(57)【要約】【課題】画像の白点抜けを防止する電子写真感光体を提供すること。【解決手段】導電性支持体と、該導電性支持体に近い側から順に、電荷発生層と、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有し膜厚が３８μｍ以上の単層の電荷輸送層と、を有し、前記電荷輸送層は、前記導電性支持体に近い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度と、前記導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度との差が、２０質量％以下であり、前記電荷輸送層中における前記有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である電子写真感光体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体と、該導電性支持体に近い側から順に、電荷発生層と、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有し膜厚が３８μｍ以上の単層の電荷輸送層と、を有し、
前記電荷輸送層は、前記導電性支持体に近い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度と、前記導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度との差が、２０質量％以下であり、
前記電荷輸送層中における前記有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である電子写真感光体。
【請求項２】
前記電荷輸送層が、前記導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送物質の平均濃度が４０質量％以上である請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーにより前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、
前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写装置と、
を有する画像形成装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置、トナーにより前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像装置、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写装置及び転写後の前記電子写真感光体の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置からなる群より選択される少なくとも一種と、を一体に有し、
画像形成装置本体から脱着されるプロセスカートリッジ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題や利便性の点から高速・高画質の複写機やプリンターが要求されるようになってきており、またプロセスカートリッジの長寿命化が切望されている。プロセスカートリッジの寿命を決定する重要な因子の一つに、電子写真感光体の最表面層の摩耗による膜減りがある。
そこで、例えば、膜厚が厚く均一な表面層を感光層の表面層として形成可能な方法として、少なくとも電荷輸送物質と、結合剤と、ハロゲン原子を含有しない溶剤とを含有し、該電荷輸送物質及び結合剤が該溶剤中に溶解している塗工液であって、２０℃における粘度が２１０〜１０００ｍＰａ・ｓである電子写真感光体製造用塗工液が提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
また、長期間の使用によっても画質や感度減退の少ない感光体として、電荷輸送層を２層以上有し、その電荷輸送層のうちの少なくとも表面領域側の層が、粘度平均分子量４．０×１０４以上のポリカーボネートと、１０〜５０重量％の有機微粒子とを含有する膜厚１〜１０μｍの層であり、基体側の電荷輸送層中の電荷輸送材料の濃度が、表面領域側の電荷輸送層中の濃度より大きい電子写真感光体が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６７３０９号公報
【特許文献２】特開平７−１２８８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、電荷輸送層が膜厚３８μｍ以上の単層であって、電荷輸送材料の平均濃度が、支持体側表面の特定領域と最外面側表面の特定領域とにおいて差が２０質量％を超える場合、或いは電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍを超える場合に比べて、画像の白点抜けが防止される電子写真感光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の本発明によって達成される。
【０００７】
請求項１に係る発明は、
導電性支持体と、該導電性支持体に近い側から順に、電荷発生層と、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有し膜厚が３８μｍ以上の単層の電荷輸送層と、を有し、
前記電荷輸送層は、前記導電性支持体に近い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度と、前記導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度との差が、２０質量％以下であり、
前記電荷輸送層中における前記有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である電子写真感光体である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、
前記電荷輸送層が、前記導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送物質の平均濃度が４０質量％以上である請求項１に記載の電子写真感光体である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、
請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
トナーにより前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、
前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写装置と、
を有する画像形成装置である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、
請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置、トナーにより前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像装置、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写装置及び転写後の前記電子写真感光体の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置からなる群より選択される少なくとも一種と、を一体に有し、
画像形成装置本体から脱着されるプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、電荷輸送層が膜厚３８μｍ以上の単層であって、電荷輸送材料の平均濃度が、支持体側表面の特定領域と最外面側表面の特定領域とにおいて差が２０質量％を超える場合、或いは電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍを超える場合に比較して、画像の白点抜けの発生が抑えられた電子写真感光体が提供される。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、電荷輸送層の最外面側表面の特定領域における電荷輸送物質の平均濃度が４０質量％未満の場合に比較して、高速応答性に優れた電子写真感光体が提供される。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、電子写真感光体の電荷輸送層が膜厚３８μｍ以上の単層であって、電荷輸送材料の平均濃度が支持体側表面の特定領域と最外面側表面の特定領域とにおいて差が２０質量％を超える場合、或いは電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍを超える場合に比較して、画像の白点抜けの発生が抑えられた画像形成装置が提供される。
【００１４】
