JP3780909B2 - 電子写真感光体及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体及び画像形成装置に関するものであり、詳しくは、電子写真方式による画像形成に用いられる電子写真感光体及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は、回転ドラム型などの電子写真用感光体の帯電、露光、現像といった作像プロセスによりトナー像を形成し、そのトナー像を被転写媒体に転写後定着して複写物を得るもので、例えば普通紙複写機（ＰＰＣ）、レーザープリンター、発光ダイオード（ＬＥＤ）プリンター、液晶プリンターなどが挙げられる。
【０００３】
従来、これらの画像形成装置に用いられる電子写真用感光体としてはセレニウム、ヒ素−セレニウム、硫化カドミウム、酸化亜鉛、ａ−Ｓｉなどの無機系電子写真用感光体が用いられてきたが、製造性及び廃棄性の点で優れ且つ安価な有機系電子写真用感光体の研究開発も活発化している。中でも、電荷発生層と電荷輸送層との積層により感光層が形成される機能分離型積層電子写真用感光体は、感度、帯電性及びその繰り返し安定性といった電子写真特性の点で無機系電子写真感光体よりも優れているため、電子写真感光体の高性能化を実現し、高速の複写機やプリンターにも使用されるようになっている。
【０００４】
ところで、近年のコンピューターの普及に伴いデスクトップパブリッシングのニーズも高まっており、画像形成プロセスの更なる高速化や、画像形成装置自体の小型化及びそれに伴う電子写真用感光体の小径化が強く求められている。このような高速化・小型化を達成しつつ安定した画像を得るためには、露光された電子写真感光体の表面電荷が打ち消されるまでに要する時間（以下、「レスポンスタイム」という）が十分に短いことが必要である。このレスポンスタイムが十分に短くないと、電子写真感光体の表面電荷が残存したまま現像工程へと供されるので、画像のかすれや細線の細りなどを生じてしまい、特に厳しい色再現性が要求されるカラー画像形成装置において画像品質が不十分となる場合がある。
【０００５】
そこで、上記の要望に応えるべく、レスポンスタイムが短く且つ安定した画像形成が可能な電子写真感光体の開発が進められている。例えば積層型電子写真感光体の場合、そのレスポンスタイムは電荷輸送層中の電荷移動度（μ）に依存するため、電荷輸送層を構成する材料の種類や組成の最適化により電荷移動度を向上させる試みがなされている。例えば、電荷輸送材料としてのトリアリールアミン、テトラアリールベンジジン、スチルベンなどの使用、あるいはこれらの電荷輸送材料を分散させる結着樹脂としてのポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンビニレン誘導体などの使用によって電荷移動度が高められることが知られている。
【０００６】
また、装置の高速化と小型化とを同時に実現するためには、単位時間当たりの電子写真感光体の繰り返し使用数を増加させる必要があり、従って電子写真感光体にはより高い耐刷性が求められる。ところが上記した結着樹脂は既に実用化されているポリカーボネートやポリエステルに比べて電荷移動度の点では優れるものの、機械的強度に劣るという欠点を有している。また、電荷移動度を十分に高めるためにはこのような結着樹脂に上記の電荷輸送材料を比較的高濃度で分散する必要があるが、かかる電荷輸送材料の分散により結着樹脂が本来的に有する機械的強度が更に低下してしまう。そのため、これらの材料を用いる場合には、例えば特開２０００−２１４６０２号公報に記載されているように、感光体表面に保護層を設ける場合が多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電子写真感光体では、レスポンスタイムを十分に短縮しつつ安定した画像形成を得ることは必ずしも容易ではない。また、特開２０００−２１４６０２公報に開示された感光体のように保護層を設けた場合であっても比較的短期間で画質欠陥が生じる場合がある。特に、近年の画像形成装置では、オゾンの発生防止及び装置の小型化の観点から、従来使用されてきたコロトロンなどの非接触帯電型帯電器に代わって接触帯電方式の帯電器が適用されることが多いが、このような画像形成装置では画像欠陥の発生がより顕著となり、装置の高速化・小型化と長寿命化とを同時に達成することは非常に困難である。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、レスポンスタイムが十分に短く且つ機械的・電気的な耐性に優れた電子写真感光体、並びに高速化、小型化及び長寿命化の全てを達成可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、保護層などにより感光体表面の強度を向上させた場合であっても、画像形成装置内で発生した導電性の異物（カーボンファイバーやキャリア粉など）が感光体に接触又は貫入することによって、感光体基体と接触帯電器との導電路が形成されて局所的なピンホールリークとなり、画質欠陥の原因となることを見出した。そして、かかる知見に基づいてさらに研究を重ねた結果、基体と感光層との間に特定の中間層、感光層の表面（基体から遠い側の面）に特定の保護層をそれぞれ設けた場合に、感光体の機械的・電気的な耐性が向上するだけでなく、レスポンスタイムをも十分に短縮できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の電子写真感光体は、導電性基体及び該基体上に配置された感光層を備える電子写真感光体であって、基体と感光層との間に配置され、結着樹脂及び該結着樹脂中に分散された金属酸化物微粒子を含有する膜厚２０〜４０μｍの中間層と、感光層の基体から遠い側の面上に配置され、電荷輸送材料及び３次元架橋構造を有するケイ素樹脂を含有する保護層とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の電子写真感光体では、基体と感光層との間に上記特定の中間層、感光層の基体から遠い側の面上に上記特定の保護層をそれぞれ設けることによって、導電性異物の接触又は貫入によるピンホールリークの発生と感光層表面における摩耗・傷の発生との双方が防止される。また、当該中間層は十分に低い電荷蓄積性と十分に高い電荷遮蔽性（ブロッキング性）とを兼備しているため、感光層全体の電荷移動度が高められると共に電気特性が安定化する。従って本発明により、レスポンスタイムが十分に短く且つ機械的・電気的な耐性に優れた電子写真感光体が実現される。
【００１２】
本発明の電子写真感光体においては、金属酸化物微粒子が、酸化スズ、酸化チタン及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。これらの金属酸化物微粒子を用いると、中間層のリーク耐性を高めると共に電荷蓄積性を低めることができる。
【００１３】
また、本発明の電子写真感光体においては、中間層が、イソシアネート系化合物を含有する樹脂前駆体を用いて得られる結着樹脂を含有することが好ましい。中間層がかかる結着樹脂を含有すると、金属酸化物微粒子の分散均一性を高めることができ、その結果、リーク耐性がより高められると共に電荷蓄積性がより低められる傾向にある。
【００１４】
また、本発明電子写真感光体においては、中間層が、平均一次粒径１〜５μｍのシリコーン微粒子をさらに含有することが好ましい。中間層がかかるシリコーン微粒子を含有すると、画像形成装置の露光手段としてレーザーＲＯＳを用いた場合に、干渉縞の発生を防止することができ、画像形成をより安定的に行うことができる。
【００１５】
また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の電子写真感光体と、電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、トナーにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、本発明の電子写真感光体を用いることによって、帯電、露光後の電子写真感光体の表面電荷が十分に短時間で打ち消されるので、露光から現像までの時間を例えば１００ｍｓｅｃ程度まで短縮することができる。また、本発明の電子写真感光体が機械的・電気的な耐性に優れている点については前述の通りであり、かかる感光体を用いることによって長期にわたって安定した画像品質を得ることができる。従って本発明により、高速化、小型化及び長寿命化の全てを達成可能な画像形成装置が実現される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、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、同一要素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。
