(57)【要約】【課題】特定の構成及び特性を持つ表面層でない場合に比べ、表面層のひび及び剥れが抑制された電子写真感光体を提供すること。また、該電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ、及び該電子写真感光体を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】導電性基体上に配設される感光層と、感光層上に配設され、ガリウム（Ｇａ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）とを９０原子％以上含んで構成されると共に膜の原子数密度が７．９×１０２２ｃｍ−３以上である表面層と、を備える電子写真感光体、該電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジ、及び該電子写真感光体を備えた画像形成装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基体と、
導電性基体上に配設される感光層と、
感光層上に配設され、ガリウム（Ｇａ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）とを９０原子％以上含んで構成されると共に膜の原子数密度が７．８×１０２２ｃｍ−３以上である表面層と、
を備える電子写真感光体。
【請求項２】
前記表面層の膜厚が、１．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記感光層が、有機感光層である請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、前記帯電手段によって帯電された前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像する現像手段、及び前記電子写真感光体へ付着した付着物を除去するクリーニング手段から選択された少なくとも１つと、
を一体として有するプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を、トナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を少なくとも備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体、並びに、これを用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真法は、複写機やプリンター等に幅広く利用されている。このような電子写真法を利用した画像形成装置に使用される電子写真用感光体（以下、「感光体」と称す場合がある）は、装置内で、様々な接触やストレスに曝されるため、これらに起因して劣化を招くが、その一方で、画像形成装置のデジタル化やカラー化にともなって高い信頼性が求められている。
【０００３】
電子写真用感光体には、長寿命化が求められていることから、例えば、有機感光層上に、触媒ＣＶＤ法を利用してアモルファスシリコンカーバイド表面表面層を形成する方法（特許文献１参照）、耐湿性や耐刷性を改善することを目的としてアモルファス炭素中に微量のガリウム原子を含有させる技術（特許文献２参照）、ダイヤモンド結合を有するアモルファス窒化炭素を用いる技術（特許文献３参照）、非単結晶の水素化窒化物半導体を用いる技術（特許文献４参照）が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３１６０５３号公報
【特許文献２】特開平２−１１０４７０号公報
【特許文献３】特開２００３−２７２３８号公報
【特許文献４】特開平１１−１８６５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、特定の構成及び特性を持つ表面層でない場合に比べ、表面層のひび及び剥れが抑制された電子写真感光体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
導電性基体と、
導電性基体上に配設される感光層と、
感光層上に配設され、ガリウム（Ｇａ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）とを９０原子％以上含んで構成されると共に膜の原子数密度が７．８×１０２２ｃｍ−３以上である表面層と、
を備える電子写真感光体。
【０００６】
請求項２に係る発明は、
前記表面層の膜厚が、１．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１に記載の電子写真感光体。
【０００７】
請求項３に係る発明は、
前記感光層が、有機感光層である請求項１に記載の電子写真感光体。
【０００８】
請求項４に係る発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段、前記帯電手段によって帯電された前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像する現像手段、及び前記電子写真感光体へ付着した付着物を除去するクリーニング手段から選択された少なくとも１つと、
を一体として有するプロセスカートリッジ。
【０００９】
請求項５に係る発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を、トナーを含む現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を少なくとも備える画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、特定の構成及び特性を持つ表面層でない場合に比べ、表面層のひび及び剥れが抑制される。
請求項２に係る発明によれば、ひび及び剥れが生じ易い厚みの表面層であっても、表面層の剥れが抑制される。
請求項３に係る発明によれば、感光層が有機感光層である場合でも、表面層のひびや剥れが抑制される。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、電子写真感光体の表面層のひびや剥れに起因する画像流れが抑制される。
請求項５に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べ、電子写真感光体の表面層のひびや剥れに起因する画像流れが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
（電子写真感光体）
本実施形態に係る電子写真感光体は、導電性基体と、導電性基体上に配設される感光層と、感光層上に配設され、ガリウム（Ｇａ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）とを９０原子％以上含んで構成されると共に膜の原子数密度が７．８×１０２２ｃｍ−３以上である表面層と、を備える。
【００１３】
ここで、酸素とガリウムからなる膜は、電子写真感光体の表面層として用いたときに、表面の機械的耐久性や耐酸化性に優れ、放電生成物の付着に起因する画像欠陥も抑制され、さらにこれらの特性を経時的に維持される。
このような表面層はひびを生じ易く、例えば、特に、接触型帯電器（ＢＣＲ）と組み合わせて用いたときや、高温高湿下（例えば２８℃、８５％ＲＨ）で繰り返しプリントし、その後さらに数時間休止したとき等に、ひびに沿った画像流れが発生し易くなることがある。
ひびの発生原因としては、いくつかの要因が考えられるが、ひとつに下地と表面層の機械的特性の違いが挙げられる。たとえば、下地と表面層の硬度や弾性率といった機械的物性が大きく異なり下地がより変形し易いような場合、クリーニングブレードのような接触部材から機械的なストレスを受けると、下地の変形に表面層の変形がついていけずにひびを生じると考えられる。
また、下地と表面層の熱膨張係数が大きく異なるときに、成膜時と異なる温度に保つと、表面層／下地に圧縮又は引っ張り内部応力が発生し易くなる。そのときに表面層の機械強度が足りないと表面層膜が割れてひびを生じることがある。また、表面層の膜厚が大き過ぎるときに、表面層はひびを発生せずに剥がれが生じやすくなることがある。
一方で、トナーではない異物（例えばたとえば、紙粉、その他環境中の埃や砂等）を巻き込み、電子感光体と接触部材（例えば、接触帯電器、クリーニング手段など）で挟んだとき、電子感光体は異物を押さえつけられ膜厚方向に押されて表面に割れを伴った損傷を生ずることがある。
【００１４】
そこで、本実施形態に係る電子写真感光体では、ガリウム（Ｇａ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）とを９０原子％以上含んで構成される表面層において、膜の原子数密度を特定な範囲以上とすることで、表面層のひび及び剥れが抑制される。これは、特定の元素構成で且つ上記原子数密度を持つ表面層は、緻密な膜であり、そうでない膜に比べて酸素とＧａの化学結合がより多く存在するため、膜自体の結合強度が強く、膜表面と平行方向の圧縮や引っ張り応力が働いてもひびが生じ難くなると考えられるためである。
【００１５】
以下、実施形態に係る電子写真感光体を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る感光体の層構成の一例を示す模式断面図であり、図１中、１は導電性基体、２は有機感光層、２Ａは電荷発生層、２Ｂは電荷輸送層、３は表面層を表す。図１に示す感光体は、導電性基体１上に、電荷発生層２Ａ、電荷輸送層２Ｂ、表面層３がこの順に積層された層構成を有し、有機感光層２は電荷発生層２Ａ及び電荷輸送層２Ｂの２層から構成される。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る感光体の層構成の他の例を示す模式断面図であり、図２中、４は下引層、５は中間層を表し、他は、図１中に示したものと同様である。図２に示す感光体は、導電性基体１上に、下引層４、電荷発生層２Ａ、電荷輸送層２Ｂ、中間層５、表面層３がこの順に積層された層構成を有する。
図３は、本実施形態に係る感光体の層構成の他の例を示す模式断面図であり、図３中、６は有機感光層を表し、他は、図１、図２中に示したものと同様である。図３に示す感光体は、導電性基体１上に、下引層４、有機感光層６、表面層３がこの順に積層された層構成を有し、有機感光層６は、図１や図２に示す電荷発生層２Ａ及び電荷輸送層２Ｂの機能が一体となった層である。
