(57)【要約】【課題】像担持体の表面を均一に処理して画像流れの発生を予防する機能を有する上、停止時の像担持体の一部に集中的に放電生成物が付着するのを防いで、局部的な画像流れの発生を確実に防止する機能をも有し、しかもトナーに貴金属を使用する必要のない画像形成装置を提供する。【解決手段】光触媒機能を有する微粒子によってトナー粒子の表面を表面処理したトナーを使用して、像担持体１を停止させる際に、現像手段４によって、当該像担持体１の少なくとも帯電手段２と対向する領域に上記トナーの層を形成してその表面を覆うとともに、紫外線ＬＥＤ７から紫外線を照射することで、微粒子の光触媒機能によって、帯電手段２で発生した放電生成物を分解、除去する機能を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、当該像担持体の表面を帯電させるための帯電手段と、帯電した像担持体の表面を露光して静電潜像を形成するための露光手段と、形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成するための現像手段と、形成したトナー像を被印刷物の表面に転写するための転写手段とを備え、上記トナーとして、光触媒機能を有する微粒子によってトナー粒子の表面を表面処理したものを用いる画像形成装置であって、像担持体の、帯電手段と対向する領域の表面に紫外線を照射するための光源を設けてあり、画像形成モードとは別に、像担持体を停止させる際に、現像手段によって、当該像担持体の少なくとも帯電手段と対向する領域にトナーの層を形成してその表面を覆うとともに、光源から紫外線を照射することで、微粒子の光触媒機能によって、帯電手段で発生した放電生成物を分解、除去するための光処理モードを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
光触媒機能を有する微粒子として、アナターゼ型の酸化チタン微粒子を用いた請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用いた請求項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、いわゆる電子写真法を利用した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置においては、まず像担持体の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、次いで露光手段によって露光して静電潜像を形成後、この静電潜像を、現像手段によってトナー像に現像する。次にこのトナー像を、転写手段によって紙などの被印刷物の表面に転写した後、定着手段によって定着させることで、一連の画像形成の工程が完了する。
【０００３】
またトナー像転写後の像担持体は、その表面に残留したトナーをクリーニング手段によって除去することで次の画像形成に備える。
上記の画像形成装置に用いる像担持体としては、光導電性を有する種々の材料からなる、種々の構造を有するものが実用化されているが、とくにアモルファスシリコン感光体が、無公害物質であるため工業的に優れていることや、表面硬度が高く信頼性の高い、メンテナンス性に優れた長寿命の感光体を形成できること、さらには実用的な感度を有し、しかも比較的安価に製造できることから、広く一般に用いられている。
【０００４】
しかしアモルファスシリコン感光体は、周知のように帯電工程で発生する硝酸イオンやアンモニウムイオン等の放電生成物が表面層（ａ−ＳｉＣ表面層等）に吸着されたり、あるいは帯電工程で発生するオゾンによって表面のＳｉが酸化されて酸化物被膜が形成されたりして親水性、吸湿性が高くなって表面の電気抵抗が低下し、それによって表面の電荷が面方向にリークしやすくなる。そして環境変動、とくに湿度が上昇した際に、形成画像にいわゆる画像流れが生じやすくなるという問題を有する。
【０００５】
そこでトナーとして、貴金属を担持したｎ型半導体微粒子によってトナー粒子の表面を表面処理したものを使用するとともに、画像形成工程の転写前露光工程を利用してｎ型半導体微粒子に光照射することによって、貴金属によるオゾンの還元と、ｎ型半導体微粒子による放電生成物の分解とを行って画像流れを防止することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３１５６８６１号公報（特許請求の範囲、第０００４欄〜第０００５欄）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
画像流れの問題は、特に画像形成装置の運転開始時や、あるいは運転中のインターバル後、スリープ後の運転再開時などに発生しやすい。また画像流れは、ドラム状の像担持体を運転停止時やインターバル時、スリープ時に停止させた際に、当該像担持体の、帯電手段と対向していた領域において集中的に発生しやすい。
【０００８】
これは、帯電工程で発生し、帯電手段内やその周囲に蓄積された放電生成物が、像担持体の、帯電手段と対向して停止していた領域に集中的に移行するためである。
