JP5581761B2

JP5581761B2 - 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

Info

Publication number: JP5581761B2
Application number: JP2010064557A
Authority: JP
Inventors: 秀弥勝原; 茂八木; 孝史今井; 誠之鳥越; 剛岩永
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2030-03-19
Also published as: US20110229810A1; JP2011197438A; US8357478B2

Description

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。

電子写真法は、複写機やプリンター等に幅広く利用されている。
近年、電子写真法を利用した画像形成装置に使用される電子写真感光体（以下、「感光体」と称す場合がある）に関し、該感光体の感光層表面に表面層（保護層）を設ける技術が検討されている。

例えば、特許文献１には、「導電性基体上に感光層と、表面層とをこの順に積層して構成され、前記表面層が１３族元素と酸素とを含み、かつ、４０００ｃｍ^−１〜４００ｃｍ^−１の範囲の赤外吸収スペクトルにおいて、１３族元素と酸素との結合以外の結合を示す吸収ピーク強度が、１３族元素と酸素との結合を示す吸収ピーク強度の０．１以下である電子写真感光体」が開示されている。
また、特許文献２には、「導電性基体上に、感光層と表面層とをこの順に積層して構成され、前記表面層を構成する元素のうち、１３族元素、酸素及び水素の全元素量に対する各構成比の和が０．９５以上であり、かつ、前記酸素及び１３族元素の元素組成比（酸素／１３族元素）が１．１以上１．５以下である電子写真感光体」が開示されている。

特開２００８−７６８７６号公報特開２００８−２６８２６６号公報

本発明の課題は、下記強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が下記範囲外の場合に比べ、保護層の割れや凹みの発生を抑制した電子写真感光体を提供することである。

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
基体と、
前記基体上に設けられた感光層と、
前記感光層上に設けられ、ガリウムと酸素と水素を含む保護層であって、赤外吸収スペクトルにおけるＧａ−Ｏ結合のシグナルＩ_Ｇａ−ＯとＯ−Ｈ結合のシグナルＩ_Ｏ−Ｈとの強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が、０．１以上、０．５以下である保護層と、
を備える電子写真感光体。

請求項２に係る発明は、
前記保護層の厚みが、２μｍ以上である請求項１に記載の電子写真感光体。

請求項３に係る発明は、
前記保護層の原子数比〔酸素／ガリウム〕が、１．５０を超え２．２０以下である請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体。

請求項４に係る発明は、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に脱着するプロセスカートリッジ。

請求項５に係る発明は、
請求項１〜請求項３のいずれか１項に電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備えた画像形成装置。

請求項１に係る発明によれば、強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が上記範囲外の場合に比べ、保護層の割れや凹みの発生が抑制される。
請求項２に係る発明によれば、保護層の膜厚が上記範囲外である場合に比べ、保護層の凹みの発生が抑制される。
請求項３に係る発明によれば、保護層の原子数比〔酸素／ガリウム〕が上記範囲外である場合に比べ、保護層の割れや凹みの発生が抑制される。
請求項４、５に係る発明によれば、強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が上記範囲外の電子写真感光体を適用した場合に比べ、電子写真感光体の保護層の凹みに起因する画像欠陥を抑制した画像が得られる。

本実施形態の電子写真感光体の層構成の一例を示す模式断面図である。本実施形態の電子写真感光体の層構成の別の一例を示す模式断面図である。本実施形態の電子写真感光体の層構成の別の一例を示す模式断面図である。本実施形態の電子写真感光体の保護層の形成に用いる成膜装置の一例を示す概略模式図である。本実施形態の電子写真感光体の保護層の形成に用いるプラズマ発生装置の例を示す概略模式図である。本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る電子写真感光体の保護層における赤外線吸収スペクトルの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

（電子写真感光体）
本実施形態に係る電子写真感光体は、基体と、基体上に設けられた感光層と、感光層上に設けられた保護層と、を備える。そして、保護層は、ガリウムと酸素と水素を含んで構成され、且つ赤外吸収スペクトルにおけるＧａ−Ｏ結合のシグナルＩ_Ｇａ−ＯとＯ−Ｈ結合のシグナルＩ_Ｏ−Ｈとの強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が０．１以上、０．５以下である。

本実施形態に係る電子写真感光体では、上記構成とすることで、保護層の割れや凹みの発生が抑制される。
ここで、上記強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が上記範囲であることは、保護層としてガリウムと酸素とを含む層、即ち酸化ガリウム系層において、水素原子が「Ｏ−Ｈ」結合として含まれていることを意味している。
そして、水素原子が「Ｏ−Ｈ」結合として含まれることで、酸化ガリウム系層は、弾性率が低くなる、つまり柔軟性（フレキシビリティ）が付与される。これは、水素原子が「Ｏ−Ｈ」結合として含まれると、酸化ガリウム系層の原子結合間の柔軟性（フレキシビリティ）が向上するためであると考えられるためである。
このため、本実施形態に係る電子写真感光体では、保護層の割れや剥れの発生が抑制されると考えられる。また、酸化ガリウム系層からなる保護層に柔軟性が付与されるため、当該層の厚膜化（例えば２μｍ以上）も実現されることから、より保護層の凹みの発生が抑制されると考えられる。その結果、電子写真感光体の保護層に対するキャリア等異物挟み込みによる凹部の発生や、ブレード等による過剰な負荷により生じる凹部（割れ）の発生が抑制される。
そして、本実施形態に係る電子写真感光体を備える画像形成装置では、電子写真感光体の保護層の凹部の発生に起因する画像欠陥（例えば、画像濃度の低下等）が抑制された画像が得られる。

加えて、酸化ガリウム系層は、水素原子が「Ｏ−Ｈ」結合として含まれることで、酸素欠損型の組成によらなくとも、導電性が付与される。これは、水素原子が「Ｏ−Ｈ」結合として含まれると、当該水素原子がドナーとして働き、導電性が発現されるものと考えられる。
このため、本実施形態に係る電子写真感光体は、その保護層の酸素欠損型の組成によらなくとも、電子写真感光体として機能するための導電性（例えば、１０^７Ω・ｃｍ以上１０^１３Ω・ｃｍ以下程度の範囲）を持つ部材となる。このような膜は約３５０ｎｍより長波長の紫外〜近赤外光に対し透明であり特許文献２のように厚膜化したときの感度低下がない。

また、酸素欠損型の組成で導電性を発現させた酸化ガリウム系層は、例えばプラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法）等の成膜方法で成膜されるのは一般的であるが、この成膜では、ガリウム（Ｇａ）原料が酸素（Ｏ）原料よりも過剰な量で存在する雰囲気で膜成長させる必要があり、酸素（Ｏ）原料が過剰な量で存在する雰囲気で膜成長させる場合に比べ、反応速度が小さくなったりする。
これに対して、本実施形態の如く、水素原子を「Ｏ−Ｈ」結合として含まれることで導電性を発現させた酸化ガリウム系層は、ガリウム（Ｇａ）原料が酸素（Ｏ）原料よりも過剰な量で存在する雰囲気で膜成長させる必要がなく、上記酸素欠損型の組成で導電性を発現させた酸化ガリウム系層に比べ、コスト、生産性の面で有利となる。
無論、本実施形態に係る電子写真感光体は、保護層がガリウムと酸素と水素を含んで構成されていることから、耐久性にも優れる。