【００１７】
以下、各層の詳細について説明する。まず、表面層について説明する。
【００１８】
表面層の原子数密度は、７．８×１０２２ｃｍ−３以上であるが、望ましくは８．０×１０２２ｃｍ−３以上である。なお、表面層の原子数密度の上限値（限界値）は、結晶酸化ガリウムのそれ１０．４×１０２２ｃｍ−３以下である。この表面層の原子数密度が上記範囲より小さいと、膜の結合力が足りないため、下地と表面層の熱膨張差に起因する内部応力や感光体が回転したときに接触部材から受けるせん断力によってひびや剥れを生じる。結晶酸化ガリウムのそれ１０．４１×１０２２ｃｍ−３以下となる。
【００１９】
上記原子数密度を持つ表面層は、例えば、成膜時の自己バイアスが２００Ｖ以上で、高周波放電（例えば１３．５６ＭＨｚの高周波放電）を用いたプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により成膜することで得られる。ここで、自己バイアスとは、高周波電力によってプラズマは発生させたときに、放電電極に生じるＤＣ（直流）バイアスのことで高周波を用いたプラズマに特有なものである。これは電子とイオンの質量の違いによって発生する。自己バイアスが発生したプラズマ状態で成膜を行うと、酸化ガリウム膜となるプラズマ中の荷電粒子、たとえば酸素イオンが加速されて表面に打ち付けられることで膜がより緻密になると考えられる。無論、上記原子数密度を持つ表面層を得るためには、上記手法に限られるものではない。
【００２０】
ここで、原子数密度の測定方法は、Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＲＢＳ）とＨｙｄｒｏｇｅｎ  Ｆｏｒｗａｒｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＨＦＳ）によって以下のように測定される。日新ハイボルテージ（株）製  後方散乱測定装置ＡＮ−２５０を用いて以下のような条件で測定する。入射イオン４Ｈｅ＋、２３ＭｅＶ、入射角７５°、検出器位置は、ＲＢＳ測定は１６０°の散乱角で、ＨＦＳ測定は３０°の反跳角で行う。得られたスペクトルの解析から面密度を得る。これと別の実験で求めた膜厚値を用いて膜の原子数密度を得られる。
【００２１】
表面層は、ガリウム（Ｇａ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）とを含んで構成される。表面層は構成元素の中にガリウムと酸素とを含むと、表面層表面の機械的耐久性や耐酸化性が向上され、放電生成物の付着が抑制されると共に、これらの特性を経時的に維持される。加えて、表面層が構成元素中に水素を含むと、結合のフレキシビリティが増す。
【００２２】
そして、表面層は、構成元素に占めるガリウム（Ｇａ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）との割合の合計が９０原子％である。特に、このような酸素とガリウムと水素からなる酸化ガリウム系表面層は、構成元素に占める酸素とガリウムと水素の割合の合計が９０原子％以上で、酸素とガリウムの元素組成比（酸素／ガリウム）が１．１以上、１．５以下であることが望ましく、さらに望ましくは酸素とガリウムと水素の割合の合計が９５原子％以上で、酸素とガリウムの元素組成比（酸素／ガリウム）が１．１以上、１．４以下であることが望ましい。一方で、表面層の構成元素に占める水素の割合は、０．１原子％以上３０原子％以下であることが望ましく、０．５原子％以上２５原子％以下の範囲内がより望ましい。
このような組成を有する膜は適度な電気伝導性を有し残留電位の上昇抑制することができる。
ここで、膜の組成は、前述のＲＢＳとＨＦＳ測定から得られる。
【００２３】
表面層は、非晶質でも結晶性でもいずれでもよいが、感光体の表面の滑りを良くするためには、表面層が非晶質であることが望ましい。結晶性／非晶質性は、ＲＨＥＥＤ（反射高速電子線回折）測定により得られた回折像の点や線の有無により判別される。また、非晶質性は、Ｘ線回折スペクトル測定によっても回折角に固有の鋭いピークが現れないことによっても判別される。
【００２４】
表面層の膜厚は、１．５μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。表面層の膜厚が上記範囲満であると、接触部材で異物を押し付けたときに、表面層表面と垂直方向にかかるストレスによって表面に割れを伴った損傷が形成されることがある。このような点から膜厚は大きい方が望ましいが、表面層の膜厚が上記範囲より大きいと下地と表面層の熱膨張差で発生する内部応力が大きくなることがあり、膜が浮き上がったり、剥がれたりすることがある。
【００２５】
以下、本実施形態に係る電子写真感光体の表面層の形成方法に一例につき説明する。
図４は、本実施形態に係る電子写真感光体の表面層の形成に用いる成膜装置の一例を示す概略模式図である。
【００２６】
図４に示すように、成膜装置３０は、真空排気される真空チャンバー３２を含んで構成されている。真空チャンバー３２の内部には、表面層の成膜が未だなされていない状態の電子写真感光体（以下、ノンコート感光体と称する）５０を、ノンコート感光体５０の長尺方向を回転軸方向として回転するように支持する支持部材４６が設けられている。支持部材４６は、支持部材４６を支持するための支持軸５２を介してモータ４８に接続されており、モータ４８の駆動力を、支持軸５２を介して支持部材４６へ伝達され得るように構成されている。
【００２７】
支持部材４６に、ノンコート感光体５０が保持された後に、モータ４８が駆動することにより、モータ４８の駆動力が支持軸５２及び支持部材４６を介してノンコート感光体５０に伝達されると、ノンコート感光体５０は、長尺方向を回転軸方向として回転する。
【００２８】
真空チャンバー３２の一端には、真空チャンバー３２内のガスを排気するための排気管４２が設けられている。排気管４２の一端は、真空チャンバー３２の開口４２Ａを介して真空チャンバー３２の内部に連ねて設けられ、他端は、真空排気装置４４に接続されている。真空排気装置４４は、１つ、又は複数の真空ポンプからなるが、必要に応じてコンダクタンスバルブなどの排気速度を調整する機構を備えていてもよい。
【００２９】
真空排気装置４４の駆動によって、排気管４２を介して真空チャンバー３２内の空気が排気されると、真空チャンバー３２の内部は予め定められた圧力（到達真空度）まで減圧される。なお、この到達真空度とは、１Ｐａ以下であることが望ましく、０．１Ｐａ以下であることがさらに望ましい。後述するように本発明では、ガリウム原料と酸素の供給速度の比によって元素組成比（酸素／ガリウム）を制御するが、この到達真空度が高いと、残存した空気中の酸素や水の影響で反応雰囲気の酸素量が供給した量よりも多くなり、組成制御性が悪くなる。
【００３０】
真空チャンバー３２の内部に設置されたノンコート感光体５０の近くには、放電電極５４が設けられている。放電電極５４は、マッチングボックス５６を介して高周波電源５８に電気的に接続されている。
【００３１】
放電電極５４は、例えば板状であって、放電電極５４の長尺方向は、ノンコート感光体５０の回転軸方向（長尺方向）と同一となるように設けられ、且つノンコート感光体５０の外周面から予め定められた距離離間されて設けられている。放電電極５４は、中空状（空洞構造）で放電面にプラズマを生成するガスを供給するための１つ又は複数の開口３４Ａを有するものである。放電電極５４が空洞構造でなく放電面に開口３４Ａが無いものである場合、プラズマを生成するガスは別に設けられたガス供給口から供給され、ノンコート感光体５０と放電電極５４との間を通過するようにした構成でもよい。また、放電電極５４と真空チャンバー３２との間で放電が起こらないように、ノンコート感光体５０と対向している面以外の電極面が約３ｍｍ以下程度のクリアランスを有してアースされた部材により覆われていることが好適である。
高周波電源５８からマッチングボックス５６を介して放電電極５４へ高周波電力が供給されると、放電電極５４による放電が行われる。
【００３２】
真空チャンバー３２内の、放電電極５４を介してノンコート感光体５０に対向する領域には、中空構造の放電電極５４内部を介して真空チャンバー３２内のノンコート感光体５０に向かってガスを供給するためのガス供給管３４が設けられている。
ガス供給管３４の一端は、放電電極５４内に連結（すなわち、放電電極５４及び開口３４Ａを介して真空チャンバー３２内に連結）しており、他端は、ガス供給装置４１Ａ、ガス供給装置４１Ｂ、ガス供給装置４１Ｃ各々に接続されている。
【００３３】
ガス供給装置４１Ａ、ガス供給装置４１Ｂ、及びガス供給装置４１Ｃ各々は、ガス供給量を調整するためのＭＦＣ（マスフローコントローラー）３６、圧力調整器３８、及びガス供給源４０を含んで構成されている。各ガス供給装置４１Ａ、ガス供給装置４１Ｂ、及びガス供給装置４１Ｃ各々のガス供給源４０は、ガス供給管３４の上記他端に、圧力調整器３８及びＭＦＣ３６を介して接続されている。
【００３４】
ガス供給源４０内のガスは、圧力調整器３８によって供給圧を調整され、且つＭＦＣ３６によってガス供給量を調整されつつ、ガス供給管３４、放電電極５４、及び開口３４Ａを介して、真空チャンバー３２内のノンコート感光体５０へ向かって供給される。
なお、上記ガス供給装置４１Ａ、ガス供給装置４１Ｂ、及びガス供給装置４１Ｃ各々に含まれるガス供給源４０に充填されているガスの種類は、同一種類であってもよいが、複数のガスを用いて処理を行う場合には、互いに異なる種類のガスを充填したガス供給源４０を用いてもよい。この場合には、互いに異なる種類のガスが、ガス供給装置４１Ａ、ガス供給装置４１Ｂ、及びガス供給装置４１Ｃ各々のガス供給源４０からガス供給管３４に供給されて合流された混合ガスが、放電電極５４及び開口３４Ａを介して真空チャンバー３２内のノンコート感光体５０へ向かって供給される。
【００３５】
また、真空チャンバー３２内のノンコート感光体５０には、ガリウムを含む原料ガスも供給される。原料ガスは、原料ガス供給源６２から先端部がシャワーノズル６４Ａであるガス導入管６４によって、真空チャンバー３２に導入される。原料ガスとしては、例えばトリメチルガリウム、トリエチルガリウムなどのガリウムを含む化合物ガスなどを用いられる。また、酸素源として、Ｏ２をはじめ酸素を含む物質を用いてもよい。
