Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7500673B2 - Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7500673B2 - Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device - Google Patents

Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device Download PDF

Info

Publication number
JP7500673B2
JP7500673B2 JP2022141488A JP2022141488A JP7500673B2 JP 7500673 B2 JP7500673 B2 JP 7500673B2 JP 2022141488 A JP2022141488 A JP 2022141488A JP 2022141488 A JP2022141488 A JP 2022141488A JP 7500673 B2 JP7500673 B2 JP 7500673B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrophotographic photoreceptor
atoms
niobium
protective layer
conductive particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022141488A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023057026A (en
Inventor
俊太郎 渡邉
太一 佐藤
康平 牧角
匡紀 廣田
邦彦 関戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to US17/936,088 priority Critical patent/US12429785B2/en
Priority to EP22199747.1A priority patent/EP4163723A1/en
Priority to CN202211223358.1A priority patent/CN115963711A/en
Publication of JP2023057026A publication Critical patent/JP2023057026A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7500673B2 publication Critical patent/JP7500673B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ、および該電子写真感光体を有する電子写真装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor, a process cartridge having the electrophotographic photoreceptor, and an electrophotographic device having the electrophotographic photoreceptor.

電子写真装置に搭載される電子写真感光体として、電荷発生物質となる有機光導電性物質を含有するものが広く使用されている。近年、電子写真感光体の長寿命化や繰り返し使用時の高画質化を目的として、電子写真感光体の機械的耐久性すなわち、耐摩耗性の向上が求められている。 Electrophotographic photoreceptors that are widely used in electrophotographic devices contain organic photoconductive substances that act as charge generating substances. In recent years, there has been a demand for improved mechanical durability, i.e., wear resistance, of electrophotographic photoreceptors in order to extend the life of electrophotographic photoreceptors and improve image quality during repeated use.

一方で、電子写真感光体の耐摩耗性が向上すると、帯電工程において感光体と帯電部材との間で生ずる放電によって生成される放電生成物や水分が電子写真感光体の表面に残留する。この放電生成物や水分によって、電子写真感光体上に形成された静電潜像が崩れるため、紙等の出力画像上で所望の静電潜像が崩れる、画像流れと呼ばれる現象が生じることがある。 On the other hand, when the wear resistance of the electrophotographic photoreceptor is improved, discharge products and moisture generated by the discharge that occurs between the photoreceptor and the charging member during the charging process remain on the surface of the electrophotographic photoreceptor. These discharge products and moisture can cause the electrostatic latent image formed on the electrophotographic photoreceptor to collapse, resulting in a phenomenon called image flow, in which the desired electrostatic latent image collapses on the output image on paper, etc.

電子写真感光体の表面における放電によってオゾンや窒素酸化物等の酸化性ガスが生じ、この酸化性ガスにより、電子写真感光体の表面層に用いられている材料が劣化して放電生成物が発生する。また、水分の吸着によって電子写真感光体の表面が低抵抗化する。これらの要素が画像流れを生じる原因であると考えられている。
そして、電子写真感光体の表面の耐摩耗性が高くなるほど、上記放電生成物や水分等の、画像流れを生ずる原因物質の除去がなされにくくなり、画像流れが発生しやすくなる。
Discharge on the surface of the electrophotographic photoreceptor generates oxidizing gases such as ozone and nitrogen oxides, which deteriorate the materials used in the surface layer of the electrophotographic photoreceptor and generate discharge products. In addition, the surface of the electrophotographic photoreceptor becomes less resistive due to the adsorption of moisture. These factors are thought to be the cause of image deletion.
As the wear resistance of the surface of the electrophotographic photosensitive member increases, it becomes more difficult to remove substances that cause image deletion, such as the discharge products and moisture, and image deletion becomes more likely to occur.

画像流れを改善する技術として、電子写真感光体の表面層に導電性粒子を含有させて、電子写真感光体の表面層の体積抵抗率を制御する方法が挙げられる。
電子写真感光体の表面には、帯電工程において帯電部材から電圧が印加されることによって、暗部電位が形成される。この暗部電位の形成のための帯電は、2種類の過程でなされていると考えられる。一つは、パッシェンの法則にのっとり、帯電部材と電子写真感光体表面との間の空気層が絶縁破壊されたときに電子写真感光体の表面の帯電が進行する過程である。もう一つの過程では、電子写真感光体と帯電部材と間の接触電位が十分に小さいとき、印加した電圧によって放電することなく、帯電部材から電子写真感光体の表面に電荷が注入される注入帯電によって帯電する。
表面層に導電性粒子を含有させて体積抵抗率を制御することで、帯電工程における帯電部材から電子写真感光体への注入帯電に過程による帯電の割合を高くすることができる。すなわち、電子写真感光体の注入帯電性を高めることができ、これにより放電を抑制することができる。
As a technique for improving image deletion, there is a method in which conductive particles are contained in the surface layer of the electrophotographic photosensitive member to control the volume resistivity of the surface layer of the electrophotographic photosensitive member.
A dark potential is formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor by applying a voltage from a charging member in a charging process. It is considered that the charging for forming this dark potential is performed by two types of processes. One is a process in which charging of the surface of the electrophotographic photoreceptor progresses when an air layer between the charging member and the surface of the electrophotographic photoreceptor is broken down according to Paschen's law. In the other process, when the contact potential between the electrophotographic photoreceptor and the charging member is sufficiently small, charging occurs by injection charging in which charges are injected from the charging member into the surface of the electrophotographic photoreceptor without discharging due to the applied voltage.
By controlling the volume resistivity by including conductive particles in the surface layer, the proportion of charging due to the injection charging process from the charging member to the electrophotographic photosensitive member in the charging step can be increased. In other words, the injection charging property of the electrophotographic photosensitive member can be increased, thereby suppressing discharge.

特許文献1には、電子写真感光体の保護層(表面層)に、硬化性化合物を反応させて得られる成分と、ニオブ原子を含有したアナターゼ型の酸化チタンとを含有させる技術が開示されている。当該技術により、電子写真感光体を長期間にわたって使用した場合おけるクリーニング性能が向上することが、特許文献1に記載されている。 Patent Document 1 discloses a technology in which a component obtained by reacting a curable compound and anatase-type titanium oxide containing niobium atoms are contained in the protective layer (surface layer) of an electrophotographic photoreceptor. Patent Document 1 describes that this technology improves the cleaning performance of an electrophotographic photoreceptor when it is used for a long period of time.

また、特許文献2には、静電潜像担持体(電子写真感光体)の表面保護層(表面層)に、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、および酸化インジウムスズのようなN型半導体粒子を含有させる技術が開示されている。当該技術により、2成分現像剤を用いた場合におけるスキャベンジング現象を抑制することが特許文献2では提案されている。 Patent Document 2 also discloses a technology for incorporating N-type semiconductor particles such as tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, and indium tin oxide into the surface protection layer (surface layer) of an electrostatic latent image carrier (electrophotographic photoreceptor). Patent Document 2 proposes that this technology can be used to suppress the scavenging phenomenon when a two-component developer is used.

