(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、導電性基体と、下引層と、電荷発生層と、を備え、
前記下引層が金属酸化物粒子を含有し、
前記下引層のインピーダンスを１ＭＨｚから１ｍＨｚまでの範囲の交流電圧で測定したとき、インピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数の範囲内にある、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置を有する画像形成装置に用いる電子写真感光体。
【請求項２】
前記インピーダンスの位相差θの極大点が、０．３Ｈｚ以上２．５Ｈｚ以下の周波数の範囲内にある請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記金属酸化物粒子が、γ-アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理されてなる請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
前記下引層がアクセプター性化合物を含有する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記アクセプター性化合物がヒドロキシアントラキノン系化合物である請求項４に記載の電子写真感光体。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に直接接触し直流電圧のみを印加して前記電子写真感光体を帯電する帯電装置、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する現像装置、及び前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するトナー除去装置からなる群より選ばれる少なくとも１つと、
を備えるプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に直接接触し直流電圧のみを印加して前記電子写真感光体を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体を露光して、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する現像装置と、
前記トナー像を被転写媒体に転写する転写装置と、
を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真感光体、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】
電子写真感光体に関して、繰り返し使用における電子写真特性の安定性を確保する観点から、導電性基体上に少なくとも下引層と感光層を有し、下引層が金属酸化物微粒子と該金属酸化物微粒子と反応可能な基を有するアクセプター性化合物とを含有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
また、特許文献２では、中間層が、金属酸化物粒子及び結着樹脂を含有し、２８℃、８５％ＲＨで１０６Ｖ／ｍの電場を印可したときの体積抵抗が１０８〜１０１３Ω・ｃｍであり、且つ１５℃、１５％ＲＨで１０６Ｖ／ｍの電場を印可したときの体積抵抗が２８℃、８５％ＲＨで１０６Ｖ／ｍの電場を印可したときの体積抵抗の５００倍以下である電子写真感光体が提案されている。
【０００４】
また特許文献３には、中間層が金属酸化物粒子を含有し、かつ該中間層および前記電荷発生層がアントラキノン誘導体を含有し、さらに該中間層が、２８℃、湿度８５％ＲＨにおいて１０６Ｖ／ｍの電場を印可したときに、１．０×１０８Ω・ｃｍ以上１．０×１０１３Ω・ｃｍ以下の体積抵抗を示す電子写真感光体が開示されている。
【０００５】
また特許文献４には、露光装置が面発光レーザアレイを備えるマルチビーム方式の露光装置であり、中間層は金属酸化物粒子を含有し、且つ比抵抗が２８℃、８５％ＲＨで１０６Ｖ／ｍの電場を印加したときに１０８〜１０１３Ω・ｃｍとなるように前記金属酸化物粒子の含有量及び分散状態が調節されている画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０３０６９７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６２１９号公報
【特許文献３】特開２００６−０３０６９９号公報
【特許文献４】特開２００５−０１０６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置（以下「直流接触帯電装置」と称する場合がある）を有する画像形成装置に用いたときに、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が抑制される電子写真感光体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】
【０００８】
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
【０００９】
請求項１に係る発明は、
少なくとも、導電性基体と、下引層と、電荷発生層と、を備え、
前記下引層が金属酸化物粒子を含有し、
前記下引層のインピーダンスを１ＭＨｚから１ｍＨｚまでの範囲の交流電圧で測定したとき、インピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数の範囲内にある、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置を有する画像形成装置に用いる電子写真感光体である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記インピーダンスの位相差θの極大点が、０．３Ｈｚ以上２．５Ｈｚ以下の周波数の範囲内にある請求項１に記載の電子写真感光体である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、
前記金属酸化物粒子が、γ-アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理されてなる請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体である。
請求項４に係る発明は、
前記下引層がアクセプター性化合物を含有する請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電子写真感光体である。
請求項５に係る発明は、
前記アクセプター性化合物がヒドロキシアントラキノン系化合物である請求項４に記載の電子写真感光体である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に直接接触し直流電圧のみを印加して前記電子写真感光体を帯電する帯電装置、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する現像装置、及び前記電子写真感光体の表面に残存したトナーを除去するトナー除去装置からなる群より選ばれる少なくとも１つと、
を備えるプロセスカートリッジである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体に直接接触し直流電圧のみを印加して前記電子写真感光体を帯電する帯電装置と、
帯電した前記電子写真感光体を露光して、該電子写真感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する現像装置と、
