(57)【要約】【課題】繰り返しの使用においても残留電位の上昇が発生せず、下引き層の厚膜化が可能となり、電気特性の安定性および耐リーク性に優れた画像形成装置を提供する。【解決手段】回転しながら表面が一次帯電され、露光を受けて表面に静電潜像が形成されて現像により表面にトナー像が形成される像担持体６を備え、該像担持体６表面に形成されるトナー像を、最終的に所定の用紙Ｆ上に転写および定着することにより該用紙Ｆ上に定着トナー像が作る画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体６上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて前記像担持体６に前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与える逆電界付与手段１２、１７を備えた【選択図】        図１
2004191711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転しながら表面が一次帯電され、露光を受けて表面に静電潜像が形成されて現像により表面にトナー像が形成される像担持体を備え、該像担持体表面に形成されるトナー像を、最終的に所定の用紙上に転写および定着することにより該用紙上に定着トナー像が作る画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて前記像担持体に前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与える逆電界付与手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体は、導電性の基体と、該基体上に形成された金属酸化物微粒子及び結着樹脂を含有する下引き層と、該下引き層上に形成された感光層とからなる電子写真感光体を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記逆電界付与手段は、前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を前記像担持体表面のトナー像が形成される領域全面に与えるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記逆電界付与手段は、前記像担持体に前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与えることにより前記像担持体に、下記式で表す流入電流密度Ｉが１５×１０-5以上で９０×１０-5Ａ／ｍ2以下の電流を流入させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
Ｉ＝Ａ／（Ｌ×Ｄ）
Ｉ：像担持体流入電流密度（Ａ／ｍ2）
Ａ：像担持体流入電流（Ａ）
Ｌ：逆電界付与軸方向有効幅（ｍ）
Ｄ：像担持体の時間当たり（１ｓｅｃ）移動距離（ｍ）
【請求項５】
前記逆電界付与手段は、前記用紙上に画像を転写する転写装置により帯電極性と逆の極性の電界を前記感光層に与えるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記逆電界付与手段は、前記像担持体の表面に一次帯電を施す帯電装置の電界を逆極性に切り替えることにより帯電極性と逆の極性の電界を前記感光層に与えるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は、高速でかつ高印字の品質が得られ、複写機およびレーザビームプリンタ等に利用されている。電子写真装置において用いられる像担持体は、アルミニウム基体上に感光体が形成されたものである。この感光体としては、有機の光導電性材料を用いた有機感光体が主流となっており、感光体の構成も電荷移動型錯体構造から電荷発生材料を結着樹脂中に分散した機能分離型の感光体へと変遷し、性能が向上してきている。この機能分離型感光体の場合、現在ではアルミニウム基体の上に下引き層を形成し、その上に電荷発生層および電荷輸送層の感光層を形成する場合が多い。
【０００３】
感光体の繰り返し安定性や環境安定性の改善に関しては、電荷発生層や電荷輸送層のみならず下引き層にも依存する分が多く、繰り返し使用による電荷蓄積性の少ない下引き層が要求されている。また、画質欠陥の防止に関しても、下引き層の役割は大きく、基体の欠陥や汚れあるいは電荷発生層等上層の塗膜欠陥やむらに起因する画質欠陥を抑制するために下引き層は重要な機能層である。
【０００４】
近年、電子写真装置において、コロトロンに代わり、オゾン発生が少ない接触帯電方式の帯電装置が用いられるようになってきている。接触帯電装置を用いた場合には、感光体に接触帯電時に加わる局所的な高電場により電気的なピンホールを生じ、このピンホール上にリーク（絶縁破壊）を生じてこれが画質欠陥となって現れることがある。
【０００５】
このピンホールは、上述の感光層の塗膜欠陥により発生する場合もあるが、それ以外に、電子写真装置内から発生した導電性の異物が感光体に接触または感光体中に貫入し、接触帯電装置と像担持体基体との導電路を形成しやすくなっているために発生することもある。顕著な場合には、電子写真装置内の他の部材から混入したカーボンファイバやキャリア粉などの異物や電子写真装置内に混入したゴミが感光体に突き刺さり、接触帯電装置からのリーク点を形成する場合もある。