さらに、特許文献3には、電子写真感光体の保護層(表面層)に、金属酸化物と、結着樹脂としての光硬化性樹脂と、およびシリコーン側鎖を有する光反応性グラフトポリマーとを含有させる技術が開示されている。当該技術によって、電子写真感光体表面の滑り性が向上し、クリーニングブレードを当接させるクリーニング方法によって、感光体表面に付着した、酸性ガスによって生じる親水性物質を適度に除去することが可能になると、特許文献3に記載されている。 Furthermore, Patent Document 3 discloses a technology in which the protective layer (surface layer) of an electrophotographic photoreceptor contains a metal oxide, a photocurable resin as a binder resin, and a photoreactive graft polymer having a silicone side chain. Patent Document 3 describes that this technology improves the slipperiness of the electrophotographic photoreceptor surface, and that a cleaning method in which a cleaning blade is brought into contact with the surface makes it possible to adequately remove hydrophilic substances that are generated by acidic gas and that adhere to the photoreceptor surface.

特開2009-229495号公報JP 2009-229495 A 特開2018-128515号公報JP 2018-128515 A 特開2015-132639号公報JP 2015-132639 A

特許文献1~3に開示された技術では、表面層に導電性粒子が含有され、表面層の体積抵抗率を制御することが可能な構成が用いられているものの、画像流れに対して十分な抑制効果が得られない場合があった。また、特許文献1に記載の電子写真感光体においては、帯電均一性に改善の余地があった。 In the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3, the surface layer contains conductive particles, and a configuration is used that makes it possible to control the volume resistivity of the surface layer, but there are cases in which the effect of suppressing image deletion is not sufficient. Also, in the electrophotographic photoreceptor described in Patent Document 1, there is room for improvement in the charging uniformity.

したがって、本発明の目的は、画像流れの抑制および帯電均一性に優れた電子写真感光体を提供することにある。さらには、上記電子写真感光体を搭載したプロセスカートリッジ、および、上記プロセスカートリッジを備えた電子写真装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to provide an electrophotographic photoreceptor that is excellent in suppressing image flow and in charging uniformity. Furthermore, the object of the present invention is to provide a process cartridge equipped with the electrophotographic photoreceptor, and an electrophotographic device equipped with the process cartridge.

上記の目的は、以下の本発明によって達成される。本発明の一態様に係る電子写真感光体は、導電性支持体と、感光層と、保護層とを有する電子写真感光体であって、該保護層は、導電性粒子を含有し、該導電性粒子の表面は、チタン原子およびニオブ原子を含有する金属酸化物を有し、該金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比は、0.01以上0.20以下であり、該導電性粒子は、ケイ素原子を有する化合物で表面処理されており、該保護層における該導電性粒子の含有割合は、該保護層の全体積に対して5体積%以上40体積%未満であり、該保護層の表面における、X線光電子分光分析により決定される炭素原子の相対濃度d(C)、酸素原子の相対濃度d(O)、チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)の合計を100.0atomic%としたとき、下記式(1)~(3)を満たす、ことを特徴とする。
0<d(Ti)≦ 2.0・・・(1)
0<d(Si)≦ 8.0・・・(2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦ 1.0・・・(3)
The above object is achieved by the present invention described below. An electrophotographic photoreceptor according to one embodiment of the present invention is an electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a photosensitive layer, and a protective layer, the protective layer containing conductive particles, the surface of the conductive particles having a metal oxide containing titanium atoms and niobium atoms, the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide being 0.01 or more and 0.20 or less, the conductive particles being surface-treated with a compound having silicon atoms, the content ratio of the conductive particles in the protective layer being 5 volume % or more and less than 40 volume % with respect to the total volume of the protective layer, and the following formulas (1) to (3) are satisfied when the sum of the relative concentration d(C) of carbon atoms, the relative concentration d(O) of oxygen atoms, the relative concentration d(Ti) of titanium atoms, the relative concentration d(Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d(Si) of silicon atoms on the surface of the protective layer determined by X-ray photoelectron spectroscopy is 100.0 atomic %.
0<d(Ti)≦2.0... (1)
0 < d (Si) ≦ 8.0 ... (2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0 (3)

また、本発明の別の態様に係るプロセスカートリッジは、上記電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、および、クリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とする。 In addition, a process cartridge according to another aspect of the present invention is characterized in that it integrally supports the electrophotographic photosensitive member and at least one means selected from the group consisting of a charging means, a developing means, and a cleaning means, and is detachably attached to the main body of an electrophotographic device.

さらに、本発明のまた別の態様に係る電子写真装置は、上記電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、および転写手段とを有することを特徴とする。 Furthermore, an electrophotographic apparatus according to another aspect of the present invention is characterized by having the above-mentioned electrophotographic photoreceptor, a charging means, an exposure means, a developing means, and a transfer means.

本発明によれば、画像流れの抑制および帯電均一性に優れた電子写真感光体、係る電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ、および係る電子写真感光体を有する電子写真装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrophotographic photoreceptor that is excellent in suppressing image flow and in charging uniformity, a process cartridge having such an electrophotographic photoreceptor, and an electrophotographic device having such an electrophotographic photoreceptor.

本発明に係る電子写真感光体の構成の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an electrophotographic photoreceptor according to the present invention. 電子写真感光体の体積抵抗率に測定に用いる櫛型電極の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a comb-shaped electrode used for measuring the volume resistivity of an electrophotographic photosensitive member. 帯電保持性の評価における電位測定の結果の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of the results of potential measurement in the evaluation of charge retention. 帯電保持性の評価における算出方法を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a calculation method in the evaluation of charge retention. 本発明に係る電子写真感光体を搭載したプロセスカートリッジ、および該プロセスカートリッジを備えた電子写真装置の概略構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a process cartridge in which an electrophotographic photosensitive member according to the present invention is mounted, and an electrophotographic apparatus including the process cartridge; 本発明に係る実施例に用いたニオブ含有酸化チタンの一例の走査透過型電子顕微鏡(STEM)の画像図である。FIG. 2 is a scanning transmission electron microscope (STEM) image of an example of niobium-containing titanium oxide used in an example according to the present invention. 本発明に係る実施例に用いたニオブ含有酸化チタンの一例の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an example of niobium-containing titanium oxide used in an example according to the present invention.