前記トナー像を被転写媒体に転写する転写装置と、
を有する画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、下引層のインピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の範囲外にある電子写真感光体に比べて、直流接触帯電装置を有する画像形成装置に用いたときに、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が抑制されるという効果が得られる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、下引層のインピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上２．５ｋＨｚ以下の範囲外にある電子写真感光体に比べて、直流接触帯電装置を有する画像形成装置に用いたときに、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が更に抑制されるという効果が得られる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、下引層に用いる金属酸化物粒子がγ-アミノプロピルトリメトキシシランで処理されていない場合に比べて、直流接触帯電装置を有する画像形成装置に用いたときに、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が抑制されるという効果が得られる。
【００１７】
請求項６に係る発明によれば、下引層のインピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の範囲外にある電子写真感光体を備えるプロセスカートリッジに比べて、直流接触帯電装置を有する画像形成装置に用いたときに、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が抑制されるという効果が得られる。
【００１８】
請求項７に係る発明によれば、下引層のインピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の範囲外にある電子写真感光体を備える画像形成装置に比べて、直流接触帯電装置を適用したときに、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が抑制されるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電子写真感光体の一実施形態を示す概略部分断面図である。
【図２】電子写真感光体の他の一実施形態を示す概略部分断面図である。
【図３】第１実施形態の画像形成装置の基本構成を示す概略図である。
【図４】第２実施形態の画像形成装置の基本構成を示す概略図である。
【図５】プロセスカートリッジの一例の基本構成を示す概略図である。
【図６】実施例１，２及び比較例１，２の測定用試料において、印加電圧の周波数に対する印加電圧−応答電流間の位相差をプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、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、重複する説明は適宜省略する。
【００２１】
〔電子写真感光体〕
本実施形態の電子写真感光体（以下、「感光体」と称する場合がある）は、導電性基体と、金属酸化物粒子を含有する下引層と、電荷発生層と、を備える。そして、前記下引層のインピーダンスを１ＭＨｚから１ｍＨｚまでの範囲の交流電圧で測定したとき、インピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数の範囲内にある。この電子写真感光体は、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置を有する画像形成装置に用いられる。
【００２２】
感光体の帯電方式としては、コロトロン等を用いた非接触型帯電装置のほかに、帯電ロールやブラシを用いた接触型帯電装置がある。接触帯電方式は環境面で優れる方式であるため採用されつつあるが、非接触帯電方式と比較して感光体の磨耗が増大することが知られている。そのため、接触型帯電装置と組み合わせて使用する場合には耐久性を向上させた感光体が求められており、且つ帯電装置による摩耗分を考慮して感光体の初期膜厚が設計される。なお、接触帯電方式のなかでも、直流電圧のみの印加により感光体表面を帯電する方式によれば、感光体表面の削れ量が抑制されることが明らかとなってきている。
【００２３】
しかしながら、直流電圧を印加する接触帯電方式では、特に感光体の初期膜厚が厚い場合に、帯電不良による画質欠陥が生じやすく、ハーフトーン画像において軸方向で色筋形状の画像不良が現れる。この現象は、除電装置を有さない電子写真装置で更に顕著に起こりやすい。この原因は明らかではないが、異常放電が生じやすくなること等に起因するものと考えられる。
【００２４】
上記課題を検討した結果、下引層におけるインピーダンスの位相差θの極大点が特定の周波数の範囲内にあるときに、直流接触帯電装置を有する画像形成装置に用いても、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が抑制されることが明らかとなった。
従来の一般的な下引層を測定したところ、０．３Ｈｚよりも低い周波数にインピーダンスの位相差θの極大点があることが分かり、本実施形態の感光体ではこれよりも高い周波数で極大点を有する下引層を設けることで帯電の応答性を速め、感光体の帯電状態を良好にする。なお、直流接触帯電装置は、感光体と接触する特定の領域をその接触時に帯電させる方式であるため、下引層の帯電の応答性を高めることが、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生を抑制するのに効果的であることが分かり、本実施形態の感光体に至った。
【００２５】
このように下引層におけるインピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上の場合で、ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生が抑制され、１０ｋＨｚ以下にすることで、帯電の応答性が高すぎることによる画像ムラの発生が抑制される。
ここで、色筋ムラとは、長さは数ｍｍ程度、幅は数十μｍ程度の周期性の無い軸方向の色線として現れる画像欠陥をいう。
【００２６】
ハーフトーン画像における軸方向での色筋ムラの発生の更なる抑制の観点から、前記インピーダンスの位相差θの極大点は、０．３Ｈｚ以上２．５Ｈｚ以下であることが望ましく、０．３Ｈｚ以上１．０Ｈｚ以下であることがより望ましい。
【００２７】
ここで、下引層におけるインピーダンスの位相差θの極大点の測定方法について説明する。
インピーダンスの測定には、電源、電流計としてSI 1287 electrochemical interface （東陽テクニカ製）、電流アンプとして1296 dielectric interface（東陽テクニカ製）を用いる。
【００２８】
まず、後述の下引層用塗布液にアルミパイプを浸漬して塗布した後、感光体において下引層を形成するときと同じ条件で乾燥を行い、感光体に付与する下引層と同じ厚さの下引層単層膜を形成する。例えば、１７０℃２４分で乾燥硬化した膜厚１５μｍの下引層を有する感光体を作製したときには、インピーダンスの測定試料用の下引層単層膜も、１７０℃、２４分で乾燥硬化して、膜厚１５μｍとする。この下引層単層膜について、対向電極として１００ｎｍの金電極を真空蒸着法により蒸着し、測定試料を作製する。
【００２９】
