(57)【要約】【課題】長期間の繰り返し使用に対しても、異常画像を発生しない、機械的および電気的に優れた耐久性を有する感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】表面被覆率５０％以上３００％以下でフェニルトリメトキシシランにより表面被覆された無機微粒子を含有することを特徴とする電子写真感光体により、上記の課題を解決する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面被覆率５０％以上３００％以下でフェニルトリメトキシシランにより表面被覆された無機微粒子を含有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記電子写真感光体が、導電性支持体上に電荷発生層、電荷輸送層および任意の表面保護層がこの順で積層された積層型感光体であり、少なくともその最表面層としての表面保護層または電荷輸送層が、フェニルトリメトキシシランにより表面被覆され、表面被覆率５０％以上３００％以下を有する無機微粒子を含有する、請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記無機微粒子が、少なくともシリカ粒子、酸化チタン粒子またはアルミナ粒子である請求項１または２に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
前記無機微粒子が、電荷輸送層、表面保護層または電荷輸送層と表面保護層との２層に含まれる請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記無機微粒子が、平均粒径０.２５〜１.０μｍを有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
【請求項６】
前記無機微粒子が、前記最表面層が含むバインダ樹脂に対して５〜２０重量％含有されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
【請求項７】
前記導電性支持体と前記電荷発生層との間に、さらに中間層が設けられている請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録媒材上に定着して画像を形成する定着手段を少なくとも備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体及びそれを備えた画像形成装置に関する。より詳細には、本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる、優れた耐久性を有する電子写真感光体およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などに多用されている電子写真方式の画像形成装置（「電子写真装置」ともいう）では、次のような電子写真プロセスを経て画像が形成される。
【０００３】
まず、画像形成装置に備わる電子写真感光体（以下「感光体」ともいう）の感光層を、帯電手段の帯電器により所定の電位に一様に帯電させ、露光手段から画像情報に応じて照射されるレーザ光などの光により感光体を露光して静電潜像を形成する。
次いで、形成された静電潜像に対して現像手段から現像剤を供給し、感光体の表面に現像剤の成分であるトナーと呼ばれる着色された粒子を付着させて静電潜像を現像し、トナー画像として顕像化する。
その後、形成されたトナー画像を、転写手段により感光体の表面から記録紙などの転写材上に転写し、さらに定着手段により定着させて、画像情報の画像を形成する。
【０００４】
上記の転写プロセスでは、感光体表面のトナーは、そのすべてが記録紙上に転写されず、その一部が感光体表面に残留し、また転写時に感光体と接触する記録紙の紙粉が感光体表面に付着したまま残留することもある。
このような感光体表面の残留トナーおよび付着紙粉などの異物は、形成される画像の品質に悪影響を及ぼすので、クリーニング装置によって除去される。
【０００５】
電子写真プロセスに用いられる感光体は、導電性基体（「導電性支持体」ともいう）上に、光導電性材料を含有する感光層が積層されてなり、従来から無機系光導電性材料を用いた感光体（「無機系感光体」ともいう）が用いられてきた。
しかし、無機系感光体は多くの欠点を有することから、感光体に用いられる光導電性材料の開発が進み、従来から用いられている無機系光導電性材料に代えて、有機系光導電性材料、すなわち有機光導電体（Organic Photoconductor：ＯＰＣ）が多用されるようになっている。
【０００６】
有機系光導電性材料を用いた感光体（「有機系感光体」ともいう）は、感度、耐久性および環境に対する安定性などに若干の問題を有するが、毒性、製造原価および材料設計の自由度などの点において、無機系感光体に比べて多くの利点を有する。
また、有機系感光体は、感光層を浸漬塗布法に代表される容易かつ安価な方法で形成することが可能であるという利点も有する。
【０００７】
近年の研究開発により有機系感光体の感度および耐久性はさらに向上し、現在では特別な場合を除いて、有機系感光体が用いられている。
有機系感光体の性能は、電荷発生機能と電荷輸送機能とを別々の物質にそれぞれ分担させた機能分離型感光体の開発によって著しく改善されている。
【０００８】
機能分離型感光体は、有機系感光体の有する前記の利点に加え、感光層を構成する材料の選択範囲が広く、任意の特性を有する感光体を比較的容易に作製できるという利点も有している。
機能分離型感光体は、結着剤である結着樹脂（「バインダ樹脂」ともいう）中に電荷発生機能を担う電荷発生物質が分散された電荷発生層と結着樹脂中に電荷輸送機能を担う電荷輸送物質が分散された電荷輸送層とが積層された積層型感光層を備えた積層型感光体と、結着樹脂中に電荷発生物質と電荷輸送物質とが分散された単層型の感光層を備えた単層型感光体とに大別される。
【０００９】
画像形成装置では、感光体に対して、前記の帯電、露光、現像、転写、クリーニングおよび除電の動作が種々の環境下で繰返し実行されるので、感光体は、感度が高いことおよび光応答性に優れることに加えて、環境安定性、電気的安定性および機械的外力に対する耐久性（耐刷性）に優れることが要求される。具体的には、感光体の表面層が、クリーニング部材、トナー、キャリアなどによる摺擦により磨耗し難いことが要求される。
【００１０】
近年、モノクロ機からカラー機への転換が進む中で、用いられるトナーもそれに応じて変化してきている。例えば、カラートナーでは色の鮮やかさが重視され、溶融し易い低融点の樹脂が用いられる傾向にある。
また、高画質化が進む中で、トナーは不定形のものから、乳化重合法や懸濁重合法などで製造される球形トナーが用いられる傾向にある。
【００１１】
感光体表面の残留トナーは、一般にゴム製などのクリーニングブレードを感光体のカウンター方向に当接させて除去されるが、球形トナーは、クリーニングブレードと感光体との当接部に潜り込み、すり抜けるために、クリーニング不良となる場合が多い。
その原因としては、特に、高速複写機では熱が奪われ易く、定着オフセットが重大な問題点に挙げられ、これを解決するためにトナーのガラス転移点（Ｔｇ）を下げる傾向があり、それに伴いトナーの感光体ドラムへの融着（フィルミング）が早期に発生し易くなると考えられる。
【００１２】
上記の問題を解決する１つの手段として、感光体ドラムに対するクリーニング部材であるブレードの当接圧を高める方法がとられるが、当接圧の上昇によりブレードの摩耗、ブレードの反転めくれなどが発生し易くなり、ドラムの傷や削れ量が増大し、ブレード自体の寿命を低下させてしまうなどの問題がある。
【００１３】
また、感光体ドラムの表面層を硬化させる方法（非特許文献１）、潤滑剤として無機および/または有機粒子を添加して感光体ドラムの表面層の摩擦係数を低減する方法などが提案されている。
すなわち、電荷輸送層材料にポリテトラフルオロエチレン粒子と疎水性シリカを添加することによりポリテトラフルオロエチレン粒子凝集物を形成することを特徴とする安定な電荷輸送層材料分散物を提供できること、およびそれを用いて製造された電荷輸送層が低い摩耗速度を有することが報告されている（特許文献１）。
【００１４】
また、電子写真感光体の耐久性を向上させるために、表面保護層にフッ素原子含有樹脂粒子を添加すること（特許文献２）、電子写真感光体の最表面層に、フィラー粒子として酸化粒子を添加すること（特許文献３）やアルミナ粒子を添加すること（非特許文献２）などが提案されている。
電子写真感光体に添加される無機微粒子は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの結着樹脂に分散させた後に、感光体の表面層や保護層として成膜される。