請求項４に係る発明によれば、電子写真感光体の電荷輸送層が膜厚３８μｍ以上の単層であって、電荷輸送材料の平均濃度が支持体側表面の特定領域と最外面側表面の特定領域とにおいて差が２０質量％を超える場合、或いは電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下を超える場合に比較して、画像の白点抜けの発生が抑えられたプロセスカートリッジが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る電子写真感光体の断面の一例を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付することとし、重複する説明は省略する。
【００１７】
＜電子写真感光体＞
本実施形態の電子写真感光体は、導電性支持体と、該導電性支持体に近い側から順に、電荷発生層と、電荷輸送層とを有する。電荷輸送層は、膜厚が３８μｍ以上の単層で構成され、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有する。また、電荷輸送層は、前記導電性支持体に近い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度と、前記導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの領域における電荷輸送材料の平均濃度との差が、２０質量％以下である。更に、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径は２．０μｍ以下である。
【００１８】
画像の白点抜けなどの画質欠陥は、電荷輸送層中において電荷輸送物質が高濃度な部分で発生することが明らかとなった。詳細には、電荷輸送層形成用の塗布液を用いて電荷輸送層の塗膜を形成し、これを乾燥させると、電荷輸送層中で電荷輸送物質が拡散して、電荷輸送物質の濃度の粗密な部分が生じ、このうち電荷輸送物質の密な部分で白点抜けなどの画質欠陥が発生していることが明らかとなった。この原因は明らかではないが、電荷輸送物質の濃度が高くなることで、電荷輸送材料が結晶化するためと考えられる。
このような電荷輸送層中の電荷輸送物質の偏析は、装置の長寿命化のために電荷輸送層の膜厚を厚く塗布した電子写真感光体において、より発生しやすい。
【００１９】
なお、電荷輸送物質の濃度差は、膜厚方向において大きくなる。そこで本実施形態では、電荷輸送物質の偏析を抑えるよう、電荷輸送層の膜厚方向において電荷輸送物質の濃度差を特定範囲内とすることで、白点抜けなどの画質欠陥の発生を抑える。特に、電荷輸送物質の濃度差が大きくなる部位が、電荷輸送層の表面から１μｍまでの領域であるため、この領域内における電荷輸送物質の濃度を特定範囲内とすることが、白点抜けなどの画質欠陥の抑制に有効である。
【００２０】
また、感光体の長寿命化を図るべく感光体表面の摩擦係数を下げるよう、電荷輸送層に有機樹脂粒子を添加すると、電荷輸送層中での有機樹脂粒子の分散性の低さに起因して有機樹脂粒子が塊となって偏在し、その部分で白点抜けが生じることも明らかとなった。特に、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍを超えると、白点抜けの発生頻度が高くなる。
【００２１】
以下、図を参照しながら、本実施形態の電子写真感光体について説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態の電子写真感光体の好適な一実施形態を示す模式断面図である。図１に示した電子写真感光体１（単に「感光体」と称する場合がある）は電荷発生層５と電荷輸送層６とが別個に設けられた機能分離型の感光層３を備えるもので、導電性基体（導電性支持体）（単に「基体」と称する場合がある）２上に下引き層４、電荷発生層５、電荷輸送層６がこの順で積層された構造を有している。ここで、電荷輸送層６は感光体１において最外層（基体２から最も遠い側に配置される層）となっている。以下、感光体１の各要素について説明する。
【００２３】
〔導電性基体〕
導電性基体２としては、従来から使用されているものであれば、如何なるものを使用してもよい。例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼等の金属類、およびアルミニウム、チタニウム、ニッケル、クロム、ステンレス鋼、金、バナジウム、酸化錫、酸化インジウム、ＩＴＯ等の薄膜を設けたプラスチックフィルム等、あるいは導電性付与剤を塗布、または含浸させた紙、およびプラスチックフィルム等が挙げられる。基体２の形状はドラム状に限られず、シート状、プレート状としてもよい。
【００２４】
導電性基体２として金属パイプを用いる場合、表面は素管のままであってもよいし、予め鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレス研削、サンドブラスト、ウエットホーニングなどの表面処理が行われていてもよい。表面処理により基材表面を粗面化することで、レーザビームのような可干渉光源を用いた場合に発生しうる感光体内での干渉光による木目状の濃度斑が防止される。
【００２５】
なお、本明細書において「導電性」とは、体積抵抗率が１０７Ω・ｃｍ未満を意味し、以下、他も特記がない限り同様である。「半導電性」とは、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ以上１０１３Ωｃｍ以下を意味し、以下、他も特記がない限り同様である。
【００２６】
〔下引き層〕
下引き層４は、基体２表面における光反射の防止、基体２から感光層３への不要なキャリアの流入の防止などのために、必要に応じて設けられる。下引き層４の材料としては、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、支持体上に塗布したものが挙げられる。また、金属酸化物微粒子は２種以上混合して用いてもよい。さらに、金属酸化物粒子へカップリング剤による表面処理を行い、粉体抵抗を制御して用いてもよい。
【００２７】
下引き層４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用いられる。
なかでも上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好適に用いられ、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが好適に用いられる。
下引き層４中の金属酸化物粒子と結着樹脂との比率は特に制限されない。
【００２８】
下引き層４の形成の際には、上記成分を溶媒に加えた塗布液が使用される。かかる溶媒としては、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、などの有機溶剤が挙げられる。
これらの溶剤は単独又は２種以上を混合して用いてよい。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤として結着樹脂が溶解するものであれば、いかなるものを使用してもよい。
【００２９】
また、下引き層形成用の塗布液中に金属酸化物粒子を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利用される。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。
【００３０】
このようにして得られる下引き層形成用の塗布液を基体２上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、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、カーテン塗布法等が挙げられる。
下引き層４の膜厚は１５μｍ以上が望ましく、１９μｍ以上５０μｍ以下がより望ましい。下引き層４には、表面粗さ調整のために樹脂粒子を添加してもよい。該樹脂粒子としては、シリコーン樹脂粒子、架橋型ＰＭＭＡ樹脂粒子等が挙げられる。
【００３１】
また、表面粗さ調整のために下引き層４の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、ウエットホーニング、研削処理等が挙げられる。
【００３２】
また、図示は省略するが、電気特性向上、画質向上、画質維持性向上、感光層接着性向上などのために、下引き層４上に中間層を更に設けてもよい。
中間層に用い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−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂などの高分子樹脂化合物のほかに、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、シリコン原子などを含有する有機金属化合物などがある。