作製した測定試料のアルミパイプを陰極、金電極を陽極として、温度２０℃、湿度５０ＲＨ％の環境下で、１Ｖｐ−ｐの交流電圧を周波数１ＭＨｚから１ｍＨｚまでの範囲で高周波側から印加して、インピーダンスを測定する。
【００３０】
インピーダンスは印加電圧に対する応答電流の振幅比と印加電圧と応答電流の位相差の２つのパラメータで表現され、印加電圧の周波数に対する印加電圧-応答電流間の位相差をプロットし（図６参照）、位相差θが極大になる周波数を求める。
【００３１】
インピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数の範囲内にある下引層は、電荷を捕捉する物質の添加を低減したり、硬化条件を変えたりして、電荷が移動し易いように設計することで達成される。なお、硬化における加熱温度や加熱時間などによっては電荷を捕捉する物質の捕捉能が低下する場合があり複合的な要因を勘案する必要があるため、下引層の成分や温度条件などで個別に規定するのではなく、インピーダンスの位相差θの極大点を示す周波数の範囲として総合的に規定することが肝要である。具体的な下引層の調整方法については、後述する。
以下、本実施形態の感光体について、更に詳細に説明する。
【００３２】
本実施形態の電子写真感光体は、少なくとも、導電性基体と、下引層と、電荷発生層と、を備える。なお本明細書において、絶縁性とは、体積抵抗率で１０１２Ωｃｍ以上の範囲を意味する。一方、導電性とは、体積抵抗率で１０１０Ωｃｍ以下の範囲を意味する。
本実施形態に係る電子写真感光体について図面を参照しつつ詳細に説明する。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。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る電子写真用感光体の好適な一例を示す模式断面図である。図２は本実施形態に係る電子写真感光体の他の一例を示す模式断面図である。
【００３４】
図１に示す電子写真感光体７Ａでは、導電性基体４上に下引層１が設けられ、その上に電荷発生層２、及び電荷輸送層３が順次形成された構造を有するものである。図２に示す電子写真感光体７Ｂは、導電性基体４上に下引層１が設けられ、その上に、電荷輸送層３、及び電荷発生層２が順次形成された構造を有するものである。
【００３５】
そして、上記図１及び図２に示す電子写真感光体７Ａ及び７Ｂにおいて、下引層１が上記規定の構成となっている。
以下、代表例として図１に示す電子写真感光体７Ａに基づいて、各要素について説明する。
【００３６】
＜導電性基体＞
導電性基体４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。導電性基体４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。
【００３７】
導電性基体４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処理が行われていてもよい。
【００３８】
＜下引層＞
下引層１は、少なくとも金属酸化物粒子を含み、結着樹脂中に分散して形成され得る。
【００３９】
−金属酸化物粒子−
金属酸化物粒子としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫、酸化ジルコニウム等の金属酸化物粒子が挙げられ、酸化亜鉛、酸化チタンを用いることが望ましい。金属酸化物粒子は単種の使用であっても、２種以上の併用であってもよい。
【００４０】
金属酸化物粒子の平均粒子径は、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが望ましく、６０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることがより望ましく、７０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが更に望ましい。金属酸化物粒子の上記範囲内の平均粒子径を有する金属酸化物粒子は、下引層１におけるインピーダンスの位相差θの極大点を０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数の範囲内にする点から望ましい。
なお、一般に、金属酸化物粒子の添加量を変えずに平均粒子径を大きくすると、下引層１におけるインピーダンスの位相差θの極大点は、高周波数側に移動する。よって、上記位相差θの極大点を鑑みて、用いる金属酸化物粒子の平均粒子径を選択することが望ましい。
【００４１】
更に、金属酸化物粒子と共にアクセプター性化合物を含有させることで電気特性の長期安定性、キャリアブロック性に優れた下引層が得られる。
アクセプター性化合物としては、上記特性が得られるものであれば限定されず、クロラニル、ブロモアニル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オキサジアゾール等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等の電子輸送性物質などが望ましく、特にアントラキノン構造を有する化合物が望ましい。更にヒドロキシアントラキノン系化合物、アミノアントラキノン系化合物、アミノヒドロキシアントラキノン系化合物等、アントラキノン構造を有するアクセプター性化合物が望ましく用いられ、具体的にはアントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が挙げられる。
【００４２】
これらのアクセプター性化合物の含有量は上記特性が得られる範囲であれば限定されないが、望ましくは金属酸化物粒子に対して０．０１質量％以上２０質量％以下の範囲で含有される。更に電荷蓄積防止と無機粒子の凝集を防止する観点から０．０５質量％以上１０質量％以下の範囲で添加されることが望ましい。
【００４３】
なお、一般に、アクセプター性化合物の添加量を多くすると、下引層１におけるインピーダンスの位相差θの極大点は、低周波数側に移動する。よって、上記位相差θの極大点を鑑みて、用いるアクセプター性化合物の添加量を選択することが望ましい。
【００４４】
アクセプター性化合物は、下引層形成用塗布液に添加するだけでもよいし、金属酸化物粒子の表面にあらかじめ付着させておいてもよい。金属酸化物粒子の表面にアクセプター性化合物を付与させる方法としては、乾式法、又は、湿式法が挙げられる。
【００４５】
乾式法にて表面処理を施す場合には、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、直接又は有機溶媒に溶解させたアクセプター性化合物を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させることによってバラツキが生じることなく処理される。添加又は噴霧する際には溶剤の沸点以下の温度で行われることが望ましい。溶剤の沸点以下の温度で噴霧すると、アクセプター性化合物が局部的に偏在するのを抑える。添加又は噴霧した後、更に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。
【００４６】
また、湿式法としては、無機粒子を溶剤中で攪拌、超音波、サンドミルやアトライター、ボールミル等を用いて分散し、アクセプター性化合物を添加し攪拌又は分散した後、溶剤除去することでバラツキが生じることなく処理される。溶剤除去方法はろ過又は蒸留により留去される。溶剤除去後には更に１００℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に限定されない。湿式法においては表面処理剤を添加する前に無機粒子含有水分を除去してもよく、その例として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を用いてもよい。