【００１５】
また、フッ素樹脂粒子は、樹脂溶液中の凝集傾向が強いために、分散剤などを用いないと均一な分散が困難になるという問題がある。
また、フッ素樹脂粒子の添加量が多いと、バインダ樹脂との密着性が低いために、クリーニングブレードの当接圧を高くした場合に、表面層からフッ素樹脂粒子が脱落して塗布膜欠陥となるという問題もある。
【００１６】
一方、シリカ粒子は、フッ素樹脂粒子のような分散不良や密着性の問題はないが、親水性が高いために、水分を吸着して感光体の表面抵抗が低下し、画像流れを引き起こし易いという問題がある。
この対策として電子写真感光体の表面層に添加する無機粒子の表面を、表面処理剤により疎水化する方法が提案されている（特許文献４）が、この場合疎水化度、疎水化度分布値および数平均一次粒径により表面処理した無機粒子を規定している。
【００１７】
しかし、上記の疎水化度の測定には、製造途中で表面処理後の無機微粒子の一部をサンプリングして疎水化度を測定しなければならず、手間を要することが問題となる。また上記の無機粒子の疎水化度の測定は、確かに水を吸着する活性点が上記の無機粒子の表面上にどれだけ残存しているかを表す指標となるものの、表面処理剤によってシリカの表面が完全に覆われているかどうかは不明である。
【００１８】
電子写真感光体への添加剤として被覆化した無機粒子を用いる場合には無機粒子表面が完全覆われていること、あるいは少なくとも無機粒子が疎水性を示す程度に被覆化されていることが重要で、さらに分散工程における衝撃で被覆膜がはがれることを考慮すると２重から３重に覆われていることが好ましい。
この状態は  疎水化度では適切にその範囲を規定することができない
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−１９６５１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１４０８号公報
【特許文献３】特開２００８−１６５１５６号公報
【特許文献４】特開２００６−１０８２１号公報
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】伊丹明彦ら、「超高耐久感光体（メガＯＰＣ）の開発」、Konica Technical Report、コニカミノルタホールディングス株式会社、２００１年、第１４巻、第４３−４６頁
【非特許文献２】納所伸二ら、「保護層積層型高耐久ＯＰＣの開発」、Ricoh Technical Report、株式会社リコー、２００５年、第３１巻、第３２−３８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、電子写真感光体の最表面層に疎水性を有する無機微粒子を添加することにより長期間の繰り返し使用に対しても、画像流れなどの異常画像を発生せず、機械的および電気的に優れた耐久性を有する電子写真感光体、およびそれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者は、上記の諸問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、「特定の粒子」、つまり表面被覆率が特定範囲になるようにフェニルトリメトキシシシランで表面処理した無機微粒子を配合した最表面層を電子写真感光体に設けることにより、画像特性、電気特性上の不備なく、耐摩耗性が向上することを見出し、本発明を完成するに到った。
【００２３】
かくして、本発明によれば、表面被覆率５０％以上３００％以下でフェニルトリメトキシシランにより表面被覆された無機微粒子を含有することを特徴とする電子写真感光体が提供される。
【００２４】
また、本発明によれば、前記電子写真感光体が、導電性支持体上に電荷発生層、電荷輸送層および任意の表面保護層がこの順で積層された積層型感光体であり、少なくともその最表面層としての表面保護層または電荷輸送層が、フェニルトリメトキシシランにより表面被覆され、表面被覆率５０％以上３００％以下を有する前記の電子写真感光体が提供される。
【００２５】
また、本発明によれば、前記無機微粒子が、少なくともシリカ粒子、酸化チタン粒子またはアルミナ粒子である、前記の電子写真感光体が提供される。
【００２６】
また、本発明によれば、前記無機微粒子が、電荷輸送層、表面保護層または電荷輸送層と表面保護層との２層に含まれ、かつ平均粒径０.２５〜１.０μｍを有する、前記の電子写真感光体が提供される。
【００２７】
また、本発明によれば、前記無機微粒子が、前記最表面層が含むバインダ樹脂に対して
５〜２０重量％含有されている、前記の電子写真感光体が提供される。
【００２８】
また、本発明によれば、前記誘電性支持体と前記電荷発生層との間にさらに中間層が設けられている、前記の電子写真感光体が提供される。
【００２９】
さらに、本発明によれば、前記の電子写真感光体と、前記電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された前記電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写された前記トナー像を前記記録媒材上に定着して画像を形成する定着手段を少なくとも備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、長期間の繰り返し使用に対しても、異常画像を発生しない、機械的および電気的に優れた耐久性を有する感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。すなわち、本発明の構成を用いることにより、初期から耐久後を通じて全環境下においてクリーニング不良や画像乱れ等のない優れた耐刷性を有し、長期の使用にわたっても電気的安定性を保持し、画像上の劣化等が発生しない、安定した感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【００３１】
無機微粒子がシリカ粒子であることにより、上記の優れた効果が発揮される。
また、無機微粒子が０.２５〜１.０μｍの平均粒径を有することにより、上記の優れた効果がさらに発揮される。
【００３２】
さらに、本発明によれば、本発明の感光体および現像手段が、画像形成装置に対して着脱自在のプロセスカートリッジ構造を有する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である（実施の形態１）。
【図２】本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である（実施の形態２）。
【図３】本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である（実施の形態３）。
【図４】本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図である（実施の形態４）
【図５】本発明の画像形成装置の要部の構成を示す模式側面図である（実施の形態５）。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更して実施し得る。
本発明による感光体は、その最表面層に特定の無機微粒子を含有することを特徴とする。
【００３５】
すなわち、本発明による電子写真感光体は、前記最表面層が、電荷輸送層または表面保護層であり、前記無機微粒子が、電荷輸送層、表面保護層または電荷輸送層と表面保護層との２層に含まれることを特徴とする。
【００３６】
無機微粒子としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ジルコニア（ＺｒＯ2）等の単一金属の酸化物粒子や、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2、ＳｉＯ2−ＺｒＯ2等の複合酸化物粒子を用いることができる。
好ましくは、無機微粒子はシリカ粒子、酸化チタン粒子またはアルミナ粒子である。
なかでも、最も安価であり、酸およびアルカリによる腐食に強く化学的に安定であり、さらに低誘電率であること等を考慮すれば、シリカを主成分とする無機微粒子を採用することが望ましい。
【００３７】
シリカとしては、例えばアドマファインＳＯ−Ｅ１〜ＳＯ−Ｅ３（アドマテックス社製）等が挙げられる。
また、シランカップリング剤としては、フェニルトリメトキシシランが用いられる。
具体的には、ダイナシラン（登録商標）９１６５（エボニック社製）、ＫＢＭ−１０３（信越シリコーン社製）およびＺ−６１２４（東レダウコーニング社製）等を用いることができる。
【００３８】
本発明において用いられる無機微粒子の表面被覆率は５０％〜３００％の範囲が好ましい。より好ましくは１００％〜２００％である。