本発明に係る電子写真感光体は、導電性支持体と、感光層と、保護層とを有する電子写真感光体であって、該保護層は、導電性粒子を含有し、該導電性粒子の表面は、チタン原子およびニオブ原子を含有する金属酸化物を有し、該金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比は、0.01以上0.20以下であり、該導電性粒子は、ケイ素原子を有する化合物で表面処理されており、該保護層における該導電性粒子の含有割合は、該保護層の全体積に対して5体積%以上40体積%未満であり、
該保護層の表面における、X線光電子分光分析により決定される炭素原子の相対濃度d(C)、酸素原子の相対濃度d(O)、チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)の合計を100.0atomic%としたとき、下記式(1)~(3)を満たす、ことを特徴とする。
0<d(Ti)≦ 2.0・・・(1)
0<d(Si)≦ 8.0・・・(2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦ 1.0・・・(3)
The electrophotographic photoreceptor according to the present invention is an electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a photosensitive layer, and a protective layer, the protective layer containing conductive particles, the surfaces of the conductive particles having a metal oxide containing titanium atoms and niobium atoms, the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide being 0.01 or more and 0.20 or less, the conductive particles being surface-treated with a compound having silicon atoms, the content of the conductive particles in the protective layer being 5 volume % or more and less than 40 volume % with respect to the total volume of the protective layer,
The protective layer is characterized in that, when the sum of the relative concentration d (C) of carbon atoms, the relative concentration d (O) of oxygen atoms, the relative concentration d (Ti) of titanium atoms, the relative concentration d (Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d (Si) of silicon atoms on the surface of the protective layer, which are determined by X-ray photoelectron spectroscopy, is taken as 100.0 atomic %, the following formulas (1) to (3) are satisfied:
0<d(Ti)≦2.0... (1)
0 < d (Si) ≦ 8.0 ... (2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0 (3)

本発明者らの検討によれば、特許文献1に記載のニオブ原子を含有したアナターゼ型の酸化チタンは、表面におけるニオブ原子の含有量が少ない。そのため、導電性粒子として表面抵抗が最適とはいえず、電子写真感光体の注入帯電性が低かった。また、特許文献1で用いられているニオブ原子を含有したアナターゼ型の酸化チタンは、表面処理されていないために疎水性が低く、保護層内における分散性に改善の余地があった。そのため、保護層表面における導電性粒子の露出の程度が高くなり、水分の吸着によって保護層の抵抗が低下することで、画像流れを生ずることがあった。さらに、保護層表面において導電性粒子が不均一に露出することで、帯電均一性が低くなる場合があった。
また、特許文献2に記載の技術では、表面保護層の表面における導電性粒子としてのN型半導体粒子の露出の程度が高く、高湿度環境下において画像流れを生ずることがあった。
さらに、特許文献3に記載の技術では、電子写真感光体の表面における導電性粒子の露出の程度が低いために電子写真感光体の注入帯電性が低く、長期の使用において放電生成物が蓄積して画像流れを生ずることがあった。
According to the study by the present inventors, the anatase type titanium oxide containing niobium atoms described in Patent Document 1 has a low content of niobium atoms on the surface. Therefore, the surface resistance of the conductive particles is not optimal, and the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor is low. In addition, the anatase type titanium oxide containing niobium atoms used in Patent Document 1 has low hydrophobicity because it is not surface-treated, and there is room for improvement in dispersibility in the protective layer. Therefore, the degree of exposure of the conductive particles on the surface of the protective layer increases, and the resistance of the protective layer decreases due to adsorption of moisture, which may cause image deletion. Furthermore, the conductive particles are unevenly exposed on the surface of the protective layer, which may cause low charging uniformity.
Furthermore, in the technique described in Patent Document 2, the N-type semiconductor particles serving as conductive particles are highly exposed on the surface of the surface protection layer, which can cause image deletion in a high humidity environment.
Furthermore, in the technology described in Patent Document 3, the conductive particles are only exposed to a low degree on the surface of the electrophotographic photoreceptor, so that the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor is low, and discharge products accumulate over a long period of use, causing image deletion.

本発明者らは、本発明に係る電子写真感光体が画像流れの抑制に優れる理由を以下のように推測している。
先に述べたように、電子写真感光体の表面において、放電によってオゾンや窒素酸化物等の酸化性ガスが生じ、この酸化性ガスにより電子写真感光体の表面層に用いられている材料が劣化して放電生成物が発生する。この電子写真感光体の表面における放電生成物の発生、および電子写真感光体の表面への水分の吸着によって電子写真感光体の表面における体積抵抗率が低下する。この電子写真感光体の表面における体積抵抗率の低下により、画像流れが生ずると考えられている。
そして、電子写真感光体の表面層に導電性粒子を含有させることで表面層の体積抵抗率を制御し、注入帯電性を高めることで、帯電工程における電子写真感光体の表面における放電を抑制することができる。これにより、画像流れを生ずる原因となる放電生成物の発生を抑制することができると考えられる。
The present inventors speculate that the reason why the electrophotographic photoreceptor according to the present invention is excellent in suppressing image deletion is as follows.
As described above, oxidizing gases such as ozone and nitrogen oxides are generated by discharge on the surface of the electrophotographic photoreceptor, and the oxidizing gases cause deterioration of the materials used in the surface layer of the electrophotographic photoreceptor, generating discharge products. The generation of discharge products on the surface of the electrophotographic photoreceptor and the adsorption of moisture to the surface of the electrophotographic photoreceptor reduce the volume resistivity of the surface of the electrophotographic photoreceptor. It is believed that image deletion occurs due to the reduction in volume resistivity on the surface of the electrophotographic photoreceptor.
By incorporating conductive particles in the surface layer of the electrophotographic photoreceptor, the volume resistivity of the surface layer can be controlled and the injection charging property can be enhanced, thereby suppressing discharge on the surface of the electrophotographic photoreceptor in the charging step, which is believed to suppress the generation of discharge products that cause image deletion.

しかし、注入帯電性を高めるために、表面層における導電性粒子の露出の程度を高くした場合には、高湿度環境下において水分が吸着しやすくなる。そのため、高湿度環境下において画像流れを十分に抑制できない場合があった。
したがって、注入帯電性を十分に高くできる程度に導電性粒子を表面に露出させた状態において、さらに高湿度環境下での水分吸着を抑制する必要があると考えられる。
However, when the conductive particles are exposed to a high degree in the surface layer in order to enhance the injection chargeability, the conductive particles are more likely to adsorb moisture in a high humidity environment, and as a result, image deletion in a high humidity environment may not be sufficiently suppressed.
Therefore, it is considered necessary to suppress moisture adsorption in a high humidity environment while the conductive particles are exposed on the surface to an extent that allows for a sufficiently high injection chargeability.

本発明者らは鋭意検討の結果、上記の構成を有する本発明に係る電子写真感光体により、注入帯電性の向上と、高湿度環境下における水分吸着の抑制との両立が可能であることを見出した。
すなわち、本発明で用いられる導電性粒子は、好適な表面抵抗を有し、本発明に係る電子写真感光体は、この導電性粒子を保護層(表面層)に適切な量で含有する。これにより、電子写真感光体の保護層の体積抵抗率が制御され、帯電工程における帯電部材から電子写真感光体への注入帯電性を高めることができ、放電を抑制することができる。また、本発明に係る電子写真感光体では、保護層の表面における導電性粒子の露出の程度が適切に制御されており、また、導電性粒子の表面が十分に疎水化処理されている。これにより、均一な帯電性を維持しながら、高湿度環境下における電子写真感光体の表面への水分吸着を抑制することができる。
As a result of extensive investigations, the present inventors have found that the electrophotographic photoreceptor according to the present invention having the above-mentioned configuration makes it possible to achieve both improved injection charging properties and suppressed moisture adsorption in a high humidity environment.
That is, the conductive particles used in the present invention have a suitable surface resistance, and the electrophotographic photoreceptor according to the present invention contains the conductive particles in an appropriate amount in the protective layer (surface layer). This controls the volume resistivity of the protective layer of the electrophotographic photoreceptor, and can increase the charge injected from the charging member to the electrophotographic photoreceptor in the charging process, thereby suppressing discharge. In addition, in the electrophotographic photoreceptor according to the present invention, the degree of exposure of the conductive particles on the surface of the protective layer is appropriately controlled, and the surfaces of the conductive particles are sufficiently hydrophobized. This allows the electrophotographic photoreceptor to suppress moisture adsorption on the surface of the electrophotographic photoreceptor in a high humidity environment while maintaining uniform chargeability.

