(57)【要約】【課題】  高硬度の感光体において画像流れを防止し、良好なクリーニング性能を維持させ、高耐久かつ良好な画像を出力可能な画像形成方法を提供すること。【解決手段】  ビッカース硬度（ＪＩＳ規格）５００Ｋｇ／ｍ2以上の感光体の表面を帯電させ、該感光体上に静電潜像を形成させ、該静電潜像をトナーにより現像させ、現像されたトナー像を転写材に転写する画像形成方法において、該感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における平均傾斜Δａが０．１〜０．９であり、一次粒子が立方体状の粒子形状及び／又は直方体状の粒子形状でかつ一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ〜３００ｎｍであるペロブスカイト型結晶の無機粉体を感光体表面に付着させ、該無機粉体の１次平均粒径をＤμｍとしたとき、該感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａと平均傾斜Δａとの関係について、次式      １＜Ｄ／２Ｒａ      Ｄ＜４×（Ｒａ／Δａ）を満足することを特徴とする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビッカース硬度（ＪＩＳ規格）５００Ｋｇ／ｍ2以上の感光体の表面を帯電させ、該感光体上に静電潜像を形成させ、該静電潜像をトナーにより現像させ、現像されたトナー像を転写材に転写する画像形成方法において、
該感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における平均傾斜Δａが０．１〜０．９であり、一次粒子が立方体状の粒子形状及び／又は直方体状の粒子形状でかつ一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ〜３００ｎｍであるペロブスカイト型結晶の無機粉体を感光体表面に付着させ、該無機粉体の１次平均粒径をＤμｍとしたとき、該感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａと平均傾斜Δａとの関係について、次式
１＜Ｄ／２Ｒａ
Ｄ＜４×（Ｒａ／Δａ）
を満足することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
該感光体がシリコン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電層を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【請求項３】
該無機粉体がチタン酸ストロンチウムまたはチタン酸バリウムまたはチタン酸カルシウムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成方法。
【請求項４】
該感光体は炭素原子、炭化珪素、窒化珪素、フッ化マグネシウムのいずれかを母体とする非単結晶材料で構成された表面層からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項５】
該無機粉体を感光体表面に付着させる手段が現像装置と兼ねることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項６】
該トナーに凝集体の粒径が６００ｎｍ以上の粒子が１個数％以下であるペロブスカイト型結晶の該無機粉体が０．０５〜５質量％外添してあることを特徴とする請求項５に記載の画像形成方法。
【請求項７】
該潜像形成手段が３８０〜５００ｎｍの波長の光により潜像形成を行う露光手段であり、露光手段から出力される最大光強度波長λｎｍ、表面粗さＲａｎｍおよび無機粉体の１次平均粒径Ｄｎｍに関して、次式
Ｄ＋２×Ｒａ≦λ／２
を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真画像形成方法に関するものである。より詳しくは電子写真感光体を帯電させ、感光体の帯電面に静電潜像を形成させて情報を書き込み、現像剤担持体に担持させた現像剤によって感光体の静電潜像をトナー像として現像し、感光体のトナー像を被転写部材に転写させる画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置や静電記録装置等に用いられる画像形成方法において、電子写真感光体・静電記録誘電体等の感光体上に潜像を形成する方法についても様々な方法が知られている。例えば、電子写真法では、潜感光体としての光導電性物質を利用した感光体上を所要の極性・電位に一様に帯電処理した後に、画像パターン露光を施すことにより電気的潜像を形成し、トナーを現像して顕像化し、これを紙などの転写媒体に転写・定着する方法が一般的である。
【０００３】
近年、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの出力端末をすべてかね備え、ネットワークに対応した複合機が、市場で広く受け入れられている。
【０００４】
このようなネットワーク対応の出力端末として、電子写真システムが広く受け入れられる反面、大きな問題の一つとして本体のデューティサイクル（Ｄｕｔｙ  Ｃｙｃｌｅ）が挙げられる。デューティサイクル（Ｄｕｔｙ  Ｃｙｃｌｅ）とは、作業員によるメンテナンスを要することなく、本体が正常に稼動し続ける限界枚数のことである。
【０００５】
このデューティサイクルを律速している最大の要因の一つに、感光体ドラムの寿命を挙げることができる。感光体ドラムの寿命を長寿命化することができれば、廃棄物の減少、すなわち消耗品の減少や、消耗品の長寿命化や、信頼性の向上を図ることができる。そして、環境保護の観点から、このような技術の開発が求められている。
【０００６】
このような中、感光体として、次第にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体が、多用されてきている。このアモルファスシリコン感光体は、そのビッカース硬度が５００以上（５００Ｋｇ／ｍ2以上、ＪＩＳ規格）と非常に硬く、耐久性、耐熱性、環境安定性にも優れている。そのため、特に高信頼性が要求される高速機においては、必要不可欠になってきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、このアモルファスシリコン感光体は、一般に使用されているＯＰＣ感光体に比して、交換寿命枚数が１桁以上高いという利点を有する。すなわち、本体寿命が等価であるため、廃棄物を削減することができるという利点を有する。さらに、ＯＰＣ感光体を用いたプロセスカートリッジのような、回収再生などの労力を要する必要もない。
【０００８】
しかしながら、本発明者の知見によれば、これらの装置において、感光体の表面に付着して画質に影響を及ぼすのはトナーに限らない。
【０００９】
すなわち、感光体の表面に付着して画質に影響を及ぼすのは、転写材として多くの場合利用される紙片から発生する微細な紙粉や、これから析出する有機質成分や、装置内における高圧部材の存在に起因して発生するコロナ生成物などである。そして、これらの微細な紙粉、有機質成分、またはコロナ生成物が、感光体の表面に付着して異物となり、特に高湿環境下において低抵抗化して、鮮明な静電潜像の形成を妨げ、これが画質の劣化を招来する要因と考えられている。
【００１０】
上述した画像の劣化現象は、特にシラン類のグロー放電分解によって成膜構成するアモルファスシリコン（非晶質シリコン）感光体の場合に発生しやすいことが知られている。
【００１１】
そこで、このようなアモルファスシリコン感光体における劣化現象を回避するために、特に一成分系磁性トナーを使用する場合において、クリーニング装置内における感光体の走行方向に沿って、クリーニングブレードの上流側にマグネットローラを配設する方法が提案された。
【００１２】
すなわち、クリーニング装置によって回収されたトナーの一部を用いて磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを感光体表面に接触させて磁性トナーを再供給することにより、ブレード部位のトナー粒における研磨作用を利用して、上述した各種異物を摺擦除去する方法が提案された。