これらの化合物は単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いられる。中でも、ジルコニウム又はシリコンを含有する有機金属化合物は、残留電位が低く環境による電位変化が少なく、また繰り返し使用による電位の変化が少ないなど性能上優れている。
【００３３】
中間層の形成に使用される溶媒としては、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又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が挙げられる。
これらの溶剤は単独又は２種以上混合して用いられる。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤として結着樹脂を溶解するものであれば、いかなるものでも使用される。
【００３４】
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、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が適用される。
【００３５】
中間層は上層の塗布性改善の他に、電気的なブロッキング層の役割も果たす。したがって、中間層を形成する場合には、中間層の厚さは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲に設定される。また、この場合の中間層を下引き層４として使用してもよい。
【００３６】
〔電荷発生層〕
電荷発生層５は、電荷発生材料を適当な結着樹脂中に分散して形成される。かかる電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が使用される。
【００３７】
特に、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．４゜、１６．６゜、２５．５゜及び２８．３゜に強い回折ピークを有するクロロガリウムフタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．７゜、９．３゜、１６．９゜、１７．５゜、２２．４゜及び２８．８゜に強い回折ピークを有する無金属フタロシアニン結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも７．５゜、９．９゜、１２．５゜、１６．３゜、１８．６゜、２５．１゜及び２８．３゜に強い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結晶、ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角（２θ±０．２゜）の少なくとも９．６゜、２４．１゜及び２７．２゜に強い回折ピークを有するチタニルフタロシアニン結晶が高感度化の観点から好適である。
【００３８】
なお、本実施形態に係る電荷輸送層を適用すると、上述の高感度な電荷発生材料を用いた場合であっても、摩擦による画像欠陥や、繰り返し使用した際の画像濃度の低下が効果的に抑えられる。
【００３９】
その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等が使用される。また、これらの電荷発生材料は、単独または２種以上を混合して使用される。
【００４０】
電荷発生層５における結着樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡタイプ又はビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスルホン樹脂、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、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、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール樹脂等が挙げられる。これらの結着樹脂は、単独又は２種以上を混合して用いられる。
電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、１０：１以上１：１０以下の範囲が望ましい。
【００４１】
電荷発生層５の形成の際には、上記成分を溶剤に加えた塗布液が使用される。かかる溶剤としては、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又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、などの有機溶剤が挙げられる。
これらの溶剤は単独又は２種以上を混合して用いられる。混合する際、使用される溶剤としては、混合溶剤として結着樹脂を溶解するものであれば、いかなるものも使用される。
【００４２】
電荷発生材料を樹脂中に分散させるために、塗布液には分散処理が施される。分散方法としては、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利用される。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。
【００４３】
このようにして得られる塗布液を下引き層４上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、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、カーテン塗布法等が挙げられる。
電荷発生層５の膜厚は、０．０１μｍ以上５μｍ以下が望ましく、０．０５μｍ以上２．０μｍ以下がより望ましい。
【００４４】
〔電荷輸送層〕
電荷輸送層６は電子写真感光体１における最外層に相当し、少なくとも電荷輸送材料及び有機樹脂粒子を含み、結着樹脂やその他の添加剤を含んでもよい。電荷輸送層６の膜厚は３８μｍ以上であり単層である。ここで単層とは、その層内に界面が存在しない層をいう。
また、電荷輸送層６は、支持体から近い側の表面（以下「内表面」と称する場合がある）６Ａから１μｍ内部側までの領域（内表面領域）６ａと、支持体から遠い側の表面（以下「最外面」と称する場合がある）６Ｂから１μｍ内部側までの領域（外表面領域）６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が、２０質量％以下である。
【００４５】
上記電荷輸送材料の平均濃度は、ＦＴ―ＩＲによって測定される。
具体的には、電荷輸送層を斜めに削り、削り出された斜面について、表面からの深さ方向に対応した位置の赤外吸光度をＡＴＲ（全反射測定）により測定し、バインダー成分の赤外吸光度に対する電荷輸送層の赤外吸光度の比を求める。膜厚方向１０箇所について測定し、その平均値を求める。
【００４６】
より望ましくは、内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が、１５質量％以上２０質量％以下の場合であり、１５質量％以上１８％以下の場合が更に望ましい。
【００４７】
また、前記内表面領域６ａにおける電荷輸送材料の平均濃度は、５６質量％以上６５  質量％以下であることが望ましく、５７質量％以上６３質量％以下であることがより望ましく、５６質量％以上６０質量％以下であることが更に望ましい。
【００４８】
前記外表面領域６ｂにおける電荷輸送材料の平均濃度は、３０質量％以上であることが望ましく、４０質量％以上であることが電荷輸送能を発揮させて、高速応答性を高める観点からより望ましく、４０質量％以上６０質量％以下であることが更に望ましい。
【００４９】
更に、電荷輸送材料の濃度勾配は、電荷輸送層６の最外面６Ｂから内表面６Ａに向かって膜厚方向で連続的に増加することが望ましい。このような電荷輸送材料の濃度勾配を有する電荷輸送層６は、摩擦による画像欠陥、及び繰り返し使用による残留電位の上昇が効果的に抑制される。
【００５０】
