なし
△:防汚効果は認められるが、実用的には問題が生じる場合もある
×:防汚効果ほとんどなし、実用性に難あり
なお、実用面における総合評価を、上記5項目の評価を踏まえて、下記の基準で行った。
◎:優秀、○:秀、△:良、×:不良。
特に、放射線架橋性官能基を有するシリコーン系材料を適用した実施例6〜8においては、極めて優れた防汚効果を持続的に発揮することができた。
よって、これらの異物が、読み取り装置によって異物画像情報として読み取られることがなく、ファクシミリの記録品質、あるいは複写機、及び複合機等の画像形成品質を劣化させることがなく、高品質な画質が維持される。
また、このような異物付着によって発生する紙詰まりなども抑制される効果も発揮でき、コンタクトガラス部品の交換の回数を大幅に低減化でき、コストダウンにも寄与する。
2 原稿テーブル
3 コンタクトガラス
4 底板
5 呼び出しコロ
6 給紙部材
7 分離部材
8a,8b 搬送ローラ対
9 搬送部
10 給紙/分離部
11a,11b 中間搬送ローラ
15 排紙トレイ
20 装置本体
20c 本体側ガイド
21 読み取りガイド部材
31〜33 ミラー
34 レンズ
35 CCD
40 排紙部
100 画像読み取り装置
Claims (11)
- 読み取り部と原稿との間に透光性部材を介し、原稿を搬送しながら、画像読み取りを行う画像読み取り装置であって、
前記透光性部材の前記原稿と相対する面に防汚層が設けられており、
当該防汚層が、少なくともシリコーン系材料を含有しており、当該シリコーン系材料は、電離放射線により架橋して改質されているものであることを特徴とする画像読み取り装置。 - 前記防汚層が、少なくとも放射線架橋性官能基を有するシリコーン系材料を含有していることを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。
- 前記放射線架橋性官能基が、少なくともアクリロイルアルキル基、メタクリロイルアルキル基、メルカプトアルキル基のいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の画像読み取り装置。
- 前記防汚層が、少なくとも放射線架橋性官能基を有するフッ素基を持つシリコーン系材料を含有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像読み取り装置。
- 前記防汚層が、
少なくともフッ素基を持つシリコーン系材料と、
パーフルオロポリエーテル構造を有する化合物、又はケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造を持つ化合物、又は加水分解性ケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造あるいはフッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基とを有する有機ケイ素構造を持つフッ素化合物とを含有しており、
電離放射線により架橋して改質されているものであることを特徴とする請求項4に記載の画像読み取り装置。 - 前記透光性部材表面に、微細凹凸が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。
- 前記防汚層は、前記透光性部材の表面に前処理を施した後に設けられたものであり、
前記透光性部材の表面の前処理は、表面改質及び表面洗浄処理であり、当該前処理が、アルカリ処理、プラズマ処理、溶剤洗浄処理、エッチング処理の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。 - 前記電離放射線が、少なくとも電子線、ガンマ線、及び紫外線の、少なくともいずれか一種の放射線であることを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。
- 前記電離放射線の照射が無酸素雰囲気下で行われ、かつ照射に要する線量範囲が1kGy〜10MGyであることを特徴とする請求項1に記載の画像読み取り装置。
- 読み取り部と原稿との間に透光性部材を介し、原稿を搬送しながら画像読み取りを行う画像読み取り装置を具備する画像読み取り装置付き記録装置であって、
前記透光性部材の前記原稿と相対する面に防汚層が設けられており、
当該防汚層が、少なくともシリコーン系材料を含有しており、
当該シリコーン系材料は、電離放射線により架橋して改質されているものであることを特徴とする画像読み取り装置付き記録装置。 - 読み取り部と原稿との間に透光性部材を介し、原稿を搬送しながら画像読み取りを行う画像読み取り装置を具備する画像読み取り装置付き記録装置であって、
前記透光性部材の前記原稿と相対する面に防汚層が設けられており、
当該防汚層が、
少なくともフッ素基を持つシリコーン系材料と、
パーフルオロポリエーテル構造を有する化合物、又はケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造を持つ化合物、又は加水分解性ケイ素含有パーフルオロポリエーテル構造あるいはフッ素置換アルキル基とパーフルオロポリエーテル基とを有する有機ケイ素構造を持つフッ素化合物とを含有しており、
前記フッ素基を持つシリコーン系材料、及び前記フッ素化合物は、電離放射線により架橋して改質されているものであることを特徴とする画像読み取り装置付き記録装置。
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