【００４７】
また、無機粒子にはアクセプター性化合物を付与する前に表面処理を施してもよい。表面処理剤としては、所望の特性が得られるものであればよく、公知の材料から選択される。例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、界面活性材等が挙げられる。シランカップリング剤による表面処理によって、粉体抵抗が制御される。アミノ基を有するシランカップリング剤は下引層１に良好なブロッキング性を与えるため望ましく用いられる。
【００４８】
一般に、カップリング剤は電荷を捕捉する性質を有するため、カップリング剤の処理量を多くすると、下引層１におけるインピーダンスの位相差θの極大点は低周波数側に移動する。よって、上記位相差θの極大点での周波数を鑑みて、カップリング剤の処理量を調整することが望ましい。
【００４９】
また、下引層１におけるインピーダンスの位相差θの極大点での周波数を上記範囲内とする観点から、カップリング剤を用いる場合には、シランカップリング剤を用いることが望ましく、有機官能基としてアミノ基、ビニル基、メタクリル基、イソシアネート基を有するシランカップリング剤がより望ましく、γ-アミノプロピルトリメトキシシランが更に好ましい。
【００５０】
下引層１中の金属酸化物粒子の含有率は、３０質量％以上７５質量％以下であることが望ましく、５５質量％以上７５質量％以下であることがより望ましく、６０質量％以上７０質量％以下であることが更に望ましい。
一般に、下引層１中の金属酸化物粒子の含有率を多くすると、下引層１におけるインピーダンスの位相差θの極大点は、高周波数側に移動する。よって、上記位相差θの極大点での周波数を鑑みて、金属酸化物粒子の含有率を調整することが望ましい。
【００５１】
−結着樹脂−
下引層１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。
【００５２】
−溶媒−
下引層１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で用いても、２種以上の併用であってもよい。
【００５３】
また、下引層形成用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等が利用される。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。
【００５４】
このようにして得られる下引層形成用塗布液を導電性基体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。
【００５５】
塗布後、乾燥して下引層１が形成される。乾燥温度は、１００℃以上２００℃以下であることが望ましく、１５０℃以上１９０℃以下であることがより望ましく、１６５℃以上１７５℃以下であることが更に望ましい。また、乾燥時間は、１５分以上９０分以下であることが望ましく、２０分以上６０分以下であることがより望ましく、２０分以上３０分以下であることが更に望ましい。
なお、乾燥のための加熱温度を高くしたりして硬化条件を厳しくすると、膜中における残留溶剤等を原因とする電荷トラップサイトの低減により電荷の移動がし易くなり、下引層１におけるインピーダンスの位相差θの極大点は高周波数側に移動する。よって、上記位相差θの極大点での周波数を鑑みて、乾燥条件を調節することが望ましい。
【００５６】
下引層１の膜厚は１５μｍ以上が望ましく、１５μｍ以上４０μｍ以下がより望ましい。
【００５７】
下引層１には、表面粗さの調整のために樹脂粒子を添加してもよい。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。
また、表面粗さの調整のために、下引層１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。
【００５８】
＜中間層＞
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、下引層１上に中間層をさらに設けてもよい。
【００５９】
中間層に用いら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−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で用いても、あるいは複数の化合物の混合物又は重縮合物として用いてもよい。
なかでも、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。
【００６０】
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が挙げられる。これらの溶剤は単独で用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。
【００６１】
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挙げられる。
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が、膜厚が大きすぎる場合には電気的な障壁が強くなりすぎて減感や繰り返しによる電位の上昇を引き起こす。したがって、中間層を形成する場合には、０．１μｍ以上３μｍ以下の膜厚の範囲に設定される。
【００６２】
＜電荷発生層＞
電荷発生層２は、電荷発生材料及び結着樹脂を含有する。
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挙げられ、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望ましい。
【００６３】
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を用いてもよい。また、これらの電荷発生材料は、単独で、或いは種以上を併用して使用される。
【００６４】
電荷発生層２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、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、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、単独で用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。
【００６５】
電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で、１０：１から１：１０までの範囲が望ましい。
【００６６】
電荷発生層２の形成の際には、上記成分を所定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で用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
このようにして得られる塗布液を下引層１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。
【００６９】
電荷発生層２の膜厚は、望ましくは０．０１μｍ以上５μｍ以下、より望ましくは０．０５μｍ以上２．０μｍ以下の範囲に設定される。
【００７０】
＜電荷輸送層＞
電荷輸送層３は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して、又は高分子電荷輸送材を含有して形成される。
【００７１】
電荷輸送材料としては、公知のものが適用され、例えば下記に示すものが例示される。
