(57)【要約】【課題】接触帯電器を用いた帯電プロセスにおける長期使用においても感光体表面の傷（キズ）、濃度斑（ムラ）がなく、かつ耐磨耗性及び耐ガス性に優れた電子写真感光体を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】導電性支持体上に感光層、表面層を順次積層してなる電子写真感光体の表面に接触して該電子写真感光体の表面を帯電させる接触帯電器と、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する画像露光手段と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該電子写真感光体上に現像されたトナー像を転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、該電子写真感光体の表面層が、少なくとも反応性有機基を有する化合物で表面処理した金属酸化物と、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物とを反応させて得られる生成物を含有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体上に感光層及び表面層を有する電子写真感光体の表面に接触して該電子写真感光体の表面を帯電させる接触帯電手段と、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する画像露光手段と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該電子写真感光体上に現像されたトナー像を転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、該電子写真感光体の表面層が、少なくとも反応性有機基を有する化合物で表面処理した金属酸化物粒子と、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物とを反応させて得られる生成物を含有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記反応性有機基を有する化合物が、反応性アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するシラン化合物であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記硬化性化合物が、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアクリル系モノマー又はオリゴマーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアクリル系モノマー又はオリゴマーの分子量Ｍと該アクリロイル基又はメタクリロイル基数Ａｃの比：Ａｃ／Ｍが下記の関係にあることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
０．００５＜Ａｃ／Ｍ＜０．０１２
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。より詳しくは、接触帯電器を用いた帯電プロセスにおける長期使用においても感光体表面の傷（キズ）、濃度斑（ムラ）がなく、かつ耐磨耗性及び耐ガス性に優れた電子写真感光体を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真装置たとえば普通紙複写機、レーザプリンタ、ＬＥＤプリンタなどに用いられる感光体への帯電装置は非接触のコロナ放電装置を使うのが一般的でこれまで広く使われてきている。しかしコロナ放電装置は、気中放電であるためオゾンやＮＯｘの発生が避けられない。
【０００３】
また、コロナ帯電方式は一般的にはワイアとその回りにシールドケースを配置し、これらの間に高電圧を印加することになるが、長時間使用すると放電による生成物がワイア及びケースに沈着し放電が不安定になる。特に負コロナ放電時には、この生成物がワイアの汚れとなり著しく放電を不安定にし、更に、オゾンやＮＯｘの発生が増加すると云うような問題がある。
【０００４】
このような事情から、近年、環境問題のため人体に好ましくないオゾンやＮＯｘの発生は極力避ける為、低圧電源でオゾンの発生の少ない帯電ローラや磁気ブラシを用いた接触帯電方式の開発が進められている（例えば特許文献１）。
【０００５】
しかし、この接触帯電方式では、弾性体或いは磁気ブラシ等の帯電部材が、電子写真感光体（以下において、単に「感光体」ともいう。）と接触させた状態で、静止状態に置かれることがあり（画像形成を一次中止している場合等）、その後、画像形成を再開すると、該帯電部材と感光体の接触部で、画像むらが発生するという問題がある。かかる問題の解決策として、電子写真感光体の表面被膜の硬度を特定の硬度以上にすることが提案されている（例えば特許文献２）。
【０００６】
しかしながら、電子写真プロセスを用いた作像手段は、近年、プロダクションプリント領域への発展など、従来以上の耐久性が必要とされている。したがって、物理的な負荷のみではなく、化学的負荷（放電劣化：ＮＯｘの付加や酸化）に対する耐性も必要とされる。
【０００７】
一般に、電子写真感光体の感光層における電荷輸送層は、電荷輸送物質等の劣化しやすい化合物が多く、化学的負荷に対する耐久性は小さい。そこで、機能分離した表面層を用いることで、物理的、化学的負荷に対して耐性を向上させる技術が提案されている。
【０００８】
例えば、電子写真感光体における重合性モノマー（単量体）より形成された表面層は、機械的強度の向上や適度な弾性を保持させるために用いられている。そして、機械的強度を更に向上させ、かつ導電性を保持させるために導電性粒子、中でも金属酸化物粒子（フィラー）を表面層中に含有させることが行われている。
【０００９】
上記の如く、電子写真感光体の表面層に、金属酸化物粒子を含有させること、また、重合性モノマーより形成され、光又は熱によって重合させた３次元構造中の空隙を埋めるために金属酸化物粒子を添加することは既に知られている（例えば特許文献３参照）。
【００１０】
しかしながら、そのフィラーの分散状態を制御することは難しく、重合性モノマーの重合時、又は溶媒乾燥時にフィラーが凝集してしまい、不均一にフィラーが分散した状態で硬化してしまう。この不均一な凝集状態での硬化が原因となり、透明度が十分でなく均一な帯電性が得られないと同時に、クリーニング不良によって良好な画像が得られないことが問題であった。
【００１１】
これらの対策として、金属酸化物粒子表面に反応性基を付与することで、塗布直後の最も分散性が高い状態で硬化させることにより、金属酸化物粒子が均一に分散した表面層を得るという検討がなされている。しかし、表面層に金属酸化物粒子が含有された系では、溶媒が蒸発する際に系内の電荷バランスが一時的に崩れ、金属酸化物粒子が凝集してしまうこと、及び重合性モノマーが硬化する際に、フリーな状態で存在する金属酸化物粒子が、不均一な分布で硬化してしまう傾向が顕著である（例えば特許文献４参照）。
【００１２】
この防止策として、電子写真感光体の表面層が、反応性アクリル基又はメタクリル基を有する硬化型アクリル系モノマー又はオリゴマーが重合することにより形成され、かつ該導電性粉体が反応性アクリル基又はメタクリル基を有するカップリング剤により、表面処理されている構成を有する発明が開示されている（特許文献５参照）。
【００１３】
しかしながら、上記の各種公知技術は、物理的負荷及び化学的劣化に対する耐性において、十分とは言えず、更なる向上（改良）を実現する技術の開発が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−２３５８８０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３４２号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７３２４号公報
【特許文献４】特開平６−３５２２０号公報
【特許文献５】特開平１１−９５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記問題・状況にかんがみてなされたものであり、その解決課題は、接触帯電器を用いた帯電プロセスにおける長期使用においても感光体表面の傷（キズ）、濃度斑（ムラ）がなく、かつ耐磨耗性及び耐ガス性に優れた電子写真感光体を用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１７】
１．導電性支持体上に感光層及び表面層を有する電子写真感光体の表面に接触して該電子写真感光体の表面を帯電させる接触帯電手段と、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する画像露光手段と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該電子写真感光体上に現像されたトナー像を転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、該電子写真感光体の表面層が、少なくとも反応性有機基を有する化合物で表面処理した金属酸化物粒子と、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物とを反応させて得られる生成物を含有することを特徴とする画像形成装置。
【００１８】
２．前記反応性有機基を有する化合物が、反応性アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するシラン化合物であることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
【００１９】
３．前記硬化性化合物が、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアクリル系モノマー又はオリゴマーであることを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
【００２０】
４．前記アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアクリル系モノマー又はオリゴマーの分子量Ｍと該アクリロイル基又はメタクリロイル基数Ａｃの比：Ａｃ／Ｍが下記の関係にあることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。
０．００５＜Ａｃ／Ｍ＜０．０１２
【発明の効果】
【００２１】
本発明の上記手段により、接触帯電器を用いた帯電プロセスにおける長期使用においても感光体表面の傷（キズ）、濃度斑（ムラ）がなく、かつ耐磨耗性及び耐ガス性に優れた電子写真感光体を用いた画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
すなわち、本発明に係る表面層は、下記の理由により、物理的強度及び化学的劣化耐性に格段に優れている。
【００２３】