【０００６】
このような課題に対して、感光体の下引き層を厚膜化することで基体の欠陥を隠蔽し、かつ電気特性上の安定を得るために、導電性微粉末を含有する層を基体上に塗布形成する方法がこれまで講じられてきている。すなわち、アルミニウムの基体上に導電粉分散型の導電層を形成し、さらにその上層に下引き層を形成する方法である。この場合導電層で基体隠蔽を行うとともに抵抗調整を行い、ブロッキング機能（基体から感光層への電荷の注入を防止する機能、電荷注入制御機能ともいう）は下引き層で持たせる方法である（導電層型下引き層と称する）。
【０００７】
また、ブロッキング機能と抵抗調整機能との機能を併有する導電粉分散層を基体上に塗布し、ブロッキング機能威と抵抗調整機能との両機能を併有する下引き層として使用する方法（分散型下引き層と称する）もある。
【０００８】
このように下引き層を形成する方法は、また十分な耐リーク性を確保するためには、膜厚は厚膜化、膜抵抗としては高抵抗化が求められるが、繰り返しの使用による残留電位の上昇等により良好な電気特性が得にくい。
【０００９】
そこで、上記の現象を回避すべく、下引き層の構成材料や物性に関する検討がなされており、様々な下引き層を備える電子写真感光体が提案されている。
【００１０】
例えば、従来の電子写真感光体として、誘電率制御剤を配合して体積抵抗と誘電率とを所定の範囲内に設定した下引き層を備える技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
また、従来の下引き層を備える有機感光体として、結着樹脂、電荷輸送物質及び導電性微粉末等を含んで構成された技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
さらにまた、従来の下引き層を備える電子写真感光体として、針状酸化チタン微粒子の圧粉体を含んで構成された、所定の体積抵抗値を示す下引き層を備える技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭６１−２０４６４１号公報
【特許文献２】
特開平１−１１３７５８号公報
【特許文献３】
特開平７−８４３９３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような下引き層を有する従来の電子写真感光体であっても、接触帯電装置と共に用いた場合には、以下の理由で十分な画像品質を得ることが困難である。
【００１５】
すなわち、感光体は、ピンホール等の発生によるリークの発生を防止する耐リーク性の観点からは、下引き層の膜厚が厚いことが望ましい。
【００１６】
しかるに、金属酸化物微粒子及び結着樹脂を含有する下引き層で厚膜化を行った場合、繰り返し使用で残留電位が上昇しやすくなる。詳細なメカニズムは分かっていないが、これは画像形成を行う際に感光体に繰り返し付与される電界により、下引き層と電荷発生層界面で電荷が蓄積することにより生じるものと考えられる。残留電位が上昇すると、電気特性の安定性および耐リーク性が悪化し、画質欠陥となって現れるという問題がある。
【００１７】
十分な電気特性を得るためには、下引き層の抵抗を低減する必要があり、そのためには下引き層は薄い方が好ましい。ところが、下引き層の抵抗を低減するため薄くしすぎると、基体から感光層への電荷の注入を防止するブロッキング性が弱くなって耐リーク性が悪くなり、カブリ（下地汚れ）が発生しやすくなる。
【００１８】
以上のように、下引き層は厚膜化しても薄膜化しても問題があり、下引き層のみの改良で残留電位、電気特性の安定性および耐リーク性の問題を解決することは不可能である。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑み、厚膜化による残留電位の上昇および薄膜化による電気特性、耐リーク性の悪化の問題を解決し、安定した画質が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、回転しながら表面が一次帯電され、露光を受けて表面に静電潜像が形成されて現像により表面にトナー像が形成される像担持体を備え、該像担持体表面に形成されるトナー像を、最終的に所定の用紙上に転写および定着することにより該用紙上に定着トナー像が作る画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて前記像担持体に前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与える逆電界付与手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の画像形成装置では、回転する像担持体は帯電装置で一次帯電されると共に、露光装置による露光を受けて表面に静電潜像が形成されて現像により表面にトナー像が形成され、最終的に所定の用紙上に転写および定着することにより該用紙上に定着トナー像が作る画像を形成する。この像担持体上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて、逆電界付与手段により像担持体に一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与えることにより、像担持体の繰り返し使用による残留電位の上昇の抑制が可能となる。これにより、下引き層の厚膜化が可能となり、そのためピンホール等の発生によるリークの発生を防止し、耐リーク性が向上し、長期に渡る画質の品質を維持することができる。
