(57)【要約】【課題】耐摩耗性と画像ボケの抑制の両方を満足できる電子写真感光体の提供。【解決手段】導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体であって、前記電子写真感光体の表面層が、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下である電子写真感光体である。【選択図】図２
2020020869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体であって、
前記電子写真感光体の表面層が、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、
前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、
前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下であることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子が占める面積の標準偏差が０．１５μｍ２以下である請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂以外の粒子の平均粒径が、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、
前記各区画における前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．１５μｍ２以下である請求項１から２のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項４】
電子写真感光体と、前記電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段とを有し、
前記電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、
前記電子写真感光体の表面層は、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、
前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、
前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給工程を含み、
前記電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、
前記電子写真感光体の表面層は、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、
前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、
前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下である
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、文書の殆どはコピー機で用いられる電子写真でプリントし、あらゆるシーンで活用されてきた。しかし、近年ではペーパレスや経費削減のはたらきに乗じてオフィスでコピーする機会は年々縮小している。電子写真はこれまでの役割を終えようとする中、事務用印刷から商用印刷への用途の拡大が模索されている。電子写真はオフセット印刷の様な製版工程が不要なため、極小ロットで多品種の原稿を大量に印刷するようなオンデマンド印刷ができる利点がある。しかし、印刷物の品位と均質性はオフセット印刷と比べると格段に劣っているのが実情である。
【０００３】
商用印刷では印刷物の画質が不均一では商品にならない。このため、電子写真を商用印刷として用いるには、画質の均質化が特に重要となる。また、オフィス用途と比べて、生産性と収益性が重要になるため、感光体の交換頻度を抑える必要がある。現在、ハイエンドクラスの電子写真装置に用いられる感光体の交換寿命は１００万枚前後に設定されているものが多い。これでも商用印刷の耐久性としては十分とはいえない。コピー機がオフセット印刷機に換わるようなことが今のところ起きていないことからも電子写真の性能は未だ不充分であるといえる。
【０００４】
電子写真の用途の拡大を制限する要因の一つに、電子写真感光体の寿命が挙げられる。
そこで、繰り返し使用可能な電子写真感光体を得るため、さまざまな提案がなされている。
例えば、特許文献１には、導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体であって、該電子写真感光体の最表層が、（ａ）ふっ素樹脂粒子と、（ｂ）酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの無機粒子とを含有する電子写真感光体が記載されている。特許文献１には、該ふっ素樹脂微粒子（ａ）が最表層膜中において、一次粒子、及び一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の表面に露出した部分の投影像の平均直径をＤとした場合、０．１５μｍ≦Ｄ≦３μｍの範囲にある粒子の、表面に占める投影面積比の合計が１０％以上である電子写真感光体が記載されている。
また、特許文献２には、支持体上に感光層あるいは感光層及び保護層を有する電子写真感光体において、重合性官能基を有する化合物を重合あるいは架橋することにより形成した樹脂層を持つ表面層が記載されている。特許文献２には、該表面層に、形状係数ＳＦ−１が１４０より大きく、かつＳＦ−２が１２０より大きい非球状のふっ素原子含有樹脂微粒子を含有することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、耐摩耗性と画像ボケの抑制の両方を満足できる電子写真感光体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための手段としての本発明の電子写真感光体は、
導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体であって、
前記電子写真感光体の表面層が、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、
前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、
前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、耐摩耗性と画像ボケの抑制の両方を満足できる電子写真感光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、電子写真感光体の表面層のＳＥＭの画像の一例を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＳＥＭの画像から、ふっ素樹脂粒子を抽出した断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１ＡのＳＥＭの画像から、ふっ素樹脂以外の粒子を抽出した断面図である。
【図２】図２は、電子写真感光体の表面層のＳＥＭ画像に対して１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とが占める位置と面積を表示した一例を示す断面図である。
【図３】図３は、図２のＳＥＭの画像において、各区画のふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とが占める面積を示した一例を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図６】図６は、プロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図７】図７は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図８】図８は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図９】図９は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図１０】図１０は、潤滑剤供給手段の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
電子写真感光体において、耐摩耗性と画像ボケの抑制とはトレードオフの関係にある。電子写真感光体はコンデンサーの一種と見なした場合、電子写真感光体は摩耗が進むと静電容量が増大して帯電性が劣化する。その結果、プリント画像はカブリが生じやすくなる。また、感光層が受ける電場が強くなる結果、電荷のブロッキング性は低下して地汚れも生じやすくなる。こうした帯電性の劣化を遅らせるために感光体の耐摩耗性を高めることは重要である。しかし、一方耐摩耗性が高められると感光体表面の摩耗が遅れるために表面の汚れはリフレッシュされずに蓄積しやすくなる。汚れた感光体表面は表面抵抗が低くなりやすく、例えば、湿気の多い日などには、静電潜像が横流れして画像がボケてしまうという画像ボケが生じる。こうして耐摩耗性を向上させるという要求はあるものの、耐摩耗性を向上させすぎると画像ボケが生じてしまい、耐摩耗性と画像ボケの抑制とはトレードオフの関係があった。よって、電子写真感光体の寿命は頭打ちされてきた。このため、電子写真の用途の拡大も制限されてきた。
ところで、上述したように、繰り返し使用可能な電子写真感光体を得るため、さまざまな提案がなされているが、上記特許文献１あるいは上記特許文献２に記載の技術では、電子写真感光体の耐摩耗性と耐画像ボケ性の両立を図るには十分ではない。
そこで、本発明者は、研究を重ねた結果、耐摩耗性と画像ボケの発生抑制の両方を向上させることができる電子写真感光体として、以下の構成の電子写真感光体が有効であることを見出した。
つまり、電子写真感光体の表面層に、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有させ、ふっ素樹脂粒子の平均粒径を特定の範囲に調整することが有効であることがわかった。さらに、表面層の断面を所定の大きさに分画したとき、個々の分画領域におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子との面積率の標準偏差を所定の範囲内にすることが有効であることがわかった。
本発明により、電子写真感光体の耐摩耗性と画像ボケの抑制の両方を満足することができる。
【００１０】
なお、画像形成装置においては、感光体の摩耗を低減させることと感光体表面のクリーニング性を維持するために潤滑剤を使用することが好ましい。
潤滑剤が塗布される画像形成装置においては、潤滑剤の供給と除去のバランスが電子写真感光体の耐摩耗性と画像ボケ抑制に特に重要となる。摩耗に関しては、潤滑剤の塗布ムラに応じて電子写真感光体は偏摩耗が生じる。偏摩耗の進行する部位で地汚れ等の画像欠陥が生じるため、電子写真感光体の寿命は偏摩耗を来す最も摩耗速度の大きい局部で決定されることとなる。画像ボケに関しては、一旦、電子写真感光体表面に供給された潤滑剤が除去されずにいつまでも感光体表面に滞留し続ければ、潤滑剤は電子写真感光体上で分子の切断などの変質を生じる。変質した潤滑剤は表面自由エネルギーが増大して放電生成物や水分を吸着しやすくなり画像ボケを誘発させてしまう。また、電子写真感光体の表面層にふっ素樹脂粒子が配合される場合、潤滑剤の適度な濡れ性が損なわれてしまうと潤滑剤が塗布されることで得られる電子写真感光体表面の保護が損なわれてしまう。そして、ふっ素樹脂粒子が電子写真感光体の表面に刺さってしまい、フィルミングが生じて画像ボケを誘発してしまう。
