JP4042646B2

JP4042646B2 - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法

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Publication number: JP4042646B2
Application number: JP2003199549A
Authority: JP
Inventors: 景之友寄; 剛士下田; 友男 ▲崎▼村; 裕文早田
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: US20050019683A1; JP2005043391A; US7473510B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いる電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法に関し、更に詳しくは、複写機やプリンターの分野で用いられる電子写真方式の画像形成に用いる電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
他方カールソン法に基づく画像形成方法においては、電子写真感光体上に帯電、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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
接触帯電方法は、感光体に１０²〜１０¹⁰Ω・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、あるしきい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。この接触帯電方法は、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。
【０００７】
しかしながら、帯電ローラ等との直接接触により、電子写真感光体表面に繰り返し帯電を行なうと、電子写真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。
【０００８】
前記した絶縁破壊や黒ポチ等の画像欠陥の発生を防止する為に、導電性支持体のアルミ基体表面をアルマイト加工処理し、電子写真感光体の電荷リークに対する抵抗力を強め、例え感光層に発生した亀裂や汚染等が発生しても、導電性支持体からの電荷リークを防止することが提案されている（特許文献１）。
【０００９】
しかしながらアルマイト加工処理のアルミ基体を用いた電子写真感光体はアルマイト加工処理とその後の経時条件のわずかな変動でアルマイト層が変質し、前記した電荷リークの防止効果が安定して得られにくいと云う問題の他に、アルマイト層と感光層との間が電荷トラップサイトとなりやすく、長期的な使用により、徐々に残留電位が蓄積する傾向が認められる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−０８０５６７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、オゾンや窒素酸化物の発生量が少なく、低電力である帯電方法を用いて、さらに長期的に安定した画像形成を行うことが出来る電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【００１２】
又、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電子写真感光体において、繰り返し使用中に発生しやすい電子写真特性（感度や残留電位等）の劣化を防止し、絶縁破壊や黒ポチ等の画像欠陥の発生を防止し、鮮鋭性が良好な長期的に安定した画像形成を行うことが出来る電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は鋭意検討の結果、本発明の上記課題を解決するためには、接触帯電方式に用いられる電子写真感光体の導電性支持体、中間層及び感光層について詳細な検討を加えた結果、導電性支持体からの電荷リークを防止し、絶縁破壊や黒ポチの発生を防止し且つ繰り返し使用に対し電位特性が安定したボケのない鮮鋭な電子写真画像を形成するためには、絶縁性中間層を厚くし、その上の設置される感光層、特に電荷輸送層の膜厚を厚くしないことが重要であることを見出し本発明を完成した。
【００１５】
１．電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられる電子写真感光体において、該電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が５〜２０μｍであることを特徴とする電子写真感光体。
【００１９】
２．前記アナターゼ形酸化チタン顔料の数平均一次粒子が５〜４００ｎｍであることを特徴とする前記１に記載の電子写真感光体。
【００２０】
３．前記中間層に融解熱０〜４０Ｊ／ｇで、且つ吸水率５質量％以下のポリアミド樹脂を含有することを特徴とする前記１又は２に記載の電子写真感光体。
【００２１】
４．前記中間層の体積抵抗が１０⁸Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
【００２２】
５．前記中間層の膜厚が７〜１５μｍであることを特徴とする前記１〜４のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
【００２３】
６．電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が、５〜２０μｍである電子写真感光体と該電子写真感光体上を一様に帯電する帯電手段、該電子写真感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該電子写真感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上に転写する転写手段の少なくとも１つとが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００２４】
