JP2004198552A - 画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、近年主流となってきているレーザー光を書き込み光源とする高耐久デジタル系高速電子写真プロセスに好ましく適用でき、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることのできる画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明の画像形成方法は、静像担持体に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法であり、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する。
【選択図】 図３
【解決手段】本発明の画像形成方法は、静像担持体に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法であり、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジに関し、さらに詳しくは、感光体の摩耗耐久性が高く、トナー外添剤の感光体表面への固着によるフィルミングを抑制することが可能で、安定した画像を得ることのできる画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カールソンプロセスや、このプロセスの種々の変形プロセスを用いた電子写真方法が、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真分野に広く使用されている。この電子写真方法に用いられる電子写真感光体としては、安価、大量生産性、無公害性等の利点から、近年、有機系の感光材料が汎用されるようになってきている。また、感光体に限らず、電子写真システムを構成するすべてのユニットにおいて、省資源、省エネルギーの観点から、その耐久性、安定性に対する要求がきわめて高くなってきている。
【０００３】
上記電子写真感光体における静電潜像形成のメカニズムは、感光体を帯電した後、光照射することにより、光を電荷発生材料に吸収させ、光を吸収した電荷発生材料が電荷担体を発生し、この電荷担体が電荷輸送材料に注入され、帯電によって生じている電界にしたがって電荷輸送層ないしは感光層中を移動し、電子写真感光体表面の電荷を中和することにより静電潜像を形成するというものである。
【０００４】
前記有機系の電子写真感光体には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に代表される光導電性樹脂を用いたものの外、２，４，７−トリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）−ＰＶＫに代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−バインダーに代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせて用いる機能分離型の感光体等が知られており、特に、機能分離型の感光体が注目され、実用化されている。
【０００５】
有機系の電子写真感光体を構成する材料は、従来から種々のものが開発されているが、これらを実用化できる優れた感光体とするには、感度、受容電位、電位保持性、電位安定性、残留電位、分光特性等の電子写真特性、耐摩耗性等の機械的耐久性、熱、光、放電生成物等に対する化学的安定性等、様々な特性が要求される。
【０００６】
とりわけ、電子写真システムの小型化が望まれるに至って、電子写真感光体は小径化を余儀なくされ、通紙枚数に応じて進行する感光体の摩耗現象に対して、その耐久性に対する要求が大きくなってきている。このように、耐摩耗性を主とする機械的耐久性が強く要望されるようになってきたが、従来の有機系感光体（ＯＰＣ）及びこれを用いる電子写真プロセスでは、有機物の耐摩耗性の低さから、充分な耐久性が得られていないのが現状である。耐摩耗性に対する要求が厳しくなってきているのは、出力画像の高精細化に対して感光層の薄膜化が必須であることが明らかとなり、摩耗に対する余裕度が小さくなってきていることにもよっている。
【０００７】
感光層厚が出力画像の高精細化に特に影響が大きい理由は以下のように考えられている。
例えば、積層型負帯電ＯＰＣの場合、露光入射光により電荷発生層で生成した正負のキャリアのうち、電子は基体に吸収されるが、ホールは電荷輸送層を移動して電子写真感光体表面の電子と再結合して消滅する。この対消滅により、ホールを感光体表面に引き上げる電界は次第に弱くなり、光の当たっていない領域に向けてホールは移動するようになる。これは、キャリアの電子写真感光体表面方向への拡散現象といわれていて、露光入射光に忠実な潜像の形成を妨げ解像度の低下という画像劣化を招く要因となる。
【０００８】
この拡散現象において、電荷輸送層厚はその影響が大きく、その層厚を薄くすることは、解像度の維持に対して非常に効果的である。さらに、近年、主流となってきたレーザ露光において、その露光は従来のハロゲンランプ等の露光とは異なり、露光に関する入射フォトン流速は、ハロゲンランプの場合に比べ、約１０７倍大きい。そのため、生成するキャリア密度がきわめて大きくなり、電荷輸送層に流れ出た電荷により電荷発生層の電界が弱められて、キャリア移動速度に影響し、レーザビーム中心近くに生成したキャリアの感光体表面への到達が遅延することにもなる。このようにして生じる空間電荷分布は、電子写真感光体表面に平行方向のキャリアの拡散を生じやすくし、解像度低下により大きな影響を与える。
【０００９】
ところで、有機系感光体において、耐摩耗性を向上させる方法としては、金属又は金属酸化物からなるフィラーを含有する保護層を設けるものが、特開昭５７−３０８４６号公報に開示されている。この方法は、フィラーの平均粒径を０．３μｍ以下として保護層の透明性を高め、残留電位の上昇を抑制しようとするものである。また、特開平８−２３４４５５号公報には、フィラーを含有する電荷輸送層において、フィラーと電荷輸送層との屈折率差が０．１以上であり、粒径１〜３μｍの粒子を１ｍｍ２当り１×１０４〜２×１０５個含有するものが開示されている。
【００１０】
一方、感光体へのトナー成分や帯電生成物の付着、フィルミングを抑制するものとして、特開平８−２４０９６６号公報には、スポンジ層を有する接触帯電ローラとクリーニングブレードにより、現像剤中に含有させた潤滑剤を感光体上に塗布するもの、特開平９−２３０７６７号公報には、接触帯電装置を有する画像形成装置において、オゾン又はＮＯｘ付着物を掻き取る強制掻き取り部材を設けるもの、特開平１０−１１１６２９号公報には、研磨剤付クリーニングローラによって感光体表面のフィルミングを除去するものが開示されている。
【００１１】
さらに、フィルミング等による異常画像を抑制する方法として、特開２０００−１３２０７０号公報には、像担持体周囲の温湿度を検知し、それに基づいて制御することが可能な像担持体表面温度制御手段を設けるもの、特開２０００−３０５４３３号公報には、複数種のクリーニングブレードを装着可能とし、クリーニングブレードの種類を検知する手段を有し、かつ像担持体に加熱手段を装着可能として、その装着の有無とクリーニングブレード種の検出結果に基づいて画像形成動作を制御するものが開示されている。
【００１２】
さらにまた、特開２００１−１４２２４１号公報には、電荷輸送保護層に含有されるフィラーに対して少なくとも一種の表面処理剤で表面処理を行い、フィラーの分散性を向上して、高耐久化と高画質化を得ようとするものが開示されている。ここでの表面処理剤としてはフィラーの絶縁性を維持できるものが好ましいとされている。また、特開平８−２０２０６２号公報（特許文献１）には、保護層に含有されるシリカ微粒子に対してシランカップリング剤により表面処理を行い水分の吸着を抑制し、画像特性が安定でありかつ高耐久な電子写真感光体が開示されている。加えて、高耐久な画像形成装置として、例えば特開平６−３４２２３６号公報、特開平９−８１００１号公報に記載されているように、感光体の表層に摩擦係数を低下させる成分を単に外添させるものが開示されている。
【００１３】
特開２０００−７５７５２号公報（特許文献２）には、電子写真感光体表面にブラシローラを介して滑剤を供給し、クリーニングブレードとの間の摩擦係数を低下させ、電子写真感光体及びクリーニングブレードの摩耗耐久性を向上し、かつクリーニング特性を安定にするものが開示され、特開２０００−３５２８３２号公報（特許文献３）には、保護層を有しても良い電子写真感光体において、滑剤を感光体回転軸に対して略垂直となる様に方向性を持ち、かつ非付着部を有する様に不均一に存在させた状態とすることにより摩耗耐久性に優れ、異常画像を抑制できる画像形成装置が開示されている。
【００１４】
しかしながら、これらの方法を採用した画像形成装置では、電子写真感光体における耐摩耗性には優れているものの、感光体の静電的安定性に悪影響を与えやすいものであったり、トナー成分等によるフィルミングを生じやすい、保護層フィラーによりクリーニングブレードがダメージを受け、ブレードエッジの欠けや密着性が低下してクリーニング不良を生じやすい、また、電子写真感光体周辺部材においてクリーニングブレードの耐久性が電子写真感光体の耐久性に対して劣っている、フィルミング抑制除去能力が不足している、装置構成が非常に複雑になる等により、いまだ所望の特性が得られていないのが実情であった。特に、耐摩耗性の維持と耐フィルミング性の維持は相反するもので、とりわけフィラーを含有する保護層を採用した電子写真感光体においてフィルミングを抑制することが困難であり、高耐久、高安定な画像形成には、これらを積極的にバランスさせる対策が不可欠であった。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−２０２０６２号公報
【特許文献２】
特開２０００−７５７５２号公報
【特許文献３】
特開２０００−３５２８３２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の欠点を解消し、近年主流となってきているレーザー光を書き込み光源とする高耐久デジタル系高速電子写真プロセスに好ましく適用でき、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることのできる画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジを提供することを課題とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、感光体保護層中のフィラーの保持性とクリーニング処理を施すクリーニングユニットでのフィルミング発生、及びそのときの感光体表面における滑剤の効果に着目し鋭意検討をかさねた結果、本発明を完成するに到った。
本発明によれば、次に示す画像形成方法、画像形成装置、及び画像形成装置用プロセスカートリッジが提供される。
〔１〕静像担持体に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法において、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給することを特徴とする画像形成方法。
〔２〕該静像担持体の表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給すること、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給することを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成方法。
〔３〕現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、該静像担持体の表面に滑剤を供給することを特徴とする特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成方法。
〔４〕電荷輸送材料を含有すると共に、該無機微粒子がアルミナ、酸化チタンのいずれかである保護層が設けられている静像担持体を用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔５〕シランカップリング剤、アルミカップリング剤、チタンカップリング剤のいずれかによって疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔６〕帯電部材を静像担持体に対し接触又は近接して配置することにより、静像担持体を帯電することを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔７〕帯電部材に対し、直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより静像担持体を帯電することを特徴とする前記〔６〕に記載の画像形成方法。
〔８〕静像担持体と、該静像担持体に対する帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段を少なくとも有する画像形成装置において、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が静像担持体に設けられていると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
〔９〕該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が、静像担持体の表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給する機構、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給する機構であることを特徴とする前記〔８〕に記載の画像形成装置。
〔１０〕該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が、現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、静像担持体の表面に滑剤を供給する機構であることを特徴とする前記〔８〕に記載の画像形成装置。
〔１１〕該保護層が電荷輸送材料を含有すると共に、該無機微粒子がアルミナ、酸化チタンのいずれかであることを特徴とする前記〔８〕〜〔１０〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔１２〕該疎水化表面処理が、シランカップリング剤、アルミカップリング剤、チタンカップリング剤のいずれかを用いて施されたものであることを特徴とする前記〔８〕〜〔１１〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔１３〕該帯電装手段が、静像担持体に対し帯電部材を接触又は近接配置する手段であることを特徴とする特徴とする前記〔８〕〜〔１２〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔１４〕該帯電手段が、帯電部材に直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより静像担持体を帯電する手段であることを特徴とする前記〔１３〕に記載の画像形成装置。
〔１５〕前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の画像形成方法又は前記〔８〕〜〔１４〕のいずれかに記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、滑剤を静像担持体の表面に供給する機構、及び無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備することを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置について図面に基づいて説明する。尚、本明細書においては、画像形成装置の代表として電子写真用画像形成装置について説明する。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、静像担持体と、該静像担持体に対する帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段を少なくとも有する。該電子写真用画像形成装置の概略図を図３に示す。図３において、６は静像担持体（この場合は感光体）、９は帯電手段（この場合は帯電部材）、１１は画像露光手段、１３は現像手段（この場合は現像ユニット）、１５、１６はクリーニング手段（この場合、１５はファーブラシ、１６はクリーニングブレード）、１７は定着手段（この場合はレジストローラ）をそれぞれ示す。
【００２０】
まず、本発明に用いられる静像担持体について説明する。該静像担持体の代表的なものとしては、電子写真感光体が挙げられる。以下、電子写真感光体について説明する。
本発明の電子写真感光体（以下、単に感光体ともいう。）は、感光体を構成する感光層が単層でも積層であってもよいが、機能分離型の積層タイプを例に説明する。尚、図１は、本発明に用いられる積層型電子写真感光体の概略断面図である。図２は、本発明に用いられる他の積層型電子写真感光体の概略断面図である。
【００２１】
本願発明に用いられる電子写真感光体は、導電性支持体（導電性基体）１上に感光層２が設けられており、この感光層２は電荷発生材料を主成分とする電荷発生層３と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層４との積層で形成されている。そして、このような電子写真感光体の表層として保護層５が形成される。この保護層５については後述する。
【００２２】