【００２２】
前記像担持体は、導電性の基体と、該基体上に形成された金属酸化物微粒子及び結着樹脂を含有する下引き層と、該下引き層上に形成された感光層とからなる電子写真感光体を備えていることが好ましい。
【００２３】
前記電界付与手段は、前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を前記像担持体表面のトナー像が形成される領域全面に与えるものであることが好ましい。
【００２４】
前記逆電界付与手段は、前記像担持体に前記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与えることにより前記像担持体に、下記式で表す流入電流密度Ｉが１５×１０-5以上で９０×１０-5Ａ／ｍ2以下の電流を流入させるものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【００２５】
Ｉ＝Ａ／（Ｌ×Ｄ）
Ｉ：像担持体流入電流密度（Ａ／ｍ2）
Ａ：像担持体流入電流（Ａ）
Ｌ：逆電界付与軸方向有効幅（ｍ）
Ｄ：像担持体の時間当たり（１ｓｅｃ）移動距離（ｍ）
前記逆電界付与手段は、前記用紙上に画像を転写する転写装置により帯電極性と逆の極性の電界を前記像担持体に与えるものであることが好ましい。
【００２６】
前記逆電界付与手段は、前記像担持体の表面に一次帯電を施す帯電装置の電界を逆極性に切り替えることにより帯電極性と逆の極性の電界を前記像担持体に与えるものであることが好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。同図に示すように、この画像形成装置Ａは、ドラム状の像担持体６を備え、この像担持体６には外周面を構成する電子写真感光体７を備えている（電子写真感光体７については後述）。像担持体６の周辺には、像担持体の電子写真感光体７を帯電させる帯電装置８、電子写真感光体７の露光装置１０、トナー像を形成する現像装置１１、トナー像を被転写体（この例では記録媒体Ｆ）に転写する転写装置１２、像担持体１のクリーニング装置１３、イレーズ装置１４および定着装置１５が配置されている。帯電装置８には電源部９から電力を供給され、露光装置１０には制御部１７で制御される露光器２０から露光光を供給され、現像装置１１には電源部１９から電力を供給され、転写装置１２には電源部１６より電力を供給され、イレーズ装置１４には電源部１８より電力を供給される。各電源部９、１６、１８、１９、２０は制御部１７で制御されるようになっている。
【００２９】
像担持体６は回転しながら帯電装置８により表面が一次帯電され、露光装置１０の露光を受けて表面に静電潜像が形成され、現像装置１１での現像により表面にトナー像が形成され、像担持体６の表面に形成されるトナー像を転写装置１２で用紙Ｆ上に転写し、定着装置１５で定着することにより、用紙Ｆ上に定着トナー像が形成される。
【００３０】
本実施形態では、像担持体１２上にトナー像を形成する画像形成サイクルを除く非画像形成サイクルにおいて、像担持体６に上記一次帯電の極性とは逆の極性の電界を与えることにより残留電位の上昇を抑制するものである。
【００３１】
上記帯電装置８は、コロトロンでもよいし、電子写真感光体７に接触する接触形帯電装置であってもよい。なお、クリーニング装置１３、イレーズ装置１４は必要に応じて備えられるものであり、省かれてもよい。
【００３２】
図２は、上記画像形成装置の動作を示すシーケンス図である。同図において、制御部１７（図１参照）によるメインモータ制御信号でメインモータ（図示せず）を制御し、メインモータのオンで像担持体６は回転開始し、オフで停止する。同様に、制御部１７による帯電器出力制御信号のオン信号で帯電装置８はオン、オフ信号で帯電装置８はオフする。同様に、制御部１７によるイレーズランプ出力制御信号のオン信号でイレーズランプはオン、オフ信号でイレーズランプはオフする。メインモータのオンから若干遅れて、制御部１７による露光制御信号の露光開始信号で露光器２０はオンして画像形成が始まり、露光制御信号に従った露光信号で露光し、露光終了信号で露光器２０はオフして画像形成が終了する。露光開始信号から露光終了信号までの間を画像形成サイクルとし、メインモータのオンからオフに至る間であって、この画像形成サイクル以外の時間を非画像形成サイクルとする。
【００３３】
図２に示すように、図２に示すシーケンスでは、画像形成サイクル中に転写装置１２に転写バイアス制御信号（レベル１）を与えて用紙への転写を行い、画像形成サイクル終了後に転写バイアス制御信号（レベル２）を与えてこれを逆電界付与の信号としている。これにより、画像形成サイクル終了と同時に逆電界付与手段、この実施形態では転写装置１２に逆電界が付与され、像担持体６の全面（トナー像が形成される領域）に逆極性の電界が付与される（通常は像担持体６の１周でよい）まで、逆電界の付与が行われる。
【００３４】
図３（ａ）〜（ｆ）は、電子写真感光体７の構成例を示す断面図である。
【００３５】