【００１８】
図１は本発明の電子写真感光体にかかる第１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においては、アルミニウム製基体１１上に、中間層１２、電荷発生層１３、電荷輸送層１４、保護層１５がこの順序で形成されて感光層１６が構成されている。
【００１９】
アルミニウム製基体１１は感光層１６を支持する導電性基体であり、その形状についての詳細は図示していないが円筒状（ドラム状）のものである。基体１１としては、アルミニウム素管をそのまま用いてもよいが、必要に応じて、画質に影響のない範囲で各種の表面処理を行うことができる。かかる表面処理としては、具体的には、鏡面切削、エッチング、陽極酸化、粗切削、センタレンス研削、サンドブラスト、ウェットホーニングなどが挙げられる。
【００２０】
なお、基体１１の材料としては、アルミニウム以外に、銅、鉄、ステンレス、亜鉛、ニッケルなどの金属類；アルミニウム、銅、金、銀、白金、パラジウム、チタン、ニッケル−クロム、ステンレス鋼、インジウムなどの金属をシート、紙、プラスチック又はガラス上に蒸着したもの；酸化インジウム、酸化スズ、ＩＴＯなどの導電性金属化合物をシート、紙、プラスチック又はガラス上に蒸着したもの；金属箔をシート、紙、プラスチック又はガラス上にラミネートしたもの；カーボンブラック、酸化インジウム、酸化スズ、酸化アンチモン粉、金属粉、ヨウ化銅などを所定の結着樹脂に分散、塗布することによって導電処理したもの、などを用いてもよい。さらに基体１１の形状は円筒状に限定されず、シート状、プレート状などであってもよい。
【００２１】
中間層１２は、結着樹脂及び該結着樹脂中に分散された金属酸化物微粒子を含んで構成されるもので、その膜厚は２０〜４０μｍ（好ましくは２０〜３０μｍ）の範囲内に設定されている。なお、当該膜厚が２０μｍ未満であると、画像形成プロセスにおいて導電性異物の貫入によるピンホールリークの発生を十分に防止することができない。また、当該膜厚が４０μｍを超えると、中間層を平滑に成膜することが困難となる。
【００２２】
また、中間層１２の膜抵抗は１０⁴〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内であることが好ましい。中間層１２の膜抵抗が１０⁴Ω・ｃｍ未満の場合にはリーク耐性が不十分となる傾向にあり、他方、１０¹⁰Ω・ｃｍを超えると残留電位の上昇を引き起こす傾向にある。
【００２３】
また、中間層１２のビッカース強度は３５以上であることが好ましい。ビッカース強度が３５未満であると、画像形成プロセスにおいて導線性異物が貫入しやすくなり、ピンホールリークの発生が十分に防止されなくなる傾向にある。
【００２４】
中間層１２の膜抵抗及びビッカース強度は、結着樹脂及び金属酸化物微粒子の種類や配合割合の選定により所望の値に調整することができる。
【００２５】
下引き層１２に用いられる結着樹脂としては、具体的には、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、メラミン樹脂などの高分子樹脂化合物などが挙げられる。また、中間層１２にイソシアネート系化合物を含む樹脂前駆体を用いて得られる樹脂を配合すると、金属酸化物微粒子の分散均一性を高めることができ、その結果、リーク耐性がより高められると共に電荷蓄積性がより低められる傾向にある。
【００２６】
また、金属酸化物微粒子としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムなどが挙げられるが、これらの中でも粉体抵抗が１０⁴〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲内のものが好ましく、酸化スズ、酸化チタン又は酸化亜鉛のうちの少なくとも１種を用いることがより好ましい。これにより、中間層１２に優れたリーク耐性を付与することができる。
【００２７】
中間層１２は、金属酸化物微粒子を結着樹脂又は樹脂前駆体に分散させて中間層形成用塗布液を調製し、かかる塗布液を基体１１の外周面に塗布して成膜することによって形成することができる。ここで、中間層形成用塗布液を調製する際には、予め結着樹脂又は樹脂前駆体に予備混合又は予備分散することが好ましく、このとき必要に応じて溶剤を添加してもよい。なお、使用する溶剤は結着樹脂又は樹脂前駆体を溶解可能であれば特に制限されない。
【００２８】
また、当該塗布液の塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法などが挙げられる。
【００２９】
また、中間層形成用塗布液には、電気特性、環境安定性、画質などの特性の向上を目的として種々の添加剤を配合することができる。かかる添加剤としては、クロラニルキノン、ブロモアニルキノン、アントラキノンなどのキノン系化合物；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−フルオレノンなど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、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−オキサジアゾールなど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などのジフェノキノン化合物、などの電子輸送性物質が挙げられる。また、多環縮合系化合物、アゾ系化合物などの電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤などの公知の材料を用いてもよい。
【００３０】
シランカップリング剤の例としては、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、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、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−クロルプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００３１】
ジルコニウムキレート化合物の例としては、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシドなどが挙げられる。
【００３２】
チタニウムキレート化合物の例としては、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ（２−エチルヘキシル）チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレートなどが挙げられる。
【００３３】
アルミニウムキレート化合物の例としては、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）などが挙げられる。
【００３４】
これらの添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上の混合物又は重縮合物として用いてもよい。
【００３５】
また、中間層形成用塗布液にチタン酸バリウム、アモルファスシリカ、シリコーン樹脂などの微粒子をさらに配合して中間層１２を形成してもよい。これらの中でも平均一次粒径が１〜５μｍのシリコーン樹脂微粒子を配合することは、露光手段としてレーザーＲＯＳを用いる場合に干渉縞の発生をより確実に防止できる点で好ましい。
【００３６】
電荷発生層１３は電荷発生材料を含むもので、中間層１２上に電荷発生材料を真空蒸着するか、あるいは電荷発生材料を所定の結着樹脂に分散させることにより形成することができる。かかる電荷発生材料としては、具体的には、縮環芳香族系顔料、アゾ系顔料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、キノリン系顔料、レーキ系顔料、アゾレーキ系顔料、アントラキノン系顔料、オキサジン系顔料、ジオキサジン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、アズレニウム系染料、スクウェアリウム系染料、ピリリウム系染料、トリアリルメタン系染料、キサンテン系染料、チアジン系染料、シアニン系染料などの種々の有機顔料及び染料；アモルファスシリコン、アモルファスセレン、テルル、セレン−テルル合金、硫化カドミウム、硫化アンチモン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機材料などが挙げられる。これらの中でも、感度、電気的安定性、露光光に対する光化学的安定性の点から、縮環芳香族系顔料、ペリレン系顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料が好ましい。これら電荷発生材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