【００３６】
成膜は、例えば、以下のように実施される。まず、真空排気装置４４によって真空チャンバー３２内が予め定められた圧力まで減圧された状態で、マッチングボックス５６を介して高周波電源５８から放電電極５４に高周波電力を供給すると共に、プラズマを生成するガスをガス供給管３４から真空チャンバー３２内へと導入する。このとき、放電電極５４の放電面側から排気管４２による開口４２Ａ側へと放射状に広がるように、プラズマが形成される。
なお、上記プラズマ形成時の真空チャンバー３２内の圧力は、１Ｐａ以上５００Ｐａ以下であることが望ましい。
【００３７】
本実施形態においては、プラズマを形成するガスは酸素を含んでいる。そして、そのほかにＨｅやＡｒなどの不活性ガスやＨ２などの非成膜性ガスを含んだ混合ガスであってもよい。この非成膜性ガスや不活性ガスは、例えば反応容器内の圧力などの反応雰囲気を制御するのに用いられる。特に水素は、後述するように低温での反応において重要である。
【００３８】
次に、キャリアガス供給源６０からの水素を原料ガス供給源６２に通して、水素をキャリアガスとして用いて水素希釈したトリメチルガリウム（ガリウムを含む有機金属化合物）ガスをガス導入管６４、シャワーノズル６４Ａを介して真空チャンバー３２に導入することによって、活性化した酸素とトリメチルガリウムとを活性水素を含む雰囲気で反応させ、ノンコート感光体５０表面に水素と酸素とガリウムとを含む膜が成膜される。
【００３９】
本実施形態においては、上記のようにＯ２ガスとＨ２ガスとを混合して放電電極５４内に導入して、同時に活性種をつくることによってトリメチルガリウムガスを分解し、ノンコート感光体５０上に水素を含んだガリウムと酸素との化合物を成膜することが望ましい。
水素ガスと酸素ガスとを同時にプラズマ内で活性化し、ガリウムを含む有機金属化合物を反応させることで、プラズマ放電により生成した活性水素により有機金属ガスに含まれるメチル基やエチル基等の炭化水素基のエッチング効果が得られ、これにより低温でも高温（例えば２００℃以上６００℃以下）成長時と同等の膜質のガリウム及び酸素を含む化合物の膜を、有機物（有機感光層）の表面にも該有機物にダメージを与えることなく形成される。
【００４０】
具体的には、例えば、活性化のために供給される前記プラズマを生成するガス中の水素ガス濃度は、１０体積％以上とすることが望ましい。水素ガス濃度が１０体積％未満では低温でも十分なエッチング反応が行われず、水素ガス濃度が１０体積％以上の場合に比べ水素含有量が多いガリウムの酸化物化合物が生成され、耐水性が不足し、大気中で不安定な膜となる場合がある。
【００４１】
また、ガリウム原料と酸素原料との供給量により、Ｏ／Ｇａ元素組成比が制御される。この場合、酸素ガスとトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）ガスのガス供給モル比［Ｏ２］／［ＴＭＧａ］は、０．１以上１０以下とすることが望ましい
その他の方法による場合においても、ガス供給量を変えることによって成長雰囲気を制御したり、スパッタリングなどにおいてはターゲットに含まれるガリウムと酸素との割合によって制御される。
【００４２】
成膜時のノンコート感光体５０表面の温度は特に限定されないが、０℃以上１５０℃以下で処理を行うことが望ましい。ノンコート感光体５０表面の温度は、１００℃以下とすることがより望ましい。さらに、ノンコート感光体５０表面の温度が１５０℃以下であっても、プラズマの影響で表面が１５０℃より高くなる場合には有機感光層が熱で損傷を受ける場合があるため、この影響を考慮してノンコート感光体５０表面の温度を設定することが望ましい。
【００４３】
なお、ノンコート感光体５０の表面温度は図示していない方法で制御してもよいし、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。ノンコート感光体５０を加熱する場合にはヒータをノンコート感光体５０の外側や内側に設置してもよい。ノンコート感光体５０を冷却する場合にはノンコート感光体５０の内側に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。
放電によるノンコート感光体５０の温度上昇を避けたい場合には、ノンコート感光体５０表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整すればよい。
【００４４】
図４に示す成膜装置３０のプラズマ発生方法は、高周波発振装置を単独で用いたものであるが、高周波発振装置を有していればこれと組み合わせて、例えばマイクロ波発振装置を用いたり、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式を用いてもよい。また、高周波発振装置の場合は、誘導型でも容量型でもよい。
【００４５】
ガリウムを含むガスとしては、トリメチルガリウムガスの代わりにトリエチルガリウムを使用してもよいし、これらを２種類以上混合して用いてもよい。
【００４６】
以上の方法により、活性化された水素、酸素及びガリウムが感光体上に存在し、さらに、活性化された水素が、有機金属化合物を構成するメチル基やエチル基等の炭化水素基の水素を分子として脱離させる効果を有する。それゆえ、感光体表面には、水素、酸素及びガリウムが三次元的な結合を構成する硬質膜からなる表面層が形成される。
【００４７】
以下、本実施形態に係る電子写真感光体の他の構成について詳細に説明する。
本実施形態に係る電子写真感光体は、その層構成が導電性基体上に有機感光層と表面層とがこの順に積層されたものである。また、これらの層の間に必要に応じて下引層等の中間層を設けてもよい。さらに有機感光層は、前記のように２層以上であってもよく、更に、機能分離型であってもよい。
【００４８】
ここで、感光層は、有機感光層であることがよい。本実施形態に係る電子写真感光体では、下地が有機感光層のような材料であって、その機械的特性が酸素とガリウムと水素を主な構成元素とする材料と異なるときに問題となるひびが抑制される。
【００４９】
有機感光層は、電荷発生層と電荷輸送層とが分離された機能分離型であってもよい。機能分離型である場合の構成としては、電荷発生層及び電荷輸送層は、電荷発生層が表面側であってもよいし、電荷輸送層が表面側であってもよい。必要に応じて導電性基体と有機感光層との間に下引層を設けてもよい。また、表面層と有機感光層との間に、緩衝層などの中間層を設けてもよい。
【００５０】
有機感光層に含まれる有機高分子化合物は熱可塑性であっても熱硬化性のものであっても、また２種類の分子を反応させて形成するものでもよい。また、有機感光層と表面層との間に、硬度や膨張係数、弾力性の調整、密着性の向上などの観点から中間層を設けてもよい。中間層は、表面層の物性及び有機感光層（機能分離型の場合は電荷輸送層）の物性の両者に対して、中間的な特性を示すものが好適である。また、中間層を設ける場合には、中間層は、電荷をトラップする層として機能してもよい。
【００５１】
有機感光層は、電荷発生層と電荷輸送層に分かれた機能分離型の有機感光層（図１及び図２参照）でもよいし、機能一体型の単層型の有機感光層（図３参照）であってもよい。機能分離型の場合には電子写真感光体の表面側に電荷発生層を設けたものでもよいし、表面側に電荷輸送層を設けたものでもよい。以下、有機感光層としては機能分離型の有機感光層を中心に説明する。
【００５２】
有機感光層上に、後述する方法により表面層を形成する場合、熱以外の短波長電磁波の照射により有機感光層が分解したりすることを防ぐため、有機感光層表面には、表面層を形成する前に紫外線などの短波長光吸収層を予め設けてもよい。
【００５３】
また、紫外線吸収剤を含む層（例えば、高分子樹脂に分散させた層を、塗布等を利用して形成される層）を有機感光層表面に設けてもよい。
このように、表面層を形成する前に感光体表面に中間層を設けることで、表面層を形成するときの紫外線や、画像形成装置内で感光体が使用された場合のコロナ放電や各種の光源からの紫外線などの短波長光による有機感光層への影響が抑制される。
【００５４】
表面層は、非晶性あるいは結晶性のいずれでもよいが、感光体表面の滑りを良くするためには、表面層が非晶質性であることが望ましい。
【００５５】
次に、導電性基体について説明する。導電性基体としては、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、亜鉛、ニッケル等の金属ドラム；シート、紙、プラスチック、ガラス等の基材上にアルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケル−クロム、ステンレス鋼、銅−インジウム等の金属を蒸着したもの；酸化インジウム、酸化スズ等の導電性金属化合物を上記基材に蒸着したもの；金属箔を上記基材にラミネートしたもの；カーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズ−酸化アンチモン粉、金属粉、ヨウ化銅等を結着樹脂に分散し、上記基材に塗布することによって導電処理したもの等が挙げられる。また、導電性基体の形状は、ドラム状、シート状、プレート状のいずれであってもよい。ここで、「導電性」とは、体積抵抗率が１０９Ω・ｃｍ以下を示す。  
【００５６】
また、導電性基体として金属製パイプ基体を用いる場合、該金属製パイプ基体の表面は素管のままのものであってもよいが、予め表面処理により基体表面を粗面化しておいてもよい。かかる粗面化により、露光光源としてレーザービーム等の可干渉光源を用いた場合に、感光体内部で発生し得る干渉光による木目状の濃度ムラが抑制される。表面処理の方法としては、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、ウェットホーニング等が挙げられる。
【００５７】
特に、有機感光層との密着性向上や成膜性向上の点で、以下のようにアルミニウム基体の表面に陽極酸化処理を施したものを導電性基体として用いることが望ましい。
【００５８】
以下、表面に陽極酸化処理を施した導電性基体の製造方法について説明する。