図３（ａ）の構成では、導電性の基体１と、この基体１上に形成された下引き層２と、この下引き層２の上に形成された感光層３とからなる。図２（ｂ）に示す構成では、感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造としている。図３（ｃ）に示す構成では、感光層３上に保護層５を設けている。図２（ｄ）に示す構成では、感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造とし、感光層３上には保護層５を設けている。図３（ｅ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設けている。図３（ｆ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設け、かつ感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造としている。図３（ｇ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設け、かつ感光層３上に保護層５を設けている。図３（ｈ）に示す構成では、下引き層２上に第２の下引き層４を設け、かつ感光層３は、電荷発生層３１と電荷輸送層３２との２層構造とし、感光層３上には保護層５を設けている。
【００３６】
導電性の基体１としては、アルミニウム・銅・鉄・ステンレス・亜鉛・ニッケルなどの金属ドラムとしてもよいし、シート・紙・プラスチック又はガラス上にアルミニウム・銅・金・銀・白金・パラジウム・チタン・ニッケルークロム・ステンレス鋼−銅・インジウム等の金属または酸化インジウム・酸化錫などの導電性金属化合物を蒸着したり、あるいは金属箔をラミネートしたり、さらには、カーボンブラック・酸化インジウム・酸化錫・酸化アンチモン粉・金属粉・沃化銅等を結着樹脂に分散し、塗布することによって導電処理したもの等が用いられる。また、導電性基体の形状はドラム状に限られず、シート状、プレート状としてもよい。なお、導電性基体を金属パイプとした場合、表面は素管のままであってもよいし、事前に鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラスト、ウエットホーニングなどの処理が行われていてもよい。
【００３７】
下引き層２はリーク耐性獲得のために適切な抵抗を得ることが必要であり、そのために金属酸化物微粒子を含有させ、下引き層の抵抗を制御することが重要である。金属酸化物微粒子及び結着樹脂の種類とその配合量を適宜選定し、さらには金属酸化物微粒子の結着樹脂中への分散性を高めることによって、その体積抵抗を制御することができる。
【００３８】
ここで用いられる金属酸化物微粒子としては１０2〜１０11Ω・ｃｍ程度の粉体抵抗が必要である。この範囲の粉体抵抗値を有する金属酸化物であればいかなるものでも使用可能であるが、中でも上記抵抗値を有する酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等の金属酸化物微粒子が好ましく用いられる。なお、上記範囲の下限よりも金属酸化物微粒子の抵抗値が低いと十分なリーク耐性が得られず、この範囲の上限よりも高いと残留電位上昇を引き起こしてしまう懸念がある。
【００３９】
また、金属酸化物微粒子は表面処理の異なるものあるいは粒子径の異なるものなど２種以上混合して用いることもできる。
【００４０】
また、金属酸化物微粒子の表面処理にあたっては、該金属酸化物微粒子の表面積が表面処理後の電子写真特性に大きく影響する。金属酸化物微粒子としては、比表面積が１０ｍ2／ｇ以上のものが好ましく用いられる。比表面積値が１０ｍ2／ｇ以下のものは帯電性低下を招きやすく、良好な電子写真特性を得にくい欠点がある。
【００４１】
また金属酸化物微粒子ヘカップリング剤による表面処理を行ってもよい。カップリング剤としては所望の感光体特性を得られるものであればいかなる物でも用いることができる。具体的なカップリング剤の例としてはビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらのカップリング剤は２種以上を混合して使用することもできる。
【００４２】
金属酸化物微粒子の表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でも使用可能であるが、通常は乾式法あるいは湿式法を用いることができる。乾式法にて表面処理を施す場合には金属酸化物微粒子をせん断力の大きなミキサ等で撹拌しながら、直接あるいは有機溶媒または水に溶解させたカップリング剤を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させることによって均一に処理される。添加あるいは噴霧する際には５０℃以上の温度で行われることが好ましい。添加あるいは噴霧した後、さらに１００℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。
【００４３】
乾式法においては金属酸化物微粒子をカップリング剤による表面処理前に加熱乾燥して表面吸着水を除去することができる。この表面吸着水を処理前に除去することによって、金属酸化物微粒子表面に均一にカップリング剤を吸着させることができる。金属酸化物微粒子はせん断力の大きなミキサ等で撹拌しながら加熱乾燥することも可能である。
【００４４】