【００１３】
この技術は、ウェッブやゴムローラなどの別に用意した研磨材を用いて感光体表面を摺擦する方法に比して、研磨作用による感光体の表面における局所的な偏りが少ないのみならず、感光体の表面の劣化の抑制が可能であるという利点を有する。
【００１４】
また、この技術に、感光体にヒータを配設し、夜間、スタンバイ中に周辺の湿度を低下させて感光体の表面の低抵抗化を防止するなどの付帯手段を併用することにより、上述したような原因に基づく画像劣化の阻止に、一定の効果をあげている。
【００１５】
また、感光体の表面に形成された可転写トナー像を、主に紙が用いられる転写材に転写する工程を繰り返す画像形成装置においては、転写の際、転写材に転移せずに感光体に残留する残留トナーを、随時充分に除去する必要がある。
【００１６】
そのため、クリーニング手段としては、従来、種々の手段が提案されている。これらの手段のうちの代表的なものが、ウレタンゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードを用いて、上述した残留トナーを掻き落とすものである。
【００１７】
このクリーニングブレードを用いたクリーニング手段の構成は、簡単かつコンパクトであるのみならず低コストであり、しかもトナー除去機能もすぐれているため、広く実用化されている。
【００１８】
また、このクリーニングブレードのゴム材料としては、一般的に、硬度が高く弾性に富み、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、および耐オゾン性に卓越したウレタンゴムが用いられている。こういったウレタンゴムブレードに対して、感光体表面形状にあわせた粒子を供給し潤滑作用を十分に発揮させてクリーニング性能を向上させる技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１９】
【特許文献１】特開昭６０−６７９５１号公報
【特許文献２】特開平０２−１０１４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述した画像形成装置においては、３つの大きな課題があった。
【００２１】
すなわち、まず第１に、アモルファスシリコン感光体は、表面抵抗が低抵抗化しやすいという問題がある。このように、アモルファスシリコン感光体の表面抵抗が低抵抗化しやすいことにより、上述したような、磁気ブラシを形成し、感光体の表面に接触させ、磁性トナーを再供給することにより、ブレード部位のトナー粒による研磨作用を利用して各種異物を摺擦除去する装置は、磁性トナーにおいては有効な手段であったが、非磁性トナーにおいては、効果が低い。
【００２２】
また、画像流れを発生させる要因として次のものを挙げることができる。すなわち、トナー、ほとんどの場合に転写材として用いられる紙から発生する微細な紙粉、これから析出する有機質成分、装置内における高圧部材から発生する高エネルギーのコロナ放電時様々な金属酸化物や酸素化合物の発生とともに、空気中の窒素が酸化され硝酸イオンとなる成分などである。
【００２３】
そして、これらの異物が感光体の表面に付着することにより、感光体表面に薄膜（以下、フィルミング層）が耐久により形成され、高湿環境下において吸湿し、低抵抗化して鮮明な静電潜像の形成を妨げる。これらが画質の劣化を招来する要因となっている。
【００２４】
このような耐久によるフィルミング層を除去するためには、感光体表面の摺擦能力を向上させる必要がある。具体的には、弾性ロールを感光体表面に周速差をつけて当接させて摺擦させた場合、局所的に感光体表面にトナーが付着してしまう。これにより、局所的に弾性ロールの表面にトナー融着が発生し、この部分が感光体の表面を削り、さらにムラ削れとなって画像不良の原因となってしまう。
【００２５】
このような画像不良を回避するためには、感光体表面の弾性ロールによる摺擦性をさらに向上させる必要がある。ところが、本発明者の知見によれば、たとえアモルファスシリコンから構成した感光体であっても、摺擦性を向上させると、摩耗量が急激に増加して、その信頼性が低下してしまう。
【００２６】
また、上述したような設定では、弾性ロール自体も摩耗量が増大してしまい信頼性が低下してしまうという問題がある。
【００２７】
また、本発明者が、光学的手法により、上述の耐久により形成されたフィルミング層に関する実験を行ったところ、その膜厚が約３〜８ｎｍであることが確認された。
【００２８】
すなわち、本発明者が反射分光式干渉計（たとえば、大塚電子（株）製ＭＣＤＰ２０００）によって感光体の測定を行ったところ、耐久初期であっても、上述した表面酸化層にフィルミング層が確認された。このフィルミング層は、約３〜８ｎｍに達し、この膜厚が形成された以後、膜厚の変化はほとんど生じないことが確認された。
【００２９】
ところが、本発明者が実験を進め、耐久が進行するにつれて、初期にあっては乾拭きや、水拭きや、アルコール拭きなどで画像劣化が解消されていたものが、解消されなくなることが判明した。
【００３０】
そして、本発明者による凝着摩耗が繰り返し行われ、このような状態で耐久が進んだドラム表面に対しては、粒径が０．３〜２μｍ程度の酸化セリウム（ＣｅＯ2）からなる砥粒を、アルコールなどに分散させた研磨剤を用いて研磨しなければ、画像劣化が解消されないことが判明した。このようなことは、特にドラムヒータを装着しない場合に顕著に発生する。
【００３１】
そこで、発明者は鋭意検討をさらに進めて、様々な表面形状の初期の感光体と耐久後の感光体表面を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：デジタルインスツルメンツ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社製、ＮＡｎｏＳｃｏｐｅＩＩＩＡ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ３０００、走査モード：タッピングモード、走査範囲：２０μｍ×２０μｍ、探針：Ｓｉカンチレバー）により測定した。
【００３２】
この本発明者による測定においては、耐久後の感光体表面が初期に比して、摩耗により、外観上では、ほとんど平滑になっている。そこで、耐久後の感光体表面を、５％ペルオキソ二硫酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓ2Ｏ8）水溶液中において、７０〜８０℃の温度で３０分間加熱し、アセトン中で約１分間、超音波洗浄を行い、エタノールおよび純水によるリンスを行った後に観察したところ、特に感光体表面の凹部においてフィルミング量が多いことが確認された。
【００３３】
また、第２に、本発明者がさらなる実験を行ったところ、上述のように耐久によりクリーニングブレードによる転写残トナーとドラムとの間の摩擦力が増加していることを発見するに至った。
【００３４】
この点に関して、本発明者は、さらに検討を行い、この摩擦力の増加は、耐久により形成されたフィルミング層により生じたものであることを想起するに至った。
【００３５】
すなわち、耐久により形成されたフィルミング層により、クリーニングブレードとドラム表面との間、および転写残留トナーとドラム表面との間において、密着度および親和性が上昇され、その結果、摩擦力が増加していることを想起するに至った。
【００３６】
この摩擦力の増加により、クリーニングブレードのせん断応力、トナー間のせん断応力および、ドラム表面近傍のせん断応力が増加することが考えられる。これらのせん断応力が増加する結果、クリーニングブレードの局所的なエッジ欠け、いわゆるチッピング、永久ひずみせん断応力の増大による発熱量の増大によるトナーと融着の発生、ドラム内部応力増大による疲労摩耗の増大の発生につながっていると考えられる。
【００３７】
また、第３に、近年、上述のように、画像形成装置においては、複写機としてのみならず、プリンタとしての機能を有するものも広く使用されてきている。
【００３８】
さらに、フィーダ機能やソータ機能などのアプリケーションの充実も進み、１度のジョブが４０００枚以上の連続動作が可能となってきている。たとえば、Ａ４の紙面を５０枚／分で出力する場合においても、単純試算で８０分以上連続動作が実行される。