まず、基体として純アルミ系あるいはアルミニウム合金（例えば、ＪＩＳ１０００番台、３０００番台、６０００番台のアルミニウムあるいはアルミニウム合金）を用意する。次に陽極酸化処理を行う。陽極酸化処理は、クロム酸、硫酸、蓚酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸などの酸性浴中において行うが、硫酸浴による処理がよく用いられる。陽極酸化処理は、例えば、硫酸濃度：１０質量％以上２０質量％以下、浴温：５℃以上２５℃以下、電流密度：１Ａ／ｄｍ２以上４Ａ／ｄｍ２以下、電解電圧：５Ｖ以上３０Ｖ以下、処理時間：５分以上６０分以下程度の条件で行われるが、これに限定するものではない。
【００５９】
このようにしてアルミニウム基体上に成膜された陽極酸化皮膜は、多孔質であり、又絶縁性が高く、表面が非常に不安定であるため、皮膜形成後にその物性値が経時的に変化しやすくなっている。この物性値の変化を防止するため、陽極酸化皮膜を更に封孔処理することが行われる。封孔処理の方法には、フッ化ニッケルや酢酸ニッケルを含有する水溶液に陽極酸化皮膜を浸漬する方法、陽極酸化皮膜を沸騰水に浸漬する方法、加圧水蒸気により処理する方法などがある。これらの方法のうち、酢酸ニッケルを含有する水溶液に浸漬する方法が特によく用いられる。
【００６０】
このようにして封孔処理が行われた陽極酸化皮膜の表面には、封孔処理により付着した金属塩等が過剰に残留している。この金属塩等が基体の陽極酸化皮膜上に過剰に残存すると、陽極酸化皮膜上に形成する塗膜の品質に悪影響を与えるだけでなく、一般的に低抵抗成分が残ってしまう傾向にあるため、この基体を感光体に用いて画像を形成した場合に地汚れの発生原因になる。
【００６１】
そこで、封孔処理に引き続き、封孔処理により付着した金属塩等を除去するために陽極酸化皮膜の洗浄処理が行われる。洗浄処理は純水により基体の洗浄を１回行うことでも構わないが、多段階の洗浄工程により基体の洗浄を行うのが望ましい。この際、最終の洗浄工程における洗浄液としては、可能な限りきれいな（脱イオンされた）洗浄液が用いられる。また、多段階の洗浄工程のうち、いずれか１工程において、ブラシ等の接触部材を用いた物理的なこすり洗浄を施すことがよりさらに望ましい。
【００６２】
以上のようにして形成される導電性基体表面の陽極酸化皮膜の膜厚は、３μｍ以上１５μｍ以下程度の範囲内であることが望ましい。陽極酸化皮膜上には多孔質陽極酸化膜のポーラスな形状の極表面に沿ってバリア層といわれる層が存在する。バリア層の膜厚は、本実施形態に係る電子写真感光体においては１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが望ましい。以上のようにして、陽極酸化処理された導電性基体が得られる。
【００６３】
このように得られた導電性基体は、陽極酸化処理により基体上に成膜された陽極酸化皮膜が高いキャリアブロッキング性を有している。そのため、この導電性基体を用いた感光体を画像形成装置に装着して反転現像（ネガ・ポジ現像）を行う場合に発生する点欠陥（黒ポチ、地汚れ）が抑制されるとともに、接触帯電時に生じやすい接触帯電器からの電流リーク現象が抑制される。また、陽極酸化皮膜に封孔処理を施すことにより、陽極酸化皮膜の作製後における物性値の経時変化が抑制される。また、封孔処理後に導電性基体の洗浄を行うことにより、封孔処理により導電性基体表面に付着した金属塩等を除去することがなされ、この導電性基体を用いて作製した感光体を備えた画像形成装置により画像を形成した場合に地汚れの発生が抑制される。
【００６４】
次に、導電性基体上に設けられる有機感光層について詳細に説明する。有機感光層は、主として電荷発生層及び電荷輸送層であるが、前記のように必要に応じて下引層や中間層が設けられる。
【００６５】
まず、下引層を構成する材料としては、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−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挙げられる。
これらの化合物は、例えば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られる。これらの中でも、ジルコニウム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低減されると共に、繰り返し使用による電位の変化も低減されることから望ましく使用される。また、有機金属化合物は、これを単独又は２種以上を混合したり、さらに上述の結着樹脂と混合して用いてもよい。
【００６６】
有機シリコン化合物（シリコン原子を含有する有機金属化合物）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ジメトキシシラン、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が挙げられる。これらの中でも、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−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−ア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−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望ましく使用される。
【００６７】
有機ジルコニウム化合物（ジルコニウムを含有する有機金属化合物）としては、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。
【００６８】
有機チタン化合物（チタンを含有する有機金属化合物）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。
【００６９】
有機アルミニウム化合物（アルミニウムを含有する有機金属化合物）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、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。
【００７０】
また、下引層を形成するための下引層形成用塗布液に用いる溶媒としては、公知の有機溶剤、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、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−ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、２−ブタノン等のケトン系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。また、これらの溶剤は単独あるいは２種以上を混合して用いてもよい。なお２種以上の溶媒を混合する場合に使用される溶媒としては、混合溶媒として結着樹脂を溶かす溶媒であれば、いかなるものでも使用される。
【００７１】
下引層の形成は、まず、下引層用塗布剤及び溶媒を分散及び混合して調合された下引層形成用塗布液を用意し、導電性基体表面に塗布することにより行う。下引層形成用塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布法、リング塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法を用いられる。下引層を形成する場合には、その膜厚は０．１μｍ以上３μｍ以下となるように形成することが望ましい。下引層の膜厚をこのような膜厚範囲内とすることにより、電気的な障壁を過剰に強くすることなく減感及び繰り返しによる電位の上昇が抑制される。
【００７２】
このようにして導電性基体上に下引層を形成することにより、下引層上に形成される層を塗布形成する際の濡れ性の改善を図られるとともに、電気的なブロッキング層としての機能が果される。
【００７３】
下引層の表面粗さは、使用される露光用レーザ波長λの１／（４ｎ）倍（但し、ｎは下引層よりも外周側に設けられる層の屈折率）以上１倍以下程度の範囲内の粗度を有するように調整してもよい。表面粗さの調整は、下引層形成用塗布液中に樹脂粒子を添加することにより行われる。これにより下引層の表面粗さを調整して作製した感光体を画像形成装置に用いた場合に、レーザ光源による干渉縞像がより抑制される。
なお、樹脂粒子としては、シリコーン樹脂粒子、架橋型ＰＭＭＡ樹脂粒子等が用いられる。また、表面粗さの調整のために下引層表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、ウェットホーニング、研削処理等を用いられる。なお、正帯電構成の画像形成装置に用いられる感光体では、レーザ入射光は感光体の極表面の近くで吸収され、さらに有機感光層中で散乱されるため、下引層の表面粗さの調整は強くは必要とされない。
【００７４】
また、下引層形成用塗布液に、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加えることも望ましい。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られる。
【００７５】
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ジメトキシシラン、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。
【００７６】
ジルコニウムキレート化合物の具体例としては、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。
【００７７】
チタニウムキレート化合物の具体例としては、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。
【００７８】
アルミニウムキレート化合物の具体例としては、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、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。
これらの添加物は、単独で用いてもよいが、複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いてもよい。
【００７９】