湿式法としては、金属酸化物微粒子を溶剤中に撹拌、超音波、サンドミルやアトライター、ボールミルなどを用いて分散し、カップリング剤溶液を添加し撹拌あるいは分散したのち、溶剤除去することで均一に処理される。溶剤除去後にはさらに１００℃以上で焼き付けを行うことができる。焼き付けは所望の電子写真特性が得られる温度、時間であれば任意の範囲で実施できる。湿式法においても金属酸化物微粒子をカップリング剤による表面処理前に表面吸着水を除去することができる。この表面吸着水除去方法には、乾式法と同様に加熱乾燥による除去の他に、表面処理に用いる溶剤中で撹拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法等により実施される。
【００４５】
金属酸化物微粒子に対する表面処理剤の量は所望の電子写真特性が得られる量であることが必須である。電子写真特性は表面処理処方後に金属酸化物微粒子に付着している量によって影響され、その付着量は蛍光Ｘ線分析におけるＳｉ強度と該金属酸化物の主たる金属元素強度から求められる。蛍光Ｘ線分析における好ましいＳｉ強度は該金属酸化物の主たる金属元素強度の１．０×１０-5〜１．０×１０-3の範囲である。この範囲を下回った場合かぶりなどの画質欠陥が発生しやすく、この範囲を上回った場合残留電位の上昇などの欠陥が発生しやすい。
【００４６】
下引き層形成用塗布液のバインダ樹脂としては、ポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂などの公知の高分子樹脂化合物、また電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂やポリアニリン等の導電性樹脂などを用いることができる。中でも上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好ましく用いられ、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好ましく用いられる。
【００４７】
下引き層形成用塗布液中の金属酸化物微粒子とバインダ樹脂との比率は所望する電子写真感光体特性を得られる範囲で任意に設定できる。
【００４８】
下引き層形成用塗布液には電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加物を用いることができる。添加物としては、クロラニル、ブロモアニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、２，４，７・トリニトロフルオレノン２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物、２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾールや２，５−ビス（４−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，５ビス（４−ジエチルアミノフェニル）１，３，４オキサジアゾールなどのオキサジアゾール系化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物、３，３’，５，５’テトラ−ｔ−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物などの電子輸送性物質、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料を用いることができる。シランカップリング剤は金属酸化物の表面処理に用いられるが、添加剤としてさらに塗布液に添加して用いることもできる。
【００４９】
ここで用いられるシランカップリング剤の具体例としてはビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどである。ジルコニウムキレート化合物の例として、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシドなどが挙げられる。
【００５０】
チタニウムキレート化合物の例としてはテトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレートなどが挙げられる。
【００５１】
アルミニウムキレート化合物の例としてはアルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）などが挙げられる。
【００５２】
これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。
【００５３】
下引き層形成用塗布液を調整するための溶媒としては公知の有機溶剤、例えばアルコール系、芳香族系、ハロゲン化炭化水素系、ケトン系、ケトンアルコール系、エーテル系、エステル系等から任意で選択することができる。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ−アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を用いることができる。
【００５４】
上記金属酸化物微粒子の分散に用いる溶剤は単独あるいは２種以上混合して用いることができる。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤としてバインダー樹脂を溶かす事ができる溶剤であれば、いかなるものでも使用することが可能である。
【００５５】