（１）耐摩耗性／耐傷性（表面キズ）について
本発明に係る電子写真感光体の最表面には、電荷輸送物質などの可塑性かつ劣化しやすい化合物が入っていないため、物理的、化学的負荷双方に対して優れた耐久性を有している。
【００２４】
また、コロトロン方式よりも物理的負荷が増す接触帯電システムにおいても、本発明に係る構成の感光体は十分な耐久性を備えている。
【００２５】
なお、接触帯電では、スコロトロン方式よりも化学的劣化に強いことが重要となる。化学的劣化部はＮＯｘの付加や酸化により小分子の集合体となっており、帯電器との習擦するにより揮発してしまうからである。
【００２６】
したがって、化学的負荷に対しても優れた耐久性を持つことが必須であり、本発明に係る構成の感光体では化学的負荷に強い表面層構成となっており、優れた耐久性がある。
【００２７】
（２）濃度斑（ムラ）について
本発明に係る電子写真感光体は、耐摩耗性が優れるため、表面粗さを維持した状態で印刷可能であり、トナーやほこりなどの汚れを巻き込んだ状態で作像されることがない。
【００２８】
すなわち、感光体のみならず、帯電器にとっても汚れの防止となり、帯電斑（ムラ）や不安定な放電が抑制され、濃度斑（ムラ）のない安定した画形成を長期にわたって可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ローラ帯電を行う画像形成装置の１例を示す図
【図２】接触式の磁気ブラシ帯電装置図
【図３】図２の帯電装置による交流バイアス電圧と帯電電位との関係を示す図
【図４】本発明の磁気ブラシ帯電器を有する画像形成装置の１例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の画像形成装置は、導電性支持体上に感光層、表面層を順次積層してなる電子写真感光体の表面に接触して該電子写真感光体の表面を帯電させる接触帯電器と、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する画像露光手段と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該電子写真感光体上に現像されたトナー像を転写する転写手段とを備えた画像形成装置であって、該電子写真感光体の表面層が、少なくとも反応性有機基を有する金属酸化物と、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物とを反応させて得られる生成物を含有することを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項４までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００３１】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記反応性有機基を有する化合物が、反応性アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するシラン化合物であることが好ましい。また、前記硬化性化合物が、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアクリル系モノマー又はオリゴマーであることが好ましい。さらに、この場合において、当該アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアクリル系モノマー又はオリゴマーの分子量Ｍと該アクリロイル基又はメタクリロイル基数Ａｃの比：Ａｃ／Ｍが、
０．００５＜Ａｃ／Ｍ＜０．０１２
の関係にあることが好ましい。
【００３２】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。
【００３３】
（電子写真感光体の構成の概要）
本発明に係る電子写真感光体は、基本的には、導電性支持体上に感光層、表面層を順次積層してなる電子写真感光体であって、当該表面層が、少なくとも反応性有機基を有する化合物で表面処理した金属酸化物粒子と、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物とを反応させて得られる生成物を含有することを特徴とする。
【００３４】
以下、本発明に係る電子写真感光体の構成要素について詳細な説明をする。
【００３５】
（表面層）
本発明に係る表面層は、上述のように、少なくとも反応性有機基を有する化合物で表面処理した金属酸化物と、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物とを反応させて得られる生成物を含有することを特徴とする。以下、各化合物について詳述する。
【００３６】
〔金属酸化物粒子〕
本発明において用いられる金属酸化物粒子は、遷移金属も含めた金属酸化物粒子であればよく、例えば、シリカ（酸化ケイ素）、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化マンガン、酸化セレン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、酸化錫、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化バナジウム等の金属酸化物粒子が例示されるが、中でも、酸化錫、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン等の粒子が好ましく、特に酸化錫、アルミナが好ましい。
【００３７】
上記金属酸化物粒子は、気相法、塩素法、硫酸法、プラズマ法、電解法等の一般的な製造法で作製されたものが用いられる。
【００３８】
上記金属酸化物の数平均一次粒径は１〜３００ｎｍの範囲が好ましい。特に好ましくは３〜１００ｎｍである。粒径が小さい場合は耐摩耗性が十分でなく、また粒径が大きい場合には書き込み光を散乱させたり、粒子が光硬化を阻害し耐摩耗性が十分でなく成る可能性がある。
【００３９】
上記金属酸化物粒子の数平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡（日本電子製）により１００００倍の拡大写真を撮影し、ランダムに３００個の粒子をスキャナーにより取り込んだ写真画像（凝集粒子は除いた）を自動画像処理解析装置ＬＵＺＥＸ  ＡＰ（（株）ニレコ）ソフトウェアバージョン  Ｖｅｒ．１．３２を使用して数平均一次粒径を算出した。
【００４０】
表面層中の金属酸化物粒子の割合は、硬化性化合物１００質量部に対して１〜２００質量部、特に好ましくは３０〜１２０質量部である。
【００４１】
〔反応性有機基を有する化合物〕
金属酸化物粒子の表面処理に用いる反応性有機基を有する化合物について説明する。
【００４２】
本発明で用いられる反応性有機基を有する化合物としては、炭素−炭素二重結合を有する官能基と、金属酸化物粒子表面のヒドロキシル基（水酸基）とカップリングするアルコキシ基等の極性基を同一分子中に有する化合物が好ましい。炭素−炭素二重結合を有する官能基を有する化合物は、紫外線や電子線等の活性線照射により重合（硬化）して、ポリスチレン、ポリアクリレート等の樹脂となる官能基を有する化合物が好適であり、中でも、少ない光量あるいは短い時間での硬化が可能であることから反応性アクリロイル基又はメタクリロイル基を有するシラン化合物が特に好ましい。
【００４３】
本発明で用いられる反応性有機基を有する化合物により表面処理された金属酸化物粒子は、例えば、下記一般式（１）として表される化合物を、金属酸化物粒子と反応させて製造することができる。
【００４４】
即ち、下記一般式（１）；
【００４５】
【化１】
2011085621.tif 000002
【００４６】
（式中、Ｒ３は水素原子、炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアラルキル基、Ｒ４は重合性二重結合を有する有機基、Ｘはハロゲン原子、アルコキシ基、アシロキシ基、アミノキシ基、フェノキシ基を示し、ｎは１〜３の整数である。）で表されるシラン化合物と表面にヒドロキシル基（水酸基）を有する金属酸化物粒子（一般に、表面処理を行っていない金属酸化物粒子は表面にヒドロキシル基（水酸基）を有している。）とを反応させることにより製造することができる。
【００４７】
また、金属酸化物粒子と反応させるシラン化合物としては、シリル基、特に加水分解性を有するシリル基を有し、ラジカル重合が可能な化合物であれば特に制限されない。
【００４８】
以下に、上記一般式（１）で示される化合物例を挙げる。
【００４９】
Ｓ−１      ＣＨ２＝ＣＨＳｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−２      ＣＨ２＝ＣＨＳｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−３      ＣＨ２＝ＣＨＳｉＣｌ３
Ｓ−４      ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−５      ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−６      ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−７      ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−８      ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）Ｃｌ２
Ｓ−９      ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３
Ｓ−１０    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＣＨ３）Ｃｌ２
Ｓ−１１    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）３ＳｉＣｌ３
Ｓ−１２    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−１３    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−１４    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−１５    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−１６    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）Ｃｌ２
Ｓ−１７    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３
Ｓ−１８    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＣＨ３）Ｃｌ２