ところが前記特許文献１の方法では、装置の運転時に像担持体の表面を均一に処理して画像流れの発生を予防することはできるが、上記のように集中的に付着した放電生成物を集中的に分解、除去して局部的な画像流れの発生を防止することはできない。
【０００９】
また特許文献１の方法では、前記のようにｎ型半導体微粒子に貴金属を担持させているが、消耗材であるトナーに貴金属を使用することはコストの面で問題があるだけでなく、希少な元素である貴金属のムダ遣いになるという問題もある。
本発明の目的は、像担持体の表面を均一に処理して画像流れの発生を予防する機能を有する上、停止時の像担持体の一部に集中的に放電生成物が付着するのを防いで、局部的な画像流れの発生を確実に防止する機能をも有し、しかもトナーに貴金属を使用する必要のない画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、像担持体と、当該像担持体の表面を帯電させるための帯電手段と、帯電した像担持体の表面を露光して静電潜像を形成するための露光手段と、形成した静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成するための現像手段と、形成したトナー像を被印刷物の表面に転写するための転写手段とを備え、上記トナーとして、光触媒機能を有する微粒子によってトナー粒子の表面を表面処理したものを用いる画像形成装置であって、像担持体の、帯電手段と対向する領域の表面に紫外線を照射するための光源を設けてあり、画像形成モードとは別に、像担持体を停止させる際に、現像手段によって、当該像担持体の少なくとも帯電手段と対向する領域にトナーの層を形成してその表面を覆うとともに、光源から紫外線を照射することで、微粒子の光触媒機能によって、帯電手段で発生した放電生成物を分解、除去するための光処理モードを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、光触媒機能を有する微粒子として、アナターゼ型の酸化チタン微粒子を用いた請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３記載の発明は、像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用いた請求項１記載の画像形成装置である。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光触媒機能を有する微粒子によってトナー粒子の表面を表面処理したトナーを使用して、通常の画像形成モードを行うことによって、上記微粒子の光触媒機能により、像担持体の表面を均一に処理して画像流れの発生を予防することができる。
また像担持体の停止時には光処理モードに切り替えて、当該像担持体の表面の、少なくとも帯電手段と対向する領域にトナーの層を形成してその表面を覆うことで、当該表面を放電生成物の付着から物理的に保護するとともに、光源から紫外線を照射することで、微粒子の光触媒機能によって、上記トナーの層上に移行した放電生成物を化学的に分解、除去することができる。したがって、停止時の像担持体の一部に放電生成物が集中的に付着するのを防いで、局部的な画像流れの発生を確実に防止することもできる。
【００１３】
そしてこれらの効果を相乗的に発揮させることによって、微粒子に貴金属を担持させることなしに、画像流れの発生をより確実に防止することができる。
また請求項２記載の発明によれば、上記微粒子として、光触媒機能に優れたアナターゼ型の酸化チタン微粒子を用いているため、画像流れの発生をさらに確実に防止することができる。
また請求項３記載の発明によれば、像担持体として、前述した種々の特性に優れたアモルファスシリコン感光体を使用して、しかも画像流れの発生を防止して、環境条件等に関係なく常に良好な画像を形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を、詳細に説明する。
《トナー》
本発明の画像形成装置には、前記のように光触媒機能を有する微粒子によってトナー粒子の表面を表面処理したトナーを使用する。
（トナー粒子）
トナー粒子としては、従来同様に定着用樹脂中に、着色剤その他の添加剤を分散させた構造を有するのが好ましい。
【００１５】
定着用樹脂としては、たとえばスチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、塩素化ポリスチレン、ホリプロピレン、アイオノマー等のオレフィン系重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエステル系樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジンエステルなどを挙げることができ、特にスチレン系重合体、スチレン−アクリル系重合体、ポリエステル系樹脂が好ましい。
【００１６】
このうちスチレン系重合体、スチレン−アクリル系重合体としては、スチレンの単独重合体や、当該スチレンと他の単量体との共重合体を挙げることができる。
