(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基体、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した機能分離型の電子写真感光体において、
電荷輸送層の少なくとも一部に、他の部分より誘電率の小さい電荷非輸送領域を、感光体平面方向に対して周期的に配置し、且つ、電荷非輸送領域が電荷輸送層の５０〜９５％の厚さを有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
電荷非輸送領域の誘電率は、電荷輸送層の他領域の誘電率よりも１桁以上小さいことを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】
電荷非輸送領域の誘電率は、電荷輸送材料の含有率によって調整されることを特徴とする請求項１または２記載の電子写真感光体。
【請求項４】
電荷非輸送領域の誘電率を、感光体平面方向に対して幅１μｍ以下、ピッチ１０μｍ以下で周期的に配置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の電子写真感光体。
【請求項５】
電荷非輸送領域のバインダ樹脂が光硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の電子写真感光体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真感光体の製造方法であって、
電荷非輸送領域を、光硬化性樹脂を紫外線露光によって硬化させて作製することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
【請求項７】
電荷非輸送領域を、ディッピング後にフォトリソグラフィー工程によって作製することを特徴とする請求項６記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項８】
電荷非輸送領域を、多光子吸収によって作製することを特徴とする請求項６記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項９】
電荷非輸送領域以外の電荷輸送層の領域を、ディッピングによって作製することを特徴とする請求項６記載の電子写真感光体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか記載の電子写真感光体を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを利用した複写機やプリンタに使用され、導電性支持体上に感光層を形成した電子写真感光体に関し、特に、電荷発生領域と電荷輸送領域が積層され、解像度の高い画像形成を可能とする機能分離型の電子写真感光体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体は複写機やプリンタ等の画像出力機器に広く用いられており、且つ、画像品質を決定する画像形成機構の心臓部として重要な役割をもっている。かつてはセレンや硫化カドミウム等の光導電性を有する無機材料を構成材料とする電子写真感光体(以下、単に感光体と称することもある)が使用されていた。
【０００３】
しかし、上記の電子写真感光体は熱的な安定性や光感度及び耐久性の面では十分な特性を有しているとは言えなかった。また更に、毒性の問題が重要視されるに伴って、市場では受け入れられなくなっていった。これらの問題を解決するためにアモルファスシリコン感光体の研究開発が積極的になされ、その結果、市場に投入された。
【０００４】
しかしながら、アモルファスシリコン感光体は、特性や毒性の面での問題はないものの、製造装置に多額の投資を必要とすることや、歩留まり、スループットが小さいことによって、製品価格があまりに高価格であるという問題が大きいために、依然として市場での地位を確立するには至っていない。
【０００５】
それに対して、有機材料を用いた電子写真感光体（ＯＰＣ）は、開発当初は感度等の特性が無機感光体に対してかなり劣るものであったが、積極的な研究開発の結果、比較的高感度のものが得られるようになり、無公害である上に、低コストであるという大きなメリットが受け入れられ、市場において急速に普及し、現在では電子写真感光体の主流となっている。
【０００６】
一般に、無機感光体は正帯電で使用される場合が多いのに対し、ＯＰＣはほとんどの場合負帯電で使用される。それは、一般的なＯＰＣの構成が光の入射によって電荷を発生する電荷発生層の上に、電荷輸送能力を有する電荷輸送層を積層した機能分離型の電子写真感光体であり、この電荷輸送層は正孔を輸送する材料は実用可能な材料が数多く開発されているのに対し、電子を輸送する材料で安全に使用できるものが未だ開発されていないことから、前述のような構成をとった場合は、負帯電でしか機能しないためである。
【０００７】