金属酸化物微粒子を分散させる方法としては、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカーなどの方法を用いることができる。さらにこの下引き層を設けるときに用いる塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の方法を用いることができる。
【００５６】
このようにして得られた下引き層形成用塗布液を用い、導電性基体上に下引き層が成膜される。
【００５７】
下引き層は、ビッカース強度が３５以上とされていることが好ましい。また、下引き層の表面粗さはモアレ像防止のために、使用される露光用レーザー波長λの１／４ｎ（ｎは上層の屈折率）〜λに調整される。表面粗さ調整のために下引き層中に樹脂粒子を添加することもできる。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ＰＭＭＡ樹脂粒子等を用いることができる。
【００５８】
また、表面粗さ調整のために下引き層を研磨することもできる。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、ウエットホーニング、研削処理等を用いることもできる。
【００５９】
さらに、この下引き層と感光層との間に、電気特性向上、画質向上、画質維持性向上、感光層接着性向上などのために中間層を設けてもよい。中間層はポリビニルブチラールなどのアセタール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンアルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂などの高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子などを含有する有機金属化合物などがある。これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いることができる。中でも、ジルコニウムもしくはもしくはシリコンを含有する有機金属化合物は残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少ないなど性能上優れている。
【００６０】
シリコン化合物の例としてはビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、Ｎ，Ｎビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどである。
【００６１】
これらのなかでも特に好ましく用いられるシリコン化合物はビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（2−メトキシエトキシシラン）、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４一エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン−Ｎ−２−（アミノエチル）３−ミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３一アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤が上げられる。
【００６２】
有機ジルコニウム化合物の例として、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシドなどが挙げられる。
【００６３】
有機チタン化合物の例としてはテトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレートなどが挙げられる。
【００６４】
有機アルミニウム化合物の例としてはアルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）などが挙げられる。
【００６５】
上記のように、本発明の画像形成装置では、非画像形成サイクルにおいて像担持体６に帯電装置８による帯電極性とは逆の極性の電界を与えるものである。しかし、逆電界を画像形成サイクルで印加すると感光体表面から注入した逆電荷が感光体の帯電サイクルで解放されることによる暗減衰の増加が発生し、画質品質を低下させるため、逆電界付与は非画像形成サイクルで行う必要がある。非画像形成サイクルとは、画像形成装置電源オン時の装置立ち上げから開始するサイクル、画像形成に先駆けて行う立ち上がりかあら開始するサイクル、画像形成のプリント（転写）間のインターイメージサイクル、画像形成動作終了の立ち下がりから開始するサイクルのいずれであってもよいが、画像形成速度に影響を与えない点を考慮すると、画像形成動作終了の立ち下がりから開始するサイクル（図２参照）で逆電界印加を行うことが望ましい。
【００６６】
また、逆電界印加により暗減衰も増加する傾向にあるため、帯電装置８を動作させた状態で逆電界印加を行うことが望ましい。また逆電界付与後、逆電界付与をオフした状態で像担持体１周以上の正規の帯電サイクルを行うことが望ましい。
【００６７】
逆電界印加手段としては、コロトロン、帯電ロール、帯電ブラシ、帯電フィルムなど特に制約はないが、反転現像を行うシステムにおいては転写電界は正規帯電手段と逆極の電界を印加することより転写手段（帯電器および電源）を併用することが、接地スペース、コストといった観点で最も有効である。