７．電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が、５〜２０μｍであることを特徴とする画像形成装置。
【００２５】
８．電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成方法において、前記７の画像形成装置を用いて、電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【００２６】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２７】
本発明の電子写真感光体は、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００２８】
本発明の電子写真感光体は、上記構成を有することにより、電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置で発生しやすい、絶縁破壊や黒ポチ等の画像欠陥の発生を防止し、電子写真特性（感度や残留電位等）の劣化を防止して、長期的に安定した画像形成を行うことができる。
【００２９】
以下、本発明の電子写真感光体の構成について説明する。
接触帯電方式に用いられる電子写真感光体は、前記したように電子写真感光体に発生した亀裂や汚染等の部分に電荷が集中しやすく、その結果、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。このような接触帯電特有の電荷の集中を防止するには、感光層の単位膜厚当たりの電界強度を小さくし、例え感光体表面に亀裂や汚染が発生しても電荷リークを防止することが重要である。本発明は感光層の単位膜厚当たりの電界強度を小さくするため、電子写真感光体を導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する構成とし、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が５〜２０μｍとすることにより、感光層、特に電荷輸送層の電界強度を小さくすることにより、絶縁破壊や黒ポチを防止し、併せて、残留電位や帯電電位が安定した鮮鋭性が良好な電子写真感光体を提供できる。
【００３０】
中間層の膜厚が５μｍ未満では、絶縁破壊や黒ポチが発生しやすく、２５μｍを超えると、画像ボケが発生しやすく、鮮鋭性が劣化しやすい。一方、電荷輸送層の膜厚が５μｍ未満だと絶縁破壊や黒ポチが発生しやすく、２０μｍを超えると、画像ボケが発生しやすく、鮮鋭性が劣化しやすい。中間層の膜厚は７〜１５μｍがより好ましい。又、電荷輸送層の膜厚は８〜１８μｍがより好ましい。
【００３１】
本発明の中間層は金属酸化物粒子を含有することが好ましい。金属酸化物粒子しては、例えば、酸化セリウム、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化錫、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化チタンなどが挙げられる。これらの中でも、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）が好ましく、特に酸化チタンが特に好ましく用いられる。
【００３２】
又、これらの金属酸化物粒子は、例えばチタンカップリング剤、シランカップリング剤、高分子脂肪酸又はその金属塩等の疎水化処理剤により疎水化されたものが好ましい。
【００３３】
これらの金属酸化物粒子を中間層に含有させることにより、接触帯電により発生しやすい絶縁破壊や黒ポチ等の画像欠陥、画像ボケの発生を防止し、長期的に安定した性能を有する電子写真感光体を提供することができる。
【００３４】
金属酸化物粒子は数平均一次粒子径が５〜４００ｎｍの範囲の微粒子が好ましい。特に、１０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。数平均一次粒子径とは、微粒子を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。
【００３５】
前記酸化チタン粒子は、結晶形としては、アナターゼ形、ルチル形、ブルッカイト形及びアモルファス形等があるが、中でもアナターゼ形酸化チタン顔料が本発明の粒子として最も好ましい。
【００３６】
本発明では中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有する。アナターゼ形酸化チタン顔料中にニオブ元素を上記範囲内で含有させることにより、アナターゼ形酸化チタン顔料の整流特性が長期間の感光体使用中も安定して発揮され、絶縁破壊や黒ポチの発生を防止し、温湿度の環境条件が変化しても、帯電特性や感度特性の変化が小さい。
【００３７】
アナターゼ形酸化チタン顔料のニオブ元素の含有量は３００ｐｐｍ〜１．８質量％がより好ましい。
【００３８】
本発明のアナターゼ形酸化チタン粒子全体のニオブ元素濃度はＩＣＰ（誘導結合プラズマ発光分析法）による定量分析により分析できる。
【００３９】
本発明のアナターゼ形酸化チタン顔料は公知の硫酸法で製造することができる。即ち、硫酸チタン、硫酸チタニルを含む溶液を加熱して加水分解させ含水二酸化チタンスラリーを作製し、該二酸化チタンスラリーを脱水焼成して得られる。以下、ニオブ元素を含有したアナターゼ形酸化チタン顔料の製造方法を記載する。
【００４０】
まず、硫酸チタニル水溶液を加水分解して得た含水二酸化チタンスラリーに、硫酸ニオブ（水溶性のニオブ化合物）を添加する。添加量は、スラリー中のチタン量（二酸化チタン換算）に対し、ニオブイオンとして０．１５〜５質量％の硫酸ニオブが適当である。具体的には、（ｉ）硫酸チタニル水溶液に硫酸ニオブをニオブイオンとして０．１５〜５質量％加えたものを加水分解して得た含水二酸化チタンスラリー、あるいは（ii）硫酸チタニル水溶液を加水分解して得た含水二酸化チタンスラリーに、硫酸ニオブをニオブイオンとして０．１５〜５質量％加えたスラリーを用いることができる。