また、電荷発生材料を分散させるための結着樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂（例えば、ブチラールの一部がホルマールやアセトアセタール等で変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂等）、ポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、変性エーテル型ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルアントラセン樹脂、ポリビニルピレンなどが挙げられるが、中でも、ポリビニルアセタール系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、フェノキシ樹脂及び変性エーテル型ポリエステル樹脂が好ましい。これらの結着樹脂を用いると、電荷発生材料として顔料を用いる場合に当該顔料を十分に均一に分散させ、且つ顔料が凝集せず長期にわたり塗布液を安定にすることができ、また、その塗布液により形成される被膜が均一となるため、電気特性を向上させて画像欠陥を低減することができる。これらの結着樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３８】
電荷発生層形成用塗布液は、電荷発生材料及び結着樹脂を所定の溶剤に混合し分散させることによって調製することができる。かかる溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、クロロベンゼン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム等が挙げられ、これらは１種を単独で又は２種以上を混合して使用可能であるが、電荷発生材料及び結着樹脂の種類に応じて最適なものを選択して用いることが好ましい。また、電荷発生材料と前記結着樹脂との配合比は、体積比（電荷発生材料：結着樹脂）で、１０：１〜１：３が好ましく、８：１〜１：２よりが好ましく、５：１〜１：１がさらに好ましい。
【００３９】
電荷発生層形成用塗布液を中間層１２上に塗布する方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の塗布法が挙げられる。また、このようにして得られる電荷発生層１３の膜厚は、好ましくは０．０１〜５μｍであり、より好ましくは０．１〜２．０μｍである。膜厚が０．０１μｍ未満の電荷発生層を均一に形成することは非常に困難であり、また、膜厚が５μｍを越えると電子写真特性が著しく低下する傾向にある。
【００４０】
電荷輸送層１４は電荷輸送材料を含んで構成されるものである。かかる電荷輸送材料としては、具体的には、トリアリールアミン構造（トリフェニルアミン構造、ベンジジン構造等）を有する化合物、ピレン系化合物、カルバゾール系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサゾール系化合物、オキサジアゾール系化合物、ピラゾリン系化合物、アリールアミン系化合物、アリールメタン系化合物、ベンジジン系化合物、チアゾール系化合物、スチルベン系化合物、ブタジエン系化合物などの電荷輸送性低分子化合物；ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ハロゲン化ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアンスラセン、ポリビニルアクリジン、ピレン−ホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール−ホルムアルデヒド樹脂、トリフェニルメタンポリマー、電荷輸送性を有するポリカーボネート、電荷輸送性を有するポリエステル、電荷輸送性を有するポリシラン等の電荷輸送性高分子化合物、などが挙げられ、これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、レスポンスタイムを決定する電荷輸送性の点、すなわち電荷移動度が高い点から、トリアリールアミン構造を含む低分子化合物（例えば、アリールアミン系の電荷輸送性低分子化合物等）及びそれらを高分子化したポリカーボネート、ポリエステル又はポリシランが好ましく、トリアリールアミン構造を有する化合物の少なくとも１種を用いて形成されることがより好ましい。さらに、当該トリアリールアミン構造を有する化合物としては、電荷輸送性及び機械的強度の点でトリアリールアミン構造を繰り返し単位として有する高分子化合物が特に好ましい。
【００４１】
電荷輸送層１４の電荷移動度（μ）は電荷輸送性材料の種類及び配合量を適宜選択することにより制御できるが、当該電荷移動度は、電界強度３０Ｖ／μｍにおいて５×１０^-6ｃｍ² ／Ｖ・ｓｅｃ以上であることが好ましく、７×１０^-6ｃｍ² ／Ｖ・ｓｅｃ以上であることがより好ましく、１×１０^-5ｃｍ² ／Ｖ・ｓｅｃ以上がさらに好ましい。電荷輸送層１４の電荷移動度が５×１０^-6ｃｍ² ／Ｖ・ｓｅｃ未満であると、レスポンスタイムが十分に短縮されない傾向にある。
【００４２】
電荷輸送層１４は、電荷輸送性材料並びに必要に応じて結着樹脂を所定の溶剤に溶解又は分散させた塗布液を、電荷発生層１３上に塗布し成膜することによって形成することができる。かかる結着樹脂としては、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、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、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルフォルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド、カルボキシ−メチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーラテックス、ポリウレタン等が挙げられ、これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、電荷移動度が高い点から、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンビニレン誘導体、電荷輸送性ポリカーボネート、電荷輸送性ポリエステルが好ましい。なお、電荷輸送材料として電荷輸送層に十分な機械的強度を付与できる高分子化合物を用いる場合には、結着樹脂を使用せずに電荷輸送層を形成してもよい。
【００４３】
また、電荷輸送層形成用塗布液の溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、クロロベンゼン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよいが、電荷輸送材料及び結着樹脂の種類に応じて最適なものを選択して用いることが好適である。また、電荷輸送層形成用塗布液の塗布方法としては、ブレードコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法等の通常の塗布方法が挙げられる。
【００４４】
このようにして得られる電荷輸送層１４の膜厚は、好ましくは１０〜４０μｍであり、より好ましくは１０〜３０μｍであり、さらに好ましくは１０〜２０μｍである。電荷輸送層１４の膜厚が４０μｍを超えるとレスポンスタイムが長くなって画像形成プロセスの高速化が困難となる傾向にある。他方、電荷輸送層１４の膜厚の減少に伴いレスポンスタイムが短くなるが、１０μｍ未満の場合には電気特性及び機械的強度が不十分となる傾向にある。
【００４５】
保護層１５は、電荷輸送性を有する有機基と、該有機基中の同一若しくは異なる炭素原子に結合したケイ素原子と、該ケイ素原子に結合した酸素原子と、からなる骨格を有する架橋体を含んで構成されている。かかる架橋体は、下記一般式（１）：
【００４６】
【化１】