また、上述した下引層形成用塗布液には、少なくとも１種の電子受容性物質を含有させておくことが望ましい。電子受容性物質の具体例としては、無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、ｏ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、フタル酸などが挙げられる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Ｃｌ，ＣＮ，ＮＯ２等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体がより望ましく用いられる。これにより、有機感光層における光感度の向上や残留電位の低減を図るとともに、繰り返し使用した場合の光感度の劣化が低減され、下引層に電子受容性物質を含む感光体を備えた画像形成装置により形成したトナー像の濃度ムラが抑制される。
【００８０】
また、上述した下引層用塗布剤の代わりに下記分散型下引層用塗布剤を用いることも望ましい。これにより、適度に下引層の抵抗値を調整することにより残留電荷の蓄積が抑制されるとともに、下引層の膜厚をより厚くすることが可能となるため感光体の耐リーク性、特に接触帯電時のリークの抑制が図られる。
【００８１】
この分散型下引層用塗布剤としては、アルミニウム、銅、ニッケル、銀などの金属粉体や、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの導電性金属酸化物や、カーボンファイバ、カーボンブラック、グラファイト粉末などの導電性物質等を結着樹脂に分散したものが挙げられる。導電性金属酸化物としては、平均１次粒径０．５μｍ以下の金属酸化物粒子が望ましく用いられる。平均１次粒径が大きすぎる場合には局部的な導電路形成を起こしやすく、電流のリークが発生しやすく、その結果かぶりの発生や帯電器からの大電流のリークが生じる場合がある。下引層はリーク耐性の向上のために適切な抵抗値に調整されることが必要である。そのため、上述の金属酸化物粒子は、１０２Ω・ｃｍ以上１０１１Ω・ｃｍ以下程度の粉体抵抗を有することが望ましい。
【００８２】
なお、上記範囲の下限よりも金属酸化物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す場合ある。従って、中でも上記の範囲内の抵抗値を有する酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粒子がより望ましく用いられる。また、金属酸化物粒子は２種以上混合して用いてもよい。さらに、金属酸化物粒子にカップリング剤による表面処理を行うことで、粉体の抵抗が制御される。この際使用されるカップリング剤としては上述の下引層形成用塗布液と同様の材料を用いられる。また、これらのカップリング剤は２種以上を混合して用いてもよい。
【００８３】
この金属酸化物粒子の表面処理においては、公知の方法であればいかなる方法でもよいが、乾式法あるいは湿式法を用いてもよい。
乾式法を用いる場合においては、まず、金属酸化物粒子を加熱乾燥して表面吸着水を除去する。表面吸着水を除去することによって、金属酸化物粒子表面にカップリング剤を吸着させてもよい。次に、金属酸化物粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接あるいは有機溶媒又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吸着のバラツキが抑制されて処理される。カップリング剤を添下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望ましい。カップリング剤を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望ましい。焼き付けの効果によりカップリング剤を硬化させ金属酸化物粒子と堅固な化学反応が起される。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される。
【００８４】
湿式法を用いる場合においては、乾式法と同様に、まず、金属酸化物粒子の表面吸着水を除去する。この表面吸着水を除去する方法として、乾式法と同様の加熱乾燥の他に、表面処理に用いる溶剤中で攪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が実施される。次に、金属酸化物粒子を溶剤中に攪拌、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攪拌あるいは分散したのち、溶剤除去することで吸着のバラツキが抑制されて処理される。溶剤除去した後、さらに１００℃以上で焼き付けを行ってもよい。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される。
【００８５】
金属酸化物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後に金属酸化物粒子に表面処理剤が付着している量によって影響される。シランカップリング剤の場合、その付着量は蛍光Ｘ線分析により測定される（シランカップリング剤に起因する）Ｓｉ強度と、使用されている金属酸化物の主たる金属元素強度とから求められる。この蛍光Ｘ線分析により測定されるＳｉ強度は用いられる金属酸化物の主たる金属元素強度の１．０×１０−５倍以上１．０×１０−３倍以下であることが望ましい。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、残留電位の上昇による濃度低下が発生しやすくなる場合がある。
【００８６】
分散型下引層用塗布剤に含まれる結着樹脂としては、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が挙げられる。
中でも下引層上に形成される層の塗布溶剤に不溶な樹脂が望ましく用いられ、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望ましく用いられる。分散型下引層形成用塗布液中の金属酸化物粒子と結着樹脂との比率は所望する感光体特性を得られる範囲で任意に設定される。
【００８７】
上述した方法により表面処理された金属酸化物粒子を結着樹脂に分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が用いた方法が挙げられる。さらに、高圧ホモジナイザーとして、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式などが挙げられる。
この分散型下引層用塗布剤により下引層を形成する方法は、上述した下引層用塗布剤を用いて下引層を形成する方法と同様に行われる。
【００８８】
次に、有機感光層について、電荷輸送層と電荷発生層とに分けてこの順に以下に説明する。
電荷輸送層に用いられる電荷輸送材料としては、下記に示すものが例示される。即ち、２，５−ビス（ｐ−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誘導体、１，３，５−トリフェニル−ピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）ピラゾリンなどのピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、トリ（ｐ−メチル）フェニルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（３，４−ジメチルフェニル）ビフェニル−４−アミン、ジベンジルアニリン、９，９−ジメチル−Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）フルオレノン−２−アミンなどの芳香族第３級アミノ化合物、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’−ジアミンなどの芳香族第３級ジアミノ化合物、３−（４’ジメチルアミノフェニル）−５，６−ジ−（４’−メトキシフェニル）−１，２，４−トリアジンなどの１，２，４−トリアジン誘導体、４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン、４−ジフェニルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン、［ｐ−（ジエチルアミノ）フェニル］（１−ナフチル）フェニルヒドラゾン、１−ピレンジフェニルヒドラゾン、９−エチル−３−［（２メチル−１−インドリニルイミノ）メチル］カルバゾール、４−（２−メチル−１−インドリニルイミノメチル）トリフェニルアミン、９−メチル−３−カルバゾールジフェニルヒドラゾン、１，１−ジ−（４，４’−メトキシフェニル）アクリルアルデヒドジフェニルヒドラゾン、β，β−ビス（メトキシフェニル）ビニルジフェニルヒドラゾンなどのヒドラゾン誘導体、２−フェニル−４−スチリル−キナゾリンなどのキナゾリン誘導体、６−ヒドロキシ−２，３−ジ（ｐ−メトキシフェニル）−ベンゾフランなどのベンゾフラン誘導体、ｐ−（２，２−ジフェニルビニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリンなどのα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、Ｎ−エチルカルバゾールなどのカルバゾール誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体などの正孔輸送物質が用いられる。あるいは、上記化合物からなる基を主鎖又は側鎖に有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料は、単独又は２種以上を組み合せて使用される。
【００８９】
電荷輸送層に用いられる結着樹脂には任意のものを用いてもよいが、結着樹脂は、特に電荷輸送材料と相溶性を有し適当な強度を有するものであることが望ましい。