電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等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）ピラゾリン等のピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３，４−ジメチルフェニル）ビフェニル−４−アミン、トリ（ｐ−メチルフェニル）アミニル−４−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第３級アミノ化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン等の芳香族第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−トリアジン等の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等のヒドラゾン誘導体、２−フェニル−４−スチリル−キナゾリン等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）ベンゾフラン等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等の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等のカルバゾール誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体などの正孔輸送物質、クロラニル、ブロアントラキノン等のキノン系化合物、テトラ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、キサントン系化合物、チオフェン化合物等の電子輸送物質、および上記した化合物に由来する基を主鎖また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、１種または２種以上を組み合わせて使用される。
【００５１】
電荷輸送層６には、摩擦係数を下げることを目的として、有機樹脂粒子を分散させて含有させる。電荷輸送層６中における有機樹脂粒子の二次粒子径は、２０μｍ以下である。電荷輸送層６中で有機樹脂粒子の分散が充分でなく、凝集したり会合したりすると、有機樹脂粒子の二次粒子径が大きくなる。２０μｍを超える二次粒子径の有機樹脂粒子が電荷輸送層６中に含有されると、その部分で画像の白抜けが発生する。
【００５２】
電荷輸送層６中における有機樹脂粒子の二次粒子径は、磨耗の低減及び画像の白抜けを抑える観点からは、１．０μｍ以下であることが望ましく、０．８μｍ以下であることがより望ましい。
【００５３】
電荷輸送層６中における有機樹脂粒子の二次粒子径は、電子写真感光体の任意の１０箇所の表面層塗膜断面について日本電子製ＪＳＭ−６７００Ｆを用い、加速電圧３０ｋＶにおいて５０００倍の透過電子像（ＳＴＥＭ）写真を撮影して測定する。有機樹脂粒子が２個以上凝集したものを二次粒子とし、測定箇所１箇所当たり任意の二次粒子３０個について二次粒子の長径の最大値を採用し、その個数平均を二次粒子径とした。
【００５４】
なお、有機樹脂粒子の平均一次粒径は、０．５μｍ以下であることが望ましい。
【００５５】
前記有機樹脂粒子は、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂又はアクリル系樹脂等から構成されることが望ましく、より望ましくはポリテトラフルオロエチレンから構成される粒子である。
【００５６】
電荷輸送層６中の有機樹脂粒子の含有率は、２質量％以上５０質量％以下であることが望ましく、３質量％以上３０質量％以下であることがより望ましく、４質量％以上１０質量％以下であることが更に望ましい。
【００５７】
有機樹脂粒子の分散性・分散安定性を向上させるためには、分散助剤を用いることが望ましい。分散助剤としては例えば、有機樹脂粒子がフッ素系樹脂から構成される粒子の場合には、フッ素系グラフトポリマーが挙げられる。
分散助剤の含有比率は、有機樹脂粒子に対して０．５質量％以上２０質量％以下が望ましく、０．５質量％以上５質量％以下がより望ましい。有機樹脂粒子に対する分散助剤の含有比率が０．５質量％以上の場合には、フッ素系樹脂粒子の分散が良好となる。
【００５８】
電荷輸送層６における結着樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型あるいはビスフェノールＺ型等のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスルホン樹脂、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、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、塩素ゴム等の絶縁性樹脂、およびポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー等があげられる。これらの結着樹脂は、単独あるいは２種以上混合して用いられる。
【００５９】
電荷輸送層６における電荷輸送材料と結着樹脂との含有比率は、１０：１乃至１：５が望ましい。
【００６０】
電荷輸送層６は、表面の平滑性を向上させる目的で、表面層中にシリコーンオイル等のレベリング剤を添加してもよい。レベリング剤としてジメチルシリコーンオイルを用いることが望ましい。
レベリング剤の含有率は、所望の特性が得られる範囲であれば制限されず、電荷輸送層用塗布液中、０．１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下の範囲であることが望ましく、０．５ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下の範囲であることがより望ましい。０．１ｐｐｍ以上の場合には、十分な平滑面が得られ、また５００ｐｐｍ以下の場合には、繰り返し使用時に残留電位の上昇が抑えられ、電気特性上望ましい。
【００６１】
電荷輸送層６は、上記成分を溶剤に加えた塗布液を用いて形成される。電荷輸送層の形成に使用される溶剤としては、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種以上混合して用いてよい。
【００６２】
これら溶剤のなかでも、内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差を２０質量％以下とするには、電荷輸送材料の溶解度が５００ｍｇ／ｍＬ以下、より好適には３００ｍｇ／ｍＬ以下の溶剤を使用することが望ましい。
【００６３】
電荷輸送層６を形成するための塗布液は、まず、少なくとも電荷輸送材料及び結着樹脂を有機溶媒中に溶解させ、そこに分散助剤及び有機樹脂粒子を混入し、有機樹脂粒子を分散させて調製する。
【００６４】
内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下の電荷輸送層６は、塗布液溶剤と電荷輸送材料の溶解度、電荷輸送材料と結着樹脂との相溶性、塗布溶媒の揮発速度、電荷輸送層形成用塗布液により形成した塗布膜の乾燥速度などの乾燥条件等を考慮して作製される。具体的には、溶媒の種類を選択し、及び／又は電荷輸送材料と結着樹脂の分子量を調整することで、本実施形態に係る電荷輸送層が作製される。
【００６５】
上記調整により内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下の電荷輸送層が作製される理由を次のように推測する。
電荷輸送層形成用塗布液を塗布して塗布膜を形成すると、塗布膜の表面から乾燥し始める。塗布膜中の結着樹脂が乾燥により固定されるときに、分子量の小さい電荷輸送材料は固化していない内部側へ移動する。これが逐次起こることで、膜厚方向での電荷輸送材料の濃度分布が形成されるものと推測する。
したがって、内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下の電荷輸送層は、塗布液溶剤と電荷輸送材料の溶解度、電荷輸送材料と結着樹脂との相溶性、塗布溶媒の揮発速度、電荷輸送層形成用塗布液により形成した塗布膜の乾燥速度などの乾燥条件などによって調整され、形成される。
【００６６】
また、有機樹脂粒子の分散性を高めて電荷輸送層６中での有機樹脂粒子の二次粒子径を０．８μｍ以下とするために、塗布液溶剤の種類、有機樹脂粒子と結着樹脂との相溶性、塗膜の乾燥条件等を考慮することが望ましい。
【００６７】
具体的には、本実施形態に係る電荷輸送層６を形成するには、次のように調製した塗布液を用いることが望ましい。
まず、有機樹脂粒子を溶剤に分散させた第一の調製液を調製する。第一の分散液には、上記分散助剤を添加することが望ましい。第一の調製液に用いる溶剤は、トルエン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、有機樹脂粒子の分散性を向上させる観点からトルエンが望ましい。
【００６８】
第一の調製液中の溶剤の含有率は、３０質量％以上９０質量％以下が望ましく、５０質量％以上８５質量％以下がより望ましい。
【００６９】
第一の調製液中の分散助剤の含有率は、０．１質量％以上３質量％以下が望ましく、０．３質量％以上１質量％以下がより望ましい。
【００７０】
第一の調製液において有機樹脂粒子を分散させるための分散方法としては、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利用される。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。
【００７１】
次に、別途、電荷輸送材料及び結着樹脂、更に必要に応じて酸化防止剤などの添加剤を溶剤に添加した第二の調製液を調製する。第二の調製液に用いる溶剤としては、テトラヒドロフランとトルエンとを併用することが望ましく、混合比率は、質量比で、テトラヒドロフラン：トルエンは９：１以上３：７以下であることが望ましく、９：１以上５：５以下であることがより望ましい。