［式（１）中、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³及びＡｒ⁴は同一でも異なっていてもよく、それぞれ置換または無置換のアリール基を表し、Ａｒ⁵は置換または無置換の２価のアリール基又はアリーレン基を表し、Ｄは２価の基を表し、Ｑは加水分解性基を表し、ａは１〜３の整数を表し、ｋは０又は１を表し、ｍ¹、ｍ²、ｍ³、ｍ⁴及びｍ⁵は同一でも異なっていてもよく、それぞれ０又は１を表し、ｍ¹〜ｍ⁵のうちの少なくとも１つは１であり、ｋが１のときｍ⁵は０である。］
で表される化合物を含む重合性単量体を用いて得ることができる。
【００４７】
一般式（１）中、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³およびＡｒ⁴で表される置換または無置換のアリール基としては、下記式（２）〜（８）：
【００４８】
【化２】

【００４９】
【化３】

【００５０】
【化４】

【００５１】
【化５】

【００５２】
【化６】

【００５３】
【化７】

【００５４】
【化８】

（式中、Ｒ¹は水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、フェニル基、炭素数７〜１０のアルキルフェニル基、炭素数７〜１０のアルコキシフェニル基または炭素数７〜１０のアラルキル基を表し、Ｒ²およびＲ³はそれぞれ水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、フェニル基、炭素数７〜１０のアルコキシフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基またはハロゲン基を表し、Ａｒ⁶は置換または無置換の２価の芳香族炭化水素基を表し、Ｚは２価の官能基を表し、ｓは１〜３の整数を表し、・は一般式（１）中の−Ｄ−ＳｉＲ_3-aＱ_aで表される基が結合する場合の結合位置を表す）
で表される構造のうちのいずれかを有するものが好ましい。さらに、上記式（８）中のＡｒ⁶で表される置換または無置換の２価の芳香族炭化水素基としては、下記一般式（９）または（１０）：
【００５５】
【化９】

【００５６】
【化１０】

（式中、Ｒ⁴およびＲ⁵はそれぞれ水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、フェニル基、炭素数７〜１０のアルコキシフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基またはハロゲン基を表し、ｔは１〜３の整数を表す）
で表される構造を有するものが好ましく；
上記式（８）中のＺで表される２価の基としては、下記式（１１）〜（１８）：
【００５７】
【化１１】

【００５８】
【化１２】

【００５９】
【化１３】

【００６０】
【化１４】

【００６１】
【化１５】

【００６２】
【化１６】

【００６３】
【化１７】

【００６４】
【化１８】

（式中、Ｒ⁶およびＲ⁷はそれぞれ水素原子、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、フェニル基、炭素数７〜１０のアルコキシフェニル基、炭素数７〜１０のアラルキル基またはハロゲン基を表し、Ｚ’は２価の基を表し、ｑおよびｒはそれぞれ１〜１０の整数を表し、ｔは１〜３の整数を表す）
で表される構造のうちのいずれかを有するものが好ましい。さらにまた、上記式（１７）、（１８）中のＺ’で表される２価の基としては、下記式（１９）〜（２７）：
【００６５】
【化１９】

【００６６】
【化２０】

【００６７】
【化２１】

【００６８】
【化２２】

【００６９】
【化２３】

【００７０】
【化２４】

【００７１】
【化２５】

【００７２】
【化２６】

【００７３】
【化２７】

（式中、ｐは０〜３の整数を表す）
で表される構造のうちのいずれかを有するものが好ましい。
【００７４】
また、一般式（１）中、Ａｒ⁵は、ｋが０のときはＡｒ¹〜Ａｒ⁴の説明で例示されたアリール基であり、ｋが１のときはかかるアリール基から所定の水素原子を除いたアリーレン基である。
【００７５】
また、一般式 （１）中、Dで表される２価の基としては、好ましくは、−Ｃ_nＨ_2n−、−Ｃ_nＨ_2n-2−、−Ｃ_nＨ_2n-4−（ｎは１〜１５の整数であり、好ましくは２〜１０の整数である）、−ＣＨ₂−Ｃ₆Ｈ₄−又は−Ｃ₆Ｈ₄−Ｃ₆Ｈ₄−で表される２価の炭化水素基、オキシカルボニル基（−ＣＯＯ−）、チオ基（−Ｓ−）、オキシ基（−Ｏ−）、イソシアノ基（−Ｎ＝ＣＨ−）、或いはこれら２種以上の組み合わせによる２価の基である。なお、これらの２価の基は側鎖にアルキル基、フェニル基、アルコキシ基、アミノ基などの置換基を有していてもよい。Ｄが上記の好ましい２価の基であると、多官能型光機能性フッ素含有有機シリケート骨格に適度な可とう性が付与されて層の強度が向上する傾向にある。
【００７６】
一般式（１）中のＲは、前述の通り、水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜５のアルキル基）又は置換若しくは無置換のアリール基（好ましくは炭素数６〜１５の置換若しくは無置換のアリール基）を表す。
【００７７】
また、上記式（１）中、Ｑで表される加水分解性基とは、上記式（１）で表される化合物の硬化反応において、加水分解によりシロキサン結合（Ｏ−Ｓｉ−Ｏ）を形成し得る官能基のことをいう。本発明にかかる加水分解性基の好ましい例としては、具体的には、水酸基、アルコキシ基、メチルエチルケトオキシム基、ジエチルアミノ基、アセトキシ基、プロペノキシ基、クロロ基が挙げられるが、これらの中でも、−ＯＲ”（Ｒ”は炭素数１〜１５のアルキル基またはトリメチルシリル基）で表される基がより好ましい。
【００７８】
上記式（１）中のＡｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³、Ａｒ⁴、Ａｒ⁵、Ｄ−ＳｉＲ_3-aＱ_aで表される基および整数ｋの好ましい組み合わせを表１〜３に示す。なお、表中、ＸはＡｒ¹〜Ａｒ⁵と結合したＤ−ＳｉＲ_3-aＱ_aを表し、Ｍｅはメチル基を表し、Ｅｔはエチル基を表し、Ｐｒはプロピル基を表す。
【００７９】
【表１】

【００８０】
【表２】

【００８１】
【表３】

保護層１５に含まれる架橋体は、上記一般式（１）で表される化合物のみを用いて得られるものであってもよいが、一般式（１）で表される化合物と結合可能な基を有する他の重合性単量体をさらに用いてもよい。
【００８２】
ここで、一般式（１）で表される化合物と結合可能な基とは、一般式（１）で表される化合物を加水分解した際に生じるシラノール基と結合可能な基を意味し、具体的には、−ＳｉR_3-aＱ_aで表される基、エポキシ基、イソシアネート基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ハロゲンなどを意味する。これらのうち、−ＳｉR_3-aＱ_aで表される基、エポキシ基、イソシアネート基を有する化合物がより強い機械強度を有するため好ましく、−ＳｉR_3-aＱ_aで表される基を有する化合物が特に好ましい。さらに、これらの基を分子内に２つ以上有する化合物を用いると、硬化膜の架橋構造が３次元的になり、より強い機械強度を得ることができる。このような重合性単量体の好ましい例を表４に示す。
【００８３】
【表４】