上述した機能分離型の電子写真感光体では、電荷発生層及び電荷輸送層に用いられる電荷発生材料及び電荷輸送材料の特性を向上させることにより、高速、高画質に対応させている。しかし、電荷輸送層をキャリアが輸送される際に感光体の平面方向にキャリアが拡散し、その結果、静電潜像ににじみが生じて解像度が低下する問題が生じている。
【０００８】
機能分離型の電子感光体の場合、電荷発生層から電荷輸送層の表面までの距離が長いため、キャリアが輸送中に拡散して解像度が低下するという問題がある。キャリア（通常は正孔）は、電荷輸送層の表面の帯電電位に引かれて輸送されるが、その際に横方向（感光層平面方向）にも拡散されて、１ドットに対応するビームスポット径より拡がり、隣接する画像ドットの領域に進入することになる。
【０００９】
特に、ビームスポットの露光エネルギー分布はガウス関数に従うので、広く裾をひくことになり、この裾の部分の光によって発生したキャリアは隣接する画像ドットの領域に拡散しやすく、解像度の低下の原因になっている。
【００１０】
導電性基体上に電荷発生層、電荷輸送層を順次積層して形成した、機能分離型感光体において、帯電極性が「負」として「帯電した直後」では、感光体表面に「負」の電荷が形成され、対向する導電性基体に極性が反対の「正」の電荷が誘起される。これらの対生成キャリア、特に正孔の挙動に注目すると、一般に電荷輸送層は２０〜３０μｍ程度あるために、正孔は感光体表面までの長い距離を走行する必要がある。
【００１１】
このとき、感光体表面までを最短距離で走行すれば問題は発生しないが、実際は残存する表面の「負」の電荷によって正孔の進行方向が曲げられてしまう問題が発生する。この結果、実際にレーザ光で書き込んだ面積よりも広がった潜像が形成されてしまうという問題が発生する。電荷輸送層の膜厚を薄くしてこの問題の解決を図ることも考えられるが、その際は、帯電電位や光感度が十分に得られないことや、耐久性の面での問題が発生してしまう。
【００１２】
上記課題を解決しない限り、電子写真プロセスの露光工程において、最小スポット径を絞り込んで高精細な画像を得ようとしても、不可能となってしまう。このことは、今後ますます進展する画像の高精細化に対して大きな障害となるものである。
【００１３】
上記、キャリアの拡散を防ぐために、特許文献１に記載されるように、電荷輸送材料としてディスコティック液晶性化合物を用いるなどして、平面方向の拡散を防ぐ技術が提案されているが、特性を満足するには至っていない。さらに、特許文献２に記載されるように、電荷発生領域を電荷輸送領域に設けられた孔に埋め込む構造が考えられているが、繰返し使用される感光体の表面は磨耗や化学的ハザードを受けやすいので、耐久性の問題などが出てくる。
【００１４】
また、キャリアの拡散を防ぐために、特許文献３に記載されるように、電荷輸送層中の光硬化性樹脂の含有量を変えることで感光体平面方向の拡散を防止する技術が提案されているが、表面の耐久性や刷新性に関しては十分ではなく、また、残留電位の課題もある。つまり、電荷輸送層の表面は従来並みの高耐久及び刷新性を維持し、且つ、輸送層での拡散を防止する必要がある。
【００１５】
さらに、特許文献４に記載されるように、感光層表面の露光に対し電位が減衰しない微小領域を分散して形成する技術があるが、残留電位が生じるなどの不具合がある。同様に、特許文献５に記載されるように、感光層に特性の異なる材料からなる複数の部材を有し、他方の部材を離散的且つ周期的に配置し、輸送抵抗を変える技術があるが、やはり、表面の耐久性及び刷新性に課題がある。
【００１６】
また、上記した技術とは別に、特許文献６に記載されるように、画像露光光の一部を遮断する遮光マスクパターン層を、キャリア発生層の表面に設けるなどして、キャリア発生エリアを制限することで、潜像径を狙いのサイズで得る技術もあるが、やはり、感光層全体での均一性においては課題があった。
【特許文献１】特開平１１−３３８１７１号公報
【特許文献２】特開２０００−２３１２０３号公報
【特許文献３】特許第２８７７１４７号公報
【特許文献４】特開平１１−３３８１７０号公報
【特許文献５】特開平１１−５２５９１号公報
【特許文献６】特開２００１−７５３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ここで、表面の刷新性の必要性について記述する。電子写真プロセスの中で感光体を繰返し使用していくと、出力画像の解像度が低下してくる場合がある。このような現象を画像ボケといい、一般にこの現象は高温高湿時に顕著である。画像ボケの現象は、感光体表面もしくは表面近傍が低抵抗化することにより引き起こされるとされている。
【００１８】
低抵抗化の原因の一つは、感光体表面への低抵抗物質の付着である。低抵抗物質はボケ物質とも呼ばれ、イオン性物質よりなるとされている。例えば、帯電器で生成した各種イオンが塩となり感光体表面に堆積する。これが空気中の水分を吸湿することにより、感光体表面の抵抗が小さくなり、感光体表面に形成された潜像が表面方向へ拡散することにより画像ボケが発生する。
【００１９】
