JP2009271283A

JP2009271283A - 有機感光体、画像形成方法、画像形成装置および画像形成ユニット

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Publication number: JP2009271283A
Application number: JP2008121027A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Tokutake; 重明徳竹; Takao Fukaya; 孝雄深谷
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2028-05-07
Also published as: US20090280420A1; JP5239488B2

Abstract

【課題】本発明の目的は、接触帯電方式の画像形成装置に用いられる有機感光体の前記した課題を解決することであり、より詳しくは、絶縁破壊や黒ポチ等の画像欠陥の発生を防止し、良好な電子写真画像を長期的に安定して得ることができる有機感光体、画像形成方法、画像形成装置及び画像形成ユニットを提供することである。
【解決手段】導電性支持体上に、少なくとも中間層、感光層を設けた有機感光体において、該導電性支持体の断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が、−８＜Ｒｓｋ＜０となることを特徴とする有機感光体。
【選択図】なし

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置等に用いる有機感光体、該有機感光体を用いた画像形成方法、画像形成装置及び画像形成ユニットに関するものである。

有機感光体はセレン系感光体、アモルファスシリコン感光体のような無機感光体に比して素材の選択の幅が広いこと、環境適性に優れていること、生産コストが安いこと等の大きなメリットがあり、近年無機感光体に代わって電子写真感光体の主流となっている。

他方カールソン法に基づく画像形成方法においては、有機感光体上に帯電、静電潜像を形成し、トナー画像を形成した後、該トナー画像を転写紙に転写し、これを定着して最終画像が形成される。

上記帯電手段の部材として従来代表的に用いられている帯電部材はコロナ放電器が最もよく知られている。コロナ放電器は安定した帯電を行えるという利点を有する。しかし、コロナ放電器は高電圧を印加しなければならないため、イオン化された酸素、オゾン、水分、酸化窒素化合物等の発生量が多いため、有機感光体（以後感光体とも云う）の劣化を招いたり、人体に悪影響を及ぼす等の問題点を有している。

そこで、近年、コロナ放電器を利用しない接触帯電方式を利用することが検討されている。具体的には帯電部材である磁気ブラシや導電性ローラに電圧を印加して、被帯電体である感光体に接触させ、感光体表面を所定の電位に帯電させるものである。このような接触帯電方式を用いればコロナ放電器を用いた非接触帯電方式と比較して低電圧化がはかれ、オゾン発生量も減少する。

接触帯電方式は、感光体に１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍ程度の抵抗を持つ帯電部材に、直流もしくは交流を重畳した直流電圧を印加し、感光体に加圧当接させ、電荷を付与する方法である。この帯電方法は、パッシェンの法則に従い、帯電部材から被帯電体への放電によって行われるため、或る閾値以上の電圧を印加することによって帯電が開始される。この接触帯電方式は、コロナ帯電方法と比較すると、帯電部材への印加電圧が低くなり、オゾン及び窒素酸化物の発生量が減少する。

一方、近年の画像形成方法はデジタル化が進展し、有機感光体の静電潜像の形成にはレーザ光を露光光源とした画像形成方法が多く用いられている。

しかしながら、帯電ローラ等との接触帯電方式では、レーザ光露光による干渉縞（以下、モアレとも云う）を防止するために加工された有機感光体の支持体、即ち、表面を切削加工等で粗面化したアルミニウム支持体等を用いると、切削加工面の凸部が接触帯電では絶縁破壊を発生しやすいという問題が発生している。又、有機感光体表面に繰り返し帯電を行うと、有機感光体に発生した亀裂や汚染等が発生し、その結果、該亀裂や汚染等の部分に電荷が集中し、絶縁破壊や黒ポチ等の画像欠陥の発生を引き起こしやすく、画像ボケも発生しやすい。特に高温高湿、低温低湿等の厳しい条件下でこれらの問題が発生しやすい。

このような課題に対して、導電性基体と感光層の間に中間層を設け、該中間層には酸化チタン粒子を樹脂中に分散した構成を有する有機感光体が知られている。又、表面処理を行った酸化チタンを含有させた中間層の技術も知られている。例えば、酸化鉄、酸化タングステンで表面処理された酸化チタン（特許文献１）、アミノ基含有カップリング剤で表面処理された酸化チタン（特許文献２）、有機ケイ素化合物で表面処理された酸化チタン（特許文献３）、メチルハイドロジェンポリシロキサンで表面処理された酸化チタン（特許文献４）、金属酸化物、或いは有機化合物で表面処理された樹枝状酸化チタン（特許文献５）を用いた中間層を有する有機感光体が提案されている。

しかしながら、これらの技術を用いても、接触帯電方式で発生しやすい絶縁破壊や黒ポチを防止するには、中間層を例えば、５μｍ以上の十分な膜厚で構成することが必要となり、中間層の膜厚を厚くすると繰り返し使用に伴う残留電位が上昇し、画像濃度が低下しやすく、絶縁破壊や黒ポチの発生防止と十分な画像濃度の両立を達成することが困難であった。
特開平４−３０３８４６号公報特開平９−９６９１６号公報特開平９−２５８４６９号公報特開平８−３２８２８３号公報特開平１１−３４４８２６号公報

本発明の目的は、接触帯電方式の画像形成装置に用いられる有機感光体の前記した課題を解決することであり、より詳しくは、従来の酸化チタン等を含有した中間層を有する有機感光体の前記した問題点を解決し、絶縁破壊や黒ポチ等の画像欠陥の発生を防止し、良好な電子写真画像を長期的に安定して得ることができる有機感光体、画像形成方法、画像形成装置及び画像形成ユニットを提供することである。

我々は接触帯電方式の画像形成装置に用いられる有機感光体の上記問題点について検討を重ねた結果、接触帯電方式を用いた場合のリーク放電による黒ポチ発生を防止するには、導電性支持体の表面加工後の表面形状で、表面形状の尖り部をなくし、尖り部からのリーク放電を発生させないことが必要であることを見出し、本願発明を完成した。即ち、本願発明は、以下のような構造を有する有機感光体によって達成される。
１．導電性支持体上に、少なくとも中間層、感光層を設けた有機感光体において、該導電性支持体の断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が、−８＜Ｒｓｋ＜０となることを特徴とする有機感光体。
２．前記断面曲線が規則的な凹凸加工形状を有することを特徴とする前記１に記載の有機感光体。
３．前記断面曲線が切削加工形状を有することを特徴とする前記１又は２に記載の有機感光体。
４．前記中間層が、Ｎ型半導電性粒子を含有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の有機感光体。
５．前記Ｎ型半導電性粒子が、酸化チタン微粒子又は酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする前記４に記載の有機感光体。
６．有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有を有する画像形成方法において、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が前記１〜５のいずれか１項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成方法。
７．前記６に記載の画像形成方法を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
８．有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有し、画像形成部を形成しており、画像形成装置本体から脱着可能な画像形成ユニットにおいて、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が前記１〜５のいずれか１項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成ユニット。

本発明の有機感光体を接触帯電方式の画像形成装置に用いることにより、従来問題となっていた絶縁破壊や黒ポチを防止でき、高濃度の電子写真画像を形成することができる。又該有機感光体を用いた画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することが出来る。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の有機感光体は、導電性支持体上に、少なくとも中間層、感光層を設けた有機感光体であり、該導電性支持体表面の断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が、−８＜Ｒｓｋ＜０となることを特徴とする。