すなわち、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、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−アミン等の芳香族第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、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等の正孔輸送物質、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オキサジアゾール等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等の電子輸送物質、あるいは以上に示した化合物からなる基を主鎖又は側鎖に有する重合体等が挙げられる。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。
【００７２】
電荷輸送層３における結着樹脂としては、ビフェニル共重合型ポリカーボネート樹脂、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挙げられる。これらの結着樹脂は、単独で用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。
【００７３】
電荷輸送層３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３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が挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。併用する際に使用される溶剤としては、結着樹脂が溶解されるのであれば特に制限は無い。
【００７４】
電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比は、質量比で、１０：１から１：５までが望ましい。
【００７５】
このようにして得られる電荷輸送層形成用の塗布液を電荷発生層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、カーテン塗布法等の通常の方法が適用される。
【００７６】
電荷輸送層３の膜厚は、５μｍ以上５０μｍ以下が望ましく、１０μｍ以上４０μｍ以下がより望ましい。
【００７７】
＜最表面層＞
図１及び図２では図示しないが、感光体の最表面層として保護層を設けてもよい。保護層は、例えば、導電性材料と結着樹脂とを含んで構成される。また、保護層は、例えば、重合性官能基を有する電荷輸送性材料の硬化膜で構成されていてもよい。硬化膜は、必要に応じて、他の樹脂を含んでいてもよい。保護層の構成は、周知の構成が採用される。
【００７８】
感光体の最表面層となる層（例えば、保護層または電荷輸送層）は、更に、潤滑性を付与させ、表面層を磨耗しにくくしたり、傷がつきにくくするため、また感光体表面に付着した現像剤のクリーニング性を高めるために、潤滑性粒子（例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂粒子、シリコーン系樹脂微粒子）を含有することが好ましい。これらの潤滑性粒子は、２種以上を混合して用いてもよい。特に、フッ素系樹脂粒子は望ましく用いられる。
【００７９】
フッ素系樹脂粒子としては、４フッ化エチレン、３フッ化エチレン、６フッ化プロピレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂粒子や「第８回ポリマー材料フォ−ラム講演予稿集  ｐ８９」に示される、フッ素樹脂と水酸基を有するモノマーとを共重合させた樹脂粒子が挙げられる。特に、４フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂の粒子が好ましい。
フッ素系樹脂粒子の一次粒径は０．０５μｍ以上１μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下がより好ましい。一次粒径が０．０５μｍを下回ると分散時の凝集が進みやすくなる。一方、１μｍを上回ると画質欠陥が発生し易くなる。
【００８０】
電荷輸送層３が最表面層となる場合、電荷輸送層３の全固形分に対するフッ素系樹脂粒子の含有量は２質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。なお、電荷輸送層３の全固形分に対するフッ素系樹脂粒子の含有量が２質量％未満の場合、フッ素系樹脂粒子分散による電荷輸送層の改質が不十分となることがある。また、当該含有量が１５質量％を超えると、分散性が悪化し、膜強度の低下が生じることがある。
【００８１】
最表面層中にフッ素系樹脂粒子を分散させるための塗布液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、ナノマ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。
【００８２】
また、最表面層中のフッ素系樹脂粒子の分散安定剤として、フッ素系界面活性剤や、フッ素系グラフトポリマーを用いることで、塗布液としての分散性が安定する。フッ素系グラフトポリマーとしては、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、スチレン化合物等からなるマクロモノマー及びパーフルオロアルキルエチルメタクリレートよりグラフト重合された樹脂が好ましい。
フッ素系界面活性剤やフッ素系グラフトポリマーの含有量は、フッ素系樹脂粒子の全質量に対して１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。
【００８３】
さらに、表面の平滑性を向上させる目的で、最表面層中にフッ素変性シリコーンオイルを添加してもよい。このフッ素変性シリコーンオイルは、フルオロアルキル基を有するものが望ましい。
【００８４】
また、同様の目的で、最表面層にはシリコーンオイル等のオイルを添加してもよい。シリコーンオイルとしては、たとえば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、フェニルメチルシロキサン等のシリコーンオイル、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、カルボキシル変性ポリシロキサン、カルビノ−ル変性ポリシロキサン、フッ素変性ポリシロキサン、メタクリル変性ポリシロキサン、メルカプト変性ポリシロキサン、フェノール変性ポリシロキサン等の反応性シリコーンオイル等が挙げられる。このなかでも、表面の平滑性を向上させる観点からは、フッ素変性シリコーンオイルが望ましく、フルオロアルキル基を有するものがより望ましい。
【００８５】
前記フッ素変性シリコーンオイルは所望の特性が得られる範囲であれば添加量に制限は無く、例えば、電荷輸送層用塗布液中に０．１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの範囲で使用され、０．５ｐｐｍから５００ｐｐｍの範囲が望ましい。フッ素変性シリコーンオイルの添加量が上記範囲内にあると、十分な平滑面が得られ、感光体を繰り返し使用したときに残留電位の上昇が抑えられる。
【００８６】
＜その他の成分＞
電子写真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ため、感光層３を構成する各層中に酸化防止剤、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挙げられる。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。