【００３９】
このような状況の下においては、感光体の近傍の雰囲気温度は、５０℃近傍まで達する。そして、クリーニングブレードと感光体との当接（ニップ）部においては、５０℃以上の温度に達していると思料される。これにより、感光体表面にトナー融着が発生する頻度が多くなる。
【００４０】
本発明の目的は、高硬度の感光体において長期的に画像流れ・クリーニング部材の破壊・トナー融着のない優れた耐久性能を有し、良好な画像を出力可能な画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
本発明者らは鋭意検討の結果、アモルファスシリコン感光体のごとき高硬度の感光体表面を、研磨剤により摺擦して上記課題を解決するに際し、感光体表面粗さ・形状と、研磨粒子粒径・形状を適切に組み合わせることによって、画像流れ・クリーニング部材の破壊・トナー融着を防止できることを見出した。
【００４２】
具体的には以下のような画像形成方法を用いることで、簡便な装置構成で長寿命を成立させることができる。
【００４３】
〔１〕ビッカース硬度（ＪＩＳ規格）５００Ｋｇ／ｍ2以上の感光体の表面を帯電させ、該感光体上に静電潜像を形成させ、該静電潜像をトナーにより現像させ、現像されたトナー像を転写材に転写する画像形成方法において、
該感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における平均傾斜Δａが０．１〜０．９であり、一次粒子が立方体状の粒子形状及び／又は直方体状の粒子形状でかつ一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ〜３００ｎｍであるペロブスカイト型結晶の無機粉体を感光体表面に付着させ、該無機粉体の１次平均粒径をＤμｍとしたとき、該感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａと平均傾斜Δａとの関係について、次式
１＜Ｄ／２Ｒａ
Ｄ＜４×（Ｒａ／Δａ）
を満足することを特徴とする画像形成方法。
【００４４】
〔２〕該感光体がシリコン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電層を有することを特徴とする〔１〕に記載の画像形成方法。
【００４５】
〔３〕該無機粉体がチタン酸ストロンチウムまたはチタン酸バリウムであることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の画像形成方法。
【００４６】
〔４〕該感光体は炭素原子、炭化珪素、窒化珪素、フッ化マグネシウムのいずれかを母体とする非単結晶材料で構成された表面層からなることを特徴とする〔１〕〜〔３〕に記載の画像形成方法。
【００４７】
〔５〕該無機粉体を感光体表面に付着させる手段が現像装置と兼ねることを特徴とする〔１〕〜〔４〕に記載の画像形成方法。
【００４８】
〔６〕該トナーに凝集体の粒径が６００ｎｍ以上の粒子が１個数％以下であるペロブスカイト型結晶の該無機粉体が０．０５〜５質量％外添してあることを特徴とする〔５〕に記載の画像形成方法。
【００４９】
〔７〕該潜像形成手段が３８０〜５００ｎｍの波長の光により潜像形成を行う露光手段であり、露光手段から出力される最大光強度波長λｎｍ、表面粗さＲａｎｍおよび無機粉体の１次平均粒径Ｄｎｍに関して、次式
Ｄ＋２×Ｒａ≦λ／２
を満足することを特徴とする〔１〕〜〔６〕に記載の画像形成方法。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、アモルファスシリコン感光体のごとき高硬度の感光体表面を研磨剤により摺擦して上記課題を解決するに際し、感光体表面粗さ・形状と、研磨粒子粒径・形状を適切に組み合わせることによって、画像流れ・クリーニング部材の破壊・トナー融着を防止でき、高画質・長寿命の画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
＜画像形成工程＞
図１に本発明に係る画像形成装置の一例を示す。なお、同図は、デジタル方式の複写機の概略構成を示す縦断面図である。同図に示す複写機は、感光体としてドラム型の電子写真感光体１０１を備えている。この感光体１０１は、駆動手段（不図示）によって矢印方向に回転駆動される。感光体１０１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次帯電手段である帯電ローラ１０２、露光手段１０３、現像器（現像手段）１０４、転写帯電器（転写手段）１０５が配設されている。さらに、転写材１１１の搬送方向（矢印方向）の転写帯電器１０５の下流側（同図中の左側）には、定着器１０６が配設されている。感光体１０１表面は、一次帯電器１０２により一様帯電される。次いで、露光手段１０３から発せられるレーザ光により、イメージ露光が行なわれ、レーザ光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。感光体１０１上の静電潜像は、現像器１０４の帯電したトナーによって現像される。現像された感光体１０１上のトナー像は、矢印方向に搬送される転写材１１１に、転写帯電器１０５によって転写される。トナー像転写後の転写材１１１は定着器１０６に搬送され、ここで加熱・加圧を受けて、表面にトナー像が定着される。転写後に感光体に残った転写残トナーはクリーニング装置１０７のドラムにカウンターに当接された弾性を有するクリーニングブレードにより回収除去される。
【００５２】
クリーニング装置１０７はトナー転写後に感光体に残った転写残トナーを回収・清掃する手段である。例えば、主にポリウレタンゴムからなる弾性ブレードを感光体の回転に対し図１に示すようにカウンターで当接させることにより行われる。クリ−ニングブレードにて掻き取られたトナーや潤滑剤はすくいシートにより受け取られ、トナー送り羽根やブラシローラ、スクリュー等によって廃トナーボックスに送られる。
【００５３】
＜無機粉体供給部材＞
本発明における感光体への無機粉体供給部材は、感光体に研磨剤を供給し画像流れを防止し、クリーニング性を向上させるものである。
【００５４】
無機粉体供給部材は感光体のどこから供給してもよい。トナーに外添剤として付着させ現像時にトナーと一緒に供給することも出来る。また帯電装置や転写装置に無機粉体供給の役割を兼ねさせても良い。
【００５５】
クリーニング工程において無機粒子を供給する画像形成装置のクリーニング装置概略断面図を図２に示す。この例では成形した固形状の研磨粒子２０４をブラシローラ２０３に押し当てて削りだして感光体２０１に塗付し、クリーニングブレード２０２との当接部に供給される。
【００５６】
＜電子写真感光体＞
図３に本発明における電子写真感光体の一例を示す。
【００５７】
本例の電子写真感光体は、例えばＡｌ、ステンレス等の導電性材料からなる基体３０１上に、光導電層３０２および表面保護層３０３を順次積層したものである（図３（ａ）参照）。
【００５８】
なお、これら層の他に、下部電荷注入阻止層３０４、上部電荷注入阻止層３０５、電荷注入層、反射防止層などの種々の機能層を必要に応じて設けることもできる。例えば、下部電荷注入阻止層３０４、上部電荷注入阻止層３０５などを設け、ドーパントとして１３族元素および１５族元素など選択する事により、正帯電、負帯電と言った帯電極性の制御も可能となる（図３（ｂ）参照）。
【００５９】
基体形状は電子写真感光体の駆動方式などに応じた所望のものとしてよい。基体材質としては上記Ａｌやステンレスのような導電性材料が一般的であるが、例えば各種のプラスチックやセラミックス等の導電性を有しないものに、これら導電性材料を蒸着するなどして導電性を付与したものも用いることができる。
【００６０】
光導電層３０２としては、例えばシリコン原子と、水素原子またはハロゲン原子を含む非晶質材料（「ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）」とも略記する）が代表的なものとして挙げられる。また、光導電層３０２の層厚としては特に限定されないが、製造コストなどを考慮すると１５〜５０μｍ程度が適当である。