本発明の有機感光体は上記のような構造を有することにより、接触帯電方式の画像形成装置で発生しやすい絶縁破壊や黒ポチの発生を防止し、高濃度で良好な電子写真画像を形成することができる。

本発明に係わる導電性支持体表面の断面曲線のスキューネスは、山部と谷部の分布状態のゆがみ度（ひずみ度）を表すが、Ｒｓｋ＞０では、導電性支持体表面のとがり（山部）が多くなり接触帯電部材とのリーク放電の発生が多くなる。又、Ｒｓｋ＜−８では、導電性支持体表面のとがり（山部）が少なくなり接触帯電部材とのリーク放電の発生が少なくなるものの、干渉縞が発生する。

本願発明に係わる断面曲線が規則的な凹凸加工形状とは、単純な１パターンの規則的な凹凸形状（図５）から、複雑な凹凸パターン形状の繰り返し（図６）等、全て含有する。

これらの規則的な凹凸パターンは、切削加工により形成することができ、切削加工のバイト形状を変えることにより、又、バイトの押し込み角度、押し込み深さおよび回転数を適宜選択すること等により、単純なものから複雑なものまで、自由に凹凸パターン形状を刻むことができる。

又、断面曲線が規則的な凹凸加工形状は、完全な規則的凹凸パターンから、不完全な規則的凹凸パターン、即ち、切削加工形状がその後のサンドブラスト処理等で、完全な規則性が崩れていても、切削加工形状の繰り返しパターンが残っている不完全な規則性までも、本発明に係わる規則的な凹凸形状の範囲に含まれる。

切削バイトとして、荒加工では通常多結晶ダイヤモンド焼結体が用いられ、仕上げ加工としては単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンド焼結体からなるバイトを用いる。単結晶ダイヤモンドからなるバイトとしては、ノーズ形状は平、Ｒのどちらを用いても良く、Ｒ形状の場合ノーズの丸みの半径Ｒは１０〜３０ｍｍ程度のものを使用することが好ましい。多結晶ダイヤモンド焼結体からなるバイトとしては、ノーズ形状は平，Ｒのどちらを用いても良いが、粒度が０．２μｍ以上１５μｍ以下のものを用い、切削バイトの切削面における研磨仕上げ粗さは最大粗さＲｔで０．３μｍ以上２．０μｍ以下となるように研磨することが好ましい。切削バイトの切削面の最大粗さＲｔは、表面粗さ計「サーフコム１４００Ｄ」（東京精密社製）により測定される。切削バイトの研磨は、工具研磨盤に取り付けたダイヤモンドホイールによって研磨されることが好ましい。

また、切削送り速度ｖは最小値として好ましくは１００μｍ／ｒｅｖ以上、更に好ましくは１５０μｍ／ｒｅｖ以上、最大値として好ましくは６００μｍ／ｒｅｖ以下、更に好ましくは４５０μｍ／ｒｅｖ以下の範囲で設定される。

上記断面曲線のスキューネスを本願発明内にするには、導電性支持体の切削加工を行った後、サンドブラスト、ドライアイスブラスト及び高圧ジェット水処理等を行い、これらの吹き付け強度を適宜選択して処理することにより、得ることができる。

なお、切削加工については、特開２００７−２６４３７９号公報、ドライアイスブラスト法については、特開２００５−２９２５６５号公報、サンドブラスト法については、特開２０００−１０５４８１号公報、特開２０００−１５５４３６号公報、高圧ジェット法については、特開２００６−３０５８０号公報等で開示された方法を本願の断面曲線のスキューネスを達成するために参照することができる。

本願発明に係わる断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）はＪＩＳＢ００３１の定義に準ずるものであり、下記式で表される。

Ｒｑ：二乗平均平方根粗さ
ｌｒ：Ｘ軸方向の長さ
Ｚ（ｘ）：ｘ位置でのＺ軸方向の高さ
又、本願発明に係わる断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）の測定は、以下の測定条件で行った。

測定条件
測定機：表面粗さ計（東京精密社製Ｓｕｒｆｃｏｍ１４００Ｄ）
測定長さＬ：８．０ｍｍ
カットオフ波長λｃ：０．０８ｍｍ
触針先端形状：先端角度６０°円錐
触針先端半径：０．５μｍ
測定速度：０．３ｍｍ／ｓｅｃ
測定倍率：１０００００倍
測定位置：上、中、下の３カ所、（円筒状支持体の場合は、軸心の中心と軸心と端部の中間点の３カ所）
上記３カ所の平均値を本願発明のスキューネス（Ｒｓｋ）の値とする。

次に、断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が正の場合、及び負の場合の概念図を図７に例示する。

本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシート上でも円筒状でもよいが、好ましくは円筒状導電性支持体が好ましい。

本発明の円筒状導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成できるに必要な円筒状の支持体を意味し、真直度で０．１ｍｍ以下、振れ０．１ｍｍ以下の範囲にある導電性の支持体が好ましい。この真直度及び振れの範囲を超えると、良好な画像形成が困難になる。

本発明の感光体に用いる円筒状導電性支持体としては直径が１０〜３００ｍｍのものが好ましいが、本発明の効果が顕著に現れ、支持体と中間層等の接着性が改善され、同時に黒ポチの発生が防止される等の効果が著しいものは、直径１０〜５０ｍｍの小径の円筒状導電性支持体を用いた感光体である。

導電性の材料としてはアルミニウム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジュウムなどを蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラムを使用することができる。導電性支持体としては常温で比抵抗１０^３Ωｃｍ以下が好ましい。

本発明で用いられる導電性支持体は、その表面に封孔処理されたアルマイト膜が形成されたものを用いても良い。アルマイト処理は、通常例えばクロム酸、硫酸、シュウ酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸等の酸性浴中で行われるが、硫酸中での陽極酸化処理が最も好ましい結果を与える。硫酸中での陽極酸化処理の場合、硫酸濃度は１００〜２００ｇ／Ｌ、アルミニウムイオン濃度は１〜１０ｇ／Ｌ、液温は２０℃前後、印加電圧は約２０Ｖで行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。又、陽極酸化被膜の平均膜厚は、通常２０μｍ以下、特に１０μｍ以下が好ましい。

以下に本発明に好ましく用いられる具体的な感光体の構成について記載する。

導電性支持体
本発明に係わる導電性支持体は前記で記載した特性を有する導電性支持体を用いる。

又、本発明に係わる導電性支持体は、その表面粗さを十点平均粗さＲｚで、０．５〜２．５μｍに作製することが好ましい。このような表面粗さに加工した導電性基体の上に、前記断面曲線のスキューネスを本発明内に構成し、その上で、後述のＮ型半導電性粒子を含有した中間層を設置することにより、絶縁破壊や黒ポチを発生させないで、レーザ等の干渉光を用いても、モアレの発生を効率よく防止することができる。

表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）の定義と測定法
上記のＲｚはＪＩＳＢ０６０１−１９８２に記載の（十点平均粗さ）を意味する。即ち、基準長さの標準値の距離間で上位から５つの山頂の平均高さと、下位から５つの谷底の平均低さとの差である。