なお、テトラヒドロフランとトルエンの混合溶剤において、トルエンの含有比率を大きくすると電荷輸送材料の濃度勾配の差が小さくなり、テトラヒドロフランの含有比率を大きくすると電荷輸送材料の濃度勾配の差が大きくなる。
【００７２】
第二の調製液中の溶剤の含有率は、５０質量％以上９０質量％以下が望ましく、７０質量％以上８０質量％以下がより望ましい。
【００７３】
第二の調製液に含有される結着樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、８０００以上１０００００以下であることが望ましく、１００００以上５００００以下であることがより望ましい。
【００７４】
結着樹脂の分子量の測定は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）として「HLC-8120GPC、SC-8020（東ソー（株）社製）装置」を用い、カラムとして「ＴＳＫｇｅｌ、ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ（東ソー（株）社製６．０ｍｍＩＤ×１５ｃｍ）」を２本用い、溶離液としてＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用いる。
測定は、試料濃度０．５質量％、流速０．６ｍｌ／ｍｉｎ．、サンプル注入量１０μｌ、測定温度４０℃、ＩＲ検出器を用いて実施する。また、検量線は東ソー社製「ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ標準試料ＴＳＫ ｓｔａｎｄａｒｄ」：「Ａ−５００」、「Ｆ−１」、「Ｆ−１０」、「Ｆ−８０」、「Ｆ−３８０」、「Ａ−２５００」、「Ｆ−４」、「Ｆ−４０」、「Ｆ−１２８」、「Ｆ−７００」の１０サンプルから作製する。
【００７５】
第二の分散液に含有される電荷輸送材料の分子量としては、２００以上３０００以下であることが望ましく、３００以上１５００以下であることがより望ましく、４００以上１０００以下であることがより望ましい。
【００７６】
第二の調製液中の電荷輸送材料の含有率は、３質量％以上５０質量％以下が望ましく、５質量％以上２０質量％以下がより望ましい。
【００７７】
上記調製した第二の分散液を第一の分散液に加えて攪拌した後、ホモジナイザーなどにより分散処理を行い、ここにレベリング剤を添加して、電荷輸送層塗布液を調製する。
分散方法としては、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利用される。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。
【００７８】
このようにして得られる塗布液を電荷発生層５上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、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が用いられる。
【００７９】
電荷輸送層塗布液の塗布により得られた塗膜は、乾燥して、電荷輸送層を形成する。乾燥方法としては、定温乾燥方法、真空乾燥方法等が挙げられる。
【００８０】
乾燥温度は、塗布液中の溶剤の種類によって調節される。例えば、トルエン及びテトラヒドロフランの混合液が溶剤として用いられたときには、内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差を２０質量％以下とするには、８０℃以上１５０℃以下で乾燥することが望ましく、１００℃以上１３０℃以下とすることがより望ましい。また、乾燥時間は、２０分以上８０分以下であることが望ましく、３０分以上６０分以下であることがより望ましい。
【００８１】
電荷輸送層６の膜厚は３８μｍ以上である。３８μｍ以上とすることで、画像形成装置およびプロセスカートリッジの長寿命化が達成される。更に、電荷輸送層６の膜厚は、３８μｍ以上６０μｍ以下が望ましく、３８μｍ以上５０μｍ以下がより望ましい。
【００８２】
更に、感光層３を構成する各層中には、画像形成装置中で発生するオゾンや窒素酸化物、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添加してもよい。
例えば、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、スピロインダノンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機リン化合物等があげられる。光安定剤の例としては、ベンゾフェノン、ベンゾアゾール、ジチオカルバメート、テトラメチルピペン等の誘導体が挙げられる。
【００８３】
上述の電荷輸送層６では、電荷輸送材料が局所的に高濃度化したことによる結晶化が抑えられ、また凝集などによって有機樹脂粒子が特定の粒子径を超えることが抑えられる。結果として、上述の電荷輸送層６を備える電子写真感光体では、画像の白点抜けなどの画質欠陥が抑えられる。一般的に電荷輸送層６が厚膜化すると、白点抜けなどの画質欠陥が顕著化する傾向にあるが、本実施形態に係る電荷輸送層６によれば、電荷輸送層６が３８μｍ以上であっても、画像の白点抜けなどの画質欠陥が抑えられる。
【００８４】
＜電子写真装置及びプロセスカートリッジ＞
次に、本実施形態の電子写真装置及びプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態の電子写真装置は、少なくとも、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置と、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、トナーにより前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像装置と、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写装置と、を有する。
【００８５】
図２は本実施形態の電子写真装置の一例の基本構成を概略的に示す断面図である。図２に示す画像形成装置２００は、帯電部材４０２ａ乃至４０２ｄが接触帯電装置であり、転写手段が中間転写方式を採用する構成を有しており、かつ、帯電部材４０２ａ乃至４０２ｄ、露光手段４０３、及び現像手段４０４ａ乃至４０４ｄを少なくとも備える画像形成ユニットを２以上有するタンデム式画像形成装置である。
【００８６】
より具体的には、このタンデム式画像形成装置２００は、ハウジング４００内において４つの電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄ（例えば、電子写真感光体４０１ａがイエロー、電子写真感光体４０１ｂがマゼンタ、電子写真感光体４０１ｃがシアン、電子写真感光体４０１ｄがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成可能である）が中間転写ベルト４０９に沿って相互に並列に配置されている。また、この画像形成装置２００には、さらに、クリーニング手段４１５ａ乃至４１５ｄが備わっている。
【００８７】
ここで、画像形成装置２００に搭載されている電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄは、それぞれ上述した電子写真感光体、つまり、導電性支持体と、電荷発生層と、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有し膜厚が３８μｍ以上の単層の電荷輸送層と、をこの順に有するものであって、電荷輸送層の内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下であり、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である電子写真感光体であり、例えば図１に示した電子写真感光体１が搭載される。
【００８８】
電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄのそれぞれは、所定の方向（紙面上は反時計回り）に回転可能であり、その回転方向に沿って帯電部材４０２ａ乃至４０２ｄ（電子写真感光体を帯電させる接触帯電部材）、現像装置４０４ａ乃至４０４ｄ（露光手段により形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段）、１次転写ロール４１０ａ乃至４１０ｄ（現像手段により形成されたトナー像を後述の中間転写ベルト４０９（中間転写体）に１次転写するための転写手段）、クリーニングブレード４１５ａ乃至４１５ｄ（クリーニング手段）が配置されている。
【００８９】