【００６１】
更に、特性を向上させるために、下部光導電層３０６と上部光導電層３０７の様に複数の層構成にしても良い（図３（ｂ）参照）。
【００６２】
表面保護層３０３は、一般的にシリコン原子を母体とし、炭素原子と、必要に応じて水素原子またはハロゲン原子を含有する非単結晶（好ましくは非晶質）材料ａ−ＳｉＣ（Ｈ，Ｘ）、シリコン原子を母体とし、窒素原子と、必要に応じて水素原子またはハロゲン原子を含有する非単結晶（好ましくは非晶質）材料ａ−ＳｉＮ（Ｈ，Ｘ）、または炭素原子を母体とし、必要に応じて水素原子またはハロゲン原子を含有する非単結晶炭素（好ましくは非晶質炭素）ａ−Ｃ（Ｈ，Ｘ）等により形成される。
【００６３】
また、光導電層３０２と表面保護層３０３の界面を連続的に変化させ、反射防止層を設け、当該部分の界面反射を抑制させるように制御しても良い。
【００６４】
＜ａ−Ｓｉ感光体成膜装置＞
ａ−Ｓｉ感光体成膜装置、アモルファスシリコン感光体の形成方法、及び、その手順を以下に説明する。
【００６５】
ａ−Ｓｉ感光体は、従来広く用いられているＲＦ帯（１３．５６ＭＨｚ）の高周波電力を用いたプラズマＣＶＤ装置により形成することができる。しかしながら、本発明で開示されるような微細形状を備えるａ−Ｓｉ感光体を実現するためには、高周波電源の周波数をＶＨＦ帯（５０〜４５０ＭＨｚ）とすることがより望ましい。
【００６６】
図４及び５に示したプラズマＣＶＤ装置は、本発明におけるａ−Ｓｉ感光体成膜装置の好適な一例を示すものである。
【００６７】
図４は、ＶＨＦ帯の高周波電力を用いたアモルファスシリコンを母材とした電子写真用感光体を形成する装置システムを示している。この装置システムは少なくとも、円筒形基体４０１を内包できる減圧可能な反応容器４０２、反応容器４０２内に原料ガスを供給するためのガス管４１７及び原料ガスを分解するための電力を導入するカソード４１４からなる堆積膜形成装置４００、反応容器４０２内に原料ガスを供給するガス供給システム４０４、反応容器４０２内を排気する排気システム４０５及びカソード４１４に電力を供給する電力供給システム４０６からなる。
【００６８】
また、図５は前記堆積膜形成装置４００の横断面図を示している。
【００６９】
まず、反応容器４０２内のヒーターを内蔵する基体支持体４０３に円筒形基体４０１を設置し、反応容器４０２内を排気口４１９を介して排気ポンプ４０７によって排気し、所望の真空度まで排気が完了した後、不活性ガス、例えばＨｅガスやＡｒガスを原料ガス供給システム４０４内のマスフロコントローラーによって所定の流量で反応容器４０２内に供給する。そして、排気ポンプ４０７の排気速度を調整することによって、反応容器４０２内を所望の圧力に制御する。
【００７０】
反応容器４０２の内圧が所望の圧力に設定した後に、基体支持体４０３に内蔵されたヒーターによって円筒形基体４０１を所望の温度まで加熱を行う。なお、堆積膜形成中も堆積膜形成に必要な所望の温度に保持し続ける。
【００７１】
以上の手順により加熱工程が終了した後、続いて堆積膜形成工程を行う。反応容器４０２内の不活性ガスを排気ポンプ４０７によって排気した後、排気バルブ４０８を閉じ、メイン排気バルブ４０９を開け、スロットルバルブ４１０の開度を全開にして油拡散ポンプ４１１を介したメイン排気ポンプ４１２によって反応容器４０２内を例えば１×１０-3Ｐａの真空度まで排気を行う。
【００７２】
続いて反応容器４０２内に原料ガス供給システム４０４によって、各原料ガスを各供給配管に設置されたマスフロコントローラーによって、所定の流量で供給する。スロットルバルブ４１０の開度を調節し、排気速度を調整することで、反応容器４０２の内圧を所望の圧力に制御する。反応容器４０２の内圧が安定したところで、電力源４１３からカソード４１４にマッチングボックス４１５を介して電力の供給を行い、反応容器４０２内にグロー放電を生起させる。
【００７３】
この放電エネルギーによって、反応容器４０２内に導入された原料ガスが分解され、円筒形基体４０１上に所定の堆積膜が形成される。なお、堆積膜の基体周方向の均一性を向上させるために、堆積膜形成中、駆動部４１８を介してモーター４１６によって基体４０１を所定の速度で回転させる方法が有効であり、この操作によりアモルファスシリコン感光体の周方向むらは許容可能な範囲内に低減することが容易に可能となる。こうして、堆積膜が所望の膜厚に到達したらカソード４１４に印加している電力の供給を停止し、原料ガス供給システム４０４からの原料ガスの供給を停止することで堆積膜形成を終える。
【００７４】
同様の作業を複数回続けて行うことによって多層構造を持つ堆積膜を形成すことが可能になる。
【００７５】
上述したように、本発明に好適なａ−Ｓｉ感光体を作製するためには、高周波電源の周波数をＶＨＦ帯（５０〜４５０ＭＨｚ）とすることがより望ましい。本発明者らが上記装置を用いて鋭意検討した結果、１３．５６ＭＨｚの高周波電源で作製したａ−Ｓｉ感光体においては、１０μｍ×１０μｍの範囲で測定したＲａが１５〜４０ｎｍ、同じく１０μｍ×１０μｍの範囲で測定したΔａが０．１５〜０．３の範囲であったのに対して、５０〜４５０ＭＨｚの範囲の高周波電源で作製したａ−Ｓｉ感光体においては、Ｒａを５〜６８ｎｍ、Δａを０．０５〜０．６５と、より広い範囲で作製することが可能となり、投入電力、基板温度、バイアス電位等の成膜パラメーターによって、上記範囲内で表面粗さを制御して作製することが可能となった。
【００７６】
さらに、５０〜１５０ＭＨｚの範囲の高周波電源で作製したａ−Ｓｉ感光体においては、同じく投入電力、基板温度、バイアス電位等の成膜パラメーターによって、上記範囲内で表面粗さを独立に制御して作製することが容易となった。
【００７７】
従って、本発明におけるａ−Ｓｉ感光体において所望の微細形状を実現するためには、高周波電力の周波数を５０〜４５０ＭＨｚの範囲とすることが望ましい。更に好ましくは、５０〜１５０ＭＨｚの範囲とすることが望ましい。
【００７８】
該感光体表面形状は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）「Ｑｕｅｓａｎｔ社製    Ｑ−ｓｃｏｐｅ２５０」を用いて測定した。表面粗さは、上記評価による表面粗さＲａの値を示し、平均傾斜Δａは、３次元形状から計算された値を示す。
【００７９】
また、円筒状である感光体の表面観察においては、同Ｑ−ｓｃｏｐｅ２５０のＴｉｌｔ  Ｒｅｍｏｖａｌモードにより、試料のＡＦＭ像の持つ曲率を放物線にフィットさせた後、平坦化する補正（Ｐａｒａｂｏｌｉｃ）を行った。更に、傾きを除去する補正（Ｌｉｎｅ  ｂｙ  Ｌｉｎｅ）を行っても良い。
【００８０】
視野に関しては、同一の試料に対して、視野を１０μｍ×１０μｍ以外にも各種振って評価を行った。視野を拡大すると、Ｒａ測定値は安定する反面、試料基体のうねり、突起等の特異形状や加工形状等の影響により、微視的表面形状が反映されにくくなってくる。一方、視野を狭めた場合には、測定個所のばらつきが大きくなる。Δａについても同様である。
【００８１】
本発明においては上記の検知能力、および再現性の総合性能に優れた１０μｍ×１０μｍ視野の結果を使用する。
【００８２】
微視的表面形状（Ｒａ、Δａ）は放電電力・基体温度・総膜厚等を変化させることで制御可能である。
【００８３】
感光体のビッカース硬度は、ＪＩＳ規格  Ｂ７７７４  による測定方法により測定される。ビッカース硬度が５００ｋｇ／ｍ2以上であると十分に硬く、前述した微細な表面形状を長期的に保つことができる。５００ｋｇ／ｍ2未満であると、磨耗・キズの成長が早く、表面形状を保つのが難しくなる。
【００８４】
微視的表面形状Δａは０．１〜０．９の範囲のものが好ましい。
【００８５】
０．１未満であるとトナーとの離型性が小さく、転写・クリーニングが困難になる。さらにクリーニングブレードをカウンター当接した場合には、捲れやすくなる。０．９より大きいと、微細な表面粗さによって生じる凹部（溝）の付着物を機械的に除去することが困難になる。
【００８６】
＜研磨粒子＞