導電性支持体１は、体積抵抗１０１０Ωｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状又は円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板又はそれらを素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管等からなるものである。
【００２３】
電荷発生層３は、電荷発生材料を主成分とする層である。
電荷発生材料には、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファス・シリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００２４】
電荷発生層３は、電荷発生材料と適宜用いられるバインダー樹脂とを、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、２−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を塗布することにより形成することができる。塗布は、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法等により行う。
【００２５】
上記の適宜用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができる。
バインダー樹脂の量は、重量基準で電荷発生材料１部に対して、０〜２部が適当である。
【００２６】
電荷発生層３の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。電荷発生層３は、公知の真空薄膜作製法によって形成することができる。
【００２７】
電荷輸送層４は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。該溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、２−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
【００２８】
上記電荷輸送層４を構成する輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。
電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。
これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００２９】
前記電荷輸送層４を構成する正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。
これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００３０】
また、電荷輸送層４を構成する電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いる場合、適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥して電荷輸送層を形成してもよい。
高分子電荷輸送材料は、前記低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有した材料であればよい。特に好ましい高分子電荷輸送材料としては、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル等であり、中でもトリアリールアミン構造を有するポリカーボネートの使用が有利である。
さらに必要により、高分子電荷輸送材料にバインダー樹脂、低分子電荷輸送材料、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。
【００３１】
本発明においては、電荷輸送層４に含有される電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層の４０重量％以上とするのが好ましい。
４０重量％未満では、感光体へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において、高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られず、好ましくない。
【００３２】
電荷輸送材料と共に電荷輸送層４に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３３】
必要により、電荷輸送層４に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜３０％程度が適当である。
【００３４】
必要により、電荷輸送層４に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜１％程度が適当である。
【００３５】
電荷輸送層４の厚さは、５〜３０μｍの範囲で、所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。従来の技術で前述したように、高精細化の点から電荷輸送層は薄膜化が好ましく、レーザ露光を考えるとその厚さは２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１５〜１８μｍである。ここでその下限は膜の均一性、帯電性、さらには現像工程で必要とされる電界等から総合的に決定されるものである。いずれにしても薄膜化を実現するためには耐摩耗性を大きく高める必要があり、本発明のように保護層の重要性は非常に高い。
【００３６】
本発明で用いられる感光体における電荷輸送層移動度は、２．５×１０５〜５．５×１０５Ｖ／ｃｍの範囲の電荷輸送層電界強度の条件下で、３×１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましく、７×１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることがより好ましい。この移動度は、各使用条件下でこれを達成するように構成を適宜調整することができる。この移動度は、従来公知の（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法により求めればよい。
【００３７】
本発明に用いられる積層型電子写真感光体には、導電性支持体１と感光層２との間に下引き層を形成することができる。
この下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層２を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。
【００３８】
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
【００３９】
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。
【００４０】
さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。この外に、下引き層には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、ＳｉＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。
【００４１】
下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
【００４２】
本発明においては、感光層２の保護及び耐久性の向上を目的として、無機微粒子を含有する保護層５が感光層２の上に形成されている。
この保護層５を構成するバインダーとしては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
【００４３】
保護層５は、感光体２の耐摩耗性を向上させるため、無機微粒子を含有する。該無機微粒子としては、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム、チタン酸カリウム等の無機材料からなる微粉末が挙げられるが、本発明では、アルミナ、酸化チタンが好適に用いられる。しかし、これらの無機微粒子を単に保護層５に含有させるだけでは、保護層バインダ中での保持性が悪く耐摩耗性の効果は不十分なものであり、次に説明する疎水化表面処理を施すことが重要である。無機微粒子に疎水化表面処理を施すことにより保護層５の高耐久性が達成され、さらに、フィルミングを生じやすいトナー外添剤のシリカに対しても耐フィルミング性が高い保護層５となる。
【００４４】
本発明においては、アルミナ、酸化チタン等の無機微粒子は、保護層５を構成するバインダー中で有効に保持されるように、疎水化表面処理が施されている。無機微粒子が疎水化されている度合い（疎水化度）は、４０〜８０％であり、好ましくは５０〜８０％である。４０〜８０％で効果は十分にあらわれるがそれ以上のものであっても良い。この範囲であれば、保護層内での無機微粒子の保持性が良好に保たれる。疎水化度が４０％より小さいときには保護層５を構成するバインダーとの接着性が不十分であり、耐摩耗性が十分でなく、トナー外添剤のフィルミング抑制効果も十分でない。
【００４５】
前述のように疎水化度を４０〜８０％とするためには、無機微粒子の表面積から処理剤の添加量を決定する。表面積は、たとえばＢＥＴ比表面積であらわされ、表面を被覆可能な量で処理を行えばよい。なお、無機微粒子の表面は完全に清浄であることが好ましいが、コスト面において微量の付着物（吸着成分を含む）を許容でき、その場合にも疎水化度が４０〜８０％となるように処理することで良好な結果が得られる。
【００４６】
このように、疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する保護層５の耐摩耗性が向上するのは、保護層自体の摩耗が、主としてクリーニングブレードによる摺擦により生じていることによるものと考えられる。つまり、トナー外添剤がクリーニングブレードにより保護層表面を摺擦するために摩耗が進行していて、これに対して、保護層中に無機微粒子が含有されている場合、表層に存在する無機微粒子によりクリーニングブレードが支持され、保護層からの離間あるいは接触圧低減の効果により摩耗が抑制できると考えられる。このときの保護層表層に存在する無機微粒子の保護層バインダとの接着性は、無機微粒子によるクリーニングブレード支持性に対して大きく影響するものであり、接着性が高いときはクリーニングブレード支持が持続して、結果的に保護層の摩耗がさらに抑制できる。また、表層に存在する無機微粒子によるクリーニングブレードの離間あるいは接触圧低減は、トナー外添剤の保護層表層への押し込みによって生じるフィルミングの抑制に対しても効果を有する。画像形成プロセスで使用されるトナーにおいて、その流動性等の特性向上のために添加剤が付加され、カラープロセスでは、その添加量が多くなる傾向にあり、これによるフィルミングの抑制は重要な課題であり、本発明における無機微粒子の保持性向上はさらに効果を有するものになる。
【００４７】
本発明における疎水化表面処理としては、、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミカップリング剤を用いる処理、即ち、これらの各々を用いて乾式処理方法、湿式処理方法により適宜添加量を調整して表面処理することが挙げられる。
【００４８】
本発明における疎水化度は、メタノールまたはエタノールの滴定量から求める疎水化度測定法により判断することができる。例えば、特許公報第３２８４４８６号等に記載されているようにエタノール滴定での沈降終了濃度で疎水化度をあらわすことができる。本発明における疎水化度は、所定量の水に所定量の無機微粒子を添加して湿潤されるまで撹拌しながらメタノールで滴定する。すなわち、ガラス等の容器に所定量の水を保持し、該水中に所定量の無機微粒子を添加してスターラー等で撹拌しながらメタノールにて滴定する。そして、無機微粒子の全量が液体中に懸濁した時のメタノールの量として、溶媒全量に対するメタノールの百分率をもって無機微粒子の疎水化度とする。
【００４９】
保護層５に添加される疎水化表面処理が施されている無機微粒子の量は、重量基準で通常は、１０〜４０％、好ましくは、２０〜３０％である。該無機微粒子の量が１０％未満では、摩耗が大きく、耐久性に劣り、４０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。
【００５０】
本発明で用いられる無機微粒子の粒径は、平均１次粒径として０．３〜１．２μｍ、好ましくは、０．３〜０．７μｍであり、粒径が小さい場合には耐摩耗性が充分でなく、また、粒径が大きい場合には書き込み光を散乱させる為、好ましくない。
【００５１】
さらに保護層５には、無機微粒子の分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。添加される分散助剤は塗料等に使用されるもの（例えば、変性エポキシ樹脂縮合物、不飽和ポリカルボン酸低分子量ポリマー等）が適宜利用でき、その量は重量基準で通常は、含有する無機微粒子の量に対して０．５〜４％、好ましくは、１〜２％である。
【００５２】
また、保護層５に、前記の電荷輸送材料を添加することもきわめて有効であり、その添加量も電荷輸送層と同様でよく、残留電位の低減等、露光に対する特性を向上させることができる。電荷輸送材料の添加量としては、重量基準で低分子電荷輸送材料の場合、無機微粒子を除いた固形分の２０〜６０％が好ましく、保護層５の機械的特性が損なわれない範囲で、露光特性を向上させる程度に添加する。高分子電荷輸送材料の場合、それ自体バインダとしての機能を有しているので、添加量をさらに高くでき、無機微粒子を除いた固形分の２０〜９５％とすることができる。
【００５３】
一般に、バインダ樹脂に低分子電荷輸送材料が添加された膜は、その添加量にしたがって膜強度が低下することが知られている。さらに、無機微粒子が添加される場合、前述したように、バインダとの接着性は良好に保つ必要があり、特に表層での無機微粒子の保持性は耐摩耗性の点から重要である。無機微粒子の表面処理によるバインダとの親和性向上は、膜自体の強度向上にも効果を有し、前述のごとく疎水化度４０〜８０％に表面処理が施された無機微粒子においてバインダとの接着性が確実に強化される。
【００５４】
さらに、保護層５には、酸化防止剤も必要に応じて添加することができる。酸化防止剤については後記する。
【００５５】
なお、保護層に添加される無機微粒子は、前述のように表面処理が施されバインダ樹脂との接着性が強化される。このバインダ樹脂と無機微粒子の接着性強化は、保護層５において重要であり、上記の保護層への電荷輸送材料添加と密接に関係する。すなわち、感度特性を良好に保つために保護層５への電荷輸送材料添加が好適であり、かつ電荷輸送材料添加時の膜強度維持のために保護層フィラーとバインダとの接着性を向上することが必要であり、それが無機微粒子の表面処理によって達成される。
【００５６】
保護層５の厚さは、０．５〜１０μｍ、好ましくは４〜６μｍ程度が適当である。保護層５の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。
【００５７】
本発明で用いられる感光体においては、感光層２と保護層５との間に別の中間層を形成することも可能である。該中間層には、一般にバインダー樹脂が主成分として用いられる。該バインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。
【００５８】
該中間層の厚さは、０．０５〜２μｍ程度が適当である。又、中間層の形成法としては、前記の感光層と同様、適当な溶媒、スプレー法等の塗工法を用いて形成することができる。
【００５９】
本発明で用いられる感光体においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質及びレベリング剤を添加することができる。
【００６０】
本発明で用いられる感光体を構成する各層に添加できる酸化防止剤としては、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類等が挙げられる。
上記フェノール系化合物として、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２，２−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３，３−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアッシド］グリコールエステル、トコフェロール類等が挙げられる。
上記パラフェニレンジアミン類として、Ｎ−フェニル−Ｎ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ，Ｎ−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等が挙げられる。
上記ハイドロキノン類として、２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノン等が挙げられる。
上記有機硫黄化合物類として、ジラウリル−３，３−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３−チオジプロピオネート等が挙げられる。
上記有機燐化合物類として、トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィン等が挙げられる。
【００６１】