【００６８】
上記逆電界付与の強度は、逆電界付与時の感光体への流入電流密度Ｉが１５×１０-5〜９０×１０-5Ａ／ｍ2であることが望ましい。１５×１０-5Ａ／ｍ2よりも小さい場合は十分な残留電位上昇抑制機能が発揮できにくく、また９０×１０-5Ａ／ｍ2よりも大きい場合は感光体に注入した逆電荷を解放しきれなくなり、感光体帯電性への影響が大きくなるため好ましくない。
【００６９】
また感光体は繰り返し使用により最表層の膜厚がクリーニングブレード等による摺擦により磨耗するため、この膜厚の減少に伴って印加する逆電界の強度を可変することも有効である。たとえば感光体の回転積算数をモニタし、その回転数に応じて印加する逆電界強度を制御してもよい。
【００７０】
また逆電界印加により繰り返し使用による残留電位の上昇が有効に抑制できることにより、下引き層としてはより耐リーク性にすぐれた膜厚や抵抗値範囲で設定できることによりより高い耐リーク性能を得ることが可能である。
【００７１】
下引き層の膜厚としては５〜５０μｍの範囲で設定可能であるが、好ましくは１５〜５０μｍの範囲である。膜厚が５μｍより薄膜では外部からの貫入物質の効果を阻止しにくいため十分なリーク耐性を有しない。一方、５０μｍより厚い場合には均一な成膜が困難となり、また逆電界印加手段を講じても残留電荷の増加による画質低下を生じやすくなる。
【００７２】
また下引き層抵抗率としては、体積抵抗率が１０6〜１０13Ω・ｃｍの範囲で設定可能である。１０6Ω・ｃｍよりも小さい場合は十分なブロッキング性が得られずカブリが生じたり、十分なリーク耐性が得られず、１０13Ω・ｃｍよりも大きい場合は初期での残留電位が高くなりまた逆電界印加手段を講じても残留電位上昇の抑制が不十分になることがある。
【００７３】
上記のように、本発明の画像形成装置では、非画像形成サイクルにおいて像担持体６に帯電装置８による帯電極性とは逆の極性の電界を与えるものである。この逆電界付与手段としては、上記実施形態のように転写装置（転写ロール）１２を利用しているが、画像形成サイクル終了後帯電装置８を逆極性に切り替えるようにしてもよいし、あるいは、必要に応じて別途に逆電界付与手段を設けてもよい。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、像担持体６とこの像担持体６に接触する転写装置１２との間で用紙Ｆに転写する例を示したが、これに限定されず、例えば、像担持体６に中間転写ロールあるいは中間転写ベルトを介して最終的に転写装置に画像を転写していく構成の画像形成装置にも適用可能である。
【００７５】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
＜実施例１＞
先ず、金属酸化物微粒子の調製を行った。酸化亜鉛（Ｎａｎｏ  Ｔｅｋ  ＺｎＯ、シーアイ化成株式会社製）１００重量部、カップリング剤としてのＮ−（アミノエチル）−アミノプロピルトリメトキシシランを１０重量％含有するトルエン溶液１０重量部、並びにトルエン２００重量部を混合し、撹拌しながら２時間還流を行った。その後、系を１０ｍｍＨｇに減圧してトルエンを留去し、１３５℃で２時間熱処理を行って金属酸化物微粒子Ｂを得た。
【００７６】
次いで、電子写真感光体を作製した。上記金属酸化物微粒子Ｂを３３重量部、ブロック化イソシアネート（スミジュール３１７５、住友バイエルンウレタン社製）６重量部及びメチルエチルケトン２５重量部を３０分間混合した後、ブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）５重量部、シリコーンボール（トスパール１２０、東芝シリコーン社製）３重量部及びレベリング剤（シリコーンオイルＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１重量部を上記の混合液に添加し、サンドミルにて２時間の分散処理を行い、中間層用塗布液を得た。さらに、浸漬塗布法により、直径８４ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚１ｍｍの円筒状アルミニウム基体の外周面に上記の塗布液を塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行って膜厚２５μｍの下引き層を形成した。
【００７７】
次に、電荷発生物質としてのＣｕＫα線を用いたＸ線回折スペクトルのブラッグ角度（２θ±０．２゜）が少なくとも７．４゜，１６．６゜，２５．５゜，２８．３゜の位置に回折ピークを有する塩化ガリウムフタロシアニン１５重量部、結着樹脂としての塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニカー社製）１０重量部、ｎ−ブチルアルコール３００重量部からなる混合物をサンドミルにて４時間分散し、電荷発生層用塗布液を得た。この塗布液を中間層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【００７８】
さらに、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１’］ビフェニル−４，４’−ジアミン４重量部及びビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（分子量：４万）６重量部をクロルベンゼン８０重量部に加えて溶解して電荷輸送層用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に塗布し、１３０℃、４０分の乾燥を行って膜厚２５μｍの電荷輸送層を形成し、目的の電子写真感光体７を得た（図３（ｃ）の構造参照）。