【００４１】
上記ニオブイオン等を含む含水二酸化チタンスラリーを脱水して焼成する。焼成温度は一般に８５０〜１１００℃が適当である。焼成温度が８５０℃未満では焼成が十分に行われない。また、１１００℃を上回ると粒子の焼結が生じ、顔料の分散性が著しく損なわれる。スラリーに加えられたニオブイオンは焼成中に粒子表面に偏析し、ニオブ酸化物として表面層に多く含まれる。この製造方法により、一次粒子の平均粒径が０．０１〜１０μｍであって、ニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２質量％含有したアナターゼ形酸化チタン顔料を得ることができる。
【００４２】
尚、四塩化チタンを用いて、ガス焼結法により酸化チタン顔料を形成する方法もあり、この場合、原料のガス成分に他の金属ハロゲン成分を持ち込まなければ、ニオブ等の他の金属元素の含有量をゼロ（ほとんど含有しない）としたアナターゼ酸化チタン顔料を作製することもできる。
【００４３】
本発明のアナターゼ形酸化チタンはアナターゼ化度は９０〜１００％が好ましい。上記方法により、アナターゼ化度がほぼ１００％のアナターゼ形酸化チタンを作製することができる。又、この範囲のニオブ元素を含有するアナターゼ形酸化チタンを含有する本発明の中間層は、整流性が良好且つ安定して達成され、本発明の前記したような効果が良好に達成される。
【００４４】
ここで、アナターゼ化度とは、酸化チタンの粉末Ｘ線回析において、アナターゼの最強干渉線（面指数１０１）の強度ＩＡとルチルの最強干渉線（面指数１１０）の強度ＩＲを測定し、以下の式で求められる値である。
アナターゼ化度（％）＝１００／（１＋１．２６５×ＩＲ／ＩＡ）
アナターゼ化度を９０〜１００％の範囲に作製するには、酸化チタンの作製において、チタン化合物として硫酸チタン、硫酸チタニルを含む溶液を加熱して加水分解させるとアナターゼ化度がほぼ１００％のアナターゼ形酸化チタンが得られる。又、四塩化チタン水溶液をアルカリを用いて中和すればアナターゼ化度が高いアナターゼ形酸化チタンが得られる。
【００４５】
アナターゼ形酸化チタン顔料は、反応性有機ケイ素化合物による表面処理を行うことが好ましい。反応性有機ケイ素化合物によるアナターゼ形酸化チタン顔料の表面処理は以下の様な湿式法で行うことできる。尚、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。
【００４６】
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アナターゼ形酸化チタン顔料を添加し、この混合液を数分から１昼夜程度メディア分散する。そして場合によっては混合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アナターゼ形酸化チタン顔料を得る。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。
【００４７】
尚、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アナターゼ形酸化チタン顔料１００質量部に対し、反応性有機ケイ素化合物を０．１〜１０質量部、更に好ましくは０．１〜５質量部用いることが好ましい。表面処理量が上記範囲よりも少ないと表面処理効果が十分に付与されず、中間層内における酸化チタン粒子の整流作用や分散性等が悪くなる。また、表面処理量が上記範囲を超えてしまうと、電子写真特性を劣化させ、その結果残留電位上昇や帯電電位の低下を招いてしまう。
【００４８】
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（１）で表される有機ケイ素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。
【００４９】
一般式（１）
（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（１）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。
【００５０】
また、一般式（１）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。
【００５１】
また、一般式（１）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（１）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。
【００５２】
又、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。特にメチルハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
上記アナターゼ形酸化チタン顔料の表面処理の他の１つは、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が挙げられる。
【００５６】
このアルミナ処理、シリカ処理、ジルコニア処理とはアナターゼ形酸化チタン表面にアルミナ、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。
【００５７】
なお、アルミナ及び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。
【００５８】
アナターゼ形酸化チタンのアルミナ、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アナターゼ形酸化チタンは以下の様に作製することができる。
【００５９】
アナターゼ形酸化チタンを用いる場合、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。