Ｓ−１９    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）３ＳｉＣｌ３
Ｓ−２０    ＣＨ２＝ＣＨＳｉ（Ｃ２Ｈ５）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−２１    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−２２    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３
Ｓ−２３    ＣＨ２＝ＣＨＳｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−２４    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−２５    ＣＨ２＝ＣＨＳｉ（ＣＨ３）Ｃｌ２
Ｓ−２６    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＳｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−２７    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３
Ｓ−２８    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯＳｉ（ＯＣＨ３）３
Ｓ−２９    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）３
Ｓ−３０    ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３
Ｓ−３１    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＯＣＨ３）
Ｓ−３２    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣＯＣＨ３）２
Ｓ−３３    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＮＨＣＨ３）２
Ｓ−３４    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）（ＯＣ６Ｈ５）２
Ｓ−３５    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（Ｃ１０Ｈ２１）（ＯＣＨ３）２
Ｓ−３６    ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ２Ｃ６Ｈ５）（ＯＣＨ３）２
又、前記一般式（１）の化合物以外でも、下記の反応性有機基を有するシラン化合物を用いてもよい。
【００５０】
【化２】
2011085621.tif 000003
【００５１】
【化３】
2011085621.tif 000004
【００５２】
これらのシラン化合物は単独で又は二種以上を混合して使用することができる。
【００５３】
〔反応性金属酸化物粒子の製法〕
次に、本発明に係る反応性有機基を有する化合物により表面処理された金属酸化物粒子（反応性金属酸化物粒子）の製法を、一般式（１）等で表されるシラン化合物を用いた場合を例に説明する。
【００５４】
該表面処理するに際し、金属酸化物粒子１００質量部に対し、シラン化合物を表面処理剤として０．１〜２００質量部、溶媒５０〜５０００質量部を用いて湿式メディア分散型装置を使用して処理することが好ましい。
【００５５】
反応性有機基を有する化合物の表面処理量（反応性有機基を有する化合物の被覆量）は、金属酸化物粒子に対し０．１質量％以上６０質量％以上であることが好ましい。特に好ましくは５質量％以上４０質量％以下である。
【００５６】
この反応性有機基を有する化合物の表面処理量は、表面処理後の金属酸化物粒子を５５０℃で３時間熱処理し、その強熱残分を蛍光Ｘ線にて定量分析し、Ｓｉ量から分子量換算で求めたものである。
【００５７】
以下に、均一で、しかもより微細にシラン化合物で表面処理された金属酸化物粒子を製造する表面処理方法を述べる。
【００５８】
すなわち、金属酸化物粒子とシラン化合物を含むスラリー（固体粒子の懸濁液）を湿式粉砕することにより、金属酸化物粒子を微細化すると同時に金属酸化物粒子の表面処理が進行する。その後、溶媒を除去して粉体化するので、均一で、しかもより微細なシラン化合物により表面処理された金属酸化物粒子を得ることができる。
【００５９】
本発明において用いられる表面処理装置である湿式メディア分散型装置とは、容器内にメディアとしてビーズを充填し、さらに回転軸と垂直に取り付けられた撹拌ディスクを高速回転させることにより、金属酸化物粒子の凝集粒子を砕いて粉砕・分散する工程を有する装置であり、その構成としては、金属酸化物粒子に表面処理を行う際に金属酸化物粒子を十分に分散させ、かつ表面処理できる形式であれば問題なく、たとえば、縦型・横型、連続式・回分式など、種々の様式が採用できる。具体的にはサンドミル、ウルトラビスコミル、パールミル、グレンミル、ダイノミル、アジテータミル、ダイナミックミル等が使用できる。これらの分散型装置は、ボール、ビーズ等の粉砕媒体（メディア）を使用して衝撃圧壊、摩擦、専断、ズリ応力等により微粉砕、分散が行われる。
【００６０】
上記サンドグラインダーミルで用いるビーズとしては、ガラス、アルミナ、ジルコン、ジルコニア、スチール、フリント石などを原材料としたボールが使用可能であるが、特にジルコニア製やジルコン製のものが好ましい。また、ビーズの大きさとしては、通常、直径１〜２ｍｍ程度のものを使用するが、本発明では０．３〜１．０ｍｍ程度のものを用いるのが好ましい。
【００６１】
湿式メディア分散型装置に使用するディスクや容器内壁には、ステンレス製、ナイロン製、セラミック製など種々の素材のものが使用できるが、本発明では特にジルコニア又はシリコンカーバイドといったセラミック製のディスクや容器内壁が好ましい。
【００６２】
以上のような湿式処理により、反応性有機基を有する一般式（１）のシラン化合物により表面処理された金属酸化物粒子を得ることができる。
【００６３】
以上、酸化チタン粒子で説明したが、アルミナ、酸化亜鉛、酸化錫等の金属酸化物粒子も、酸化チタンと同様に表面にヒドロキシル基（水酸基）を有しているので、酸化チタンと同様に一般式（１）等のシラン化合物による表面処理により、反応性有機基を有する金属酸化物粒子を得ることができる。ここで、反応性有機基を有するとは、金属酸化物粒子の表面のヒドロキシル基（水酸基）とシリル基を有する化合物が加水分解反応により、化学的な結合を形成していることである。
【００６４】
これにより、一般式（１）等のシラン化合物中の反応性有機基が、粒子表面へのシラン化合物のカップリングにより存在する金属酸化物粒子となる。
【００６５】
こうして得られた反応性有機基を有する金属酸化物粒子はこれら金属酸化物粒子間の相互の反応により、保護層を形成できるが、より好ましくは、以下に記す本発明に係る硬化性化合物との反応により保護層を形成することが好ましい。
【００６６】
上記の反応性有機基を有する化合物により表面処理された金属酸化物粒子は、以下に記す本発明に係る硬化性化合物との反応により表面層を形成する。
【００６７】
〔硬化性化合物〕
本願明に係る硬化性化合物は、金属酸化物粒子の反応性有機基と反応する化合物であれば制限はないが、特に炭素−炭素二重結合を有する各種化合物を用いることが好ましい。
【００６８】
当該硬化性化合物は、紫外線や電子線等の活性線照射により重合（硬化）して、ポリスチレン、ポリアクリレート等、一般に感光体のバインダー樹脂として用いられる樹脂となるラジカル重合性モノマーが好適であり、ラジカル重合性モノマーでは特に、スチレン系モノマー、アクリル系モノマー、メタアクリル系モノマー、ビニルトルエン系モノマー、酢酸ビニル系モノマー、Ｎ−ビニルピロリドン系モノマーが好ましい。中でも、少ない光量あるいは短い時間での硬化が可能であることからアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するアクリル系モノマーが特に好ましい。
【００６９】
本発明においては、これら本発明に係る硬化性化合物を単独で用いても、混合して用いてもよい。
【００７０】
以下に本発明に係る硬化性化合物の例を示す。
【００７１】
本発明においてアクリル系モノマーとは、アクリロイル基（ＣＨ２＝ＣＨＣＯ−）又はメタクリロイル基（ＣＨ２＝ＣＣＨ３ＣＯ−）を有する化合物である。
【００７２】
また、以下にいうＡｃ基数（アクリロイル基数）とはアクリロイル基又はメタクリロイル基の数を表す。
【００７３】
【化４】
2011085621.tif 000005
【００７４】
【化５】
2011085621.tif 000006
【００７５】
【化６】
2011085621.tif 000007
【００７６】
【化７】
2011085621.tif 000008
【００７７】
【化８】
2011085621.tif 000009
【００７８】
【化９】
2011085621.tif 000010
【００７９】
【化１０】
2011085621.tif 000011
【００８０】
但し、上記においてＲ及びＲ′はそれぞれ下記で示される。
【００８１】
【化１１】
2011085621.tif 000012
【００８２】
【化１２】
2011085621.tif 000013
【００８３】
【化１３】
2011085621.tif 000014
【００８４】
本発明においては、アクリル系モノマーは官能基が２以上であること好ましく、４以上が特に好ましい。又、前記アクリル系モノマーでは、前記アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する化合物の分子量Ｍと該アクリロイル基又はメタクリロイル基数Ａｃの比（Ａｃ／Ｍ、アクリロイル基又はメタクリロイル基数／分子量）が０．００５より大きい化合物が好ましい。その様な化合物を用いた構成とし、重合反応率を上げることによりＡｃ／Ｍを大きくすると、膜密度の高い優れたガスバリア性等を有する電子写真感光体を得ることができる。
【００８５】
Ａｃ／Ｍが０．００５より大きい化合物としては、例えば前記例示化合物中、Ｎｏ．１〜１９、２１、２３、２６、２８、３０、３１〜３３、３５、３７、４０〜４４、並びに６１がある。
【００８６】
更に、前記アクリル系モノマーが、反応性メタクリロイル基を有し、且つ、そのＡｃ／Ｍが、０．００５より大きく、０．０１２より小さい条件を満たす範囲が特に好ましい。
【００８７】
この関係範囲で用いることにより、架橋密度が高くなり、感光体の耐摩耗性が向上する。
【００８８】
なお、本発明においては、官能基密度の異なる二種類以上の硬化性化合物を混合して使用してもよい。
【００８９】
〔上記以外の添加剤、その他〕
表面層は、上記硬化性化合物及び金属酸化物粒子の他に、必要に応じて重合開始剤、滑剤粒子及び酸化防止剤等を配合した塗布液を塗布し、反応させて硬化膜を形成できる。
【００９０】