ここで表面被覆率とは、シランカップリング剤が無機微粒子の表面を覆っている面積の比率を表わすが、その算出方法は後述する。
【００３９】
５０％を下回ると無機微粒子の表面で被覆されていない領域に水が吸着し表面抵抗が低下し画像流れなどの画像欠陥が生じる。一方３００％を超えると余分なシランカップリング剤が遊離し、不純物として電荷のトラップとなり電気特性を悪化させる。
なお、表面被覆率が１００％ではなく５０％でも十分である理由は明らかではないが、表面被覆率が５０％であっても本発明の嵩高いフェニル基の立体的な障害および該基の疎水性により、電気特性に影響を与える水分子がシリカ表面に２次元的に水の膜を形成できなくなるためと推定している。
【００４０】
平均粒径が０.２５μｍ未満であると、耐摩耗性が充分に得られず、感光体の寿命が短くなるおそれがある。一方、平均一次粒径が１.０μｍを超えると、露光時に照射される光が感光層で散乱され易くなり、解像度が低下するおそれがある。
粒子成分の平均一次粒径（「平均粒径」ともいう）は、最表面層の光透過性および耐摩耗性の観点から０.２５〜０.５μｍがさらに好ましい。
また、本発明による電子写真感光体は、前記無機微粒子が、バインダ樹脂に対して
５〜２０重量％含有されていることを特徴とする。
【００４１】
以下、本発明の感光体の形態について説明する。
図１は、本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図であり、この感光体１は、導電性支持体１１上に、電荷発生物質を含有する電荷発生層１２と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層１３と、表面保護層１６とがこの順で積層された積層型感光体である。
電荷発生層１２と電荷輸送層１３とを合わせて感光層（積層型感光層）１４という。
電荷発生層１２と電荷輸送層１３とは、導電性支持体１１に対して逆順に積層されていてもよいが、図１の積層順が好ましい。
【００４２】
導電性支持体（導電性基体）１１
導電性支持体は、感光体の電極としての役割を果たすとともに、他の各層の支持部材としても機能する。
導電性支持体の構成材料は、当該分野で用いられる材料であれば特に限定されない。
【００４３】
具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属および合金材料：ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリオキシメチレン、ポリスチレン、セルロース、ポリ乳酸などの高分子材料、硬質紙、ガラスなどからなる基体表面に金属箔をラミネートしたもの、金属材料または合金材料を蒸着したもの、導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウム、カーボンブラックなどの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布したものなどが挙げられる。
【００４４】
導電性支持体の形状としては、シート状、円筒状、円柱状、無端ベルト（シームレスベルト）状などが挙げられる。
導電性支持体の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品、熱水などによる表面処理、着色処理、表面を粗面化するなどの乱反射処理が施されていてもよい。
【００４５】
乱反射処理は、レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスにおいて本発明による感光体を用いる場合に特に有効である。すなわち、レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザ光の波長が揃っているので、感光体の表面で反射されたレーザ光と感光体の内部で反射されたレーザ光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像に現れて画像欠陥の発生することがある。そこで、導電性支持体の表面に乱反射処理を施すことにより、波長の揃ったレーザ光の干渉による画像欠陥を防止することができる。
【００４６】
電荷発生層１２
電荷発生層は、光を吸収することにより電荷を発生する電荷発生能を有する電荷発生物質を主成分とし、結着樹脂および必要に応じて公知の添加剤を含有する。ここで、主成分とは、その成分がその主たる機能を発現できる量を含有することを意味する。
【００４７】
電荷発生物質としては、当該分野で用いられる化合物を使用できる。
具体的には、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料およびトリスアゾ系顔料などのアゾ系顔料、インジゴおよびチオインジゴなどのインジゴ系顔料、ペリレンイミドおよびペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、アントラキノンおよびピレンキノンなどの多環キノン系顔料、金属フタロシアニンおよび無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクアリリウム色素、ピリリウム塩類およびチオピリリウム塩類、トリフェニルメタン系色素などの有機光導電性材料、ならびにセレンおよび非晶質シリコンなどの無機光導電性材料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は１種を単独でまたは２種以上を組合せて使用することができる。
【００４８】
これらの電荷発生物質の中でも、下記一般式：
【化１】
2014010158.tif 000002
（式中、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4は、同一または異なって、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基であり、ｒ、ｓ、ｙおよびｚは、同一または異なって０〜４の整数である）
で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物は、高い電荷発生効率と高い電荷注入効率とを有する電荷発生物質であり、光を吸収することにより多量の電荷を発生すると共に、発生した電荷をその内部に蓄積することなく、電荷輸送層に含有される電荷輸送物質に効率よく注入し、感光層表面に円滑に輸送することができるので、特に好ましい。
【００４９】
上記一般式で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物は、例えばMoser, Frank HおよびArthur L. ThomasによるPhthalocyanine Compounds、Reinhold Publishing Corp.、New York、1963に記載されている方法などの公知の製造方法によって製造することができる。
【００５０】
例えば、上記一般式で示されるオキソチタニウムフタロシアニン化合物のうち、ｒ、ｓ、ｙおよびｚが０であり、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3およびＸ4がすべて水素原子であり、次の式：
【化２】
2014010158.tif 000003
で表される無置換のオキソチタニウムフタロシアニンの場合は、ｏ−フタロニトリルと四塩化チタンとを、加熱融解するかまたはα−クロロナフタレンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによってジクロロチタニウムフタロシアニンを合成した後、塩基または水で加水分解することによって得られる。
【００５１】
また、１,３−ジイミノイソインドリンとテトラブトキシチタンなどのチタニウムテトラアルコキシドとを、Ｎ−メチルピロリドンなどの適当な溶剤中で加熱反応させることによっても、オキソチタニウムフタロシアニンを製造することができる。
【００５２】
結着樹脂としては、特に限定されず、当該分野で公知の樹脂をいずれも使用できる。具体的には、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂およびポリビニルホルマール樹脂などの樹脂、ならびにこれらの樹脂を構成する繰返し単位のうちの２つ以上を含む共重合体樹脂などを挙げることができる。
【００５３】
共重合体樹脂としては、例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂およびアクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５４】
電荷発生物質の重量Ｗ１と結着樹脂の重量Ｗ２との比率Ｗ１／Ｗ２は、１００分の１０（１０／１００）〜１００分の９９（９９／１００）以下であることが好ましい。