この現象は主に、磨耗量の少ない感光体（例えば保護層が設けられた感光体）で顕著に観察されており、近年では磨耗量の少ない感光体・プロセスが開発されており、問題が顕在化している。尚、低抵抗物質としての塩としては、硝酸アンモニウムなどが考えられる。
【００２０】
低抵抗化の原因のもう一つは、感光体表面層を構成する材料の変質である。電子写真プロセスにおいて、感光体は常に酸化性ガスに曝されている。このガスにより電荷輸送層に含有される電荷輸送剤が変質するというものである。帯電器より２次的に発生した硝酸イオンがＣＴＭと安定な錯体を形成し、これがＯＰＣ近傍に蓄積され、表面近傍の抵抗を下げている。
【００２１】
昨今、電荷輸送層の上層側に耐久性を向上させるためにさらに保護層を設けることが知られているが、前述の低抵抗物質の付着に関しては課題がある。また、単に保護層を設けるだけでは、保護層中や電荷輸送層と保護層との界面に電荷が蓄積されるために残留電位が生じるという問題があった。つまり、感光体の表面をアルミナなどの高硬度フィラーで覆うような耐磨耗性向上策は、上記画像ボケとのトレードオフがある。
【００２２】
図１に示す模式図のように、電荷輸送層２、電荷発生層３、導電性基体５からなる電子写真感光体１において、電荷発生層３から発生した電荷が電荷輸送層２で拡散する課題と、感光層表面の耐久性及び刷新性を確保する課題の両者を共に解決することができていない。
【００２３】
本発明は、感光体平面方向への電荷の拡散を防止し、感光体表面の耐久性と刷新性を確保することができる電子写真感光体及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、導電性基体、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した機能分離型の電子写真感光体において、電荷輸送層の少なくとも一部に、他の部分より誘電率の小さい電荷非輸送領域を、感光体平面方向に対して周期的に配置し、且つ、電荷非輸送領域が電荷輸送層の５０〜９５％の厚さを有する電子写真感光体を最も主要な特徴とする。
【００２５】
請求項２記載の発明では、電荷非輸送領域の誘電率は、電荷輸送層の他領域の誘電率よりも１桁以上小さい請求項１記載の電子写真感光体を主要な特徴とする。
【００２６】
請求項２記載の電子写真感光体によれば、電荷非輸送領域の誘電率は、電荷輸送層の他領域の誘電率よりも１桁以上小さいことで、誘電率差を意図的に設け、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。
【００２７】
請求項３記載の発明では、電荷非輸送領域の誘電率は、電荷輸送材料の含有率によって調整される請求項１または２記載の電子写真感光体を主要な特徴とする。
【００２８】
請求項３記載の電子写真感光体によれば、電荷非輸送領域の誘電率は、電荷輸送材料の含有率によって調整されることで、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。同一の電荷輸送材料を用いることで、感光層全体での均一性を保ち、また、製造コストの低減も期待できる。
【００２９】
請求項４記載の発明では、電荷非輸送領域の誘電率を、感光体平面方向に対して幅１μｍ以下、ピッチ１０μｍ以下で周期的に配置する請求項１乃至３のいずれか記載の電子写真感光体を主要な特徴とする。
【００３０】
請求項４記載の電子写真感光体によれば、電荷非輸送領域を感光体平面方向に対して幅１μｍ以下、ピッチ１０μｍ以下で周期的に配置することで、１２００ｄｐｉ狙いのビームスポット径３０μｍ程度の小径ビーム光学系であっても所望の高解像度を得ることが可能である。
【００３１】
請求項５記載の発明では、電荷非輸送領域のバインダ樹脂が光硬化性樹脂からなる請求項１乃至４のいずれか記載の電子写真感光体を主要な特徴とする。
【００３２】
請求項５記載の電子写真感光体によれば、電荷非輸送領域のバインダ樹脂が光硬化性樹脂からなることで、誘電率の小さい領域を任意に配置することができる。誘電率差を意図的に設けることで、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。
【００３３】
請求項６記載の発明では、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真感光体の製造方法であって、電荷非輸送領域を、光硬化性樹脂を紫外線露光によって硬化させて作製する電子写真感光体の製造方法を最も主要な特徴とする。
【００３４】
請求項６記載の電子写真感光体の製造方法によれば、電荷非輸送領域を、光硬化性樹脂を紫外線露光によって硬化させて作製することで、電荷非輸送領域を認知に配置することができる。誘電率差を意図的に設けることで、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。
【００３５】
請求項７記載の発明では、請求項６記載の電子写真感光体の製造方法であって、電荷非輸送領域を、ディッピング後にフォトリソグラフィー工程によって作製する電子写真感光体の製造方法を最も主要な特徴とする。