現像装置４０４ａ乃至４０４ｄのそれぞれにはトナーカートリッジ４０５ａ乃至４０５ｄに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーが供給され、また、１次転写ロール４１０ａ乃至４１０ｄはそれぞれ中間転写ベルト４０９（１次転写像を被転写媒体５００に転写する中間転写体）を介して電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄに接している。
【００９０】
更に、ハウジング４００内にはレーザ光源（帯電部材により帯電される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）４０３が配置されており、レーザ光源４０３から出射されたレーザ光を帯電後の電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄの表面に照射する。これにより、電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄの回転工程において帯電、露光、現像、１次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト４０９上に重ねて転写される。
【００９１】
転写手段４１０ａ乃至４１０ｄとしては、ベルト、ローラー、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等、が挙げられる。
【００９２】
また、上記現像装置４０４ａ乃至４０４ｄとしては、一成分系、二成分系等の正規または反転現像剤を用いた従来公知の現像装置等が用いられる。このような現像剤のうち画質の向上という理由から、二成分現像剤を用いる二成分現像方式を用いて行うことが望ましい。この場合、静電潜像の可視化のために用いる現像剤は、トナーとキャリアとで構成される。また、使用されるトナーの形状は特に制限されず、例えば粉砕法による不定形トナーや重合法による球形トナーが好適に使用される。
【００９３】
また、上記クリーニング手段４１５ａ乃至４１５ｄは、転写工程後の電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄの表面に付着する残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄは上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニン手段４１５ａ乃至４１５ｄとしては、クリーニングブレード、ブラシクリーニング、ロールクリーニング等が用いられる。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが望ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００９４】
中間転写ベルト４０９は駆動ロール４０６、支持ロール４０８及び張力付与ロール４０７により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。また、２次転写ロール４１３は、中間転写ベルト４０９を介して支持ロール４０８と接するように配置されている。支持ロール４０８と２次転写ロール４１３との間を通った中間転写ベルト４０９は、例えば駆動ロール４０６の近傍に配置されたクリーニングブレード４１６により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。
【００９５】
また、ハウジング４００内にはトレイ（被転写媒体トレイ）４１１が設けられており、トレイ４１１内の紙などの被転写媒体５００が移送ロール４１２により中間転写ベルト４０９と２次転写ロール４１３との間、更には相互に接する２個の定着ロール４１４の間に順次移送された後、ハウジング４００の外部に排紙される。
【００９６】
このように電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄの回転工程において、帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を順次行うことによって画像形成が繰り返し行われる。ここで、電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄとして上述した電子写真感光体、つまり、導電性支持体と、電荷発生層と、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有し膜厚が３８μｍ以上の単層の電荷輸送層と、をこの順に有するものであって、電荷輸送層の内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下であり、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である電子写真感光体を用いることにより、画像形成装置の長寿命化が図られ且つ白点抜けなどの画質欠陥のない画像形成装置２００が実現される。
【００９７】
なお、図２に示した画像形成装置においては中間転写体として中間転写ベルト４０９を使用する場合について説明したが、中間転写体は、上記中間転写ベルト４０９のようにベルト状であってもよく、ドラム状であってもよい。ベルト状とする場合中間転写体の基材として用いる樹脂材料としては、従来公知の樹脂が用いられる。例えば、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアルキレンテレフタレート（ＰＡＴ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡＴ、ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド等の樹脂材料及びこれらを主原料としてなる樹脂材料が挙げられる。さらに、樹脂材料と弾性材料をブレンドして用いてもよい。
【００９８】
また、本実施形態の画像形成装置はイレース光照射装置等の除電装置をさらに備えていてもよい。これにより、電子写真感光体が繰り返し使用される場合に、電子写真感光体の残留電位が次のサイクルに持ち込まれる現象が防止されて、画像品質がより高められる。
【００９９】
また、図２に示した画像形成装置は、電子写真感光体４０１ａ乃至４０１ｄを含んで構成されるプロセスカートリッジを備えるものであってもよい。かかるプロセスカートリッジを用いることによって、メンテナンスがより簡便に行われる。以下では、本実施形態のプロセスカートリッジについて説明する。
【０１００】
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置本体から脱着されるものであり、少なくとも、上記電子写真感光体を備え、更に前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電装置、帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置、トナーにより前記静電潜像を現像して前記電子写真感光体の表面にトナー像を形成する現像装置、前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写装置及び転写後の前記電子写真感光体の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置からなる群より選択される少なくとも一種を上記電子写真感光体と一体に有する。
【０１０１】
図３は、本実施形態の電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジの好適な一例の基本構成を概略的に示す断面図である。
図３に示すプロセスカートリッジ３００は、電子写真感光体２０７とともに、接触帯電部材２０８、現像手段２１１、中間転写体２２０（中間転写体手段）、クリーニング装置（クリーニング手段）２１３、露光のための開口部２１８、及び、除電露光のための開口部２１７を、取り付けレール２１６を用いて組み合せ、そして一体化したものである。
また、図３に示すプロセスカートリッジ３００は、中間転写体２２０を介して電子写真感光体２０７上のトナー像を被転写媒体５００に転写する中間転写方式を採用する構成を有している。
【０１０２】
なお、電子写真感光体２０７は、上述した電子写真感光体、つまり、導電性支持体と、電荷発生層と、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有し膜厚が３８μｍ以上の単層の電荷輸送層と、をこの順に有するものであって、電荷輸送層の内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下であり、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である電子写真感光体であり、例えば図１に示した電子写真感光体１が搭載される。
【０１０３】