なお、電子写真感光体の帯電工程において、印加電圧に対する暗部電位の比が高いほど、注入帯電性が高く、帯電工程における放電が抑制されていること示す。したがって、電子写真感光体の注入帯電性は、電子写真感光体の表面に印加した電圧に対する、電子写真感光体の表面における暗部電位の比を求めることで評価することができる。 In addition, in the charging process of the electrophotographic photoreceptor, the higher the ratio of the dark potential to the applied voltage, the higher the injection chargeability, indicating that discharge in the charging process is suppressed. Therefore, the injection chargeability of the electrophotographic photoreceptor can be evaluated by determining the ratio of the dark potential on the surface of the electrophotographic photoreceptor to the voltage applied to the surface of the electrophotographic photoreceptor.

本発明に係る電子写真感光体は、注入帯電性を上記に従って評価したとき、0.75以上であることが好ましく、0.85以上であることがより好ましく、0.90以上であることがさらに好ましい。 When the electrophotographic photoreceptor according to the present invention is evaluated for injection chargeability according to the above method, it is preferably 0.75 or more, more preferably 0.85 or more, and even more preferably 0.90 or more.

以下、本発明に係る電子写真感光体の具体的な構成について説明する。
図1は、本発明に係る電子写真感光体の構成の一例を示す図である。図1に示す電子写真感光体は、導電性支持体21と、下引き層22と、電荷発生層23と、電荷輸送層24と、表面層としての保護層25と、を有する。
図1には、電子写真感光体が有する感光層が、電荷発生層23と、電荷輸送層24とからなる積層型感光層である例を示しているが、感光層は、後述の単層型感光層であってもよい。
また、電子写真感光体は、下引き層22を有しない構成であってもよく、さらに、導電性支持体21と、下引き層22あるいは感光層との間に後述の導電層を有する構成であってもよい。
A specific configuration of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention will now be described.
Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an electrophotographic photoreceptor according to the present invention, which has a conductive support 21, an undercoat layer 22, a charge generating layer 23, a charge transport layer 24, and a protective layer 25 as a surface layer.
FIG. 1 shows an example in which the photosensitive layer of the electrophotographic photoreceptor is a laminated type photosensitive layer composed of a charge generating layer 23 and a charge transport layer 24, but the photosensitive layer may be a single-layer type photosensitive layer described later.
The electrophotographic photoreceptor may not have an undercoat layer 22, or may have a conductive layer (described later) between the conductive support 21 and the undercoat layer 22 or the photosensitive layer.

<保護層(表面層)>
保護層は、導電性粒子を含有する。
保護層が含有する導電性粒子の表面は、チタン原子およびニオブ原子を含有する金属酸化物を有し、該金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比は、0.01以上0.20以下である。
導電性粒子が、チタン原子およびニオブ原子を上記の原子濃度比で有する金属酸化物を有することで、導電性粒子の表面抵抗を好適なものとすることができる。これにより高湿度環境下における電子写真感光体への水分吸着の抑制と、電子写真感光体の注入帯電性の向上とを両立することが可能となる。
上記金属酸化物中のチタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比が0.01以上であれば、保護層と帯電部材との間の接触電位が小さくなる。これにより電子写真感光体の表面を均一に帯電することができ、また、電子写真感光体の注入帯電性が向上する。上記金属酸化物中のチタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比が0.20以下であれば、導電性粒子の抵抗率が大きくなり過ぎることが無く、電子写真感光体の注入帯電性の低下を抑制することができる。
上記金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比は、0.03以上0.18以下であることが好ましい。
上記金属酸化物は、ニオブ原子を含有する酸化チタンであることが好ましい。
<Protective layer (surface layer)>
The protective layer contains conductive particles.
The surfaces of the conductive particles contained in the protective layer have a metal oxide containing titanium atoms and niobium atoms, and the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide is 0.01 or more and 0.20 or less.
The conductive particles contain a metal oxide having titanium atoms and niobium atoms in the above atomic concentration ratio, so that the conductive particles can have a suitable surface resistance, which makes it possible to simultaneously suppress moisture adsorption to an electrophotographic photoreceptor in a high humidity environment and improve the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor.
If the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide is 0.01 or more, the contact potential between the protective layer and the charging member is small. This allows the surface of the electrophotographic photoreceptor to be uniformly charged, and improves the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor. If the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide is 0.20 or less, the resistivity of the conductive particles does not become too high, and the decrease in the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor can be suppressed.
In the metal oxide, the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms is preferably 0.03 or more and 0.18 or less.
The metal oxide is preferably titanium oxide containing niobium atoms.

導電性粒子がその表面に有する金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比は、次のようにして決定することができる。
まず、X線光電子分光分析(XPS)により、導電性粒子の表面組成分析を行い、得られた結果に基づいて各原子の含有率を算出する。XPSの装置および測定条件は、以下の通りである。
使用装置:アルバック-ファイ社製 Quantum 2000
分析方法:ナロー分析
X線源:Al-Kα
X線条件:100μm、25W、15kV
光電子取り込み角度:45°
PassEnergy:58.70eV
測定範囲:φ100μm
以上の条件により測定を行い、炭素1s軌道のC-C結合に由来するピークを285eVに補正する。その後、100eV以上103eV以下にピークトップが検出される原子のピーク面積に対し、アルバック-ファイ社提供の相対感度因子を適用する。チタン原子およびニオブ原子の各スペクトルピークについて積分および換算を行って、チタン原子濃度およびニオブ原子濃度を算出する。得られた各原子濃度の値から、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比を算出する。
The atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide that the conductive particles have on their surfaces can be determined as follows.
First, the surface composition of the conductive particles is analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the content of each atom is calculated based on the obtained results. The XPS apparatus and measurement conditions are as follows.
Equipment used: ULVAC-PHI Quantum 2000
Analysis method: narrow analysis X-ray source: Al-Kα
X-ray conditions: 100 μm, 25 W, 15 kV
Photoelectron capture angle: 45°
Pass Energy: 58.70 eV
Measurement range: φ100μm
Measurements are performed under the above conditions, and the peak derived from the C-C bond of the carbon 1s orbital is corrected to 285 eV. The relative sensitivity factor provided by ULVAC-PHI is then applied to the peak area of atoms whose peak tops are detected between 100 eV and 103 eV. The spectral peaks of titanium and niobium atoms are integrated and converted to calculate the titanium and niobium atomic concentrations. The atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms is calculated from the obtained atomic concentration values.