【００３６】
請求項７記載の電子写真感光体の製造方法によれば、電荷非輸送領域を光硬化性樹脂を紫外線露光によって硬化させて作製することで、電荷非輸送領域を任意に配置することができる。誘電率差を意図的に設けることで、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。
【００３７】
請求項７記載の電子写真感光体の製造方法によれば、電荷非輸送領域を、ディッピング後にフォトリソグラフィー（エッチング）工程によって作製することで、低コストに、電荷非輸送領域を任意に配置することができる。
【００３８】
請求項８記載の発明では、請求項６記載の電子写真感光体の製造方法であって、電荷非輸送領域を、多光子吸収によって作製する電子写真感光体の製造方法を最も主要な特徴とする。
【００３９】
請求項８記載の電子写真感光体の製造方法によれば、電荷非輸送領域を、多光子吸収によって作製することで、任意の３次元構造を高精度に形成することができる。
【００４０】
請求項９記載の発明では、請求項６記載の電子写真感光体の製造方法であって、電荷非輸送領域以外の電荷輸送層の領域を、ディッピングによって作製する電子写真感光体の製造方法を最も主要な特徴とする。
【００４１】
請求項９記載の電子写真感光体の製造方法によれば、電荷非輸送領域を、ディッピングによって作製することで他の工法に比較して、低コストに、電荷輸送層を形成することができる。
【００４２】
請求項１０記載の発明では、請求項１乃至５のいずれか記載の電子写真感光体を用いた画像形成装置を最も主要な特徴とする。
【００４３】
請求項１０記載の画像形成装置は、感光体肉厚方向に比較して感光体平面方向へのキャリアの移動度を大幅に低減し、高解像な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、導電性基体、電荷発生層、電荷輸送層を順次積層した機能分離型の電子写真感光体において、電荷輸送層の少なくとも一部に、他の部分より誘電率の小さい電荷非輸送領域を、感光体平面方向に対して周期的に配置し、且つ、電荷非輸送領域が電荷輸送層の５０〜９５％の厚さを有することで、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。また、表面の刷新性に優れた感光体として使用することができるため、表面に低抵抗物質が付着することの不具合を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本実施形態において、感光体平面方向への電荷の拡散を防止するという課題に対しては、電荷輸送層に周期的に電荷非輸送領域６を設けることで対処する。また、感光体表面の耐久性と刷新性を確保するという課題に対しては、感光体表層通常の感光体表面と同様な構成とすることで対処する。
【００４６】
電荷輸送層の少なくとも一部に他の部分より誘電率の小さい領域を、感光体平面方向に対して周期的に配置し、且つ、該誘電率の小さい領域が電荷輸送層の５０〜９５％の厚さを有するようにする。
【００４７】
誘電率が小さい領域の高さ（厚さ）は、(１)電荷輸送層の厚さ、(２)所望の解像度、(３)所望の耐久性（刷新量）で適宜変更されるべきであるが、５０％以上で９５％以下が好ましい。５０％未満では電荷の拡散が大きく解像度の低下が生じる。また、９５％を超えると表層の刷新量が足らず、十分な効果が得られない。さらに好ましくは６０％以上で８０％以下に設ける。
【００４８】
具体的には、耐久性を大きく確保する場合には、誘電率の小さい領域の高さを５０％と小さく設定し、刷新量を得る。また、解像度の向上を期待する場合には、誘電率の小さい領域の高さを９５％と大きく設定し、電荷の拡散を防ぐ。
【００４９】
図２は本発明の第１の実施形態に係る電子写真感光体の構成図であり、(１)は電荷輸送層部分の側面図、(２)は全体正面図である。電子写真感光体１は、電荷輸送層２、電荷発生層３、下引き層４、導電性基体５、電荷輸送層内で感光体平面方向への電荷の拡散を防ぐ電荷非輸送領域６からなる機能分離型電子写真感光体である。
【００５０】
電子写真感光体１の形状寸法
長手寸法：３００ｍｍ
直径：Φ２５ｍｍ
下引き層厚さ：０．５μｍ
電荷発生層厚さ：２μｍ
電荷輸送層厚さ：３０μｍ
【００５１】
電荷非輸送領域６
幅：０．８μｍ
ピッチ：１０μｍ
高さ：２５μｍ
電荷非輸送領域６は、感光体平面方向に、幅０.８μｍ、ピッチ１０μｍ、高さ２５μｍの格子状の構成になっている。
【実施例１】
【００５２】
次に実施例１の感光体製造方法について説明する。
まず、工程１として、円筒形状アルミ製の導電性基体５を脱脂処理した後、アルミ表面から反射光による干渉縞対策として、サンドブラスト処理を行って表面に微細な凹凸を形成する。
【００５３】