本発明で用いられる感光体を構成する各層に添加できる可塑剤としては、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族カルボン酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル誘導体系可塑剤、オキシ酸エステル系可塑剤、含塩素系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、クエン酸誘導体系可塑剤等が挙げられる。
上記リン酸エステル系可塑剤として、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル等が挙げられる。
上記フタル酸エステル系可塑剤として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル等が挙げられる。
上記芳香族カルボン酸エステル系可塑剤として、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−ｎ−オクチル、オキシ安息香酸オクチル等が挙げられる。
上記脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤として、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル、アジピン酸−ｎ−オクチル−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−ｎ−オクチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−２−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−ｎ−オクチル等が挙げられる。
上記脂肪酸エステル誘導体系可塑剤として、オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリン等が挙げられる。
上記オキシ酸エステル系可塑剤として、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル等が挙げられる。
上記エポキシ系可塑剤として、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシル等が挙げられる。
上記二価アルコールエステル系可塑剤として、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチラート等が挙げられる。
上記含塩素系可塑剤として、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチル等が挙げられる。
上記ポリエステル系可塑剤として、ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステル等が挙げられる。
上記スルホン酸誘導体系可塑剤として、ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンエチルアミド、ｏ−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−Ｎ−エチルアミド、ｐ−トルエンスルホン−Ｎ−シクロヘキシルアミド等が挙げられる。
上記クエン酸誘導体系可塑剤として、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−２−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−ｎ−オクチルデシル等が挙げられる。
その他、ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、２−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチル等が挙げられる。
【００６２】
本発明で用いられる感光体を構成する各層に添加できる紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サルシレート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、クエンチャー（金属錯塩系）紫外線吸収剤、ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）系紫外線吸収剤が挙げられる。
上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤として、２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２，４，４−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２−ジヒドロキシ４−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
サルシレート系紫外線吸収剤として、フェニルサルシレート、２，４ジ−ｔ−ブチルフェニル３，５−ジ−ｔ−ブチル４ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
上記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ３−ターシャリブチル５−メチルフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
上記シアノアクリレート系紫外線吸収剤として、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、メチル２−カルボメトキシ３（パラメトキシ）アクリレート等が挙げられる。
上記クエンチャー（金属錯塩系）紫外線吸収剤として、ニッケル（２，２チオビス（４−ｔ−オクチル）フェノレート）ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェート等が挙げられる。
上記ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）系紫外線吸収剤として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、１−［２−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕エチル］−４−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕−２，２，６，６−テトラメチルピリジン、８−ベンジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１，３，８−トリアザスピロ〔４，５〕ウンデカン−２，４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。
【００６３】
本発明の画像形成装置で用いられる感光体は、以上説明したように導電性基体１上に感光層２及び保護層５が形成され、所望により下引き層、中間層が形成され、この保護層５が前記無機微粒子を含有しているので、摩耗に対する耐性が向上し、耐久性が良好なものとなっている。
【００６４】
本発明の画像形成装置においては、静像担持体（電子写真用画像形成装置の場合は感光体）の表面、即ち保護層５の表面に滑剤を供給する機構が設けられている。かかる機構により、保護層５上に滑材を供給すると、耐摩耗性が良好な状態でのフィルミングと画像流れ抑制をより効果的に行なうことが可能になる。
【００６５】
該感光体の表面に滑剤を供給する機構は、静像担持体の表面（感光体）に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給する機構、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を感光体に接触させることにより、滑剤を供給する機構であることが好ましい。
【００６６】
上記滑剤供給部材としては、例えば、クリーニングブラシ、転写部材、または単に滑材供給部材として、ブラシ状ローラー、弾性ローラー、弾性ブレード、ブラシ、ベルト等を用いることができる。また、滑材としては、液体、固体、粉体等の各種潤滑作用を有する材料を用いることができ、固体の場合にはそれ自身が滑材を直接供給する機能材料となり得る。すなわち、シリコンオイル、フッ素オイル等の潤滑性液体、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等の各種フッ素含有樹脂、シリコーン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛、ラウリル酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩等を適切な方法にて感光体表面に供給することにより目的が達成される。
【００６７】
前記滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を感光体に接触させることにより、滑剤を供給する機構について、図４に基づき具体的に説明する。図４は、本発明の別の画像形成方法及び画像形成装置を示す概略部分図であって、図３におけるクリーニング部に滑材供給機能を持たせるものであり、そのクリーニング部についてのみ図示するものである。図４において、１９は滑剤供給部材（この場合は固体滑材）でありクリーニングブラシ１５に一定圧力で接している。図４に示すように、滑材はクリーニングブラシ１５を介して間接的に感光体表面に供給される。但し、滑材供給機構は、必ずしもこのような構成をとる必要は無く、直接感光体に滑剤供給部材（固体滑材）１９を接して滑材を供給することもできれば、ブラシに限らずローラ等による間接供給の動作とすることもできる。さらに、接離機構等を用いて、滑材を感光体あるいは間接供給部材へ接触させる際に、その接触時間や接触圧力を変化させることにより、滑材供給量を制御することが可能であり、後述するように感光体表面摩擦係数として０．４以下に維持されているときに耐摩耗性とフィルミング、画像流れ抑制効果に対して好適である。
【００６８】
本発明における滑剤を供給する機構（図４に示す場合は、クリーニング部）の構成としては、弾性ブレードを用い、該弾性ブレードとして汎用性のあるウレタンゴムブレードによることが好ましく、該ウレタンゴムブレードはカウンター配置にすることが好ましい。カウンター配置で無い場合には、保護層に無機微粒子を含有する本発明の感光体に、クリーニング不良やフィルミングが生じる虞がある。
尚、カウンター配置とは、感光体回転方向に対して、ブレードエッヂが逆向きに接し、感光体表面にブレードエッヂがくい込むように配置することをいう。
【００６９】
静像担持体（感光体）表面に滑剤を供給する機構は、現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、静像担持体の表面に滑剤を供給する機構であることも好ましい。
【００７０】
次に、本発明の画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成方法は、静像担持体（感光体）に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法であり、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する。本発明の画像形成方法は、前記画像形成装置を用いることにより好適に実施することができる。
【００７１】
本発明の画像形成方法においては、静像担持体（感光体）表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給すること、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給することが好ましい。かかる画像形成方法は、前記画像形成装置を用いることにより好適に実施することができる。
【００７２】
また、本発明の画像形成方法においては、現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、静像担持体の表面に滑剤を供給することが好ましい。この場合、トナー中への添加量はトナー特性を妨げない範囲で適宜選択されるが、トナーに対して０．１〜０．２重量％の含有量が好ましい。
【００７３】
本発明の画像形成方法における感光体表面への滑材の供給量については、例えば、感光体表面摩擦係数の変化として検知できる。感光体表面摩擦係数がオイラーベルト法による測定で０．４以下に維持されているときに耐摩耗性とフィルミング、画像流れ抑制効果に対して好適である。感光体上に供給する滑材の量が、多すぎる場合には、転写出力画像上への出力量も多くなり、定着不良の原因となり好ましくない。さらに、滑材の供給量が多く感光体表面摩擦係数が必要以上に低下したときには、不具合として、現像ユニットにより、潜像を顕像化するとき、トナーと感光体との付着力が低下し、トナーが感光体上に意図するように転移できなくなるという現象が発生する。これは特に２成分現像など現像剤が感光体上に接触しながら現像するシステムに生じることがある。すなわち、２成分現像の特徴である現像剤の穂が、感光体表層に接触した場合、接触時にその穂による力学的な力が生じ、感光体に転移された、トナーを再度掻き落としてしまったり、像が正規位置からずれてしまうなどの現象がこの不具合の原因となっている。これは滑材の供給過剰により感光体表面摩擦係数が０．１程度に低下した場合におこり、画像濃度低下を引き起こすことになる。
【００７４】
一方、滑材の供給量が少ない場合には、前述の感光体表面の突出した無機微粒子を通過するときのクリーニングブレードエッジへの抵抗が低下せず、最悪の場合エッジ部の損傷が発生し、そのためにトナー成分の感光体上へのフィルミングが発生しやすくなり、画像流れや中間調の不均一性を招き好ましくない。
滑材量制御方法として滑材の感光体への接触あるいは非接触の状態を交互に繰り返し、その各状態の時間比率すなわちデューティー比を変化させる方法、また、滑材の感光体への接触において、その接触時の感光体に対する接触圧力を変化させる方法によって可能である。トナー中に滑剤を含有させて供給を行う場合には、トナー中への添加量と非画像形成時の強制的な感光体表面へのトナー付着動作により制御を行うことができる。
【００７５】
前記、感光体表面摩擦係数の定量化方法として採用しているオイラーベルト法を以下に説明する。円筒形の感光体表面の外周１／４部分に、中厚上質紙を紙すき方向が長手方向になるように切断したベルト状測定部材を接触させ、その一方（下端）に荷重（１００ｇ）をかけ、もう一方にフォースゲージをつないだ後、このフォースゲージを一定速度で移動させ、ベルトが移動開始した際のフォースゲージの値を読みとり、次の式により算出する。
【数１】
μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ）
ただし、μｓ：静止摩擦係数
Ｆ：フォースゲージ読み値（ｇ）
Ｗ：荷重（１００ｇ）
【００７６】
本発明の画像形成方法、及び画像形成方法においては、前述したように、感光体表面に滑剤を供給し存在させることで、耐摩耗性が良好な状態でフィルミング抑制効果をより高めることが可能となる。従来滑剤供給による表面摩擦係数の低減は摩耗抑制に効果が大きいことが知られているが、その反面フィルミングを生じやすいという欠点があったのに対し、本発明の無機微粒子を含有する保護層を有する感光体との組み合わせにおいては、感光体構成の違いからフィルミングを抑制することが可能となる。保護層に無機微粒子を含有する感光体においては、その表層の無機微粒子によりクリーニングブレードが損傷を受けやすいが、本発明のように滑剤の供給を併用することによりそれを防止することができる。つまり、保護層内での無機微粒子とバインダ樹脂との接着性が強化された感光体において、クリーニングブレードに接触する無機微粒子は容易には脱離せずクリーニングブレードを継続的に支持するが、同時に硬質の凸部を形成する無機微粒子はブレードエッジ部に対して常にエッジ損傷の危険性を有するものである。しかしながら、ここに滑剤が供給される場合、ブレードエッジ部の無機微粒子凸部通過が容易となり、エッジ部損傷の確率が低減できる。したがって、当初の感光体表面へのブレード接触状態は維持され、無機微粒子によるクリーニングブレードの離間、接触圧低減効果により摩耗とフィルミングが同時に抑制できる。
【００７７】
続いて、本発明の画像形成方法及び画像形成装置について、図３に基づき具体的に説明する。
図３は、本発明の画像形成方法及び画像形成装置を示す概略図である。
感光体６は、ドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
感光体６の周囲には、必要に応じて、転写前チャージャ７、転写チャージャ、分離チャージャ、クリーニング前チャージャ８が配置され、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）、帯電ローラをはじめとする公知の手段が配置される。
帯電部材９は感光体と当接していてもよいが、両者の間に適当なギャップ（１０〜２００μｍ程度）を設けた近接配置とすることにより、両者の摩耗量が低減できると共に帯電部材へのトナーフィルミングを抑制でき、好ましく使用できる。
特に本発明で用いられる感光体においては５０μｍ程度のギャップを設けることにより良好な特性を維持することができ、これは保護層の表面状態の影響を小さくできるためと考えられる。
【００７８】
帯電部材９に印加する電圧は、帯電の安定化と帯電ムラの抑制のために、直流成分に交流成分を重畳したものとすることが効果的である。
しかしながら、帯電が安定化される反面、直流成分のみ印加した場合に比べ、プロセス中に使用した感光体の表面層が摩耗しやすいことが分っている。この場合にも、本発明で用いられる感光体では耐摩耗性の高さから全く問題なく良好な特性を維持できるものである。
【００７９】
転写手段には、一般に上記の帯電器が使用できるが、図３に示されるように転写ベルト１０を使用したものが有効である。