比率Ｗ１／Ｗ２が１０／１００未満では、感光体の感度が低下することがある。
また、比率Ｗ１／Ｗ２が９９／１００を超えると、電荷発生層の膜強度が低下するだけでなく、電荷発生物質の分散性が低下して粗大粒子が増大することがある。そのため、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷が減少し、画像欠陥、特に白地にトナーが付着し微小な黒点が形成される黒ぽちと呼ばれる画像のかぶりが多くなることがある。
【００５５】
電荷発生層は、本発明の効果が阻害されない範囲で、増感染料、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング剤（表面改質剤）、可塑剤などの公知の添加剤を含んでいてもよい。
本発明において用いられる電荷発生物質は、他の増感染料と併用してもよい。
【００５６】
増感染料としては、例えば、メチルバイオレット、クリスタルバイオレット、ナイトブルーおよびビクトリアブルーなどに代表されるトリフェニルメタン系染料；エリスロシン、ローダミンＢ、ローダミン３Ｒ、アクリジンオレンジおよびフラペオシンなどに代表されるアクリジン染料；メチレンブルーおよびメチレングリーンなどに代表されるチアジン染料；カプリブルーおよびメルドラブルーなどに代表されるオキサジン染料；シアニン染料；スチリル染料；ピリリウム塩染料；チオピリリウム塩染料などが挙げられる。
増感染料は、電荷発生物質１００重量部に対して、好ましくは１０重量部以下、より好ましくは０.５〜２.０重量部の割合で用いられる。
【００５７】
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、ハイドロキノン系化合物、トコフェロール系化合物、アミン系化合物などが挙げられ、これらの中でも、ヒンダードフェノール誘導体、ヒンダードアミン誘導体およびこれらの混合物が好適に用いられる。
【００５８】
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系などが挙げられる。
レベリング剤および可塑剤は、成膜性、可撓性または表面平滑性を向上させる。
レベリング剤としては、例えば、シリコーンオイルのようなシリコーン系レベリング剤、フッ素樹脂系レベリング剤などが挙げられる。
【００５９】
可塑剤としては、例えば、ビフェニル、塩化ビフェニル、ベンゾフェノン、ｏ−ターフェニル、二塩基酸エステル（例えば、フタル酸エステル）、脂肪酸エステル、リン酸エステル、各種フルオロ炭化水素、塩素化パラフィン、エポキシ型可塑剤等などが挙げられる。
【００６０】
また、電荷発生層は、感光体の感度の向上を図り、繰り返し使用による残留電位の上昇および疲労などを抑えるために、電子受容物質および色素などの増感剤を１種または２種以上含んでいてもよい。
【００６１】
電子受容物質としては、例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、４−クロルナフタル酸無水物などの酸無水物；テトラシアノエチレン、テレフタルマロンジニトリル等のシアノ化合物、４−ニトロベンズアルデヒドなどのアルデヒド類；アントラキノン、１−ニトロアントラキノンなどのアントラキノン類；２,４,７−トリニトロフルオレノン、２,４,５,７−テトラニトロフルオレノンなどの多環もしくは複素環ニトロ化合物、ならびにジフェノキノン化合物などの電子吸引性材料およびそれらを高分子化したものが挙げられる。
【００６２】
色素としては、例えば、キサンテン系色素、チアジン色素、トリフェニルメタン色素、キノリン系顔料および銅フタロシアニンなどの有機光導電性化合物が挙げられる。これらの有機光導電性化合物は光学増感剤として機能する。
【００６３】
電荷発生層は、公知の乾式法および湿式法により形成することができるが、後者が好ましい。
乾式法としては、例えば、電荷発生材料を導電性支持体の表面に真空蒸着する方法が挙げられる。
湿式法としては、例えば、電荷発生物質、結着樹脂および公知の添加剤を適当な有機溶剤に溶解または分散して電荷発生層用塗布液を調製し、この塗布液を導電性支持体上または後述する中間層を設ける場合には中間層上に塗布し、次いで乾燥して有機溶剤を除去する方法が挙げられる。
【００６４】
有機溶剤としては、例えば、テトラクロロプロパン、ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素；アセトン、イソホロン、メチルエチルケトン、アセトフェノン、シクロヘキサノンなどのケトン類；酢酸エチル、安息香酸メチル、酢酸ブチルなどのエステル類；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、ジベンジルエーテル、１,２−ジメトキシエタン、ジオキサンなどのエーテル類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、ジフェニルメタン、ジメトキシベンゼン、ジクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素類；ジフェニルスルフィドなどの含イオウ溶剤；ヘキサフロオロイソプロパノールなどのフッ素系溶剤；Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶剤などが挙げられる。これらの溶剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
【００６５】
結着樹脂溶液中に電荷発生物質を分散される前に、予め粉砕機によって電荷発生物質を粉砕処理に付してもよい。
粉砕処理は、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライタ、振動ミル、超音波分散機などの一般的な粉砕機を用いて行うことができる。
【００６６】
結着樹脂溶液中への電荷発生物質の分散は、例えば、ペイントシェーカ、ボールミル、サンドミルなどの一般的な分散機を用いて行うことができる。このとき、用いる容器および分散機を構成する部材の摩耗などによる不純物の混入が起こらないように適当な条件を選択するのが好ましい。
【００６７】
電荷発生層用塗布液の塗布方法としては、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、ブレード法、リング法および浸漬塗布法などが挙げられる。塗布方法は、塗布液の物性および生産性などを考慮に入れて最適な方法を選択すればよい。
これらの塗布方法の中でも、浸漬塗布法は、塗布液を満たした塗工槽に基体を浸漬した後、一定速度または逐次変化する速度で引上げることによって基体の表面上に層を形成する方法であり、比較的簡単で、生産性および原価の点で優れている。したがって、浸漬塗布法は、感光体を製造する場合に多く利用されている。なお、浸漬塗布法に用いる装置には、塗布液の分散性を安定させるために、超音波発生装置に代表される塗布液分散装置を設けてもよい。
【００６８】
電荷発生層の膜厚は特に限定されないが、好ましくは０.０５〜５μｍであり、より好ましくは０.１〜１μｍである。
電荷発生層の膜厚が０.０５μｍ未満では、光吸収の効率が低下し、感光体の感度が低下するおそれがある。一方、電荷発生層の膜厚が５μｍを超えると、電荷発生層内部での電荷移動が感光層表面の電荷を消去する過程の律速段階となり感光体の感度が低下するおそれがある。
【００６９】
電荷輸送層１３
本発明による電荷輸送層は、フェニルトリメトキシシランにより表面被覆された表面被覆率５０％以上３００％以下を有する無機微粒子を含有できる。
しかしながら、電荷輸送層１３に表面保護層１６が形成され、当該表面保護層が、無機微粒子を含む場合には、電荷輸送層１３は無機微粒子を含むこともできるし、含まなくてもよい。
【００７０】
電荷輸送層は、電荷発生層上に設けられ、電荷発生層に含まれる電荷発生物質が発生した電荷を受入れ、これを輸送する能力を有する電荷輸送物質を主成分とし、結着樹脂および必要に応じて公知の添加剤を含有する。ここで、主成分とは、その成分がその主たる機能を発現できる量を含有することを意味する。
電荷輸送物質としては、当該技術分野で用いられるホール輸送物質および電子輸送物質を用いることができる。
【００７１】