次に、工程２（下引き層形成）として、円筒形状アルミ製の導電性基体５に、下引き層４を塗布する。下引き層４はＩｎの金属酸化物をアルコール可溶性ナイロンに溶かして約０．５μｍ塗布する。下引き層４は、導電性基体５と電荷発生層３との間に、電荷のバリアー機能（導電性基体からの電荷リーク防止）や接着性機能、またレーザ照射光の干渉による異常画像（モアレ）を防ぐ機能を持たせる意味で設けている。
【００５４】
下引き層４としては、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、アルコキシメチル化ナイロンなどのアルコール可溶性ポリアミド、カゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ゼラチン、ポリウレタン、ポリビニルブチラールや、酸化アルミニウムなどの金属酸化物が用いられる。また、必要に応じて、本実施例のように、金属酸化物やカーボンブラックなどの導電性粒子を樹脂中に含有させることや、電荷供与体や電荷受容体を樹脂中に含有させても効果的である。
【００５５】
次に、工程３（電荷発生層形成）として、ディッピングにより電荷発生層（チタルフタロシアニンをポリビニルブチラールで分散したもの）を塗布し、乾燥させた。得られた膜厚は２μｍであった。図３は実施例１の工程３における電子写真感光体の構成図である。
【００５６】
電荷発生層３は、電荷発生材料を必要に応じてバインダ樹脂に分散させて形成される。電荷発生材料としては、セレン、セレン合金、ＺｎＯ、ＺｎＳ等の無機光導電材料、ペリレン系顔料、金属またはフタロシアニン顔料、多環キノン系顔料、スクエアリウム化合物等が挙げられる。
【００５７】
電荷発生層３の塗工は、スピンコーター、スプレーコーター、浸漬コーター等の装置を用いて行い、乾燥は、加熱乾燥で４０〜２００℃、１０分〜６時間の範囲において静止または送風条件下で行う。
【００５８】
電荷発生層３を塗工によって形成する際に使用する樹脂は、広範な絶縁性樹脂から選択でき、またポリビニルアントラセンやポリビニルピレンなどの有機光導電性ポリマーから選択できる。好ましい樹脂として、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁樹脂が考えられる。
【００５９】
これらの樹脂を溶解する溶剤は、樹脂の種類により異なり、具体的には、ベンゼン、キシレン、リグロイン、モノクロルベンゼン、ジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサンなどのケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、酢酸エステル、メチルセロソルブなどのエステル類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロールエチレンなどの脂肪系ハロゲン炭化水素類、テトラヒドロフラン、１−４−ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類、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アミド類及びジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類が用いられる。
【００６０】
工程４（電荷非輸送領域６形成）として、電荷輸送領域となる有機ポリシランの合成を行った。本実施例に用いる有機ポリシランはポリメチルフェニルシラン（以下ＰＭＰＳと表記する）であり、Ｗｕｒｔｓ型反応（ハロゲン化アルキルまたはハロゲン化アリールに金属ナトリウムを作用させて炭化水素を得る反応）による合成によって得た。つまり、メチルフェニルジクロロシランを１１０℃のトルエン中で金属ナトリウムを触媒として反応させ、重合させた。得られたＰＭＰＳは平均分子量が１２００００程度で収率は３０％であった。
【００６１】
その後、上記有機ポリシランを紫外線硬化樹脂に含有させ、波長３６５ｎｍの露光光源により、幅０.８μｍ、ピッチ１０μｍ、高さ２５μｍの格子状に紫外線硬化させ、溶媒を取り除いた。図４は実施例１の工程４における電子写真感光体の構成図であり、（１）は側面図、（２）は正面図である。
【００６２】
電荷非輸送領域６に含有させる光硬化性の樹脂は、光により重合反応が開始し、重合反応によって硬化するものであれば特に限定されるものではない。光硬化性樹脂とは、光により重合反応を起こす官能基をその分子内に有しているものである。
【００６３】
重合反応を起こす官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等の炭素−炭素二重結合を有する基、シラノール基、さらに環状エーテル基等の開環重合を起こすもの、または、フェノールとホルムアルデヒドのように２種類以上の分子が反応して重合を起こすもの等が挙げられ、必要に応じてこれに光により重合反応を開始させるための重合開始剤が添加される。これらの光硬化性樹脂を電荷輸送層中に混合させる。
【００６４】