そして、このプロセスカートリッジ３００は、転写装置２１２と、定着装置２１５と、図示しない他の構成部分とで構成される電子写真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電子写真装置を構成するものである。
【０１０４】
現像手段２１１は、目的に応じて適宜選択され、例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラー等を用い接触或いは非接触させて現像する公知の現像器等が挙げられる。また、トナーとしては、機械的な粉砕方や化学重合で作られる。トナーの形状としては不定形なものから球形のものが挙げられる。
【０１０５】
中間転写手段２２０としては、例えば、ベルト、ローラー、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。これらの中でも、転写帯電補償能力に優れる点で接触型転写帯電器が望ましい。なお、本実施形態においては、上記転写帯電器の他、剥離帯電器等を併用してもよい。
【０１０６】
クリーニング手段２１３としては特に制限はなく、それ自体公知のクリーニング装置等が用いられる。例えば、ウレタン製のブレードやクリーニングブラシ等が挙げられる。
【０１０７】
前記除電手段（光除電手段、不図示）としては、例えば、タングステンランプ、ＬＥＤ等が挙げられ、該光除電プロセスに用いる光質としては、例えば、タングステンランプ等の白色光、ＬＥＤ光等の赤色光等が挙げられる。該光除電プロセスにおける照射光強度としては、通常、電子写真感光体の半減露光感度を示す光量の数倍乃至３０倍程度になるよう出力設定される。本実施形態においては、開口部２１７からこのような光除電手段からの光を取り込み、感光体を除電する。
【０１０８】
このようなプロセスカートリッジにおいて上述した電子写真感光体、つまり、導電性支持体と、電荷発生層と、有機樹脂粒子及び電荷輸送材料を含有し膜厚が３８μｍ以上の単層の電荷輸送層と、をこの順に有するものであって、電荷輸送層の内表面領域６ａと外表面領域６ｂとにおける電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下であり、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である電子写真感光体を用いることにより、画像形成装置の長寿命化が図られ且つ白点抜けなどの画質欠陥のないプロセスカートリッジ３００が実現される。
【実施例】
【０１０９】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお実施例では、特に断りの無い限り、「部」及び「％」は、それぞれ「質量部」及び「質量％」を意味する。
【０１１０】
［実施例１］
＜電子写真感光体の作製＞
（基材の準備）
１ｍｍ厚×３０ｍｍφ×３６５ｍｍＬのアルミニウムパイプ（円筒状基材）にダイヤモンドバイトを用いた鏡面旋盤により鏡面切削加工を行い、表面粗さ（Ｒａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１に規定されている中心線平均粗さ）：０．０２μｍ、Ｒｍａｘ：０．２μｍ）の平滑面に仕上げた。
【０１１１】
（基材の洗浄処理）
次に、循環型処理装置にて、電気分解アルカリ性水を用いて基材を洗浄（電気分解アルカリ性水処理）した。処理槽に供給・循環される電気分解アルカリ性水としては、水以外のイオンを３．４％含む原液（商品名：ルミックＥＫＯ−１３ＡＬ、日本電子アクティブ社製）を、イオン交換水にて３倍に希釈し、ｐＨ１１のものを用いた。電気分解アルカリ性水の原液を希釈するためのイオン交換水としては、比抵抗５ＭΩ・ｃｍのものを用いた。また、電気分解アルカリ性水の温度は３５℃に設定され、上下揺動回数１５回／分で、３０秒間、基材を洗浄した。なお、処理槽で照射した超音波の周波数は１３３ｋＨｚであった。
【０１１２】
また、使用済み電気分解アルカリ性水に含まれる油分は、油水分離装置として超極細繊維フィルター（商品名：ユーテックＴＨ、旭化成社製）を用いて分離した。
次に、濯ぎ処理を行った。濯ぎ処理に用いた循環型濯ぎ装置における濯ぎ槽では、比抵抗５（ＭΩ・ｃｍ）のイオン交換水を使用した。このときのイオン交換水の温度は３５℃に設定された。また、濯ぎ処理の際には、上下揺動回数１５回／分で、３０秒間、基材を濯いだ。なお、濯ぎ槽で照射した超音波の周波数は１３３ｋＨｚであった。
最後に、水切り処理を行った。水切り処理に用いた循環型水切り装置における水切り槽では、比抵抗５（ＭΩ・ｃｍ）のイオン交換水を、液温５０℃に設定して使用した。基材を水切り槽２５ｂ内に３０秒間浸漬した後、３００ｍｍ／分で引き上げた。
その後、露点が１０℃以下の６０℃の熱風で乾燥した。
【０１１３】
（下引き層用塗布液の調製）
酸化亜鉛（平均粒子径７０ｎｍ：テイカ社製試作品）１００部をトルエン５００部と攪拌混合し、シランカップリング剤（ＫＢＭ６０３：信越化学工業社製）１．５部を添加して２時間攪拌した。その後、トルエンを減圧蒸留にて留去し、１５０℃で２時間焼き付けを行って表面処理が施された酸化亜鉛を得た。
次に、表面処理を施した酸化亜鉛６０部、硬化剤（ブロック化イソシアネート、スミジュール３１７５、住友バイエルンウレタン社製）１５部、及びブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）１５部をメチルエチルケトン８５部に溶解し、この溶液３８部とメチルエチルケトン２５部とを混合し、１ｍｍφのガラスビーズを用いてサンドミルにて２時間の分散処理を行い、分散液を得た。
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部を添加し、下引き層形成用の塗布液を得た。
【０１１４】
（下引き層の塗布）
上記塗布液を浸漬塗布にて上記基材に塗布した。その後、１７０℃、４０分の乾燥硬化を行い平均膜厚１９μｍの下引き層を形成した。
【０１１５】
（電荷発生層用塗布液の調製）
次に、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体（ＶＭＣＨ、ユニオンカーバイド社製）４部を酢酸−ｎ−ブチル１００部に溶解させた溶液とＩＩ型クロロガリウムフタロシアニン結晶４部を混合し、ガラスビーズとともに、１２時間ダイノーミルで分散し、酢酸−ｎ−ブチルで希釈して固形分濃度７．０％の電荷発生層用塗布液を調製した。
【０１１６】
（電荷発生層の塗布）
電荷発生層用塗布液を浸漬塗布循環機内で循環した。前記下引き層を形成した基材を浸漬塗布し、１００℃で１０分間加熱乾燥し、０．２５μｍ厚の電荷発生層を形成した。
【０１１７】
（電荷輸送層用塗布液の調製）
ポリテトラフルオロエチレン（平均一次粒径：０．２μｍ）０．５部及び分散助剤としてフッ素櫛型グラフトポリマー（東亞合成製、商品名：ＧＦ４００）０．０１部を、トルエン２部とともに２０℃の液温に保ち、２４時間攪拌混合し、懸濁液であるＡ液を得た。
別途、電荷輸送材料として下記構造式（１）をもつＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン４.２部、下記構造式（２）をもつビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（粘度平均分子量：４０，０００）５．８部、酸化防止剤として２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール０．１部を混合してテトラヒドロフラン２４部及びトルエン１１部を混合し溶解して、Ｂ液を得た。
【０１１８】
【化１】
2011186153.tif 000003
【０１１９】
このＢ液にＡ液を加えて攪拌混合した後、微細な流路を持つ貫通式チャンバーを装着した高圧ホモジナイザー（吉田機械興業株式会社製）を用いて、５００ｋｇｆ／ｃｍ２まで昇圧しての分散処理を６回繰り返した液に、ジメチルシリコーンオイル（商品名：ＫＰ−３４０、信越化学工業社製）を０．０２部添加し、十分に撹拌して電荷輸送層用塗布液を得た。
【０１２０】
（電荷輸送層の塗布）
該電荷輸送層用塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布し、１１０℃で４０分間加熱乾燥し、厚さ３８μｍの電荷輸送層を形成した。
【０１２１】
＜電荷輸送材料の平均濃度の測定＞
電荷輸送層の導電性支持体に近い側の表面から１μｍ内部側までの領域（内表面領域）における電荷輸送材料の平均濃度と、電荷輸送層の導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの領域（外表面領域）における電荷輸送材料の平均濃度をＦＴ−ＩＲによって測定した。
具体的には、電荷輸送層を斜めに削り、削り出された斜面について、表面からの深さ方向に対応した位置の赤外吸光度をＡＴＲ（全反射測定）により測定し、バインダー成分の赤外吸光度に対する電荷輸送層の赤外吸光度の比をとり、それを電荷輸送材料の濃度とした。表面からの深さ方向に対応した１０箇所の上記比の平均値を電荷輸送物質の平均濃度とした。結果を表１に示す。