また、画像露光部１１、除電ランプ１２等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等の発光物全般を用いることができる。
【００８０】
そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源は、図３に示される工程の外に、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程又は前露光等の工程に用いられ、感光体６に光が照射される。
現像ユニット１３により感光体６上に現像されたトナーは、転写紙１４に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体６上に残存するトナーもあり、このようなトナーは、ファーブラシ１５及びクリーニングブレード１６により感光体６から除去される。
【００８１】
クリーニングは、クリーニングブレードのみで行なわれることもあるが、ファーブラシ等のクリーニングブラシを組み合わせて用いることが多い。
電子写真感光体に正（負）帯電を施し、画像露光を行うと、感光体表面上には正（負）の静電潜像が形成される。
これを負（正）極性のトナー（検電微粒子）で現像すれば、ポジ画像が得られ、また、正（負）極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。
この現像手段には、公知の方法が適用され、また、除電手段にも公知の方法が採用される。
１７はレジストローラー、１８は分離爪である。
【００８２】
本発明の画像形成装置は、複写装置、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、後述するように、プロセスカートリッジの形態で、それら装置内に組み込まれ、着脱自在としたものであってもよい。ここで、プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、外に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を含んだ１つの装置（部品）である。
【００８３】
本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジは、前記画像形成方法又は画像形成装置に用いられるものであって、滑剤を静像担持体の表面に供給する機構、及び無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備している。滑剤を静像担持体の表面に供給する機構については前述したとおりであり、無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備していることについても、前述したとおりである。
尚、図５に、本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジの１例を示す概略図を示す。
【００８４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これら実施例によって本発明はなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において、部とあるのはすべて重量部である。
【００８５】
評価用感光体の作製
直径３０ｍｍのアルミニウム基体上に、下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、電荷輸送層塗工液及び保護層塗工液を、その順に塗布、乾燥し、３．５μｍの下引き層、０．１５μｍの電荷発生層、１７μｍの電荷輸送層からなる電子写真感光体を作製した。このとき、各層の塗工は浸漬塗工法により行なった。
【００８６】
〔下引き層塗工液〕
二酸化チタン粉末 ４００部
（石原産業 タイペーク ＣＲ−ＥＬ）
メラミン樹脂 ６５部
（大日本インキ化学工業 スーパーベッカミン Ｇ−８２１−６０）
アルキッド樹脂 １２０部
（大日本インキ化学工業 ベッコゾール １３０７−６０−ＥＬ）
２−ブタノン ４００部
〔電荷発生層塗工液〕
チタニルフタロシアニン ７部
ポリビニルブチラール ５部
（ユニオンカーバイド ＸＹＨＬ）
２−ブタノン ４００部
【００８７】
〔電荷輸送層塗工液〕
ポリカーボネート １０部
（帝人化成 ＰＣＸ−５）
下記構造式（１）の電荷輸送物質 ８部
テトラヒドロフラン ２００部
【化１】
【００８８】
実施例１
上記の感光体に対し、保護層としてアルミナ微粒子（住友化学工業製ＡＡ−０３）を２５ｗｔ％含有する５μｍの保護層を積層し感光体を完成させた。なお、アルミナ微粒子にはあらかじめチタンカップリング剤（味の素ＫＲ３８Ｓ、５ｗｔ％）により表面処理を施した。表面処理の方法は、アルミナ微粒子に対して５ｗｔ％のＫＲ３８Ｓを含有させた酢酸ブチル溶液に、１２０℃３時間加熱乾燥後のアルミナ微粒子を添加して、１時間撹拌した後、ろ過して、１２０℃３０分間減圧乾燥して疎水化処理したアルミナ微粒子を得た。このアルミナ微粒子の疎水化度は５０％であった。このアルミナ微粒子とバインダとして電荷輸送層に用いたのと同様のポリカーボネートを用い、上記構造式（１）の電荷輸送物質を３０ｗｔ％含有させ、スプレー法により保護層を積層した。
【００８９】
このようにして作製した感光体を使用し、図３に示した電子写真プロセスにて耐久性の評価を実施した。なお、現像ユニットに供給するトナーとして、粉末状のステアリン酸亜鉛を０．１５ｗｔ％含有させたものを使用した。
このとき、画像露光は７８０ｎｍのレーザ露光とし、帯電は帯電ローラにＡＣ（２ｋＨｚ、１．８ｋＶｐｐ）＋ＤＣ（−７５０Ｖ）を印加した。本プロセスのプロセス速度は１２５ｍｍ／ｓとした。
【００９０】
実施例１において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ変化無く良好な状態を維持し、解像度の低下も認められなかった。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．５μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９１】
実施例２
実施例１のアルミナ微粒子に対する表面処理をアルミカップリング剤（味の素ＡＬ−Ｍ、５ｗｔ％）とした以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。このときのアルミナ微粒子の疎水化度は４５％であった。ただし、現像ユニットに供給するトナーを滑剤を添加しないものとするかわりに、クリーニング部には、図４に示す構成の滑剤間接供給機構を採用した。装着した滑剤はＰＴＦＥである。
【００９２】
実施例２において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ変化無く良好な状態を維持し、解像度の低下も認められなかった。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．２μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９３】
実施例３
実施例１の保護層に添加する無機微粒子を以下のものに変えた以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。
保護層に添加する無機微粒子として、酸化チタン微粒子（石原産業製、ＣＲ９７）を用い、添加量を３０ｗｔ％とし、表面処理はチタンカップリング剤（味の素ＫＲ５５、５ｗｔ％）により同様に処理を行い、疎水化度は６０％であった。
なお、保護層の膜厚は、１μｍとした。
【００９４】
実施例３において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ良好な状態を維持し、解像度の低下も認められなかった。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は０．６μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９５】
実施例４
実施例１の保護層に添加する無機微粒子を以下のように変えた以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。
保護層に添加する無機微粒子は、実施例１と同様のアルミナ微粒子を用いたが、シランカップリング剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、５ｗｔ％）により、表面処理を施した。このときアルミナ微粒子の疎水化度は４０％であった。
【００９６】
実施例１と同様に電子写真プロセスでの耐久性について評価したところ、出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ良好であったが、２万枚以後、わずかな解像度低下が認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．６μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９７】
比較例１
実施例１のアルミナ微粒子に対する表面処理を施さない以外は、実施例１と同様にして、電子写真プロセスでの耐久性について評価を行った。
【００９８】
比較例１において得られた出力画像は、初期においてほぼ良好であったが、１万枚以後、中間調のムラが認められるようになった。連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．８μｍであり、このとき顕微鏡２００倍による観察において、筋状の異物付着が確認され、このために中間超ムラが発生したものと考えられる。
【００９９】
比較例２
実施例４の保護層に添加する無機微粒子を以下のものに変え、現像ユニットに供給するトナーを滑剤を添加しない以外は、実施例４と同様に電子写真プロセスでの耐久性について評価を行った。
保護層に添加する無機微粒子として、シリカ微粒子（信越化学工業製、ＫＭＰＸ−１００）を用い、添加量を３０ｗｔ％とし、表面処理はシランカップリング剤（ヘキサメチルジシラザン１０ｗｔ％）により処理を行った。このとき疎水化度は９０％であった。
【０１００】
比較例２において得られた出力画像は、初期においてほぼ良好であったが、１万枚以後、解像度低下と中間調のムラが認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は２．０μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面にはわずかな被膜状の異物付着が認められた。中間調のムラはこの異物付着によると考えられる。なお、解像度低下に関しては不明であるが、明らかに劣る特性を認めた。
【０１０１】
比較例３
実施例１のアルミナ微粒子に対する表面処理をシランカップリング剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、０．５ｗｔ％）とし、かつ現像ユニットに供給するトナーを滑剤を添加しないものとした以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。このときのアルミナ微粒子の疎水化度は３０％であった。
【０１０２】
比較例３において得られた出力画像は、初期において良好であったものの、１万枚以後、中間調のムラと若干の解像度低下が認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は３．０μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への筋状の複数の異物付着が１０μｍ程度の大きさで認められた。筋状の異物付着と中間調のムラは対応していることが確認され、解像度の低下とあわせて、明らかに精細性が低下したものとなった。
【０１０３】
実施例５
実施例３の酸化チタン微粒子を、富士チタン工業製、ＴＡ−４００ＳＪとして、表面処理をシランカップリング剤（ヘキサメチルジシラザン、８ｗｔ％）とし、実施例２と同様の滑剤間接供給機構を採用し、滑剤未添加トナーを使用して同様に電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。このときの酸化チタン微粒子の疎水化度は８０％であった。
【０１０４】
実施例５において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ良好であったが、２万枚以後、わずかな解像度低下が認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は０．５μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明の画像形成方法は、静像担持体に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法であり、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給するので、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることができる。
【０１０６】
又、本発明の画像形成装置は、静像担持体と、該静像担持体に対する帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段を少なくとも有し、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が静像担持体に設けられていると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が設けられているので、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることができる。
【０１０７】
又、本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジは、前記画像形成方法又は画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、滑剤を静像担持体の表面に供給する機構、及び無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備するので、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる積層型電子写真感光体の概略断面図である。
【図２】本発明に用いられる他の積層型電子写真感光体の概略断面図である。
【図３】本発明の画像形成方法及び画像形成装置を示す概略図ある。
【図４】本発明に用いられる滑剤供給機構の１例を示す概略図である。
【図５】本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジの１例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 導電性支持体
２ 感光層
３ 電荷発生層
４ 電荷輸送層
５ 保護層
６ 感光体
７ 転写前チャージャ
８ クリーニング前チャージャ
９ 帯電部材
１０ 転写ベルト
１１ 画像露光部
１２ 除電ランプ
１３ 現像ユニット
１４ 転写紙
１５ ファーブラシ
１６ クリーニングブレード
１７ レジストローラ
１８ 分離爪
１９ 滑材
１０１ 感光ドラム
１０２ 接触帯電装置
１０３ 像露光
１０４ 現像装置
１０５ 転写体
１０６ 接触転写装置
１０７ クリーニングブレード
１０８ 除電ランプ
１０９ 定着装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジに関し、さらに詳しくは、感光体の摩耗耐久性が高く、トナー外添剤の感光体表面への固着によるフィルミングを抑制することが可能で、安定した画像を得ることのできる画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カールソンプロセスや、このプロセスの種々の変形プロセスを用いた電子写真方法が、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真分野に広く使用されている。この電子写真方法に用いられる電子写真感光体としては、安価、大量生産性、無公害性等の利点から、近年、有機系の感光材料が汎用されるようになってきている。また、感光体に限らず、電子写真システムを構成するすべてのユニットにおいて、省資源、省エネルギーの観点から、その耐久性、安定性に対する要求がきわめて高くなってきている。
【０００３】
上記電子写真感光体における静電潜像形成のメカニズムは、感光体を帯電した後、光照射することにより、光を電荷発生材料に吸収させ、光を吸収した電荷発生材料が電荷担体を発生し、この電荷担体が電荷輸送材料に注入され、帯電によって生じている電界にしたがって電荷輸送層ないしは感光層中を移動し、電子写真感光体表面の電荷を中和することにより静電潜像を形成するというものである。
【０００４】
前記有機系の電子写真感光体には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に代表される光導電性樹脂を用いたものの外、２，４，７−トリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）−ＰＶＫに代表される電荷移動錯体型、フタロシアニン−バインダーに代表される顔料分散型、電荷発生物質と電荷輸送物質とを組み合わせて用いる機能分離型の感光体等が知られており、特に、機能分離型の感光体が注目され、実用化されている。
【０００５】
有機系の電子写真感光体を構成する材料は、従来から種々のものが開発されているが、これらを実用化できる優れた感光体とするには、感度、受容電位、電位保持性、電位安定性、残留電位、分光特性等の電子写真特性、耐摩耗性等の機械的耐久性、熱、光、放電生成物等に対する化学的安定性等、様々な特性が要求される。