【００６０】
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アナターゼ形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。
【００６１】
又、本発明の中間層は実質的に絶縁層であることが好ましい。ここで絶縁層とは、体積抵抗が１×１０⁸以上である。本発明の中間層及び保護層の体積抵抗は１×１０⁸〜１０¹⁵Ω・ｃｍが好ましく、１×１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍがより好ましく、更に好ましくは、２×１０⁹〜１×１０¹³Ω・ｃｍである。体積抵抗は下記のようにして測定できる。
【００６２】
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：３０±２℃、８０±５ＲＨ％
体積抵抗が１×１０⁸未満では中間層の電荷ブロッキング性が低下し、黒ポチの発生が増大し、電子写真感光体の電位保持性も劣化し、良好な画質が得られない。一方１０¹⁵Ω・ｃｍより大きいと繰り返し画像形成で残留電位が増大しやすく、良好な画質が得られない。
【００６３】
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金属酸化物粒子、バインダー樹脂、分散溶媒等から構成される。
【００６４】
本発明の中間層は、バインダー樹脂１００質量部に対し、金属酸化物粒子を１０〜１０，０００質量部、好ましくは５０〜１，０００質量部の割合で含有させる。該金属酸化物粒子をこの範囲で用いることにより、該金属酸化物粒子の分散性を良好に保つことができ、絶縁破壊や黒ポチが発生せず、電位変動が小さい良好な中間層を形成することができる。
【００６５】
一方、これらの粒子を分散し、中間層の層構造を形成するバインダー樹脂としては、粒子の良好な分散性を得る為にポリアミド樹脂が好ましいが、特に以下に示すポリアミド樹脂が好ましい。
【００６６】
即ち、本発明の中間層にはバインダー樹脂に融解熱０〜４０Ｊ／ｇで、且つ吸水率５質量％以下のポリアミド樹脂が好ましい。該融解熱は０〜３０Ｊ／ｇがより好ましく、０〜２０Ｊ／ｇが最も好ましい。一方、前記吸水率が５質量％を超えると、中間層中の含水率が上昇し、絶縁破壊や黒ポチが発生しやすく、残留電位の上昇、カブリの発生等、電子写真特性も低下しやすい。該吸水率は４質量％以下がより好ましい。
【００６７】
上記樹脂の融解熱はＤＳＣ（示差走査熱量測定：ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｏｒｙ）にて測定する。但し、ＤＳＣの測定値と同じ測定値が得られれば、ＤＳＣ測定法にこだわらない。該融解熱はＤＳＣ昇温時の吸熱ピーク面積から求める。
【００６８】
一方、樹脂の吸水率は水中浸漬法による質量変化又はカールフィッシャー法により求める。
【００６９】
本発明の中間層のバインダー樹脂としてはアルコール可溶性ポリアミド樹脂が好ましい。電子写真感光体の中間層のバインダー樹脂としては、中間層を均一な膜厚で形成するために、溶媒溶解性の優れた樹脂が必要とされている。このようなアルコール可溶性のポリアミド樹脂としては、前記した６−ナイロン等のアミド結合間の炭素鎖の少ない化学構造から構成される共重合ポリアミド樹脂やメトキシメチル化ポリアミド樹脂が知られているが、これらの樹脂は吸水率が高く、このようなポリアミドを用いた中間層は環境依存性が高くなる傾向にあり、その結果、たとえば高温高湿や低温低湿下の帯電特性や感度等が変化しやすく、絶縁破壊や黒ポチも発生しやすい。
【００７０】
本発明のアルコール可溶性ポリアミド樹脂には、上記のような欠点を改良し、融解熱０〜４０Ｊ／ｇで、且つ吸水率５質量％以下の特性を与えることにより、従来のアルコール可溶性ポリアミド樹脂の欠点を改良し、外部環境が変化しても、又電子写真感光体の長時間連続使用を行っても、良好な電子写真画像を得ることができる。
【００７１】
以下、融解熱０〜４０Ｊ／ｇで、且つ吸水率５質量％以下の特性を有するアルコール可溶性ポリアミド樹脂について説明する。
【００７２】
前記アルコール可溶性ポリアミド樹脂としては、アミド結合間の炭素数が７〜３０の繰り返し単位構造を全繰り返し単位構造の４０〜１００モル％含有するポリアミド樹脂が好ましい。
【００７３】
ここで、アミド結合間の炭素数が７〜３０の繰り返し単位構造について説明する。前記繰り返し単位構造とはポリアミド樹脂を形成するアミド結合単位を意味する。このことを、繰り返し単位構造がアミノ基とカルボン酸基の両方を持つ化合物の縮合により形成されるポリアミド樹脂（タイプＡ）と、ジアミノ化合物とジカルボン酸化合物の縮合で形成されるポリアミド樹脂（タイプＢ）の両方の例で説明する。
【００７４】
即ち、タイプＡの繰り返し単位構造は一般式（２）で表され、Ｘに含まれる炭素数が繰り返し単位構造におけるアミド結合単位の炭素数である。一方タイプＢの繰り返し単位構造は一般式（３）で表され、Ｙに含まれる炭素数もＺに含まれる炭素数も、各々繰り返し単位構造におけるアミド結合単位の炭素数である。
【００７５】
【化１】

【００７６】
一般式（２）中、Ｒ₁は水素原子、置換又は無置換のアルキル基、Ｘは置換又は無置換の、アルキレン基、２価のシクロアルカンを含む基、２価の芳香族基及びこれらの混合構造を示し、ｌは自然数を示す。
【００７７】
【化２】

【００７８】
一般式（３）中、Ｒ₂、Ｒ₃は各水素原子、置換又は無置換のアルキル基、Ｙ、Ｚは各置換又は無置換の、アルキレン基、２価のシクロアルカンを含む基、２価の芳香族基及びこれらの混合構造を示し、ｍ、ｎは自然数を示す。
【００７９】
前記のごとく、炭素数が７〜３０の繰り返し単位構造は置換又は無置換の、アルキレン基、２価のシクロアルカンを含む基、２価の芳香族基及びこれらの混合構造を有する化学構造等が挙げられるが、これらの中で２価のシクロアルカンを含む基を有する化学構造が好ましい。
【００８０】