スチレンと共重合可能な他の単量体としては、例えばｐ−クロルスチレン；ビニルナフタレン；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドテシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸エステル類；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロぺニルケトンなどのビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリデンなどのＮ−ビニル化合物類等を挙げることができる。これら共重合モノマーは、１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて、スチレンと共重合させることができる。
【００１７】
またポリエステル系樹脂としては、例えば多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重縮合させて得られるものなどを用いることができる。
このうち多価カルボン酸成分としては、例えばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロへキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸等の２価カルボン酸；ｎ−ブチルコハク酸、ｎ−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等の２価カルボン酸のアルキルもしくはアルケニルエステル；１，２，４−べンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，２，５−べンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−へキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロへキサントリカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の３価以上のカルボン酸等を挙げることができる。また、これら多価カルボン酸の無水物も使用できる。
【００１８】
一方、多価アルコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオぺンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ぺンタンジオール、１，６−へキサンジオール、１，４−シクロへキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類の他、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノール類；ソルビトール、１，２，３，６−へキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ぺンタエリスリトール、ジぺンタエリスリトール、トリぺンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ぺンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルべンゼン等のトリオール以上の多価アルコール類を挙げることができる。
【００１９】
着色剤としては、トナー粒子の色に合わせた各色の着色剤を用いることができる。その好適な例は下記の通りである。
黒色顔料
カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック。
黄色顔料
黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネープルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ。
【００２０】
橙色顔料
赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ。
赤色顔料
べンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ。
【００２１】
紫色顔料
マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ。
青色顔料
紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ。
【００２２】
緑色顔料
クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ。
白色顔料
亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。
体質顔料
バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト。
【００２３】