【００８７】
次に、本実施形態に係る電子写真感光体を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジについて説明する。
【００８８】
〔画像形成装置〕
−第１実施形態−
図３は、第１実施形態の画像形成装置の基本構成を概略的に示している。図３に示す画像形成装置２００は、本実施形態の電子写真感光体７と、電源２０９に接続され、電子写真感光体７を帯電させる接触帯電方式の帯電装置２０８と、帯電装置２０８により帯電された電子写真感光体７を露光して静電潜像を形成する静電潜像形成装置（露光装置）２１０と、露光装置２１０により形成された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装置２１１と、電子写真感光体７の表面に形成されたトナー像を被転写媒体５００に転写する転写装置２１２と、転写後、電子写真感光体７の表面に残留するトナーを除去するトナー除去装置２１３と、電子写真感光体７の残留電位を除去する除電器２１４と、被転写媒体５００に転写されたトナー像を被転写媒体５００に定着させる定着装置２１５と、を備える。なお、帯電装置２０８は、電子写真感光体７に直接接触し、且つ直流電圧のみを印加して電子写真感光体７を帯電する帯電装置である。また、例えば、除電器２１４は必ずしも設けられている必要はない。
【００８９】
帯電装置２０８は帯電部材を有しており、感光体７を帯電させる際には帯電部材に直流電圧が印加される。電圧の範囲としては、感光体帯電電位に応じて正又は負の５０Ｖ以上２０００Ｖ以下が望ましく、１００Ｖ以上１５００Ｖ以下がより望ましい。
【００９０】
帯電部材としては、例えば、ローラ、ブラシ、フィルム等が挙げられる。その中でもローラ状の帯電部材（以下、「帯電ローラ」と称する場合がある）としては、例えば電気抵抗が１０３Ω以上１０８Ω以下の範囲に調整された材料から構成されるものが挙げられる。また帯電ローラは、単層でもよく、複数の層から構成されていてもよい。
帯電部材として帯電ローラを用いる場合、感光体７に接触する圧力としては、例えば、２５０ｍｇｆ以上６００ｍｇｆ以下の範囲が挙げられる。
【００９１】
帯電部材を構成する材質としては、例えば、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム）、エピクロルヒドリンゴム等の合成ゴムやポリオレフィン、ポリスチレン、塩化ビニル等からなるエラストマーを主材料とし、導電性カーボン、金属酸化物、イオン導電剤等の導電性付与剤を適量配合したもの等が挙げられる。
さらにナイロン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、シリコーン等の樹脂を塗料化し、そこに導電性カーボン、金属酸化物、イオン導電剤等の導電性付与剤を適量配合し、得られた塗料をデイッピング、スプレー、ロールコート等の手法により、積層して用いてもよい。
【００９２】
直流接触帯電装置は、上記の帯電部材を感光体7の表面に接触させ、帯電部材に所定の直流電圧を印加して感光体を帯電する装置である。
特に、帯電部材として帯電ローラを用いた直流接触帯電装置の場合には、一般的には軸方向での色筋ムラが発生し易いが、本実施形態の電子写真感光体を用いれば、このような形態の帯電装置であっても色筋ムラの発生が抑えられる。
【００９３】
露光装置２１０としては、電子写真感光体表面を、半導体レーザ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、液晶シャッター等の光源により所望の像様に露光する光学系装置等が用いられる。
【００９４】
現像装置２１１としては、一成分系、二成分系等の正規又は反転現像剤を用いた公知の現像装置等が用いられる。現像装置２１１に使用されるトナーの形状については、特に制限はなく、不定形、球形あるいは他の特定形状のものを使用してもよい。
【００９５】
転写装置２１２としては、ローラ状の接触型帯電部材の他、ベルト、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、あるいは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。
【００９６】
トナー除去装置２１３は、転写工程後の電子写真感光体７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７は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。トナー除去装置２１３としては、異物除去部材（クリーニングブレード）の他、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が、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。
【００９７】
−第２実施形態−
図４は第２実施形態の画像形成装置の基本構成を概略的に示している。図４に示す画像形成装置２２０は中間転写方式の画像形成装置であり、ハウジング４００内において４つの電子写真感光体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ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。例えば、感光体１ａがイエロー、感光体１ｂがマゼンタ、感光体１ｃがシアン、感光体１ｄがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成する。
【００９８】
ここで、画像形成装置２２０に搭載されている電子写真感光体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、それぞれ本実施形態の電子写真感光体である。
電子写真感光体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄはそれぞれ一方向（紙面上は反時計回り）に回転し、その回転方向に沿って帯電ロール４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ、現像装置４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ，４０４ｄ、１次転写ロール４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄ、クリーニングブレード４１５ａ，４１５ｂ，４１５ｃ，４１５ｄが配置されている。現像装置４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ，４０４ｄはそれぞれトナーカートリッジ４０５ａ，４０５ｂ，４０５ｃ，４０５ｄに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーを供給し、また、１次転写ロール４１０ａ，４１０ｂ，４１０ｃ，４１０ｄはそれぞれ中間転写ベルト４０９を介して電子写真感光体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに接している。なお、ロール４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄは、子写真感光体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにそれぞれ直接接触し、且つ直流電圧のみを印加して電子写真感光体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを帯電する。