【０００６】
とりわけ、電子写真システムの小型化が望まれるに至って、電子写真感光体は小径化を余儀なくされ、通紙枚数に応じて進行する感光体の摩耗現象に対して、その耐久性に対する要求が大きくなってきている。このように、耐摩耗性を主とする機械的耐久性が強く要望されるようになってきたが、従来の有機系感光体（ＯＰＣ）及びこれを用いる電子写真プロセスでは、有機物の耐摩耗性の低さから、充分な耐久性が得られていないのが現状である。耐摩耗性に対する要求が厳しくなってきているのは、出力画像の高精細化に対して感光層の薄膜化が必須であることが明らかとなり、摩耗に対する余裕度が小さくなってきていることにもよっている。
【０００７】
感光層厚が出力画像の高精細化に特に影響が大きい理由は以下のように考えられている。
例えば、積層型負帯電ＯＰＣの場合、露光入射光により電荷発生層で生成した正負のキャリアのうち、電子は基体に吸収されるが、ホールは電荷輸送層を移動して電子写真感光体表面の電子と再結合して消滅する。この対消滅により、ホールを感光体表面に引き上げる電界は次第に弱くなり、光の当たっていない領域に向けてホールは移動するようになる。これは、キャリアの電子写真感光体表面方向への拡散現象といわれていて、露光入射光に忠実な潜像の形成を妨げ解像度の低下という画像劣化を招く要因となる。
【０００８】
この拡散現象において、電荷輸送層厚はその影響が大きく、その層厚を薄くすることは、解像度の維持に対して非常に効果的である。さらに、近年、主流となってきたレーザ露光において、その露光は従来のハロゲンランプ等の露光とは異なり、露光に関する入射フォトン流速は、ハロゲンランプの場合に比べ、約１０７倍大きい。そのため、生成するキャリア密度がきわめて大きくなり、電荷輸送層に流れ出た電荷により電荷発生層の電界が弱められて、キャリア移動速度に影響し、レーザビーム中心近くに生成したキャリアの感光体表面への到達が遅延することにもなる。このようにして生じる空間電荷分布は、電子写真感光体表面に平行方向のキャリアの拡散を生じやすくし、解像度低下により大きな影響を与える。
【０００９】
ところで、有機系感光体において、耐摩耗性を向上させる方法としては、金属又は金属酸化物からなるフィラーを含有する保護層を設けるものが、特開昭５７−３０８４６号公報に開示されている。この方法は、フィラーの平均粒径を０．３μｍ以下として保護層の透明性を高め、残留電位の上昇を抑制しようとするものである。また、特開平８−２３４４５５号公報には、フィラーを含有する電荷輸送層において、フィラーと電荷輸送層との屈折率差が０．１以上であり、粒径１〜３μｍの粒子を１ｍｍ２当り１×１０４〜２×１０５個含有するものが開示されている。
【００１０】
一方、感光体へのトナー成分や帯電生成物の付着、フィルミングを抑制するものとして、特開平８−２４０９６６号公報には、スポンジ層を有する接触帯電ローラとクリーニングブレードにより、現像剤中に含有させた潤滑剤を感光体上に塗布するもの、特開平９−２３０７６７号公報には、接触帯電装置を有する画像形成装置において、オゾン又はＮＯｘ付着物を掻き取る強制掻き取り部材を設けるもの、特開平１０−１１１６２９号公報には、研磨剤付クリーニングローラによって感光体表面のフィルミングを除去するものが開示されている。
【００１１】
さらに、フィルミング等による異常画像を抑制する方法として、特開２０００−１３２０７０号公報には、像担持体周囲の温湿度を検知し、それに基づいて制御することが可能な像担持体表面温度制御手段を設けるもの、特開２０００−３０５４３３号公報には、複数種のクリーニングブレードを装着可能とし、クリーニングブレードの種類を検知する手段を有し、かつ像担持体に加熱手段を装着可能として、その装着の有無とクリーニングブレード種の検出結果に基づいて画像形成動作を制御するものが開示されている。
【００１２】
さらにまた、特開２００１−１４２２４１号公報には、電荷輸送保護層に含有されるフィラーに対して少なくとも一種の表面処理剤で表面処理を行い、フィラーの分散性を向上して、高耐久化と高画質化を得ようとするものが開示されている。ここでの表面処理剤としてはフィラーの絶縁性を維持できるものが好ましいとされている。また、特開平８−２０２０６２号公報（特許文献１）には、保護層に含有されるシリカ微粒子に対してシランカップリング剤により表面処理を行い水分の吸着を抑制し、画像特性が安定でありかつ高耐久な電子写真感光体が開示されている。加えて、高耐久な画像形成装置として、例えば特開平６−３４２２３６号公報、特開平９−８１００１号公報に記載されているように、感光体の表層に摩擦係数を低下させる成分を単に外添させるものが開示されている。
【００１３】
特開２０００−７５７５２号公報（特許文献２）には、電子写真感光体表面にブラシローラを介して滑剤を供給し、クリーニングブレードとの間の摩擦係数を低下させ、電子写真感光体及びクリーニングブレードの摩耗耐久性を向上し、かつクリーニング特性を安定にするものが開示され、特開２０００−３５２８３２号公報（特許文献３）には、保護層を有しても良い電子写真感光体において、滑剤を感光体回転軸に対して略垂直となる様に方向性を持ち、かつ非付着部を有する様に不均一に存在させた状態とすることにより摩耗耐久性に優れ、異常画像を抑制できる画像形成装置が開示されている。
【００１４】
しかしながら、これらの方法を採用した画像形成装置では、電子写真感光体における耐摩耗性には優れているものの、感光体の静電的安定性に悪影響を与えやすいものであったり、トナー成分等によるフィルミングを生じやすい、保護層フィラーによりクリーニングブレードがダメージを受け、ブレードエッジの欠けや密着性が低下してクリーニング不良を生じやすい、また、電子写真感光体周辺部材においてクリーニングブレードの耐久性が電子写真感光体の耐久性に対して劣っている、フィルミング抑制除去能力が不足している、装置構成が非常に複雑になる等により、いまだ所望の特性が得られていないのが実情であった。特に、耐摩耗性の維持と耐フィルミング性の維持は相反するもので、とりわけフィラーを含有する保護層を採用した電子写真感光体においてフィルミングを抑制することが困難であり、高耐久、高安定な画像形成には、これらを積極的にバランスさせる対策が不可欠であった。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−２０２０６２号公報
【特許文献２】
特開２０００−７５７５２号公報
【特許文献３】
特開２０００−３５２８３２号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の欠点を解消し、近年主流となってきているレーザー光を書き込み光源とする高耐久デジタル系高速電子写真プロセスに好ましく適用でき、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることのできる画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジを提供することを課題とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、感光体保護層中のフィラーの保持性とクリーニング処理を施すクリーニングユニットでのフィルミング発生、及びそのときの感光体表面における滑剤の効果に着目し鋭意検討をかさねた結果、本発明を完成するに到った。
本発明によれば、次に示す画像形成方法、画像形成装置、及び画像形成装置用プロセスカートリッジが提供される。
〔１〕静像担持体に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法において、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給することを特徴とする画像形成方法。
〔２〕該静像担持体の表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給すること、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給することを特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成方法。
〔３〕現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、該静像担持体の表面に滑剤を供給することを特徴とする特徴とする前記〔１〕に記載の画像形成方法。
〔４〕電荷輸送材料を含有すると共に、該無機微粒子がアルミナ、酸化チタンのいずれかである保護層が設けられている静像担持体を用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔５〕シランカップリング剤、アルミカップリング剤、チタンカップリング剤のいずれかによって疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔６〕帯電部材を静像担持体に対し接触又は近接して配置することにより、静像担持体を帯電することを特徴とする前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の画像形成方法。
〔７〕帯電部材に対し、直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより静像担持体を帯電することを特徴とする前記〔６〕に記載の画像形成方法。
〔８〕静像担持体と、該静像担持体に対する帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段を少なくとも有する画像形成装置において、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が静像担持体に設けられていると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
〔９〕該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が、静像担持体の表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給する機構、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給する機構であることを特徴とする前記〔８〕に記載の画像形成装置。
〔１０〕該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が、現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、静像担持体の表面に滑剤を供給する機構であることを特徴とする前記〔８〕に記載の画像形成装置。
〔１１〕該保護層が電荷輸送材料を含有すると共に、該無機微粒子がアルミナ、酸化チタンのいずれかであることを特徴とする前記〔８〕〜〔１０〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔１２〕該疎水化表面処理が、シランカップリング剤、アルミカップリング剤、チタンカップリング剤のいずれかを用いて施されたものであることを特徴とする前記〔８〕〜〔１１〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔１３〕該帯電装手段が、静像担持体に対し帯電部材を接触又は近接配置する手段であることを特徴とする特徴とする前記〔８〕〜〔１２〕のいずれかに記載の画像形成装置。
〔１４〕該帯電手段が、帯電部材に直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより静像担持体を帯電する手段であることを特徴とする前記〔１３〕に記載の画像形成装置。
〔１５〕前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の画像形成方法又は前記〔８〕〜〔１４〕のいずれかに記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、滑剤を静像担持体の表面に供給する機構、及び無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備することを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置について図面に基づいて説明する。尚、本明細書においては、画像形成装置の代表として電子写真用画像形成装置について説明する。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、静像担持体と、該静像担持体に対する帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段を少なくとも有する。該電子写真用画像形成装置の概略図を図３に示す。図３において、６は静像担持体（この場合は感光体）、９は帯電手段（この場合は帯電部材）、１１は画像露光手段、１３は現像手段（この場合は現像ユニット）、１５、１６はクリーニング手段（この場合、１５はファーブラシ、１６はクリーニングブレード）、１７は定着手段（この場合はレジストローラ）をそれぞれ示す。
【００２０】
まず、本発明に用いられる静像担持体について説明する。該静像担持体の代表的なものとしては、電子写真感光体が挙げられる。以下、電子写真感光体について説明する。
本発明の電子写真感光体（以下、単に感光体ともいう。）は、感光体を構成する感光層が単層でも積層であってもよいが、機能分離型の積層タイプを例に説明する。尚、図１は、本発明に用いられる積層型電子写真感光体の概略断面図である。図２は、本発明に用いられる他の積層型電子写真感光体の概略断面図である。
【００２１】
本願発明に用いられる電子写真感光体は、導電性支持体（導電性基体）１上に感光層２が設けられており、この感光層２は電荷発生材料を主成分とする電荷発生層３と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層４との積層で形成されている。そして、このような電子写真感光体の表層として保護層５が形成される。この保護層５については後述する。
【００２２】
導電性支持体１は、体積抵抗１０１０Ωｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状又は円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板又はそれらを素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管等からなるものである。
【００２３】
電荷発生層３は、電荷発生材料を主成分とする層である。
電荷発生材料には、無機又は有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファス・シリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００２４】
電荷発生層３は、電荷発生材料と適宜用いられるバインダー樹脂とを、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、２−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を塗布することにより形成することができる。塗布は、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法等により行う。
【００２５】
上記の適宜用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができる。
バインダー樹脂の量は、重量基準で電荷発生材料１部に対して、０〜２部が適当である。
【００２６】
電荷発生層３の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。電荷発生層３は、公知の真空薄膜作製法によって形成することができる。
【００２７】
電荷輸送層４は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。該溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、２−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
【００２８】
上記電荷輸送層４を構成する輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。
電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。
これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００２９】
前記電荷輸送層４を構成する正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。
これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００３０】
また、電荷輸送層４を構成する電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いる場合、適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥して電荷輸送層を形成してもよい。
高分子電荷輸送材料は、前記低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖又は側鎖に有した材料であればよい。特に好ましい高分子電荷輸送材料としては、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル等であり、中でもトリアリールアミン構造を有するポリカーボネートの使用が有利である。