【０１２２】
(有機樹脂粒子（ＰＴＦＥ粒子）の二次粒子径の測定)
電子写真感光体の任意の１０箇所の表面層塗膜断面について日本電子製ＪＳＭ−６７００Ｆを用い、加速電圧３０ｋＶにおいて５０００倍の透過電子像（ＳＴＥＭ）写真を撮影し、有機樹脂粒子（ＰＴＦＥ粒子）の二次粒子径を測定した。フッ素樹脂粒子が２つ以上凝集したものを二次粒子とし、測定箇所１箇所当たり任意の二次粒子３０個について二次粒子の長径の最大値を採用し、その全個数平均を二次粒子径とした。結果を表１に示す。
【０１２３】
＜画像形成装置の作製＞
得られた電子写真感光体を用いて、画像形成装置を作製した。なお、画像形成装置の構成はカラータンデム複写機ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅIII  Ｃ３３００（富士ゼロックス社製）と同様の構成とした。
【０１２４】
＜評価＞
（画質欠陥の評価（白点））
６６ｒｐｍの回転速度で５０％ハーフトーン画像を印刷したときの画像の乱れ（白点抜け）を以下の基準で判定した。結果を表１に示す。
【０１２５】
Ａ：画像乱れがない
Ｂ：画像の乱れはあるが、軽微で問題ないレベル
Ｃ：若干の画像の乱れはあるが、問題ないレベル
Ｄ：画像の乱れ部分がある
Ｅ：大部分に若干の画像の乱れが発生
【０１２６】
（高速応答性の評価）
８０ｒｐｍの回転速度で５０％ハーフトーン画像を印刷したときの画像の濃度を、６６ｒｐｍの回転速度で印刷したときの画像濃度と比較し、以下の基準で判定した。結果を表１に示す。
【０１２７】
Ａ：６６ｒｐｍの回転速度で印刷したときの画像濃度と同等
Ｂ：６６ｒｐｍの回転速度で印刷したときの画像濃度よりやや薄いが、軽微で問題ないレベル
Ｃ：６６ｒｐｍの回転速度で印刷したときの画像濃度より薄いが、問題ないレベル
Ｄ：６６ｒｐｍの回転速度で印刷したときの画像濃度より薄い
Ｅ：６６ｒｐｍの回転速度で印刷したときの画像濃度よりはるかに薄く問題のあるレベル
【０１２８】
（寿命判定）
５０％ハーフトーン画像の印字を続け、トナーが用紙一面にうっすらと乗った画像が排出されたときを寿命とし、そのときの電子写真感光体の画像形成装置内での回転数を寿命を示すパラメーターとした。結果を表１に示す。
Ａ：６００,０００Ｃｙｃ以上
Ｂ：６００,０００Ｃｙｃ未満
【０１２９】
［実施例２］
電荷輸送材料を下記構造式（３）に示すトリアリールアミン化合物とした以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３０】
【化２】
2011186153.tif 000004
【０１３１】
［実施例３］
電荷輸送層用塗布液の結着樹脂を下記構造式（４）に示す繰り返し構造をもつポリアリレート樹脂（粘度平均分子量４０，０００）とした以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３２】
【化３】
2011186153.tif 000005
【０１３３】
［実施例４］
電荷輸送層用塗布液のＢ液においてテトラヒドロフランを２０部、トルエンを１５部とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３４】
［実施例５］
電荷輸送層用塗布液のＢ液のテトラヒドロフランを２０部、トルエンを１５部とし、電荷輸送層の膜厚を５０μｍとした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３５】
［実施例６］
電荷輸送層形成用塗布液のＢ液のテトラヒドロフランを２８部、トルエンを７部とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３６】
［比較例１］
電荷輸送層の膜厚を３５μｍとした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３７】
［比較例２］
電荷輸送層用塗布液のＢ液のテトラヒドロフランを３０部、トルエンを５部とした以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３８】
［比較例３］
電荷輸送層の膜厚を５０μｍとした以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【０１３９】
【表１】
2011186153.tif 000006
【０１４０】
表１に示すように、電荷輸送層の膜厚を３８μｍ以上とし、かつ電荷輸送層の導電性支持体に近い側の表面から１μｍ内部側までの電荷輸送材料の平均濃度と、該電荷輸送層の該導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下であり、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である実施例１乃至６の電子写真感光体を用いることで長寿命化が図られ、且つ白点抜けの画質欠陥が抑えられた電子写真感光体が得られた。
【０１４１】
［実施例７］
実施例１の電荷輸送層用塗布液のＡ液においてトルエンを１部、テトラヒドロフランを１部とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
【０１４２】
［実施例８］
実施例１の電荷輸送層用塗布液のＡ液においてトルエンを０．５部、テトラヒドロフランを１．５部とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
【０１４３】
［実施例９］
実施例１の電荷輸送層用塗布液のＡ液においてトルエンを０．２部、テトラヒドロフランを１.８部とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
【０１４４】
［比較例４］
電荷輸送層用塗布液のＡ液においてテトラヒドロフランを２部とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
【０１４５】
［実施例１０］
実施例１の電荷輸送層形成時に電荷輸送層用塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布し、１２０℃で４０分間加熱乾燥した以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
【０１４６】
［実施例１１］
実施例１の電荷輸送層形成時に電荷輸送層用塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布した後、１３０℃で４０分間加熱乾燥した以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
【０１４７】
［比較例５］
電荷輸送層形成時に電荷輸送層用塗布液を上記電荷発生層上に浸漬塗布し、１６０℃で４０分間加熱乾燥し、とした以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、実施例１と同様にして評価を行った。結果を表２に示す。
【０１４８】
【表２】
2011186153.tif 000007
【０１４９】
表２に示すように、Ａ液の溶剤の種類や添加量、或いは電荷輸送層の塗膜の乾燥条件を変えた場合であっても、電荷輸送層の膜厚を３８μｍ以上とし、かつ電荷輸送層の導電性支持体に近い側の表面から１μｍ内部側までの電荷輸送材料の平均濃度と、該電荷輸送層の該導電性支持体から遠い側の表面から１μｍ内部側までの電荷輸送材料の平均濃度の差が２０質量％以下であり、電荷輸送層中における有機樹脂粒子の二次粒子径が２．０μｍ以下である実施例７乃至１１の電子写真感光体を用いることで長寿命化が図られ、且つ白点抜けの画質欠陥が抑えられた電子写真感光体が得られた。
【符号の説明】
【０１５０】
１…電子写真感光体、２…導電性基体（導電性支持体）、３…感光層、４…下引き層、５…電荷発生層、６…電荷輸送層、６Ａ…内表面、６ａ…内表面領域、６Ｂ…最外面、６ｂ…外表面領域、２００…電子写真装置、２０７…電子写真感光体、２０８…帯電装置、２１１…現像装置、２１２…転写装置、２１３…クリーニング装置、２１５…定着装置、２１６…取り付けレール、２１７…除電露光のための開口部、２１８…露光のための開口部、２２０…中間転写手段、３００…プロセスカートリッジ、４００…ハウジング、４０１ａ〜４０１ｄ…電子写真感光体、４０２ａ〜４０２ｄ…帯電ロール、４０３…レーザ光源（露光装置）、４０４ａ〜４０４ｄ・・・現像装置、４０５ａ〜４０５ｄ…トナーカートリッジ、４０６…駆動ロール、４０７…張力付与ロール、４０８…支持ロール、４０９…中間転写ベルト、４１０ａ〜４１０ｄ…１次転写ロール、４１１…トレイ（被転写体トレイ）、４１２…移送ロール、４１３…２次転写ロール、４１４…定着ロール、４１５ａ〜４１５ｄ…クリーニングブレード、４１６…クリーニングブレード、５００…被転写媒体
【図３】
2011186153.tif 000008
【図１】
2011186153.tif 000009
【図２】
2011186153.tif 000010