測定条件
測定機：表面粗さ計（東京精密社製Ｓｕｒｆｃｏｍ１４００Ｄ）
測定長さＬ：基準長さの標準値
触針先端形状：先端角度６０°円錐
触針先端半径：０．５μｍ
測定速度：０．３ｍｍ／ｓｅｃ
測定倍率：１０００００倍
測定位置：上、中、下の３カ所、（円筒状支持体の場合は、軸心の中心と軸心と端部の中間点の３カ所）
上記３カ所のＲｚの平均値を、Ｒｚの値とする。

本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた前記した中間層を設ける。

本発明の中間層においては、乾燥膜厚を０．２〜１５μｍになるように塗布、乾燥することが必要である。乾燥膜厚は好ましくは０．３〜１０μｍ、更に好ましくは０．５〜８μｍである。

本発明に用いられるＮ型半導電性粒子とは、導電性キャリアを電子とする性質をもつ微粒子を示す。すなわち、導電性キャリアを電子とする性質とは、該Ｎ型半導電性粒子を絶縁性バインダーに含有させることにより、基体からのホール注入を効率的にブロックし、また、感光層からの電子に対してはブロッキング性を示さない性質を有するものをいう。

前記Ｎ型半導電性粒子は、具体的には酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）等の微粒子が挙げられるが、本発明では、特に酸化チタンが好ましく用いられる。

本発明に用いられるＮ型半導電性粒子の平均粒径は、数平均一次粒径で１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲が良く、好ましくは１５〜１５０ｎｍが好ましい。数平均一次粒径が前記範囲のＮ型半導電性粒子を用いた中間層塗布液は分散安定性が良好で、且つこのような塗布液から形成された中間層は黒ポチ発生防止機能の他、環境特性が良好で、且つ耐クラッキング性を有する。

前記Ｎ型半導電性粒子の数平均一次粒径は、例えば酸化チタンの場合、透過型電子顕微鏡観察によって１００００倍に拡大し、ランダムに１００個の粒子を一次粒子として観察し、画像解析によってフェレ方向平均径としての測定値である。

本発明に用いられるＮ型半導電性粒子の形状は、樹枝状、針状および粒状等の形状があり、このような形状のＮ型半導電性粒子は、例えば酸化チタン粒子では、結晶型としては、アナターゼ型、ルチル型及びアモルファス型等があるが、いずれの結晶型のものを用いてもよく、また２種以上の結晶型を混合して用いてもよい。その中でもルチル型のものが最も良い。

本発明のＮ型半導電性粒子に行われる表面処理の１つは、複数回の表面処理を行い、かつ該複数回の表面処理の中で、最後の表面処理が反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を行うものである。また、該複数回の表面処理の中で、少なくとも１回の表面処理がアルミナ、シリカ、及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種類以上の表面処理を行い、最後に反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を行うことが好ましい。

尚、アルミナ処理、シリカ処理、ジルコニア処理とはＮ型半導電性粒子表面にアルミナ、シリカ、或いはジルコニアを析出させる処理を云い、これらの表面に析出したアルミナ、シリカ、ジルコニアにはアルミナ、シリカ、ジルコニアの水和物も含まれる。又、反応性有機ケイ素化合物の表面処理とは、処理液に反応性有機ケイ素化合物を用いることを意味する。

この様に、酸化チタン粒子の様なＮ型半導電性粒子の表面処理を少なくとも２回以上行うことにより、Ｎ型半導電性粒子表面が均一に表面被覆（処理）され、該表面処理されたＮ型半導電性粒子を中間層に用いると、中間層内における酸化チタン粒子等のＮ型半導電性粒子の分散性が良好で、かつ黒ポチ等の画像欠陥を発生させない良好な感光体を得ることができるのである。

また、該複数回の表面処理をアルミナ、シリカを用いて表面処理を行い、次いで反応性有機ケイ素化合物による表面処理を行うものが特に好ましい。

なお、前述のアルミナ、シリカの処理は同時に行っても良いが、特にアルミナ処理を最初に行い、次いでシリカ処理を行うことが好ましい。また、アルミナとシリカの処理をそれぞれ行う場合のアルミナ及びシリカの処理量は、アルミナよりもシリカの多いものが好ましい。

前記酸化チタン等のＮ型半導電性粒子のアルミナ、シリカ、及びジルコニア等の金属酸化物による表面処理は湿式法で行うことができる。例えば、シリカ、又はアルミナの表面処理を行ったＮ型半導電性粒子は以下の様に作製することができる。

Ｎ型半導電性粒子として酸化チタン粒子を用いる場合、酸化チタン粒子（数平均一次粒子径：５０ｎｍ）を５０〜３５０ｇ／Ｌの濃度で水中に分散させて水性スラリーとし、これに水溶性のケイ酸塩又は水溶性のアルミニウム化合物を添加する。その後、アルカリ又は酸を添加して中和し、酸化チタン粒子の表面にシリカ、又はアルミナを析出させる。続いて濾過、洗浄、乾燥を行い目的の表面処理酸化チタンを得る。前記水溶性のケイ酸塩としてケイ酸ナトリウムを使用した場合には、硫酸、硝酸、塩酸等の酸で中和することができる。一方、水溶性のアルミニウム化合物として硫酸アルミニウムを用いたときは水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリで中和することができる。

なお、上記表面処理に用いられる金属酸化物の量は、前記表面処理時の仕込量にて酸化チタン粒子等のＮ型半導電性粒子１００質量部に対して、０．１〜５０質量部、更に好ましくは１〜１０質量部の金属酸化物が用いられる。尚、前述のアルミナとシリカを用いた場合も例えば酸化チタン粒子の場合、酸化チタン粒子１００質量部に対して各々１〜１０質量部用いることが好ましく、アルミナよりもシリカの量が多いことが好ましい。

上記の金属酸化物による表面処理の次に行われる反応性有機ケイ素化合物による表面処理は以下の様な湿式法で行うことが好ましい。

即ち、有機溶剤や水に対して前記反応性有機ケイ素化合物を溶解または懸濁させた液に前記金属酸化物で処理された酸化チタンを添加し、この液を数分から１時間程度撹拌する。そして場合によっては該液に加熱処理を施した後に、濾過等の工程を経た後乾燥し、表面を有機ケイ素化合物で被覆した酸化チタン粒子を得る。なお、有機溶剤や水に対して酸化チタンを分散させた懸濁液に前記反応性有機ケイ素化合物を添加しても構わない。

尚、本発明において酸化チタン粒子表面が反応性有機ケイ素化合物により被覆されていることは、光電子分光法（ＥＳＣＡ）、オージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ）、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や拡散反射ＦＩ−ＩＲ等の表面分析手法を複合することによって確認されるものである。

前記表面処理に用いられる反応性有機ケイ素化合物の量は、前記表面処理時の仕込量にて前記金属酸化物で処理された酸化チタン１００質量部に対し、反応性有機ケイ素化合物を０．１〜５０質量部、更に好ましくは１〜１０質量部が好ましい。

本発明で用いられる反応性有機ケイ素化合物としては下記一般式（２）で表される化合物が挙げられるが、酸化チタン表面の水酸基等の反応性基と縮合反応をする化合物であれば、下記化合物に限定されない。