以下、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。
図１は、本実施形態に係る電子写真用感光体の一例を示す模式断面図である。図２乃至図３はそれぞれ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。

図１に示す電子写真感光体７Ａは、いわゆる機能分離型感光体（又は積層型感光体）であり、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、電荷輸送層３、及び保護層５が順次形成された構造を有するものである。電子写真感光体７Ａにおいては、電荷発生層２及び電荷輸送層３により感光層が構成されている。

図２に示す電子写真感光体７Ｂは、図１に示す電子写真感光体７Ａと同様に電荷発生層２と電荷輸送層３とに機能が分離された機能分離型感光体である。また、図３に示す電子写真感光体７Ｃは、電荷発生材料と電荷輸送材料とを同一の層（単層型感光層６（電荷発生／電荷輸送層））に含有するものである。

図２に示す電子写真感光体７Ｂにおいては、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、電荷発生層２、及び保護層５が順次形成された構造を有するものである。電子写真感光体７Ｂにおいては、電荷輸送層３及び電荷発生層２により感光層が構成されている。
また、図３に示す電子写真感光体７Ｃにおいては、導電性基体４上に下引層１が設けられ、その上に単層型感光層６、保護層５が順次形成された構造を有するものである。

なお、図１乃至図３に示す電子写真感光体において、下引層１は設けてもよいし、設けなくてもよい。

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。

−導電性基体−
導電性基体としては、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、薄膜（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、及びアルミニウム、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、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）等の膜）を設けたプラスチックフィルム等、導電性付与剤を塗布又は含浸させた紙、導電性付与剤を塗布又は含浸させたプラスチックフィルム等が挙げられる。基体の形状は円筒状に限られず、シート状、プレート状としてもよい。
なお、導電性基体粒子は、例えば体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ未満の導電性を有するものがよい。

導電性基体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。

−下引層−
下引層は、導電性基体表面における光反射の防止、導電性基体から感光層への不要なキャリアの流入の防止などの目的で、必要に応じて設けられる。

下引層は、例えば、結着樹脂と、必要に応じてその他添加物とを含んで構成される。
下引層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挙げられる。これらの中でも、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が望ましく用いられ、特にフェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが望ましく用いられる。

下引層には、シリコーン化合物、有機ジルコニウム化合物、有機チタン化合物、有機アルミニウム化合物等の金属化合物等を含有してもよい。

金属化合物と結着樹脂との比率は、特に制限されず、所望する電子写真感光体特性を得られる範囲で設定される。

下引層には、表面粗さ調整のために下引層中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、架橋型ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂粒子等が挙げられる。なお、表面粗さ調整のために下引層を形成後、そ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、研削処理等が用いられる。

ここで、下引層の構成として、結着樹脂と導電性粒子とを少なくとも含有する構成が挙げられる。なお、導電性粒子は、例えば体積抵抗率が１０^７Ω・ｃｍ未満の導電性を有するものがよい。

導電性粒子としては、例えば、金属粒子（アルミニウム、銅、ニッケル、銀などの粒子）、導電性金属酸化物粒子（酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛などの粒子）、導電性物質粒子（カーボンファイバ、カーボンブラック、グラファイト粉末の粒子）等が挙げられる。これらの中でも、導電性金属酸化物粒子が好適である。導電性粒子は、２種以上混合して用いてもよい。
また、導電性粒子は、疎水化処理剤（例えばカップリング剤）等により表面処理を施して、抵抗調整して用いてもよい。
導電性粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、１０質量％以上８０質量％以下であることが望ましく、より望ましくは４０質量％以上８０質量％以下である。

下引層の形成の際には、上記成分を溶媒に加えた下引層形成用塗布液が使用される。
また、下引層形成用塗布液中に粒子を分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。ここで、高圧ホモジナイザーとしては、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。

下引層形成用塗布液を導電性基体上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等が挙げられる。

下引層の膜厚は、１５μｍ以上が望ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下がより望ましい。

ここで、図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。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、ケイ素原子などを含有する有機金属化合物などが挙げられる。これらの化合物は、単独にあるいは複数の化合物の混合物あるいは重縮合物として用いてもよい。中でも、ジルコニウムもしくはケイ素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点から好適である。

中間層の形成の際には、上記成分を溶媒に加えた中間層形成用塗布液が使用される。
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用いられる。

なお、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起こすことがある。したがって、中間層を形成する場合には、０．１μｍ以上３μｍ以下の膜厚範囲に設定することがよい。また、この場合の中間層を下引層として使用してもよい。

−電荷発生層−
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂中とを含んで構成される。かかる電荷発生材料としては、無金属フタロシアニン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、ジクロロスズフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等のフタロシアニン顔料が挙げられ、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挙げられる。その他、電荷発生材料としては、キノン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、アントロン顔料、キナクリドン顔料等が挙げられる。また、これらの電荷発生材料は、単独又は２種以上を混合して用いてもよい。

電荷発生層を構成する結着樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール樹脂等が挙げられる。これらの結着樹脂は、単独又は２種以上混合して用いてもよい。
なお、電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、例えば１０：１乃至１：１０の範囲が望ましい。

電荷発生層の形成の際には、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液が使用される。

電荷発生層形成用塗布液中に粒子（例えば電化発生材料）を分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、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。

電荷発生層形成用塗布液を下引層上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等が挙げられる。

電荷発生層の膜厚は、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。

−電荷輸送層−
電荷輸送層は、電荷輸送材料と、必要に応じて結着樹脂と、を含んで構成される。

電荷輸送材料としては、例えば、２，５−ビス（ｐ−ジエチルアミノフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール誘導体、１，３，５−トリフェニル−ピラゾリン、１−［ピリジル−（２）］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）ピラゾリン等のピラゾリン誘導体、トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ′−ビス（３，４−ジメチルフェニル）ビフェニル−４−アミン、トリ（ｐ−メチルフェニル）アミニル−４−アミン、ジベンジルアニリン等の芳香族第３級アミノ化合物、Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン等の芳香族第３級ジアミノ化合物、３−（４′−ジメチルアミノフェニル）−５，６−ジ−（４′−メトキシフェニル）−１，２，４−トリアジン等の１，２，４−トリアジン誘導体、４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，１−ジフェニルヒドラゾン等のヒドラゾン誘導体、２−フェニル−４−スチリル−キナゾリン等のキナゾリン誘導体、６−ヒドロキシ−２，３−ジ（ｐ−メトキシフェニル）ベンゾフラン等のベンゾフラン誘導体、ｐ−（２，２−ジフェニルビニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン等のα−スチルベン誘導体、エナミン誘導体、Ｎ−エチルカルバゾール等のカルバゾール誘導体、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体などの正孔輸送物質、クロラニル、ブロアントラキノン等のキノン系化合物、テトラアノキノジメタン系化合物、２，４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、チオフェン化合物等の電子輸送物質、及び上記した化合物からなる基を主鎖又は側鎖に有する重合体などが挙げられる。これらの電荷輸送材料は、１種又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。