この局部で生じる画像ボケも電子写真感光体の寿命に影響を及ぼす。すなわち、均質性が必要なプリント画像を出力する場合、電子写真感光体の寿命を上げるには、平均的な性能よりも局所的に弱い性能を底上げすることが重要となる。これらの対策として、電子写真感光体の耐摩耗性と局部で生じる表面性能の底上げを図るため、本発明では電子写真感光体の表面層にふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とを配合させ、これらの粒子の分散状態を規定することとした。
本発明の電子写真感光体を用いれば、潤滑剤を用いても、電子写真感光体の耐久性に優れ、大量プリントを行っても画質の均質性が高いプリント出力を可能とする画像形成装置を提供することができる。
【００１１】
（電子写真感光体）
電子写真感光体の静電特性と耐久性を高度なレベルで両立させるには、電荷発生層と電荷輸送層とを分離した機能分離型の構成であって、電子写真感光体の表面に表面保護層を設けた構成の電子写真感光体が有効である。
電子写真感光体は、導電性支持体上に感光層を有する。
【００１２】
＜導電性支持体＞
導電性支持体としては、例えば、体積抵抗１０１０Ω・ｃｍ３以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属や、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したものを使用することができる。あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板、及び、それらを、Ｄｒａｗｉｎｇ  Ｉｒｏｎｉｎｇ法、Ｉｍｐａｃｔ  Ｉｒｏｎｉｎｇ法、Ｅｘｔｒｕｄｅｄ  Ｉｒｏｎｉｎｇ法、Ｅｘｔｒｕｄｅｄ  Ｄｒａｗｉｎｇ法、切削法等の工法により素管化後、切削、超仕上げ、研磨等により表面処理した管等を使用することができる。
【００１３】
＜中間層＞
本発明の電子写真感光体は、導電性支持体と感光層との間に中間層を設けることができる。中間層は、接着性の向上、モアレの防止、上層の塗工性の改良、導電性支持体からの電荷注入の防止等の目的で設けられる。
【００１４】
中間層は、通常、樹脂を主成分とする。通常、中間層の上に感光層を塗布するため、中間層に用いる樹脂としては、有機溶剤に難溶である熱硬化性樹脂が相応しやすい。特に、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂は、以上の目的を十分に満たすものが多く、特に好ましい材料である。テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いて、樹脂を適度に希釈したものを、塗料とすることができる。
【００１５】
また、中間層には、伝導度の調節やモアレを防止するために、金属、又は金属酸化物等の微粒子を加えてもよい。特に酸化チタンないし酸化亜鉛が好ましく用いられる。
微粒子を、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液と樹脂成分を混合した塗料とすることができる。
【００１６】
中間層は、上述した塗料を浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法等で導電性支持体上に成膜する。必要な場合、加熱硬化することで形成される。中間層の厚みは２μｍ〜２０μｍ程度が適当である。電子写真感光体の残留電位の蓄積が大きくなる場合には、３μｍ未満の厚みであることがより好ましい。
【００１７】
＜感光層＞
電子写真感光体の感光層は、感光層として電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層させた積層型感光層であることが好ましい。
【００１８】
＜＜電荷発生層＞＞
電荷発生層は、積層型感光層の一部を指し、露光によって電荷を発生する機能をもつ。この層は含有される化合物のうち、電荷発生物質を主成分とする。電荷発生層は必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
【００１９】
無機系材料としては、例えば、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物、アモルファスシリコン等が挙げられる。アモルファスシリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子又はハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子等をドープしたものが好ましく用いられる。
【００２０】
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができ、例えば、チタニルフタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン等の金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有する対称型又は非対称型のアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有する対称型又は非対称型のアゾ顔料、フルオレノン骨格を有する対称型又は非対称型のアゾ顔料、ペリレン系顔料などが挙げられる。このうち、金属フタロシアニン、フルオレノン骨格を有する対称型又は非対称型のアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有する対称型又は非対称型のアゾ顔料、及びペリレン系顔料は、電荷発生の量子効率が軒並み高く、本発明に用いる材料として好適である。これらの電荷発生物質は、単独でも二種以上の混合物として用いてもよい。
【００２１】
電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド等が挙げられる。また、後述する高分子電荷輸送物質を用いることもできる。このうちポリビニルブチラールが使用されることが多く、有用である。これらのバインダー樹脂は、単独でも二種以上の混合物として用いてもよい。
【００２２】
電荷発生層を形成する方法としては、大きく分けて真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法がある。
【００２３】
真空薄膜作製法には、真空蒸着法、グロー放電分解法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ（化学気相成長）法等があり、上述した無機系材料や有機系材料からなる層が良好に形成できる。
【００２４】
また、キャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系又は有機系電荷発生物質を、必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノン等の溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミル等により分散し、分散液を適度に希釈して塗布すればよい。このうちの溶媒として、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノンは、クロロベンゼン、ジクロロメタン、トルエン及びキシレンと比較して環境負荷の程度が低いため好ましい。塗布は、浸漬塗工法、スプレーコート法、ビードコート法等により行うことができる。
【００２５】
以上のようにして設けられる電荷発生層の厚みは通常、０．０１μｍ〜５μｍが適当である。
【００２６】
残留電位の低減や高感度化が必要となる場合、電荷発生層を厚膜化するとこれらの特性が改良されることが多い。反面、帯電電荷の保持性や空間電荷の形成等帯電性の劣化を来すことも多い。これらのバランスから電荷発生層の厚みは０．０５μｍ〜２μｍの範囲がより好ましい。
【００２７】
また、必要により、電荷発生層中に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤等の低分子化合物及びレベリング剤を添加することもできる。これらの化合物は単独又は二種以上の混合物として用いることができる。低分子化合物及びレベリング剤を併用すると感度劣化を来すケースが多い。このため、低分子化合物及びレベリング剤を合わせた使用量は概して、０．１ｐｈｒ〜２０ｐｈｒが好ましく、０．１ｐｈｒ〜１０ｐｈｒがより好ましい。レベリング剤の使用量は、０．００１ｐｈｒ〜０．１ｐｈｒが適当である。
【００２８】
＜＜電荷輸送層＞＞
電荷輸送層は、電荷発生層で生成した電荷を注入、輸送し、帯電によって設けられた感光体の表面電荷を中和する機能を担う層であり、積層型感光層の一部をなす。電荷輸送層の主成分は、電荷輸送成分とこれを結着するバインダー成分である。
【００２９】
電荷輸送物質に用いることのできる材料としては、例えば、低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質、高分子電荷輸送物質などが挙げられる。
電子輸送物質としては、例えば、非対称ジフェノキノン誘導体、フルオレン誘導体、ナフタルイミド誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独でも二種以上の混合物として用いてもよい。
【００３０】
正孔輸送物質としては、電子供与性物質が好ましく用いられる。その例としては、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等が挙げられる。これらの正孔輸送物質は単独でも二種以上の混合物として用いてもよい。
【００３１】
また、次に示される高分子電荷輸送物質を用いることができる。例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等のカルバゾール環を有する重合体、ヒドラゾン構造を有する重合体、ポリシリレン重合体、芳香族ポリカーボネートなどが挙げられる。これらの高分子電荷輸送物質は、単独又は二種以上の混合物として用いることができる。
【００３２】
高分子電荷輸送物質は、低分子型の電荷輸送物質と比べて、電荷輸送層上に架橋樹脂の表面層を積層する際に、架橋樹脂の表面層へ電荷輸送層を構成する成分の滲みだしが少なく、架橋樹脂の表面層の硬化不良を防止するのに適当な材料である。また、電荷輸送物質の高分子量化により耐熱性にも優れる性状から架橋樹脂の表面層を成膜する際の硬化熱による劣化が少なく有利である。
【００３３】