一般式（２）
（Ｒ）_ｎ−Ｓｉ−（Ｘ）_４−ｎ
（式中、Ｓｉはケイ素原子、Ｒは該ケイ素原子に炭素が直接結合した形の有機基を表し、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜３の整数を表す。）
一般式（２）で表される有機ケイ素化合物において、Ｒで示されるケイ素に炭素が直接結合した形の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル等のアルキル基、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニル等のアリール基、γ−グリシドキシプロピル、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル等の含エポキシ基、γ−アクリロキシプロピル、γ−メタアクリロキシプロピルの含（メタ）アクリロイル基、γ−ヒドロキシプロピル、２，３−ジヒドロキシプロピルオキシプロピル等の含水酸基、ビニル、プロペニル等の含ビニル基、γ−メルカプトプロピル等の含メルカプト基、γ−アミノプロピル、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピル等の含アミノ基、γ−クロロプロピル、１，１，１−トリフロオロプロピル、ノナフルオロヘキシル、パーフルオロオクチルエチル等の含ハロゲン基、その他ニトロ、シアノ置換アルキル基を挙げられる。また、Ｘの加水分解性基としてはメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、ハロゲン基、アシルオキシ基が挙げられる。

また、一般式（２）で表される有機ケイ素化合物は、単独でも良いし、２種以上組み合わせて使用しても良い。

また、一般式（２）で表される有機ケイ素化合物の具体的化合物で、ｎが２以上の場合、複数のＲは同一でも異なっていても良い。同様に、ｎが２以下の場合、複数のＸは同一でも異なっていても良い。又、一般式（２）で表される有機ケイ素化合物を２種以上を用いるとき、Ｒ及びＸはそれぞれの化合物間で同一でも良く、異なっていても良い。

また、一般式（２）で表される有機ケイ素化合物は、好ましくは下記一般式（１）で示される有機ケイ素化合物が用いられる。

一般式（１）
Ｒ−Ｓｉ−Ｘ_３
式中、Ｒはアルキル基、アリール基、Ｘはメトキシ基、エトキシ基、ハロゲン基を表す。

一般式（１）で表される有機ケイ素化合物においては、更に好ましくはＲが炭素数４から８までのアルキル基である有機ケイ素化合物が好ましく、具体的な好ましい化合物例としては、トリメトキシｎ−ブチルシラン、トリメトキシｉ−ブチルシラン、トリメトキシヘキシルシラン、トリメトキシオクチルシランが挙げられる。

又、最後の表面処理に用いる好ましい反応性有機ケイ素化合物としてはポリシロキサン化合物が挙げられる。該ポリシロキサン化合物の分子量は１０００〜２００００のものが一般に入手しやすく、又、黒ポチ発生防止機能も良好である。

特にメチルハイドロジェンポリシロキサンを最後の表面処理に用いると良好な効果が得られる。

本発明の酸化チタンの表面処理の他の１つはフッ素原子を有する有機ケイ素化合物により表面処理を施された酸化チタン粒子である。該フッ素原子を有する有機ケイ素化合物による表面処理、前記した湿式法で行うのが好ましい。

即ち、有機溶剤や水に対して前記フッ素原子を有する有機ケイ素化合物を溶解または懸濁させ、この中に未処理の酸化チタンを添加し、このような溶液を数分から１時間程度撹拌して混合し、場合によっては加熱処理を施した後に、濾過などの工程を経て乾燥し、酸化チタン表面をフッ素原子を有する有機ケイ素化合物で被覆する。なお、有機溶剤や水に対して酸化チタンを分散した懸濁液に前記フッ素原子を有する有機ケイ素化合物を添加しても構わない。

尚、前記酸化チタン表面がフッ素原子を有する有機ケイ素化合物によって被覆されていることは、光電子分光法（ＥＳＣＡ）、オージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ）、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や拡散反射ＦＩ−ＩＲ等の表面分析装置を用いて複合的に確認することができる。

本発明に用いられるフッ素原子を有する有機ケイ素化合物としては、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシルトリクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル−３，３，３−トリフルオロプロピルジクロロシラン、ジメトキシメチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシラン、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシルメチルジクロロシラン等が挙げられる。

次に、前記表面処理が施された酸化チタン粒子等のＮ型半導電性粒子（以下、表面処理Ｎ型半導電性粒子ともいう。また、特に、表面処理が施された酸化チタン粒子を表面処理酸化チタンとも云う）を用いた中間層の構成について説明する。

本発明の中間層は、前記複数回の表面処理を行って得られた表面処理酸化チタン等の表面処理Ｎ型半導電性粒子をバインダー樹脂とともに溶媒中に分散させた液を導電性支持体上に塗布することにより作製される。

本発明の中間層は導電性支持体と感光層の間に設けられ、該導電性支持体と感光層のとの接着性改良、及び該支持体からの電荷注入を防止するバリア機能を有する。該中間層のバインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂やメラミン樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂等の熱硬化性樹脂やこれらの樹脂の繰り返し単位のうちの２つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これらバインダー樹脂の中でポリアミド樹脂が特に好ましく、特には共重合、メトキシメチロール化等のアルコール可溶性ポリアミドが好ましい。

前記バインダー樹脂中に分散される本発明の表面処理Ｎ型半導電性粒子の量は、例えば表面処理酸化チタンの場合では、該バインダー樹脂１００質量部に対し、１０〜１０，０００質量部、好ましくは５０〜１，０００質量部である。該表面処理酸化チタンをこの範囲で用いることにより、該酸化チタンの分散性を良好に保つことができ、黒ポチの発生しない、良好な中間層を形成することができる。

又、本発明の中間層は実質的に絶縁層である。ここで絶縁層とは、体積抵抗が１×１０^８〜１０^１５Ω・ｃｍである。又、本発明の中間層の体積抵抗は好ましくは１×１０^９〜１０^１４Ω・ｃｍ、更に好ましくは、２×１０^９〜１×１０^１３Ω・ｃｍが良い。体積抵抗は下記のようにして測定できる。

測定条件；ＪＩＳ：Ｃ２３１８−１９７５に準ずる。

測定器：三菱油化社製ＨｉｒｅｓｔａＩＰ
測定条件：測定プローブＨＲＳ
印加電圧：５００Ｖ
測定環境：２０±２℃、６５±５ＲＨ％
本発明の中間層の表面粗さはＲｍａｘで０．２０〜３．００μｍが好ましい。更に、０．２０〜２．００μｍが好ましい。

本発明の中間層を形成するために作製する中間層塗布液は前記表面処理酸化チタン等の表面処理Ｎ型半導電性粒子、バインダー樹脂、分散溶媒等から構成されるが、分散溶媒としては他の感光層の作製に用いられる溶媒と同様なものが適宜用いられる。

即ち、本発明の中間層、感光層、その他樹脂層の形成に用いられる溶媒又は分散媒としては、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロロプロパン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が挙げられる。

中間層塗布液溶媒としては、これらに限定されるものではないが、メタノール、エタノール、ブタノール、１−プロパノール、イソプロパノール等が好ましく用いられる。また、これらの溶媒は単独或いは２種以上の混合溶媒として用いることもできる。