電荷輸送層を構成する結着樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡタイプあるいはビスフェノールＺタイプ等のポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体樹脂、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、及びポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の有機光導電性ポリマー等があげられる。これらの結着樹脂は、単独又は２種以上混合して用いてもよい。
なお、電荷輸送材料と上記結着樹脂との配合比は、例えば１０：１乃至１：５が望ましい。

電荷輸送層は、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液を用いて形成される。

電荷輸送層形成用塗布液中に粒子（例えばフッ素樹脂粒子）を分散させる方法としては、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、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。

電荷輸送層層形成用塗布液を電荷発生層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を用いられる。
電荷輸送層の膜厚は、望ましくは５μｍ以上５０μｍ以下、より望ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下の範囲に設定される。

−保護層−
保護層は、ガリウムと酸素と水素を含むと共に、赤外吸収スペクトルにおけるＧａ−Ｏ結合のシグナルＩ_Ｇａ−ＯとＯ−Ｈ結合のシグナルＩ_Ｏ−Ｈとの強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が、０．１以上、０．５以下であるが、望ましくは０．１５以上０．３５以下であり、より望ましくは０．２０以上０．３０以下である。
強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）を上記範囲とすることで、保護層の割れの発生が抑制される。

ここで、Ｇａ−Ｏ結合のシグナルＩ_Ｇａ−Ｏは、赤外吸収スペクトルにおいて、例えば３００ｃｍ^−１以上８００ｃｍ^−１以下の間に現れる(５００ｃｍ^−１付近にピークを有する)シグナルであり、一方、Ｏ−Ｈ結合のシグナルＩ_Ｏ−Ｈは、例えば、２６００ｃｍ^−１以上３８００ｃｍ^−１以下の間に現れるシグナルである（図８参照）。

そして、強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）は、保護層の赤外吸収スペクトルを測定し、例えば、図１に示すような赤外線吸収スペクトルを得て、得られた赤外吸収スペクトルの各シグナルの強度を求めて得られるものである。
具体的には、保護層のサンプルを、シリコン基板上に形成し、シリコン基板を参照基準（リファレンス）として、赤外吸収スペクトルで得られた各シグナルを参照基準（リファレンス）に対する差分として得た各シグナルの強度を、さらに干渉によるバックグラウンドの変動をベースライン処理して求めて、強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）を得る。
ここで、赤外吸収スペクトルを測定は、装置：ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製ＳｐｅｃｔｒｕｍＯｎｅＦＴ―ＩＲＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒを用い、条件：透過モードで行う。また、赤外線吸収スペクトル測定は、感光体そのものをサンプルとして、反射吸収法(ＲＡ法)や減衰全反射法(ＡＴＲ法)などにより表面層側から測定し、基材からのシグナルを差し引いて表面層からのシグナルとすることも可能である。

強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）を上記範囲とするためには、後述する保護層の成膜時の圧力を変更（例えば、圧力を上昇）させることで、実現される。

保護層は、ガリウムと酸素と水素を含むが、ガリウムの元素構成比率は、例えば、保護層全構成元素に対して、１５原子％以上５０原子％以下であることがよく、望ましくは２０原子％以上４０原子％以下、より望ましくは２０原子％以上３０原子％以下である。
また、酸素の元素構成比率は、例えば、保護層全構成元素に対して、３０原子％以上７０原子％以下であることがよく、望ましくは４０原子％以上６０原子％以下、より望ましくは４５原子％以上５５原子％以下である。
また、水素の元素構成比率は、例えば、保護層全構成元素に対して、１０原子％以上４０原子％以下であることがよく、望ましくは１５原子％以上３５原子％以下、より望ましくは２０原子％以上３０原子％以下である。

一方で、原子数比〔酸素／ガリウム〕は、１．５０を超え２．２０以下であることがよく、望ましくは１．６以上２．０以下である。この原子数比〔酸素／ガリウム〕が上記範囲となることで、保護層の凹みの発生が抑制され易くなる。

ここで、各元素の元素構成比率、原子数比〔酸素／ガリウム〕は、ラザフォード後方散乱法を利用し、以下の装置を用いて測定した。
ＲＢＳは：
加速器ＮＥＣ社３ＳＤＨＰｅｌｌｅｔｒｏｎ
エンドステーションＣＥ＆Ａ社ＲＢＳ−４００
システムとして３Ｓ−Ｒ１０を用いた。
解析にはＣＥ＆Ａ社のＨＹＰＲＡプログラム等を用いた。

ＲＢＳの測定条件は以下の通りである。
Ｈｅ＋＋イオンビームエネルギーは２．２７５ｅＶ
検出角度１６０°入射ビームに対してＧｒａｚｉｎｇＡｎｇｌｅ約１０９°
ＲＢＳ測定はＨｅ＋＋イオンビームを試料に対して垂直に入射し、検出器をイオンビー
ムに対して、１６０°にセットし、後方散乱されたＨｅのシグナルを測定する。検出した
Ｈｅのエネルギーと強度から組成比と膜厚を決定する。

保護層は、微結晶膜、多結晶膜、非晶質膜などの非単結晶膜であることが望ましい。
これらの中で非晶質は表面の平滑性で特に望ましいが、微結晶膜は硬度の点でより望ましい。
保護層の成長断面は柱状構造をとっていてもよいが、滑り性の観点からは平坦性の高い構造が望ましく、非晶質が望ましい。

保護層中には、導電型の制御のために、例えば、ｎ型の場合、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎから選ばれる１つ以上の元素を含んでいてもよい。また、例えば、ｐ型の場合、Ｎ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる１つ以上の元素を含んでいてもよい。

保護層の膜厚は、例えば、０．０５μｍ以上とすることがよいが、特に保護層が柔軟性を有し、凹部の発生を抑制しつつ、加えて剥れや割れを抑制しつつ厚膜化が実現されることから、２．０μｍ以上であることが望ましく、より望ましくは３．０μｍ以上、である。なお、この保護層の膜厚の上限は、１０．０μｍ以下であることがよい。

保護層の弾性率はで３０ＧＰａ以上８０ＧＰａ以下であることがよく、望ましくは４０ＧＰａ以上６５ＧＰａ以下である。
この弾性率が上記範囲であると、保護層の凹部の発生、剥れや割れが抑制され、当該範囲は上記強度比を上記範囲とすることで実現される。

弾性率は、ＭＴＳシステムズ社製ＮａｎｏＩｎｄｅｎｔｅｒＳＡ２を用いて、連続剛性法（ＣＳＭ）（米国特許４８４８１４１）により深さプロファイルを得て、その押込み深さ３０ｎｍから１００ｎｍの測定値から得た平均値を用いる。下記は測定条件である。
・測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
・使用圧子：ダイヤモンド製正三角錐圧子（Ｂｅｒｋｏｖｉｃ圧子）三角錐圧子
・試験モード：ＣＳＭモード

次に、保護層の形成方法について説明する。
−保護層の形成方法−
次に、保護層の形成方法についてより具体的に説明する。保護層の形成に際しては、プラズマＣＶＤ法、有機金属気相成長法、分子線エピタキシー法、スパッタリング法等の公知の気相成膜方法が利用される。

以下、保護層の形成に用いる装置の一例を図面を示しつつ具体例を挙げて説明する。
保護層の形成には、プラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、有機金属気相成長法、分子線エキタピシー法、蒸着、スパッタリング等の公知の気相成膜法が利用される。