【００９９】
さらに、ハウジング４００内にはレーザ光源（露光装置）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７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの表面に照射する。これにより、電子写真感光体７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ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（トナー等の異物除去）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。中間転写ベルト４０９は駆動ロール４０６、背面ロール４０８及び支持ロール４０７によって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する。また、２次転写ロール４１３は、中間転写ベルト４０９を介して背面ロール４０８と接するように配置されている。背面ロール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と対向して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。
【０１００】
また、ハウジング４００内には被転写媒体を収容する容器４１１が設けられており、容器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、さらには相互に接する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の外部に排出される。
【０１０１】
なお、上述の説明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いし、ドラム状であってもよい。ベルト状とする場合、中間転写体の基材を構成する樹脂材料としては、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。
【０１０２】
また、上記実施形態にかかる被転写媒体とは、電子写真感光体上に形成されたトナー像を転写する媒体であれば特に制限はない。例えば、図３に示した第１実施形態のように電子写真感光体７から直接、紙等の被転写媒体に転写する場合は、紙等が被転写媒体である。また、図４に示した第２実施形態のように中間転写体を用いる場合には、中間転写体が被転写媒体である。
【０１０３】
＜プロセスカートリッジ＞
図５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一例の基本構成を概略的に示している。このプロセスカートリッジ３００は、電子写真感光体７と共に、電子写真感光体７を帯電させる接触帯電方式の帯電装置２０８、露光により電子写真感光体７上に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によりトナー像に現像する現像装置２１１、転写後、電子写真感光体７の表面に残留するトナーを除去するトナー除去装置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を用いて組み合わせて一体化したものである。
【０１０４】
そして、このプロセスカートリッジ３００は、電子写真感光体７の表面に形成されたトナー像を被転写媒体５００に転写する転写装置２１２と、被転写媒体５００に転写されたトナー像を被転写媒体５００に定着させる定着装置２１５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、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成する。
【実施例】
【０１０５】
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、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１０６】
＜感光体の作製＞
［実施例１］
−下引層の形成−
酸化亜鉛粒子（平均粒子径：７０ｎｍ、テイカ社製、比表面積値：１５ｍ２／ｇ）６０質量部と、硬化剤としてブロック化イソシアネート（スミジュール３１７３、住友バイエルンウレタン社製）１３．５質量部と、ブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）１５質量部とを、メチルエチルケトン８５質量部に溶解した溶液３８質量部と、メチルエチルケトン２５質量部とを混合し、直径１ｍｍのガラスビーズを用いてサンドミルにて４時間の分散を行い、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質量部と、シリコーン樹脂粒子（トスパール１４５、ＧＥ東芝シリコーン社製）４．０質量部とを添加し、下引層形成用塗布液を得た。この塗布液を、浸漬塗布法にて直径３０ｍｍのアルミニウム基材上に塗布し、１７０℃、２４分の乾燥硬化を行い、厚さ１５μｍの下引層を得た。
【０１０７】
−電荷発生層の形成−
次に、電荷発生材料として、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１５質量部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニオンカーバイト社製）１０質量部および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時間分散して電荷発生層形成用の塗布液を得た。この塗布液を前記下引層上に浸漬塗布し、乾燥して、厚みが０．２μｍの電荷発生層を得た。
【０１０８】
−電荷輸送層の形成−
次に、４フッ化エチレン樹脂粒子８質量部（平均粒径：０．２μｍ）と、フッ化アルキル基含有メタクリルコポリマー（重量平均分子量３００００）０．０１質量部とを、テトラヒドロフラン４質量部、トルエン１質量部とともに２０℃の液温に保ち、４８時間攪拌混合し、４フッ化エチレン樹脂粒子懸濁液Ａを得た。
【０１０９】
次に、電荷輸送物質として、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質量部と、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）６質量部、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質量部を混合して、テトラヒドロフラン２４質量部及びトルエン１１質量部を混合溶解して、混合溶解液Ｂを得た。
【０１１０】
このＢ液に前記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（吉田機械興行株式会社製）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、フッ素変性シリコーンオイル（商品名：ＦＬ−１００  信越化学工業社製）を５ｐｐｍ添加し、十分に撹拌して電荷輸送層形成用塗布液を得た。この塗布液を電荷発生層上に２１．０μｍ塗布して１４０℃で２５分間乾燥して電荷輸送層を形成し、実施例１の感光体を得た。
【０１１１】
［実施例２］
実施例１の下引層形成用塗布液において、更に、アリザリン０．６質量部を添加した以外は実施例１と同様にして、実施例２の感光体を作製した。
【０１１２】
［実施例３］
実施例１の下引層形成用塗布液において、更に、アリザリン1質量部を添加した以外は実施例１と同様にして、実施例３の感光体を作製した。
【０１１３】
［実施例４］