本発明のポリアミド樹脂は繰り返し単位構造のアミド結合間の炭素数が７〜３０であるが、好ましくは９〜２５、更には１１〜２０が良い。またアミド結合間の炭素数が７〜３０の繰り返し単位構造が全繰り返し単位構造中に占める比率は４０〜１００モル％、好ましくは６０〜１００モル％、更には８０〜１００モル％が良い。
【００８１】
前記炭素数が７より小だと、ポリアミド樹脂の吸湿性が大きく、電子写真特性、特に繰り返し使用時の電位の湿度依存性が大きく、更に黒ポチ等の画像欠陥が発生しやすい。３０より大であるとポリアミド樹脂の塗布溶媒への溶解が悪くなり、中間層の塗布膜形成に適さない。
【００８２】
又、アミド結合間の炭素数が７〜３０の繰り返し単位構造が全繰り返し単位構造中に占める比率が４０モル％より小さいと、上記効果が小さくなる。
【００８３】
本発明の好ましいポリアミド樹脂としては下記一般式（４）で示される繰り返し単位構造を有するポリアミドが挙げられる。
【００８４】
【化３】

【００８５】
一般式（４）中、Ｙ₁は２価のアルキル置換されたシクロアルカンを含む基、Ｚ₁はメチレン基、ｍは１〜３、ｎは３〜２０を示す。
【００８６】
上記一般式（４）中、Ｙ₁の２価のアルキル置換されたシクロアルカンを含む基は下記化学構造が好ましい。即ち、Ｙ₁が下記化学構造を有する本発明のポリアミド樹脂は、黒ポチ改善効果が著しい。
【００８７】
【化４】

【００８８】
上記化学構造において、Ａは単結合、炭素数１〜４のアルキレン基を示し、Ｒ₄は置換基で、アルキル基を示し、ｐは１〜５の自然数を示す。但し、複数のＲ₄は同一でも、異なっていても良い。
【００８９】
本発明のポリアミド樹脂の具体例としては下記のような例が挙げられる。
【００９０】
【化５】

【００９１】
【化６】

【００９２】
【化７】

【００９３】
上記具体例中の（）内の％は繰り返し単位構造のアミド結合間の炭素数が７以上の繰り返し単位構造の比率（モル％）を示す。
【００９４】
上記具体例の中でも、一般式（４）の繰り返し単位構造を有するＮ−１〜Ｎ−４のポリアミド樹脂が特に好ましい。
【００９５】
又、本発明のポリアミド樹脂の分子量は数平均分子量で５，０００〜８０，０００が好ましく、１０，０００〜６０，０００がより好ましい。数平均分子量が５，０００以下だと中間層の膜厚の均一性が劣化し、本発明の効果が十分に発揮されにくい。一方、８０，０００より大きいと、樹脂の溶媒溶解性が低下しやすく、中間層中に凝集樹脂が発生しやすく、黒ポチ等の画像欠陥が発生しやすい。
【００９６】
本発明のポリアミド樹脂はその一部が既に市販されており、例えばダイセル・デグサ（株）社製のベスタメルトＸ１０１０、Ｘ４６８５等の商品名で販売されて、一般的なポリアミドの合成法で作製することができるが、以下に合成例の一例を挙げる。
【００９７】
例示ポリアミド樹脂（Ｎ−１）の合成
攪拌機、窒素、窒素導入管、温度計、脱水管等を備えた重合釜にラウリルラクタム２１５質量部、３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルアミン１１２質量部、１，１２−ドデカンシカルボン酸１５３質量部及び水２質量部を混合し、加熱加圧下、水を留出させながら９時間反応させた。重合物を取り出し、Ｃ¹³−ＮＭＲにより共重合組成を求めたところ、Ｎ−１の組成と一致した。尚、上記合成された共重合のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）は（２３０℃／２．１６ｋｇ）の条件で、５ｇ／１０ｍｉｎであった。
【００９８】
本発明のポリアミド樹脂を溶解し、塗布液を作製する溶媒としては、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール等の炭素数２〜４のアルコール類が好ましく、ポリアミドの溶解性と作製された塗布液の塗布性の点で優れている。これらの溶媒は全溶媒中に３０〜１００質量％、好ましくは４０〜１００質量％、更には５０〜１００質量％が好ましい。前記溶媒と併用し、好ましい効果を得られる助溶媒としては、メタノール、ベンジルアルコール、トルエン、メチレンクロライド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【００９９】
一方、電荷輸送層の構成は公知の構成を用いて得ることができる。電荷輸送物質及びバインダーを適切に選択して、電荷輸送層を形成することが必要である。
【０１００】
電荷輸送物質（ＣＴＭ）としては、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併用して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。
【０１０１】
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構造のうちの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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
又、電荷輸送層には酸化防止剤を含有させることが好ましい。該酸化防止剤とは、その代表的なものは電子写真感光体中ないしは電子写真感光体表面に存在する自動酸化性物質に対して、光、熱、放電等の条件下で酸素の作用を防止ないし、抑制する性質を有する物質である。
【０１０４】
次に、上記のような中間層、電荷輸送層を有する電子写真感光体、特に有機感光体の層構成について記載する。
【０１０５】
本発明の有機感光体とは電子写真感光体の構成に必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質又は有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機電子写真感光体を全て含有する。
【０１０６】
以下に本発明に用いられる有機感光体の構成について記載する。
導電性支持体