【００７９】
上記電子写真感光体７を像担持体６とした画像形成装置を用い、以下の試験を行った。画像形成装置は、帯電装置８を接触式ロール帯電器に改造したＦＵＪＩＸＥＲＯＸ製Ｄｏｃｕ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  ５００機を用い、図３に示すシーケンスにより、フルカラーにて高温高湿（２８℃、８０％ＲＨ）及び低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）で各２万枚、計４万枚の走行試験を行った。
【００８０】
接触式帯電ロールには、マイナスの直流成分に１３００Ｈｚの正弦波で実効交流電流が２．０ｍＡである交流成分を重畳した電圧を印加した。逆電界の付与には転写ロールを用い、図２に示すシーケンスにて画像形成動作終了の立ち下がりサイクルで、感光体１周の間プラス極性の１５×１０-5Ａ／ｍ2の電流密度Ｉの電流が流れるように電界を印加した。
【００８１】
ここに、電流密度Ｉは次式で表わされる。
【００８２】
Ｉ＝Ａ／（Ｌ×Ｄ）
Ｉ：像担持体流入電流密度（Ａ／ｍ2）
Ａ：像担持体流入電流（Ａ）
Ｌ：逆電界付与軸方向有効幅（ｍ）
Ｄ：像担持体の時間当たり（１ｓｅｃ）移動距離（ｍ）
フルカラーにて高温高湿（２８℃、８０％ＲＨ）及び低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）で各２万枚、計４万枚の走行試験を行ったところリーク欠陥の発生もなく、また残留電位の上昇も見られなかった。電気的特性、画質等の総合判定は良好と判定された。これらの評価結果を図４に示す。
＜実施例２＞
下引き層膜厚を４０μｍに成膜する以外は実施例１の感光体と同じ感光体を作製し、実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。リーク欠陥の発生もなく、また残留電位の上昇も見られなかった。電気的特性、画質等の総合判定は良好と判定された。これらの評価結果を図４に示す。
【００８３】
これらの評価結果を図４に示す。
＜実施例３＞
９０×１０-5Ａ／ｍ2の電流密度で逆電界を印加する以外は実施例２と同じ条件で走行試験を行った。リーク欠陥の発生もなく、また残留電位の上昇も見られなかった。電気的特性、画質等の総合判定は良好と判定された。これらの評価結果を図４に示す。
＜比較例１＞
下引き層膜厚を３μｍに成膜する以外は実施例１の感光体と同じ感光体を作製し、逆電界の印加を行わない動作（図５に示す従来のシーケンス）以外は実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。残留電位の上昇は見られないもののリークが発生した。これらの評価結果を図４に示す。
＜比較例２＞
実施例１の感光体と同じ感光体を用い、逆電界の印加を行わないこと以外は実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。リーク発生はないものの、残留電位の上昇が発生した。これらの評価結果を図４に示す。
＜比較例３＞
実施例２の感光体と同じ感光体を用い、逆電界の印加を行わないこと以外は実施例１と同じ条件にて走行試験を行った。リーク発生はないもの物の、顕著な残留電位の上昇が発生した。上記各比較例１〜３は電気的特性、画質等の総合判定は不良と判定された。
【００８４】
上記結果から明らかなように、実施例および比較例の逆電界を付与した実施例では残留電位が３５Ｖ（実施例２）以下に抑制され、リーク欠陥なし、総合判定合格であるのにたいし、逆電界を付与しない比較例では残留電位が大きく、電気的特性、画質等の総合判定不合格となっている。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、接触帯電装置を用いた場合においても、厚膜化による残留電位の上昇の抑制が可能となり、これにより厚膜化することで耐リーク性が向上、安定した電気特性が得られ、長期にわたり画質品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の動作シーケンスである。
【図３】像担持体の電子写真感光体の構造例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例および比較例の性能テストの結果を示す表である。
【図５】従来の画像形成装置の動作シーケンスである。
【符号の説明】
１    基体
２、４    下引き層
３、３１、３２    感光層
６    像担持体
７    電子写真感光体
８    帯電装置（逆電界付与手段）
１０    露光装置
１１    現像装置
１２    転写装置（逆電界付与手段）
１５    定着装置
１９    制御部（逆電界付与手段）
Ｆ    用紙
【図１】
2004191711.tif 000003
【図２】
2004191711.tif 000004
【図３】
2004191711.tif 000005
【図４】
2004191711.tif 000006
【図５】
2004191711.tif 000007