本願発明に係る反応性有機基を有する金属酸化物粒子や硬化性化合物を反応させる際には、電子線開裂で反応する方法、ラジカル重合開始剤あるいはカチオン重合性開始剤を添加して、光、熱で反応する方法などが用いられる。重合開始剤は光重合開始剤、熱重合開始剤のいずれも使用することができる。また、光、熱の両方の開始剤を併用することもできる。
【００９１】
これら光硬化性化合物のラジカル重合開始剤としては、光重合開始剤が好ましく、中でも、アルキルフェノン系化合物、或いはフォスフィンオキサイド系化合物が好ましい。特に、α−ヒドロキシアセトフェノン構造、或いはアシルフォスフィンオキサイド構造を有する化合物が好ましい。また、カチオン重合を開始させる化合物としては、例えば、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ６Ｆ５）４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−塩などのイオン系重合開始剤やスルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物或いは、鉄アレン錯体等の非イオン系重合開始剤を挙げることができる。特に、非イオン系重合開始剤であるスルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を発生するハロゲン化物が好ましい。
【００９２】
下記に好ましく用いられる光重合開始剤を例示する。
【００９３】
α−アミノアセトフェノン系の例
【００９４】
【化１４】
2011085621.tif 000015
【００９５】
α−ヒドロキシアセトフェノン系化合物の例
【００９６】
【化１５】
2011085621.tif 000016
【００９７】
アシルフォスフィンオキサイド系化合物の例
【００９８】
【化１６】
2011085621.tif 000017
【００９９】
その他のラジカル重合開始剤の例
【０１００】
【化１７】
2011085621.tif 000018
【０１０１】
光硬化性樹脂の表面層を形成するには、反応性有機基を有する化合物により表面処理された金属酸化物粒子、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物等と混合して、表面層の塗布液を作製し、表面層の塗布液（上記組成物）を感光層上に塗布した後、塗膜の流動性が無くなる程度まで１次乾燥した後、紫外線を照射して表面層を硬化し、更に塗膜中の揮発性物質の量を規定量にするため２次乾燥を行って作製する方法が好ましい。
【０１０２】
紫外線を照射する装置としては、紫外線硬化樹脂を硬化させるのに用いられている公知の装置を用いることができる。
【０１０３】
樹脂を紫外線硬化させる紫外線の量（ｍＪ／ｃｍ２）は、紫外線照射強度と照射時間で制御することが好ましい。
【０１０４】
一方、熱重合開始剤としては、ケトンパーオキサイド系化合物、パーオキシケタール系化合物、ハイドロパーオキサイド系化合物、ジアルキルパオキサイド系化合物、ジアシルパーオキサイド系化合物、パーオキシジカーボネート系化合物、パーオキシエステル系化合物等が用いられ、これらの熱重合開始剤は企業の製品カタログ等で公開されている。
【０１０５】
本発明には、これらの熱重合開始剤を、前記の光重合開始剤と同様に、反応性有機基を有する化合物により表面処理された金属酸化物粒子、該反応性有機基と化学結合を形成可能な硬化性化合物等と混合して、表面層の塗布液を作製し、該塗布液を感光層の上に塗布後、加熱乾燥して、本発明に係る表面層を形成する。熱重合開始剤としては、前記その他のラジカル重合開始剤等を用いることができる。
【０１０６】
これらの重合開始剤は１種又は２種以上を混合して用いてもよい。重合開始剤の含有量は、硬化性化合物の１００質量部に対し０．１〜５０質量部、好ましくは０．５〜３０質量部である。
【０１０７】
また、本発明に係る表面層には、さらに各種の電荷輸送物質を含有させることもできる。
【０１０８】
本発明に用いる表面層において、各種の滑剤粒子を加えることもできる。例えば、フッ素原子含有樹脂粒子を加えることができる。フッ素原子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化塩化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂、及びこれらの共重合体の中から１種あるいは２種以上を適宜選択するのが好ましいが、特に四フッ化エチレン樹脂及びフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。表面層中の滑剤粒子の割合は、アクリル系樹脂１００質量部に対して、好ましくは５〜７０質量部、より好ましくは１０〜６０質量％である。滑剤粒子の粒径は、平均一次粒径が０．０１μｍ〜１μｍのものが好ましい。特に好ましくは、０．０５μｍ〜０．５μｍのものである。樹脂の分子量は適宜選択することができ、特に制限されるものではない。
【０１０９】
表面層を形成するための溶媒としては、メタノール、エタノール、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、ｔ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ベンジルアルコール、トルエン、キシレン、メチレンクローライド、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、１−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、ピリジン及びジエチルアミン等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１１０】
塗布方法は、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、ビームコーティング法、スライドホッパー法などの公知の方法を用いることができる。
【０１１１】
しかし、表面層の塗布方法は、感光体全体を表面層塗布液に浸漬する浸漬塗布は、表面層形成材料の下層への拡散を増大させるので、表面層の下の感光層の膜を極力溶解させないため、円形量規制型（円形スライドホッパー型がその代表例）塗布等の塗布方法を用いるのが好ましい。前記円形量規制型塗布については例えば特開昭５８−１８９０６１号公報に詳細に記載されている。
【０１１２】
（導電性支持体）
本発明で用いる支持体は導電性を有するものであればいずれのものでもよく、例えば、アルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレスなどの金属をドラム又はシート状に成形したもの、アルミニウムや銅などの金属箔をプラスチックフィルムにラミネートしたもの、アルミニウム、酸化インジウム及び酸化亜鉛などをプラスチックフィルムに蒸着したもの、導電性物質を単独又はバインダー樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属、プラスチックフィルム及び紙などが挙げられる。
【０１１３】
（中間層）
本発明においては、導電層と感光層の中間にバリアー機能と接着機能をもつ中間層を設けることもできる。
【０１１４】
中間層はカゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポリアミド、ポリウレタン及びゼラチンなどのバインダー樹脂を公知の溶媒に溶解し、浸漬塗布などによって形成できる。中でもアルコール可溶性のポリアミド樹脂が好ましい。
【０１１５】
中間層に使用する溶媒としては、無機粒子を良好に分散し、ポリアミド樹脂を溶解するものが好ましい。具体的には、エタノール、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、ｔ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等の炭素数２〜４のアルコール類が、ポリアミド樹脂の溶解性と塗布性能に優れ好ましい。また、保存性、粒子の分散性を向上するために、前記溶媒と併用し、好ましい効果を得られる助溶媒としては、メタノール、ベンジルアルコール、トルエン、メチレンクローライド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【０１１６】
バインダー樹脂の濃度は、中間層の膜厚や生産速度に合わせて適宜選択される。
【０１１７】
無機粒子などを分散したと時のバインダー樹脂に対する無機粒子の混合割合は、バインダー樹脂１００質量部に対して無機粒子２０〜４００質量部が好ましく、さらに好ましくは５０〜２００部である。
【０１１８】
無機粒子の分散手段としては、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダー及びホモミキサー等が使用できるが、これらに限定されるものではない。
【０１１９】
中間層の乾燥方法は、溶媒の種類、膜厚に応じて適宜選択することができるが、熱乾燥が好ましい。
【０１２０】
中間層の膜厚は、０．１〜１５μｍが好ましく、０．３〜１０μｍがより好ましい。
【０１２１】
（感光層）
本発明においては、当該感光層の構成態様について特に限定はないが、電荷発生層と電荷輸送層を有するいわゆる積層型の感光層が好ましい。
【０１２２】
〔電荷発生層〕
本発明に用いられる電荷発生層は、電荷発生物質とバインダー樹脂を含有し、電荷発生物質をバインダー樹脂溶液中に分散、塗布して形成したものが好ましい。
【０１２３】
電荷発生物質は、スーダンレッド及びダイアンブルーなどのアゾ原料、ピレンキノン及びアントアントロンなどのキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ及びチオインジゴなどのインジゴ顔料、フタロシアニン顔料などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの電荷発生物質は単独、もしくは公知の樹脂中に分散する形態で使用することができる。
【０１２４】
電荷発生層のバインダー樹脂としては、公知の樹脂を用いることができ、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、並びにこれらの樹脂の内２つ以上を含む共重合体樹脂（例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂）及びポリ−ビニルカルバゾール樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１２５】
電荷発生層の形成は、バインダー樹脂を溶剤で溶解した溶液中に分散機を用いて電荷発生物質を分散して塗布液を調製し、塗布液を塗布機で一定の膜厚に塗布し、塗布膜を乾燥して作製することが好ましい。
【０１２６】
電荷発生層に使用するバインダー樹脂を溶解し塗布するための溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メチレンクローライド、１，２−ジクロロエタン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、テトラヒドロフラン、１−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、ピリジン及びジエチルアミン等を挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１２７】