感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状、円筒状のどちらを用いても良いが、画像形成装置をコンパクトに設計するためには円筒状導電性支持体の方が好ましい。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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１０³Ωｃｍ以下が好ましい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
中間層
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、前記バリヤー機能を備えた中間層を設ける。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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結晶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の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の７．５°、２８．７°に顕著な回折ピークを有するチタニルフタロシン、同２θの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。
【０１１４】
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〜１μｍが好ましい。０．０１μｍ未満では十分な感度特性が得られず、残留電位が上昇しやすい。一方、１μｍを超えると絶縁破壊や黒ポチが発生しやすい。
【０１１５】
電荷輸送層
本発明の電荷輸送層には前記した膜厚が、５〜２０μｍの電荷輸送層を用いる。該膜厚が５μｍ未満では、絶縁破壊や黒ポチ等が発生しやすく、２０μｍを超えると画像がボケやすく鮮鋭性が劣化しやすい。
【０１１６】
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。
【０１１７】
中間層、電荷発生層、電荷輸送層等の層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。本発明はこれらに限定されるものではないが、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、メチルエチルケトン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。
【０１１８】
又、これらの各層の塗布溶液は塗布工程に入る前に、塗布溶液中の異物や凝集物を除去するために、金属フィルター、メンブランフィルター等で濾過することが好ましい。例えば、日本ポール社製のプリーツタイプ（ＨＤＣ）、デプスタイプ（プロファイル）、セミデプスタイプ（プロファイルスター）等を塗布液の特性に応じて選択し、濾過をすることが好ましい。
【０１１９】
次に有機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。なお保護層は前記円形量規制型塗布加工方法を用いるのが最も好ましい。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。
【０１２０】
次に、本発明の接触帯電方式を用いた画像形成装置について説明する。
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。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静電力により回収される。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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
尚、上記画像形成装置は、モノクロのレーザプリンタを示したが、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。
【０１２８】
又、前記画像形成装置は、クリーナレスの画像形成装置を例示したが、残留トナーを回収するための専用のクリーニング装置を備える画像形成装置であってもよい。即ち、本発明は、クリーナレス型でない画像形成装置にも適用することができる。
【０１２９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。但し、下記文中の「部」は「質量部」を示す。
【０１３０】
以下のようにして、評価に用いる感光体を作製した。
感光体１の作製
中間層１
洗浄済み円筒状アルミニウム基体（切削加工により表面粗さＲｚ：１．０μｍに加工した）上に、下記中間層塗布液を浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚１０μｍの中間層１を形成した。
【０１３１】
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。
【０１３２】
（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
ニオブ元素を０．５質量％含有したアナターゼ形酸化チタンＡ１（一次粒径３５ｎｍ；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。
【０１３３】
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０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【０１３４】
Ｂ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、ブラッグ角（２θ±０．２°）７．５°、２８．７°に顕著な回折ピークを有するチタニルフタロシン顔料）２０部
ポリビニルブチラール（ＢＸ−１、積水化学（株）社製）１０部
メチルエチルケトン７００部