また、中間層塗布溶媒としては、中間層塗布時の乾燥ムラの発生を防止するために高い樹脂溶解性を有するメタノールと直鎖アルコールとの混合溶媒を用いることが好ましく、好ましい溶媒の比率は、体積比でメタノール１に対して直鎖アルコールを０．０５〜０．６の比率で混合したものがよい。この様に塗布溶媒を混合溶媒とすることで溶媒の蒸発速度が適切に保たれ、塗布時の乾燥ムラに伴う画像欠陥の発生を抑えることができる。

中間層塗布液の作製に用いられる表面処理酸化チタンの分散手段としてはサンドミル、ボールミル、超音波分散等いずれの分散手段を用いても良い。

前記中間層を含め、本発明の電子写真感光体を製造するための塗布加工方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、円形量規制型塗布等の塗布加工法が用いられるが、感光層の上層側の塗布加工は下層の膜を極力溶解させないため、又、均一塗布加工を達成するためスプレー塗布又は円形量規制型（円形スライドホッパ型がその代表例）塗布等の塗布加工方法を用いるのが好ましい。なお前記スプレー塗布については例えば特開平３−９０２５０号及び特開平３−２６９２３８号公報に詳細に記載され、前記円形量規制型塗布については例えば特開昭５８−１８９０６１号公報に詳細に記載されている。

感光層
本発明の感光体の感光層構成は前記中間層上に電荷発生機能と電荷輸送機能を１つの層に持たせた単層構造の感光層構成でも良いが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）に分離した構成をとるのがよい。機能を分離した構成を取ることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御でき、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御しやすい。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層（ＣＧＬ）、その上に電荷輸送層（ＣＴＬ）の構成を取ることが好ましい。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆となる。本発明の最も好ましい感光層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体構成である。

以下に機能分離負帯電感光体の感光層構成について説明する。

電荷発生層
電荷発生層には電荷発生物質（ＣＧＭ）を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。

電荷発生物質（ＣＧＭ）としては公知の電荷発生物質（ＣＧＭ）を用いることができる。例えばフタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料などを用いることができる。これらの中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできるＣＧＭは複数の分子間で安定な凝集構造をとりうる立体、電位構造を有するものであり、具体的には特定の結晶構造を有するフタロシアニン顔料、ペリレン顔料のＣＧＭが挙げられる。例えばＣｕ−Ｋα線に対するブラッグ角２θが２７．２°に最大ピークを有するチタニルフタロシアニン、同２θが１２．４に最大ピークを有するベンズイミダゾールペリレン等のＣＧＭは繰り返し使用に伴う劣化がほとんどなく、残留電位増加小さくすることができる。

電荷発生層にＣＧＭの分散媒としてバインダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂１００質量部に対し２０〜６００質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は０．０１μｍ〜２μｍが好ましい。

電荷輸送層
電荷輸送層には電荷輸送物質（ＣＴＭ）及びＣＴＭを分散し製膜するバインダー樹脂を含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。

電荷輸送物質（ＣＴＭ）としては公知の電荷輸送物質（ＣＴＭ）を用いることができる。例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物などを用いることができる。これら電荷輸送物質は通常、適当なバインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。これらの中で繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできるＣＴＭは高移動度で、且つ組み合わされるＣＧＭとのイオン化ポテンシャル差が０．５（ｅＶ）以下の特性を有するものであり、好ましくは０．２５（ｅＶ）以下である。

ＣＧＭ、ＣＴＭのイオン化ポテンシャルは表面分析装置ＡＣ−１（理研計器社製）で測定される。

電荷輸送層（ＣＴＬ）に用いられる樹脂としては、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位のうちの２つ以上を含む共重合体樹脂。又これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。

これらＣＴＬのバインダーとして最も好ましいものはポリカーボネート樹脂である。ポリカーボネート樹脂はＣＴＭの分散性、電子写真特性を良好にすることにおいて、最も好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質との割合は、バインダー樹脂１００質量部に対し１０〜２００質量部が好ましい。又、電荷輸送層の膜厚は１０〜４０μｍが好ましい。

表面層
感光体の表面層として、前記した本発明のシロキサン系樹脂層を設けることにより、本発明の最も好ましい層構成を有する感光体を得ることができる。

上記では本発明の最も好ましい感光体の層構成を例示したが、本発明では上記以外の感光体層構成でも良い。

次に、本発明の有機感光体を用いた画像形成装置及び画像形成方法について説明する。

図１は、本発明に係る接触帯電方式を用いた画像形成装置１の断面概略図である。画像形成装置１は内部に、感光体カートリッジ２、現像カートリッジ３、外部からの画像信号に基づいて変調されたレーザビームを偏向させながら射出する露光装置４、記録紙を供給する給紙装置５、転写ローラ６、定着器７および排紙トレイ８が配設されている。

感光体カートリッジ２は、内部に円筒体の外周面に有機光導電材料の薄膜層を形成して成る感光体２１、帯電ブラシ２２等を備えている。現像カートリッジ３は、内部に図示せぬ現像スリーブ、攪拌ローラ、およびトナーとキャリアが収容されたトナータンクを備えており、現像スリーブには図示せぬ現像電源から現像バイアスが印加される。両カートリッジには、画像形成装置１への着脱の際に機械的接触による不具合が発生するのを防止するために、画像形成装置１への挿入時には閉状態とされ、画像形成装置１からの取り出し時には開状態とされる図示せぬ保護カバーが設けられている。

画像形成プロセスは周知であるため、以下に、簡略に示すに留める。まず、感光体２１表面は帯電ブラシ２２により所定の電圧で均一に帯電される。露光装置４は、変調されたレーザビーム（図中に破線矢印で示す）を発生し、このレーザビームを図示せぬポリゴンミラーにより偏向して、感光体２１上を偏向走査し、前記帯電面に画像情報に応じた静電潜像を順次に形成していく。

本発明の画像形成装置においては、感光体上に静電潜像を形成するに際し、半導体レーザ又は発光ダイオードを像露光光源として用い、ドット潜像を形成することが好ましい。これらの像露光光源を用いて、像露光のスポット径（露光ビームのスポット径のこと）を８０ｎｍ以下に、好ましくは６０ｎｍ以下、１５ｎｍ以上に絞り込み、有機感光体上にデジタル露光を行うことにより、４００ｄｐｉ（ｄｐｉ：２．５４ｃｍ当たりのドット数）以上から２４００ｄｐｉの高解像度の電子写真画像をうることができる。

前記露光ビームのスポット径とは該露光ビームの強度がピーク強度の１／ｅ^２以上の光強度に対応する面積を真円面積に換算し、該真円面積の直径とする。

又、トナータンク内のトナーは、攪拌ローラで攪拌された後、現像スリーブ上に供給され、感光体２１との対向部で、前記静電潜像に対応したトナー像を形成する。同時に、感光体２１表面の露光を受けていない部分（非画像部）に存在する残留トナーは、現像スリーブに印加される現像バイアス電圧と感光体２１の表面電位との電位差を利用して、現像カートリッジに回収される。一方、トナー像は、感光体２１と対向して配設されている転写ローラ６によって、記録紙上に静電転写される。なお、記録紙は給紙装置５から図中実線矢印で示される搬送路に沿って運ばれてくる。次いで、この記録紙は定着器７に搬送され、ここで未定着トナー像が記録紙上に熱定着される。最後に、所望の画像を形成した記録紙は、排紙トレイ８より排出される。以上一連のプロセスを繰り返すことで、原稿の複製が多量かつ高速にできるわけである。