図４は、本実施形態に係る電子写真感光体の保護層の形成に用いる成膜装置の一例を示す概略模式図であり、図４（Ａ）は、成膜装置を側面から見た場合の模式断面図を表し、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す成膜装置のＡ１−Ａ２間における模式断面図を表す。図４中、２１０は成膜室、２１１は排気口、２１２は基体回転部、２１３は基体支持部材、２１４は基体、２１５はガス導入管、２１６はガス導入管２１５から導入したガスを噴射する開口を有するシャワーノズル、２１７はプラズマ拡散部、２１８は高周波電力供給部、２１９は平板電極、２２０はガス導入管、２２１は高周波放電管部である。

図４に示す成膜装置において、成膜室２１０の一端には、不図示の真空排気装置に接続された排気口２１１が設けられており、成膜室２１０の排気口２１１が設けられた側と反対側に、高周波電力供給部２１８、平板電極２１９及び高周波放電管部２２１からなるプラズマ発生装置が設けられている。
このプラズマ発生装置は、高周波放電管部２２１と、高周波放電管部２２１内に配置され、放電面が排気口２１１側に設けられた平板電極２１９と、高周波放電管部２２１外に配置され、平板電極２１９の放電面と反対側の面に接続された高周波電力供給部２１８とから構成されたものである。なお、高周波放電管部２２１には、高周波放電管部２２１内にガスを供給するためのガス導入管２２０が接続されており、このガス導入管２２０のもう一方の端は、不図示の第１のガス供給源に接続されている。

なお、図４に示す成膜装置に設けられたプラズマ発生装置の代わりに、図５に示すプラズマ発生装置を用いてもよい。図５は、図４に示す成膜装置において利用されるプラズマ発生装置の他の例を示す概略模式図であり、プラズマ発生装置の側面図である。図５中、２２２が高周波コイル、２２３が石英管を表し、２２０は、図４中に示すものと同様である。このプラズマ発生装置は、石英管２２３と、石英管２２３の外周面沿って設けられた高周波コイル２２２とからなり、石英管２２３の一方の端は成膜室２１０（図５中、不図示）と接続されている。また、石英管２２３のもう一方の端には、石英管２２３内にガスを導入するためのガス導入管２２０が接続されている。

図４において、平板電極２１９の放電面側には、放電面に沿って延びる棒状のシャワーノズル２１６が接続されており、シャワーノズル２１６の一端は、ガス導入管２１５と接続されており、このガス導入管２１５は成膜室２１０外に設けられた不図示の第２のガス供給源と接続されている。
また、成膜室２１０内には、基体回転部２１２が設けられており、円筒状の基体２１４が、シャワーノズル２１６の長手方向と基体２１４の軸方向とが沿って対面するように基体支持部材２１３を介して基体回転部２１２に取りつけられるようになっている。成膜に際しては、基体回転部２１２が回転することによって、基体２１４が周方向に回転する。なお、基体２１４としては、例えば、予め感光層まで積層された感光体等が用いられる。

保護層の形成は、例えば、以下のように実施する。
まず、酸素ガス（又は、ヘリウム（Ｈｅ）希釈酸素ガス）、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、及び必要に応じ水素（Ｈ_２）ガスを、ガス導入管２２０から高周波放電管部２２１内に導入すると共に、高周波電力供給部２１８から平板電極２１９に、１３．５６ＭＨｚのラジオ波を供給する。この際、平板電極２１９の放電面側から排気口２１１側へと放射状に広がるようにプラズマ拡散部２１７が形成される。ここで、ガス導入管２２０から導入されたガスは成膜室２１０を平板電極２１９側から排気口２１１側へと流れる。平板電極２１９は電極の周りをアースシールドで囲んだものでもよい。
次に、トリメチルガリウムガスをガス導入管２１５、活性化手段である平板電極２１９の下流側に位置するシャワーノズル２１６を介して成膜室２１０に導入することによって、基体２１４表面にガリウムと酸素と水素とを含む非単結晶膜を成膜する。
基体２１４としては、例えば、感光層が形成された基体を用いる。

保護層の成膜時の基体２１４表面の温度は、有機感光層を有する有機感光体を用いる場合には、１５０℃以下が望ましく、１００℃以下がより望ましく、３０℃以上１００℃以下が特に望ましい。
基体２１４表面の温度が成膜開始当初は１５０℃以下であっても、プラズマの影響で１５０℃より高くなる場合には有機感光層が熱で損傷を受ける場合があるため、この影響を考慮して基体２１４の表面温度を制御することが望ましい。
また、アモルファスシリコン感光体を用いる場合には、保護層の成膜時の基体２１４表面の温度は、例えば、３０℃以上３５０℃以下とされる。
基体２１４表面の温度は加熱及び／又は冷却手段（図中、不図示）によって制御してもよいし、放電時の自然な温度の上昇に任せてもよい。基体２１４を加熱する場合にはヒータを基体２１４の外側や内側に設置してもよい。基体２１４を冷却する場合には基体２１４の内側に冷却用の気体又は液体を循環させてもよい。
放電による基体２１４表面の温度の上昇を避けたい場合には、基体２１４表面に当たる高エネルギーの気体流を調節することが効果的である。この場合、ガス流量や放電出力、圧力などの条件を所要温度となるように調整する。

また、トリメチルガリウムガスの代わりにアルミニウムを含む有機金属化合物やジボラン等の水素化物を用いることもでき、これらを２種類以上混合してもよい。
例えば、保護層の形成の初期において、トリメチルインジウムをガス導入管２１５、シャワーノズル２１６を介して成膜室２１０内に導入することにより、基体２１４上に窒素とインジウムとを含む膜を成膜すれば、この膜が、継続して成膜する場合に発生し、感光層を劣化させる紫外線を吸収する。このため、成膜時の紫外線の発生による感光層へのダメージが抑制される。

また、成膜時におけるドーパントのドーピングの方法としては、ｎ型用としてはＳｉＨ_３，ＳｎＨ_４を、ｐ型用としては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、ジメチルカルシウム、ジメチルストロンチウム、などをガス状態で使用する。また、ドーパント元素を表面層中にドーピングするには、熱拡散法、イオン注入法等の公知の方法を採用してもよい。
具体的には、例えば、少なくとも一つ以上のドーパント元素を含むガスをガス導入管２１５、シャワーノズル２１６を介して成膜室２１０内に導入することによって、ｎ型、ｐ型等の導電型の保護層を得る。

図４及び図５を用いて説明した成膜装置では、放電エネルギーにより形成される活性窒素又は活性水素を、活性装置を複数設けて独立に制御してもよいし、ＮＨ_３など、窒素原子と水素原子を同時に含むガスを用いてもよい。さらにＨ_２を加えてもよい。また、有機金属化合物から活性水素が遊離生成する条件を用いてもよい。
このようにすることで、基体２１４表面上には、活性化された、炭素原子、ガリウム原子、窒素原子、水素原子、等が制御された状態で存在する。そして、活性化された水素原子が、有機金属化合物を構成するメチル基やエチル基等の炭化水素基の水素を分子として脱離させる効果を有する。
このため、三次元的な結合を構成する硬質膜（保護層）が形成される。