また、上記の重合性単量体に加えて、シランカップリング剤やハードコート剤を用いてもよい。シランカップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン等；ハードコート剤としては、ＫＰ−８５、Ｘ−４０−９７４０、Ｘ−４０−２２３９（以上、信越シリコーン社製）、およびＡＹ４２−４４０、ＡＹ４２−４４１、ＡＹ４９−２０８（以上、東レダウコーニング社製）などの市販のハードコート剤、などを用いることができる。また、撥水性などの付与のために、（トリデカフルオロ −１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）トリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、３−（ヘプタフルオロイソプロポキシ）プロピルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロアルキルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリエトシキシラン、などのフッ素含有化合物のうちの１種又は２種以上を用いることもできる。
【００８４】
本発明にかかる架橋体は、上記の重合性単量体を加水分解することにより得ることができる。かかる加水分解における水の添加量は特に制限されないが、重合性単量体が有する全ての加水分解性基を加水分解するために必要な理論量の０．３〜５倍量であることが好ましく、０．５〜３倍量であることがより好ましい。水の添加量が理論量の０．３倍未満であると、未反応化合物の量が増大し、後述する電子写真感光体の製造工程において、架橋体を含む塗工液を用いて成膜する際に相分離を生じたり得られる膜の強度が不十分となる傾向にある。他方、水の添加量が理論量の５倍を超えると、原料化合物が析出したり反応生成物（架橋体）の保存安定性が低下する傾向にある。
【００８５】
さらに、上記の重合性単量体の加水分解は、溶媒を用いずに行ってもよく、また、所定の溶媒（好ましくは沸点が１００℃以下の溶媒）を用いて行ってもよい。本発明において、加水分解の際に好ましく用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサンなどのエーテル類、などが挙げられる。これらの溶媒の使用量は、式（１）で表される化合物１重量部に対して好ましくは０．５〜３０重量部であることが好ましく、１〜２０重量部であることがより好ましい。溶媒の使用量が前記下限値未満であると式（１）で表される化合物が析出しやすくなる傾向にあり、他方、前記上限値を超えると薄膜のものしか得られなくなる傾向にある。
【００８６】
また、上記の加水分解においては、原料化合物、反応生成物、溶媒及び水のいずれにも不溶である固体触媒を用いることが好ましい。このような固体触媒としては、アンバーライト１５Ｅ、アンバーライト２００Ｃ、アンバーリスト１５（以上、ローム・アンド・ハース社製）；ダウエックスＭＷＣ−１−Ｈ、ダウエックス８８、ダウエックスＨＣＲ−Ｗ２（以上、ダウ・ケミカル社製）；レバチットＳＰＣ−１０８、レバチットＳＰＣ−１１８（以上、バイエル社製）；ダイヤイオンＲＣＰ−１５０Ｈ（三菱化成社製）；スミカイオンＫＣ−４７０、デュオライトＣ２６−Ｃ、デュオライトＣ−４３３、デュオライト−４６４（以上、住友化学工業社製）；ナフィオン−Ｈ（デュポン社製）などの陽イオン交換樹脂；
アンバーライトＩＲＡ−４００、アンバーライトＩＲＡ−４５（以上、ローム・アンド・ハース社製）などの陰イオン交換樹脂；
Ｚｒ（Ｏ₃ ＰＣＨ₂ ＣＨ₂ ＳＯ₃ Ｈ）₂ ，Ｔｈ（Ｏ₃ ＰＣＨ₂ ＣＨ₂ ＣＯＯＨ）₂ などのプロトン酸基を含有する基が表面に結合されている無機固体；
スルホン酸基を有するポリオルガノシロキサンなどのプロトン酸基を含有するポリオルガノシロキサン；
コバルトタングステン酸、リンモリブデン酸などのヘテロポリ酸；
ニオブ酸、タンタル酸、モリブデン酸などのイソポリ酸；
シリカゲル、アルミナ、クロミア、ジルコニア、ＣａＯ、ＭｇＯなどの単元系金属酸化物；
シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、ゼオライト類などの複合系金属酸化物；
酸性白土、活性白土、モンモリロナイト、カオリナイトなどの粘土鉱物；
ＬｉＳＯ₄ ，ＭｇＳＯ₄ などの金属硫酸塩；
リン酸ジルコニア、リン酸ランタンなどの金属リン酸塩；
ＬｉＮＯ₃ ，Ｍｎ（ＮＯ₃ ）₂ などの金属硝酸塩；
シリカゲル上にアミノプロピルトリエトキシシランを反応させて得られた固体などのアミノ基を含有する基が表面に結合されている無機固体；
アミノ変性シリコーン樹脂などのアミノ基を含有するポリオルガノシロキサン、などが挙げられる。これらの固体触媒の使用量は、加水分解性基を有する原料化合物１００重量部に対して０．１〜２０重量部であることが好ましい。また、これらの固体触媒を用いて加水分解を行う際の反応温度及び反応時間は原料化合物や固体触媒の種類によって適宜選択されるが、反応温度は好ましくは０〜１００℃、より好ましくは１０〜７０℃、さらに好ましくは１５〜５０℃であり、反応時間は好ましくは１０分〜１００時間である。なお、反応時間が１００時間を超えると反応生成物がゲル化しやすくなる傾向にある。
【００８７】
また、上記の固体触媒以外にも、塩酸、酢酸、リン酸、硫酸などのプロトン酸；アンモニア、トリエチルアミンなどの塩基；ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、オクタン酸第一錫などの有機錫化合物；テトラ-n-ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネートなどの有機チタン化合物；アルミニウムトリブトキシド、アルミニウムトリアセチルアセトナートなどの有機アルミニウム化合物；有機カルボン酸の鉄塩、マンガン塩、コバルト塩、亜鉛塩、ジルコニウム塩などの有機カルボン酸塩、などの硬化触媒を用いて加水分解を行うことができる。これらの硬化触媒の中でも、反応生成物の保存安定性の点で金属化合物が好ましく、金属のアセチルアセトナート又はアセチルアセテートが好ましい。これらの硬化触媒の使用量は、反応生成物の保存安定性や強度の点から、加水分解性基を有する原料化合物１００重量部に対して０．１〜２０重量部であることが好ましく、０．３〜１０重量部であることが好ましい。また、上記の硬化触媒を用いて加水分解を行う際の反応温度及び反応時間は用いる原料化合物や硬化触媒の種類に応じて適宜選択されるが、反応時間は好ましくは６０℃以上、より好ましくは８０〜１７０℃であり、反応時間は好ましくは１０分〜５時間である。なお、反応温度が前記下限値未満であると得られる架橋体の機械的強度が不十分となる傾向にある。
【００８８】
また、必要に応じて、得られた反応生成物について、ヘキサメチルジシラザンやトリメチルクロロシランなどを用いて疎水化処理を行うこともできる。
【００８９】
保護層１５には、帯電器で発生するオゾン等の酸化性ガスによる劣化を防止する目的で、酸化防止剤を添加することが好ましい。感光体表面の機械的強度を高め、感光体が長寿命になると、感光体が酸化性ガスに長い時間接触することになるため、従来より強い酸化耐性が要求される。酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系あるいはヒンダードアミン系が望ましく、有機イオウ系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系酸化防止剤、チオウレア系酸化防止剤、ベンズイミダゾール系酸化防止剤、などの公知の酸化防止剤を用いてもよい。酸化防止剤の添加量としては１５重量％以下が望ましく、１０重量％以下がさらに望ましい。
【００９０】
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナマイド、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ-ベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、２，４−ビス［（オクチルチオ）メチル］−ｏ−クレゾール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、−２，５−ジ−ｔ−アミルヒドロキノン、２−ｔ−ブチル−６−（３−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）などが挙げられる。
【００９１】
このように第１実施形態では、基体１１と電荷発生層１２との間に中間層１２、電荷輸送層１４上に保護層１５をそれぞれ設けることによって、導電性異物の接触又は貫入によるピンホールリークの発生と感光層１６表面における摩耗・傷の発生との双方が防止される。また、中間層１２は十分に低い電荷蓄積性と十分に高い電荷遮蔽性（ブロッキング性）とを兼備しているため、感光層１６全体の電荷移動度が高められると共に電気特性が安定化する。従って、レスポンスタイムが十分に短く且つ機械的・電気的な耐性に優れた電子写真感光体が実現される。