ホール輸送物質としては、例えば、カルバゾール誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、イミダゾロン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ビスイミダゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、多環芳香族化合物、インドール誘導体、ピラゾリン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリアリールアミン誘導体、トリアリールメタン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、スチルベン誘導体、エナミン誘導体およびベンジジン誘導体、ならびにこれらの化合物から生じる基を主鎖または側鎖に有するポリマー、例えばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリ−１−ビニルピレン、エチルカルバゾール-ホルムアルデヒド樹脂、トリフェニルメタンポリマー、ポリ−９−ビニルアントラセンなど、およびポリシランなどが挙げられる。
【００７２】
電子輸送物質としては、例えば、ベンゾキノン誘導体、テトラシアノエチレン誘導体、テトラシアノキノジメタン誘導体、フルオレノン誘導体、キサントン誘導体、フェナントラキノン誘導体、無水フタル酸誘導体、ジフェノキノン誘導体などの有機化合物が挙げられる。
これらの電荷輸送物質は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７３】
結着樹脂としては、特に限定されず、当該分野で公知の樹脂をいずれも使用できる。特に、膜強度の観点から、ポリカーボネートを主成分とする樹脂が好ましい。
ポリカーボネート以外の樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などのビニル重合体樹脂およびこれらを構成する繰り返し単位のうちの２つ以上を含む共重合体樹脂、ならびにポリエステル樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミド樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂およびこれらの樹脂を部分的に架橋した熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７４】
電荷輸送物質の重量Ｗ３と結着樹脂の重量Ｗ４との比率Ｗ３／Ｗ４は、１００分の３０（３０／１００）以上１００分の２００（２００／１００）以下であることが好ましい。
比率Ｗ３／Ｗ４が２００／１００を超えると、膜強度が著しく低下し、画像欠陥が生じることがある。
また、比率Ｗ３／Ｗ４が３０／１００未満では、塗布液の粘度が増大して塗布速度が低下し、生産性が著しく悪くなるおそれがある。
【００７５】
電荷輸送層は、本発明の効果が阻害されない範囲で、電荷発生層の添加剤として例示した公知の添加剤を含んでいてもよい。
例えば、酸化防止剤の含有量は、電荷輸送物質１００重量部当たり０.１〜５０重量部であるのが好ましい。
酸化防止剤の含有量が０.１重量部未満では、塗布液の安定性の向上および感光体の耐久性の向上に充分な効果を得ることができないことがある。一方、酸化防止剤の含有量が５０重量部を超えると、感光体特性に悪影響を及ぼすことがある。
【００７６】
電荷輸送層１３は、電荷発生層１２と同様に、例えば適当な溶媒中に、電荷輸送物質、結着樹脂および公知の添加剤を有機溶剤に溶解または分散させて電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗布液を電荷発生層上に塗布し、次いで乾燥して有機溶剤を除去することにより形成することができる。
【００７７】
その他の工程およびその条件は、電荷発生層の形成に準ずる。
有機溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンおよびモノクロルベンゼンなどの芳香族炭化水素、ジクロロメタンおよびジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素、テトラヒドロフラン、ジオキサンおよびジメトキシメチルエーテルなどのエーテル類、ならびにＮ,Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性極性溶媒などが挙げられる。これらの溶剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの溶媒は、１種が単独で使用されてもよく、また２種以上が混合されて使用されてもよい。また前記の溶媒に、必要に応じてアルコール類、アセトニトリルまたはメチルエチルケトンなどの溶媒をさらに加えて使用することもできる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
【００７８】
本発明の感光体では、電荷輸送層が最表面層である場合には特定の無機微粒子（「フィラー」ともいう）を含有する。
本発明の無機微粒子の詳細については前述のとおりである。
無機微粒子は、少なくとも有機溶剤と共に、アトライター、サンドミル、振動ミル、超音波などの公知の方法を用いて分散処理することができが、強い衝撃を与えると無機微粒子の表面を覆うシランカップリング剤が遊離し、不純物として電荷のトラップとなって電気特性に悪影響を及ぼすことになるため、衝撃の緩い分散方法が好ましい。
【００７９】
無機微粒子成分の重量は、最表面層の１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。
無機微粒子成分の重量が最表面層の１重量％未満であると、耐摩耗性が充分に得られず、感光体の寿命が短くなるおそれがある。一方、無機微粒子成分の重量が最表面層の１０重量％を超えると、露光時に照射される光が感光層で散乱され易くなり、解像度が低下するおそれがある。
電荷輸送層は特に限定されないが、好ましくは５〜４０μｍであり、より好ましくは１０〜３０μｍである。
電荷輸送層の膜厚が５μｍ未満では、帯電保持能が低下することがある。一方、電荷輸送層の膜厚が４０μｍを超えると、感光体１の解像度が低下することがある。
【００８０】
表面保護層１６
表面保護層１６は、感光体の耐久性を向上させる機能を有し、無機微粒子およびバインダ樹脂を含むが、さらに電荷輸送物質を含有させるか、あるいは電荷輸送能をもつバインダ樹脂を用いることができる。
電荷輸送物質は、積層型感光層に含まれるものと同様の電荷輸送物質の１種または２種以上を使用できる。
【００８１】
バインダ樹脂は、熱硬化型樹脂の１種または２種以上を使用できる。
表面保護層１６は、例えば、適当な有機溶剤に電荷輸送物質およびバインダ樹脂のモノマー成分を溶解または分散させて表面保護層形成用塗布液を調製し、この表面保護層形成用塗布液を積層型感光層７の表面に塗布し、熱硬化、光硬化等によって形成できる。ここで用いられる有機溶剤としては、感光層２の形成に用いられる有機溶剤と同様のものを使用できる。
【００８２】
表面保護層１６における無機微粒子の使用割合は、特に限定されないが、無機微粒子がバインダ樹脂に対して５〜２０重量％で使用されるのが好ましい。
バインダ樹脂に対する本発明の無機微粒子の使用量が５重量％未満であると、無機微粒子による耐摩耗性がきわめて小さいことがある。
【００８３】
一方、バインダ樹脂に対する本発明の無機微粒子の使用量が２０重量％を超えると、バインダ樹脂に対する無機微粒子の相対量比が高くなり、表面保護層の膜強度が低下するなどの現象を呈することがある。
【００８４】
表面保護層形成用塗布液の塗布方法としては、すでに形成した電荷輸送層の溶解を避けるため浸漬塗布は不適当でロール塗布、スプレー塗布、ブレード塗布、リング塗布、などが好ましい。
熱硬化性樹脂の場合には、熱硬化の条件は１４０℃〜１６０℃が好ましい。
１４０℃より低温であると熱硬化が不十分となりやすく、１６０℃より高温であると電荷輸送物質の劣化を引き起こすからである。
【００８５】
有機溶剤は、電荷輸送層の形成用塗布液の調製に用いられるものと同様の溶剤の１種または２種以上を使用できる。
表面保護層１６の膜厚は特に制限されないが、０.５〜１０μｍが好ましく、１〜５μｍが特に好ましい。表面保護層５の膜厚が０.５μｍ未満では、感光体表面の耐擦過性が劣り、耐久性が不十分になるおそれがあり、逆に１０μｍを超えると、感光体の解像度が低下するおそれがある。
【００８６】
中間層付き積層型感光体
図２は、本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図であり、この感光体２は、導電性基体１１上に、中間層１５と、電荷発生物質を含有する電荷発生層１２と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層１３とがこの順で積層された感光層（積層型感光層）１４とがこの順で積層されてなり、中間層以外は図１と同様である。
【００８７】
中間層（下引き層）１５