図４及び図５に示す成膜装置のプラズマ発生手段は、高周波発振装置を用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、マイクロ波発振装置を用いたり、エレクトロサイクロトロン共鳴方式やヘリコンプラズマ方式の装置を用いてもよい。また、高周波発振装置の場合は、誘導型でも容量型でもよい。
さらに、これらの装置を２種類以上組み合わせて用いてもよく、あるいは、同種の装置を２つ以上用いてもよい。プラズマの照射によって基体２１４表面の温度上昇を抑制するためには高周波発振装置が望ましいが、熱の照射を抑制する装置を設けてもよい。

２種類以上の異なるプラズマ発生装置（プラズマ発生手段）を用いる場合には、同じ圧力で同時に放電が生起されるようにすることが望ましい。また、放電する領域と、成膜する領域（基体が設置された部分）とに圧力差を設けてもよい。これらの装置は、成膜装置内をガスが導入される部分から排出される部分へと形成されるガス流に対して直列に配置してもよいし、いずれの装置も基体の成膜面に対向するように配置してもよい。

例えば、２種類のプラズマ発生手段をガス流に対して直列に設置する場合、図４に示す成膜装置を例に上げれば、シャワーノズル２１６を電極として成膜室２１０内に放電を起こさせる第２のプラズマ発生装置として利用される。この場合、例えば、ガス導入管２１５を介して、シャワーノズル２１６に高周波電圧を印加して、シャワーノズル２１６を電極として成膜室２１０内に放電を起こさせる。あるいは、シャワーノズル２１６を電極として利用する代わりに、成膜室２１０内の基体２１４と平板電極２１９との間に円筒状の電極を設けて、この円筒状電極を利用して、成膜室２１０内に放電を起こさせる。
また、異なる２種類のプラズマ発生装置を同一の圧力下で利用する場合、例えば、マイクロ波発振装置と高周波発振装置とを用いる場合、励起種の励起エネルギーを大きく変えることができ、膜質の制御に有効である。また、放電は大気圧近傍（７００００Ｐａ以上１１００００Ｐａ以下）で行ってもよい。大気圧近傍で放電を行う場合にはキャリアガスとしてＨｅを使用することが望ましい。

なお、保護層等の形成に際しては、上述した方法以外にも、通常の有機金属気相成長法や分子線エピタキシー法が使用されるが、これらの方法による成膜に際しても、活性窒素及び／又は活性水素、活性酸素を使用することは低温化に有効である。この場合、窒素原料としてはＮ_２，ＮＨ_３，ＮＦ_３，Ｎ_２Ｈ_４、メチルヒドラジンなどの気体、液体を気化したり、あるいは、キャリアガスでバブリングしたものが利用される。酸素原料としては酸素、Ｈ_２Ｏ，ＣＯ，ＣＯ_２，ＮＯ，Ｎ_２Ｏなどが使用される。

保護層の形成は、例えば、成膜室２１０に基体上に感光層を形成した基体２１４を設置し、各々組成の異なる混合ガスを導入して、保護層を形成する。

また、成膜条件としては、例えば高周波放電により放電する場合、低温で良質な成膜を行うには、周波数として１０ｋＨｚ以上５０ＭＨｚ以下の範囲とすることが望ましい。また、出力は基体の大きさに依存するが、基体の表面積に対して０．０１Ｗ／ｃｍ^２以上０．２Ｗ／ｃｍ^２以下の範囲とすることが望ましい。基体の回転速度は０．１ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下の範囲が望ましい。

以上、電子写真感光体として機能分離型の例を説明したが、図３に示される単層型感光層６（電荷発生／電荷輸送層）中の電荷発生材料の含有量は、１０質量％以上８５質量％以下程度、望ましくは２０質量％以上５０質量％以下である。また、電荷輸送材料の含有量は５質量％以上５０質量％以下とすることが望ましい。単層型感光層６（電荷発生／電荷輸送層）の形成方法は、電荷発生層２や電荷輸送層３の形成方法と同様である。単層型感光層（電荷発生／電荷輸送層）６の膜厚は５μｍ以上５０μｍ以下程度が望ましく、１０μｍ以上４０μｍ以下とするのが更に望ましい。

（プロセスカートリッジ及び画像形成装置）
図６は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置１０１は、図６に示すように、例えば、矢印ａで示すように、時計回り方向に回転する電子写真感光体１０（上記本実施形態に係る電子写真感光体）と、電子写真感光体１０の上方に、電子写真感光体１０に相対して設けられ、電子写真感光体１０の表面を帯電させる帯電装置２０（帯電手段の一例）と、帯電装置２０により帯電した電子写真感光体１０の表面に露光して、静電潜像を形成する露光装置３０（静電潜像形成手段の一例）と、露光装置３０により形成された静電潜像に現像剤に含まれるトナーを付着させて電子写真感光体１０の表面にトナー像を形成する現像装置４０（現像手段の一例）と、電子写真感光体１０に接触しつつ矢印ｂで示す方向に走行するとともに、電子写真感光体１０の表面に形成されたトナー像を転写するベルト状の中間転写体５０と、電子写真感光体１０の表面をクリーニングするクリーニング装置７０（クリーニング手段の一例）とを備える。

帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、中間転写体５０、潤滑剤供給装置６０及びクリーニング装置７０は、電子写真感光体１０を囲む円周上に、時計周り方向に配設されている。なお、本実施形態では、クリーニング装置７０内部に、潤滑剤供給装置６０が配置された形態を説明するが、これに限られるわけではなく、クリーニング装置７０とは別途、潤滑剤供給装置６０を配置した形態であってもよい。

中間転写体５０は、内側から、支持ローラ５０Ａ、５０Ｂ、背面ローラ５０Ｃ、及び駆動ローラ５０Ｄによって張力を付与されつつ保持されるとともに、駆動ローラ５０Ｄの回転に伴い矢印ｂの方向に駆動される。中間転写体５０の内側における電子写真感光体１０に相対する位置には、中間転写体５０をトナーの帯電極性とは異なる極性に帯電させて中間転写体５０の外側の面に電子写真感光体１０上のトナーを吸着させる一次転写装置５１が設けられている。中間転写体５０の下方における外側には、記録紙Ｐ（記録媒体の一例）をトナーの帯電極性とは異なる極性に帯電させて、中間転写体５０に形成されたトナー像を記録紙Ｐ上に転写する二次転写装置５２が背面ローラ５０Ｃに対向して設けられている。なお、これら、電子写真感光体１０に形成されたトナー像を記録紙Ｐへ転写するための部材が転写手段の一例に相当する。

中間転写体５０の下方には、さらに、二次転写装置５２に記録紙Ｐを供給する記録紙供給装置５３と、二次転写装置５２においてトナー像が形成された記録紙Ｐを搬送しつつ、トナー像を定着させる定着装置８０とが設けられている。

記録紙供給装置５３は、１対の搬送ローラ５３Ａと、搬送ローラ５３Ａで搬送される記録紙Ｐを二次転写装置５２に向かって誘導する誘導スロープ５３Ｂと、を備える。一方、定着装置８０は、二次転写装置５２によってトナー像が転写された記録紙Ｐを加熱・押圧することにより、トナー像の定着を行う１対の熱ローラである定着ローラ８１と、定着ローラ８１に向かって記録紙Ｐを搬送する搬送コンベア８２とを有する。