電荷輸送層のバインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニル、ポリアリレート、ポリカーボネート、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ふっ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。このうち、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアリレート、ポリカーボネートは電荷輸送成分のバインダー成分として用いる場合、電荷移動特性が良好な性能を示すものが多く、有用である。また、電荷輸送層はこの上層に、好ましくは、架橋樹脂の表面層が積層されるため、電荷輸送層は従来型の電荷輸送層に対する機械強度の必要性が要求されない。このため、ポリスチレン等、透明性が高いものの機械強度が多少低い材料で従来技術では適用が難しいとされた材料も、電荷輸送層のバインダー成分として有効に利用することができる。
【００３４】
これらの高分子化合物は単独又は二種以上の混合物として、あるいはそれらの原料モノマー二種以上からなる共重合体として、更には、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
【００３５】
電荷輸送層の改質に際して電気的に不活性な高分子化合物を用いる場合には、フルオレン等の嵩高い骨格をもつカルドポリマー型のポリエステル、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル、Ｃ型ポリカーボネートのようなビスフェノール型のポリカーボネートに対してフェノール成分の３，３’部位がアルキル置換されたポリカーボネート、ビスフェノールＡのジェミナルメチル基が炭素数２以上の長鎖のアルキル基で置換されたポリカーボネート、ビフェニル又はビフェニルエーテル骨格をもつポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリカプロラクトンの様な長鎖アルキル骨格を有するポリカーボネートやアクリル樹脂、ポリスチレン、水素化ブタジエンなどが有効である。
【００３６】
ここで電気的に不活性な高分子化合物とは、トリアリールアミン構造のような光導電性を示す化学構造を含まない高分子化合物を指す。これらの樹脂を添加剤としてバインダー樹脂と併用する場合、光減衰感度の制約から、その添加量は、電荷輸送層の全固形分に対して５０質量％以下とすることが好ましい。
【００３７】
低分子型の電荷輸送物質を用いる場合、その使用量は、通常、４０ｐｈｒ〜２００ｐｈｒが好ましく、７０ｐｈｒ〜１００ｐｈｒがより好ましい。また、高分子電荷輸送物質を用いる場合、電荷輸送成分１００質量部に対して樹脂成分が０質量部〜２００質量部、好ましくは８０質量部〜１５０質量部程度の割合で共重合された材料が好ましく用いられる。
【００３８】
高感度化を満足させるには電荷輸送成分の配合量を７０ｐｈｒ以上とすることが好ましい。また、電荷輸送物質としてα−フェニルスチルベン化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物の単量体、二量体及びこれらの構造を主鎖又は側鎖に有する高分子電荷輸送物質は電荷移動度の高い材料が多く有用である。
【００３９】
電荷輸送層は、電荷輸送成分とバインダー成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散して電荷輸送層用塗料を調製し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。塗工方法としては浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が採用される。
【００４０】
電荷輸送層用塗料を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ等のエーテル類、トルエン、キシレン等の芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類等を挙げることができる。このうち、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノンは、クロロベンゼンやジクロロメタン、トルエン、及びキシレンと比較して環境負荷の程度が低いため好ましい。これらの溶媒は単独として又は混合して用いることができる。
【００４１】
電荷輸送層の上層には、通常、架橋樹脂の表面層が積層されているため、この構成における電荷輸送層の厚みは、実使用上の膜削れを考慮した電荷輸送層の厚膜化の設計が不要である。電荷輸送層の厚みは、実用上、必要とされる感度と帯電能を確保する都合上、１０μｍ〜４０μｍが好ましく、１５μｍ〜３０μｍがより好ましい。
【００４２】
また、必要により、電荷輸送層中に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤等の低分子化合物及びレベリング剤を添加することもできる。これらの化合物は単独又は二種以上の混合物として用いることができる。低分子化合物及びレベリング剤を併用すると感度劣化を来すケースが多い。このため、低分子化合物及びレベリング剤を合わせた使用量は概して、０．１ｐｈｒ〜２０ｐｈｒが好ましく、０．１ｐｈｒ〜１０ｐｈｒがより好ましい。レベリング剤の使用量は、０．００１ｐｈｒ〜０．１ｐｈｒが適当である。
【００４３】
＜表面層＞
本発明の電子写真感光体は、電子写真感光体の表面に表面層を有する。
表面層は、電荷輸送層の上層に積層されるとよい。表面層としては、硬化樹脂（以下、架橋樹脂とも称す）の表面層が好ましい。
表面層は、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有する。
硬化樹脂（架橋樹脂）の表面層は、感光体表面に製膜される保護層を指す。この保護層においては、塗料がコーティングされた後、ラジカル重合性材料成分の重合反応によって架橋構造の樹脂が製膜される。樹脂膜が架橋構造をもつため電子写真感光体の各層のなかでも、この表面層（保護層）が、最も耐摩耗性が強靱である。また、架橋の電荷輸送性の構造単位が含まれる場合には、電荷輸送層と類似の電荷輸送性を示す。
表面層の膜厚は、耐久性能を持続するため、３μｍ以上であるとより好ましい。
【００４４】
＜＜硬化樹脂＞＞
硬化樹脂としては、例えば、ラジカル重合性材料成分を重合することにより得る。
ラジカル重合性材料成分としては、例えば、アクリロイルオキシ基を有するアクリレートが挙げられる。
本発明では感光体表面の耐摩耗性の強化にも優れるトリメチロールプロパンを好適に用いることができる。
【００４５】
３官能以上のバインダー成分としては、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。これにより架橋膜自体の耐摩耗性が向上したり、強靱性が増大したりすることが多い。
電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
これらとしては、東京化成工業株式会社製等の試薬メーカーのもの、日本化薬株式会社製ＫＡＹＡＲＤ  ＤＰＣＡシリーズ、同ＤＰＨＡシリーズ等が挙げられる。
【００４６】
また、硬化を促進させたり、安定化させたりするためにチバ・スペシャリティ・ケミカルズ社イルガキュア１８４等の開始剤を全固形分に対して５質量％〜１０質量％程度加えてもよい。
架橋性の電荷輸送材料としては、例えば、アクリロイルオキシ基やスチレン基を有する連鎖重合系の化合物、水酸基やアルコキシシリル基、イソシアネート基を有する逐次重合系の化合物が挙げられ、電荷輸送構造を含み（メタ）アクリロイルオキシ基を一つ以上有する化合物が利用できる。
また、架橋樹脂の表面層としては、電荷輸送構造を含まない（メタ）アクリロイルオキシ基を１つ以上有するモノマーやオリゴマーと併用した組成の構成にしてもよい。
架橋樹脂の表面層は、例えば、少なくとも塗工液中にこのような化合物を含有させて、該塗工液を塗工して層を形成し、熱、光、電子線、γ線等の放射線によるエネルギーを与えて架橋し硬化させてできる。
電荷輸送構造を含み（メタ）アクリロイルオキシ基を一つ以上有する化合物としては、例えば、以下の一般式１で表される電荷輸送性化合物が挙げられる。
【００４７】
【化１】
2020020869.tif 000003
ただし、前記一般式１中、ｄ、ｅ、ｆは、それぞれ０及び１のいずれかを表す。Ｒ１３は、水素原子、及びメチル基のいずれかを表す。Ｒ１４、及びＲ１５は、水素原子以外の置換基で炭素数１〜６のアルキル基を表し、複数の場合は異なってもよい。ｇ、及びｈは、０から３のいずれかの整数を表す。Ｚは、単結合、メチレン基、エチレン基、及び下記構造のいずれかを表す。
【００４８】
【化２】
2020020869.tif 000004
【００４９】
【化３】
2020020869.tif 000005
【００５０】
【化４】
2020020869.tif 000006
【００５１】
架橋樹脂の表面層は、例えば、ラジカル重合性材料成分と、溶媒などを含有する架橋樹脂の表面層塗料を塗工することにより形成することができる。
架橋樹脂の表面層塗料を調製する際に使用する溶媒は、モノマーを十分に溶解するものが好ましく、例えば、上述のエーテル類、芳香族類、ハロゲン類、エステル類の他、エトキシエタノールのようなセロソルブ類、１−メトキシ−２−プロパノールのようなプロピレングリコール類などを挙げることができる。このうち、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、１−メトキシ−２−プロパノールは、クロロベンゼン、ジクロロメタン、トルエン、キシレンと比較して環境負荷の程度が低いため好ましい。これらの溶媒は単独として又は混合して用いることができる。
【００５２】
架橋樹脂の表面層塗料の塗工方法としては、例えば、浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が挙げられる。多くの場合、塗料はポットライフが長くないため、少量の塗料で必要な分量のコーティングができる手段が、環境への配慮とコスト面から有利となる。塗工方法のうちスプレー塗工法とリングコート法が好適である。
【００５３】
架橋樹脂の表面層を製膜する際、主に紫外光に発光波長をもつ高圧水銀灯やメタルハライドランプ等のＵＶ照射光源が利用できる。また、ラジカル重合性含有物や光重合開始剤の吸収波長に合わせ可視光光源の選択も可能である。照射光量は、５０ｍＷ／ｃｍ２以上、１，０００ｍＷ／ｃｍ２以下が好ましく、５０ｍＷ／ｃｍ２未満では硬化反応に時間を要する。１，０００ｍＷ／ｃｍ２より強いと反応の進行が不均一となり、架橋樹脂の表面層の表面に局部的な皺が発生したり、多数の未反応残基、反応停止末端が生じたりする。また、急激な架橋により内部応力が大きくなり、クラックや膜剥がれの原因となる。
【００５４】
必要により、架橋樹脂の表面層中には、電荷発生層で記載した酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤等の低分子化合物及びレベリング剤、または電荷輸送層で記載した高分子化合物を添加することができる。これらの化合物は単独又は二種以上の混合物として用いることができる。低分子化合物及びレベリング剤を併用すると感度劣化を来すケースがあるため、低分子化合物及びレベリング剤を合わせた使用量は概して、塗料総固形分中の０．１質量％〜２０質量％が好ましく、０．１質量％〜１０質量％がより好ましい。レベリング剤の使用量は、塗料総固形分中の０．１質量％〜５質量％が適当である。
【００５５】
架橋樹脂の表面層の厚みは、３μｍ〜１５μｍが好ましい。製膜コストに対する効果の度合いから３μｍ以上であればよく、帯電安定性や光減衰感度等の静電特性と膜質の均質性から１５μｍ以下であればよい。