そこで本発明者が鋭意検討を行った結果、一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、粒子形状が立方体状または直方体状であるペロブスカイト型結晶である無機微粉体を感光体表面に付着させて接触部材との間に介在させて摺擦することで高硬度感光体における放電生成物質、紙粉、トナー等の付着物を除去でき、画像流れやクリーングブレード欠けを防止できることを見出した。
【００８７】
本発明において用いる研磨粒子はペロブスカイト型の結晶を持つものが好ましい。ペロブスカイト型研磨粒子の中でも更に好ましいものは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウムであるが、チタン酸ストロンチウムが更に好ましい。
【００８８】
本発明において使用されるペロブスカイト型研磨粒子は一次粒子の平均粒径が３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であるものが好ましい。平均粒径が３０ｎｍ未満ではクリーナー部における研磨効果が不十分であり、一方、３００ｎｍを超えると感光体とクリーニングブレードやローラ、被転写物などの接触物に挟まった時にキズが発生しやすい。
【００８９】
また、該無機微粉体は着色粒子表面に必ずしも一次粒子として存在するとは限らず、凝集体として存在する場合もあるが、特にトナーに外添する際には、６００ｎｍ以上の粒径の凝集体の含有率が１個数％以下であることが好ましい。
【００９０】
トナーに外添された状態で６００ｎｍ以上の粒径の凝集体を含有した場合、１次粒径が３００ｎｍ以下であっても感光体キズが発生しやすいので適さない。なお、本発明におけるペロブスカイト型研磨粒子の粒径については、電子顕微鏡にて５万倍の倍率で撮影した写真から１００個の粒径を測定して求めた。粒径は一次粒子の最長辺をａ、最短辺をｂとしたとき、（ａ＋ｂ）／２で求めた。
【００９１】
ペロブスカイト型研磨粒子を表面処理して、感光体や現像ローラ等での連れ周りによる融着をし難くさせることが出来る。
【００９２】
ペロブスカイト型研磨粒子を表面処理する脂肪酸または脂肪酸金属塩の炭素数は８以上３５以下が好ましく、１０以上３０以下がさらに好ましい。炭素数が３５を超えると、該ペロブスカイト型結晶の無機微粉体の表面と該脂肪酸または脂肪酸金属塩の密着性が劣り、長期の使用により剥がれが発生するなど耐久性が低下するほか、剥れた脂肪酸または脂肪酸金属塩がかぶりの原因となるため好ましくない。また炭素数が８未満の場合、該比表面積１００ｍ2／ｇ以上３５０ｍ2／ｇ以下の微粒子の付着性改善が不十分になり好ましくない。
【００９３】
また脂肪酸または脂肪酸金属塩の好ましい処理量は、母体に対して０．１質量％以上１５質量％以下であり、さらに好ましくは０．５質量％以上１２質量％以下である。
【００９４】
なお、一般的に外添剤の疎水性向上のために用いるシリコーンオイル、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等の処理剤を用いてペロブスカイト型研磨粒子の表面処理を行った場合、前述の付着性改善は見られなかった。これは脂肪酸または脂肪酸金属塩が優れた離型性を有し付着性を改善するのに対して、シリコーンオイル、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等は優れた疎水性は有するものの、離型性に劣るためと思われる。
【００９５】
ペロブスカイト型研磨粒子をトナーに外添する場合、高湿環境下での該無機微粉体の吸湿による現像プロセスへの影響、たとえばトナー帯電量の低下などを防ぐため、本発明の処理をしたペロブスカイト型研磨粒子の比表面積は４５ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。比表面積を４５ｍ2／ｇ以下にすることで該無機微粉体の表面に吸着する水の絶対量を少なく押さえられるため、摩擦帯電で付与されるトナー帯電への影響を小さくできる。
【００９６】
なお本発明の比表面積はオートソーブ１（湯浅アイオニクス社製）を用いてＢＥＴ多点法を用いて算出した。
【００９７】
さらに、低湿環境下で比表面積１００ｍ2／ｇ以上３５０ｍ2／ｇ以下の微粒子がペロブスカイト型研磨粒子表面に付着するのを防ぐために、本発明の処理をしたペロブスカイト型研磨粒子の水との接触角は１１０°以上１８０°以下であることがより好ましい。
【００９８】
なお、接触角の測定方法は次のとおりである。ペロブスカイト型研磨粒子は錠剤成型機によって、３００ＫＮ／ｃｍ2の圧力でプレスし直径３８ｍｍのサンプルとした。成型時、成型機と試料の間にＮＰ−Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ  ＴＹＰＥ−Ｄを挟んで成型した。このサンプルを２３℃及び１００℃で２分放置した後室温に戻し、ロール材接触角計ＣＡ−Ｘロール型（協和界面化学株式会社製）で接触角を測定した。測定は１サンプルに付き２０回測定し、最大値及び最小値を除いた１８個の測定値の平均値とした。
【００９９】
また現像性を良好なものにするため、本発明の表面処理をしたペロブスカイト型研磨粒子の帯電量の絶対値は１０ｍＣ／ｋｇ以上８０ｍＣ／ｋｇ以下であることが好ましく、且つ帯電極性が比表面積１００ｍ2／ｇ以上３５０ｍ2／ｇ以下の微粒子と逆極性であることが好ましい。
【０１００】
なお帯電量の測定方法については以下の通りである。
【０１０１】
温度２３℃，相対湿度６０％環境下、キャリアとしてＤＳＰ１３８（同和鉄粉工業社製）を用い、キャリア９．９ｇに測定する試料０．１ｇを加えた混合物を５０ｍｌ容量のポリエチレン製の瓶に入れ１００回震盪する。次いで図８に示すような、底に目開き３２μｍの金属メッシュのスクリーン３のある金属製の測定容器２に前記混合物を約０．５ｇを入れ、金属製のフタ４をする。この時の測定容器２全体の質量を秤りＷ１ｇとする。次に吸引機（測定容器２と接する部分は少なくとも絶縁体）において、吸引口７から吸引し風量調節弁６を調節して真空計５の圧力を２５０ｍｍＡｑとする。この状態で２分間吸引を行ない測定する試料を吸引除去する。この時の電位計９の電位をＶ（ボルト）とする。ここで８はコンデンサーであり容量をＣ（μＦ）とする。また吸引後の測定機全体の質量を秤りＷ２（ｇ）とする。この測定する試料の摩擦帯電量（ｍＣ／ｋｇ）は、下式の如く計算される。
摩擦帯電量＝ＣＶ／（Ｗ１−Ｗ２）
【０１０２】
本発明で用いるペロブスカイト型研磨粒子は、たとえば硫酸チタニル水溶液を加水分解して得た含水酸化チタンスラリーのｐＨを調整して得たチタニアゾルの分散液にストロンチウムの水酸化物を添加して、反応温度まで加温することで合成することができる。
【０１０３】
該含水酸化チタンスラリーのｐＨは０．５〜１．０とすることで、良好な結晶化度および粒径のチタニアゾルが得られる。
【０１０４】
また、チタニアゾル粒子に吸着しているイオンを除去する目的で、該チタニアゾルの分散液にたとえば水酸化ナトリウム等のアルカリ性物質を添加することが好ましい。このときナトリウムイオン等を含水酸化チタン表面に吸着させないために、該スラリーのｐＨを７以上にしないことが好ましい。
【０１０５】
また反応温度は６０℃〜１００℃程度が好ましく、所望の粒度分布を得るためには昇温速度を３０℃／時間以下にすることが好ましく、反応時間は３〜７時間であることが好ましい。
【０１０６】
このようにして作製された無機粒子は粒子形状が立方体状または直方体状のペロブスカイト型結晶として得ることが出来る。粒子形状が立方体状または直方体状であると感光体表面との接触面積を大きくすることができ、その立体の稜線による良好な掻き取り性を得ることが出来る。さらにその粒径と立体の稜線および角を感光体表面形状にあわせて効果的に利用することで特に感光体が磨耗しにくい場合の微細な凹凸への付着物の堆積を防止できる。
【０１０７】
さらに感光体への付着物を取り去ると同時に、クリーニングブレードと感光体の間で研磨剤のみ適度にすり抜けての潤滑材としての役目を果たし、より一層クリーニングブレードの長期使用を可能にする。
【０１０８】
なお本発明のペロブスカイト型研磨粒子の電子顕微鏡写真（倍率２万倍）の一例を図６に示す。
【０１０９】
＜トナー＞
本発明のトナーの製造方法は特に限定されず、懸濁重合法、乳化重合法、会合重合法、混練粉砕法などが用いられる。
【０１１０】