この結着樹脂の例として、ビスフェノールＡやビスフェノールＺ，ビスフェノールＣ，ビスフェノールＴＰなどからなる各種のポリカーボネート樹脂やその共重合体、ポリアリレート樹脂やその共重合体、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、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、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、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、スチレン−アクリル共重合体樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独あるいは２種以上の混合物として使用される。
【００９０】
電荷輸送層に用いられる結着樹脂の分子量は、有機感光層の膜厚や溶剤などの成膜条件によって選択されるが、通常は粘度平均分子量で３０００以上３０万以下が望ましく、２万以上２０万以下がより望ましい。
また、前記電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比は１０：１乃至１：５の範囲内が望ましい。
【００９１】
電荷輸送層及び／又は後述する電荷発生層は、画像形成装置中で発生するオゾンや酸化性ガス、あるいは光、熱による感光体の劣化を防止する目的で、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの添加剤を含んでもよい。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン又はそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。
【００９２】
酸化防止剤の具体的な化合物例として、フェノール系酸化防止剤では、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、スチレン化フェノール、ｎ−オクタデシル−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）−プロピオネート、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２−ｔ−ブチル−６−（３’−ｔ−ブチル−５’−メチル−２’−ヒドロキシベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、４，４’−ブチリデン−ビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチル−フェノール）、４，４’−チオ−ビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）イソシアヌレート、テトラキス−［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート］−メタン、３，９−ビス［２−［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオニルオキシ］−１，１−ジメチル  エチル］−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、３−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸ステアリルなどが挙げられる。
【００９３】
ヒンダードアミン系化合物では、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、１−［２−［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ］エチル］−４−［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ］−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、８−ベンジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１，３，８−トリアザスピロ［４，５］ウンデカン−２，４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ［｛６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，３，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−アミノプロピル）エチレンジアミン−２，４−ビス［Ｎ−ブチル−Ｎ−（１，２，２，６，６，−ペンタメチル−４ピペリジル）アミノ］−６−クロロ−１，３，５−トリアジン縮合物などが挙げられる。
【００９４】
有機イオウ系酸化防止剤では、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオプロピオネート）、ジトリデシル−３，３’−チオジプロピオネート、２−メルカプトベンズイミダゾールなどが挙げられる。
有機燐系酸化防止剤では、トリスノニルフェニルフォスフィート、トリフェニルフォスフィート、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−フォスフィートなどが挙げられる。
【００９５】
なお、有機硫黄系及び有機燐系酸化防止剤は２次酸化防止剤と言われるもので、フェノール系あるいはアミン系などの１次酸化防止剤と併用することにより酸化防止効果を相乗的により高められる。
【００９６】
光安定剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ジチオカルバメート系、テトラメチルピペリジン系などの誘導体が挙げられる。
ベンゾフェノン系光安定剤として、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２，２’−ジ−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
ベンゾトリアゾール系光安定剤として、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−［２’−ヒドロキシ−３’−（３’’，４’’，５’’，６’’−テトラ−ヒドロフタルイミド−メチル）−５’−メチルフェニル］−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ｔ−ブチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔ−アミルフェニル）−ベンゾトリアゾールなどが挙げられる。
その他の光安定剤としては、２，４，ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンゾエート、ニッケルジブチル−ジチオカルバメートなどがある。
【００９７】
電荷輸送層は、上記に示した電荷輸送材料及び結着樹脂を適当な溶媒に溶解させた溶液を塗布し、乾燥させることによって形成される。電荷輸送層形成用塗布液の調整に用いられる溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素系、アセトン、２−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル等、又はこれ等の混合溶媒を用いられる。
また電荷輸送層形成用塗布液には、塗布形成される塗膜の平滑性向上のためのレベリング剤としてシリコーンオイルを添加してもよい。
【００９８】
電荷輸送層形成用塗布液の塗布は、感光体の形状や用途に応じて、例えば、浸漬塗布法、リング塗布法、スプレー塗布法、ビード塗布法、ブレード塗布法、ローラー塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法などの塗布法を用いて行う。乾燥は、室温（例えば２５℃）での指触乾燥の後に加熱乾燥することが望ましい。加熱乾燥は、３０℃以上２００℃以下の温度域で５分以上２時間以下の範囲の時間で行うことが望ましい。
なお、電荷輸送層の膜厚は一般に５μｍ以上５０μｍ以下であることが望ましく、１０μｍ以上４０μｍ以下であることがより望ましい。
【００９９】
電荷発生層は、電荷発生材料を真空蒸着法により蒸着させて形成するか、有機溶剤及び結着樹脂を含む溶液を塗布することにより形成される。
電荷発生材料としては、非晶質セレン、結晶性セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、その他のセレン化合物；セレン合金、酸化亜鉛、酸化チタン等の無機系光導電体；又はこれらを色素増感したもの、無金属フタロシアニン，チタニルフタロシアニン，銅フタロシアニン，錫フタロシアニン，ガリウムフタロシアニンなどの各種フタロシアニン化合物；スクエアリウム系、アントアントロン系、ペリレン系、アゾ系、アントラキノン系、ピレン系、ピリリウム塩、チアピリリウム塩等の各種有機顔料；又は染料が用いられる。
また、これらの有機顔料は一般に数種の結晶型を有しており、特にフタロシアニン化合物ではα型、β型などをはじめとしてさまざまな結晶型が知られているが、目的にあった感度その他の特性が得られる顔料であるならば、これらのいずれの結晶型も用いられる。
【０１００】
なお、上述した電荷発生材料の中でも、フタロシアニン化合物が望ましい。この場合、有機感光層に光が照射されると、有機感光層に含まれるフタロシアニン化合物がフォトンを吸収してキャリアを発生させる。このとき、フタロシアニン化合物は、他種に比べ高い量子効率を有するため、吸収したフォトンを効率よく吸収してキャリアが発生される。
【０１０１】
更にフタロシアニン化合物の中でも、下記（１）乃至（３）に示すフタロシアニンがより望ましい。すなわち、
（１）電荷発生材料として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°）において、少なくとも７．６°，１０．０°，２５．２°，２８．０°の位置に回折ピークを有するヒドロキシガリウムフタロシアニン。
（２）電荷発生材料として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°）において、少なくとも７．３°，１６．５°，２５．４°，２８．１°の位置に回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン、