さらに必要により、高分子電荷輸送材料にバインダー樹脂、低分子電荷輸送材料、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。
【００３１】
本発明においては、電荷輸送層４に含有される電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層の４０重量％以上とするのが好ましい。
４０重量％未満では、感光体へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において、高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られず、好ましくない。
【００３２】
電荷輸送材料と共に電荷輸送層４に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００３３】
必要により、電荷輸送層４に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜３０％程度が適当である。
【００３４】
必要により、電荷輸送層４に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜１％程度が適当である。
【００３５】
電荷輸送層４の厚さは、５〜３０μｍの範囲で、所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。従来の技術で前述したように、高精細化の点から電荷輸送層は薄膜化が好ましく、レーザ露光を考えるとその厚さは２０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１５〜１８μｍである。ここでその下限は膜の均一性、帯電性、さらには現像工程で必要とされる電界等から総合的に決定されるものである。いずれにしても薄膜化を実現するためには耐摩耗性を大きく高める必要があり、本発明のように保護層の重要性は非常に高い。
【００３６】
本発明で用いられる感光体における電荷輸送層移動度は、２．５×１０５〜５．５×１０５Ｖ／ｃｍの範囲の電荷輸送層電界強度の条件下で、３×１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましく、７×１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることがより好ましい。この移動度は、各使用条件下でこれを達成するように構成を適宜調整することができる。この移動度は、従来公知の（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）法により求めればよい。
【００３７】
本発明に用いられる積層型電子写真感光体には、導電性支持体１と感光層２との間に下引き層を形成することができる。
この下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層２を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。
【００３８】
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
【００３９】
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。
【００４０】
さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。この外に、下引き層には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、ＳｉＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、ＣｅＯ２等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。
【００４１】
下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
【００４２】
本発明においては、感光層２の保護及び耐久性の向上を目的として、無機微粒子を含有する保護層５が感光層２の上に形成されている。
この保護層５を構成するバインダーとしては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。
【００４３】
保護層５は、感光体２の耐摩耗性を向上させるため、無機微粒子を含有する。該無機微粒子としては、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム、チタン酸カリウム等の無機材料からなる微粉末が挙げられるが、本発明では、アルミナ、酸化チタンが好適に用いられる。しかし、これらの無機微粒子を単に保護層５に含有させるだけでは、保護層バインダ中での保持性が悪く耐摩耗性の効果は不十分なものであり、次に説明する疎水化表面処理を施すことが重要である。無機微粒子に疎水化表面処理を施すことにより保護層５の高耐久性が達成され、さらに、フィルミングを生じやすいトナー外添剤のシリカに対しても耐フィルミング性が高い保護層５となる。
【００４４】
本発明においては、アルミナ、酸化チタン等の無機微粒子は、保護層５を構成するバインダー中で有効に保持されるように、疎水化表面処理が施されている。無機微粒子が疎水化されている度合い（疎水化度）は、４０〜８０％であり、好ましくは５０〜８０％である。４０〜８０％で効果は十分にあらわれるがそれ以上のものであっても良い。この範囲であれば、保護層内での無機微粒子の保持性が良好に保たれる。疎水化度が４０％より小さいときには保護層５を構成するバインダーとの接着性が不十分であり、耐摩耗性が十分でなく、トナー外添剤のフィルミング抑制効果も十分でない。
【００４５】
前述のように疎水化度を４０〜８０％とするためには、無機微粒子の表面積から処理剤の添加量を決定する。表面積は、たとえばＢＥＴ比表面積であらわされ、表面を被覆可能な量で処理を行えばよい。なお、無機微粒子の表面は完全に清浄であることが好ましいが、コスト面において微量の付着物（吸着成分を含む）を許容でき、その場合にも疎水化度が４０〜８０％となるように処理することで良好な結果が得られる。
【００４６】
このように、疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する保護層５の耐摩耗性が向上するのは、保護層自体の摩耗が、主としてクリーニングブレードによる摺擦により生じていることによるものと考えられる。つまり、トナー外添剤がクリーニングブレードにより保護層表面を摺擦するために摩耗が進行していて、これに対して、保護層中に無機微粒子が含有されている場合、表層に存在する無機微粒子によりクリーニングブレードが支持され、保護層からの離間あるいは接触圧低減の効果により摩耗が抑制できると考えられる。このときの保護層表層に存在する無機微粒子の保護層バインダとの接着性は、無機微粒子によるクリーニングブレード支持性に対して大きく影響するものであり、接着性が高いときはクリーニングブレード支持が持続して、結果的に保護層の摩耗がさらに抑制できる。また、表層に存在する無機微粒子によるクリーニングブレードの離間あるいは接触圧低減は、トナー外添剤の保護層表層への押し込みによって生じるフィルミングの抑制に対しても効果を有する。画像形成プロセスで使用されるトナーにおいて、その流動性等の特性向上のために添加剤が付加され、カラープロセスでは、その添加量が多くなる傾向にあり、これによるフィルミングの抑制は重要な課題であり、本発明における無機微粒子の保持性向上はさらに効果を有するものになる。
【００４７】
本発明における疎水化表面処理としては、、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミカップリング剤を用いる処理、即ち、これらの各々を用いて乾式処理方法、湿式処理方法により適宜添加量を調整して表面処理することが挙げられる。
【００４８】
本発明における疎水化度は、メタノールまたはエタノールの滴定量から求める疎水化度測定法により判断することができる。例えば、特許公報第３２８４４８６号等に記載されているようにエタノール滴定での沈降終了濃度で疎水化度をあらわすことができる。本発明における疎水化度は、所定量の水に所定量の無機微粒子を添加して湿潤されるまで撹拌しながらメタノールで滴定する。すなわち、ガラス等の容器に所定量の水を保持し、該水中に所定量の無機微粒子を添加してスターラー等で撹拌しながらメタノールにて滴定する。そして、無機微粒子の全量が液体中に懸濁した時のメタノールの量として、溶媒全量に対するメタノールの百分率をもって無機微粒子の疎水化度とする。
【００４９】
保護層５に添加される疎水化表面処理が施されている無機微粒子の量は、重量基準で通常は、１０〜４０％、好ましくは、２０〜３０％である。該無機微粒子の量が１０％未満では、摩耗が大きく、耐久性に劣り、４０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。
【００５０】
本発明で用いられる無機微粒子の粒径は、平均１次粒径として０．３〜１．２μｍ、好ましくは、０．３〜０．７μｍであり、粒径が小さい場合には耐摩耗性が充分でなく、また、粒径が大きい場合には書き込み光を散乱させる為、好ましくない。
【００５１】
さらに保護層５には、無機微粒子の分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。添加される分散助剤は塗料等に使用されるもの（例えば、変性エポキシ樹脂縮合物、不飽和ポリカルボン酸低分子量ポリマー等）が適宜利用でき、その量は重量基準で通常は、含有する無機微粒子の量に対して０．５〜４％、好ましくは、１〜２％である。
【００５２】
また、保護層５に、前記の電荷輸送材料を添加することもきわめて有効であり、その添加量も電荷輸送層と同様でよく、残留電位の低減等、露光に対する特性を向上させることができる。電荷輸送材料の添加量としては、重量基準で低分子電荷輸送材料の場合、無機微粒子を除いた固形分の２０〜６０％が好ましく、保護層５の機械的特性が損なわれない範囲で、露光特性を向上させる程度に添加する。高分子電荷輸送材料の場合、それ自体バインダとしての機能を有しているので、添加量をさらに高くでき、無機微粒子を除いた固形分の２０〜９５％とすることができる。
【００５３】
一般に、バインダ樹脂に低分子電荷輸送材料が添加された膜は、その添加量にしたがって膜強度が低下することが知られている。さらに、無機微粒子が添加される場合、前述したように、バインダとの接着性は良好に保つ必要があり、特に表層での無機微粒子の保持性は耐摩耗性の点から重要である。無機微粒子の表面処理によるバインダとの親和性向上は、膜自体の強度向上にも効果を有し、前述のごとく疎水化度４０〜８０％に表面処理が施された無機微粒子においてバインダとの接着性が確実に強化される。
【００５４】
さらに、保護層５には、酸化防止剤も必要に応じて添加することができる。酸化防止剤については後記する。
【００５５】
なお、保護層に添加される無機微粒子は、前述のように表面処理が施されバインダ樹脂との接着性が強化される。このバインダ樹脂と無機微粒子の接着性強化は、保護層５において重要であり、上記の保護層への電荷輸送材料添加と密接に関係する。すなわち、感度特性を良好に保つために保護層５への電荷輸送材料添加が好適であり、かつ電荷輸送材料添加時の膜強度維持のために保護層フィラーとバインダとの接着性を向上することが必要であり、それが無機微粒子の表面処理によって達成される。
【００５６】
保護層５の厚さは、０．５〜１０μｍ、好ましくは４〜６μｍ程度が適当である。保護層５の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。
【００５７】
本発明で用いられる感光体においては、感光層２と保護層５との間に別の中間層を形成することも可能である。該中間層には、一般にバインダー樹脂が主成分として用いられる。該バインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。
【００５８】
該中間層の厚さは、０．０５〜２μｍ程度が適当である。又、中間層の形成法としては、前記の感光層と同様、適当な溶媒、スプレー法等の塗工法を用いて形成することができる。
【００５９】
本発明で用いられる感光体においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質及びレベリング剤を添加することができる。
【００６０】
本発明で用いられる感光体を構成する各層に添加できる酸化防止剤としては、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、ハイドロキノン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類等が挙げられる。
上記フェノール系化合物として、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２，２−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３，３−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアッシド］グリコールエステル、トコフェロール類等が挙げられる。
上記パラフェニレンジアミン類として、Ｎ−フェニル−Ｎ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ，Ｎ−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等が挙げられる。
上記ハイドロキノン類として、２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノン等が挙げられる。
上記有機硫黄化合物類として、ジラウリル−３，３−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３−チオジプロピオネート等が挙げられる。
上記有機燐化合物類として、トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィン等が挙げられる。
【００６１】
本発明で用いられる感光体を構成する各層に添加できる可塑剤としては、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、芳香族カルボン酸エステル系可塑剤、脂肪酸エステル誘導体系可塑剤、オキシ酸エステル系可塑剤、含塩素系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、クエン酸誘導体系可塑剤等が挙げられる。
上記リン酸エステル系可塑剤として、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル等が挙げられる。
上記フタル酸エステル系可塑剤として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル等が挙げられる。
上記芳香族カルボン酸エステル系可塑剤として、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−ｎ−オクチル、オキシ安息香酸オクチル等が挙げられる。
上記脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤として、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル、アジピン酸−ｎ−オクチル−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−ｎ−オクチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−２−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−ｎ−オクチル等が挙げられる。
上記脂肪酸エステル誘導体系可塑剤として、オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリン等が挙げられる。
上記オキシ酸エステル系可塑剤として、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル等が挙げられる。
上記エポキシ系可塑剤として、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシル等が挙げられる。
上記二価アルコールエステル系可塑剤として、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチラート等が挙げられる。
上記含塩素系可塑剤として、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチル等が挙げられる。
上記ポリエステル系可塑剤として、ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステル等が挙げられる。
上記スルホン酸誘導体系可塑剤として、ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンエチルアミド、ｏ−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−Ｎ−エチルアミド、ｐ−トルエンスルホン−Ｎ−シクロヘキシルアミド等が挙げられる。
上記クエン酸誘導体系可塑剤として、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−２−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−ｎ−オクチルデシル等が挙げられる。