電荷発生物質の分散手段としては、超音波分散機、ボールミル、サンドグラインダー及びホモミキサー等が使用できるが、これらに限定されるものではない。
【０１２８】
バインダー樹脂に対する電荷発生物質の混合割合は、バインダー樹脂１００質量部に対して電荷発生物質１〜６００質量部が好ましく、さらに好ましくは５０〜５００部である。電荷発生層の膜厚は、電荷発生物質の特性、バインダー樹脂の特性及び混合割合等により異なるが好ましくは０．０１〜５μｍ、より好ましくは０．０５〜３μｍである。なお、電荷発生層用の塗布液は塗布前に異物や凝集物を濾過することで画像欠陥の発生を防ぐことができる。前記顔料を真空蒸着することによって形成すこともできる。
【０１２９】
〔電荷輸送層〕
本発明に係る感光層に用いられる電荷輸送層は、電荷輸送物質とバインダー樹脂を含有し、電荷輸送物質をバインダー樹脂溶液中に溶解、塗布して形成される。
【０１３０】
電荷輸送物質は、例えば、カルバゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリ−１−ビニルピレン及びポリ−９−ビニルアントラセン等を２種以上混合して使用してもよい。
【０１３１】
該電荷輸送物質の基本構造としては、トリフェニルアミン誘導体、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物などを用いることができるが、中でも、スチリル系化合物が好ましい。
【０１３２】
電荷輸送層用のバインダー樹脂は、公知の樹脂を用いることができ、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリルニトリル共重合体樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂及びスチレン−メタクリル酸エステル共重合体樹脂等が挙げられるが、ポリカーボネートが好ましい。更にはＢＰＡ、ＢＰＺ、ジメチルＢＰＡ、ＢＰＡ−ジメチルＢＰＡ共重合体等が耐クラック、耐磨耗性、帯電特性の点で好ましい。
【０１３３】
電荷輸送層の形成は、バインダー樹脂と電荷輸送物質を溶解して塗布液を調製し、塗布液を塗布機で一定の膜厚に塗布し、塗布膜を乾燥して作製することが好ましい。
【０１３４】
上記バインダー樹脂と電荷輸送物質を溶解するための溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メチレンクローライド、１，２−ジクロロエタン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、ピリジン及びジエチルアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１３５】
バインダー樹脂に対する電荷輸送物質の混合割合は、バインダー樹脂１００質量部に対して電荷輸送物質１０〜５００質量部が好ましく、さらに好ましくは２０〜１００質量部である。
【０１３６】
電荷輸送層の膜厚は、電荷輸送物質の特性、バインダー樹脂の特性及び混合割合等により異なるが好ましくは５〜４０μｍで、さらに好ましくは１０〜３０μｍである。
【０１３７】
電荷輸送層中には酸化防止剤、電子導電剤、安定剤等を添加してもよい。酸化防止剤については特願平１１−２００１３５号、電子導電剤は特開昭５０−１３７５４３号、同５８−７６４８３号公報等に記載のものがよい。
【０１３８】
（画像形成装置）
本発明の画像形成装置は、導電性支持体上に感光層、表面層を順次積層してなる電子写真感光体の表面に接触して該電子写真感光体の表面を帯電させる接触帯電器と、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する画像露光手段と、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段と、該電子写真感光体上に現像されたトナー像を転写する転写手段とを備えた画像形成装置であることを特徴とする。
【０１３９】
以下、当該画像形成装置の構成要素及び構成について説明する。
【０１４０】
〔接触帯電装置〕
本発明に係る接触帯電装置としては、磁気ブラシ方式、帯電ローラ方式、ブレード方式等各種帯電部材を用いることができるが、これらの中でも、帯電ローラ方式、或いは磁気ブラシ方式が好ましく本発明に用いられる。すなわち、帯電の均一性が得られやすい帯電ローラ、或いは磁気ブラシが良い。以下、帯電ローラ方式、及び磁気ブラシ方式の帯電手段について記載する。
【０１４１】
本発明においては、導電性弾性部材により構成された帯電ローラを感光体（像担持体）に接触させ、該帯電ローラに電圧を印加して感光体（像担持体）を帯電することが出来る。
【０１４２】
このような帯電ローラ方式は、直流電圧をローラに印加する直流帯電方式、交流電圧をローラに印加する誘導帯電方式のいずれでもよい。
【０１４３】
また、誘導帯電方式で印加される電圧の周波数ｆは任意のものが用いられるが、ストロービングすなわち縞模様を防止するために、導電性弾性ローラ及び像担持体部材の相対速度に応じて適当な周波数を選択できる。該相対速度は導電性弾性ローラと像担持体との接触領域の大きさによって決めることができる。
【０１４４】
導電性弾性ローラは、芯金の外周に導電性弾性部材よりなる層（単に導電性弾性層又Ｈ、導電性ゴム層ともいう）を被覆したものである。
【０１４５】
前記導電性ゴム層に用いることのできるゴム組成物としては、ポリノルボルネンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。これらのゴムは、単独でまたは２種以上の混合ゴムとして使用することができる。
【０１４６】
導電性を付与するために、これらのゴム組成物に導電性付与剤を配合して使用する。適当な導電性付与剤としては、公知のカーボンブラック（ファーネス系カーボンブラックまたはケツチエンブラック）、酸化錫等の金属粉が挙げられる。導電性付与剤の使用量はゴム組成物全量に対して約５〜約５０質量部である。
【０１４７】
ゴム組成物には、ゴム基材、発泡剤、導電性付与剤以外に必要に応じて、ゴム用薬品、ゴム添加剤を配合して導電性発泡ゴム組成物とすることもできる。ゴム用薬品、ゴム添加剤としては、硫黄、パーオキサイド等の加硫剤、亜鉛華、ステアリン酸等の加硫促進助剤、スルフェンアミド系、チラウム系、チアゾール系、グラニジン系等の加硫促進剤、アミン系、フェノール系、硫黄系、リン系等の老化防止剤、または酸化防止剤、紫外線吸収剤、オゾン劣化防止剤、粘着付与剤等を使用することができ、さらに各種の補強剤、摩擦係数調整剤、シリカ、タルク、クレイ等の無機充填剤も任意に選択し使用し得る。これらの導電性ゴム層は１０３〜１０７Ωｃｍの範囲の直流体積抵抗率を有することが好ましい。
【０１４８】
更にこれら導電性弾性層の外側には、感光体表面に残留したトナー等の帯電部材への付着を防止する目的で、離型性被覆層を設けてもよい。該被覆層は又弾性層からのオイルの浸みだしの防止をはかると共に弾性層の抵抗ムラをキャンセルし、抵抗の均一化をはかる、帯電ローラの表面を保護する、帯電ローラの硬度を調整する、等の機能を果たしている。
【０１４９】
被覆層は上記物性を満足するものであれば、いずれのものでも良く、ひとつの層でも、複数の層でも良い。材料としてはヒドリンゴム、ウレタンゴム、ナイロン、ポリ弗化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂が挙げられる。また、被覆層の厚みは１００〜１０００μｍであることが好ましく、抵抗値は１０５〜１０９Ω・ｃｍであることが好ましい。また、表層に近づくにつれ抵抗値は大きくなっていることが好ましい。抵抗を調整する方法としては、被覆層にカーボンブラック、金属及び金属酸化物等の導電性物質を含有させること等が挙げられる。
【０１５０】
本発明に係る帯電ローラの表面粗さＲｚを調整するには帯電ローラの表面層（導電性弾性層又は被覆層）に粉体を含有させることが好ましい。本発明に用いられる粒体は、無機物あるいは有機物のいずれでもよいが、無機物の場合、シリカ粉末が特に好ましい。有機物の場合、たとえばウレタン樹脂粒子、ナイロン粒子、シリコーンゴム粒子、エポキシ樹脂粒子等が挙げられる。これらの粒子は単独でまたは２種以上混合して用いられる。適当な粒体は表面層の表面粗度Ｒｚを０．０５〜１０．０μｍの範囲に調整できる物質を選べばよいが、粒体の粒子径が１〜２０μｍの範囲にあると所望の表面粗度範囲が達成されやすい。粒子径が２０μｍを超すと、表面粗度Ｒｚも１０．０μｍを超し、所期の目的を果さない。
【０１５１】
表面粗度Ｒｚを０．０５〜１０．０μｍの範囲に設定する理由は、１０．０μｍを超すとローラ表面に対するトナーのフィルミングが顕著になるからであり、０．０５μｍ未満であると帯電ローラと感光体ドラムの密着性が高まり、すなわち接触面積が大きくなるので帯電音の抑制ができなくなるからである。
【０１５２】
粉体の表面層中の配合割合は、樹脂１００質量部に対して約５〜約２０質量部の割合で配合し、分散することが好ましい。
【０１５３】
本発明に係る帯電ローラは、たとえば、次のようにして製造することができる。すなわち、まず円筒状成形空間を有する成形型内に、金属製の回転軸（芯金）を入れ成形型内に導電性弾性体層形成材料を充填し、加硫を行うことにより回転軸の外周面に導電性弾性体層を形成する。次いで、導電性弾性体層の形成された回転軸を成形型から取出す。
【０１５４】
一方、ウレタン樹脂等の材と、粒体、導電付与剤その他の添加剤を配合し、この配合物をボールミル等を用いて混合、撹拌し表面層形成材料混合物を調製する。そしてこの混合物をディップ法、ロールコート法、スプレーコーティング法等によって前記導電性弾性体層の形成された回転軸表面に均一な厚みに塗工して乾燥し、加熱硬化することにより２層構造の帯電ローラを製造することができる。
【０１５５】
このようにして得られる帯電ローラは、その最外層である表面層の表面の粗度Ｒｚが０．０５〜１０．０μｍに形成される。
【０１５６】
次に、本発明に用いる現像剤トナー及び現像条件について説明する。
【０１５７】
本発明に係る現像法においては一成分現像剤及び二成分現像剤のいずれかを用いて像担持体上の静電潜像を現像することができる。一成分現像剤は、少なくとも磁性粉末及びバインダー樹脂よりなる磁性トナーからなり、これらには着色剤を含むこともできる。
【０１５８】
また、現像法は接触、非接触のどちらでも用いることができる。非接触の現像法を採用する場合には非接触での正規現像又は非接触での反転現像を行うことができる。そのときの直流現像電界は絶対値で１×１０３〜１×１０５Ｖ／ｃｍ、好ましくは５×１０３〜１×１０４Ｖ／ｃｍとされ、１０３Ｖ／ｃｍ未満だと現像が不足し、十分な画像濃度が得られず、１０５Ｖ／ｃｍを越えると画質が荒れ、かぶりが発生する。
【０１５９】