（３）電荷発生材料として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°）において、少なくとも９．５°，２４．２°，２７．３°の位置に回折ピークを有するチタニルフタロシアニン。
【０１０２】
これらのフタロシアニン化合物は、特に、他種に比べ、光感度が高いだけでなく、その光感度の安定性も高いため、これらフタロシアニン化合物を含む有機感光層を有する感光体は、他種に比べ、高速な画像形成及び繰り返し再現性が要求されるカラー画像形成装置の感光体として好適である。
なお、結晶の形状や測定方法によりこれらのピーク強度や位置が微妙にこれらの値から外れることも有るが、Ｘ線回折パターンが基本的に一致しているものであれば同じ結晶型であると判断される。
【０１０３】
電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、以下のものが例示される。即ちビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプなどのポリカーボネート樹脂及びその共重合体、ポリアリレート樹脂、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、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、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−アルキド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールなどである。
【０１０４】
これらの結着樹脂は、単独であるいは２種以上混合して用いてもよい。電荷発生材料と結着樹脂との配合比（電荷発生材料：結着樹脂）は、質量比で、１０：１乃至１：１０の範囲が望ましい。また電荷発生層の厚みは、一般には０．０１μｍ以上５μｍ以下であることが望ましく０．０５μｍ以上２．０μｍ以下であることがより望ましい。
【０１０５】
また電荷発生層は、感度の向上、残留電位の低減、繰り返し使用時の疲労低減等を目的として少なくとも１種の電子受容性物質を含有してもよい。電荷発生層に用いられる電子受容性物質としては、例えば無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム無水マレイン酸、無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、ｏ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、クロラニル、ジニトロアントラキノン、トリニトロフルオレノン、ピクリン酸、ｏ−ニトロ安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、フタル酸などを挙げられる。これらのうち、フルオレノン系、キノン系や、Ｃｌ，ＣＮ，ＮＯ２等の電子吸引性置換基を有するベンゼン誘導体が特によい。
【０１０６】
電荷発生材料を樹脂中に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、ダイノーミル、サンドミル、コロイドミルなどの方法を用いられる。
電荷発生層を形成する為の塗布液の溶媒として公知の有機溶剤、例えば、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤、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−ブタノール等の脂肪族アルコール系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、２−ブタノン等のケトン系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコール、ジエチルエーテル等の環状あるいは直鎖状エーテル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。
【０１０７】
また、これらの溶媒は単独あるいは２種以上混合して用いられる。２種類以上の溶媒を混合して用いる場合には、混合溶媒として結着樹脂を溶かす溶媒であれば使用される。但し、有機感光層が、導電性基体側から、電荷輸送層２Ｂと電荷発生層とをこの順に形成した層構成を有する場合に、浸漬塗布のように下層を溶解しやすい塗布方法を利用して電荷発生層を形成する際には、電荷輸送層等の下層を溶解しないような溶媒を用いることが望ましい。また、比較的下層の侵食が抑制されるスプレー塗布法やリング塗布法を利用して電荷発生層を形成する場合には溶媒の選択範囲が広げられる。
【０１０８】
次に、中間層について説明する。中間層としては、例えば、帯電器により感光体表面を帯電させる際に、帯電電荷が感光体表面から電極である感光体の導電性基体にまで注入して帯電電位が得られなくなることを防止するために必要に応じて表面層と電荷発生層との間に電荷注入阻止層を形成してもよい。
電荷注入阻止層の材料としては上記に列挙したシランカップリング剤、チタンカップリング剤、有機ジルコニウム化合物、有機チタン化合物、その他の有機金属化合物、ポリエステル、ポリビニルブチラールなどの汎用樹脂を用いられる。電荷注入阻止層の膜厚は０．００１μｍ以上５μｍ以下程度で成膜性及びキャリアブロッキング性を考慮して適宜設定される。
【０１０９】
＜プロセスカートリッジ及び画像形成装置＞
次に、本実施形態の感光体を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置について説明する。
本実施形態のプロセスカートリッジは、本実施形態の感光体を用いたものであれば特に限定されないが、具体的には、本実施形態の感光体と、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段から選択された少なくとも１つとを一体として有するものであり、画像形成装置本体に脱着自在である構成を有するものであることが望ましい。
【０１１０】
また、本実施形態の画像形成装置は、本実施形態の感光体を用いたものであれば特に限定されないが、具体的には、本実施形態の感光体と、この感光体表面を帯電させる帯電手段と、帯電手段により帯電される感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段（静電潜像形成手段）と、静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段とを備えた構成を有するものである。なお、本実施形態の画像形成装置は、各色のトナーに対応した感光体を複数有するいわゆるタンデム機であってもよく、この場合、全ての感光体が本実施形態の感光体であることが望ましい。また、トナー像の転写は、中間転写体を利用した中間転写方式であってもよい。
【０１１１】
図５は、本実施形態のプロセスカートリッジの好適な一実施形態の基本構成を概略構成図である。プロセスカートリッジ１００は、電子写真感光体１０７とともに、帯電手段１０８、現像手段１１１、クリーニング手段１１３、露光のための開口部１０５、及び除電器１１４を取り付け、ケース１０１、取り付けレール１０３を用いて組み合せて一体化したものである。そして、このプロセスカートリッジ１００は、転写手段１１２と、定着装置１１５と、図示しない他の構成部分とからなる画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、電子写真装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。
【０１１２】
図６は、本実施形態の画像形成装置の一実施形態の基本構成の概略構成図である。図６に示す画像形成装置２００は、電子写真感光体２０７と、電子写真感光体２０７を接触方式により帯電させる帯電手段２０８と、帯電手段２０８に接続された電源２０９と、帯電手段２０８により帯電される電子写真感光体２０７を露光する露光手段２１０と、露光手段２１０により露光された部分を現像する現像手段２１１と、現像手段２１１により電子写真感光体２０７に現像された像を転写する転写手段２１２と、クリーニング装置２１３と、除電器２１４と、定着装置２１５とを備える。
なお、本実施形態に係る画像形成装置は、帯電手段２０８として接触方式の帯電手段２０８以外のコロトロンやスコロトロン等の非接触型の帯電手段を用いてもよい。
【実施例】
【０１１３】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【０１１４】
［実施例１乃至６、比較例１乃至２］
（電子写真感光体の作製）
−下引層の形成−
酸化亜鉛（平均粒子径：７０ｎｍ、テイカ社製）１００質量部をトルエン５００質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤（商品名：ＫＢＭ６０３、信越化学社製）１．５質量部を添加して２時間攪拌した。その後、減圧蒸留によりトルエンを留去し、１５０℃で２時間焼き付けを行った。
【０１１５】
このようにして表面処理を施した酸化亜鉛６０質量部、硬化剤（ブロック化イソシアネート、商品名：スミジュールＢＬ３１７５、住友バイエルンウレタン社製）１５質量部及びブチラール樹脂（商品名：エスレックＢＭ−１、積水化学社製）１５質量部をメチルエチルケトン８５質量部に溶解した溶液３８質量部に、メチルエチルケトン２５質量部を混合して被処理液を得た。
【０１１６】
次に、水平型メディアミル分散機（ＫＤＬ−ＰＩＬＯＴ型、ダイノーミル、シンマルエンタープライゼス社製）を用いて以下の手順で分散処理を行った。分散機のシリンダー及び撹拌ミルはジルコニアを主成分としたセラミックスで構成されている。このシリンダーに直径１ｍｍのガラスビーズ（ハイビーＤ２０、株式会社オハラ製）をかさ充填率８０％で投入し、攪拌ミルの周速を８ｍ／分、被処理液の流量を１０００ｍＬ／分として、循環方式により分散処理を行った。被処理液の送液にはマグネットギヤポンプを用いた。
【０１１７】
上記分散処理において、予め定められた時間経過後に被処理液の一部をサンプリングし、成膜時の透過率を測定した。すなわち、被処理液をガラスプレート上に膜厚２０μｍとなるように塗布し、１５０℃で２時間の硬化処理を行って塗膜を形成させた後、分光光度計（Ｕ−２０００、日立社製）を用いて波長９５０ｎｍの透過率を求めた。そして、この透過率（膜厚２０ｎｍに対する値）が７０％を超えた時点で分散処理を終了した。