その他、ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、２−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチル等が挙げられる。
【００６２】
本発明で用いられる感光体を構成する各層に添加できる紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サルシレート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、クエンチャー（金属錯塩系）紫外線吸収剤、ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）系紫外線吸収剤が挙げられる。
上記ベンゾフェノン系紫外線吸収剤として、２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２，４，４−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２−ジヒドロキシ４−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
サルシレート系紫外線吸収剤として、フェニルサルシレート、２，４ジ−ｔ−ブチルフェニル３，５−ジ−ｔ−ブチル４ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
上記ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ３−ターシャリブチル５−メチルフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
上記シアノアクリレート系紫外線吸収剤として、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、メチル２−カルボメトキシ３（パラメトキシ）アクリレート等が挙げられる。
上記クエンチャー（金属錯塩系）紫外線吸収剤として、ニッケル（２，２チオビス（４−ｔ−オクチル）フェノレート）ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェート等が挙げられる。
上記ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）系紫外線吸収剤として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、１−［２−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕エチル］−４−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕−２，２，６，６−テトラメチルピリジン、８−ベンジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１，３，８−トリアザスピロ〔４，５〕ウンデカン−２，４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。
【００６３】
本発明の画像形成装置で用いられる感光体は、以上説明したように導電性基体１上に感光層２及び保護層５が形成され、所望により下引き層、中間層が形成され、この保護層５が前記無機微粒子を含有しているので、摩耗に対する耐性が向上し、耐久性が良好なものとなっている。
【００６４】
本発明の画像形成装置においては、静像担持体（電子写真用画像形成装置の場合は感光体）の表面、即ち保護層５の表面に滑剤を供給する機構が設けられている。かかる機構により、保護層５上に滑材を供給すると、耐摩耗性が良好な状態でのフィルミングと画像流れ抑制をより効果的に行なうことが可能になる。
【００６５】
該感光体の表面に滑剤を供給する機構は、静像担持体の表面（感光体）に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給する機構、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を感光体に接触させることにより、滑剤を供給する機構であることが好ましい。
【００６６】
上記滑剤供給部材としては、例えば、クリーニングブラシ、転写部材、または単に滑材供給部材として、ブラシ状ローラー、弾性ローラー、弾性ブレード、ブラシ、ベルト等を用いることができる。また、滑材としては、液体、固体、粉体等の各種潤滑作用を有する材料を用いることができ、固体の場合にはそれ自身が滑材を直接供給する機能材料となり得る。すなわち、シリコンオイル、フッ素オイル等の潤滑性液体、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等の各種フッ素含有樹脂、シリコーン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛、ラウリル酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩等を適切な方法にて感光体表面に供給することにより目的が達成される。
【００６７】
前記滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を感光体に接触させることにより、滑剤を供給する機構について、図４に基づき具体的に説明する。図４は、本発明の別の画像形成方法及び画像形成装置を示す概略部分図であって、図３におけるクリーニング部に滑材供給機能を持たせるものであり、そのクリーニング部についてのみ図示するものである。図４において、１９は滑剤供給部材（この場合は固体滑材）でありクリーニングブラシ１５に一定圧力で接している。図４に示すように、滑材はクリーニングブラシ１５を介して間接的に感光体表面に供給される。但し、滑材供給機構は、必ずしもこのような構成をとる必要は無く、直接感光体に滑剤供給部材（固体滑材）１９を接して滑材を供給することもできれば、ブラシに限らずローラ等による間接供給の動作とすることもできる。さらに、接離機構等を用いて、滑材を感光体あるいは間接供給部材へ接触させる際に、その接触時間や接触圧力を変化させることにより、滑材供給量を制御することが可能であり、後述するように感光体表面摩擦係数として０．４以下に維持されているときに耐摩耗性とフィルミング、画像流れ抑制効果に対して好適である。
【００６８】
本発明における滑剤を供給する機構（図４に示す場合は、クリーニング部）の構成としては、弾性ブレードを用い、該弾性ブレードとして汎用性のあるウレタンゴムブレードによることが好ましく、該ウレタンゴムブレードはカウンター配置にすることが好ましい。カウンター配置で無い場合には、保護層に無機微粒子を含有する本発明の感光体に、クリーニング不良やフィルミングが生じる虞がある。
尚、カウンター配置とは、感光体回転方向に対して、ブレードエッヂが逆向きに接し、感光体表面にブレードエッヂがくい込むように配置することをいう。
【００６９】
静像担持体（感光体）表面に滑剤を供給する機構は、現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、静像担持体の表面に滑剤を供給する機構であることも好ましい。
【００７０】
次に、本発明の画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成方法は、静像担持体（感光体）に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法であり、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する。本発明の画像形成方法は、前記画像形成装置を用いることにより好適に実施することができる。
【００７１】
本発明の画像形成方法においては、静像担持体（感光体）表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給すること、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給することが好ましい。かかる画像形成方法は、前記画像形成装置を用いることにより好適に実施することができる。
【００７２】
また、本発明の画像形成方法においては、現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、静像担持体の表面に滑剤を供給することが好ましい。この場合、トナー中への添加量はトナー特性を妨げない範囲で適宜選択されるが、トナーに対して０．１〜０．２重量％の含有量が好ましい。
【００７３】
本発明の画像形成方法における感光体表面への滑材の供給量については、例えば、感光体表面摩擦係数の変化として検知できる。感光体表面摩擦係数がオイラーベルト法による測定で０．４以下に維持されているときに耐摩耗性とフィルミング、画像流れ抑制効果に対して好適である。感光体上に供給する滑材の量が、多すぎる場合には、転写出力画像上への出力量も多くなり、定着不良の原因となり好ましくない。さらに、滑材の供給量が多く感光体表面摩擦係数が必要以上に低下したときには、不具合として、現像ユニットにより、潜像を顕像化するとき、トナーと感光体との付着力が低下し、トナーが感光体上に意図するように転移できなくなるという現象が発生する。これは特に２成分現像など現像剤が感光体上に接触しながら現像するシステムに生じることがある。すなわち、２成分現像の特徴である現像剤の穂が、感光体表層に接触した場合、接触時にその穂による力学的な力が生じ、感光体に転移された、トナーを再度掻き落としてしまったり、像が正規位置からずれてしまうなどの現象がこの不具合の原因となっている。これは滑材の供給過剰により感光体表面摩擦係数が０．１程度に低下した場合におこり、画像濃度低下を引き起こすことになる。
【００７４】
一方、滑材の供給量が少ない場合には、前述の感光体表面の突出した無機微粒子を通過するときのクリーニングブレードエッジへの抵抗が低下せず、最悪の場合エッジ部の損傷が発生し、そのためにトナー成分の感光体上へのフィルミングが発生しやすくなり、画像流れや中間調の不均一性を招き好ましくない。
滑材量制御方法として滑材の感光体への接触あるいは非接触の状態を交互に繰り返し、その各状態の時間比率すなわちデューティー比を変化させる方法、また、滑材の感光体への接触において、その接触時の感光体に対する接触圧力を変化させる方法によって可能である。トナー中に滑剤を含有させて供給を行う場合には、トナー中への添加量と非画像形成時の強制的な感光体表面へのトナー付着動作により制御を行うことができる。
【００７５】
前記、感光体表面摩擦係数の定量化方法として採用しているオイラーベルト法を以下に説明する。円筒形の感光体表面の外周１／４部分に、中厚上質紙を紙すき方向が長手方向になるように切断したベルト状測定部材を接触させ、その一方（下端）に荷重（１００ｇ）をかけ、もう一方にフォースゲージをつないだ後、このフォースゲージを一定速度で移動させ、ベルトが移動開始した際のフォースゲージの値を読みとり、次の式により算出する。
【数１】
μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ）
ただし、μｓ：静止摩擦係数
Ｆ：フォースゲージ読み値（ｇ）
Ｗ：荷重（１００ｇ）
【００７６】
本発明の画像形成方法、及び画像形成方法においては、前述したように、感光体表面に滑剤を供給し存在させることで、耐摩耗性が良好な状態でフィルミング抑制効果をより高めることが可能となる。従来滑剤供給による表面摩擦係数の低減は摩耗抑制に効果が大きいことが知られているが、その反面フィルミングを生じやすいという欠点があったのに対し、本発明の無機微粒子を含有する保護層を有する感光体との組み合わせにおいては、感光体構成の違いからフィルミングを抑制することが可能となる。保護層に無機微粒子を含有する感光体においては、その表層の無機微粒子によりクリーニングブレードが損傷を受けやすいが、本発明のように滑剤の供給を併用することによりそれを防止することができる。つまり、保護層内での無機微粒子とバインダ樹脂との接着性が強化された感光体において、クリーニングブレードに接触する無機微粒子は容易には脱離せずクリーニングブレードを継続的に支持するが、同時に硬質の凸部を形成する無機微粒子はブレードエッジ部に対して常にエッジ損傷の危険性を有するものである。しかしながら、ここに滑剤が供給される場合、ブレードエッジ部の無機微粒子凸部通過が容易となり、エッジ部損傷の確率が低減できる。したがって、当初の感光体表面へのブレード接触状態は維持され、無機微粒子によるクリーニングブレードの離間、接触圧低減効果により摩耗とフィルミングが同時に抑制できる。
【００７７】
続いて、本発明の画像形成方法及び画像形成装置について、図３に基づき具体的に説明する。
図３は、本発明の画像形成方法及び画像形成装置を示す概略図である。
感光体６は、ドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
感光体６の周囲には、必要に応じて、転写前チャージャ７、転写チャージャ、分離チャージャ、クリーニング前チャージャ８が配置され、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）、帯電ローラをはじめとする公知の手段が配置される。
帯電部材９は感光体と当接していてもよいが、両者の間に適当なギャップ（１０〜２００μｍ程度）を設けた近接配置とすることにより、両者の摩耗量が低減できると共に帯電部材へのトナーフィルミングを抑制でき、好ましく使用できる。
特に本発明で用いられる感光体においては５０μｍ程度のギャップを設けることにより良好な特性を維持することができ、これは保護層の表面状態の影響を小さくできるためと考えられる。
【００７８】
帯電部材９に印加する電圧は、帯電の安定化と帯電ムラの抑制のために、直流成分に交流成分を重畳したものとすることが効果的である。
しかしながら、帯電が安定化される反面、直流成分のみ印加した場合に比べ、プロセス中に使用した感光体の表面層が摩耗しやすいことが分っている。この場合にも、本発明で用いられる感光体では耐摩耗性の高さから全く問題なく良好な特性を維持できるものである。
【００７９】
転写手段には、一般に上記の帯電器が使用できるが、図３に示されるように転写ベルト１０を使用したものが有効である。
また、画像露光部１１、除電ランプ１２等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等の発光物全般を用いることができる。
【００８０】
そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源は、図３に示される工程の外に、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程又は前露光等の工程に用いられ、感光体６に光が照射される。
現像ユニット１３により感光体６上に現像されたトナーは、転写紙１４に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体６上に残存するトナーもあり、このようなトナーは、ファーブラシ１５及びクリーニングブレード１６により感光体６から除去される。
【００８１】
クリーニングは、クリーニングブレードのみで行なわれることもあるが、ファーブラシ等のクリーニングブラシを組み合わせて用いることが多い。
電子写真感光体に正（負）帯電を施し、画像露光を行うと、感光体表面上には正（負）の静電潜像が形成される。
これを負（正）極性のトナー（検電微粒子）で現像すれば、ポジ画像が得られ、また、正（負）極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。
この現像手段には、公知の方法が適用され、また、除電手段にも公知の方法が採用される。
１７はレジストローラー、１８は分離爪である。
【００８２】
本発明の画像形成装置は、複写装置、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、後述するように、プロセスカートリッジの形態で、それら装置内に組み込まれ、着脱自在としたものであってもよい。ここで、プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、外に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を含んだ１つの装置（部品）である。
【００８３】
本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジは、前記画像形成方法又は画像形成装置に用いられるものであって、滑剤を静像担持体の表面に供給する機構、及び無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備している。滑剤を静像担持体の表面に供給する機構については前述したとおりであり、無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備していることについても、前述したとおりである。
尚、図５に、本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジの１例を示す概略図を示す。
【００８４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、これら実施例によって本発明はなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例において、部とあるのはすべて重量部である。
【００８５】
評価用感光体の作製
直径３０ｍｍのアルミニウム基体上に、下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、電荷輸送層塗工液及び保護層塗工液を、その順に塗布、乾燥し、３．５μｍの下引き層、０．１５μｍの電荷発生層、１７μｍの電荷輸送層からなる電子写真感光体を作製した。このとき、各層の塗工は浸漬塗工法により行なった。