【００５６】
＜＜ふっ素樹脂粒子及びふっ素樹脂以外の粒子＞＞
表面層（保護層）には、ふっ素樹脂粒子及びふっ素樹脂以外の粒子が含有される。
ふっ素樹脂粒子及びふっ素樹脂以外の粒子を含むフィラーを硬化樹脂中に分散させることにより表面層（保護層）が形成される。
保護層に添加されるフィラーとしては、有機系のフィラー及び無機系のフィラーがある。
有機系フィラーとしては、本発明においては、必須の成分である、ポリテトラフルオロエチレンのようなふっ素樹脂フィラーが挙げられる。また、ふっ素樹脂フィラー以外の、有機系フィラーとしては、シリコ−ン樹脂フィラー、炭素を主成分とするフィラー等が挙げられる。
また、無機系フィラーとしては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、酸化珪素、シリカ、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、チタン酸カリウムなどの無機材料が挙げられる。
ふっ素樹脂以外の粒子としては、無機材料もしくは炭素を主成分とするフィラー材料を用いることが好ましい。特に無機材料では金属酸化物を用いることが好ましく、中でも、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等が有効に使用できる。さらに炭素を主成分とするフィラーでは、ダイヤモンドフィラーが有効に使用できる。
ふっ素樹脂フィラーと金属酸化物粒子とを併用してもよい。
【００５７】
本発明において、表面層にふっ素樹脂粒子を含有させることにより、感光体表面の付着物が除去しやすくなる効果がある。一方、ふっ素樹脂以外の粒子を含有させることにより、クリーニングブレードと感光体との摩擦力を高める効果がある。そして、これらふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とを併用することにより、感光体表面は削らなくても清浄な状態を保つ効果が期待できる。
これらふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子の混合割合は、０．１／１００から１００／１００が好ましく、１／１００から５０／１００がより好ましい。
【００５８】
本発明では、ふっ素樹脂粒子の平均粒径は、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましい。また、ふっ素樹脂以外の粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。
保護層のフィラー濃度は、高いほど耐摩耗性が高いので良好であるが、書き込み光透過率が低下し、副作用を生じる場合がある。従って、概ね全固形分に対して、５０質量％以下含有させることが好ましく、３０質量％以下含有させることがより好ましい。含有量の下限値は、通常、５質量％であるとよい。
硬化樹脂中にフィラーを分散させた保護層の膜厚は、０．５μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上６．０μｍ以下がより好ましい。
【００５９】
＜＜表面層のＳＥＭ画像＞＞
本発明では、表面層中のふっ素樹脂粒子またはふっ素樹脂以外の粒子の平均粒径を、表面層のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）画像を用いて求める。また、表面層中におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子との粒子の分散状態を、表面層のＳＥＭ画像を用いて評価する。本発明では、表面層の断面をＳＥＭを用いて５千倍の倍率で観察する。
表面層のＳＥＭ画像を観察した結果、本発明において、表面層に含有されるふっ素樹脂粒子の平均粒径は、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下である。
また、表面層のＳＥＭ画像を観察した結果、本発明において、表面層に含有されるふっ素樹脂以外の粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。
【００６０】
本発明において、表面層中におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子との粒子の分散状態は以下のようにして評価する。
ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出する。その結果、本発明の電子写真感光体は、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下を示すものである。
さらに、本発明では、各区画におけるふっ素樹脂粒子が占める面積を算出したときに、各区画におけるふっ素樹脂粒子が占める面積の標準偏差が０．１５μｍ２以下であると好ましい。
またさらに、各区画におけるふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、各区画におけるふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．１５μｍ２以下であると好ましい。
【００６１】
表面層中で、ふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子との好ましい分散状態を形成させるためには、表面層を塗布する際に使用するふっ素樹脂粒子の分散液において、シクロペンタノンの分散媒を用い、ふっ素系界面活性剤を含有させることが有効である。
なお、ふっ素系界面活性剤は、ふっ素樹脂粒子に対して、０．１％〜２０％の割合になるように含有させるとよい。
【００６２】
＜＜＜表面層のＳＥＭ画像の具体的観察＞＞＞
表面層中のふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子の観察方法について説明する。
電子写真感光体の表面をＳＥＭによって撮影し、得られたＳＥＭ像に映し出されている粒子を画像解析することで、粒子の平均粒径、個数、面積比等を求めることができる。
このとき、ＳＥＭ像として得られる画像は、表面のほぼ垂直方向より投影したものであるので、映し出される粒子の像も垂直方向の投影像である。
そのように得られた画像を、画像解析装置や画像解析ソフトを用いて解析する。
そのような画像解析装置としては、高詳細画像解析システム  ＩＰ−１０００（旭エンジニアリング社製）のような専用装置や、画像解析ソフトＩｍａｇｅ−Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ（プラネトロン社製）、ｉｍａｇｅＪ（アメリカ国立衛生研究所配布）を導入したコンピュータ等を用いることができる。
例えば、これらを用い、図に示す画像から粒子部と非粒子部の画像データを二値化し、各々の面積率を算出することが可能である。
ふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子の区別はＳＥＭ−ＥＤＳ分析から確かめられる。ＳＥＭ像から得られる色差からも区別が可能である。
【００６３】
ＳＥＭ像は、加速電圧が高いと、表面付近の内部の様子までが画像情報として得られる場合がある。
そのため、該加速電圧の設定は、表面に露出した粒子が映し出されるように調整する必要がある。
例えば、ＳＥＭとして電界放出形走査電子顕微鏡  Ｓ−４２００（日立製作所社製）を用いた場合、加速電圧としては、２ｋｖ〜６ｋｖ程度が好適である。但し、装置や電子写真感光体の材料などによって適宜調整するとよい。
こうして得られた、表面層のＳＥＭ画像を画像解析ソフトに取り込み、観察範囲においてカウントされた個々の粒子の平均粒径、面積比を算出することによって、所望の感光体表面層の粒子の状態を求めることができる。
【００６４】
具体的な方法の一例を記述する。
電界放出形走査電子顕微鏡  Ｓ−４２００（日立製作所社製）を用いて、加速電圧８ｋＶ、５，０００倍で撮影したＳＥＭ画像を取得する。
ＳＥＭ画像を画像解析ソフト  ｉｍａｇｅＪを用い、画像データを粒子部と、粒子が存在しない部分とで２値化する。
２値化した部分の面積比を同ソフトで算出することができる。
【００６５】
さらに詳細な観察を行なうため、熱陰極電界放出形走査電子顕微鏡（サーマル  ＦＥ−ＳＥＭ）を用いることもできる。
サーマルＦＥ−ＳＥＭは、熱電子銃タイプのＳＥＭに比べ、光源となる電子銃の輝度が数百倍高いため、高い解像度での観察ができる。
本発明の後述する実施例においては、硬化型保護層に存在する粒子の断面状態を観察する方法として、サーマル  ＦＥ−ＳＥＭを用いた。
以下にサーマル  ＦＥ−ＳＥＭを用いた具体例を記載するが、観察方法はこの限りではない。
まず、電子写真感光体の表面層の断片に導電性付与のために白金パラジウムをコートし、表面保護のため白金カーボンによるデポ（コート）を行ない、観察サンプルを作製する。
続いてサンプルを収束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて断面加工を行ない、サーマル  ＦＥ−ＳＥＭにて観察を行なう。
ＦＩＢ装置の例としては、Ｑｕａｎｔａ２００  ３Ｄ（日本ＦＥＩ株式会社製）、サーマルＦＥ−ＳＥＭとしては、例えばＵＬＴＲＡ５５（カールツァイス社製）を用いることができる。
【００６６】
＜＜＜ＳＥＭ像からの粒子の平均粒径と各区分における粒子の面積率の算定＞＞＞
本発明の電子写真感光体の表面層における粒子の平均粒径と表面層の断面を分画した各区分における粒子の面積率の算定について説明する。
図１Ａは、電子写真感光体の表面層のＳＥＭの画像の一例を示す断面図である。
図１Ａは、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有する電子写真感光体の表面層のうち、粒子が含まれる部位の表面層の断面を５千倍で観察したＳＥＭから取得したｔｉｆ画像の一例を表す。この画像を画像解析ソフトｉｍａｇｅＪでスケールバーを参照してスケール情報を付与し、必要に応じてコントラストの強調（Ｅｎｈａｎｃｅ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ）を行い、８ｂｉｔ画像（Ｔｙｐｅ８−ｂｉｔ）に変換する。画像濃度のしきい値を設定する（Ａｄｊｕｓｔ／Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）ことで原図からふっ素樹脂粒子の画像を切り取ることができる。その結果を図１Ｂに示す。図１Ｂは、図１ＡのＳＥＭの画像から、ふっ素樹脂粒子を抽出した断面図である。同様に適当な画像濃度のしきい値を設定することでふっ素樹脂以外の粒子の画像も切り取ることが可能である。その結果を図１Ｃに示す。図１Ｃは、図１ＡのＳＥＭの画像から、ふっ素樹脂以外の粒子を抽出した断面図である。図１Ｂと図１Ｃを対象にｉｍａｇｅＪのＡｎａｌｙｚｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅコマンドから、表面層に存在する粒子の情報を取得する。
【００６７】
個々の粒子の面積から円相当径を算出する。算出した粒子の円相当径から粒子の平均粒径を求めることができる。少なくとも２０個以上の粒子の測定結果をもとに、平均粒径を求める。
【００６８】