着色剤の添加量は、定着用樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であるのが好ましく、２〜８重量部であるのがさらに好ましい。
着色剤以外の他の添加剤の代表例としては、電荷制御剤、オフセット防止剤を挙げることができる。
電荷制御剤は、トナーの摩擦帯電特性を制御するためのもので、トナーの帯電極性に応じて正電荷制御用と負電荷制御用のいずれかの電荷制御剤を用いる。
【００２４】
このうち正電荷制御用の電荷制御剤としては、塩基性窒素原子を有する有機化合物、例えば塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類等や、上記各化合物で表面処理された充填剤等を挙げることができる。
また負電荷制御用の電荷制御剤としては、ニグロシンベース（ＣＩ５０４５）、オイルブラック（ＣＩ２６１５０）、ボントロンＳ、スピロンブラック等の油溶性染料；スチレン−スチレンスルホン酸共重合体等の電荷制御性樹脂；カルボキシ基を含有する化合物（たとえばアルキルサリチル酸金属キレート等）、金属錯塩染料、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸、ナフテン酸金属塩等を挙げることができる。
【００２５】
電荷制御剤の添加量は、定着用樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であるのが好ましく、０．５〜８重量部であるのがさらに好ましい。
オフセット防止剤は、トナーにオフセット防止効果を付与するために配合する。オフセット防止剤としては、脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物、シリコーンオイル、各種ワックス等を挙げることができる。中でも、重量平均分子量が１０００〜１００００程度の脂肪族系炭化水素が好ましい。具体的には、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭素原子数４以上のオレフィン単位からなる低分子量のオレフィン重合体、シリコーンオイル等の１種または２種以上の組み合わせが適当である。
【００２６】
オフセット防止剤の添加量は、定着用樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であるのが好ましく、０．５〜８重量部であるのがさらに好ましい。
その他、安定剤等の種々の添加剤を、適宜の割合で配合してもよい。
またトナーを磁性一成分現像剤として使用する場合は、トナー粒子中に、例えば酸化または未酸化の鉄、フェライト、磁性体（Ｃｏ系、Ｍｎ−Ｍｇ系、Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｌｉ系等）などの粉末（磁性粉）を添加すればよい。
【００２７】
磁性粉の添加量は、定着用樹脂１００重量部に対して５０〜１００重量部であるのが好ましい。
トナー粒子の粒径は、体積基準の中心粒径で表して５〜１０μｍであるのが好ましく、特に６〜９μｍであるのが好ましい。
（外添剤）
本発明に使用するトナーは、上記トナー粒子の表面を、光触媒機能を有する微粒子で表面処理して製造される。
【００２８】
光触媒機能を有する微粒子としては、前記特許文献１に記載のｎ型半導体粒子がいずれも使用可能である。すなわち酸化チタン、酸化亜鉛、水酸化チタン、水酸化亜鉛、酸化スズ、硫化カドミウム、酸化タングステンなどの微粒子を挙げることができ、特に酸化チタンの微粒子が好ましい。これらはいずれも、貴金属を担持させない状態で使用する。
また酸化チタンの微粒子としては、ルチル型、アナターゼ型、アモルファスおよびこれらの混合型などの、種々の結晶型を有する微粒子がいずれも使用可能であり、中でもアナターゼ型の酸化チタン微粒子が、光触媒機能に優れるため好ましい。
【００２９】
また本発明では、上記微粒子とともに、例えば流動化剤や帯電調整剤として機能するシリカ、アルミナなどの微粒子を併用して、トナー粒子の表面を表面処理することもできる。
これらの、光触媒機能を有する微粒子や、その他の機能をする微粒子の粒径はいずれも、ＢＥＴ比表面積で表して２０〜４００ｍ２／ｇ、特に５０〜２００ｍ２／ｇであるのが好ましい。
【００３０】
光触媒機能を有する微粒子による、トナー粒子の表面処理量は、当該トナー粒子１００重量部に対して０．０１〜３重量部であるのが好ましい。表面処理量が０．０１重量部未満では、微粒子による光触媒機能が不十分になるおそれがあり、逆に３重量部を超えると、トナー粒子の帯電特性が低下してフィルミングやチャーヂャ汚れが発生するおそれがある。
また、他の機能を有する微粒子による、トナー粒子の表面処理量は、当該トナー粒子１００重量部に対して０．１〜５重量部であるのが好ましい。
【００３１】
またトナー粒子の表面を、さらに個数中心粒径０．１μｍ以上、好ましくは０．１〜２μｍの酸化チタンやアルミナなどの研磨材粒子で表面処理してもよい。研磨材粒子で表面処理したトナーは、像担持体の表面を研磨する研磨性を有しており、かかるトナーを使用することで像担持体表面の酸化物被膜などを研磨、除去して、常に新鮮な表面を露出させることができるため、画像流れの発生をより一層、確実に防止することができる。その表面処理量は、トナー粒子１００重量部に対して０．１〜３重量部であるのが好ましい。