また本発明のトナーは非磁性トナー、磁性トナーいずれの場合も十分な効果が得られる。
【０１１１】
以下に混練粉砕法におけるトナーの製造方法について説明する。
【０１１２】
本発明の粉砕法トナーに用いられる結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂等を単独または混合して使用できるが、中でもスチレン−アクリル、スチレン−メタクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。
【０１１３】
また本発明の粉砕法トナーを正帯電性に制御する場合は、脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの４級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩；アミン及びポリアミン系化合物；高級脂肪酸の金属塩；アセチルアセトン金属錯体；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレート等を添加する。また、負帯電性に制御する場合は、有機金属錯体、キレート化合物が有効で、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体を用いることができる。使用量は結着樹脂１００質量部に対して０．１〜１５質量部、好ましくは０．１〜１０質量部である。
【０１１４】
本発明の粉砕法トナーには、必要に応じて離型剤を添加することができる。例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスまたはその酸化物；カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪族エステルを主成分とするワックスまたは、その一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。また、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸類；ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類；ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなどの飽和アルコール；ソルビトールなどの多価アルコール類；リノール酸アミドなどの脂肪酸アミド類；メチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類；エチレンビスオレイン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド類；Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族ビスアミド類；ステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩；脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンなどのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類；ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物；植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化物なども用いることができる。添加量は結着樹脂１００質量部に対して０．１〜２０質量部、好ましくは０．５〜１０質量部である。
【０１１５】
次に非磁性トナーの場合は、これらの結着樹脂、離型剤、荷電制御剤、着色剤等を、磁性トナーの場合は上記着色剤の替わりに磁性体を、または必要に応じて着色剤と磁性体をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して、樹脂類を互いに相溶せしめた中に荷電制御剤、着色剤を分散または溶解せしめ、冷却固化後、機械的に所望の粒度に微粉砕し、さらに分級によって粒度分布をシャープにする。あるいは、冷却固化後、ジェット気流下でターゲットに衝突させて得られた微粉砕物を、熱または機械的衝撃力によって球形化する。
【０１１６】
このようにして得られた着色粒子に、比表面積１００ｍ2／ｇ以上３５０ｍ2／ｇ以下の微粒子を外添する。該微粒子は無機粒子としては、珪素、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、チタン、鉄、ジルコニウム等の金属酸化物；硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム等の金属塩；カオリン等の粘土鉱物；アパタイト等のリン酸化合物；炭化珪素、窒化珪素等の珪素化合物；カーボンブラックやグラファイト等の炭素粉末が挙げられる。また有機粒子や複合粒子としては、ポリアミド樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子、ウレタン粒子、メラミン−ホルムアルデヒド粒子、アクリル粒子等の樹脂粒子；ゴム、ワックス、脂肪酸系化合物、樹脂等と金属、金属酸化物、塩、カーボンブラック等の無機粒子とからなる複合粒子；ポリ弗化エチレン、ポリ弗化ビニリデン等のフッ素樹脂；弗化カーボン等のフッ素化合物；ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩；脂肪酸、脂肪酸エステル等の脂肪酸誘導体；硫化モリブデン、アミノ酸及びアミノ酸誘導体等が挙げられる。
【０１１７】
また本発明のトナーは少なくとも着色剤と結着樹脂よりなる着色粒子に、比表面積１００ｍ2／ｇ以上３５０ｍ2／ｇ以下の微粒子を添加してなる。これはトナーに適度な流動性と帯電性を付与するために必要であり、該微粒子の比表面積が１００ｍ2／ｇ未満の場合、十分な流動性が得られず好ましくない。また該微粒子の比表面積が３５０ｍ2／ｇを超えると特に低湿環境下で帯電が高くなりすぎて感光体へのフィルミングを発生しやすくなるため好ましくない。
【０１１８】
本発明のトナーを用いる現像方法は特に限定されず、たとえば上記製造方法により製造された非磁性トナーをキャリアと混合して用いる二成分現像方法、キャリアを用いず非磁性トナーのみを用いる非磁性一成分現像方法、磁性トナーを用いる磁性一成分現像などが挙げられる。
【０１１９】
＜潜像形成デバイス＞
画質を向上させるには、レーザビームのスポット径をできるだけ小さくすることが必要である。しかしながら、光源に用いられている近赤外域に発振波長を持つ半導体レーザでは、光学系の操作でビーム径を細くしてもスポット輪郭の鮮明さが得られ難い。その原因は、スポット径Ｄがレーザ光の波長λに正比例し（Ｄ＝１．２２λ／ＮＡ（ＮＡはレンズ開口数））、レーザ光の波長自体にある。したがって、画質向上には、レーザ光の波長自体を短くすることが有効である。
【０１２０】
露光手段は、波長６００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは４５０ｎｍ以下のレーザを発光する光源を有するのがよい。この光源として、半導体レーザが、光源自体が小型であり且つ装置全体も小型化できるため、好ましい。このような半導体レーザとして、多量子井戸構造の窒化ガリウム半導体レーザ、並びに非線形光学素子により短波長化したものなどを挙げることができる。
【０１２１】
より具体的には、日亜化学工業で開発された４１０ｎｍに主たる波長を出力するＩｎＧａＮ系半導体レーザ（日亜化学工業社製）、ＧａＮ系半導体レーザ、ＡｌＧａＮ系半導体レーザなどが挙げられる。非線型光学素子として具体的には、４２５ｎｍに主たる波長を出力する非線型光学素子（松下電器産業社製）が挙げられる。この非線型光学素子は、８５０ｎｍの近赤外光半導体レーザの出力光を酸化マグネシウム添加ニオブ酸リチウム結晶に入射して４２５ｎｍの第２高調波を射出する非線型光学素子である。
【０１２２】
露光手段は、紫外青紫色レーザ、非線型光学素子等を用いた光源からレーザ光を射出して、電子写真用感光体上に収束させるビーム収束手段と、電子写真用感光体上を走査するビーム走査手段を備えることが好適である。