粒子情報は縦方向と横方向の位置情報と面積情報が得られる。これを縦１μｍ横４μｍの領域に分画してここの領域における粒子の面積を算定する。図２と図３をもとに説明する。図２は、電子写真感光体の表面層のＳＥＭ画像に対して１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とが占める位置と面積を表示した一例を示す断面図である。図３は、図２のＳＥＭの画像において、各区画のふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とが占める面積を示した一例を示すグラフである。
図３のグラフで示すように、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出することにより、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差を算定することができる。
なお、図３において標準偏差は、図２において、区画Ｎｏ．７から区画Ｎｏ．２４までの１８区画を対象に算出している。このように、標準偏差を求める際は、分画した区画内に、ふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が所定量以上（標準偏差を算出するに値する量程度以上）含有されている区画を算出対象とする。例えば、確率分布を描かせたときの確率変数が０．２５から０．７５の範囲にある区画を抽出することができる。図２及び図３を例にとると、図２及び図３において区画Ｎｏ．２から区画Ｎｏ．６は、標準偏差の算出対象の区画ではない。
表面層のＳＥＭ画像に対して１μｍ×４μｍの区画に分画した場合、標準偏差を算出する対象となる区画数としては、表面層を構成する粒子や樹脂の種類、それらの混合割合に応じて、適宜選択することができる。但し、図２及び図３で示すように、１８区画程度を対象として標準偏差を算出するのが好ましい。
あるいは、電子写真感光体の表面層の表面から、１．５μｍ〜４μｍ内側（電荷輸送層側）に入った領域における１μｍ×４μｍの区画を対象として、標準偏差を算出するのが好ましい。
【００６９】
（画像形成装置及び画像形成方法）
上記電子写真感光体を用いて画像形成を行う。
本発明の画像形成装置は、
本発明の電子写真感光体と、該電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段とを有する。
また、本発明の画像形成方法は、
本発明の電子写真感光体と、該電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給工程とを含む。
本発明の画像形成装置は、本発明の画像形成方法を実施することと、一方、本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置を用い実施することと、同義である。したがって、本発明の画像形成装置の説明を通じて本発明の画像形成方法についても明らかにする。
【００７０】
＜潤滑剤供給手段＞
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段を有する。
画像形成装置において、感光体の摩耗を抑え、かつ、感光体表面のクリーニング性を維持するために潤滑剤を用いることが好ましい。
【００７１】
＜潤滑剤＞
潤滑剤に用いられる材料としては、ワックスあるいは高級脂肪酸金属塩が有効である。
ワックスとしては、ハゼろう、ウルシろう、パームろう、カルナウバろう等の植物系ワックス、蜜ろう、鯨ろう、イボタろう、羊毛ろう等の動物系ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス等の鉱物系ワックスが利用できる。
【００７２】
また、高級脂肪酸金属塩としては、多くの高級脂肪酸金属塩が材料の性質面から有効に使用し得る。中でも、ステアリン酸亜鉛は、ラメラ構造をとり得る化合物である。ラメラ構造とは分子が規則的に折りたたまれて成す層が積み重なって配列する構造である。このラメラ構造は両親媒性分子が自己組織化した層状構造を有しており、せん断力が加わると層間にそって結晶が割れてはがれやすい。この作用は潤滑剤の循環を成立させるうえで効果的である。
【００７３】
ステアリン酸亜鉛がせん断力を受けて均一に感光体表面を覆っていくラメラ構造の特性は、少量の潤滑剤によって効果的に感光体表面を覆うことができる。この方法で潤滑剤を塗布する場合、その潤滑剤の塗布状態を制御するには様々な方法がある。例えば、固形潤滑剤と塗布ブラシとの接触圧力を高めたり、塗布ブラシの回転速度を制御したりする手段を考えることができる。また、画像形成情報に応じて、塗布ブラシの回転数を制御する試みもある。
【００７４】
潤滑剤は、ワックスや高級脂肪酸金属塩を単独で用いてもよいが、これらをバインダーとして、電荷輸送物質や酸化防止剤など他の機能材料と混合して用いてもよい。
【００７５】
このような潤滑剤を用い、画像形成装置内で皮膜形成と除去がしやすい材料を特定するため、潤滑剤の除去とコーティングの繰り返し工程に際して物質量の等価性を得やすい効果を享受することができる。このため、潤滑剤の塗布と除去を担うモジュールを簡単にすることができる。また、潤滑剤の皮膜を永きにわたって形成可能にすることができる。更に、表面層の形状との組み合わせにより、一サイクル当たりの被覆能力を格別に高めることが実現でき、潤滑剤の消費率の減量化を享受することができる。
【００７６】
更に、本発明における潤滑剤としては、ラメラ構造をとり得る脂肪酸金属塩が好ましい。ラメラ構造をとり得る脂肪酸金属塩として、例えば、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸等の少なくとも一種以上の脂肪酸を含有し、かつ、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウム等の少なくとも一種以上の金属を含有する脂肪酸金属塩が挙げられる。
潤滑剤のより具体的な例としては、例えば、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロプロピレン共重合体等のふっ素系樹脂が挙げられる。特にラメラ構造をとる材料は循環効率が高く、ステアリン酸亜鉛がコスト面で有利である。また、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物も好ましい。
【００７７】
ステアリン酸亜鉛は、工業的規模で生産され、かつ多方面での使用実績があることから、コスト、品質、安定性、及び信頼性において最も好ましい材料である。また、従来、潤滑剤の効率的な塗布方法として蓄積してきた豊富な塗布技術を応用しやすい有利性をもつ。尚、一般に工業的に使われる高級脂肪酸金属塩は、その名称の化合物単体組成ではなく、多かれ少なかれ類似の他の脂肪酸金属塩、金属酸化物、及び遊離脂肪酸を含むものであり、本発明の脂肪酸金属塩もこの慣例に従う。
【００７８】
このような潤滑剤を用いることで、潤滑剤の皮膜の形成に対して高信頼性と低コスト化を享受することができる。また、潤滑剤の塗布技術として蓄積のある塗布技術を応用しやすい装置開発の利便性を得ることができる。
【００７９】
＜画像形成装置の実施形態＞
以下、図面に沿って画像形成装置の構成例を説明する。本実施形態においては、画像形成装置には潤滑剤供給手段が取り付けられている。
【００８０】
図４は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図４において、電子写真感光体１１は、電子写真感光体の表面層にふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含む。
表面層の断面をＳＥＭを用いて５千倍の倍率で観察した場合、
ＳＥＭの画像中、ふっ素樹脂粒子の平均粒径は、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下である。
ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差は０．２μｍ２以下である。
電子写真感光体１１は、ドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
【００８１】
帯電装置１２は電子写真感光体１１の表面を一様に帯電させる手段であり、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャー）、帯電ローラをはじめとする公知の手段が用いられる。帯電装置１２は消費電力の低減の観点から、電子写真感光体１１に対し接触若しくは近接配置したものが良好に用いられる。なかでも、帯電装置１２への汚染を防止するため、電子写真感光体１１と帯電装置１２表面の間に適度なすきまを有する電子写真感光体１１近傍に近接配置された帯電機構が望ましい。転写装置１６には一般に上記の帯電器を使用できるが、転写チャージャーと分離チャージャーを併用したものが効果的である。
【００８２】
露光装置１３、また他の形態で示す除電装置（図５の１Ａ）等に用いられる光源には蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等の発光物全般を挙げることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
【００８３】
現像装置１４により電子写真感光体１１上に現像されたトナー１５は印刷用紙やＯＨＰ用スライド等の印刷メディア１８に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、電子写真感光体上に残存するトナーも生ずる。このようなトナーはクリーニング装置１７により、電子写真感光体１１より除去される。クリーニング装置１７はゴム製のクリーニングブレードやファーブラシ、マグファーブラシ等のブラシ等を用いることができる。
【００８４】
電子写真感光体１１に帯電装置１２によって正（負）帯電を施し、露光装置１３によって画像露光を行うと、電子写真感光体１１表面上には正（負）の静電潜像が形成される。これを現像装置１４によって負（正）極性のトナー（検電微粒子）で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正（負）極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。かかる現像装置１４には公知の方法が適用され、また、除電装置にも公知の方法が用いられる。  印刷メディア１８上に現像されたトナー画像は電子写真感光体１１と転写装置１６との対向位置から定着装置１９に搬送され、この定着装置１９により印刷メディア１８に定着される。
【００８５】
また、潤滑剤３Ａ及び潤滑剤を塗布する塗布ブラシ３Ｂ、塗布ブレード３Ｃは電子写真感光体１１の回転方向において、クリーニング装置１７の下流であって、帯電装置１２の上流に配置される。これらの配置関係については、以下に示す他の実施の形態においても同様である。
【００８６】
図５に、画像形成装置の他の例を示す。電子写真感光体１１は駆動手段１Ｃにより駆動され、帯電装置１２による帯電、露光装置１３による像露光、現像、転写装置１６による転写、クリーニング前露光装置１Ｂによるクリーニング前露光、クリーニング装置１７によるクリーニング、除電装置１Ａによる除電が繰り返し行われる。潤滑剤３Ａ及び潤滑剤を塗布する塗布ブラシ３Ｂ、塗布ブレード３Ｃは電子写真感光体１１の移動方向に対して図示のようにクリーニング装置１７と帯電装置１２の間に配置される。