【００３２】
トナーは、画像形成装置の現像システムに合わせて、一成分現像剤（磁性または非磁性）および二成分現像剤のいずれにも好適に使用できる。
このうち磁性一成分現像剤としては、前記のように磁性粉を添加したトナー粒子を含むトナーを用いることができる。また非磁性一成分現像剤としては、磁性粉を添加していないトナー粒子を含むトナーを用いればよい。さらに二成分現像剤を得るには、磁性粉を添加していないトナー粒子を含むトナーと、キャリヤとを混合すればよい。
【００３３】
キャリヤとしては、たとえばガラスビーズや、酸化または未酸化の鉄粉、フェライト、Ｃｏ系、Ｍｎ−Ｍｇ系、Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｌｉ系などの磁性体粒子、あるいはその表面を合成樹脂（アクリル系、フッ素系、シリコーン系、ポリエステル系などの樹脂）で被覆したもの等を挙げることができる。
かかるキャリヤは、体積基準の中心粒径が３５〜１００μｍ、特に４０〜６５μｍであるのが好ましい。また二成分現像剤のトナー濃度は、２〜１５重量％であるのが好ましい。
【００３４】
《像担持体》
像担持体としてはアモルファスシリコン感光体が好ましい。またアモルファスシリコン感光体としては、例えばドラム状などの所定の形状に形成した導電性基体の表面にアモルファスシリコン系の感光層を備えた、従来公知の種々の構造を有する感光体を用いることができる。
またアモルファスシリコン系の感光層は、例えばグロー放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法などの気相成長法によって形成することができ、その形成にあたっては、Ｈやハロゲン元素を含有させることもできる。また感光体の特性を調整するためにＣ、Ｎ、Ｏ等の元素を含有させたり、周期表（長周期型）の１３族元素や１５族元素を含有させたりしてもよい。
【００３５】
具体的には感光層は、例えばａ−Ｓｉの他、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮなどのアモルファスシリコン系の、光導電性を有する種々の材料にて形成することができる。
とくにａ−ＳｉＣを用いるのが好ましく、その場合はＳｉ１−ｘＣｘのｘの値を０＜ｘ≦０．５、好ましくは０．０５≦ｘ≦０．４５に設定するのがよい。この範囲であればａ−ＳｉＣ層を、良好なキャリアの輸送を維持しつつａ−Ｓｉ層よりも高抵抗にして、感光体の光感度特性を向上することができる。
【００３６】
１３族元素や１５族元素としては、それぞれＢやＰが、共有結合性に優れ、半導体特性を敏感に変え得る点で、また優れた光感度が得られるという点で望ましい。
さらにアモルファスシリコン系の感光層を、光キャリア発生の機能を高めた層領域（光励起層領域）と、キャリア輸送の機能を持たせた層領域（キャリア輸送層領域）とを積層したものとすると、感光体の光感度と耐電圧特性とをともに高めることができる。
【００３７】
この際、光励起層領域は光キャリアの生成効率を高めるため、成膜条件のうち、（１）  成膜速度を低めに設定する、（２）  製膜成分の、Ｈ２やＨｅでの希釈率を高める、（３）  ドープする元素の量を、キャリア輸送層領域よりも多くする、等の対策を施しつつ製膜するのが好ましい。
またキャリア輸送層領域は、主に感光層の耐圧を高めるとともに、光励起層領域から注入されたキャリアを導電性基体にスムースに輸送する役割を持つが、この層領域においても、光励起層領域を透過してきた光によりキャリア生成が行われるため、感光体の光感度の向上に寄与する。
【００３８】
アモルファスシリコン系の感光層の厚みは、露光波長の光に対するこの層の吸収係数から求まる光吸収の深さに対して、さらに０．１〜２．０μｍを加えた厚みとするのが好ましい。
また感光層を、上記のように光励起層領域とキャリア輸送層領域とを積層したものとする場合には、光励起層領域の厚みを、上記光吸収の深さにほぼ等しく設定するのが好ましい。
【００３９】
感光層と導電性基体との間には、キャリア阻止層を介在させるのが好ましい。
キャリア阻止層は、現像時に感光体の表面がバイアス電圧を印加されつつトナーと接触した際に、導電性基体から感光層へのキャリアの注入を阻止することにより、露光部と非露光部との静電コントラストを高めて画像の濃度を向上させるとともに、地肌カブリを低減する機能を有する。
キャリア阻止層としては、それぞれ絶縁性であるａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＮ、ａ−ＳｉＯＮ、ａ−ＳｉＣＯＮなどにて形成した無機絶縁層や、あるいはポリエチレンテレフタレート、パリレン（登録商標）、ポリ四フッ化エチレン、ポリイミド、ポリフッ化エチレンプロピレン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、酢酸セルローズ樹脂その他によって形成した有機絶縁層等を用いるのが好ましい。
【００４０】