シクロヘキサノン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１５μｍの電荷輸送層を形成し、感光体１を作製した。
【０１３５】
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）７０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８／２）７５０部
感光体２〜１８の作製
アルミニウム基体の表面粗さＲｚ、中間層の粒子、バインダー樹脂、乾燥膜厚、電荷輸送層の電荷輸送物質及び膜厚等を表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２〜１８を作製した。
【０１３６】
尚、前記感光体１〜１８の作製と同時に、各感光体の中間層塗布液を用いて、アルミ蒸着したポリエチレンテレフタレート支持体上に各中間層塗布液を塗布し、前記感光体の乾燥条件と同じ条件で乾燥膜厚１０μｍの中間層を形成して体積抵抗測定用試料を作製し、各中間層の体積抵抗を測定した。その結果、感光体１〜１８の中間層の体積抵抗は全て１×１０⁸Ω・ｃｍ以上であった。
【０１３７】
【化８】

【０１３８】
【表１】

【０１３９】
表中、
Ａ１はニオブ元素を０．５質量％含有したアナターゼ形酸化チタン（アナターゼ化度：１００％）
Ａ２はニオブ元素を１．０質量％含有したアナターゼ形酸化チタン（アナターゼ化度：９５％）
Ａ３はニオブ元素を３００ｐｐｍ含有したアナターゼ形酸化チタン（アナターゼ化度：１００％）
Ａ４はニオブ元素を１．８質量％含有したアナターゼ形酸化チタン（アナターゼ化度：９２％）
Ａ５はニオブ元素を含有しないアナターゼ形酸化チタン（アナターゼ化度：９４％：ニオブ元素含有量１０ｐｐｍ以下）
Ｚは酸化亜鉛
ＡＬはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）
Ｚｒは酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）
尚、表中、表面処理とは粒子の表面に施した表面処理に用いた物質を示す。
【０１４０】
又、表中の融解熱、吸水率の測定は以下のようにして行った。
融解熱の測定条件
測定機：島津製作所「島津熱流速示差走査熱量計ＤＳＣ−５０」を用いて測定した。
【０１４１】
測定条件：測定試料を上記測定機に設定し、室温（２４℃）から測定開始、２００℃迄５℃／分で昇温し、次いで室温まで５℃／分で冷却する。これを２回連続で行い、２回めの昇温時の融解による吸熱ピーク面積より融解熱を算出する。
【０１４２】
吸水率の測定条件
測定対象の試料を７０〜８０℃で３〜４時間で十分に乾燥させ、その質量を精密に秤量する。次に、２０℃に維持したイオン交換水に試料を投入し、一定時間経過後に引き上げ試料表面の水を清潔な布で拭き取り、質量を測定する。以上の操作を質量増が飽和するまで繰り返し、その結果得られた試料の増加質量（増加分）を初期の質量で除した値を吸水率とした。
【０１４３】
表中、炭素数が７以上の単位構造の比率とは、繰り返し単位構造のアミド結合間の炭素数が７以上の繰り返し単位構造の比率（モル％）を示す。又、Ｎ−１２はメトキシメチル化ナイロン６（アミド結合間の炭素数は５であり、メトキシメチル化度は２５％）
評価
以上のようにして得た感光体１〜１８を基本的に図１、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）に各々装着し、高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）と低温低湿（１０℃２０％ＲＨ）の環境下で、それぞれ評価項目を変えて評価した。評価結果を表２に示す。
【０１４４】
露光条件
露光部電位目標：−５０Ｖ未満にする露光量に設定。
【０１４５】
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を用いた反転現像
評価項目及び評価方法
評価項目及び評価基準
残留電位の評価（べた黒画像の電位変化）
低温低湿（１０℃２０％ＲＨ）、高温高湿（ＨＨ：３０℃８０％ＲＨ）環境下で、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等分にある画像をＡ４で１枚間欠モードにて１万枚の印刷を行い、初期と１万枚後の現像位置でのべた黒画像部の電位変化（｜ΔＶ｜）を評価した。｜ΔＶ｜が小さい方が繰り返し残留電位の上昇が小さい。
【０１４６】
◎；べた黒画像部の電位変化｜ΔＶ｜が５０Ｖ未満（良好）
○；べた黒画像部の電位変化｜ΔＶ｜が５０Ｖ〜１５０Ｖ（実用上問題なし）
×；べた黒画像部の電位変化｜ΔＶ｜が１５０Ｖより大きい（実用上問題有り）
帯電電位の評価（べた白画像の電位変化）
低温低湿（１０℃２０％ＲＨ）、高温高湿（ＨＨ：３０℃８０％ＲＨ）環境下で、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等分にある画像をＡ４で１枚間欠モードにて１万枚の印刷を行い、初期と１万枚後の現像位置でのべた白画像部の電位変化（｜ΔＶ｜）を評価した。｜ΔＶ｜が小さい方が繰り返し帯電電位の変化が小さい。
【０１４７】
◎；べた白画像部の電位変化｜ΔＶ｜が５０Ｖ未満（良好）
○；べた白画像部の電位変化｜ΔＶ｜が５０Ｖ〜１５０Ｖ（実用上問題なし）
×；べた白画像部の電位変化｜ΔＶ｜が１５０Ｖより大きい（実用上問題有り）
画像濃度；低温低湿（ＬＬ：１０℃２０％ＲＨ）、高温高湿（ＨＨ：３０℃８０％ＲＨ）で評価
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。各１万枚コピー後のべた黒画像部で測定した。
【０１４８】
◎：低温低湿、高温高湿とも黒ベタ画像が１．２より高い（良好）
○：低温低湿、高温高湿とも黒ベタ画像が１．０以上、１．２以下（実用上問題なし）
×：低温低湿、高温高湿の何れかで黒ベタ画像が１．０未満（実用上問題あり）
カブリ；低温低湿（ＬＬ：１０℃２０％ＲＨ）、高温高湿（ＨＨ：３０℃８０％ＲＨ）で評価