導電性粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、および酸化インジウム等の金属酸化物からなる粒子の表面に、チタン原子およびニオブ原子を含有する金属酸化物を有するようにしたものが挙げられる。具体的には、例えば、チタン原子を有する金属酸化物の粒子に、ニオブ原子やニオブ酸化物をドーピングしたものが挙げられる。
導電性粒子として、特に好ましいのは、ニオブ原子を含有し、且つニオブが粒子表面近傍に偏在した構成である酸化チタン粒子である。ニオブ原子が表面近傍に偏在することで、電荷を効率的に授受できるためである。より具体的には、粒子の中心における、“ニオブ原子濃度/チタン原子濃度”で算出される濃度比率に対して、粒子の表面から粒子の最大径の5%内部における、“ニオブ原子濃度/チタン原子濃度”で算出される濃度比率が、2.0倍以上となる酸化チタン粒子である。なお、ニオブ原子濃度、チタン原子濃度は、EDS分析装置(エネルギー分散型X線分析装置)を接続した走査透過型電子顕微鏡(STEM)により得られる。本発明の実施例で用いた酸化チタン粒子の一例(X1)のTEM像を図6に示す。また図6のSTEM像を模式的に図7に示す。詳細は後述するが、本発明に係る実施例で使用しているニオブ含有酸化チタン粒子は、酸化チタン粒子に、ニオブ含有酸化チタンを被覆した後に焼成することで作製される。そのため、被覆されたニオブ含有酸化チタンは、芯材の酸化チタンの結晶に沿って、所謂エピタキシャル成長によりニオブドープ酸化チタンとして結晶成長をすると考えられる。このようにして作製したニオブを含有した酸化チタンは、図6に示すように粒子中心部の密度と比べ、表面近傍での密度が小さく、コアシェル様の形態に制御されている。
Examples of the conductive particles include particles made of metal oxides such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, and indium oxide, which have metal oxides containing titanium atoms and niobium atoms on their surfaces.Specific examples of the conductive particles include particles of metal oxides having titanium atoms doped with niobium atoms or niobium oxide.
Particularly preferred as the conductive particles are titanium oxide particles containing niobium atoms and having a configuration in which the niobium is unevenly distributed near the particle surface. This is because the uneven distribution of niobium atoms near the surface allows efficient transfer of electric charges. More specifically, the titanium oxide particles have a concentration ratio calculated as "niobium atom concentration/titanium atom concentration" at 5% inside the maximum diameter of the particle from the surface of the particle, which is 2.0 times or more, compared to the concentration ratio calculated as "niobium atom concentration/titanium atom concentration" at the center of the particle. The niobium atom concentration and titanium atom concentration are obtained by a scanning transmission electron microscope (STEM) connected to an EDS analyzer (energy dispersive X-ray analyzer). FIG. 6 shows a TEM image of an example (X1) of the titanium oxide particles used in the examples of the present invention. FIG. 7 shows the STEM image of FIG. 6 in schematic form. Details will be described later, but the niobium-containing titanium oxide particles used in the examples of the present invention are produced by coating titanium oxide particles with niobium-containing titanium oxide and then baking them. Therefore, it is considered that the coated niobium-containing titanium oxide grows as a niobium-doped titanium oxide by so-called epitaxial growth along the crystals of the titanium oxide core. The niobium-containing titanium oxide produced in this way has a smaller density near the surface compared to the density at the center of the particle, as shown in Figure 6, and is controlled to have a core-shell like morphology.

図6のSTEM像を模式的に図7に示す。このようなニオブ含有酸化チタン粒子は、粒子の表面近傍32のニオブ/チタン原子濃度比が、粒子の中心部31のニオブ/チタン原子濃度比よりも大きく、ニオブ原子が粒子表面近傍に偏在している。具体的には、粒子の中心部31におけるニオブ/チタン原子濃度比率に対して、粒子の表面から粒子の最大径の5%内部におけるニオブ/チタン原子濃度比率が、2.0倍以上である。上記ニオブ/チタン原子濃度比率の比を2.0倍以上にすることで、電荷が保護層内を移動しやすくなり、電荷注入性を高めることができる。上記ニオブ/チタン原子濃度比率の比が2.0倍未満であると、電荷の授受が行われ難くなる。
STEMによるEDS分析としては、透過型電子顕微鏡により観察し、EDS分析により、ニオブ/チタン原子濃度比率を測定する。粒子の中心部を分析するX線33により、粒子の中心部31におけるニオブ/チタン原子濃度比率を測定することができる。また、粒子の表面から一次粒子径の5%内部を分析するX線34により、粒子の表面から粒子の最大径の5%内部におけるニオブ/チタン原子濃度比率を測定することができる。また、電子写真感光体をミクロトームやArミリング、FIBなどの手段で薄片化することで、電子写真感光体から直接ニオブ/チタン原子濃度比率を測定することもできる。
The STEM image of FIG. 6 is shown in FIG. 7. In such niobium-containing titanium oxide particles, the niobium/titanium atomic concentration ratio in the vicinity of the surface 32 of the particle is larger than the niobium/titanium atomic concentration ratio in the center 31 of the particle, and niobium atoms are unevenly distributed in the vicinity of the particle surface. Specifically, the niobium/titanium atomic concentration ratio in the center 31 of the particle from the surface of the particle to 5% of the maximum diameter of the particle is 2.0 times or more. By making the niobium/titanium atomic concentration ratio 2.0 times or more, the charge can be easily moved in the protective layer, and the charge injection property can be improved. If the niobium/titanium atomic concentration ratio is less than 2.0 times, it becomes difficult to exchange charges.
In the EDS analysis by STEM, the niobium/titanium atomic concentration ratio is measured by observing with a transmission electron microscope and EDS analysis. The niobium/titanium atomic concentration ratio in the center 31 of the particle can be measured by X-ray 33 that analyzes the center of the particle. In addition, the niobium/titanium atomic concentration ratio in the 5% inner part of the maximum diameter of the particle from the surface of the particle can be measured by X-ray 34 that analyzes the inside of the particle from the surface of the particle to 5% of the primary particle diameter. In addition, the niobium/titanium atomic concentration ratio can be measured directly from the electrophotographic photosensitive member by cutting the electrophotographic photosensitive member into thin slices by means of a microtome, Ar milling, FIB, or the like.