【００８７】
図５においては、電子写真感光体１１（この場合は支持体が透光性である）の支持体側よりクリーニング前露光の光照射が行われる。
【００８８】
以上の電子写真プロセスは一例であって、例えば、図５において支持体側よりクリーニング前露光を行っているが、これは感光層側から行ってもよいし、また、像露光、除電光の照射を支持体側から行ってもよい。一方、光照射工程は、像露光、クリーニング前露光、除電露光が図示されているが、他に転写前露光、像露光のプレ露光、及びその他公知の光照射工程を設けて、電子写真感光体に光照射を行うこともできる。
【００８９】
また、上記に示すような画像形成手段は、複写機、ファクシミリ、プリンタ内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。プロセスカートリッジの形状は多く挙げられるが、一般的な例として、図６に示すものが挙げられる。電子写真感光体１１はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
【００９０】
プロセスカートリッジは、静電潜像を担持する電子写真感光体と、該電子写真感光体上に担持された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、潤滑剤を電子写真感光体上に供給する潤滑剤供給手段とを、少なくとも有してなる。更に必要に応じて、適宜選択した、帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなる。
現像手段としては、トナー乃至現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、現像剤担持体に担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンタに着脱可能に備えさせることができ、本発明の画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
【００９１】
図７に画像形成装置の他の例を示す。この画像形成装置では電子写真感光体１１の周囲に帯電装置１２、露光装置１３、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の色ごとの現像装置１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ、中間転写体である中間転写ベルト１Ｆ、クリーニング装置１７が順に配置されている。
【００９２】
なお、図７中に示す（Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の添字は上記のトナーの色に対応し、必要に応じて適宜省略する。電子写真感光体１１は、例えば、表面のビッカース硬度が３１Ｈｖ（２．４５／５）以上８７０Ｈｖ（２．４５／５）以下であり、且つ、表面自由エネルギーが２０ｍＪ／ｍ２以上７８ｍＪ／ｍ２以下である電子写真感光体である。各色の現像装置１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙは各々独立に制御可能となっており、画像形成を行う色の現像装置のみが駆動される。電子写真感光体１１上に形成されたトナー像は中間転写ベルト１Ｆの内側に配置された第１の転写装置１Ｄにより、中間転写ベルト１Ｆ上に転写される。
【００９３】
第１の転写装置１Ｄは電子写真感光体１１に対して接離可能に配置されており、転写動作時のみ中間転写ベルト１Ｆを電子写真感光体１１に当接させる。各色の画像形成を順次行い、中間転写ベルト１Ｆ上で重ね合わされたトナー像は第２の転写装置１Ｅにより、印刷メディア１８に一括転写された後、定着装置１９により定着されて画像が形成される。  第２の転写装置１Ｅも中間転写ベルト１Ｆに対して接離可能に配置され、転写動作時のみ中間転写ベルト１Ｆに当接する。
【００９４】
転写ドラム方式の画像形成装置では、転写ドラムに静電吸着させた印刷メディアに各色のトナー像を順次転写するため、厚紙にはプリントできないという印刷メディアの制限がある。一方、図７に示すような中間転写方式の画像形成装置では、中間転写体１Ｆ上で各色のトナー像を重ね合わせるため、印刷メディアの制限を受けないという特長がある。このような中間転写方式は、図７に示す装置に限らず前述の図４、図５、図６及び後述する図８、図９に記すような画像形成装置にも適用することができる。
【００９５】
潤滑剤３Ａ及び潤滑剤を塗布する塗布ブラシ３Ｂ、塗布ブレード３Ｃは電子写真感光体１１の回転方向に対して図示のように、クリーニング装置１７と帯電装置１２の間に配置される。
【００９６】
図８に画像形成装置の他の例を示す。この画像形成装置は、トナーとしてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色を用いるタイプとされ、色ごとに画像形成部が配設されている。また、各色の電子写真感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋが設けられている。各電子写真感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋの周りには帯電装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋ、露光装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋ、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｂｋ、クリーニング装置１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｂｋ等が配設されている。
【００９７】
また、直線上に配設された各電子写真感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋの各転写位置に接離する転写材担持体としての搬送転写ベルト１Ｇが駆動手段１Ｃにて掛け渡されている。この搬送転写ベルト１Ｇを挟んで各電子写真感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋに対向する転写位置には転写装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｂｋが配設されている。
【００９８】
図８に示すタンデム方式の画像形成装置は色ごとに電子写真感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋをもち、各色のトナー像を搬送転写ベルト１Ｇに保持された印刷メディア１８に順次転写するため、電子写真感光体を一つしかもたないフルカラー画像形成装置に比べ、はるかに高速のフルカラー画像の出力が可能となる。転写材としての印刷メディア１８上に現像されたトナー画像は電子写真感光体１１Ｂｋと転写装置１６Ｂｋとの対向位置から定着装置１９に搬送され、この定着装置１９により印刷メディア１８に定着される。
【００９９】
また、例えば、図９に示されるような実施の形態における構成であってもよい。すなわち、図８に示した搬送転写ベルト１Ｇを用いた直接転写方式にかえて、図９に示すように中間転写ベルト１Ｆを用いる構成とすることができる。
【０１００】
図９に示す例では色ごとに電子写真感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋをもち、これらに形成された各色のトナー像を、駆動手段であるローラ１Ｃにより駆動張架されてなる中間転写ベルト１Ｆ上に第１の転写手段である１次転写手段１Ｄにより順次転写して積層し、フルカラー画像を形成する。
【０１０１】
次いで、中間転写ベルト１Ｆはさらに駆動され、これに担持されてなるフルカラー画像は第２の転写装置である２次転写手段１Ｅと２次転写手段１Ｅに対向して配置されてなるローラとの対向位置まで搬送される。そして、２次転写手段１Ｅにより転写材１８に２次転写され、転写材上に所望の画像が形成される。
【０１０２】
＜潤滑剤供給手段の実施形態＞
以下、図面に沿って潤滑剤供給手段の構成例を説明する。
図１０に示すように潤滑剤３Ａを電子写真感光体１１の表面に供給するための潤滑剤供給手段として、潤滑剤塗布装置３を上記の画像形成装置のすべてについて設けている。この潤滑剤塗布装置３は塗布部材としての塗布ブラシ（ファーブラシ）３Ｂ、潤滑剤３Ａ、潤滑剤をファーブラシ方向に押圧するための加圧バネ３Ｄ、及び潤滑剤３Ａを規制あるいはならして塗布するための塗布ブレード３Ｃを有している。
【０１０３】
潤滑剤３Ａはバー状に成型された潤滑剤である。ファーブラシ３Ｂは電子写真感光体表面にブラシ先端が当接しており、軸を中心に回転することによって潤滑剤３Ａをいったんブラシにくみあげ、電子写真感光体１１の表面との当接位置までブラシ上に担持搬送して電子写真感光体１１の表面に塗布する。
【０１０４】
また、経時で潤滑剤３Ａがファーブラシ３Ｂにかき削られて減少してもファーブラシ３Ｂに接触しなくならないように、加圧バネ３Ｄによって所定の圧力で潤滑剤３Ａがファーブラシ３Ｂ側に押圧されている。これによって、微量の潤滑剤３Ａでも常に均一にファーブラシ３Ｂにくみあげられる。
【０１０５】
また、電子写真感光体１１の表面に潤滑剤３Ａをコーティングする潤滑剤供給装置を設けてもよい。この手段はクリーニングブレードのような板をトレーリング方式又はカウンター方式で電子写真感光体１１に押し当てる手段がある。
【実施例】
【０１０６】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。以下の例で「部」、「％」とあるのはそれぞれ「質量部」、「質量％」を意味する。
【０１０７】
（実施例１）
＜電子写真感光体の作製＞
アルミニウム製支持体（外径φ１００ｍｍ）に、下記の中間層用塗工液を、浸漬法により塗工し、中間層を形成した。１７０℃で３０分乾燥した後の中間層の膜厚は１０μｍであった。
【０１０８】
＜＜中間層用塗工液＞＞
・酸化亜鉛粒子（ＭＺ−３００、テイカ株式会社製）：３５０部
・１，３，５−トリス（３−メルカプトブチリルオキシエチル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン：１．５部
（カレンズ（登録商標）ＭＴ  ＮＲ１、昭和電工株式会社製）
・ブロック化イソシアネート：６０部
（スミジュール（登録商標）３１７５、固形分濃度７５％、住化バイエルウレタン株式会社製）
・ブチラール樹脂を２−ブタノンで溶解させた２０％の溶解液：２２５部
（ＢＭ−１、積水化学工業株式会社製）
・２−ブタノン：３６５部
【０１０９】
得られた中間層上に、下記の電荷発生層塗工液を浸漬塗工し、電荷発生層を形成した。電荷発生層の膜厚は０．３μｍであった。
【０１１０】
＜＜電荷発生層用塗工液＞＞
・Ｙ型チタニルフタロシアニン：６部
・ブチラール樹脂（エスレックＢＸ−１、積水化学工業社製）：４部
・２−ブタノン（関東化学製）：２００部
【０１１１】
得られた電荷発生層上に、下記の電荷輸送層用塗工液を浸積塗工し、電荷輸送層を形成した。１３５℃で２０分乾燥した後の電荷輸送層の膜厚は２２μｍであった。
【０１１２】
＜＜電荷輸送層用塗工液＞＞
・ビスフェノールＺ型ポリカーボネート：１０部