【０１２３】
露光手段は、デジタル処理された画像信号に基づき露光を行うデジタル方式の露光手段が好適である。デジタル処理された画像信号に基づき露光を行うデジタル方式の露光手段とは、前述の紫外青紫色レーザ、非線型光学素子等の露光光源を用い、２値化又はパルス幅変調や強度変調を行い多値化された光により露光を行う露光手段である。
【０１２４】
本発明の画像形成装置は、露光手段（光源）として上記のように波長の短いレーザ光を用いることにより、レーザビームのスポットの拡散が、従来の半導体レーザに比べて抑えられ、極めて高解像度の画像を書き込むことができる。
【０１２５】
また、レーザは、その位相が揃っているため、白色光に比べて散乱し易いことが知られており、その散乱強度は散乱物質が小さい場合、波長の逆数の４乗に比例することが知られている。つまり青色レーザを用いると表面に付着した、あるいは表面保護層に添加された微粒子などによる散乱が大きくなるため、高密度のスポットで電子写真感光体に書き込みをしても、電荷発生層に到達する光のスポットが乱れたり光量低下等の問題がある。
【０１２６】
また現在のところ、青色半導体レーザは赤色半導体レーザに比べて、格段に露光パワーが低く、また価格も高価である。従って、スポット径を小さくできるという青色レーザの特性を十分に生かすためには、電荷発生層に到達する光量の低下やスポットの乱れ等をできるだけ小さくする必要がある。
【０１２７】
レーザにより潜像を書き込む上でレーザ波長が短くなるほど被書き込み媒体の表面の微細な凹凸の大きさに影響を受けやすく、光散乱が起き易くなる。従って光散乱による潜像のボケを防止するために電子写真感光体においても短波長レーザを用いた潜像形成においては凹凸を極力小さくすることが有利である。特に感光体表面に微粒子等が付着している場合にはその存在自体による凹凸が生じて散乱が起き易くなる。
【０１２８】
＜ペロブスカイト型研磨粒子と感光体表面形状の関係＞
図７で示すように、「Ｒａ」で表現される表面粗さは実際には「２Ｒａ」の深さの凹部分を有していると捉えることが出来る。この凹部分存在する付着物を取り除くためには、まず凹部分に研磨粒子が侵入する必要がある。凹部分の大きさ、凸部間の距離の平均的な値は「２×２Ｒａ／Δａ」であらわされ、これよりも研磨粒子が小さい時に凹部分を研磨粒子の稜線で擦りやすくなるために十分な付着物掻き取り効果が得られる。
【０１２９】
また、研磨粒子が凹部分の深さ「２Ｒａ」よりも小さい粒径であると、凹部分に入り込んだ際にそこから移動しにくくなるため、研磨効果が得られにくくなる。
【０１３０】
具体的には図７で示す（１）のサイズ関係が望ましく（２），（３）の関係であると十分な掻き取り効果が得られにくい。
【０１３１】
また本発明における研磨粒子は一般的電子写真のトナー粒径である数〜数十μｍよりも十分小さく、一般的に行われているクリーニング圧でも少しずつすり抜けていく。クリーニング工程を通過した研磨粒子は、粉体の凝集がほぐされてかつ均一に感光体に付着しているが、これが潜像形成の露光を阻害する可能性はある。
【０１３２】
感光体における光の損失には、各層における内部吸収・表面散乱・界面散乱・内部散乱などがあるが、特に表面散乱は粒界などによる表面粗さが主要因となる。
【０１３３】
一般に光散乱は、粒子や表面粗さが光の波長の１０分の１以下であるならばレイリー散乱、同程度の大きさであるならばミー散乱といった種類に分類されるが、波長に比べて粒子・粗さが大きいほど散乱の度合い（広がり・強度）が大きくなる。
【０１３４】
感光体表面に付着したペロブスカイト型研磨粒子と感光体表面形状から形成されるトータルとしての微視的な平均表面粗さは（Ｄ＋２Ｒａ）μｍで表される。
【０１３５】
したがって本発明においても微視的な平均表面粗さは（Ｄ＋２Ｒａ）μｍが波長に対して十分小さいのが好ましく、検討結果から微視的な平均表面粗さは（Ｄ＋２Ｒａ）が波長の２分の１よりも小さいと電子写真の画像に与える影響が小さく、レーザの散乱によるドット再現性の悪化を抑止できることを確認した。
【実施例】
【０１３６】
以下、実施例により本発明の特徴を具体的に示す。部は質量部を意味する。
【０１３７】
＜感光体製作例＞
ＶＨＦ帯を用いた高周波プラズマＣＶＤ法による電子写真装置用感光体の製造装置を用い、φ３０の鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上に、電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなるａ−Ｓｉ系感光体を作製した。さらに光導電層のＳｉＨ4とＨ2の混合比および総流量、ならびに放電電力（プラズマパワー）、基体温度の成膜条件を変えることによって、表面形状の異なる種々の感光体を作製した。なお表面層はａ−ＳｉＮとした。
【０１３８】
以上により感光体Ａ〜Ｌを得た。得られた感光体のビッカース硬度（ＪＩＳ規格）１２００Ｋｇ／ｍ2であった。表面の微視的表面粗さＲａおよびΔａを表１に示す。
【０１３９】
【表１】
2006243330.tif 000002
【０１４０】
＜ペロブスカイト型研磨粒子の製造例＞
硫酸チタニル水溶液を加水分解して得られた含水酸化チタンスラリーをアルカリ水溶液で洗浄した。次に、該含水酸化チタンのスラリーに塩酸を添加して、ｐＨを０．６５に調整してチタニアゾル分散液を得た。該チタニアゾル分散液にＮａＯＨを添加し、分散液のｐＨを４．５に調整し上澄み液の電気伝導度が７０μＳ／ｃｍになるまで洗浄をくり返しした。
【０１４１】
該含水酸化チタンに対し、０．９７倍モル量のＳｒ（ＯＨ）2・８Ｈ2Ｏを加えてＳＵＳ製反応容器に入れ、窒素ガス置換した。さらにＳｒＴｉＯ3換算で０．１〜２．０ｍｏｌ／リットルになるように蒸留水を加えた。
【０１４２】
窒素雰囲気中で該スラリーを８３℃まで５〜３０℃／時間で昇温し、８３℃に到達してから３〜７時間反応を行った。反応後室温まで冷却し、上澄み液を除去した後純水で洗浄をくり返す。
【０１４３】
さらに窒素雰囲気下、上記スラリーをスラリーの固形分に対して６．５質量％のステアリン酸（炭素数１８）ナトリウムを溶解した水溶液中に入れ、撹拌しながら、硫酸亜鉛水溶液を滴下して、ペロブスカイト型結晶表面にステアリン酸亜鉛を析出させた。
【０１４４】
該スラリーを純水でくり返し洗浄した後ヌッチェで濾過し、得られたケーキを乾燥してステアリン酸亜鉛で表面処理したチタン酸ストロンチウムを得た。
【０１４５】
上記スラリーの昇温速度および反応時間を振って、平均粒径の異なる種々のチタン酸ストロンチウムを得た。
【０１４６】
得られたチタン酸ストロンチウムは、一次粒子の平均径が７５、１１０、１６５、１９０ｎｍでいずれも６００ｎｍ以上の凝集体の含有率が０．５個数％であった。また粒子形状が立方体状または直方体状であるものの含有率は８０個数％以上であった。
【０１４７】
＜着色粒子製造例＞
スチレンアクリル樹脂                                                    １００部
（スチレン−ブチルアクリレート共重合比＝７８：２２）
磁性体                                                                    ９０部
サリチル酸金属化合物                                                        ２部
パラフィンワックス                                                          ３部
上記を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、二軸押し出し混練機で溶融混練した後、ハンマーミルで粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕した後、分級して平均粒径７μｍの着色粒子を得た。
【０１４８】
＜評価方法＞
画像流れの評価は温度３０℃湿度８０％ＲＨの環境下にてキヤノン製デジタル複写機ＧＰ４０５コロナ帯電改造機にて５％画像にて１０万枚の画出しを行ない、１０万枚画出し後に本体電源を切ってから、同環境にて１２時間放置した後のデジタルハーフトーン画像および５ポイント文字画像を評価することにより行った。評価結果は以下のようにランク分けした。