電荷輸送材料としては、他にも、例えば、ヒドラゾン化合物、ブタジエン化合物、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、トリフェニルアミン誘導体等を用いることができる。
【００６５】
工程５（電荷輸送層形成）として、ディッピングにより電荷輸送層を塗布し、乾燥させた。図５は実施例１の工程５におけるディッピング工法を実施する装置の概略図である。ディッピング用の浴槽７内の塗料８は、供給口９から供給され、排出口１０から排出される。
【００６６】
本発明の特徴である電荷非輸送領域６を電荷輸送層２に持つため、ディッピング法に使う塗料は低粘度であることが望ましい。つまり、格子状に形成された電荷非輸送領域６の隙間に電荷輸送材料を行き渡らせる必要がある。
【００６７】
ここで、電子写真プロセスを整理しておく。電子写真感光体は、
（１）チャージャーによって均一に帯電される。コロナ放電の極性は感光体の感光特性で異なり、一般に有機感光体の場合は負極性で帯電が行われる。
（２）ついで記録したい情報に対応した露光が行われ、感光体表面には情報に対応した静電潜像が形成される。
（３）この静電潜像に帯電した着色粒子（トナー）を接触させるとクーロン力によってトナーが感光体表面に付着し、トナー画像が形成される。トナーの帯電極性が感光体表面の帯電特性に対して異極性の場合は原情報に対してポジ画像が、同極性の場合はネガ画像が形成される。
（４）トナー画像を紙に転写し、加熱、圧力等の手段で紙上に定着してコピーやプリントが得られる。
（５）感光体は次の記録に備えて表面に残った静電荷をチャージャーや光で除電され、
（６）未転写の不要トナーをブレードやファーブラシ等のクリーニング部材によってクリーニングされる。
【００６８】
これらのプロセスにより、感光体に要求される基本特性としては、１）光導電性（光感度、分光感度特性、残留電位）、２）静電荷受容性（静電容量）、３）静電荷保持性（暗抵抗）、４）機械的強度（磨耗性、可撓性、硬度、摩擦係数、刷新性）、５）繰返し（環境）安定性、６）化学的安定性（耐光、反応性ガス等）などが挙げられる。
【００６９】
図６は電子写真感光体表面電位変化を示す図である。電子写真感光体１は、図の光減衰の応答性、残留電位の少なさ、暗減衰の小ささなどが要求される。
【００７０】
本発明は、特に上記、光導電性、機械的強度、繰返し安定性の向上を図るものである。また、電荷輸送層２には、要求される機能として、１）静電荷の受容性が高いこと、２）CGLからの電荷注入性がよいこと、３）電荷の輸送能力が高いこと、４）光透過性が高いこと、５）機械的強度が高く、成膜性が優れていること、などが挙げられる。３）に相当する、電荷輸送能力は感光体肉厚方向に関しては移動度が高いことが望ましいが、感光体平面方向には拡散を防ぐ必要がある。
【００７１】
電子写真感光体１では、感光体にコロナ放電が付与された後、画像露光が行われるが、次の現像工程に入るまでの時間内に表面電位の光減衰が完了している必要がある。つまり、電子写真感光体１では、光電変換効率がゲインとして、キャリアの移動度がレスポンスとして特性に反映される。
【００７２】
感光体感度の膜厚依存性は、厚くすることでゲインを稼げるが、レスポンスが小さくなる関係にある。本発明は、キャリアの移動度を大きく設定しても、横方向の拡散が防げるため、高解像度の感光体を製造することができる。
【００７３】
本発明の電子写真感光体１は、表面の刷新性も確保されているため、画像ボケを発生させない。
【００７４】
次に比較例１として、電荷輸送層２に電荷非輸送領域６を持たない通常の感光体（図７）を用意する。また、比較例２として、電荷輸送層の電荷非輸送領域６が感光層肉厚方向の全域に持つ感光体（図８）を用意する。
【００７５】
感光体の解像度を確認するために露光したビーム径を横軸に、得られた静電潜像径を縦軸にして図９に示す。比較例１の感光体は図のように、露光したビーム径よりも潜像径が大きくなり、結果、解像度の低下につながっている。
【００７６】
次に、感光体の感度を確認するために、感光体表面電位の変化を図１０に示す。比較例２の感光体は、電荷非輸送領域６が感光体表面に現れているため、残留電位が大きく、解像度としては低下してしまう。さらに、比較例２のような構成は、表面形状の均一性（粗さ）を確保することが難しく、また、表面硬度や表面エネルギーが輸送領域と非輸送領域で変化するため、ブレードなどによるクリーニング特性も不均一になる不具合がある。
【００７７】
本実施例は、格子状に配置した電荷非輸送領域６が感光体平面方向の電荷の移動を抑制し、且つ、表面の残留電位が小さく刷新性のある電子写真感光体として機能していることがわかる。
【００７８】
比較例２に示す構成において、表面の電荷非輸送領域６に、バインダ樹脂の剛性などにより、耐磨耗性を向上させることも考えられるが、上記のような低抵抗物質の付着を考えると、感光体表面の刷新性も必要である。それには、表面に異種材料を配置すると、刷新量が不均一になり、静電潜像に不具合が生じると考えられる。
【００７９】