保護層が含有する導電性粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物の粒子が挙げられ、その中でも酸化チタンが好ましい。特にアナターゼ型の酸化チタンであると、保護層内での電荷移動が円滑になり、電荷注入が良好になる。アナターゼ型の酸化チタンはアナターゼ化度が90%以上であることが好ましい。金属酸化物粒子には、ニオブやリン、アルミニウムなどの原子やその酸化物をドーピングしてもよく、特に好ましくは、ニオブを含有し、且つニオブが粒子表面近傍に偏在した構成である酸化チタン粒子である。ニオブが表面近傍に偏在することで、電荷を効率的に授受することができる。このような導電性粒子を用いることで、導電性粒子の表面に接触した帯電部材から電荷が注入されやくなると共に、保護層内を電荷が移動しやすくなり、電子写真感光体の表面の抵抗率の低下を抑制する効果を高く得ることができる。 Examples of conductive particles contained in the protective layer include particles of metal oxides such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, and indium oxide, among which titanium oxide is preferred. In particular, anatase-type titanium oxide facilitates charge transfer within the protective layer, resulting in good charge injection. The degree of anatase conversion of anatase-type titanium oxide is preferably 90% or more. The metal oxide particles may be doped with atoms such as niobium, phosphorus, and aluminum, or their oxides, and titanium oxide particles containing niobium and having a configuration in which niobium is unevenly distributed near the particle surface are particularly preferred. The uneven distribution of niobium near the surface allows efficient transfer of charges. By using such conductive particles, charges are easily injected from a charging member in contact with the surface of the conductive particles, and charges are easily transferred within the protective layer, resulting in a high effect of suppressing a decrease in the resistivity of the surface of the electrophotographic photoreceptor.

導電性粒子としては、球体状、多面体状、楕円体状、薄片状、針状等、種々の形状のものを用いることができる。これらの中でも、黒ポチ等の画像欠陥が少ないという観点から、球体状、多面体状、楕円体状のものが好ましく、球体状または球体状に近い多面体状のものであることがより好ましい。 Conductive particles of various shapes, such as spheres, polyhedrons, ellipsoids, flakes, and needles, can be used. Among these, from the viewpoint of reducing image defects such as black spots, spheres, polyhedrons, and ellipsoids are preferred, and spheres or polyhedrons close to spheres are more preferred.

導電性粒子は、60nm以上150nm以下の個数平均粒径を有することが好ましい。導電性粒子が60nm以上の個数平均粒径を有することで、導電性粒子の比表面積が大きくなりすぎず、電子写真感光体の表面に露出した導電性粒子への水分吸着を抑制することができる。導電性粒子が150nm以下の個数平均粒径を有することで、保護層内における導電性粒子の分散性を高くすることができる。また、保護層中の結着樹脂との界面の面積を高くすることができることから、導電性粒子と結着樹脂との間の抵抗が小さくなり、電荷の移動効率が高くなることで、電子写真感光体の注入帯電性が向上する。 The conductive particles preferably have a number-average particle size of 60 nm or more and 150 nm or less. When the conductive particles have a number-average particle size of 60 nm or more, the specific surface area of the conductive particles does not become too large, and moisture adsorption to the conductive particles exposed on the surface of the electrophotographic photoreceptor can be suppressed. When the conductive particles have a number-average particle size of 150 nm or less, the dispersibility of the conductive particles in the protective layer can be increased. In addition, since the area of the interface with the binder resin in the protective layer can be increased, the resistance between the conductive particles and the binder resin is reduced, and the charge transfer efficiency is increased, thereby improving the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor.

また、導電性粒子は、シランカップリング剤やシリコーン樹脂等のケイ素原子を有する化合物で表面処理されている。この表面処理によって、導電性粒子の疎水性を高くする。また、この表面処理によって保護層中における導電性粒子の不均一な分散を抑制することで、電子写真感光体の表面における導電性粒子の過度な露出に伴う低抵抗化を抑制する。これらにより、高湿度環境下における電子写真感光体の表面への水分の吸着を抑制することができる。
導電性粒子の表面処理に用いられるケイ素原子を有する化合物は、炭素数が12以下のアルキル基を含有することが好ましい。
The conductive particles are surface-treated with a compound having silicon atoms, such as a silane coupling agent or a silicone resin. This surface treatment increases the hydrophobicity of the conductive particles. This surface treatment also suppresses uneven dispersion of the conductive particles in the protective layer, thereby suppressing low resistance due to excessive exposure of the conductive particles on the surface of the electrophotographic photoreceptor. This makes it possible to suppress adsorption of moisture to the surface of the electrophotographic photoreceptor in a high humidity environment.
The compound having a silicon atom used for the surface treatment of the conductive particles preferably contains an alkyl group having 12 or less carbon atoms.

導電性粒子の表面処理には、シランカップリング剤が好適に用いられる。シランカップリング剤としては下記式(A)で示される化合物を用いてもよい。

Figure 0007500673000001
式(A)中、R~Rは、それぞれ独立に、アルコキシ基またはアルキル基を示す。ただし、R~Rの少なくとも2つはアルコキシ基である。Rは、炭素数12以下のアルキル基である。 A silane coupling agent is preferably used for the surface treatment of the conductive particles. As the silane coupling agent, a compound represented by the following formula (A) may be used.
Figure 0007500673000001
In formula (A), R 1 to R 3 each independently represent an alkoxy group or an alkyl group, provided that at least two of R 1 to R 3 are alkoxy groups, and R 4 is an alkyl group having 12 or less carbon atoms.

式(A)で示される化合物としては、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Examples of compounds represented by formula (A) include hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, and dodecyltriethoxysilane.

また、シランカップリング剤としては、式(A)で示される化合物以外のシランカップリング剤、例えば、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、(フェニルアミノメチル)メチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノイソブチルメチルジメトキシシラン、N-エチルアミノイソブチルメチルジエトキシシラン、N-メチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を、式(A)で示される化合物と併用してもよい。 In addition, as the silane coupling agent, a silane coupling agent other than the compound represented by formula (A), for example, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, (phenylaminomethyl)methyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminoisobutylmethyldimethoxysilane, N-ethylaminoisobutylmethyldiethoxysilane, N-methylaminopropylmethyldimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, etc. may be used in combination with the compound represented by formula (A).

導電性粒子を表面処理する方法には、一般的な方法が用いられる。例えば、乾式法や湿式法が挙げられる。
乾式法は、導電性粒子をヘンシェルミキサーのような高速攪拌可能なミキサーの中で攪拌しながら、表面処理剤を含有するアルコール水溶液、有機溶媒溶液、または水溶液を添加し、均一に分散させた後に乾燥を行うものである。
また、湿式法は、導電性粒子と表面処理剤とを溶剤中で攪拌、またはガラスビーズ等を用いてサンドミル等で溶剤中に分散するものであり、分散後、ろ過、または減圧留去により溶剤除去が行われる。溶剤の除去後は、さらに100℃以上で焼き付けを行うことが好ましい。
The conductive particles can be surface-treated by a common method, such as a dry method or a wet method.
In the dry method, conductive particles are stirred in a mixer capable of high speed stirring, such as a Henschel mixer, while an alcohol aqueous solution, an organic solvent solution, or an aqueous solution containing a surface treatment agent is added to the conductive particles to disperse them uniformly, and then the particles are dried.
In the wet method, the conductive particles and the surface treatment agent are stirred in a solvent, or dispersed in the solvent using glass beads or the like in a sand mill, and after dispersion, the solvent is removed by filtration or distillation under reduced pressure. After removing the solvent, it is preferable to further perform baking at 100° C. or higher.