【００８６】
〔下引き層塗工液〕
二酸化チタン粉末 ４００部
（石原産業 タイペーク ＣＲ−ＥＬ）
メラミン樹脂 ６５部
（大日本インキ化学工業 スーパーベッカミン Ｇ−８２１−６０）
アルキッド樹脂 １２０部
（大日本インキ化学工業 ベッコゾール １３０７−６０−ＥＬ）
２−ブタノン ４００部
〔電荷発生層塗工液〕
チタニルフタロシアニン ７部
ポリビニルブチラール ５部
（ユニオンカーバイド ＸＹＨＬ）
２−ブタノン ４００部
【００８７】
〔電荷輸送層塗工液〕
ポリカーボネート １０部
（帝人化成 ＰＣＸ−５）
下記構造式（１）の電荷輸送物質 ８部
テトラヒドロフラン ２００部
【化１】
実施例１
上記の感光体に対し、保護層としてアルミナ微粒子（住友化学工業製ＡＡ−０３）を２５ｗｔ％含有する５μｍの保護層を積層し感光体を完成させた。なお、アルミナ微粒子にはあらかじめチタンカップリング剤（味の素ＫＲ３８Ｓ、５ｗｔ％）により表面処理を施した。表面処理の方法は、アルミナ微粒子に対して５ｗｔ％のＫＲ３８Ｓを含有させた酢酸ブチル溶液に、１２０℃３時間加熱乾燥後のアルミナ微粒子を添加して、１時間撹拌した後、ろ過して、１２０℃３０分間減圧乾燥して疎水化処理したアルミナ微粒子を得た。このアルミナ微粒子の疎水化度は５０％であった。このアルミナ微粒子とバインダとして電荷輸送層に用いたのと同様のポリカーボネートを用い、上記構造式（１）の電荷輸送物質を３０ｗｔ％含有させ、スプレー法により保護層を積層した。
【００８９】
このようにして作製した感光体を使用し、図３に示した電子写真プロセスにて耐久性の評価を実施した。なお、現像ユニットに供給するトナーとして、粉末状のステアリン酸亜鉛を０．１５ｗｔ％含有させたものを使用した。
このとき、画像露光は７８０ｎｍのレーザ露光とし、帯電は帯電ローラにＡＣ（２ｋＨｚ、１．８ｋＶｐｐ）＋ＤＣ（−７５０Ｖ）を印加した。本プロセスのプロセス速度は１２５ｍｍ／ｓとした。
【００９０】
実施例１において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ変化無く良好な状態を維持し、解像度の低下も認められなかった。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．５μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９１】
実施例２
実施例１のアルミナ微粒子に対する表面処理をアルミカップリング剤（味の素ＡＬ−Ｍ、５ｗｔ％）とした以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。このときのアルミナ微粒子の疎水化度は４５％であった。ただし、現像ユニットに供給するトナーを滑剤を添加しないものとするかわりに、クリーニング部には、図４に示す構成の滑剤間接供給機構を採用した。装着した滑剤はＰＴＦＥである。
【００９２】
実施例２において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ変化無く良好な状態を維持し、解像度の低下も認められなかった。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．２μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９３】
実施例３
実施例１の保護層に添加する無機微粒子を以下のものに変えた以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。
保護層に添加する無機微粒子として、酸化チタン微粒子（石原産業製、ＣＲ９７）を用い、添加量を３０ｗｔ％とし、表面処理はチタンカップリング剤（味の素ＫＲ５５、５ｗｔ％）により同様に処理を行い、疎水化度は６０％であった。
なお、保護層の膜厚は、１μｍとした。
【００９４】
実施例３において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ良好な状態を維持し、解像度の低下も認められなかった。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は０．６μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９５】
実施例４
実施例１の保護層に添加する無機微粒子を以下のように変えた以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。
保護層に添加する無機微粒子は、実施例１と同様のアルミナ微粒子を用いたが、シランカップリング剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、５ｗｔ％）により、表面処理を施した。このときアルミナ微粒子の疎水化度は４０％であった。
【００９６】
実施例１と同様に電子写真プロセスでの耐久性について評価したところ、出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ良好であったが、２万枚以後、わずかな解像度低下が認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．６μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【００９７】
比較例１
実施例１のアルミナ微粒子に対する表面処理を施さない以外は、実施例１と同様にして、電子写真プロセスでの耐久性について評価を行った。
【００９８】
比較例１において得られた出力画像は、初期においてほぼ良好であったが、１万枚以後、中間調のムラが認められるようになった。連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は１．８μｍであり、このとき顕微鏡２００倍による観察において、筋状の異物付着が確認され、このために中間超ムラが発生したものと考えられる。
【００９９】
比較例２
実施例４の保護層に添加する無機微粒子を以下のものに変え、現像ユニットに供給するトナーを滑剤を添加しない以外は、実施例４と同様に電子写真プロセスでの耐久性について評価を行った。
保護層に添加する無機微粒子として、シリカ微粒子（信越化学工業製、ＫＭＰＸ−１００）を用い、添加量を３０ｗｔ％とし、表面処理はシランカップリング剤（ヘキサメチルジシラザン１０ｗｔ％）により処理を行った。このとき疎水化度は９０％であった。
【０１００】
比較例２において得られた出力画像は、初期においてほぼ良好であったが、１万枚以後、解像度低下と中間調のムラが認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は２．０μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面にはわずかな被膜状の異物付着が認められた。中間調のムラはこの異物付着によると考えられる。なお、解像度低下に関しては不明であるが、明らかに劣る特性を認めた。
【０１０１】
比較例３
実施例１のアルミナ微粒子に対する表面処理をシランカップリング剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、０．５ｗｔ％）とし、かつ現像ユニットに供給するトナーを滑剤を添加しないものとした以外は、実施例１と同様にして電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。このときのアルミナ微粒子の疎水化度は３０％であった。
【０１０２】
比較例３において得られた出力画像は、初期において良好であったものの、１万枚以後、中間調のムラと若干の解像度低下が認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は３．０μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への筋状の複数の異物付着が１０μｍ程度の大きさで認められた。筋状の異物付着と中間調のムラは対応していることが確認され、解像度の低下とあわせて、明らかに精細性が低下したものとなった。
【０１０３】
実施例５
実施例３の酸化チタン微粒子を、富士チタン工業製、ＴＡ−４００ＳＪとして、表面処理をシランカップリング剤（ヘキサメチルジシラザン、８ｗｔ％）とし、実施例２と同様の滑剤間接供給機構を採用し、滑剤未添加トナーを使用して同様に電子写真プロセスでの耐久性の評価を実施した。このときの酸化チタン微粒子の疎水化度は８０％であった。
【０１０４】
実施例５において得られた出力画像は、初期及び連続通紙５万枚後においてもほぼ良好であったが、２万枚以後、わずかな解像度低下が認められた。
また、連続通紙５万枚後の感光体の摩耗量は０．５μｍであり、顕微鏡２００倍による観察で、表面への異物付着は認められなかった。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明の画像形成方法は、静像担持体に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法であり、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給するので、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることができる。
【０１０６】
又、本発明の画像形成装置は、静像担持体と、該静像担持体に対する帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段を少なくとも有し、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が静像担持体に設けられていると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が設けられているので、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることができる。
【０１０７】
又、本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジは、前記画像形成方法又は画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、滑剤を静像担持体の表面に供給する機構、及び無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備するので、耐摩耗性に優れ、フィルミングなどの感光体劣化がきわめて少なく、しかも高精細電子写真プロセスに対して安定かつ優れた画像を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる積層型電子写真感光体の概略断面図である。
【図２】本発明に用いられる他の積層型電子写真感光体の概略断面図である。
【図３】本発明の画像形成方法及び画像形成装置を示す概略図ある。
【図４】本発明に用いられる滑剤供給機構の１例を示す概略図である。
【図５】本発明の画像形成装置用プロセスカートリッジの１例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 導電性支持体
２ 感光層
３ 電荷発生層
４ 電荷輸送層
５ 保護層
６ 感光体
７ 転写前チャージャ
８ クリーニング前チャージャ
９ 帯電部材
１０ 転写ベルト
１１ 画像露光部
１２ 除電ランプ
１３ 現像ユニット
１４ 転写紙
１５ ファーブラシ
１６ クリーニングブレード
１７ レジストローラ
１８ 分離爪
１９ 滑材
１０１ 感光ドラム
１０２ 接触帯電装置
１０３ 像露光
１０４ 現像装置
１０５ 転写体
１０６ 接触転写装置
１０７ クリーニングブレード
１０８ 除電ランプ
１０９ 定着装置
Claims (15)
- 静像担持体に帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング処理を少なくとも行う画像形成方法において、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給することを特徴とする画像形成方法。
- 該静像担持体の表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給すること、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
- 現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、該静像担持体の表面に滑剤を供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
- 電荷輸送材料を含有すると共に、該無機微粒子がアルミナ、酸化チタンのいずれかである保護層が設けられている静像担持体を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
- シランカップリング剤、アルミカップリング剤、チタンカップリング剤のいずれかによって疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が設けられている静像担持体を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
- 帯電部材を静像担持体に対し接触又は近接して配置することにより、静像担持体を帯電することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成方法。
- 帯電部材に対し、直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより静像担持体を帯電することを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
- 静像担持体と、該静像担持体に対する帯電手段、画像露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段を少なくとも有する画像形成装置において、疎水化度４０〜８０％の疎水化表面処理が施されている無機微粒子を含有する、保護層が静像担持体に設けられていると共に、該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
- 該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が、静像担持体の表面に滑剤を直接接触させることにより、滑剤を供給する機構、又は滑剤を滑剤供給部材に付着させてから、該滑剤供給部材を静像担持体に接触させることにより、滑剤を供給する機構であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
- 該静像担持体の表面に滑剤を供給する機構が、現像ユニットに供給されるトナー中に粉末状滑剤を含有させることにより、静像担持体の表面に滑剤を供給する機構であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
- 該保護層が電荷輸送材料を含有すると共に、該無機微粒子がアルミナ、酸化チタンのいずれかであることを特徴とする請求項８〜１０に記載の画像形成装置。
- 該疎水化表面処理が、シランカップリング剤、アルミカップリング剤、チタンカップリング剤のいずれかを用いて施されたものであることを特徴とする請求項８〜１１に記載の画像形成装置。
- 該帯電装手段が、静像担持体に対し帯電部材を接触又は近接配置する手段であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
- 該帯電手段が、帯電部材に直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより静像担持体を帯電する手段であることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成方法又は請求項８〜１４のいずれかに記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、滑剤を静像担持体の表面に供給する機構、及び無機微粒子として表面処理により疎水化が施され、その疎水化度が４０〜８０％のものを保護層に含有する静像担持体を具備することを特徴とする画像形成装置用プロセスカートリッジ。
【特許請求の範囲】
Priority Applications (1)
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| JP2002364398A JP2004198552A (ja) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジ |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002364398A JP2004198552A (ja) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 画像形成方法、画像形成装置及び画像形成装置用プロセスカートリッジ |
Publications (1)
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ID=32762273
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Country Status (1)
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