次に交流バイアスは０．５〜４ｋＶ（ｐ−ｐ）、好ましくは１〜３ｋＶ（ｐ−ｐ）とされ、又周波数は０．１〜１０ｋＨｚ、好ましくは２〜８ｋＨｚとされる。
【０１６０】
前記交流バイアスが０．５ｋＶ（ｐ−ｐ）未満の場合、キャリアに付着したトナーが離脱せず、非接触現像が不十分となり、画像濃度が不足する。又交流バイアスが４ｋＶ（ｐ−ｐ）を越えると現像剤中のキャリアが飛翔して感光体上にキャリア付着を生ずる。
【０１６１】
更に交流バイアスの周波数が０．１ｋＨｚ未満では矢張りキャリアからのトナーの脱離が不十分となり現像不足、画像濃度低下を招く。又交流バイアスの周波数が１０ｋＨｚを越えるとトナーが電界の変動に追随できず、矢張り現像不良となり、画像濃度が低下する。
【０１６２】
〔画像形成装置の構成〕
以下、図を参照して説明をする。図１は、ローラ帯電を行う画像形成装置の一例を示す図である。この画像形成装置は本発明を実施するためのものであり、静電潜像形成のための帯電極に帯電ローラを感光体ドラムに接触させて帯電せしめ、又トナーの転写紙への転写のための転写極に転写ローラを用いて、この転写ローラを直接或いは転写紙を挟んで感光体ドラムに接触させることによりオゾンの発生を回避させた態様のものでいわゆる接触帯電方式を採用しており、そして非接触現像により静電潜像を現像するものである。
【０１６３】
図１（ａ）において帯電ローラ１によって帯電された感光体ドラム２上に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像は、感光体ドラム２に近接して配置された現像装置３の現像剤担持体である現像スリーブ４によってトナー像に現像される。そして、転写前の除電ランプ５によって感光体ドラム２の電荷が除電された後、トナー像は、給紙カセットから搬送ローラ８によって搬送されてきた転写紙Ｐに、転写ローラ６によりトナーと逆極性の電荷が付与され、この逆極性の電荷の静電気力により転写紙Ｐにトナーが転写される。トナー転写後の転写紙Ｐは、感光体ドラム２から分離された後、搬送ベルト７によって定着装置へ送られ、加熱ローラと押圧ローラによってトナー像が転写紙Ｐに定着される。
【０１６４】
前記帯電ローラ１（及び転写ローラ６）には電源９（１０）からＤＣ及びＡＣ成分から成るバイアス電圧が印加され、オゾン発生量が極めて少い状態で感光体ドラム２への帯電及びトナー像の転写紙Ｐへの転写が行なわれる。前記バイアス電圧は通常±５００〜１０００ＶのＤＣバイアスとこれに重畳して１００Ｈｚ〜１０ＫＨｚ、２００〜３５００Ｖ（ｐ−ｐ）のＡＣバイアスとからなる。
【０１６５】
前記帯電ローラ１及び転写ローラ６は感光体ドラム２への圧接下に従動又は強制回転される。
【０１６６】
前記感光体ドラム２への圧接は１０〜１００ｇ／ｃｍとされローラの回転は感光体ドラム２の周速の１〜８倍とされる。
【０１６７】
図１（ｂ）に示すように前記帯電ローラ１（及び転写ローラ６）は芯金２０と、その外周に設けられた導電性弾性部材であるクロルプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴム層又はそれらのスポンジ層２１から成り、好ましくは最外層に０．０１〜１μｍ厚の離型性弗素系樹脂又はシリコーン樹脂層から成る保護層２２を設けて構成される。
【０１６８】
転写後の感光体ドラム２はクリーニング器１１のクリーニングブレード１２の圧接によりクリーニングされ次の画像形成に供えられる。
【０１６９】
画像形成装置としては、感光体と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。又像露光器、現像器、転写又は分離器、クリーニング器の少なくとも１つを感光体とともに一体に支持してプロセスカートリッジを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。
【０１７０】
なお、前記図１においては、帯電器、及び転写極ともローラ帯電器を用いているが、本発明においては、転写極には転写ローラ以外の転写手段を用いても良い。
【０１７１】
次に、帯電用磁気ブラシを形成する磁気粒子について説明する。
【０１７２】
図２は、接触式の磁気ブラシ帯電装置図、図３は図２の帯電装置による交流バイアス電圧と帯電電位との関係を示す図である。
【０１７３】
一般に帯電用磁気ブラシを形成する磁気粒子の体積平均粒径が大きいと、（イ）帯電用磁気粒子搬送体（搬送担体）上に形成される磁気ブラシの穂の状態が粗いために、電界による振動を与えながら帯電しても、磁気ブラシにムラが現れ易く、帯電ムラの問題が起こる。この問題を解消するには、磁気粒子の体積平均粒径を小さくすればよく、実験の結果、体積平均粒径が２００μｍ以下でその効果が現れ初め、特に１５０μｍ以下になると、質的に磁気ブラシの穂の粗に伴う問題が生じなくなる。しかし、粒子が細か過ぎると帯電時に感光体ドラム５０面に付着するようになったり、飛散し易くなったりする。これらの現象は、粒子に作用する磁界の強さ、それによる粒子の磁化の強さにも関係するが、一般的には、粒子の体積平均粒径が２０μｍ以下に顕著に現れるようになる。
【０１７４】
以上から、磁気粒子の粒径は体積平均粒径が２００μｍ以下、２０μｍ以上であり、且つ該磁気粒子の個数平均粒径の１／２倍以下の粒径を有する磁気粒子を３０個数％以下とすることが必要である。なお、磁化の強さは３０〜１００ｅｍｕ／ｇのものが好ましく用いられる。
【０１７５】
このような磁気粒子は、磁性体として前述した従来の二成分現像剤の磁性キャリア粒子におけると同様の、鉄、クロム、ニッケル、コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や合金、例えば四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅系合金、と云った強磁性体の粒子、又はそれら磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂で被覆するか、あるいは、磁性体微粒子を分散して含有した樹脂で作るかして得られた粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別することによって得られる。
【０１７６】
なお、磁気粒子を球状に形成することは、搬送担体に形成される粒子層が均一となり、また搬送担体に高いバイアス電圧を均一に印加することが可能となると云う効果も与える。すなわち、磁気粒子が球形化されていることは、（１）一般に、磁気粒子は長軸方向に磁化吸着され易いが、球形化によってその方向性がなくなり、従って、磁気粒子層が均一に形成され、局所的に抵抗の低い領域や層厚のムラの発生を防止する、（２）磁気粒子の高抵抗化と共に、従来の粒子に見られるようなエッジ部が無くなって、エッジ部への電界の集中が起こらなくなり、その結果、帯電用磁気粒子の搬送担体に高いバイアス電圧を印加しても、感光体ドラム５０面に均一に放電して帯電ムラが起こらない、という効果を与える。
【０１７７】
以上のような効果を奏する球形粒子には磁気粒子の抵抗率が１０５〜１０１０Ωｃｍであるように導電性の磁気粒子を形成したものが好ましい。この抵抗率は、粒子を０．５０ｃｍ２の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、詰められた粒子上に１ｋｇ／ｃｍ２の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読み取ることで得られる値であり、この抵抗率が低いと、搬送担体にバイアス電圧を印加した場合に、磁気粒子に電荷が注入されて、感光体ドラム５０面に磁気粒子が付着し易くなったり、あるいはバイアス電圧による感光体ドラム５０の絶縁破壊が起こり易くなったりする。また、抵抗率が高いと電荷注入が行われず帯電が行われない。
【０１７８】
さらに、接触式の磁気ブラシ帯電装置１２０に用いられる磁気粒子は、それにより構成される磁気ブラシが振動電界により軽快に動き、しかも外部飛散が起きないように、比重が小さく、且つ適度の最大磁化を有するものが望ましい。具体的には真比重が６以下で最大磁化が３０〜１００ｅｍｕ／ｇのもの、特に４０〜８０ｅｍｕ／ｇを用いると好結果が得られることが判明した。
【０１７９】
以上を総合して、磁気粒子は、少なくとも長軸と短軸の比が３倍以下であるように球形化されており、針状部やエッジ部等の突起が無く、抵抗率は好ましくは１０５〜１０１０Ωｃｍの範囲にあることが望まれる。そして、このような球状の磁気粒子は、磁性体粒子にできるだけ球形のものを選ぶこと、磁性体微粒子分散系の粒子では、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、分散樹脂粒子形成後に球形化処理を施すこと、あるいはスプレードライの方法によって分散樹脂粒子を形成すること等によって製造される。
【０１８０】
図２又は図３によれば、帯電装置としての磁気ブラシ帯電装置１２０は回転する感光体ドラム５０と対向し、感光体ドラム５０との近接部（帯電部Ｔ）において同方向（反時計方向）に回転される帯電用磁気粒子搬送体としての、例えばアルミ材やステンレス材を用いた円筒状の帯電スリーブ１２０ａと、該帯電スリーブ１２０ａの内部に設けられるＮ、Ｓ極よりなる磁石体１２１と、該磁石体１２１により帯電スリーブ１２０ａの外周面上に形成され感光体ドラム５０を帯電する磁気粒子からなる磁気ブラシと、磁石体１２１のＮ−Ｎ磁極部において該帯電スリーブ１２０ａ上の磁気ブラシを掻取るスクレーパ１２３と、磁気ブラシ帯電装置１２０内の磁気粒子を撹拌或いは磁気粒子供給時に使用済み磁気粒子を磁気ブラシ帯電装置１２０の排出口１２５より溢れさせて排出する撹拌スクリュウ１２４と、磁気ブラシの穂立ち規制板１２６とにより構成される。帯電スリーブ１２０ａは磁石体１２１に対し回動可能になっていて、感光体ドラム５０との対向位置で感光体ドラム５０の移動方向と同方向（反時計方向）に０．１〜１．０倍の周速度で回転させられるのが好ましい。また帯電スリーブ１２０ａは、帯電バイアス電圧を印加し得る導電性の搬送担体が用いられるが、特に、表面に粒子層が形成される導電性の帯電スリーブ１２０ａの内部に複数の磁極を有する磁石体１２１が設けられている構造のものが好ましく用いられる。このような搬送担体においては、磁石体１２１との相対的な回転によって、導電性の帯電スリーブ１２０ａの表面に形成される磁気粒子層が波状に起伏して移動するようになるから、新しい磁気粒子が次々と供給され、帯電スリーブ１２０ａ表面の磁気粒子層に多少の層厚の不均一があっても、その影響は上記波状の起伏によって実際上問題とならないように十分カバーされる。帯電スリーブ１２０ａの表面は磁気粒子の安定な均一搬送のために表面の平均粗さを５．０〜３０μｍとすることが好ましい、平滑であると搬送は十分に行えなく、粗すぎると表面の凸部から過電流が流れ、どちらにしても帯電ムラが生じ易い。上記の表面粗さとするにはサンドブラスト処理が好ましく用いられる。また、帯電スリーブ１２０ａの外径は５．０〜２０ｍｍが好ましい。これにより、帯電に必要な接触領域を確保する。接触領域が必要以上に大きいと帯電電流が過大となるし、小さいと帯電ムラが生じ易い。また上記のように小径とした場合、遠心力により磁気粒子が飛散あるいは感光体ドラム５０に付着し易いために、帯電スリーブ１２０ａの線速度は感光体ドラム５０の移動速度と殆ど同じか、それよりも遅いことが好ましい。