記録紙Ｐは、記録紙供給装置５３と二次転写装置５２と定着装置８０とにより、矢印ｃで示す方向に搬送される。

中間転写体５０には、さらに、二次転写装置５２において記録紙Ｐにトナー像を転写した後に中間転写体５０に残ったトナーを除去するクリーニングブレードを有する中間転写体クリーニング装置５４が設けられている。

以下、本実施形態に係る画像形成装置１０１における主な構成部材の詳細について説明する。

−帯電装置−
帯電装置２０としては、例えば、導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が挙げられる。また、帯電装置２０としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も挙げられる。帯電装置２０としては、接触型帯電器がよい。
なお、本実施形態では、直流に交流を重畳した電圧を印加する方式の帯電器を採用しても、放電生成物が生じ易い方式であるが、このような方式を採用しても、電子写真感光体１０に放電生成物の付着・堆積が抑制され、画像の白抜けが抑制される。

−露光装置−
露光装置３０としては、例えば、電子写真感光体１０表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光等の光を、像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体１０の分光感度領域にあるものがよい。半導体レーザーの波長としては、例えば、７８０ｎｍ前後に発振波長を有する近赤外がよい。しかし、この波長に限定されず、６００ｎｍ台の発振波長レーザーや青色レーザーとして４００ｎｍ以上４５０ｎｍ以下に発振波長を有するレーザーも利用してもよい。また、露光装置３０としては、例えばカラー画像形成のためにはマルチビーム出力するタイプの面発光型のレーザー光源も有効である。

−現像装置−
現像装置４０は、例えば、現像領域で電子写真感光体１０に対向して配置されており、例えば、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像容器４１（現像装置本体）と、補給用現像剤収納容器（トナーカートリッジ）４７と、を有している。現像容器４１は、現像容器本体４１Ａとその上端を塞ぐ現像容器カバー４１Ｂとを有している。

現像容器本体４１Ａは、例えば、その内側に、現像ロール４２を収容する現像ロール室４２Ａを有しており、現像ロール室４２Ａに隣接して、第１攪拌室４３Ａと第１攪拌室４３Ａに隣接する第２攪拌室４４Ａとを有している。また、現像ロール室４２Ａ内には、例えば、現像容器カバー４１Ｂが現像容器本体４１Ａに装着された時に現像ロール４２表面の現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材４５が設けられている。

第１攪拌室４３Ａと第２攪拌室４４Ａとの間は例えば仕切り壁４１Ｃにより仕切られており、図示しないが、第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａは仕切り壁４１Ｃの長手方向（現像装置長手方向）両端部に開口部が設けられて通じており、第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａによって循環攪拌室（４３Ａ＋４４Ａ）を構成している。

そして、現像ロール室４２Ａには、電子写真感光体１０と対向するように現像ロール４２が配置されている。現像ロール４２は、図示しないが磁性を有する磁性ロール（固定磁石）の外側にスリーブを設けたものである。第１攪拌室４３Ａの現像剤は磁性ロールの磁力によって現像ロール４２の表面上に吸着されて、現像領域に搬送される。また、現像ロール４２はそのロール軸が現像容器本体４１Ａに回転自由に支持されている。ここで、現像ロール４２と電子写真感光体１０とは、同方向に回転し、対向部において、現像ロール４２の表面上に吸着された現像剤は、電子写真感光体１０の進行方向とは逆方向から現像領域に搬送するようにしている。

また、現像ロール４２のスリーブには、不図示のバイアス電源が接続され、現像バイアスが印加されるようになっている（本実施形態では、現像領域に交番電界が印加されるように、直流成分（ＡＣ）に交流成分（ＤＣ）を重畳したバイアスを印加）。

第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａには現像剤を攪拌しながら搬送する第１攪拌部材４３（攪拌・搬送部材）及び第２攪拌部材４４（攪拌・搬送部材）が配置されている。第１攪拌部材４３は、現像ロール４２の軸方向に伸びる第１回転軸と、回転軸の外周に螺旋状に固定された攪拌搬送羽根（突起部）とで構成されている。また、第２攪拌部材４４も、同様に、第２回転軸及び攪拌搬送羽根（突起部）とで構成されている。なお、攪拌部材は現像容器本体４１Ａに回転自由に支持されている。そして、第１攪拌部材４３及び第２攪拌部材４４は、その回転によって、第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａの中の現像剤は互いに逆方向に搬送されるように配設されている。

そして、第２攪拌室４４Ａの長手方向一端側には、補給用トナー及び補給用キャリアを含む補給用現像剤を第２攪拌室４４Ａへ供給するための補給搬送路４６の一端が連結されており、補給搬送路４６の他端には、補給用現像剤を収容している補給用現像剤収納容器４７が連結されている。

このように現像装置４０は、補給用現像剤収納容器（トナーカートリッジ）４７から補給搬送路４６を経て補給用現像剤を現像装置４０（第２攪拌室４４Ａ）へ供給する。

ここで、現像装置４０に使用される現像剤について説明する。
現像剤は、トナーとキャリアを含む二成分系現像剤が採用される。

まず、トナーについて説明する。
トナーは、例えば、結着樹脂、着色剤、及び必要に応じて離型剤等の他の添加剤を含むトナー粒子と、必要に応じて外添剤と、を含んで構成される。

トナー粒子は、平均形状係数（形状係数＝（ＭＬ^２／Ａ）×（π／４）×１００で表される形状係数の個数平均、ここでＭＬは粒子の最大長を表し、Ａは粒子の投影面積を表す）が１００以上１５０以下であることが望ましく、１０５以上１４５以下であることがより望ましく、１１０以上１４０以下であることがさらに望ましい。さらに、トナーとしては、体積平均粒子径が３μｍ以上１２μｍ以下であることが望ましく、３．５μｍ以上１０μｍ以下であることがより望ましく、４μｍ以上９μｍ以下であることがさらに望ましい。

トナー粒子は、特に製造方法により限定されるものではないが、例えば、結着樹脂、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を加えて混練、粉砕、分級する混練粉砕法；混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法；結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法；結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法；結着樹脂と、着色剤及び離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により製造されるトナー粒子が使用される。

また上記方法で得られたトナー粒子をコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法等、公知の方法が使用される。なお、トナーの製造方法としては、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が望ましく、乳化重合凝集法が特に望ましい。

そして、トナーは、上記トナー粒子及び上記外添剤をヘンシェルミキサー又はＶブレンダー等で混合することによって製造される。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添してもよい。

一方、キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉又はそれ等の表面に樹脂を被覆したものが使用される。また、キャリアとトナーとの混合割合は、特に制限はなく、周知の範囲で設定される。

−転写装置−
一次転写装置５１、及び二次転写装置５２としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。

中間転写体５０としては、導電剤を含んだポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等のベルト状のもの（中間転写ベルト）が使用される。また、中間転写体の形態としては、ベルト状以外に円筒状のものが用いられる。

−クリーニング装置−
クリーニング装置７０は、筐体７１と、筐体７１から突出するように配設されるクリーニングブレード７２と、クリーニングブレード７２の電子写真感光体１０回転方向下流側に配置される潤滑剤供給装置６０と、を含んで構成されている。
なお、クリーニングブレード７２は、筐体７１の端部で支持された形態であってもよし、別途、支持部材（ホルダー）により支持される形態であってもよいが、本実施形態では、筐体７１の端部で支持された形態を示している。