【００９２】
なお、本発明の電子写真感光体は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば図１に示した感光体では、基体１１上に中間層１２、電荷発生層１３、電荷輸送層１４、保護層１５が順次積層されて感光層１６が形成されているが、電荷発生層１４と電荷輸送層１５との積層の順序は逆であってもよい。
【００９３】
また、本発明の電子写真感光体における感光層は、中間層及び保護層がそれぞれ上記所定の位置に形成されたものであれば、図１に示したような機能分離型のものであってもよく、電荷発生材料と電荷輸送層との双方を含んで構成される単層型感光層であってもよい。
【００９４】
（画像形成装置）
図２は本発明の第２実施形態にかかる画像形成装置を示す概略構成図である。図２に示した装置においては、図１に示した構成を有する電子写真感光体１が支持手段９により支持されており、支持手段９を中心として矢印の方向に所定の回転速度で回転可能となっている。そして、電子写真感光体１の回転方向に沿って、帯電部材２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置７がこの順で配置されている。また、当該装置は像定着装置６を備えており、被転写媒体Ｐは転写装置５を経て像定着装置６へと搬送される。
【００９５】
帯電装置２としては帯電ローラーなどの接触帯電方式のものであってもよく、コロトロン帯電器などの非接触帯電方式のものであってもよいが、オゾン発生防止の観点から接触帯電方式のものが好ましい。なお、従来の画像形成装置では、接触帯電方式を適用した場合に接触帯電部材との摩擦や微小空間での放電により電子写真感光体が劣化する現象が起こりやすかったが、図２に示した装置では、機械的・電気的な強度が十分に高い電子写真感光体１を用いることによって、従来では達成が非常に困難であった装置の高速化・小型化と長寿命化とを同時に達成することができる。
【００９６】
また、露光装置３としては、電子写真感光体１表面に、半導体レーザー、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、液晶シャッターなどの光源を所望の像様に露光できる光学系装置などを用いることができる。これらの中でも、非干渉光を露光可能な露光装置を用いると、電子写真感光体１の支持体（基体）と感光層との間での干渉縞を防止することができる。
【００９７】
また、現像装置４としては、一成分現像剤、二成分現像剤のいずれを用いるものであってもよく、また、かかる現像剤は磁性、非磁性のいずれであってもよい。さらに、現像装置４は、白黒画像用、カラー画像用のいずれであってもよい。
【００９８】
また、転写装置５としては、ベルト、ローラー、フィルム、ゴムブレードなど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など、が挙げられる。
【００９９】
また、クリーニング装置７は、転写工程後の電子写真感光体１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１は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニング装置７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などを用いることができるが、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。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、シリコンゴムなどが挙げられる。
【０１００】
このように第２実施形態では、図１に示した電子写真感光体１を用いることによって、帯電、露光後の電子写真感光体の表面電荷が十分に短時間で打ち消されるので、露光から現像までの時間を例えば１００ｍｓｅｃ程度まで短縮することができ、その後の現像、転写により良好な画像品質を得ることができる。また、図１に示した電子写真感光体１が機械的・電気的な耐性に優れている点については前述の通りであり、高速化・小型化した場合、すなわち画像形成プロセス１回当たりの電子写真感光体１の繰り返し使用回数を増加させた場合であっても、長期にわたって安定した画像品質を得ることができる。
【０１０１】
なお、本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図２に示した画像形成装置は、電子写真感光体１と支持手段９とを備えるプロセスカートリッジを適用可能な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、メンテナンスをより簡便に行うことができる。また、かかるプロセスカートリッジは、電子写真感光体１及び支持手段９の他に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、並びにクリーニング装置からなる群より選ばれる少なくとも１種とを備えるものであってもよい。
【０１０２】
また、図２に示した装置は電子写真感光体１表面に形成されたトナー像を被転写媒体Ｐに直接転写するものであるが、本発明の画像形成装置は中間転写体をさらに備えるものであってもよい。これにより、電子写真感光体１表面のトナー像を中間転写体に転写した後、中間転写体から被転写媒体Ｐに転写することができる。かかる中間転写体としては、導電性支持体上にゴム、エラストマー、樹脂などを含む弾性層と少なくとも１層の被覆層とが積層された構造を有するものを使用することができる。
また、本発明の画像形成装置はイレース光照射装置など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るので、画像品質をより高めることができる。なお、従来の画像形成装置においては、このように除電装置を用いると電子写真感光体の劣化（特に支持体及びこれに隣接する層の劣化）が顕著に認められたが、本発明の画像形成装置では、電子写真感光体の機械的・電気的強度が十分に高いので、除電装置を用いた場合であっても、このような劣化を長期にわたって防止することができる。
【０１０３】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて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何ら限定されるものではない。
【０１０４】
［実施例１］
（電子写真感光体の作製）
酸化亜鉛（Ｎａｎｏ Ｔｅｋ ＺｎＯ、シーアイ化成社製、表面処理なし、平均一次粒径３０ｎｍ）３３重量部、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）６重量部及びメチルエチルケトン２５重量部を３０分間混合し、その後ブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）５重量部、シリコーン微粒子（シリコーンボール トスパール120、東芝シリコーン社製）３重量部及びレベリング剤（シリコーンオイルＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１重量部を添加して、サンドミルにて２時間分散して中間層形成用塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法によりドラム状アルミニウム基体（直径：３０ｍｍ、長手方向の長さ：３４０ｍｍ、肉厚：０．７ｍｍ）の外周面に塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行い膜厚２０μｍの中間層を形成した。
【０１０５】
次に、電荷発生物質としてヒドロキシガリウムフタロシアニン１５重量部、結着樹脂としての塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＶＭＣＨ、日本ユニカー社製）１０重量部及びｎ−ブチルアルコール３００重量部を混合し、サンドミルにて４時間の分散処理を行った。得られた分散液を電荷発生層用塗布液として中間層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【０１０６】
さらに、下記式（２８）で表される高分子化合物（粘度平均分子量：３９，０００）３重量部及び下記式（２９）で表される化合物２重量部を、テトラヒドロフラン１５重量部とクロロベンゼン５重量部との混合溶剤に溶解させて電荷輸送層用塗布液を調製した。この塗布液を上記の電荷発生層上に浸漬塗布法で塗布し、１３５℃で４０分熱風乾燥して膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【０１０７】
【化２８】