【０１１８】
このようにして得られた分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート０．００５質量部及びシリコーンオイル（商品名：ＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１質量部を添加し、下引層用塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法にて直径３０ｍｍ、長さ４０４ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム基体上に塗布し、１６０℃、１００分の乾燥硬化を行い、膜厚２０μｍの下引層を形成させた。
【０１１９】
−有機感光層の形成−
次の如く、下引層上に、電荷発生層及び電荷輸送層で構成される有機感光層を形成した。まず、電荷発生物質として、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クロロガリウムフタロシアニン１５質量部、結着樹脂として塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂（商品名：ＶＭＣＨ、日本ユニカー社製）１０質量部、及びｎ−ブチルアルコール３００質量部からなる混合物を、直径１ｍｍのガラスビーズを用いてサンドミルにて４時間分散処理し、電荷発生層用塗布液を得た。得られた分散液を下引層上に浸漬塗布し、乾燥させて、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成させた。
【０１２０】
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質量部及びビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量：４００００）６質量部をクロルベンゼン８０質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分の乾燥を行うことにより膜厚２５μｍの電荷輸送層を形成させ、有機感光体（ノンコート感光体）を得た。
【０１２１】
−表面層の形成−
続いて、ノンコート感光体上にプラズマＣＶＤにより表面層の形成を行った。ノンコート感光体を図４に示すプラズマＣＶＤ装置に導入し、真空チャンバー３２内を、圧力が１×１０−２Ｐａとなるまで真空排気した。次に、ガス供給管から、マスフローコントローラー３６を介して真空チャンバー３２に、水素ガスを１００ｓｃｃｍで、Ｈｅ希釈酸素（４％）を表１に示す供給レートで、及び水素希釈トリメチルガリウム（約１０％）を表１に示す供給レートで供給すると共にコンダクタンスバルブを調整することにより、真空チャンバー３２内の表１に示す圧力を調整し、高周波電源５８（日本高周波株式会社製５００Ｗ高周波電源ＨＦＳ−００５Ａ）及びマッチングボックス５６（日本高周波株式会社製オートマッチングボックスＭＢＡ−００５）により、１３．５６ＭＨｚのラジオ波を表１に示した出力値（ｒｆ電力）にセットし、チューナーでマッチングを取り反射波を０Ｗとして放電電極５４から放電を行った。このときの自己バイアスをマッチングボックスに接続されたＶＤＣモニター（日本高周波株式会社製ＶＤＣ―Ｄ−ＣＯＰ）でモニターした。この状態で、表１に示した成膜時間、４０ｒｐｍの速度で回転させながら成膜し表面層付きの感光体を得た。なお、この水素希釈トリメチルガリウムガスの供給は、１０℃に保たれたトリメチルガリウムに、水素をキャリアガスとしてバブリングすることによって行った。このようにして同じ条件で２回作製を繰り返し、ひとつの条件で２個の感光体を得て、ひとつを破壊分析用、ひとつを感光体特性評価用に用いた。表１に各実施例、比較例における成膜条件を示した。
【０１２２】
［電子写真感光体における表面層の破壊分析評価］
−断面ＳＥＭ観察による膜厚測定−
前記破壊分析用の感光体を表面と垂直方向に切り出し、高分子樹脂で表面を覆い埋め込んだ後にミクロトームにより切断し、その断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子社製、ＪＳＭ６３４０Ｆ、倍率：２万倍）で観察し、膜厚を測定し表２の結果を得た。
【０１２３】
−ＲＢＳ＆ＨＦＳによる膜の原子数密度と組成測定−
破壊分析用の感光体から表面と垂直方向に切り出し、ラザフォードバックスキャッタリング（ＲＢＳ）とハイドロジェンフォワードスキャッタリング（ＨＦＳ）により膜の原子数密度の評価を行った。装置としては、日新ハイボルテージ（株）製  後方散乱測定装置ＡＮ−２５０を用いて以下のような条件で測定した。入射イオン４Ｈｅ＋、２３ＭｅＶ、入射角７５°、検出器位置は、ＲＢＳ測定は１６０°の散乱角で、ＨＦＳ測定は３０°の反跳角で行った。得られたスペクトルの解析から面密度を得て、これと断面ＳＥＭ観察で得た膜厚値を用いて膜の原子数密度を表２のように得た。また、これらＲＢＳとＨＦＳの測定結果から膜の元素組成を表３のように得た。
【０１２４】
［電子写真感光体の評価］
−初期の感光体ひび状態の観察−
作製後１０日経過した感光体特性評価用の感光体の表面を光学顕微鏡で観察した。観察はキーエンス社製マイクロスコープＶＨＸにレンズＶＨ−Ｚ４５０を組み合わせて４５０倍で１視野約７００μｍ×５００μｍの観察領域で、感光体上で場所を変えながら２０視野観察を行い、成膜放置後のひびの有無を調べた。
さらに富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ  Ｃｏｌａｒ  ａ４５０用のプロセスカートリッジに搭載して１００回回転させた後の感光体表面観察を上記と同様に行いカートリッジ装着後のひびの有無を調べた。加えて、プリントテスト後の感光体表面観察を上記と同じように行った。
−プリントテスト−
次に、感光体特性評価用の感光体をＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ  Ｃｏｌａｒ  ａ４５０に取り付けて、プリントテストを実施した。プリントテストは気温２８℃、湿度８５％の高温高湿環境にて行った。
まず、２００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ：１インチ当たりのドット数））、面積被覆率２０％のハーフトーン部とプロセス方向と垂直方向の０．２ｍｍラインアンドスペース（横ラダー）部を含むテストチャートを１万枚出力した。その後機械の電源を切って１０時間保持した後電源を入れて休止後の画像サンプルを１００枚出力した。このようにして得たプリントサンプルのうち、休止後１枚目のサンプル、休止後１０枚目のサンプル、休止後１００枚目のサンプル画像を以下の観点で評価した。
○：休止後１枚目、１０枚目、１００枚目のハーフトーン、ラダーとも異常なし
△：休止後１枚目のハーフトーン又はラダーに異常があるが、１０枚目、１００枚目には異常なし
×：休止後１枚目、１０枚目、１００枚目画像のハーフトーン、又はラダーに異常あり
【０１２５】
なお、実施例で用いた感光体について、プリントテスト後の感光体を、気温５℃の環境で２４時間保管したところ、実施例４の感光体は表面層が剥がれ落ちてしまった。他の実施例の感光体については問題なく剥がれは発生しなかった。
【０１２６】
【表１】
2010181820.tif 000002
【０１２７】
【表２】
2010181820.tif 000003
【０１２８】
【表３】
2010181820.tif 000004
【０１２９】
上記結果によれば、本実施例は、比較例に比べ、ひびや剥れが生じ難い電子写真感光体であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の一例を示す模式断面図である。
【図２】本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の他の一例を示す模式断面図である。
【図３】本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の他の一例を示す模式断面図である。
【図４】本実施形態に係る電子写真感光体の表面層の形成に用いる成膜装置の一例を示す概略模式図である。
【図５】本実施形態のプロセスカートリッジの好適な一実施形態の基本構成を概略構成図である。
【図６】本実施形態の画像形成装置の一実施形態の基本構成の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１     導電性基体
２     有機感光層
２Ａ   電荷発生層
２Ｂ   電荷輸送層
３     表面層
４     下引層
５     中間層
６     有機感光層
３０   成膜装置
３２   真空チャンバー
３４   ガス供給管
３４Ａ 開口
３６   マスフローコントローラー
３８   圧力調整器
４０   ガス供給源
４１Ａ ガス供給装置
４１Ｂ ガス供給装置
４１Ｃ ガス供給装置
４２Ａ 開口
４２   排気管
４４   真空排気装置
４６   支持部材
４８   モータ
５０   ノンコート感光体
５２   支持軸
５４   放電電極
５６   マッチングボックス
５８   高周波電源
６０   キャリアガス供給源
６２   原料ガス供給源
６４   ガス導入管
６４Ａ シャワーノズル
１００ プロセスカートリッジ
１０１ ケース
１０３ レール
１０５ 開口部
１０７ 電子写真感光体
１０８ 帯電手段
１１１ 現像手段
１１２ 転写手段
１１３ クリーニング手段
１１４ 除電器
１１５ 定着装置
２００ 画像形成装置
２０７ 電子写真感光体
２０８ 帯電手段
２０９ 電源
２１０ 露光手段
２１１ 現像手段
２１２ 転写手段
２１３ クリーニング装置
２１４ 除電器
２１５ 定着装置
【図１】
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【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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