まず、クリーニングブレード７２について説明する。
クリーニングブレード７２（上記クリーニング層７２Ａ及び背面層７２Ｂ）を構成する材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、プロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらの中で、ウレタンゴムがよい。
ウレタンゴム（ポリウレタン）は、例えば、通常ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されないが、例えばポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトンなどのポリエステルポリオールなどのポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネートとからなるウレタンプレポリマー及びたとえば１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコールやこれらの混合物などの架橋剤を原料とするものよい。

次に、潤滑剤供給装置６０について説明する。
潤滑剤供給装置６０は、例えば、クリーニング装置７０の内部であって、クリーニングブレード７２よりも電子写真感光体１０の回転方向上流側に設けられている。

潤滑剤供給装置６０としては、例えば、電子写真感光体１０と接触して配置される回転ブラシ６１と、回転ブラシ６１に接触して配置される固形状の潤滑剤６２と、で構成されている。潤滑剤供給装置６０では、固形状の潤滑剤６２と接触した状態で回転ブラシ６１を回転させることで、回転ブラシ６１に潤滑剤６２が付着すると共に、その付着した潤滑剤６２が電子写真感光体１０の表面に供給され、当該潤滑剤６２の皮膜が形成される。

なお、潤滑剤供給装置６０は、上記形態に限られず、例えば、回転ブラシ６１に代わりにゴムローラを採用した形態であってもよい。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１０１の動作について説明する。まず、電子写真感光体１０が矢印ａで示される方向に沿って回転すると同時に、帯電装置２０により負に帯電する。

帯電装置２０によって表面が負に帯電した電子写真感光体１０は、露光装置３０により露光され、表面に潜像が形成される。

電子写真感光体１０における潜像の形成された部分が現像装置４０に近づくと、現像装置４０（現像ロール４２）により、潜像にトナーが付着し、トナー像が形成される。

トナー像が形成された電子写真感光体１０が矢印ａに方向にさらに回転すると、トナー像は中間転写体５０の外側の面に転写する。

トナー像が中間転写体５０に転写されたら、記録紙供給装置５３により、二次転写装置５２に記録紙Ｐが供給され、中間転写体５０に転写されたトナー像が二次転写装置５２により、記録紙Ｐ上に転写される。これにより、記録紙Ｐにトナー像が形成される。

画像が形成された記録紙Ｐは、定着装置８０でトナー像が定着される。

ここで、トナー像が中間転写体５０に転写された後、電子写真感光体１０は、転写後、潤滑剤供給装置６０により潤滑剤６２が電子写真感光体１０の表面へ供給されて、当該電子写真感光体１０の表面に潤滑剤６２の皮膜が形成される。その後、クリーニング装置７０のクリーニングブレード７２により、表面に残ったトナーや放電生成物が除去される。そして、クリーニング装置７０において、転写残のトナーや放電生成物が除去された電子写真感光体１０は、帯電装置２０により、再び帯電せられ、露光装置３０において露光されて潜像が形成される。

また、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、例えば、図７に示すように、筐体１１内に、電子写真感光体１０、帯電装置２０、現像装置４０、潤滑剤供給装置６０、及びクリーニング装置７０を一体に収容させたプロセスカートリッジ１０１Ａを備えた形態であってもよい。このプロセスカートリッジ１０１Ａは、複数の部材を一体的に収容し、画像形成装置１０１に脱着させるものである。なお、図７に示す画像形成装置１０１では、現像装置４０には、補給用現像剤収納容器４７を設けない形態が示されている。
プロセスカートリッジ１０１Ａの構成は、これに限られず、例えば、少なくとも、電子写真感光体１０を備えてえればよく、その他、例えば、帯電装置２０、露光装置３０、現像装置４０、一次転写装置５１、潤滑剤供給装置６０及びクリーング装置７０から選択される少なくとも一つを備えていてもよい。

また、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、上記構成に限られず、例えば、電子写真感光体１０の周囲であって、一次転写装置５１よりも電子写真感光体１０の回転方向下流側でクリーニング装置７０よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、残留したトナーの極性を揃え、クリーニングブラシで除去しやすくするための第１除電装置を設けた形態であってもよいし、クリーニング装置７０よりも電子写真感光体の回転方向下流側で帯電装置２０よりも電子写真感光体の回転方向上流側に、電子写真感光体１０の表面を除電する第２除電装置を設けた形態であってもよい。

また、本実施形態に係る画像形成装置１０１は、上記構成に限れず、周知の構成、例えば、電子写真感光体１０に形成したトナー像を直接、記録紙Ｐに転写する方式を採用してもよいし、タンデム方式の画像形成装置を採用してもよい。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、以下の実施例において「部」は質量部を意味する。

［実施例１］
（電子写真感光体の作製）
まず、以下に説明する手順により、アルミニウム（Ａｌ）基体上に、下引層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体を作製した。

−下引層の形成−
ジルコニウム化合物（商品名：マツモト製薬社製オルガノチックスＺＣ５４０）２０質量部、シラン化合物（商品名：日本ユニカー社製Ａ１１００）２．５質量部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：積水化学社製エスレックＢＭ−Ｓ）１０質量部及びブタノール４５質量部を攪拌混合して得た溶液を、外径８４ｍｍのＡｌ製基体表面に塗布し、１５０℃１０分間加熱乾燥することにより、層厚１．０μｍの下引層を形成した。

−電荷発生層の形成−
次に、電荷発生材料としてクロロガリウムフタロシアニン１質量部を、ポリビニルブチラール（商品名：積水化学社製エスレックＢＭ−Ｓ）１質量部及び酢酸ｎ−ブチル１００質量部と混合して得られた混合物をガラスビーズとともにペイントシェーカーで１時間分散し、電荷発生層形成用分散液を得た。
この分散液を浸漬法により下引層の上に塗布した後、１００℃で１０分間乾燥させ、層厚０．１５μｍの電荷発生層を形成した。

−電荷輸送層の形成−
次に、下記構造式（１）で表される化合物を２質量部、及び、繰り返し単位が下記構造式（２）で表される高分子化合物（粘度平均分子量：３９０００）３質量部をクロロベンゼン２０質量部に溶解させて電荷輸送層形成用塗布液を得た。

この塗布液を、浸漬法により電荷発生層上に塗布し、１１０℃で４０分間加熱して層厚２０μｍの電荷輸送層を形成し、Ａｌ基体上に、下引層と電荷発生層と電荷輸送層とをこの順に積層形成した有機感光体（以下、「ノンコート感光体（１）」と称す場合がある）を得た。