中間層は、導電性支持体から感光層への電荷の注入を防止する機能を有する。すなわち、感光層の帯電性の低下が抑制され、露光によって消去されるべき部分以外の表面電荷の減少が抑えられ、かぶりなどの画像欠陥の発生が防止される。特に、反転現像プロセスによる画像形成の際に、白地部分にトナーからなる微小な黒点が形成される黒ポチと呼ばれる画像かぶりが発生するのが防止される。
また、導電性支持体の表面を被覆する下引き層は、導電性支持体の表面の欠陥である凹凸の度合を軽減して表面を均一化し、感光層の成膜性を高め、導電性支持体と感光層との密着性（接着性）を向上させることができる。
【００８８】
したがって、中間層を有することにより、さらに優れた本発明の効果を得ることができる。
中間層は、例えば、樹脂材料を適当な溶剤に溶解させて中間層用塗布液を調製し、この塗布液を導電性支持体の表面に塗布し、乾燥により有機溶剤を除去することによって形成できる。
その他の工程およびその条件は、電荷発生層の形成に準ずる。
【００８９】
樹脂材料としては、電荷発生層に含まれるものと同様のバインダ樹脂、すなわちポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂およびポリアミド樹脂などの樹脂、ならびにこれらの樹脂を構成する繰り返し単位のうちの２つ以上を含む共重合体樹脂などに加えて、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコールおよびエチルセルロースなどの天然高分子材料が挙げられ、これらの１種または２種以上を使用できる。これらの樹脂の中でも、ポリアミド樹脂が好ましく、アルコール可溶性ナイロン樹脂が特に好ましい。
【００９０】
アルコール可溶性ナイロン樹脂としては、例えば６−ナイロン、６,６−ナイロン、６,１０−ナイロン、１１−ナイロン、１２−ナイロンなどを共重合させた共重合ナイロン；Ｎ−アルコキシメチル変性ナイロンおよびＮ−アルコキシエチル変性ナイロンのように、ナイロンを化学的に変性させた樹脂などが挙げられる。
【００９１】
樹脂材料を溶解または分散させる溶剤としては、水、各種有機溶剤およびこれらの混合溶剤が挙げられる。例えば、水、メタノール、エタノールおよびブタノールなどの単独溶剤、ならびに水とアルコール類、２種類以上のアルコール類、アセトンもしくはジオキソランなどとアルコール類、ジクロロエタン、クロロホルムおよびトリクロロエタンなどの塩素系溶剤とアルコール類などの混合溶剤が挙げられる。これらの溶剤の中でも、地球環境に対する配慮から、非ハロゲン系有機溶剤が好適に用いられる。
【００９２】
また、中間層用塗布液は、金属酸化物粒子を含んでいてもよい。
金属酸化物粒子は、下引き層の体積抵抗値を容易に調節でき、積層型感光層への電荷の注入をさらに抑制できると共に、各種環境下において感光体の電気特性を維持できる。
金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化スズなどが挙げられ、その平均粒子径は０.０２〜０.５μｍの範囲であることが好ましい。
【００９３】
中間層用塗布液における樹脂材料と金属酸化物粒子との合計含有量をＥ、溶剤の含有量をＦとするとき、両者の重量比率（Ｅ／Ｆ）は、１／９９〜４０／６０が好ましく、２／９８〜３０／７０が特に好ましい。
また、樹脂材料の含有量をＧ、金属酸化物粒子の含有量をＨとするとき、両者の重量比率（Ｇ／Ｈ）は、１／９９〜９０／１０が好ましく、５／９５〜７０／３０が特に好ましい。
【００９４】
中間層の膜厚は特に限定されないが、好ましくは０.０１〜２０μｍであり、より好ましくは０.０５〜１０μｍである。
下引き層の膜厚が０.０１μｍ未満では、下引き層として実質的に機能しなくなり、導電性支持体の欠陥を被覆して均一な表面性を得ることができず、導電性支持体からの感光層への電荷の注入を防止することができなくなるおそれがあり、中間層の膜厚が２０μｍを超えると、均一な中間層を形成し難く、また感光体の感度も低下するおそれがある。
なお、導電性支持体の構成材料がアルミニウムの場合には、アルマイトを含む層（アルマイト層）を形成し、中間層とすることができる。
【００９５】
実施の形態３〜４：表面保護層付き感光体
図３は、本発明の感光体の要部の構成を示す模式断面図であり、この感光体３は、導電性支持体１１上に、電荷発生層１２と電荷輸送層１３と、表面保護層１６とがこの順で積層されてなり、感光層は図１と同様である。図４はさらに中間層１５を設けた感光体の要部の構成を示す模式断面図である。
【００９６】
ここで電荷輸送層は、無機微粒子を添加しない以外は上述の電荷輸送層と同じ構成成分である。
表面保護層として最表面層だけに本発明の無機微粒子を含有させることにより無機微粒子による電気特性、画像特性への影響を避けつつ、耐摩耗性を向上させることができる。
【００９７】
実施の形態５：画像形成装置
本発明の画像形成装置は、本発明の感光体と、感光体を帯電させる帯電手段と、帯電された感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、露光によって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、現像によって形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写されたトナー像を記録媒材上に定着して画像を形成する定着手段を少なくとも備えたことを特徴とする
【００９８】
図面を用いて本発明の画像形成装置の構成およびその画像形成動作について説明するが、以下の記載内容に限定されるものではない。
図５は、本発明の画像形成装置の要部の構成を示す模式側面図である。
画像形成装置であるレーザプリンタ３０は、感光体１、半導体レーザ３１、回転多面鏡３２、結像レンズ３４、ミラー３５、帯電手段であるコロナ帯電器３６、現像手段である現像器３７、転写紙カセット３８、給紙ローラ３９、レジストローラ４０、転写手段である転写帯電器４１、分離帯電器４２、搬送ベルト４３、定着器４４、排紙トレイ４５およびクリーニング手段であるクリーナ４６を含んで構成される。なお、半導体レーザ３１、回転多面鏡３２、結像レンズ３４およびミラー３５は、露光手段４９を構成する。
【００９９】
感光体１は、図示しない駆動手段によって矢符４７の方向に回転可能なようにレーザプリンタ３０に搭載される。半導体レーザ３１から出射されるレーザビーム３３は、回転多面鏡３２によって感光体１の表面に対してその長手方向（主走査方向）に繰返し走査される。結像レンズ３４は、ｆ−θ特性を有し、レーザビーム３３をミラー３５で反射させて感光体１の表面に結像させて露光させる。感光体１を回転させながらレーザビーム３３を前記のように走査して結像させることによって、感光体１の表面に画像情報に対応する静電潜像が形成される。
【０１００】
上記のコロナ帯電器３６、現像器３７、転写帯電器４１、分離帯電器４２よびクリーナ４６は、矢符４７で示す感光体１の回転方向上流側から下流側に向ってこの順序で設けられる。
また、コロナ帯電器３６は、レーザビーム３３の結像点よりも感光体１の回転方向上流側に設けられ、感光体１の表面を均一に帯電させる。したがって、レーザビーム３３が、均一に帯電された感光体１表面を露光することになり、レーザビーム３３によって露光された部位の帯電量と露光されなかった部位の帯電量とに差異が生じて前記の静電潜像が形成される。
【０１０１】
現像器３７は、レーザビーム３３の結像点よりも感光体１の回転方向下流側に設けられ、感光体１表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、静電潜像をトナー像として現像する。転写紙カセット３８に収容される、記録媒体である転写紙４８は、給紙ローラ３９によって１枚ずつ取出され、レジストローラ４０によって感光体１への露光と同期して転写帯電器４１に与えられる。転写帯電器４１によって、トナー像が転写紙４８に転写される。転写帯電器４１に近接して設けられる分離帯電器４２は、トナー像が転写された転写紙を除電して感光体１から分離する。
【０１０２】
感光体１から分離された転写紙４８は、搬送ベルト４３によって定着器４４に搬送され、定着器４４によってトナー像が定着される。このようにして画像が形成された転写紙４８は、排紙トレイ４５に向けて排紙される。なお分離帯電器４２によって転写紙４８が分離された後、さらに回転を続ける感光体１は、その表面に残留するトナーおよび紙粉などの異物がクリーナ４６のクリーニングブレードまたはブラシクリーナによって清掃される。クリーナ４６によってその表面が清掃された感光体１は、クリーナ４６と共に設けられる図示しない除電ランプによって除電された後、さらに回転され、前記の感光体１の帯電から始まる一連の画像形成動作が繰返される。
【実施例】
【０１０３】
以下に実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例により、本発明が限定されるものではない。