またキャリア阻止層には、絶縁性とともに、導電性基体やアモルファスシリコン系感光層との密着性が良く、かつ感光層を形成する際の加熱等にも大きな変質を起こさないといった特性が求められる。
かかる特性を考慮すると、キャリア阻止層もａ−ＳｉＣにて形成するのが好ましい。
キャリア阻止層を形成するａ−ＳｉＣを絶縁性とするためには、キャリア阻止層に含まれるＣの量を、感光層の場合に比べて多くすればよい。
【００４１】
キャリア阻止層の厚みは０．０１〜５μｍであるのが好ましく、０．１〜３μｍであるのがさらに好ましい。
また感光層の表面は、有機もしくは無機の絶縁材料からなる表面保護層によって被覆して保護するのが好ましい。これにより、帯電手段などによる放電時に感光層の表面が酸化されて、放電生成物や水分子などを吸着しやすい酸化物被膜が形成されるのを防止することができる。また絶縁耐圧を向上したり、繰り返し使用した際の耐磨耗性を向上したりすることもできる。
【００４２】
とくにａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＮ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＣＯ、ａ−ＳｉＮＯなどのａ−Ｓｉ系の絶縁材料からなる層を用いるのがよく、これらは感光層と同様の薄膜形成方法によって形成することができる。
とくにａ−ＳｉＣにて形成するのが好ましい。表面保護層にａ−ＳｉＣを用いる場合は、絶縁性を付与するため、キャリア阻止層の場合と同様に、含まれるＣの量を感光層に比べて多くすればよい。
【００４３】
具体的には、Ｓｉ１−ｘＣｘのｘ値を０．３≦ｘ＜１．０、とくに０．５≦ｘ≦０．９５とするのが好ましい。
また上記Ｃのｘ値を調整して、表面保護層の暗抵抗率を１０１３Ω・ｃｍ以上とするのが好ましい。
暗抵抗率が１０１３Ω・ｃｍ以上であると、感光体は、表面保護層の面方向における電位の流れが少ないため静電潜像の維持能力が高い上、耐湿性にも優れており、吸水による画像流れの発生を抑制する効果に優れたものとなる。
【００４４】
また、かかる高抵抗の表面保護層は、トナーを通してのバイアスによる電荷の注入を阻止し、露光部と非露光部との電位コントラストを高めて、その表面に、より多くのトナーを引き付けてトナー像の濃度を増し、画像濃度を十分に高める機能も有する。また、地肌カブリを抑制することもできる。さらに感光体の絶縁耐圧を高めることもできる。
また、ａ−ＳｉＣ以外の他の絶縁材料にて形成した表面保護層は、画像形成後にも光キャリアがトラップされ続けてしまい、通常の除電工程では残留電位を確実に消去できないおそれがある。しかしａ−ＳｉＣにて形成した表面保護層は、表面からの正電荷は有効に阻止するが、導電性基体からの負電荷は比較的通し易いという性質を持つため、画像形成後の残留電位を、通常の除電工程によって効果的に消去でき、連続して画像形成を行えるという利点もある。
【００４５】
またａ−ＳｉＣにて形成した表面保護層は、ａ−ＳｉＣ等のアモルファスシリコン系の感光層との密着性が良好であるとともに、耐磨耗性、耐環境性等にも優れるため、長期にわたって安定した画像形成を行えるという利点もある。
ａ−ＳｉＣにて形成した表面保護層は、その層内で、Ｃの量に厚み方向の勾配を形成してもよいし、ＣとともにＮ、Ｏ、Ｇｅなどの元素を含有させて耐湿性をさらに高めることもできる。
【００４６】
表面保護層の厚みは０．０５〜５μｍであるのが好ましく、０．１〜３μｍであるのがさらに好ましい。厚みが０．０５μｍ未満では、上述した酸化物被膜生成を防止する効果や、絶縁耐圧を向上する効果、あるいは繰り返し使用した際の耐磨耗性を向上する効果などが十分に得られないおそれがある。また、光キャリアを効果的にトラップしてトナー像の形成に寄与させることができないおそれもある。
【００４７】
一方、厚みが５μｍを超える場合には、精細な電荷パターンを形成するに際して、表面保護層中で電界（電気力線）が膜面方向に広がりを生じて解像力の低下をきたす結果、十分な解像度が得られないおそれがある。また、表面に残留する電荷が多くなって残留電位が高くなるため、画像濃度の低下や地肌カブリ、あるいは繰り返し使用における画像濃度の変化等の問題を生じるおそれもある。
《画像形成装置》
上記トナーと像担持体とを使用する本発明の画像形成装置の、要部である像担持体の近傍の構成の一例を図１に示す。
【００４８】
図の例の画像形成装置は、ドラム状の像担持体１の周囲に、従来同様に、同図中に矢印で示したその回転方向に沿って順に、帯電手段２と、露光手段３と、現像手段４と、転写手段５と、クリーニング手段６とをこの順に配設したものである。また帯電手段２の近傍には、当該帯電手段と対向する領域の表面に紫外線を照射するための光源として紫外線ＬＥＤ７を設けてある。
このうち像担持体１としては、上で説明したようにアモルファスシリコン感光体が好ましい。
【００４９】
また帯電手段２としては、従来同様にコロトロン、スコロトロンなどの帯電器を用いることができる。図の例はコロトロン式の帯電器であって、符号２１は放電ワイヤ、符号２２はシールドである。