帯電ブラシは、感光体の回転によって感光体との接触部に送られてきた残留トナーを機械的に撹拌し、判読不可能な状態となるまで感光体表面に拡散させる。また、帯電ブラシは、感光体の帯電極性と反対の極性（逆極性）の残留トナーを静電的に吸着して回収し、感光体の帯電極性と同極性（正規の極性）に帯電させて感光体表面に吐出する。

画像形成装置１は感光体上の残留トナーの回収は、最終的に現像スリーブで行われ、トナー像の転写後の有機感光体を有機感光体表面に接触するクリーニング手段に付することなく帯電手段に循環し、繰り返し電子写真画像を形成するクリーナーレス方式（クリーナーレスプロセス）を用いている。しかしながら、必要により、クリーニング手段を用いても良い。

図２は、画像形成装置１に着脱自在な感光体カートリッジ２の断面概略図である。感光体カートリッジ２は、その保護カバー付きケーシング２８内に、像担持体としての感光体２１、この感光体２１の周りに当接配置された帯電ブラシ２２、帯電ブラシ２２に所定電圧を印加する電源接続部材２３、プレ帯電フィルム２４、帯電ならし部材（スポンジ状の帯電部材）２５、２６、電源接続部材２７を収容する。

感光体２１は図示せぬ駆動装置により図中矢印方向に回転する。帯電ブラシ２２は、毛状の繊維からなる導電糸をブラシ支持体に植設したものである。この帯電ブラシ２２は感光体２１の表面に接触した状態で、図示せぬ駆動装置により図中矢印方向、つまり感光体２１との接触部において、感光体２１回転方向に対して同方向に回転する。画像形成時には、帯電ブラシ２２に図示せぬ帯電電源より電圧が印加され、これによって感光体２１表面を均一に所定極性に帯電させる。一方、非画像形成時には、帯電電源より前記画像形成時と逆の極性の電圧が帯電ブラシ２２に印加される。なお、トナーの帯電極性は、画像形成時の帯電電圧の極性と同一である。よって非画像形成時に、帯電ブラシ２２内に蓄積されたトナーを静電的反発力により、感光体２１上に吐出させることができる。

現像プレ帯電フィルム２４及び帯電ならし部材２５、２６は、帯電ブラシ２２による帯電ムラを補う目的で配置されている。

又、本発明の画像形成装置では、該現像手段に用いられる現像剤には重合トナーを用いることが好ましい。形状や粒度分布が均一な重合トナーを本発明の有機感光体と併用することにより、より鮮鋭性が良好な電子写真画像を得ることができる。

ここで、重合トナーとは、トナー用バインダーの樹脂の生成とトナー形状がバインダー樹脂の原料モノマーの重合、及びその後の化学的処理により形成されて得られるトナーを意味する。より具体的には懸濁重合、乳化重合等の重合反応と必要により、その後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られるトナーを意味する。

重合トナーは原料モノマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布、及び形状が均一なトナーが得られる。

重合トナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で製造することができる。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などがあげられる。ここで会合とは樹脂粒子および着色剤粒子が複数個融着することを示す。

即ち、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、攪拌機構が後述の攪拌翼である反応装置へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することでトナーを調製する。

また、本発明のトナーを製造する方法として樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させて調製する方法も挙げることができる。この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、特開平５−２６５２５２号公報や特開平６−３２９９４７号公報、特開平９−１５９０４号公報に示す方法を挙げることができる。すなわち、樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子、あるいは樹脂および着色剤等より構成される微粒子を複数以上会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、攪拌しながら粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、トナーを形成することができる。なお、ここにおいて凝集剤と同時に水に対して無限溶解する有機溶媒を加えてもよい。

なお、本発明で好ましく用いられる形状係数等の均一なトナーを作製するための材料や製造方法、重合トナーの反応装置等については特開２０００−２１４６２９号に詳細に記載されている。

上記図１及び図２の帯電ブラシの代わりに帯電ローラを用いてもよい。図３は帯電ローラの構成を示した断面図である。

図３に示すように前記帯電ローラ２２Ｒは芯金２２ａと、その外周に設けられた導電性弾性部材であるクロルプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴム層又はそれらのスポンジ層２２ｂから成り、好ましくは最外層に０．０１〜１μｍ厚の離型性弗素系樹脂又はシリコーン樹脂層から成る保護層２２ｃを設けて構成される。

帯電ローラは前記感光体２１に１０〜１００ｇ／ｃｍの圧接力で当接させることが好ましい。又、帯電ローラの回転は感光体ドラム２１の周速の１〜８倍が好ましい。

尚、上記画像形成装置は、接触帯電方式のモノクロのレーザプリンタを示したが、帯電手段としては非接触方式のレーザプリンタでも同様の効果が得られる。又、カラーのレーザプリンタやコピーにも同様に適用可能である。又、露光光源もレーザ以外の光源、例えばＬＥＤ光源を用いてもよい。

又、上記図１及び図２の帯電ブラシの代わりに磁気ブラシ帯電器を用いてもよい。図４は、磁気ブラシ帯電器の断面の一例を示す図である。

図４において、１２０は磁気ブラシ帯電器、２１は感光体ドラム、Ｔ帯電部、１２０ａは帯電スリーブ、１２１は磁石体１２１、１２３はスクレーパ、１２４は攪拌スクリューである。

図４によれば、帯電装置としての磁気ブラシ帯電器１２０は回転する感光体ドラム２１と対向し、感光体ドラム２１との近接部（帯電部Ｔ）において同方向（反時計方向）に回転される帯電用磁気粒子搬送体としての、例えばアルミ材やステンレス材を用いた円筒状の帯電スリーブ１２０ａと、該帯電スリーブ１２０ａの内部に設けられるＮ、Ｓ極よりなる磁石体１２１と、該磁石体１２１により帯電スリーブ１２０ａの外周面上に形成され感光体ドラム２１を帯電する磁気粒子からなる磁気ブラシと、磁石体１２１のＮ−Ｎ磁極部において該帯電スリーブ１２０ａ上の磁気ブラシを掻取るスクレーパ１２３と、磁気ブラシ帯電器１２０内の磁気粒子を撹拌或いは磁気粒子供給時に使用済み磁気粒子を磁気ブラシ帯電器１２０の排出口１２５より溢れさせて排出する撹拌スクリュー１２４と、磁気ブラシの穂立ち規制板１２６とにより構成される。帯電スリーブ１２０ａは磁石体１２１に対し回動可能になっていて、感光体ドラム２１との対向位置で感光体ドラム２１の移動方向と同方向（反時計方向）に０．１〜１．０倍の周速度で回転させられるのが好ましい。また帯電スリーブ１２０ａは、帯電バイアス電圧を印加し得る導電性の搬送担体が用いられるが、特に、表面に粒子層が形成される導電性の帯電スリーブ１２０ａの内部に複数の磁極を有する磁石体１２１が設けられている構造のものが好ましく用いられる。このような搬送担体においては、磁石体１２１との相対的な回転によって、導電性の帯電スリーブ１２０ａの表面に形成される磁気粒子層が波状に起伏して移動するようになるから、新しい磁気粒子が次々と供給され、帯電スリーブ１２０ａ表面の磁気粒子層に多少の層厚の不均一があっても、その影響は上記波状の起伏によって実際上問題とならないように十分カバーされる。帯電スリーブ１２０ａの表面は磁気粒子の安定な均一搬送のために表面の平均粗さを５．０〜３０μｍとすることが好ましい、平滑であると搬送は十分に行えなく、粗すぎると表面の凸部から過電流が流れ、どちらにしても帯電ムラが生じ易い。上記の表面粗さとするにはサンドブラスト処理が好ましく用いられる。また、帯電スリーブ１２０ａの外径は５．０〜２０ｍｍが好ましい。これにより、帯電に必要な接触領域を確保する。接触領域が必要以上に大きいと帯電電流が過大となるし、小さいと帯電ムラが生じ易い。また上記のように小径とした場合、遠心力により磁気粒子が飛散あるいは感光体ドラム２１に付着し易いために、帯電スリーブ１２０ａの線速度は感光体ドラム２１の移動速度と殆ど同じか、それよりも遅いことが好ましい。