保護層は、その表面に存在する炭素原子、酸素原子、チタン原子、ニオブ原子、およびケイ素原子の原子濃度が特定の条件を満たすという特徴を有する。すなわち、保護層の表面における、X線光電子分光分析により決定される、炭素原子の相対濃度d(C)、酸素原子の相対濃度d(O)、チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)の合計を100.0atomic%としたとき、下記式(1)~(3)を満たす。
0<d(Ti)≦2.0・・・(1)
0<d(Si)≦8.0・・・(2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0・・・(3)
The protective layer is characterized in that the atomic concentrations of carbon atoms, oxygen atoms, titanium atoms, niobium atoms, and silicon atoms present on its surface satisfy specific conditions, i.e., when the sum of the relative concentration d(C) of carbon atoms, the relative concentration d(O) of oxygen atoms, the relative concentration d(Ti) of titanium atoms, the relative concentration d(Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d(Si) of silicon atoms on the surface of the protective layer determined by X-ray photoelectron spectroscopy is taken as 100.0 atomic %, the following formulas (1) to (3) are satisfied.
0<d(Ti)≦2.0 (1)
0 < d (Si) ≦ 8.0 ... (2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0 (3)

d(Ti)が2.0atomic%以下であれば、電子写真感光体の表面における導電性粒子の露出の程度が高くなり過ぎず、高湿度環境下における電子写真感光体の表面への水分の吸着を抑制することができる。d(Ti)が0より大きいことで、電子写真感光体の表面に露出している導電性粒子が存在し、電子写真感光体の表面と帯電部材との接触電位が小さくなることで、電子写真感光体の注入帯電性が向上する。 If d(Ti) is 2.0 atomic % or less, the degree of exposure of the conductive particles on the surface of the electrophotographic photoreceptor is not too high, and adsorption of moisture to the surface of the electrophotographic photoreceptor in a high humidity environment can be suppressed. If d(Ti) is greater than 0, conductive particles are exposed on the surface of the electrophotographic photoreceptor, and the contact potential between the surface of the electrophotographic photoreceptor and the charging member is reduced, improving the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor.

d(Si)が8.0atomic%以下であれば、ケイ素原子を有する化合物による表面処理された導電性粒子の、電子写真感光体の表面における露出の程度が過剰でない。また、後述する保護層中のケイ素原子を有する疎水性の樹脂成分の割合が高くなり過ぎない。そのため、電子写真感光体の注入帯電性が低下することを抑制することができる。d(Si)が0より大きいことで、ケイ素原子を有する化合物により疎水化処理された導電性粒子が電子写真感光体の表面に露出している、あるいは結着樹脂がケイ素原子を有する疎水性の樹脂成分を含んでいることとなる。これにより、高湿度環境下における電子写真感光体の表面への水分の吸着を抑制することができる。 If d(Si) is 8.0 atomic % or less, the conductive particles that have been surface-treated with a compound having silicon atoms are not excessively exposed on the surface of the electrophotographic photoreceptor. In addition, the ratio of hydrophobic resin components having silicon atoms in the protective layer described below is not too high. This makes it possible to suppress a decrease in the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor. If d(Si) is greater than 0, the conductive particles that have been hydrophobically treated with a compound having silicon atoms are exposed on the surface of the electrophotographic photoreceptor, or the binder resin contains a hydrophobic resin component having silicon atoms. This makes it possible to suppress the adsorption of moisture to the surface of the electrophotographic photoreceptor in a high humidity environment.

d(Ti)/d(Si)が0.01以上であれば、導電性粒子のケイ素原子を有する化合物による表面処理が過剰でなく、保護層の抵抗率が高くなりすぎることを抑制でき、電子写真感光体の注入帯電性の低下を抑制することができる。d(Ti)/d(Si)が1.0以下であれば、導電性粒子の表面に対する保護層中の結着樹脂の濡れ性を十分高くすることができ、保護層中の導電性粒子の分散性が向上する。これにより電子写真感光体の帯電均一性が向上し、また、電子写真感光体の表面における導電性粒子の過度な露出を抑制することで、高湿度環境下における電子写真感光体の表面への水分の吸着を抑制することができる。 If d(Ti)/d(Si) is 0.01 or more, the surface treatment of the conductive particles with a compound having silicon atoms is not excessive, and the resistivity of the protective layer can be prevented from becoming too high, and the decrease in the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor can be suppressed. If d(Ti)/d(Si) is 1.0 or less, the wettability of the binder resin in the protective layer to the surface of the conductive particles can be sufficiently increased, and the dispersibility of the conductive particles in the protective layer is improved. This improves the charging uniformity of the electrophotographic photoreceptor, and by suppressing excessive exposure of the conductive particles on the surface of the electrophotographic photoreceptor, it is possible to suppress the adsorption of moisture to the surface of the electrophotographic photoreceptor in a high humidity environment.

保護層における導電性粒子の含有割合は、保護層の全体積に対して5体積%以上40体積%未満である。保護層における導電性粒子の含有割合が5体積%以上であれば、電子写真感光体の注入帯電性を十分に向上させることができる。また、保護層における導電性粒子の含有割合が40体積%未満であれば、高湿度環境下における電子写真感光体の表面への水分の吸着を抑制することができる。 The content of conductive particles in the protective layer is 5% by volume or more and less than 40% by volume of the total volume of the protective layer. If the content of conductive particles in the protective layer is 5% by volume or more, the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor can be sufficiently improved. Furthermore, if the content of conductive particles in the protective layer is less than 40% by volume, adsorption of moisture to the surface of the electrophotographic photoreceptor in a high humidity environment can be suppressed.

保護層は、重合性官能基を有する化合物の重合物および樹脂を含有してもよい。重合性官能基としては、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素-炭素二重結合基、アルコキシシリル基、シラノール基等が挙げられる。重合性官能基を有する化合物として、電荷輸送能を有するモノマーを用いてもよい。重合性官能基を有する化合物は、連鎖重合性官能基と同時に電荷輸送性構造を有していてもよい。 The protective layer may contain a polymer of a compound having a polymerizable functional group and a resin. Examples of the polymerizable functional group include an isocyanate group, a blocked isocyanate group, a methylol group, an alkylated methylol group, an epoxy group, a metal alkoxide group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a thiol group, a carboxylic anhydride group, a carbon-carbon double bond group, an alkoxysilyl group, and a silanol group. A monomer having a charge transport function may be used as the compound having the polymerizable functional group. The compound having the polymerizable functional group may have a charge transport structure in addition to the chain polymerizable functional group.

樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。また、保護層は、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として形成してもよい。その際の反応としては、熱重合反応、光重合反応、放射線重合反応等が挙げられる。重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、アクリル基、メタクリル基等が挙げられる。重合性官能基を有するモノマーとして、電荷輸送能を有する材料を用いてもよい。 Examples of the resin include polyester resin, acrylic resin, phenoxy resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, phenol resin, melamine resin, and epoxy resin. Among them, polycarbonate resin, polyester resin, and acrylic resin are preferable. The protective layer may be formed as a cured film by polymerizing a composition containing a monomer having a polymerizable functional group. Examples of the reaction include thermal polymerization reaction, photopolymerization reaction, and radiation polymerization reaction. Examples of the polymerizable functional group possessed by the monomer having a polymerizable functional group include an acrylic group and a methacrylic group. A material having a charge transport function may be used as the monomer having a polymerizable functional group.