露光手段３としては、例えば画像形成装置がレーザープリンタ、デジタル式の静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置などである場合、入力された電子データに基づいて像担持体１の表面に静電潜像を形成できる、半導体レーザアレイなどを用いることができる。
【００５０】
現像手段４としては、像担持体１の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための、前述した種々の現像法に対応した現像器を用いることができる。
転写手段５として、図の例では、少なくともその表面が導電性を有し、所定の電位に接続された転写ローラを用いている。これにより、転写手段５として帯電器を用いる場合に比べて、画像形成装置内でのオゾンの発生を抑えて、当該オゾンによる放電生成物の発生や感光体表面への酸化物被膜の形成を抑制することができる。したがって吸水による画像流れの発生をさらに抑制することができる。
【００５１】
さらにクリーニング手段６として、図の例では、像担持体１の表面に当接させて、残留したトナーを掻き落とすためのクリーニングブレード６１と、少なくともその表面を、導電性を有する弾性材料にて形成したクリーニングローラ６２と、これらの部材を保持するとともに、クリーニングブレード６１で掻き落としたトナーを収容するためのハウジング６３とを備えたものを用いている。
また、このうちクリーニングローラ６２は、図示しない弾性部材によって、感光体１の表面に、一定の圧接力で常時、圧接されているとともに、所定の電位に接続されて、その表面に、ハウジング６３に収容した回収トナーを一定量、保持する機能を有する。
【００５２】
そしてクリーニングローラ６２を一定の電位に接続して、その表面に回収トナーを保持させた状態で、当該クリーニングローラ６２を、弾性部材によって像担持体１の表面に一定の圧接力で圧接させながら一定時間、回転させると、当該像担持体１の表面から、微粒子の光触媒作用によって、付着した放電生成物を集中的に分解、除去することができる。
またトナー粒子を研磨材粒子で表面処理したトナーを用いた場合には、上記の操作を行うことで、像担持体１の表面を集中的に研磨して酸化物被膜を除去する、いわゆるエージングを行うこともできる。
【００５３】
上記各部を備えた図の例の画像形成装置を用いて、通常の画像形成モードを選択して画像形成を行うには、アモルファスシリコン感光体１を矢印の方向に回転させながら、その表面を、帯電手段２によって一様に帯電させ、次いで露光手段３によって露光して静電潜像を形成した後、この静電潜像を、現像手段４によってトナー像に現像する。
次にこのトナー像を、転写手段５によって紙などの被印刷物の表面に転写した後、図示しない定着手段によって被印刷物の表面に定着させることで、一連の画像形成の工程が完了する。
【００５４】
またトナー像転写後の感光体１は、その表面に残留したトナーをクリーニング手段６によって除去し、さらに除電ランプ７を用いて露光して除電することによって次の画像形成に備える。
上記の画像形成モードにおいては、微粒子の光触媒機能によって、前記のように像担持体１の表面を均一に処理して、画像流れの発生を予防することができる。
【００５５】
しかし画像形成装置の運転開始時や、あるいは運転中のインターバル後、スリープ後の運転再開時などには、前記のように局部的な画像流れが発生しやすいので、その前の、像担持体１の停止時に光処理モードに切り替えて、像担持体１の表面を処理することになる。
すなわち画像形成装置の運転を終了すべくメインスイッチがｏｆｆされた直後や、あるいは画像形成装置の運転中の、一連の画像形成が終了した直後のインターバルに入る際、もしくは一定時間、画像形成が行なわれずスリープに入る際などの、像担持体１の停止時に、光処理モードに切り替える。
【００５６】
そして、例えば、図２に示すように現像手段４の現像バイアスを−２００Ｖ（この例では現像バイアスがプラスのとき像担持体１の表面にトナーが付着される）にするとともに、像担持体１の回転を開始（ＯＮ）し、回転開始から所定時間Ｔ１が経過した時点で一定時間Ｔ２だけ現像手段４の現像バイアスを＋１８０Ｖにして、図３に見るようにドラム状の像担持体１の、周方向の所定長分だけ、当該像担持体１の、画像形成領域の軸方向の全幅にわたってトナーを付着させて、トナーの層Ｌを形成する。
【００５７】
次いで層Ｌを形成後、一定時間Ｔ３が経過した時点で像担持体１の回転を停止（ＯＦＦ）する。
そうすると図１に示す帯電手段２の直下の位置に上記の層Ｌが位置して、その下の像担持体１の表面を覆うことで、帯電手段２やその周囲から落下した放電生成物が像担持体１の表面に付着するのを防止することができる。
そして像担持体１の停止から一定時間Ｔ４が経過した時点で紫外線ＬＥＤ７を発光（ＯＮ）させると、それによって紫外線が照射されたトナーの層Ｌ中の微粒子の光触媒機能によって、トナーの層Ｌ上に落下した放電生成物を化学的に分解、除去することができる。
【００５８】
なお紫外線ＬＥＤ７の発光は、像担持体１の停止中、次に像担持体１が回転されるまで継続して行っても良いし、断続的に行なってもよい。あるいは一定時間だけ発光させて後は停止してもよい。