【０１０８】
【化２９】

さらに、下記式（３０）で表される化合物２重量部及び下記式（３１）で表される化合物２重量部を、イソプロピルアルコール５重量部、テトラヒドロフラン３重量部及び蒸留水０．３重量部の混合溶剤に溶解させ、これにイオン交換樹脂（アンバーリスト１５Ｅ）０．０５重量部を加えて室温で２４時間撹拌して加水分解処理を行った。加水分解処理後の反応液からイオン交換樹脂を濾過分離して得られた液体２重量部に、アルミニウムトリスアセチルアセトナート０．０４重量部を加えてコーティング液Ａとした。このコーティング液Ａを上記の電荷輸送層上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で１０分風乾した後、１４０℃で４０分間加熱処理して硬化し、膜厚３μｍの保護層を形成して目的の電子写真感光体を得た。
【０１０９】
【化３０】

【０１１０】
【化３１】

（画像形成装置の作製及び画質評価試験）
このようにして得られた電子写真感光体について、ユニバーサルスキャナーを用い、低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）条件下でレスポンスタイムを５０、７０、１００、１４０ｍｓｅｃに変化させたときのＶＬｃｙｃｌｅ２−１０を測定した。すなわち、−６５０Ｖに帯電した感光体を回転させながら、所定の位置に配置された露光装置から７８０ｎｍ、１．９ｍＪ／ｍ²の光を露光し、露光位置から所定位置まで回転した感光体の帯電電位（ＶＬ）を表面電位計プローブにより測定した。この操作を１０サイクルまで行い、１０サイクル目のＶＬから２サイクル目のＶＬを差し引いた値をＶＬｃｙｃｌｅ２−１０とした。また、高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）で同様の測定を行い、感光体の環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。なお、表５中、ＶＬｃｙｃｌｅ２−１０及び環境変動の欄の数値が小さいほど高速適性に優れるものである。
また、上記の電子写真感光体を用いて、図２に示す構成を有する画像形成装置を作製した。なお、本実施例においては、接触方式の帯電手段である帯電ロール、レーザー露光光学系、トナー現像器、転写ロール、機械的なクリーニング手段としてのクリーニングブレード、定着ロールをそれぞれ用いた。
この画像形成装置を用いて連続２万枚のプリント試験を行い、２万枚目の複写物について画質評価を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１１１】
［実施例２］
酸化チタン（ＴＡＦ−Ｊ５００、富士チタン工業社製、表面処理なし、平均一次粒径：５０ｎｍ）２５重量部と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）１０重量部とメチルエチルケトン：６０重量部とを３０分間混合し、その後ブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）９重量部、シリコーン微粒子（シリコーンボール トスパール１２０、東芝シリコーン社製）３重量部、並びにレベリング剤（シリコーンオイルＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１重量部を添加し、サンドミルにて２時間の分散を行い、中間層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて円筒状アルミニウム基体（直径：３０ｍｍ、長手方向の長さ：３４０ｍｍ、肉厚：０．７ｍｍ）の外周面に塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行い膜厚２２μｍの中間層を形成した。この中間層上に、実施例１と同様にして電荷発生層、電荷輸送層を順次形成した。
【０１１２】
次に、上記式（３０）で表される化合物の代わりに下記式（３２）で表される化合物を用いたこと以外は実施例１と同様にして保護層を形成し、目的の電子写真感光体を得た。
【０１１３】
【化３２】

得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１１４】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１１５】
［実施例３］
酸化スズ（Ｓ１、三菱マテリアル株式会社製、表面処理なし、平均一次粒径：２０ｎｍ）４０重量部と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）６重量部とメチルエチルケトン２５重量部とを３０分間混合し、その後ブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）５重量部、シリコーン微粒子（シリコーンボール トスパール１２０、東芝シリコーン社製）３重量部、並びにレベリング剤（シリコーンオイルＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１重量部を添加し、サンドミルにて２時間の分散を行い、中間層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて円筒状アルミニウム基体（直径：３０ｍｍ、長手方向の長さ：３４０ｍｍ、肉厚：０．７ｍｍ）の外周面に塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行って膜厚２５μｍの中間層を形成した。この中間層上に、実施例１と同様にして電荷発生層、電荷輸送層を順次形成した。
【０１１６】
次に、上記式（３０）で表される化合物の代わりに下記式(３３)で表される化合物を用いたこと以外は実施例１と同様にして保護層を形成し、目的の電子写真感光体を得た。
【０１１７】
【化３３】