また、帯電スリーブ１２０ａ上に形成する磁気粒子層の厚さは、規制手段によって十分に掻き落されて均一な層となる厚さであることが好ましい。帯電領域において帯電スリーブ１２０ａの表面上の磁気粒子の存在量が多すぎると磁気粒子の振動が十分に行われず感光体の摩耗や帯電ムラを起こすとともに過電流が流れ易く、帯電スリーブ１２０ａの駆動トルクが大きくなるという欠点がある。反対に磁気粒子の帯電領域における帯電スリーブ１２０ａ上の存在量が少な過ぎると感光体ドラム２１への接触に不完全な部分を生じ磁気粒子の感光体ドラム２１上への付着や帯電ムラを起こすことになる。実験を重ねた結果、帯電領域における磁気粒子の好ましい付着量は１００〜４００ｍｇ／ｃｍ^２であり、特に好ましくは２００〜３００ｍｇ／ｃｍ^２であることが判明している。なお、この付着量は、磁気ブラシの帯電領域における平均値である。

本発明の画像形成方法及び画像形成装置は電子写真複写機、レーザプリンター、ＬＥＤプリンター及び液晶シャッター式プリンター等の電子写真装置一般に適応するが、更に、電子写真技術を応用したディスプレー、記録、軽印刷、製版及びファクシミリ等の装置にも幅広く適用することができる。

次に、本発明の代表的な実施態様を示し、本発明の構成と効果につき更に説明する。

尚、特に断りがない限り、文中の「部」は質量部を表し、「％」は質量％を表す。

感光体１の作製
・基体１
円筒状アルミニウム基体の切削加工において、複雑な凹凸パターン加工形状を形成するダイヤモンド焼結平バイトを用い、該バイトの取り付け角度と押し込み深さを調整した後、洗浄ＤＷビークリアＣＷ５５２４（第１工業製薬）を１０倍希釈した洗浄液を用い、噴射圧３．９２ＭＰａにて高圧噴射処理を行い、基体の断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）を−０．２４、十点表面粗さＲｚを１．３μｍとした。
・中間層１
上記基体上に、下記中間層塗布液を浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚５．０μｍの中間層１を形成した。下記中間層分散液を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過（フィルター；日本ポール社製リジメッシュフィルター公称濾過精度：５ミクロン、圧力；５０ｋＰａ）し、中間層塗布液を作製した。
（中間層分散液の作製）
バインダー樹脂：（例示ポリアミドＮ−１）１部
アナターゼ形酸化チタンＡ１（一次粒径３０ｎｍ；表面処理は、フッ化エチルトリメトキシシラン処理）３．０部
イソプロピルアルコール１０部
上記成分を混合し、サンドミル分散機を用い、１０時間、バッチ式にて分散して、中間層分散液を作製した。
・電荷発生層
下記成分を混合し、サンドミル分散機を用いて分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚０．８μｍの電荷発生層を形成した。

Ｙ形オキシチタニルフタロシアニン（Ｃｕ−Ｋα特性Ｘ線によるＸ線回折のスペクトルで、最大ピーク角度が２θで２７．３）２０部
ポリビニルブチラール（＃６０００−Ｃ、電気化学工業社製）１０部
酢酸ｔ−ブチル７００部
４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン３００部
・電荷輸送層
下記成分を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚２４μｍの電荷輸送層を形成し、感光体１を作製した。

電荷輸送物質（４−メトキシ−４′−（４−メチル−α−フェニルスチリル）トリフェニルアミン）７５部
ポリカーボネート樹脂「ユーピロン−Ｚ３００」（三菱ガス化学社製）１００部
酸化防止剤（下記化合物Ａ）２部
テトラヒドロフラン／トルエン（体積比７／３）７５０部
感光体２〜５の作製
アルミニウム基体の切削条件（バイトの角度や押し込み深さ）ならびにドライアイスあるいはサンドの噴射圧を適宜変えて表１のようにＲｓｋ及びＲｚを変更し、中間層の酸化チタン、膜厚等も表１のように変更した以外は感光体１と同様にして感光体２〜９を作製した。
感光体２
感光体１の基体の高圧噴射処理に代えて、ドライアイスブラストである、スーパーブラストＤＳＣ−１（不二製作所）にて、ドライアイス粒子０．３ｍｍを用い、噴射圧力０．４ＭＰａにて行い、中間層の膜厚を６μｍにした以外は感光体１と同様に行った。
感光体３
感光体２において、ドライアイス粒子１ｍｍを用い、噴射圧力０．６ＭＰａで行い、中間層の膜厚を６μｍに変更した以外は感光体２と同様に行った。
感光体４
感光体１の基体の高圧噴射処理に代えて、精密サンドブラストである、ＭＩＣＲＯＢＬＡＳＴＥＲＭＢ１（新東ブレーター）にて、砥粒としてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）＃５０００（平均粒径２μｍ）を用い、吹付圧力３ｋｇ／ｃｍ^２で行い、中間層の膜厚を５μｍに変更した以外は感光体１と同様に行った。
感光体５
感光体４において、砥粒としてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）＃３０００（平均粒径５μｍ）を用い、吹付圧力５．５ｋｇ／ｃｍ^２で行い、中間層の膜厚を８μｍにした以外は感光体４と同様に行った。
感光体６
感光体１において、切削加工条件（単純な凹凸パターンを生じる、ダイヤモンド焼結Ｒバイトを用い、バイトの角度や押し込み深さも変えて）を変えて、断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）、十点平均粗さＲｚを表１のように変え、中間層の酸化チタンの一次平均粒径を２５ｎｍのルチル形酸化チタンＡ２（表面処理はＡ１と同じ）にし、膜厚も３μｍに変更した以外は同様にして感光体６作製した。
感光体７
感光体４において、切削加工条件（単純な凹凸パターンを生じるダイヤモンド焼結平バイトを用い、バイトの角度や押し込み深さも変えて）を変えて、断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）、十点平均粗さＲｚを表１のように変え、中間層の酸化チタンの一次平均粒径を３５ｎｍのルチル形酸化チタンＡ３（表面処理はＡ１と同じ）にし、膜厚も２μｍに変更した以外は同様にして感光体７作製した。
感光体８
感光体１において、中間層中のアナターゼ形酸化チタンＡ１をルチル形酸化チタンＡ４（一次平均粒径１５ｎｍ、メチルハイドロジェンシロキサン表面処理）にし、膜厚も３μｍに変更した以外は同様にして、感光体８を作製した。
感光体９
感光体４において、中間層中のアナターゼ形酸化チタンＡ１を酸化亜鉛（一次粒径１５５ｎｍ、メチルハイドロジェンシロキサン表面処理）に変更した以外は同様にして、感光体９を作製した。
感光体１０
感光体４において、中間層中のアナターゼ形酸化チタンＡ１をブルッカイト形酸化チタンＡ５（一次平均粒径７５ｎｍ、メチルハイドロジェンシロキサン表面処理）に変更した以外は同様にして、感光体１０を作製した。
感光体１１（比較例）
感光体１において、高圧洗浄の噴射圧力を行わない以外は同様にして感光体１１作製した。
感光体１２（比較例）
感光体４において、吹付圧力１ｋｇ／ｃｍ^２で行った以外は感光体４と同様にして、感光体１２を作製した。
評価１
以上のようにして得た感光体を基本的に、２に記載の構造を有するＥＰＳＯＮＬＰ−２４００（エプソン（株）販売：Ａ４紙１６枚／分のプリンター：帯電ブラシによる接触帯電、及びクリーナーレスプロセスを採用している）に各々装着し、低温低湿（ＬＬ：１０℃２０％ＲＨ）で耐久試験を行った（但し、絶縁破壊については高温高湿（ＨＨ：３０℃８０％ＲＨ）条件でも評価した）。詳しくは、画素率が７％の文字画像、ハーフトーン画像、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ１／４等分にある画像サンプルを計２万枚印刷し、スタート時及び５０００枚毎に評価した。評価項目と評価基準を以下に示す。評価結果を表２に示す。