実施例および比較例では次の各成分を使用した。以下の説明ではこれらの各成分を商品名で記載する。
【０１０４】
シリカ粒子
商品名：ＳＯ−Ｅ１、アドマテックス社製  平均粒径２５０ｎｍ
商品名：ＳＯ−Ｅ３、アドマテックス社製  平均粒径１μｍ
商品名：ＴＳ−６１０、キャボット社製  平均粒径１７ｎｍ
【０１０５】
シランカップリング剤
商品名：ＫＢＭ１０３、信越シリコーン社製  フェニルトリメトキシシラン
商品名：ＫＢＭ２２、信越シリコーン社製  ジエチルジメトキシシラン
〔酸化チタン〕
商品名：ＣＲ−ＥＬ、石原産業社製、平均粒径  ２５０ｎｍ
商品名：ＴＴＯ−ＭＩ−１、石原産業株式会社製
Ａｌ2Ｏ3およびＺｒＯ2で表面処理された樹枝状ルチル型酸化チタン（チタン成分８５％）、
【０１０６】
アルミナ粒子
商品名：ＡＡ−０３、住友化学社製  平均粒径  ３００ｎｍ
アルコール可溶性ナイロン樹脂
商品名：アミランＣＭ８０００、東レ株式会社製
【０１０７】
ブチラール樹脂
商品名：エスレック（S-LEC）ＢＭ−２、積水化学工業株式会社製
ポリカーボネート樹脂
商品名：Ｚ−４００、三菱瓦斯化学株式会社製
商品名：Ｚ−８００、三菱瓦斯化学株式会社製
【０１０８】
酸化防止剤
商品名：イルガノックス（Irganox）１０１０、ＢＡＳＦ社製
【０１０９】
シランカップリング剤による表面処理方法
例えば、無機微粒子を処理容器に収容し、攪拌しながらシランカップリング剤を噴霧して反応させる。この反応により、無機微粒子の表面に表面処理層が形成される。
【０１１０】
表面被覆率の算出方法
トリアルコキシシラン構造を有するシランカップリング剤１分子の３つの酸素原子が全て無機微粒子の表面に結合した場合に、各酸素原子と該無機微粒子表面とのそれぞれの結合点間距離を平均５.４７６×１０-10ｍとすると、シランカップリング剤１分子の該無機微粒子表面の被覆面積は下図のように１３×１０-20ｍ2となる。
【化３】
2014010158.tif 000004
したがって、１ｇのシランカップリング剤が単分子層を形成する際に得られる面積である最小被覆面積は、６.０２×１０23×１３×１０-20／（シランカップリング剤の分子量）となる。
【０１１１】
すなわち、無機微粒子表面の表面被覆率は、以下の式：
表面被覆率＝シランカップリング剤の添加量（ｇ）×最小被覆面積（ｍ2／ｇ）／（無機微粒子の比表面積(ｍ2／ｇ)×無機微粒子の重量（ｇ））
で計算できる。
具体的には、本発明に使用するフェニルトリメトキシシランであれば分子量１９８.３なので、最小被覆面積は、６.０２×１０23×１３×１０-20／１９８.３（ｍ2／ｇ）となる。
【０１１２】
また、無機微粒子の比表面積はシリカであるアドマテックス社製ＳＯ−Ｅ１であれば、カタログデータより１６.１ｍ2／ｇであるので、表面被覆率１００％を得るためには１００ｇに対しフェニルトリメトキシシラン（例えば信越シリコーン社製ＫＢＭ−１０３の場合）４.０８ｇを使用すればよいことになる。
なお、実際の表面被覆率は、濾過とともに添加したシランカップリング剤の一部が除去されるため、回収された濾液量と、仕込んだシランカップリング剤の濃度からフィラー表面に処理されたシランカップリング剤量を確認することもできる。
【０１１３】
各実施例に用いる無機微粒子の製造
製造例１
無機微粒子Ｓ−１の製造
１０ｗｔ％含水エタノール溶液１００重量部に、無機微粒子としてシリカ微粒子（ＳＯ−Ｅ１、アドマテックス社製：粒径３００ｎｍ）１０重量部を添加し、φ３ｍｍのＺｒＯ2ビーズ２００重量部を添加してボールミルにて３時間攪拌し、スラリーを作った。次に、シランカップリング剤としてフェニルトリメトキシシラン（ＭＢＭ１０３、信越シリコーン社製：分子量１９８.２９）１重量部を添加し、１０分間、常温で攪拌、濾過し、表面処理されたフィラーを取り出した、得られた粉をシャーレに展開し、１２０℃３０分乾燥した。さらに、得られた粉をＩＰＡ中に攪拌し、濾過後に上記と同条件で乾燥して被覆率１００％の無機粒子Ｓ−１ ２０ｇを得た。
【０１１４】
製造例２
無機微粒子Ｓ−２の製造
製造例１においてフェニルトリメトキシシラン０.５重量部を添加した以外は、製造例１と同様にして実施し、被覆率５０％の無機粒子Ｓ−２  ２２ｇを得た。
【０１１５】
製造例３
無機微粒子Ｓ−３の製造
製造例１においてフェニルトリメトキシシラン３重量部を添加した以外は、製造例１と同様にして実施し、被覆率３００％の無機粒子Ｓ−３ ２５ｇを得た。
【０１１６】
製造例４
無機微粒子Ｓ−４の製造
シリカ微粒子としてＳＯ−Ｅ１の代わりに比表面積は３.６ｍ2／ｇを有するＳＯ−Ｅ３（アドマテックス社製  粒径１０００ｎｍ）１０重量部を用い、フェニルトリメトキシシラン（ＭＢＭ１０３  信越シリコーン社製）０.２重量部添加した以外は、製造例１と同様にして実施し、被覆率１００％の無機微粒子Ｓ−４ ２２ｇを得た。
【０１１７】
製造例５
無機微粒子Ｔ−１の製造
２０ｗｔ％含水エタノール１００重量部を用い、無機微粒子として比表面積６.８ｍ2/ｇを有する酸化チタン微粒子（ＣＲ−ＥＬ、石原産業社製：粒径２５０ｎｍ）１０重量部を用い、フェニルトリメトキシシラン（ＭＢＭ１０３  信越シリコーン社製）０.4重量部添加した以外は、製造例１と同様にして、無機微粒子Ｔ−１ ３０ｇを得た。
【０１１８】
製造例６
無機微粒子Ａ−１の製造
４０ｗｔ％含水エタノール１００重量部を用い、無機微粒子として、比表面積３.９ｍ2/ｇ（中央値）を有するアルミナ微粒子（ＡＡ−０４、住友化学社製：粒径４００ｎｍ）１０重量を用い、フェニルトリメトキシシラン（ＭＢＭ１０３  信越シリコーン社製）０.２重量部添加した以外は、製造例１と同様にして、無機微粒子Ａ−１ ２５ｇを得た。
【０１１９】
製造例７
無機微粒子Ｓ−５の製造
フェニルトリメトキシシラン４重量部を用い、乾燥条件を１５０℃で１時間とした以外は製造例１と同様にして、被覆率４００％の無機微粒子Ｓ−５２４ｇを得た。
【０１２０】
製造例８
無機微粒子Ｓ−６の製造
シランカップリング剤としてジメチルジメトキシシラン（ＫＢＭ２２、信越シリコーン社製：分子量１２０.２２）０.６重量部を添加したこと以外は製造例１と同様にして、被覆率１００％の無機微粒子Ｓ−６ ２１ｇを得た。
【０１２１】
実施例１
酸化チタン（ＴＴＯ−ＭＩ−１）６０ｇ、アルコール可溶性ナイロン樹脂（ＣＭ−８０００）６０ｇおよびメタノール１２００ｇを１,３−ジオキソラン８００ｇに加え、ペイントシェイカにて１０時間分散処理して中間層用塗布液を調製した。
得られた中間層用塗布液を、浸漬塗布法により、直径３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミニウム製円筒状支持体上に塗布し、自然乾燥して膜厚０.９μｍの中間層を形成した。
【０１２２】
次いで、ブチラール樹脂（エスレックＢＭ−２）１０ｇおよび電荷発生物質として下記構造式：
【化４】
2014010158.tif 000005
で表されるオキソチタニルフタロシアニン１５ｇを１,３−ジオキソラン１４００ｇに加え、ボールミルにて７２時間分散処理して電荷発生層用塗布液を調製した。
得られた電荷発生層用塗布液を、浸漬塗布法により、先に設けた中間層上に塗布し、自然乾燥して膜厚０.２μｍの電荷発生層を形成した。
【０１２３】
次いで、ポリカーボネート樹脂（Ｚ−４００）１４０ｇおよび電荷輸送物質として下記構造式で表されるブタジエン系化合物１００ｇ、および酸化防止剤（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）５ｇをテトラヒドロフラン１６００ｇに溶解させ、製造例１で製造した無機微粒子Ｓ−１  １０ｇを加え、マイクロフルイダイザーＭ−１１0Ｐ（パウレック社製）で分散し、電荷輸送層用塗布液を調製した。
【０１２４】
得られた電荷輸送層用塗布液を、浸漬塗布法により、先に設けた電荷発生層上に塗布し、得られた塗膜を１３０℃で１時間乾燥させて膜厚２４μｍの電荷輸送層を形成し図２に示される実施例１の感光体を得た。
【０１２５】
実施例２
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｓ−２とすること以外は実施例１と同様にして、実施例２の感光体を得た。
【０１２６】
実施例３
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｓ−３とすること以外は実施例１と同様にして、実施例３の感光体を得た。
【０１２７】
実施例４
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｓ−４とすること以外は実施例１と同様にして、実施例４の感光体を得た。
【０１２８】
実施例５