得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１１８】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１１９】
［実施例４］
酸化亜鉛（Ｎａｎｏ Ｔｅｋ ＺｎＯ、シーアイ化成社製、表面処理なし、平均一次粒径：３０ｎｍ）３３重量部とメラミン樹脂（ユーバン２０ＳＥ−６０）６重量部とｎ−ブチルアルコール２５重量部とを３０分間混合し、その後ブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）６重量部、シリコーン微粒子（シリコーンボール トスパール１２０、東芝シリコーン社製）３重量部、並びにレベリング剤（シリコーンオイルＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１重量部を添加し、サンドミルにて２時間の分散を行い、中間層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬塗布法にて円筒状アルミニウム基体（直径：３０ｍｍ、長手方向の長さ：３４０ｍｍ、肉厚：０．７ｍｍ）の外周面に塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行って膜厚２０μｍの中間層を得た。この痛感層状に、実施例１と同様にして電荷発生層を形成した。
【０１２０】
次に、上記式（２８）で表される高分子化合物２重量部及び下記式（３４）で表される化合物２重量部を、テトラヒドロフラン１５重量部とクロロベンゼン５重量部との混合溶剤に溶解させて電荷輸送層形成用塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法により上記の電荷発生層上に塗布し、１３５℃で４０分熱風乾燥し、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。この電荷輸送層上に、実施例１と同様にして保護層を形成し、目的の電子写真感光体を得た。
【０１２１】
【化３４】

得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１２２】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１２３】
［実施例５］
酸化亜鉛（Ｎａｎｏ Ｔｅｋ ＺｎＯ、シーアイ化成社製、表面処理なし、平均一次粒径：３０ｎｍ）３３重量部とブチラール樹脂（ＢＭ−１、積水化学社製）９重量部とメタノール５重量部とメトキシプロパノール１２重量部とを３０分間混合し、その後フェノール樹脂（Ｊ３２５、大日本インキ社製）１２重量部、シリコーン微粒子（シリコーンボール トスパール１２０（東芝シリコーン社製）３重量部、並びにレベリング剤（シリコーンオイルＳＨ２９ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１重量部を添加し、サンドミルにて２時間の分散を行い、中間層形成用塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法にて円筒状アルミニウム基体（直径：３０ｍｍ、長手方向の長さ：３４０ｍｍ、肉厚：０．７ｍｍ）の外周面に塗布し、１５０℃、３０分の乾燥硬化を行って膜厚２０μｍの中間層を形成した。この中間層上に、実施例４と同様にして電荷発生層、電荷輸送層、保護層を順次形成し、目的の電子写真感光体を得た。
【０１２４】
得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１２５】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１２６】
［比較例１］
実施例１と同様の円筒状アルミニウム基体の外周面にホーニング処理を施し、このようにして粗面化された基体を用いて以下の工程を行った。
【０１２７】
先ず、ポリビニルブチラール樹脂（エスレックＢＭ−Ｓ、積水化学社製）４重量部を溶解したｎ−ブチルアルコール１７０重量部、有機ジルコニウム化合物（アセチルアセトンジルコニウムブチレート）３０重量部及び有機シラン化合物の混合物（γ-アミノプロピルトリエトキシシシラン）３重量部を混合、攪拌し、中間層形成用の塗布液を調製した。この塗布液をホーニング処理により粗面化された上記基体の外周面に塗布し、室温で５分間風乾を行った。その後、７分にわたって基体温度を５０℃まで昇温し、さらに５０℃、８５％ＲＨ（露点４７℃）の恒温恒湿槽中に入れて１０分間加湿硬化促進処理を行った。次いで、これを熱風乾燥機に入れて１３５℃で１０分間乾燥を行い、膜厚１．２μｍの中間層を形成した。この中間層上に、実施例１と同様にして電荷発生層、電荷輸送層、保護層を順次形成し、目的の電子写真感光体を得た。
【０１２８】
得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１２９】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１３０】
［比較例２］
保護層を設けなかったこと以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。
【０１３１】
得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１３２】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１３３】
［比較例３］
中間層の膜厚を１５μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。
【０１３４】
得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１３５】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１３６】
［比較例４］
中間層の膜厚を１８μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作製した。
【０１３７】
得られた電子写真感光体について、実施例１と同様にして各レスポンスタイムにおける高速適性及び環境変動性を評価した。得られた結果を表５に示す。
【０１３８】
さらに、この電子写真感光体を用いたこと以外は実施例１と同様にして画像形成装置を作製し、連続２万枚のプリント試験を行った。得られた結果を表５に示す。
【０１３９】
【表５】

表５に示したように、実施例１〜５では、得られた電子写真感光体がいずれも優れた高速適性を示し、その電子写真感光体を用いた画像形成装置において良好な画像品質を得ることができた。
【０１４０】
これに対して、比較例１では、得られた電子写真感光体の高速適性が不十分であり、これを用いた画像形成装置においてリークによる黒点の発生が認められた。また、比較例２〜４の場合、電子写真感光体の高速適性は比較的良好であったが、プリント試験においては、比較例２で表面（電荷輸送層）の摩耗によるカブリの発生、比較例３、４でリークによる黒点の発生が認められ、いずれも実用に供し得るものではなかった。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の電子写真感光体では、基体と感光層との間に上記特定の中間層、感光層の基体から遠い側の面上に上記特定の保護層をそれぞれ設けることによって、導電性異物の接触又は貫入によるピンホールリークの発生と感光層表面における摩耗・傷の発生との双方が防止される。また、当該中間層は十分に低い電荷蓄積性と十分に高い電荷遮蔽性（ブロッキング性）とを兼備しているため、感光層全体の電荷移動度が高められると共に電気特性が安定化する。従って本発明により、レスポンスタイムが十分に短く且つ機械的・電気的な耐性に優れた電子写真感光体が実現される。
【０１４２】
また、本発明の画像形成装置によれば、このように優れた特性を有する本発明の電子写真感光体を用いることによって、高速化、小型化及び長寿命化の全てを達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明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２】本発明の画像形成装置の好適な一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…電子写真感光体、１１…導電性基体、１２…中間層、１３…電荷発生層、１４…電荷輸送層、１５…保護層、１６…感光層、２…帯電装置、３…露光装置、４…現像装置、５…転写装置、６…像定着装置、７…クリーニング装置、９…支持体。

Claims (5)

1. 導電性基体及び該基体上に配置された感光層を備える電子写真感光体であって、
   前記基体と前記感光層との間に配置され、結着樹脂及び該結着樹脂中に分散された金属酸化物微粒子を含有する膜厚２０〜４０μｍの中間層と、
   前記感光層の前記基体から遠い側の面上に配置され、電荷輸送材料及び３次元架橋構造を有するケイ素樹脂を含有する保護層と
   を備えることを特徴とする電子写真感光体。
2. 前記金属酸化物微粒子が、酸化スズ、酸化チタン及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする、請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 前記中間層が、イソシアネート系化合物を含有する樹脂前駆体を用いて得られる結着樹脂を含有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の電子写真感光体。
4. 前記中間層が、平均一次粒径１〜５μｍのシリコーン微粒子をさらに含有することを特徴とする、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の電子写真感光体。
5. 請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の電子写真感光体と、
   前記電子写真感光体表面を帯電させる帯電手段と、
   前記電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   トナーにより前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
   前記トナー像を被転写媒体に転写する転写手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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