【０１８１】
また、帯電スリーブ１２０ａ上に形成する磁気粒子層の厚さは、規制手段によって十分に掻き落されて均一な層となる厚さであることが好ましい。帯電領域において帯電スリーブ１２０ａの表面上の磁気粒子の存在量が多すぎると磁気粒子の振動が十分に行われず感光体の摩耗や帯電ムラを起こすとともに過電流が流れ易く、帯電スリーブ１２０ａの駆動トルクが大きくなるという欠点がある。反対に磁気粒子の帯電領域における帯電スリーブ１２０ａ上の存在量が少な過ぎると感光体ドラム５０への接触に不完全な部分を生じ磁気粒子の感光体ドラム５０上への付着や帯電ムラを起こすことになる。実験を重ねた結果、帯電領域における磁気粒子の好ましい付着量は１００〜４００ｍｇ／ｃｍ２であり、特に好ましくは２００〜３００ｍｇ／ｃｍ２であることが判明している。なお、この付着量は、磁気ブラシの帯電領域における平均値である。
【０１８２】
帯電装置としての磁気ブラシ帯電装置１２０には、直流（ＤＣ）バイアスＥ３に必要により交流（ＡＣ）バイアスＡＣ３が重畳される帯電バイアス、例えば直流バイアスＥ３としてトナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の−１００〜−５００Ｖが、また交流バイアスＡＣ３として周波数１〜５ｋＨｚ、電圧３００〜５００ＶＰ−Ｐの帯電バイアスが印加される帯電スリーブ１２０ａにより、感光体ドラム５０の周面が接触、摺擦されて感光体ドラム５０が帯電される。帯電スリーブ１２０ａと感光体ドラム５０との間には前記交流バイアスＡＣ３の電圧印加による振動電界が形成されているので、磁気ブラシを経て感光体層１０ａ上への電荷の注入が円滑に行われて一様に高速な帯電が行われる。
【０１８３】
感光体ドラム５０を帯電した帯電スリーブ１２０ａ上の磁気ブラシは、磁石体１２１に設けられるＮ−Ｎ磁極部において、スクレーパ１２３により帯電スリーブ１２０ａ上より落下され帯電スリーブ１２０ａとの近接部において帯電スリーブ１２０ａと逆方向（反時計方向）に回転する撹拌スクリュウ１２４により撹拌された後、再度磁気ブラシ形成され帯電部Ｔに搬送される。
【０１８４】
図３に示すように、帯電バイアスの交流バイアスＡＣ３のピーク・ピーク電圧（ＶＰ−Ｐ）と帯電電位との関係は、ピーク・ピーク電圧ＶＰ−Ｐが大きくなるに従い帯電電位が大きくなり、帯電電位はピーク・ピーク電圧が一定のＶ１で帯電バイアスの直流バイアスＥ３の値ＶＳとほぼ等しい値で飽和し、それ以上ピーク・ピーク電圧ＶＰ−Ｐを大きくしても帯電電位は殆ど変化しないという特性がある。磁気粒子の電気抵抗は環境条件によっても変化するが、また使用するに従い磁気粒子の表面にトナーが融着するなどして電気抵抗は高くなる。このため、特性曲線は使用初期の新しい磁気粒子の場合は実線で示す（ａ）のように左側に、長期間使用した磁気粒子の場合は前記特性曲線は点線で示す（ｂ）のように右側に位置することになる。
【０１８５】
本発明の画像形成装置の接触方式による帯電装置では、装着電源のｏｎ時或いはプリント開始前に帯電電位に相当する直流バイアスＥ３の電圧値を所定値とし、交流バイアスＡＣ３のピーク・ピーク電圧（ＶＰ−Ｐ）を低い値から次第に大きくした帯電バイアスを印加してその時変化する感光体ドラム５０の帯電電位を電位計ＥＳによって検出する。検出される帯電電位はＡ／Ｄ変換器によってディジタル値に変換されたのち制御部（ＣＰＵ）に入力される。制御部ではこの帯電電位が所定値ＶＳの飽和点に達した時のＶＰ−Ｐの値を適正バイアス値Ｖ１と規定してプリント動作とする。
【０１８６】
すなわち、プリントが行われる時交流バイアスＡＣ３を低い値から次第に大きくして（スイープして）交流バイアスＡＣ３のＶＰ−Ｐの値Ｖ１を求め、制御部からバイアス信号が出力される。この制御信号はＤ／Ａ変換器によってアナログ値に変換された後交流バイアスＡＣ３に送出され、交流バイアスＡＣ３は決定されたピーク・ピーク電圧Ｖ１を出力する。その際のピーク・ピーク電圧Ｖ１の値とメモリに格納された磁気粒子の劣化により交換すべき規定値Ｖ２を読み出しこれと比較する。磁気粒子はトナーの混入により抵抗が増加するので、プリントの使用に従い適正バイアス値Ｖ１が増加する。これに伴い印加するＶＰ−Ｐが増加し帯電不能な状態が生じることになる。測定した電圧値が帯電不能を示す規定値Ｖ２より小さい間は画像形成を続けるが、規定値Ｖ２より大きくなると、制御部より画像形成動作停止信号が送出され画像形成動作を停止し、不図示の操作部の表示部に帯電装置異常の表示を行う。この表示に基づき、帯電用の磁気粒子の供給ボトル２２０を磁気ブラシ帯電装置１２０にセットし、供給ボトル２２０底面の不図示の開閉蓋を開口して磁気粒子を磁気ブラシ帯電装置１２０に落下、供給する。上記において感光体ドラム５０の電位の測定に電位計ＥＳを用いたが、バイアス電源に直流電流計を繋いで用いて交流バイアスＶＰ−Ｐを変化させ、この電流値が飽和点に達した時のＶＰ−Ｐを適正バイアス値Ｖ１と設定し、規定値Ｖ２との比較を行いＶ１を越えた時磁気粒子の供給を行うようにしてもよい。
【０１８７】
また、メンテナンス時或いは例えば５万プリント等の定期時に、帯電用の磁気粒子の交換が行われる。メモリに記憶されたメンテナンスプリント毎や例えば５万プリント毎の定期時に、制御部を通して交換信号が出され、不図示の駆動モータの駆動により予めセットされた帯電用の磁気粒子の供給ボトル２２０の供給ローラ２２１が回転され、供給ボトル２２０内の磁気粒子が磁気ブラシ帯電装置１２０内に全量が１回で落下される。供給後空の供給ボトル２２０を外し、新たな供給ボトル２２０をセットすることにより画像形成装置が作動状態となるように制御することも可能である。また、定期時に制御部より不図示の操作部に例えばランプの点滅等による供給信号を表示し、供給ボトル２２０を磁気ブラシ帯電装置１２０にセットし、供給ボトル２２０底面の不図示の開閉蓋を開口して磁気粒子を供給するようにしてもよい。
【０１８８】
落下された磁気粒子は回転される帯電スリーブ１２０ａにより搬送され、スクレーパ１２３により帯電スリーブ１２０ａ表面より掻落とされて磁気ブラシ帯電装置１２０の底部に補給される。これに伴い、反時計方向に回転される撹拌スクリュウ１２４により磁気ブラシ帯電装置１２０内部に収納されている使用済みの磁気粒子が排出口１２５より溢れ出され、ダクトＤＢを通して共通の磁気粒子回収容器３００に回収される。この際、供給ボトル２２０より磁気ブラシ帯電装置１２０内に供給される１回の磁気粒子供給量は磁気ブラシ帯電装置１２０内に収納される全磁気粒子に対して、２０〜５０質量％が好ましい。２０質量％未満では新規に供給される磁気粒子量が少な過ぎ交換効果がなく良好な帯電が行われず、５０質量％を越えると新規の磁気粒子が溢れ出てしまう。
【０１８９】
上記により、帯電装置内の磁気粒子が劣化されることなく良好な帯電性能が長期に維持される。
【０１９０】
図４は、磁気ブラシ帯電器を有する画像形成装置の１例を示す断面図である。図４において５０は像担持体である感光体ドラム（感光体）で、有機感光層をドラム上に塗布し、その上に樹脂層を塗設した感光体で、接地されて時計方向に駆動回転される。５２は磁気ブラシ帯電器で、感光体ドラム５０周面に対し一様な帯電を与えられる。この帯電器５２による帯電に先だって、前画像形成での感光体の履歴をなくすために発光ダイオード等を用いた露光部５１による露光を行って感光体周面の除電をしてもよい。
【０１９１】
感光体への一様帯電ののち像露光器５３により画像信号に基づいた像露光が行われる。この図の像露光器５３は図示しないレーザーダイオードを露光光源とする。回転するポリゴンミラー５３１、ｆθレンズ等を経て反射ミラー５３２により光路を曲げられた光により感光体ドラム上の走査がなされ、静電潜像が形成される。
【０１９２】
その静電潜像は次いで現像器５４で現像される。感光体ドラム５０周縁にはトナーとキャリアとから成る現像剤を内蔵した現像器５４が設けられていて、マグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ５４１によって現像が行われる。現像剤は、例えば前述のフェライトをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、前述のスチレンアクリル系樹脂を主材料としてカーボンブラック等の着色剤と荷電制御剤と低分子量ポリオレフィンからなる着色粒子に、シリカ、酸化チタン等を外添したトナーとからなるもので、現像剤は図示していない層形成手段によって現像スリーブ５４１上に１００〜６００μｍの層厚に規制されて現像域へと搬送され、現像が行われる。この時通常は感光体ドラム５０と現像スリーブ５４１の間に直流バイアス、必要に応じて交流バイアス電圧をかけて現像が行われる。また、現像剤は感光体に対して接触あるいは非接触の状態で現像される。
【０１９３】
転写材（「記録紙」ともいう。）Ｐは画像形成後、転写のタイミングの整った時点で給紙ローラ５７の回転作動により転写域へと給紙される。
【０１９４】
転写域においては転写のタイミングに同期して感光体ドラム５０の周面に転写ローラ（転写器）５８が圧接され、給紙された転写材Ｐを挟着して転写される。
【０１９５】
次いで転写材Ｐは転写ローラとほぼ同時に圧接状態とされた分離ブラシ（分離器）５９によって除電がなされ、感光体ドラム５０の周面により分離して定着装置６０に搬送され、熱ローラ６０１と圧着ローラ６０２の加熱、加圧によってトナーを溶着したのち排紙ローラ６１を介して装置外部に排出される。なお前記の転写ローラ５８及び分離ブラシ５９は転写材Ｐの通過後感光体ドラム５０の周面より退避離間して次なるトナー像の形成に備える。
【０１９６】
一方、転写材Ｐを分離した後の感光体ドラム５０は、クリーニング器６２のクリーニングブレード６２１の圧接により残留トナーを除去・清掃し、再び露光部５１による除電と帯電器５２による帯電を受けて次なる画像形成のプロセスに入る。
【０１９７】
なお、７０は感光体、帯電器、転写器・分離器及びクリーニング器を一体化されている着脱可能なプロセスカートリッジである。
【０１９８】
画像形成装置としては、上述の感光体と、現像器、クリーニング器等の構成要素をプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このユニットを装置本体に対して着脱自在に構成しても良い。又、帯電器、像露光器、現像器、転写又は分離器、及びクリーニング器の少なくとも１つを感光体とともに一体に支持してプロセスカートリッジを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。
【０１９９】
像露光は、画像形成装置を複写機やプリンタとして使用する場合には、原稿からの反射光や透過光を感光体に照射すること、或いはセンサーで原稿を読み取り信号化し、この信号に従ってレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動、又は液晶シャッターアレイの駆動を行い感光体に光を照射することなどにより行われる。
【０２００】