本発明によって製造された電子写真感光体１は、電荷輸送層２の少なくとも一部に、他の部分より誘電率の小さい領域(電荷非輸送領域)を、感光体平面方向に対して格子状に配置し、且つ、該誘電率の小さい領域（２５μｍ厚さ）が電荷輸送層（３０μｍ厚さ）の５０〜９５％（本実施例８３.３％）の厚さを有しており、電荷輸送層２での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。また、表面の刷新性に優れた感光体として使用することができるため、表面に低抵抗物質が付着することの不具合を防止することができる。
【００８０】
本実施例では、電荷輸送層２に対する電荷非輸送領域６の高さを８３．３％に設定している。ここで、誘電率の高さ要件を電荷非輸送領域６の高さ比を横軸に、ビーム径に対する潜像径の拡がりと許容される刷新量を縦軸にして図１１に示す。
【００８１】
電荷輸送層２に対する電荷非輸送領域６の高さは、１)電荷輸送層２の厚さ、２)所望の解像度、３)所望の耐久性（刷新量）で適宜変更されるべきであるが、５０％以上で９５％以下が好ましい。５０％未満では電荷の拡散が大きく解像度の低下が生じる。また、９５％を超えると表層の刷新量が足らず、十分な効果が得られない。さらに好ましくは６０％以上で８０％以下に設ける。
【００８２】
具体的には、耐久性を大きく確保する場合には、誘電率の小さい領域の高さを５０％程度に小さく設定し、刷新量を得る。また、解像度の向上を期待する場合には、誘電率の小さい領域の高さを９５％程度に大きく設定し、電荷の拡散を防ぐ方法が考えられる。
【００８３】
本発明によって製造された電子写真感光体１において、誘電率が小さい領域は、電荷輸送層２の他の領域よりも１桁以上誘電率を小さくしている。誘電率差を意図的に設けることで、電荷輸送層２での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。
【００８４】
本発明によって製造された電子写真感光体１は、誘電率が小さい領域が、電荷輸送材料の含有率によって調整されている。誘電率差を意図的に設けることで、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。同一の電荷輸送材料を用いることで、感光層全体での均一性を保ち、また、製造コストの低減も期待できる。
【００８５】
本発明によって製造された電子写真感光体１は、誘電率の小さい領域を、感光体平面方向に対して格子状に幅１μｍ以下、ピッチ１０μｍ以下で配置している。１２００ｄｐｉ狙いのビームスポット径３０μｍ程度の小径ビーム光学系であっても、所望の高解像度を得ることが可能である。
【００８６】
また本実施例では、誘電率の小さい領域を、感光体平面方向に対して格子状に配置したが、横方向の電荷拡散を防ぐ構造であれば問題ない。例えば、図１２に示すようなハニカム構造に配置する。また、図１３に示すように誘電率の大きい領域をドット状に配置する方法などが考えられる。
【００８７】
誘電率の小さい領域のバインダ樹脂が光硬化性樹脂からなり、光硬化性樹脂を紫外線露光によって硬化させて作製することで、誘電率の小さい領域を任意に配置することができる。誘電率差を意図的に設けることで、電荷輸送層での横（感光体平面）方向の電荷の拡散を抑制することができ、且つ、残留電位の小さい高解像度な感光体として使用することができる。
【００８８】
本実施例は、上記の円筒形状の感光体ドラムとして実施しているが、本発明は、導電性支持体上に感光層を形成した電子写真感光体に関し、ドラム形状の他、ベルト形状やフィルム形状など、高解像度な潜像形成を必要とするすべての感光体に適用される。
【００８９】
格子状の電荷非輸送領域６は、図１４、図１５に示すように、感光体肉厚方向にテーパ形状を設ける方式なども考えられる。
【００９０】
本実施例は、上記の材料構成について実施しているが、本発明は使用材料（下引き層４、電荷発生層３、電荷輸送層２、電荷非輸送領域６を含む）によらず、上記効果が得られるすべての感光体に適用される。つまり、電荷輸送層２に格子状に電荷非輸送領域６を有し、高解像度な電子写真感光体に適用可能である。
【００９１】
本実施例では、電荷発生層３と電荷輸送層２作製に、ディッピング法（浸漬コーター）を使用しているが、成膜方法として、スピンコーター、スプレーコーター、ローラーコーター等の装置を用いることもできる。
【実施例２】
【００９２】
次に、実施例２について説明する。工程３までは実施例１と同様である。
工程４（電荷非輸送領域６形成）として、ディッピング工法（図１６（１））により、電荷発生層全域に電荷非輸送領域６を形成した。その後、マスク：孔形状＝一辺が４μｍの正方形でピッチ５μｍ、露光量：１２０ｍＪ、現像液：一般的な有機アルカリ現像液の条件下でフォトリソグラフィー（ポジ型レジスト）により（図１６（２））に示す格子状領域を形成した。格子形状は、幅０．６μｍ、ピッチ５μｍ、高さ２０μｍであった。
【００９３】
工程５として、実施例１と同様にディッピング法により電荷輸送層を塗布（図１６（３））し、乾燥させた。誘電率の小さい領域を、ディッピング後にフォトリソグラフィー（エッチング）工程によって作製することで、低コストに、誘電率の小さい領域を任意に配置することができる。