露光条件
露光部電位目標：−５０Ｖ未満にする露光量に設定。
露光ビーム：ドット密度６００ｄｐｉ（ｄｐｉとは２．５４ｃｍ当たりのドット数）の像露光を行った。レーザは７８０ｎｍの半導体レーザを使用。
現像条件：非磁性一成分現像剤（重量平均粒径６．３μｍ、０．３μｍの疎水性酸化チタンと１５ｎｍの疎水性シリカの外添剤を含有する非磁性一成分現像剤）を用いた反転現像。
＜画像濃度＞
マクベス社製ＲＤ−９１８を使用して測定。紙の反射濃度を「０」とした相対反射濃度で測定した。多数枚のコピーで残留電位が増加すると、画像濃度が低下する。

◎：黒ベタ画像が１．２より高い（良好）
○：黒ベタ画像が１．０以上、１．２以下（実用上問題なし）
×：黒ベタ画像が１．０未満（実用上問題あり）
＜カブリ＞
カブリ濃度はべた白画像をマクベス社製ＲＤ−９１８を使用し反射濃度で測定した。該反射濃度は相対濃度（印刷していないＡ４紙の濃度を０．０００とする）で評価した。

◎：濃度が０．０１０未満（良好）
○：濃度が０．０１０以上、０．０２０以下（実用上問題ないレベル）
×：濃度が０．０２０より高い（実用上問題となるレベル）
＜黒ポチ＞
周期性が感光体の周期と一致し、目視できる黒ポチ、黒筋状の画像欠陥が、Ａ４サイズ当たり何個あるかで判定した。

◎：０．４ｍｍ以上の画像欠陥の頻度：全ての印刷画像が５個／Ａ４以下（良好）
○：０．４ｍｍ以上の画像欠陥の頻度：６個／Ａ４以上、１０個／Ａ４以下が１枚以上発生（実用上問題なし）
×：０．４ｍｍ以上の画像欠陥の頻度：１１個／Ａ４以上が１枚以上発生（実用上問題有り）
＜絶縁破壊＞
低温低湿（ＬＬ：１０℃２０％ＲＨ）、高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）で評価
○：ＬＬ又はＨＨで電荷リークによる感光体の絶縁破壊が発生なし。

×：ＬＬ又はＨＨで電荷リークによる感光体の絶縁破壊が発生した。
＜干渉縞＞
ハーフトーン画像を出画して、干渉縞の発生レベルを確認した。

◎：干渉縞発生なく問題なし
○：干渉縞部分的に発生が見られるが実用上問題ないレベル
×：干渉縞全面に発生し実用上問題となるレベル

表１中、Ａ１はアナターゼ形酸化チタン、Ａ２、Ａ３、Ａ４はルチル形酸化チタン、Ａ５はブルッカイト形酸化チタン、Ｚは酸化亜鉛を表す。

表１より、導電性支持体の断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が、本願発明の範囲内にある感光体１〜４及び６〜１０は、各評価項目で良好な結果を得ているのに対し、比較例の導電性支持体の断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が、本願発明の範囲外である感光体５、１１、１２は、いずれかの評価項目で、実用性が十分でない評価を示していることが見いだされる。
評価２
評価１の評価機の帯電ブラシを帯電ローラに変更して、感光体１〜１２の評価を行った。各感光体の評価結果は評価１とほぼ同等の結果が得られた。

本発明に係る接触帯電方式を用いた画像形成装置の断面概略図である。画像形成装置に着脱自在な感光体カートリッジの断面概略図である。帯電ローラの構成を示した断面図である。磁気ブラシ帯電器の断面の一例を示す図である。断面曲線が単純で、規則的な凹凸加工形状の１例を示す図である。断面曲線が複雑で、規則的な凹凸加工形状の１例を示す図である。断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が正の場合、及び負の場合の概念図を示す図である。

符号の説明

１画像形成装置
２感光体カートリッジ
３現像カートリッジ
４露光装置
５給紙装置
６転写ローラ
７定着器
８排紙トレイ
２１感光体
２２帯電ブラシ
２３、２７電源接続部材
２４プレ帯電フィルム
２５、２６帯電ならし部材

Claims

導電性支持体上に、少なくとも中間層、感光層を設けた有機感光体において、該導電性支持体の断面曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が、−８＜Ｒｓｋ＜０となることを特徴とする有機感光体。
前記断面曲線が規則的な凹凸加工形状を有することを特徴とする請求項１に記載の有機感光体。
前記断面曲線が切削加工形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機感光体。
前記中間層が、Ｎ型半導電性粒子を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機感光体。
前記Ｎ型半導電性粒子が、酸化チタン微粒子又は酸化亜鉛微粒子であることを特徴とする請求項４に記載の有機感光体。
有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有を有する画像形成方法において、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成方法。
請求項６に記載の画像形成方法を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
有機感光体、有機感光体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された有機感光体上に露光して静電潜像を形成する露光手段、有機感光体上の潜像をトナーにて現像してトナー像を形成する現像手段、有機感光体上のトナー像を転写媒体に転写する転写手段を有し、画像形成部を形成しており、画像形成装置本体から脱着可能な画像形成ユニットにおいて、前記帯電手段が接触帯電方式であり、有機感光体が請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機感光体であることを特徴とする画像形成ユニット。