（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成社製）
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質：１０部
【化５】
2020020869.tif 000007
・テトラヒドロフラン：８０部
【０１１３】
＜表面層＞
得られた電荷輸送層上に、下記の架橋樹脂の表面層用塗工液を窒素気流中でスプレー塗工後、１０分間窒素気流中に放置して指触乾燥した。
その後、酸素濃度が２％以下となるようにブース内を窒素ガスで置換したＵＶ照射ブースにて、光照射を行った。
さらに、１３０℃で２０分乾燥し、実施例１の電子写真感光体を得た。架橋樹脂の表面層の膜厚は５．０μｍであった。
【０１１４】
＜＜光照射条件＞＞
・メタルハライドランプ：１６０Ｗ／ｃｍ
・照射距離：１２０ｍｍ
・照射強度：７００ｍＷ／ｃｍ２
・照射時間：６０秒
【０１１５】
＜＜架橋樹脂の表面層塗工液（ビヒクル）＞＞
・トリメチロールプロパントリアクリレート：１０部
（ＫＡＹＡＲＡＤ  ＴＭＰＴＡ、日本化薬株式会社製、アクリル当量９９、電荷輸送性構造を有さない３官能以上のラジカル重合性化合物）
・下記構造式の１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物（アクリル当量４２０）：１０部
【化６】
2020020869.tif 000008
・１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン：１部
（イルガキュア１８４、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製、光重合開始剤）
・テトラヒドロフラン：１１９部
・シリコーンオイル：０．００４２部
（ＫＦ−５０−１００ＣＳ、信越化学社製）
【０１１６】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ１ｍｍのＰＳＺボール（部分安定化ジルコニアボール）：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：４．５部
（ＧＦ−４００、東亞合成社製）
・シクロペンタノン：６６．７５部
を加え、１６０ｒｐｍの回転数速度でマヨネーズ瓶を６時間回転し、ＰＳＺボールを分離してふっ素樹脂粒子の分散液を得た。
【０１１７】
＜＜＜アルミナ粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ５ｍｍアルミナボール：６０部
・アルミナ粒子：９部
（スミコランダムＡＡ−０３、住友化学社、平均１次粒径０．３μｍ）
・分散剤：０．３６部
（ＢＹＫ−Ｐ１０５（ビックケミー社）の５０％ＴＨＦ溶液）
・シクロペンタノン：９．８部
を加えたものを、１６０ｒｐｍで２４時間回転したのち、アルミナボールを除去し、固形分濃度が１５％となるようＴＨＦで希釈したものをアルミナ粒子分散液とした。
【０１１８】
ふっ素樹脂粒子の分散液１０部とアルミナ粒子の分散液５部の混合液に表面層塗工液（ビヒクル）を８５部を注いで得られた架橋樹脂の表面層塗工液を用いて成膜した。
【０１１９】
（実施例２）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液を次の組成に変えた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１２０】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ１ｍｍのＰＳＺボール：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：２．２５部
（ＧＦ−４００、東亞合成社製）
・シクロペンタノン：６５．２５部
【０１２１】
（実施例３）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液を次の組成に変えた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１２２】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ２ｍｍのＰＳＺボール：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：２．２５部
（ＧＦ−４００、東亞合成社製）
・シクロペンタノン：６５．２５部
【０１２３】
（実施例４）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液とアルミナ粒子の分散液を次の組成に変えた以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１２４】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ２ｍｍのＰＳＺボール：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：１．２部
（ＧＦ−４００、東亞合成社製）
・シクロペンタノン：６５．４５部
【０１２５】
＜＜＜アルミナ粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ５ｍｍアルミナボール：４０部
・アルミナ粒子：９部
（スミコランダムＡＡ−０３、住友化学社、平均１次粒径０．３μｍ）
・分散剤：０．３６部
（ＢＹＫ−Ｐ１０５（ビックケミー社）の５０％ＴＨＦ溶液）
・シクロペンタノン：９．８部
【０１２６】
（実施例５）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液を次の組成に変えた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１２７】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ１ｍｍのＰＳＺボール：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：０．５６部
（モディパーＦ６０６、日油社製）
・シクロペンタノン：６６．９４部
【０１２８】
（実施例６）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液とアルミナ粒子の分散液を次の組成に変えた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１２９】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ１ｍｍのＰＳＺボール：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：０．４５部
（モディパーＦ６０６、日油社製）
・シクロペンタノン：６６．３部
【０１３０】
＜＜＜アルミナ粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ５ｍｍアルミナボール：６０部
・アルミナ粒子：９部
（スミコランダムＡＡ−０７、住友化学社、平均１次粒径０．７μｍ）
・分散剤：０．３６部
（ＢＹＫ−Ｐ１０５（ビックケミー社）の５０％ＴＨＦ溶液）
・シクロペンタノン：９．８部
【０１３１】
（実施例７）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液とアルミナ粒子の分散液を次の組成に変えた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１３２】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ１ｍｍのＰＳＺボール：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：０．４５部
（モディパーＦ６０６、日油社製）
・シクロペンタノン：６６．３部
【０１３３】
＜＜＜アルミナ粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ５ｍｍアルミナボール：６０部
・アルミナ粒子：９部
（スミコランダムＡＡ−１．５、住友化学社、平均１次粒径１．５μｍ）
・分散剤：０．３６部
（ＢＹＫ−Ｐ１０５（ビックケミー社）の５０％ＴＨＦ溶液）
・シクロペンタノン：９．８部
【０１３４】
（比較例１）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液とアルミナ粒子の分散液を次の組成に変えた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１３５】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ１ｍｍのＰＳＺボール：６０部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：０．４５部
（モディパーＦ６０６、日油社製）
・シクロペンタノン：  ６６．３部
【０１３６】
＜＜＜アルミナ粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ５ｍｍアルミナボール：６０部
・アルミナ粒子：９部
（スミコランダムＡＡ−０３、住友化学社、平均１次粒径０．３μｍ）
・分散剤：０．３６部
（ＢＹＫ−Ｐ１０５（ビックケミー社）の５０％ＴＨＦ溶液）
・シクロペンタノン：９．８部
【０１３７】
（比較例２）
実施例１の架橋樹脂の表面層塗工液について、ふっ素樹脂粒子の分散液とアルミナ粒子の分散液を次の組成に変えた以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を得た。
【０１３８】
＜＜＜ふっ素樹脂粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ１ｍｍのＰＳＺボール：１００部
・ペルフルオロアルコキシふっ素樹脂（ＰＦＡ）：１１．２５部
（ＭＰＥ−０５６、三井・デュポンフロロケミカル社製）
・ふっ素系界面活性剤：０．４５部
（モディパーＦ６０６、日油社製）
・シクロペンタノン：６６．３部
【０１３９】
＜＜＜アルミナ粒子の分散液＞＞＞
５０ｃｃ用のマヨネーズびんに、
・φ５ｍｍアルミナボール：６０部
・アルミナ粒子：９部
（スミコランダムＡＡ−０３、住友化学社、平均１次粒径０．３μｍ）
・分散剤：０．１部
（ＢＹＫ−Ｐ１０５（ビックケミー社）の５０％ＴＨＦ溶液）
・シクロペンタノン：９．８部
【０１４０】
以上のように作製した実施例１〜実施例７、及び比較例１〜比較例２の電子写真感光体について、下記に記載のＳＥＭによる分析を行った。
【０１４１】
（ＳＥＭによる分析）
＜ＳＥＭ観察条件＞
・測定装置：Ｑｕａｎｔａ２００  ３Ｄ（日本ＦＥＩ株式会社製）
・加速電圧：０．８ｋＶ
・Ｇｒｉｄ電圧：０Ｖ
・ＷＤ：３．４ｍｍ
・絞り径：３０μｍ
・観察モード：ＳＥ２ｉｍａｇｅ
【０１４２】
＜ＳＥＭ像からの粒子の平均粒径と各区分における粒子の面積率の算定＞
本発明の電子写真感光体の表面層における粒子の平均粒径と表面層の断面を分画した各区分における粒子の面積率の算定について説明する。
図１Ａは、電子写真感光体の表面層のＳＥＭの画像の一例を示す断面図である。