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。各１万枚コピー後のべた黒画像部で測定した。
【０１４９】
◎；低温低湿、高温高湿とも濃度が０．０１０未満（良好）
○；低温低湿、高温高湿とも濃度が０．０１０以上、０．０２０以下（実用上問題ないレベル）
×；低温低湿、高温高湿の何れかで濃度が０．０２０より高い（実用上問題となるレベル）
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。
【０１５０】
×；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。
周期性の画像欠陥（高温高湿（３０℃８０％ＲＨ））
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。
【０１５１】
◎；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）
鮮鋭性
画像の鮮鋭性は、低温低湿（１０℃２０％ＲＨ）、高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）の両環境において画像を出し、文字潰れで評価した。３ポイント、５ポイントの文字画像を形成し、下記の判断基準で評価した。
【０１５２】
◎；画像ボケの発生がなく、３ポイント、５ポイントとも明瞭であり、容易に判読可能
○；画像ボケの発生が軽微であり、３ポイントは一部判読不能、５ポイントは明瞭であり、容易に判読可能
×；画像ボケが発生し、３ポイントは殆ど判読不能、５ポイントも一部あるいは全部が判読不能
【０１５３】
【表２】

【０１５４】
表２より、本発明の電子写真感光体、即ち、中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が、５〜２０μｍである電子写真感光体１〜９及び１３は、高温高湿、低温低湿での残留電位、帯電電位の安定性に優れており、このことから画像濃度が十分で且つカブリ濃度が小さい。しかも絶縁破壊も発生せず、黒ポチ等の改良効果が顕著であり、その結果鮮鋭性が良好な電子写真画像を得ている。特に、中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン及び融解熱０〜４０Ｊ／ｇで、吸水率５質量％以下のポリアミド樹脂を用い、中間層膜厚が７〜１８μｍ、且つ電荷輸送層の膜厚が、８〜１８μｍの感光体１〜６は各評価項目の改良効果が著しい。一方、中間層の膜厚が４μｍの感光体１５は絶縁破壊が発生し、黒ポチの発生も多く、鮮鋭性も劣化している。中間層の膜厚が２７μｍの感光体１６は残留電位の上昇が大きく、画像濃度が低下し、その結果鮮鋭性も低下している。電荷輸送層の膜厚が４μｍの感光体１７は絶縁破壊が発生し、黒ポチの発生も多く、鮮鋭性も劣化している。電荷輸送層の膜厚が２２μｍの感光体１８は各ドット画像が不鮮明で、鮮鋭性が低下している。
【０１５５】
【発明の効果】
本発明の電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法を用いることにより、接触帯電方式で発生しやすい低温低湿、高温高湿での残留電位の上昇や帯電電位の変動を防止し、又絶縁破壊や画像欠陥を防止し、画像濃度、カブリ、鮮鋭性が良好な電子写真画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】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。
【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

電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられる電子写真感光体において、該電子写真感光体が、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が５〜２０μｍであることを特徴とする電子写真感光体。
前記アナターゼ形酸化チタン顔料の数平均一次粒子が５〜４００ｎｍ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。
前記中間層に融解熱０〜４０Ｊ／ｇで、且つ吸水率５質量％以下のポリアミド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。
前記中間層の体積抵抗が１０ ⁸ Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
前記中間層の膜厚が７〜１５μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか 1 項に記載の電子写真感光体。
電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が、５〜２０μｍである電子写真感光体と該電子写真感光体上を一様に帯電する帯電手段、該電子写真感光体上の静電潜像を顕像化する現像手段、該電子写真感光体上に顕像化されたトナー像を転写材上に転写する転写手段の少なくとも１つとが一体的に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に装着されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成装置において、該電子写真感光体が導電性支持体上に少なくとも中間層、電荷発生層及び電荷輸送層を有し、該中間層がニオブ元素を１００ｐｐｍ〜２．０質量％含有するアナターゼ形酸化チタン顔料を含有し且つ膜厚が５〜２５μｍであり、電荷輸送層の膜厚が、５〜２０μｍであることを特徴とする画像形成装置。
電子写真感光体上に帯電部材を接触させて帯電する帯電手段を有する画像形成方法において、請求項７の画像形成装置を用いて、電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成方法。