−保護層の形成−
ノンコート感光体（１）表面への保護層の形成は、図４に示す構成を有する成膜装置を用いて行った。
まず、参照試料作製のためのシリコン基板（５ｍｍ×１０ｍｍ）をノンコート感光体（１）の端部に粘着テープで貼り付け、成膜装置の成膜室２１０内の基体支持部材２１３に載せ、排気口２１１を介して成膜室２１０内を、圧力が１×１０^−２ＰａＰａになるまで真空排気した。
次に、ガス導入管２２０から直径５０ｍｍの平板電極２１９が設けられた高周波放電管部２２１内に、水素ガスおよびＨｅ希釈酸素（４０モル％）を表１に示した供給レートで供給すると共に、ガス導入管２１５を介してシャワーノズル２１６から成膜室２１０内のプラズマ拡散部２１７に、水素希釈トリメチルガリウム（約２０モル％）を表１に示した供給レートで供給し、この状態で、コンダクタンスバルブ（不図示）を調整することにより成膜室２１０内の反応圧力を表１に示した圧力（バラトロン真空計で測定）に調整した。
続けて、高周波電力供給部２１８及びマッチング回路（図４中不図示）により、１３．５６ＭＨｚのラジオ波を出力１００Ｗにセットしチューナでマッチングを取り平板電極２１９から放電を行った。この時の反射波は０Ｗであった。この状態で、表１に示した時間、ノンコート感光体（１）を１００ｒｐｍの速度で回転させながら成膜することにより、ノンコート感光体（１）の電荷輸送層表面に保護層を形成した。
なお、この水素希釈トリメチルガリウムガスの供給は、０℃に保たれたトリメチルガリウムに、水素をキャリアガスとしてバブリングすることによって行った。

以上のようにして電子写真感光体を得た。

（保護層の分析、評価）
参照試料を癖開した断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、膜（保護層）の膜厚を測定した。
また、参照試料に形成された膜（保護層）について、上記に従って、組成分析を行って各元素構成比率、原子数比（酸素／ガリウム）を求めると共に、赤外線吸収スペクトルを測定し強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）を求めた。
また、参照試料に形成された膜（保護層）の弾性率も測定した。
結果を表２に示す。

［実施例２〜６、比較例１〜２］
実施例１における、水素ガスおよびＨｅ希釈酸素（４０モル％）の供給レート、水素希釈トリメチルガリウム（約２０モル％）の供給レート、成膜室内の圧力、ラジオ波出、及び成膜時間を表１に示した値に変更した以外は、実施例１と同様に電荷輸送層の表面に保護層を形成し、各電子写真感光体を得た。
このようにして得られた保護層についても、実施例１と同様に保護層の分析、評価を行った。その結果を表２に示す。

［評価］
各例で得られた電子写真感光体を、画像形成装置（富士ゼロックス社製、ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ５００）に取り付けて、気温２０度、湿度４０％ＲＨの環境において連続１万枚のプリントテストを実施した。その後、ハーフトーン(３０％２００ｄｐｉ（ｄｏｔｐｅｒｉｎｃｈ）)の画像サンプルを１０枚プリントし、１０枚目の画質について評価した。その後電子写真感光体の保護層における凹部の発生状況、剥れ・割れの発生状況をについて評価した。結果を表２に示す。
なお、プリントテストは、Ａ４用紙（富士ゼロックス社製、Ｐ紙）に画像密度５％のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色のベタ画像を形成して実施した。

−保護層の凹部の発生状況−
凹部の発生状況については、キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ−１００に、高倍率ズームレンズＶＨ−Ｚ４５０、３Ｄ形状自動測定ユニットＶＨＸ−Ｓ１５を組み合わせた顕微鏡を用いて、倍率４５０倍で１０視野測定し、打痕状の凹み部の数をカウントして評価した。評価基準は以下の通りである。
Ａ：膜割れを伴う打痕状の凹み部がみられない。
Ｂ：膜割れを伴う打痕状の凹み部が、１ｍｍ^２あたり１個以上、１００個以下ある。
Ｃ：膜割れを伴う打痕状の凹み部が、１ｍｍ^２あたり１０１個以上ある。

−保護層の剥れ・割れの発生状況−
剥れ・割れの発生状況については、キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ−１００に、高倍率ズームレンズＶＨ−Ｚ４５０、３Ｄ形状自動測定ユニットＶＨＸ−Ｓ１５を組み合わせた顕微鏡を用いて、倍率４５０倍で１０視野測定し、筋状のクラック、それに伴う剥がれを評価した。評価基準は以下の通りである。
Ａ：クラック、剥がれが全くない。
Ｂ：クラックはあるが、クラック同士がつながっておらず、さらにクラック周辺に膜剥がれがみられない。
Ｃ：クラックがあり、そのクラック同士がつながっている、またはそのクラック周辺に膜剥がれがみられる。
Ｄ：表面層が完全に剥がれ落ちている。

−画質−
画質については、ハーフトーン（３０％２００ｄｐｉ）からなる画像サンプルを出力し、目視および光学顕微鏡で観察して評価した。評価基準は以下の通りである。
Ａ：画像濃度、ドット再現、とも異常が見られない。
Ｂ：画像濃度低下、あるいは一部でドットの欠け、縦スジが見られるが、問題とならないレベル。
Ｃ：かなりの画像濃度の低下あるいは縦スジが見られ、問題となるレベル。

上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、画質と共に、電子写真感光体の保護層における凹部の発生状況、剥れ・割れの発生状況について、良好な結果が得られることがわかる。

２１０成膜室、２１１排気口、２１２基体回転部、２１３基体支持部材、２１４基体、２１５、２２０ガス導入管、２１６シャワーノズル、２１７プラズマ拡散部、２１８高周波電力供給部、２１９平板電極、２２１高周波放電管部、２２２高周波コイル、２２３石英管、１０電子写真感光体、１０Ａ電子写真感光体、１０Ｂ電子写真感光体、２０帯電装置、３０露光装置、４０現像装置、４１現像容器、４１Ａ現像容器本体、４１Ｂ現像容器カバー、４１Ｃ壁、４２現像ロール、４２Ａ現像ロール室、４３攪拌部材、４３Ａ攪拌室、４４攪拌部材、４４Ａ攪拌室、４５層厚規制部材、４６補給搬送路、４７補給用現像剤収納容器、５０中間転写体、５０Ａ支持ローラ、５０Ｂ支持ローラ、５０Ｃ背面ローラ、５０Ｄ駆動ローラ、５１一次転写装置、５２二次転写装置、５３記録紙供給装置、５３Ａ搬送ローラ、５３Ｂ誘導スロープ、５４中間転写体クリーニング装置、７０クリーニング装置、７１筐体、７２クリーニングブレード、８０定着装置、８１定着ローラ、８２搬送コンベア、１０１画像形成装置、１０１Ａプロセスカートリッジ、

Claims

基体と、
前記基体上に設けられた感光層と、
前記感光層上に設けられ、ガリウムと酸素と水素を含む保護層であって、赤外吸収スペクトルにおけるＧａ−Ｏ結合のシグナルＩ_Ｇａ−ＯとＯ−Ｈ結合のシグナルＩ_Ｏ−Ｈとの強度比（Ｉ_Ｏ−Ｈ／Ｉ_Ｇａ−Ｏ）が、０．１以上、０．５以下である保護層と、
を備える電子写真感光体。
前記保護層の厚みが、２μｍ以上である請求項１に記載の電子写真感光体。
前記保護層の原子数比〔酸素／ガリウム〕が、１．５０を超え２．２０以下である請求項１又は請求項２に記載の電子写真感光体。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子写真感光体を備え、
画像形成装置に脱着するプロセスカートリッジ。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成された潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
を備えた画像形成装置。