なお画像形成装置の内部構成は、図の例には限定されず、種々の設計変更を施すことが可能である。
【００５９】
【実施例】
以下に本発明を、実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
（酸化チタン微粒子の製造）
０．５ｍｏｌ／リットルの四塩化チタン水溶液に、室温で、液のｐＨが３．５になるまでアンモニア水を添加し、次いで８０℃に加熱して３０分間保持して沈殿物を得た。
【００６０】
次にこの沈殿物をろ別し、洗浄した後、得られたケーキを再び水中に分散させてスラリーとし、このスラリーにアンモニア水を加えてｐＨを７．０とした。
次にこのスラリーをろ過して固形分を洗浄し、１１０℃で乾燥した後、乾燥物を０．５規定のフッ素水溶液に投入し、室温で６０分間、静置して鉱酸との接触処理をした。
次にこの液をろ過して固形分を洗浄し、１１０℃で乾燥後、６００℃で１時間、焼成することによってアナターゼ型の酸化チタン微粒子を製造した。結晶構造をＸ線回折法によって確認したところアナターゼ型であった。
【００６１】
（定着用樹脂の合成）
スチレン７０重量部と、アクリル酸ブチル３０重量部との混合液を、窒素による不活性雰囲気中で、２，２−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）を主成分とする重合開始剤〔和光純薬（株）製のＶ−６５〕６重量部と、トルエン２００重量部との溶液に３時間かけて滴下し、滴下終了後、液温を６０℃に保った状態で１２時間、重合反応させた。そして１２時間、経過後にトルエンを減圧蒸留して除去することによって、定着用樹脂であるスチレン−アクリル樹脂を得た。
【００６２】
（トナー粒子の製造）
上記スチレン−アクリル樹脂１００重量部に、カーボンブラック〔三菱化学（株）製のＭＡ１００〕５重量部、電荷制御剤〔オリエント化学（株）製のＰ−５１〕３重量部、およびポリプロピレンワックス〔三洋化成（株）製の商品名ユーメックス１１０ＴＳ〕４重量部を加えて、ヘンシェルミキサーで十分に前混合し、次いで２軸押出式混練機を用いて溶融混練し、ジェットミルを用いて粉砕した後、風力分級機を用いて分級して、体積基準の中心粒径が８．５μｍであるトナー粒子を製造した。
【００６３】
（トナーの製造）
上記で製造したトナー粒子１００重量部、および酸化チタン微粒子０．８重量部と、シリカ微粒子〔日本アエロジル（株）製のＲＥＡ２００〕０．５重量部とを、ヘンシェルミキサーを用いて混合してトナーを製造した。
（キャリヤの製造）
フッ素系エポキシ樹脂溶液とトルエンとを、重量比で１：１で配合し、ホモミキサーを用いて３０分間、混合して被覆層用の塗布液を調製した。そしてこの塗布液を、体積基準の中心粒径が６０μｍの球状磁性フェライト粒子１００重量部に対して１０重量部の割合で、流動層法によって塗布し、乾燥させてキャリヤを製造した。
【００６４】
（二成分現像剤の調製）
上記トナーとキャリヤとを混合して二成分現像剤を調製した。トナー濃度は５重量％とした。
実機試験
図１に示す各部を備えるとともに、下記のシステム条件を有する画像形成装置を構成した。
【００６５】
像担持体１：アモルファスシリコン感光体ドラム（直径８０ｍｍφ）
非露光部電位：＋３００Ｖ
露光部電位：＋１０Ｖ
ドラム周速：１３５．９ｍｍ／ｓｅｃ
印字時の現像バイアス：直流＋１８０Ｖ、（交流重畳あり：Ｖｐｐ＝１．０ｋＶ，５．０ｋＨｚ）
Ｓ／Ｄ＝１．８
非印字時の現像バイアス：直流＋１８０Ｖ（交流重畳なし）
上記画像形成装置に前記の二成分現像剤を使用し、温度３５℃、相対湿度８５％の高温、高湿環境下で、像担持体１の、帯電手段２の直下の位置にトナーの層Ｌを形成することでその表面を覆い、なおかつ紫外線ＬＥＤ７を発光させて上記層Ｌに紫外線を照射する光処理モードを実施しながら２４時間放置し、次いで所定のウォームアップ運転後、文字画像を出力した。
【００６６】
また比較のため、上記光処理モードを実施せずに同環境下で２４時間放置し、次いで所定のウォームアップ運転後、文字画像を出力した。
そして出力した文字画像が判読可能であれば画像流れなし、判読不能であれば画像流れありとして評価したところ、光処理モードを実施しなかった場合には画像流れが発生したが、光処理モードを実施した場合には画像流れが発生するのを防止することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の要部である、像担持体の周囲の構成を説明する概略図である。
【図２】上記画像形成装置を用いて光処理モードを実施する際の、各部の動作のタイミングを示すチャート図である。
【図３】光処理モードにおいて、ドラム状の像担持体の表面にトナーの層を形成した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  像担持体
２  帯電手段
３  露光手段
４  現像手段
５  転写手段
７  紫外線ＬＥＤ（光源）
【図１】
2005017748.tif 000003
【図２】
2005017748.tif 000004
【図３】
2005017748.tif 000005