○：画像流れ無し
△：ハーフトーンハイライト飛びが僅かにあるが、文字は問題なし
×：ハーフトーンハイライトが完全に飛び、文字もボケて読めない
【０１４９】
クリーニングブレードの耐久性評価は温度３０℃湿度８０％ＲＨの環境下にてキヤノン製デジタル複写機ＧＰ４０５コロナ帯電改造機にて５％画像にて１０万枚の画出しを行ない、そのときのクリーニングブレードエッジ破壊によるすり抜けをベタ黒通紙後のベタ白画像を観察することにより行った。
【０１５０】
ブレードエッジは顕微鏡により観察して破壊の位置を確認し、すり抜け位置と対応させた。
○：まったくすり抜けなし
△：若干すり抜けがあるが、画像ではほとんど目立たない
×：すり抜けがあり、画像で目立つ
【０１５１】
研磨粒子がクリーニングブレードをすり抜けたものが、感光体表面から帯電装置に移動して付着し、汚れとなっているものもあった。実施例に対し、帯電装置の汚れについても評価を行った。温度３０℃湿度８０％ＲＨの環境下にてキヤノン製デジタル複写機ＧＰ４０５コロナ帯電改造機にて５％画像にて１０万枚の画出しを行ない、そのときの帯電装置の汚れについて以下の基準にて評価した。
◎：汚れ全く無し
○：研磨粒子が帯電装置に付着しているが、画像に影響なし
△：研磨粒子が帯電装置に付着しており、画像に僅かに影響があるが目立たない
×：研磨粒子が帯電装置に付着しており、画像に影響がある
【０１５２】
光散乱の影響を受けたドット再現の評価は以下のように行った。
【０１５３】
感光体を−４００Ｖに帯電した後、色素レーザを用いて４００ｎｍおよび５００ｎｍの波長のレーザを幅４０μｍの直線状のマスクを通して潜像を書き込んだ。これを、電子写真学会誌、第３２巻、第４号、６２（１９９３）に記載されているＳＦＭを応用して作製した静電潜像解析装置を用いて、静電潜像と直角方向にスキャンし、静電潜像の解析を行った。静電潜像の幅は露光中心の電位減衰率の２０分の１の電位減衰率になった位置間の幅とした。
○：静電潜像の幅４８μｍ以下  １ドット再現良
△：静電潜像の幅６０μｍ以下４８μｍ以上
×：静電潜像の幅６０μｍより大  １ドット再現悪
【０１５４】
〔実施例１〕
＜ペロブスカイト型研磨粒子供給部材を設けて感光体に付着させて用いる例＞
供給部材として図２に示す、クリーニング装置クリーニングブレードの上流からペロブスカイト型研磨粒子を供給する構成とした。ペロブスカイト型研磨粒子供給速度は、Ａ４横通紙１０００枚あたり２ｇの供給量となるよう削れ量を調整した。
【０１５５】
着色粒子１００部に対して、シリカ１００部にジメチルシリコーンオイル２０部で表面処理した疎水性シリカ（ＢＥＴ＝２２０ｍ2／ｇ）１．２部をヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂにて、回転数：６６Ｓ-1、時間：３分の条件で外添してトナーＡを得て、これを実機画出しに使用した。
【０１５６】
感光体Ａ〜Ｌ、およびＤの値を振って実施した結果を表２に示す。
【０１５７】
【表２】
2006243330.tif 000003
【０１５８】
ペロブスカイト型研磨粒子の１次平均粒径Ｄμｍ、感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａ・Δａとの関係について、次式
１＜Ｄ／２Ｒａ          Ｄ＜４×（Ｒａ／Δａ）
を満足することで画像流れを防止し、良好なクリーニング性能を得ることが出来る。
さらに露光手段から出力される最大光強度波長λｎｍ、表面粗さＲａｎｍおよびペロブスカイト型研磨粒子の１次平均粒径Ｄｎｍに関して、次式
Ｄ＋２×Ｒａ≦λ／２
を満足することで短波長レーザによる露光においても良好なドット再現を得ることが出来る。
【０１５９】
本実施例では研磨粒子としてチタン酸ストロンチウムを用いたが、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウムでも同様の効果が得られる。
【０１６０】
本実施例では感光体表層としてａ−ＳｉＮを用いたが、ａ−Ｃ、ａ−ＳｉＣ、またはＭｇＦでも同様の効果が得られる。
【０１６１】
〔実施例２〕
＜ペロブスカイト型研磨粒子をトナーに外添して用いる例＞
着色粒子１００部に対して、シリカ１００部にジメチルシリコーンオイル２０部で表面処理した疎水性シリカ（ＢＥＴ＝２２０ｍ2／ｇ）１．２部と、無機微粉体をヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂにて、回転数：６６Ｓ-1、時間：３分の条件で外添してトナーＢを得た。着色粒子に対するペロブスカイト型研磨粒子の添加量は、０．０４質量％〜５．２質量％のものを作製した。
【０１６２】
このトナーを、前述した画像形成装置の現像装置に供して実施例１と同様、前期評価方法に従って実機画出し評価を行った。評価結果を表３〜７に示す。
【０１６３】
【表３】
2006243330.tif 000004
【０１６４】
【表４】
2006243330.tif 000005
【０１６５】
【表５】
2006243330.tif 000006
【０１６６】
【表６】
2006243330.tif 000007
【０１６７】
【表７】
2006243330.tif 000008
【０１６８】
以上示したように、ペロブスカイト型研磨粒子を外添したトナーを用いた場合において、１次平均粒径Ｄμｍ、感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａ・Δａとの関係について、次式
１＜Ｄ／２Ｒａ          Ｄ＜４×（Ｒａ／Δａ）
を満足することでクリーニング磁気ブラシ等の摺擦部材を必要とすることなく、画像流れを防止でき、クリーニング性能も向上させることができる。
【０１６９】
さらに露光手段から出力される最大光強度波長λｎｍ、表面粗さＲａｎｍおよびペロブスカイト型研磨粒子の１次平均粒径Ｄｎｍに関して、次式
Ｄ＋２×Ｒａ≦λ／２
を満足することで短波長レーザによる露光においても良好なドット再現を得ることが出来る。
【０１７０】
さらにその外添量を０．０５〜５重量％とすることで画像流れの全くないより良好画像を得ることができ、帯電装置の汚れによる画像への影響もない。
【０１７１】
本実施例では研磨粒子としてチタン酸ストロンチウムを用いたが、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウムでも同様の効果が得られる。
【０１７２】
本実施例では感光体表層としてａ−ＳｉＮを用いたが、ａ−Ｃ、ａ−ＳｉＣ、またはＭｇＦでも同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明にかかる画像形成装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明にかかるクリーニング装置の概略断面図である。
【図３】本発明における電子写真感光体の断面図である。
【図４】ａ−Ｓｉ感光体成膜装置を示す断面図である。
【図５】ａ−Ｓｉ感光体堆積膜形成装置の横断面図である。
【図６】電子顕微鏡による本発明にかかる研磨粒子の拡大写真である。
【図７】感光体表面に存在する研磨粒子の状態を示す模式図である。
【図８】摩擦帯電量の測定に用いる装置の概略説明図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１０１、感光体
１０２、帯電ローラ
１０３、露光装置
１０４、現像装置
１０５、転写部材
１０６、定着装置
１０７、クリーニング装置
１１１、転写媒体
７０１、感光体表面
７０２、研磨粒子
【図１】
2006243330.tif 000009
【図２】
2006243330.tif 000010
【図３】
2006243330.tif 000011
【図４】
2006243330.tif 000012
【図５】
2006243330.tif 000013
【図６】
2006243330.tif 000014
【図７】
2006243330.tif 000015
【図８】
2006243330.tif 000016