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｔ−１とすること以外は実施例１と同様にして、実施例５の感光体を得た。
【０１２９】
実施例６
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ａ−１とすること以外は実施例１と同様にして、実施例６の感光体を得た。
【０１３０】
実施例７
実施例１の電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１を添加しなかった以外は実施例１と同様にして、電荷輸送層の塗布を行った。次に、この上に、実施例１の無機微粒子Ｓ−１を含有する電荷輸送層用塗布液をスプレー塗布により塗布し５μｍの表面保護層を形成し実施例７の感光体を得た。
【０１３１】
実施例８
実施例１の感光体の作製において中間層を設けなかった以外は、実施例１と同様にして実施例８の感光体を作製した。評価結果は帯電性がやや下がるものの実使用上問題となるレベルではなかった。
【０１３２】
実施例９
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１の量を７ｇとした以外は実施例１と同様にして、実施例９の感光体を得た。
【０１３３】
実施例１０
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１の量を２８ｇとした以外は実施例１と同様にして、実施例１０の感光体を得た。
【０１３４】
比較例１
実施例１の電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１を添加しなかった以外は実施例１と同様にして、電荷輸送層の塗布を行い比較例１の感光体を得た。
【０１３５】
比較例２
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｓ−５とすること以外は実施例１と同様にして、比較例２の感光体を得た。
【０１３６】
比較例３
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｓ−６とすること以外は実施例１と同様にして、比較例３の感光体を得た。
評価結果はＶＬが高く画像にかぶりが生じた。
【０１３７】
比較例４
無機微粒子としてシリカ微粒子ＳＯ−Ｅ１（アドマテックス社製  粒径３００ｎｍ）を未処理にまま用い、これを無機微粒子Ｓ−７とした。
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｓ−７とすること以外は実施例１と同様にして、比較例４の感光体を得た。
【０１３８】
比較例５
無機微粒子としてシリカ微粒子ＴＳ−６１０（キャボット社製  粒径１７ｎｍ）をそのまま用い、これを無機微粒子Ｓ−８とした。
電荷輸送層用塗布液の調製において、無機微粒子Ｓ−１に替えて無機微粒子Ｓ−８とすること以外は実施例１と同様にして、比較例５の感光体を得た。
評価結果は画像に微小な黒点が多数発生した。
実施例１〜１０および比較例１〜５の感光体の各構成成分およびそれらの比率を表１に示す。
【０１３９】
【表１】
2014010158.tif 000006
【０１４０】
評価
実施例１〜１０および比較例１〜５で得られた各感光体について、以下のようにして電気特性、耐刷性および画像を評価し、それらの結果に基づいて総合評価をした。
【０１４１】
電気特性評価
画像形成工程における感光体の表面電位を測定できるように表面電位計（トレック・ジャパン株式会社製、型番：ＭＯＤＥＬ３４４）の測定プローブを、現像器の代わりに現像部位に組み込んだ市販のデジタル複写機（シャープ株式会社製、型式：ＭＸ−Ｍ４５０）に感光体を搭載した。
【０１４２】
まず、温度２５℃、相対湿度５０％の常温／常湿（Ｎ／Ｎ）環境下において、レーザ光による露光を施さなかった場合の感光体の表面電位を−６５０Ｖに調整し、その状態でレーザ光により露光（０.４μＪ／ｃｍ2）を施した場合の感光体の表面電位を初期の露光電位ＶＬ（Ｖ）として測定した。次いで、帯電、露光および除電を１０万回繰り返した後の後の露光電位ＶＬ（Ｖ）を測定した。ここで、ＶＬの変化量が小さい程、電気特性が良好であると評価した。
【０１４３】
帯電電位Ｖ０（−Ｖ）および残留電位ＶＲ（−Ｖ）についてもそれぞれ測定し、得られた結果を次の判定基準により分類した。
得られた結果を表２に示す。
【０１４４】
判定基準
Ｇ(good)：良好           ΔＶＬ  ６０Ｖ未満
ＮＢ(not bad)：やや不良  ΔＶＬ  ６０Ｖ以上８０Ｖ未満
Ｂ(bad)：不良            ΔＶＬ  ８０Ｖ以上
【０１４５】
耐刷性評価
上記の市販のデジタル複写機（シャープ株式会社製、型式：ＭＸ−Ｍ４５０）に感光体を搭載した。ウレタンゴム製のクリーニング器のクリーニングブレードにおける感光体に当接する圧力（当接圧、クリーニングブレード圧）を初期線圧で０.５Ｎ／ｃｍに調整し、Ｎ／Ｎ環境下で所定のパターンのテスト画像（ＩＳＯ  １９７５２に規定された文字テストチャート）を記録紙１０万枚形成した。
【０１４６】
試験開始前と記録紙１０万枚画像形成後における感光体の膜厚を、卓上膜厚測定システム（型式：Ｆ−２０−ＥＸＲ、フィルメトリクス株式会社製）を用いて測定し、それらの差から感光体ドラム１０万回転あたりの削れ量（膜減り：μｍ）を求め、次の判定基準により分類した。ここで、削れ量が多い程、耐刷性が悪いと評価した。
得られた結果を表２に示す。
【０１４７】
判定基準
Ｇ(good)：削れ量ｄ＜０.８μｍ/１００ｋ回転
ＮＢ(not bad)：０.８μｍ/１００ｋ回転≦削れ量ｄ＜１.０μｍ/１００ｋ回転
Ｂ(bad)：１.０μｍ/１００ｋ回転≦削れ量ｄ
【０１４８】
画像（欠陥）評価
使用後、通常の現像条件で画像評価を行い、ハーフトーン画像における画像欠陥の有無を評価し、次の判定基準により分類した。
得られた結果を表２に示す。
【０１４９】
判定基準
Ｇ(good)：目視にてハーフトーン画像にキズ濃度ムラがなく、良好な画像
ＮＢ(not bad)：目視にてハーフトーン画像にキズ濃度ムラあるが、実使用上問題のないレベル
Ｂ(bad)：目視にてハーフトーン画像にキズ濃度ムラあり、実使用上問題となるレベル
【０１５０】
総合判定
電気特性、耐刷性および画像欠陥の評価結果に基づいて、次の判定基準により分類した。
得られた結果を表２に示す。
【０１５１】
判定基準
ＶＧ (very good)：３項目すべてGである
Ｇ (good)：３項目がGあるいはNBで、Bがない
Ｂ (bad)：１つ以上Bを有する
【０１５２】
【表２】
2014010158.tif 000007
【０１５３】
表１の結果および評価試験により次のことがわかった。
（１）実施例１〜１０の感光体では、繰り返し使用後も良好な画像特性を有する。
（２）比較例２、３、５では残留電位の上昇が大きく、使用後の画像は画像濃度やや低下していた。
（３）比較例４の感光体では、繰り返し使用後に、画像流れが発生した。これは、シリカ粒子に水分が吸着したことによるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明によれば、長期間の繰り返し使用に対しても、異常画像を発生しない、機械的および電気的に優れた耐久性を有する感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。すなわち、本発明の構成を用いることにより、初期から耐久後を通じて全環境下においてクリーニング不良や画像乱れ等のない優れた耐刷性を有し、長期の使用にわたっても電気的安定性を保持し、画像上の劣化等が発生しない、安定した感光体およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１５５】
１、２、３、４  電子写真感光体
１１  導電性支持体（導電性基体）
１２  電荷発生層
１３  電荷輸送層
１４、１４’  感光層
１５  中間層（下引き層）
１６  表面保護層
３０  画像形成装置（レーザプリンタ）
３１  半導体レーザ
３２  回転多面鏡
３４  結像レンズ
３５  ミラー
３６  コロナ帯電器
３７  現像器
３８  転写紙カセット
３９  給紙ローラ
４０  レジストローラ
４１  転写帯電器
４２  分離帯電器
４３  搬送ベルト
４４  定着器
４５  排紙トレイ
４６  クリーナ
４７  矢符
４８  記録媒体（転写紙）
４９  露光手段
【図１】
2014010158.tif 000008
【図２】
2014010158.tif 000009
【図３】
2014010158.tif 000010
【図４】
2014010158.tif 000011
【図５】
2014010158.tif 000012