実施例１の下引層の作製において、乾燥硬化条件を１９０℃、４０分とした以外は実施例１と同様の方法で、実施例４の感光体を作製した。
【０１１４】
［実施例５］
下引層形成用塗布液に用いた酸化亜鉛粒子を、シランカップリング剤表面処理を施した下記酸化亜鉛粒子−２に代えたこと以外は、実施例２と同様にして実施例５の感光体を作製した。
【０１１５】
（酸化亜鉛粒子−２の作製）
酸化亜鉛１００質量部をメタノール５００質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン１．２５質量部を添加し、２時間攪拌した。その後、メタノールを減圧蒸留にて留去し、１２０℃で３時間焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理した酸化亜鉛粒子−２を得た。
【０１１６】
［比較例１］
下引層形成用塗布液に用いた酸化亜鉛粒子を、シランカップリング剤表面処理を施した下記酸化亜鉛粒子−４に代えたこと以外は、実施例２と同様にして比較例１の感光体を作製した。特開２００５−１０６６２号公報の実施例１に相当する下引層である。
【０１１７】
（酸化亜鉛粒子−４の作製）
酸化亜鉛１００質量部をメタノール５００質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤として、ＫＢＭ−６０３（信越化学工業社製）１．２５質量部を添加し、２時間攪拌した。その後、メタノールを減圧蒸留にて留去し、１２０℃で３時間焼き付けを行い、シランカップリング剤で表面処理した酸化亜鉛粒子−４を得た。
【０１１８】
［比較例２］
実施例１の下引層形成用塗布液で用いた酸化亜鉛粒子を、平均粒子径１００ｎｍの酸化亜鉛粒子に代えたこと以外は実施例１と同様にして比較例２の感光体を作製した。
【０１１９】
［比較例３］
実施例１の下引層を、特開２００３−１８６２１９号公報の実施例１の下引層に代えた以外は実施例１と同様にして比較例３の感光体を作製した。なお、特開２００３−１８６２１９号公報の実施例１の下引層では、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で表面処理した酸化亜鉛粒子を用いている。
【０１２０】
［比較例４］
実施例１の下引層の乾燥硬化条件を１５０℃、６０分とした以外は実施例１と同様にして比較例４の感光体を作製した。特開２００６−３０６９９号公報の実施例１に相当する下引層である。
【０１２１】
＜下引層のインピーダンス測定＞
−測定試料の作製−
上記実施例及び比較例の感光体を作製する際に用いた下引層用塗布液をそれぞれアルミパイプに浸漬塗布し、上記感光体の下引層を作製したときと同じ条件により乾燥を行い（例えば、実施例１では１７０℃２４分で乾燥硬化）、膜厚１５μｍの下引層単層膜を形成した。この下引層単層膜について、対向電極として１００ｎｍの金電極を真空蒸着法により装着し、インピーダンス測定用試料とした。
【０１２２】
−測定方法−
インピーダンスの測定には電源としてSI 1287 electrochemical interface （東陽テクニカ製）、電流計としてSI 1260 inpedance/gain phase analyzer（東陽テクニカ製）、電流アンプとして1296 dielectric interface（東陽テクニカ製）を用いた。
【０１２３】
インピーダンス測定用試料におけるアルミパイプを陰極、金電極を陽極として、１Ｖｐ−ｐの交流電圧を周波数１ＭＨｚから１ｍＨｚまでの範囲で高周波側から印加し、各試料のインピーダンスを測定した。インピーダンスは印加電圧に対する応答電流の振幅比と印加電圧と応答電流の位相差の２つのパラメータで現される。インピーダンス測定用試料のうち実施例１，２及び比較例１，２に相当する下引層の、印加電圧の周波数に対する印加電圧−応答電流間の位相差をプロットしたものを図６に示す。また、インピーダンス測定用試料の位相差が極大となった周波数を表１に示す。
【０１２４】
＜色筋ムラの評価＞
色線数は、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  ５０５ａの改造機に、上記作製の感光体を組みこんで、高温高湿の条件下にて画像密度３０％のＡ４ハーフトーン画像を出力し、プリントサンプル左上から縦９４ｍｍ、横２００ｍｍのエリアに発生した色線の発生数を、下記評価基準により評価した。ここで高温高湿とは、２８℃８５ＲＨ％の周辺環境である。
なお、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ  ５０５ａの改造機に搭載される帯電装置は、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置であり、印加電圧−１３００Ｖで感光体を帯電させる。
色筋ムラの評価結果を表１に示す。
【０１２５】
−評価基準−
Ｇ１ ： 未発生
Ｇ２ ： ３箇所以下の微小色線発生
Ｇ３ ： ３箇所を超えて１０箇所以下の微小色線発生
Ｇ４ ： １０箇所超の微小色線発生
【０１２６】
【表１】
0005659647.tif 000002
【０１２７】
表１に示すとおり、実施例１から５の感光体、即ちインピーダンスの位相差θの極大点が０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数に現れる感光体は、直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置を有する画像形成装置に用いたときに、帯電不良による微小色筋の欠陥が抑制された。
これに対して、０．３Ｈｚ以上１０ｋＨｚ以下の周波数の範囲外に極大点を有する比較例１から４の感光体は、いずれも直流電圧のみが印加される接触帯電方式の帯電装置を有する画像形成装置に用いたときに、微小色筋の欠陥が発生した。
【０１２８】
また、下引層の構成と、位相差θが極大値をとる周波数との関係を以下に示す。
【０１２９】
【表２】
0005659647.tif 000003
【０１３０】
上記表における下引層２及び４は、比較例１の下引層と同様にして、但しシランカップリング剤ＫＢＭ−６０３の使用量を上記表のように変えて作製した。
【０１３１】
【表３】
0005659647.tif 000004
【０１３２】
上記表における下引層７及び１０は、実施例１の下引層と同様にして、但し酸化亜鉛粒子の粒径または添加量を上記表のように変えて作製した。
【０１３３】
【表４】
0005659647.tif 000005
【０１３４】
上記表における下引層１１、１３及び１４は、実施例１の下引層と同様にして、但し乾燥条件を上記表のように変えて作製した。また、下引層１７、１９及び２０は、比較例１の下引層と同様にして、但し乾燥条件を上記表のように変えて作製した。
【符号の説明】
【０１３５】
１…下引層、２…電荷発生層、３…電荷輸送層、４…導電性基体、７，７Ａ，７Ｂ…電子写真感光体、２００…画像形成装置、２０８…直流接触帯電装置、２１０…露光装置、２１１…現像装置、２１２…転写装置、２１３…トナー除去装置、２１４…除電器、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…画像形成装置、３００…プロセスカートリッジ、４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ…帯電ロール（直流接触帯電装置）、５００…被転写媒体
【図６】
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【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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