図１Ａは、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有する電子写真感光体の表面層のうち、粒子が含まれる部位の表面層の断面を５千倍で観察したＳＥＭから取得したｔｉｆ画像の一例を表す。この画像を画像解析ソフトｉｍａｇｅＪでスケールバーを参照してスケール情報を付与し、必要に応じてコントラストの強調（Ｅｎｈａｎｃｅ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ）を行い、８ｂｉｔ画像（Ｔｙｐｅ８−ｂｉｔ）に変換する。画像濃度のしきい値を設定する（Ａｄｊｕｓｔ／Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）ことで原図からふっ素樹脂粒子の画像を切り取ることができる。その結果を図１Ｂに示す。図１Ｂは、図１ＡのＳＥＭの画像から、ふっ素樹脂粒子を抽出した断面図である。同様に適当な画像濃度のしきい値を設定することでふっ素樹脂以外の粒子の画像も切り取ることが可能である。その結果を図１Ｃに示す。図１Ｃは、図１ＡのＳＥＭの画像から、ふっ素樹脂以外の粒子を抽出した断面図である。図１Ｂと図１Ｃを対象にｉｍａｇｅＪのＡｎａｌｙｚｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅコマンドから、表面層に存在する粒子の情報を取得する。
【０１４３】
個々の粒子の面積から円相当径を算出する。算出した粒子の円相当径から粒子の平均粒径を求めることができる。少なくとも２０個以上の粒子の測定結果をもとに、平均粒径を求める。
【０１４４】
粒子情報は縦方向と横方向の位置情報と面積情報が得られる。これを縦１μｍ横４μｍの領域に分画してここの領域における粒子の面積を算定する。図２と図３をもとに説明する。図２は、電子写真感光体の表面層のＳＥＭ画像に対して１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とが占める位置と面積を表示した一例を示す断面図である。図３は、図２のＳＥＭの画像において、各区画のふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子とが占める面積を示した一例を示すグラフである。
図３のグラフで示すように、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出することにより、各区画におけるふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差を算定することができる。
なお、図３において標準偏差は、図２において、区画Ｎｏ．７から区画Ｎｏ．２４までの１８区画を対象に算出している。このように、標準偏差を求める際は、分画した区画内に、ふっ素樹脂粒子とふっ素樹脂以外の粒子が所定量以上（標準偏差を算出するに値する量程度以上）含有されている区画を算出対象とする。例えば、確率分布を描かせたときの確率変数が０．２５から０．７５の範囲にある区画を抽出することができる。図２及び図３を例にとると、図２及び図３において区画Ｎｏ．２から区画Ｎｏ．６は、標準偏差の算出対象の区画ではない。
表面層のＳＥＭ画像に対して１μｍ×４μｍの区画に分画した場合、標準偏差を算出する対象となる区画数としては、表面層を構成する粒子や樹脂の種類、それらの混合割合に応じて、適宜選択することができる。但し、図２及び図３で示すように、１８区画程度を対象として標準偏差を算出するのが好ましい。
【０１４５】
次に、実施例１〜実施例７、及び比較例１〜比較例２の電子写真感光体を実装した後、電子写真装置（Ｒｉｃｏｈ  Ｐｒｏ  Ｃ９０１、株式会社リコー製）のブラック現像ステーションに搭載して３０℃９０％の環境下で１０万枚の連続プリント試験を行った。この時の電子写真感光体の走距離に対する潤滑剤の消費量は２２０ｍｇ／ｋｍだった。試験終了後、電源スイッチを落とし１６時間放置した後、評価画像として中間調の画像パターンと全シロパターンをプリントした。画像評価は評価画像の画像ボケを５段階のランクに分類して評価した。
潤滑剤は全てＲＩＣＯＨ  ＰＲＯ  Ｃ９０１の純正品を用いた。潤滑剤はステアリン酸亜鉛とパルチミン酸亜鉛の混合物である。画像形成装置内で潤滑剤はスティック状に成型したものを用いる。この潤滑剤を回転駆動するブラシで擦りとって電子写真感光体表面に塗布する。潤滑剤塗布手段はＲＩＣＯＨ  ＰＲＯ  Ｃ９０１の純正品である。
潤滑剤の消費量は、潤滑剤の質量減少量を電子写真感光体の走行距離で除した値で算定することができる。
連続プリントした画像は、文字と矩形パッチをＡ４サイズ全面に均等となるように配置した画像面積率が５％となるテストパターンを選んだ。
【０１４６】
（画像ボケ評価）
上記のようにしてプリントした中間調の画像パターンの画像に対し、下記評価基準で画像の優劣について評価した。
［画像ボケ評価基準］
ランク５  ：画像ボケが識別されない
ランク４  ：微かな画像ボケが生じる心象を受ける
ランク３  ：微かな画像ボケが識別されるものの実用上問題とならない
ランク２  ：僅かな画像ボケが識別される
ランク１  ：明らかな画像ボケが識別される
【０１４７】
実施例１〜実施例７、及び比較例１〜比較例２の電子写真感光体に対するＳＥＭによる分析及び画像ボケ評価の結果を下記表１に示す。
【０１４８】
【表１】
2020020869.tif 000009
【０１４９】
以上、実施例で示されるとおり、本発明によれば、電子写真感光体の画像ボケを抑制することができる。商用印刷に十分適応できる画像形成装置の提供が可能となる。
【０１５０】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  導電性支持体上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体であって、
前記電子写真感光体の表面層が、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、
前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、
前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下であることを特徴とする電子写真感光体である。
＜２＞  前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子が占める面積の標準偏差が０．１５μｍ２以下である前記＜１＞に記載の電子写真感光体である。
＜３＞  前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂以外の粒子の平均粒径が、０．１μｍ以上１．０μｍ以下であり、
前記各区画における前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．１５μｍ２以下である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の電子写真感光体である。
＜４＞  電子写真感光体と、前記電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段とを有し、
前記電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、
前記電子写真感光体の表面層は、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、
前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、
前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下である
ことを特徴とする画像形成装置である。
＜５＞  電子写真感光体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給工程を含み、
前記電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも感光層を有し、
前記電子写真感光体の表面層は、ふっ素樹脂粒子、ふっ素樹脂以外の粒子、及び硬化樹脂を含有し、
前記表面層の断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）を用いて５千倍の倍率で観察した場合、
前記ＳＥＭの画像中、前記ふっ素樹脂粒子の平均粒径が、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であり、
前記ＳＥＭの画像を１μｍ×４μｍの区画に分画し、各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積を算出したときに、前記各区画における前記ふっ素樹脂粒子と前記ふっ素樹脂以外の粒子が占める面積の標準偏差が０．２μｍ２以下である
ことを特徴とする画像形成方法である。
【０１５１】
前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の電子写真感光体、前記＜４＞に記載の画像形成装置、及び前記＜５＞に記載の画像形成方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５２】
【特許文献１】特開２００５−０４３６２３号公報
【特許文献２】特開２００５−３４５６６２号公報
【符号の説明】
【０１５３】
１Ａ    除電装置
１Ｂ    クリーニング前露光装置
１Ｃ    駆動手段
１Ｄ    第１の転写装置
１Ｅ    第２の転写装置
１Ｆ    中間転写体
１Ｇ    搬送転写ベルト
３    潤滑剤塗布装置
３Ａ    潤滑剤
３Ｂ    塗布ブラシ
３Ｃ    塗布ブレード
３Ｄ    加圧バネ
１１、１１Ｂｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ    電子写真感光体
１２、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ    帯電装置
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ    露光装置
１４、１４Ｂｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ    現像装置
１５    トナー
１６、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂｋ    転写装置
１７、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋ    クリーニング装置
１８    印刷メディア
１９    定着装置
【図１Ａ】
2020020869.tif 000010
【図１Ｂ】
2020020869.tif 000011
【図１Ｃ】
2020020869.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020020869.tif 000019
【図９】
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【図１０】
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