【００９４】
本発明により製造された電子写真感光体１は、優れた解像度と表面刷新性を有する。
【００９５】
本実施例の電子写真感光体１を用いた画像形成装置は、感光体肉厚方向に比較して感光体平面方向へのキャリアの移動度を大幅に低減し、高解像な画像を形成することができる。
【実施例３】
【００９６】
次に、実施例３について説明する。
工程３までは実施例１と同様である。工程４（電荷非輸送領域６形成）として、多光子吸収により格子形状の電荷非輸送領域６を作製した。格子形状は、幅０．６μｍ、ピッチ５μｍ、高さ２０μｍであった。具体的には、近赤外パルスレーザ光源の光を、レンズを用いて光硬化性樹脂中に集光させ、多光子吸収を誘起することによって焦点近傍にのみ樹脂を硬化させている。
【００９７】
多光子吸収による光造形は、従来の積層法を用いずに任意の３次元構造を形成できる。また、多光子吸収は、吸収量が光強度の２乗に比例する非線形吸収特性を有し、従来の紫外線硬化による光造形と比較して高精度な加工が可能である。また、吸収確率が小さいため、アブレーションの発生しない範囲において出力を高めることが効果的である。
【００９８】
工程５として、実施例１と同様にディッピング法により電荷輸送層を塗布し、乾燥させた。誘電率の小さい領域を、多光子吸収によって作製することで、任意の３次元構造を高精度に形成できる。
【００９９】
本発明により製造された電子写真感光体１は、優れた解像度と表面刷新性を有する。
【０１００】
本実施例の電子写真感光体１を用いた画像形成装置は、感光体肉厚方向に比較して感光体平面方向へのキャリアの移動度を大幅に低減し、高解像な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】電子写真感光体において、正孔移動（１）と帯電状態を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電子写真感光体の構成図であり、（１）は電荷輸送層部分の側面図、（２）は全体正面図である。
【図３】実施例１の工程３における電子写真感光体の構成図である。
【図４】実施例１の工程４における電子写真感光体の構成図であり、（１）は側面図、（２）は正面図である。
【図５】実施例１の工程５におけるディッピング工法を実施する装置の概略図である。
【図６】電子写真感光体表面電位変化を示す図である。
【図７】比較例１の電子写真感光体の構成図である。
【図８】比較例２の電子写真感光体の構成図である。
【図９】ビーム径と潜像径の関係を示す図である。
【図１０】感光体表面電位の変化を示す図である。
【図１１】電荷非輸送領域の高さ比と潜像径の拡がり、刷新量の関係を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る電子写真感光体の構成図であり、（１）は電荷輸送層部分の側面図、（２）は全体正面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る電子写真感光体の構成図であり、（１）は電荷輸送層部分の側面図、（２）は全体正面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る電子写真感光体の構成図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る電子写真感光体の構成図である。
【図１６】（１）、（２）は実施例２の工程４における電子写真感光体の構成図、（３）は実施例２の工程５における電子写真感光体の構成図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１    電子写真感光体
２    電荷輸送層
３    電荷発生層
４    下引き層
５    導電性基体
６    電荷非輸送領域
７    浴槽
８    塗料
９    供給口
１０    排出口
【図１】
0004500747.tif 000002
【図２】
0004500747.tif 000003
【図３】
0004500747.tif 000004
【図４】
0004500747.tif 000005
【図５】
0004500747.tif 000006
【図６】
0004500747.tif 000007
【図７】
0004500747.tif 000008
【図８】
0004500747.tif 000009
【図９】
0004500747.tif 000010
【図１０】
0004500747.tif 000011
【図１１】
0004500747.tif 000012
【図１２】
0004500747.tif 000013
【図１３】
0004500747.tif 000014
【図１４】
0004500747.tif 000015
【図１５】
0004500747.tif 000016
【図１６】
0004500747.tif 000017