なお、ファクシミリのプリンタとして使用する場合には、像露光器１３は受信データをプリントするための露光を行うことになる。
【０２０１】
本発明の画像形成装置は、複写機、レーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ、液晶シャッター式プリンタ等の電子写真装置一般に適用し得るものであるが、更には電子写真技術を応用したディスプレイ、記録、軽印刷、製版、ファクシミリ等の装置にも広く適用し得るものである。
【０２０２】
本発明に係る画像形成方法においては、感光体上に静電潜像を形成するに際し、像露光をスポット面積が２０００μｍ２以下の露光ビームを用いて行うことを特徴とする。このような小スポットの露光ビームを用いても、本発明に係る有機感光体は、該スポット面積に対応した画像を忠実に形成することができる。より好ましいスポット面積は、１００〜８００μｍ２である。その結果８００ｄｐｉ（ｄｐｉとは２．５４ｃｍ当たりのドット数）以上で、階調性が豊かな電子写真画像を達成することができる。
【０２０３】
前記露光ビームのスポット面積とは、該露光ビームを該ビームと垂直な面で切断したとき、該切断面に現れる光強度分布面で、光強度が最大ピーク強度の１／ｅ２以上の領域に相当する面積を意味する。
【０２０４】
用いられる光ビームとしては半導体レーザを用いた走査光学系、及びＬＥＤや液晶シャッター等の固体スキャナー等があり、光強度分布についてもガウス分布及びローレンツ分布等があるがそれぞれのピーク強度の１／ｅ２までの部分をスポット面積とする。
【実施例】
【０２０５】
以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明の様態はこれに限定されない。尚、下記文中「部」とは「質量部」を表す。
【０２０６】
（感光体１の作製）
下記の様に感光体１を作製した。
【０２０７】
直径６０ｍｍの円筒形アルミニウム支持体の表面を切削加工し、表面粗さＲｚ＝１．５（μｍ）の導電性支持体を用意した。
【０２０８】
〈中間層〉
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過（フィルター；日本ポール社製リジメッシュ５μｍフィルター使用）し、中間層塗布液を作製した。
【０２０９】
ポリアミド樹脂ＣＭ８０００（東レ社製）                                １部
酸化チタンＳＭＴ５００ＳＡＳ（テイカ社製）                            ３部
メタノール                                                          １０部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で１０時間の分散を行った。
【０２１０】
上記塗布液を用いて前記支持体上に、乾燥膜厚２μｍとなるよう浸漬塗布法で塗布した。
【０２１１】
〈電荷発生層〉
電荷発生物質：チタニルフタロシアニン顔料（Ｃｕ−Ｋα特性Ｘ線回折スペクトル測定で、少なくとも２７．３°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料）                                                                    ２０部
ポリビニルブチラール樹脂（＃６０００−Ｃ：電気化学工業社製）        １０部
酢酸ｔ−ブチル                                                    ７００部
４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン                          ３００部を混合し、サンドミルを用いて１０時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【０２１２】
〈電荷輸送層〉
電荷輸送物質（４，４′−ジメチル−４″−（β−フェニルスチリル）トリフェニルアミン）                                                              ２２５部
バインダー：ポリカーボネート（Ｚ３００：三菱ガス化学社製）        ３００部
酸化防止剤（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０：日本チバガイギー社製）            ６部
ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）                                    １６００部
トルエン                                                          ４００部
シリコーンオイル（ＫＦ−５０：信越化学社製）                          １部を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に円形スライドホッパー塗布機を用いて塗布し、乾燥膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【０２１３】
〈表面層〉
金属酸化物粒子として数平均一次粒子径が１５ｎｍの酸化アルミニウムを用い、反応性有機基を有する化合物として例示化合物（Ｓ−１５）を用い、以下に示すように、反応性有機基を有する化合物による表面処理の調製を行った。
【０２１４】
まず、数平均一次粒子径が１５ｎｍの酸化アルミニウム粒子１００部、上記例示化合物（Ｓ−１５）１００部、トルエン／イソプロピルアルコール＝１／１（質量比）の混合溶媒３００部の混合液を、ジルコニアビーズとともにサンドミルに入れ約４０℃で、回転速度１５００ｒｐｍで撹拌し、酸化アルミニウム粒子の反応性有機基を有する化合物による表面処理を行った。さらに、上記処理混合物を取り出し、ヘンシェルミキサーに投入して回転速度１５００ｒｐｍで１５分間撹拌した後、１２０℃で３時間乾燥することによって、反応性有機基を有する化合物による酸化アルミニウム粒子の表面処理を終了し、表面処理済み酸化アルミニウム１を得た。上記の反応性有機基を有する化合物による表面処理により、酸化アルミニウム粒子の粒子表面は反応性有機基を有する化合物により被覆されていた。
【０２１５】
この際の反応性有機基を有する化合物の表面処理量（反応性有機基を有する化合物の被覆量）は、酸化アルミニウム粒子に対し１５質量％（つまり、酸化アルミニウム粒子１００質量部に対して反応性有機基を有する化合物の表面処理量は４０質量部）であった。
【０２１６】
続いて下記のような方法で表面層を形成した。
【０２１７】
表面処理済み酸化アルミニウム酸粒子１（Ｓ−１５にて表面処理済）      １００部
硬化性化合物（例示化合物４３）                                      １００部
重合開始剤（例示化合物１−６）                                        ３０部
ｎ−プロピルアルコール                                              ４００部
上記成分を混合撹拌し、十分に溶解・分散し、表面層塗布液を作製した。該塗布液を先に電荷輸送層まで作製した感光体上に円形スライドホッパー塗布機を用いて、表面層を塗布した。塗布後、メタルハライドランプを用いて紫外線を１分間照射して、乾燥膜厚２．０μｍの表面層を得た。
【０２１８】
〔感光体２〜１３の作製〕
以下、感光体１の作製条件を下記「表１」の如く変更して感光体２〜１３を作製した。
【０２１９】
【表１】
2011085621.tif 000019
【０２２０】
〔性能評価〕
（画像ムラ）
まず、図１に示した接触帯電装置である帯電ローラを有する画像形成装置を基本構成としたデジタルカラープリンタに上記で作製した感光体１〜１３を搭載して、１０℃／１５％ＲＨ環境下において印字率５％画像で１００，０００枚実写の印字履歴を加えた後、出力されたプリント画像の画質欠陥（色点および筋状傷）の有無を目視下記のような基準を設けて評価した。
【０２２１】
◎：画像上に縦スジ状の欠陥及び色点は無く、プリント画像は良好。
【０２２２】
○：画像上に薄い縦スジ状の欠陥及び色点が若干確認される。
【０２２３】
△：画像上に縦スジ状の欠陥及び色点が確認されるが、実用上問題ないレベル。
【０２２４】
×：画像上に縦スジ状の欠陥及び色点が多く確認され、実用上問題がある。
【０２２５】
（感光体表面の実機耐久試験）
次いで、上記と同条件で更に４００，０００枚実写の印字履歴を加え、表面削れ量（α値）、表面キズ、変色度合いを評価した。
【０２２６】
具体的には下記α値にて評価した。
【０２２７】
α値＝｛（深さ方向の表面削れ量［μｍ］）／（ドラムの総回転数［ｒｏｔ．］）｝
×１０００００
すなわち、α値が小さいほど、耐摩耗性を有する。
【０２２８】
また、同時に、感光体表面の状態を観察し目視にて表面キズ及び変色度合いを（良）５〜１（悪）の１０段階（０．５刻み）で評価した。
【０２２９】
また、図１に示した帯電ローラを有する画像形成装置を基本構成としたデジタルカラープリンタの帯電装置をスコロトロン方式に改造した装置に、感光体１０を搭載して上記と同様の評価を行い比較例３とした。
【０２３０】
【表２】
2011085621.tif 000020
【０２３１】
表２に示した結果から明らかなように、本発明内の感光体１〜１１を用いた実施例１〜１１は何れの特性も実用範囲内であるが、本発明外の感光体１２、１１を用いた比較例１、２、また、スコロトロン方式を用いた比較例３は少なくとも何れかの特性に問題があることが分かる。
【０２３２】
すなわち、本発明により、接触帯電装置を用いた帯電プロセスにおける長期使用においても感光体表面の傷（キズ）、濃度斑（ムラ）がなく、かつ耐磨耗性及び耐ガス性に優れた電子写真感光体を用いた画像形成装置を提供することができることが分かる。
【符号の説明】
【０２３３】
１  帯電ローラ
３  現像装置
４  現像スリーブ
５  除電ランプ
６  転写ローラ
７  搬送ベルト
８  搬送ローラ
９、１０  電源
１１  クリーニング器
１２  クリーニングブレード
２０  芯金
５０  感光体ドラム（又は感光体）
５１  露光部
５２  磁気ブラシ帯電器
５３  像露光器
５４  現像器
５７  給紙ローラ
５８  転写ローラ（転写器）
５９  分離ブラシ（分離器）
６０  定着装置
６１  排紙ローラ
６２  クリーニング器
７０  プロセスカートリッジ
１２０  磁気ブラシ帯電装置
１２０ａ  帯電スリーブ
２２０  供給ボトル
３００  磁気粒子回収容器
ＥＳ  電位計
５３１  ポリゴンミラー
５３２  反射ミラー
５４１  現像スリーブ
６０１  熱ローラ
６０２  圧着ローラ
６２１  クリーニングブレード
【図１】
2011085621.tif 000021
【図２】
2011085621.tif 000022
【図３】
2011085621.tif 000023
【図４】
2011085621.tif 000024