また、保護層は、ケイ素原子を有する樹脂を含有してもよい。
保護層が含有してもよいケイ素原子を有する樹脂としては、シリコーンオイルが挙げられる。シリコーンオイルとしては、例えば、ストレートシリコーンオイルや変性シリコーンオイルが挙げられる。ストレートシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル等が挙げられる。変性シリコーンオイルとしては、反応性シリコーンオイルとして、アミノ変性、エポキシ変性、カルボキシ変性、カルビノール変性、メタクリル変性、メルカプト変性、フェノール変性、非反応性シリコーンオイルとして、ポリエーテル変性、メチルスチリル変性、アルキル変性、エステル変性、フッ素変性等が挙げられる。さらに、ケイ素原子を有する樹脂として、ポリジメチルシロキサン構造を側鎖や主鎖に導入したブロックポリマーやグラフトポリマーを使用してもよい。
The protective layer may also contain a resin having a silicon atom.
The resin having silicon atoms that the protective layer may contain may be silicone oil. The silicone oil may be, for example, straight silicone oil or modified silicone oil. The straight silicone oil may be dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, methylhydrogen silicone oil, etc. The modified silicone oil may be reactive silicone oil such as amino-modified, epoxy-modified, carboxy-modified, carbinol-modified, methacryl-modified, mercapto-modified, or phenol-modified, and non-reactive silicone oil may be polyether-modified, methylstyryl-modified, alkyl-modified, ester-modified, or fluorine-modified. Furthermore, the resin having silicon atoms may be a block polymer or a graft polymer in which a polydimethylsiloxane structure is introduced into a side chain or a main chain.

保護層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤、等の添加剤を含有してもよい。具体的には、添加剤としては、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。 The protective layer may contain additives such as antioxidants, UV absorbers, plasticizers, leveling agents, slippage agents, and abrasion resistance improvers. Specific examples of additives include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, sulfur compounds, phosphorus compounds, benzophenone compounds, siloxane-modified resins, silicone oils, fluororesin particles, polystyrene resin particles, polyethylene resin particles, silica particles, alumina particles, and boron nitride particles.

保護層は、上記の各材料および溶剤を含有する保護層用塗布液を調製し、この塗膜を感光層上に形成し、乾燥および/または硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、スルホキシド系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。 The protective layer can be formed by preparing a coating solution for the protective layer containing the above-mentioned materials and solvent, forming this coating film on the photosensitive layer, and drying and/or curing it. Examples of solvents used in the coating solution include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, ether-based solvents, sulfoxide-based solvents, ester-based solvents, and aromatic hydrocarbon-based solvents.

保護層の膜厚は、0.2μm以上5μm以下であることが好ましく、0.5μm以上3μm以下であることがより好ましい。 The thickness of the protective layer is preferably 0.2 μm or more and 5 μm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 3 μm or less.

保護層は、電子写真感光体の帯電保持性の観点から、体積抵抗率について次の条件を満たすことが好ましい。すなわち、23℃50%RHの雰囲気下における保護層の体積抵抗率をA[Ω・cm]、32.5℃80%RHの雰囲気下における保護層の体積抵抗率をB[Ω・cm]としたとき、下記式(4)から(6)を満たすことが好ましい。
11≦logA≦14・・・(4)
11≦logB≦14・・・(5)
0<log(A/B)≦2.0・・・(6)
From the viewpoint of charge retention of the electrophotographic photoreceptor, it is preferable that the protective layer satisfies the following condition for volume resistivity: That is, when the volume resistivity of the protective layer in an atmosphere of 23° C. and 50% RH is A [Ω·cm], and the volume resistivity of the protective layer in an atmosphere of 32.5° C. and 80% RH is B [Ω·cm], it is preferable that the protective layer satisfies the following formulas (4) to (6).
11≦logA≦14 (4)
11≦logB≦14 (5)
0<log(A/B)≦2.0... (6)

logAが11以上であれば、23℃50%RHの雰囲気下における電子写真感光体の表面への水分吸着を抑制することができる。logAが14以下であれば、保護層の抵抗率が高すぎず、電子写真感光体の注入帯電性の低下を抑制することができる。
logBが11以上であれば、32.5℃80%RHの雰囲気下における電子写真感光体の表面への水分吸着を抑制することができる。logBが14以下であれば、保護層の抵抗率が高すぎず、電子写真感光体の注入帯電性の低下を抑制することができる。温湿度環境の変化に伴う体積抵抗率の変動の影響を軽減するため、log(A/B)が2.0以下であることが好ましい。より好ましくは、log(A/B)が1.5以下である。
When log A is 11 or more, it is possible to suppress moisture adsorption onto the surface of the electrophotographic photoreceptor in an atmosphere of 23° C. and 50% RH. When log A is 14 or less, the resistivity of the protective layer is not too high, and it is possible to suppress a decrease in the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor.
If log B is 11 or more, moisture adsorption to the surface of the electrophotographic photoreceptor in an atmosphere of 32.5°C and 80% RH can be suppressed. If log B is 14 or less, the resistivity of the protective layer is not too high, and the decrease in the injection charging property of the electrophotographic photoreceptor can be suppressed. In order to reduce the influence of the fluctuation of the volume resistivity due to the change in the temperature and humidity environment, log (A/B) is preferably 2.0 or less. More preferably, log (A/B) is 1.5 or less.

この測定では、微小な電流量を測定するため、抵抗測定装置としては、微小電流の測定が可能な機器を用いて行うことが好ましい。例えば、微小電流の測定が可能な抵抗測定装置としては、ヒューレットパッカード製のピコアンメーター4140B等が挙げられる。使用するくし型電極や、印加する電圧は、保護層の材料や抵抗値によって、適切なSN比が得られるように選定することが好ましい。 In this measurement, since a minute amount of current is measured, it is preferable to use a resistance measuring device capable of measuring minute currents. For example, an example of a resistance measuring device capable of measuring minute currents is the Picoammeter 4140B manufactured by Hewlett-Packard. It is preferable to select the interdigital electrodes to be used and the voltage to be applied so that an appropriate signal-to-noise ratio is obtained depending on the material and resistance value of the protective layer.

保護層は、9.5以上の帯電保持性を有することが好ましく、10.0以上の帯電保持性を有することがより好ましい。ここで、帯電保持性は電子写真感光体の表面に矩形波状の電荷を印加して、その形状の時間変化を測定することで得られる値である。 The protective layer preferably has a charge retention of 9.5 or more, and more preferably has a charge retention of 10.0 or more. Here, the charge retention is a value obtained by applying a rectangular wave-shaped charge to the surface of the electrophotographic photoreceptor and measuring the change in the shape over time.

帯電保持性の値を決定することにより、電子写真感光体の表面における電荷の安定保持性、つまり電子写真感光体の表面に形成された静電潜像の安定性を簡易的に評価することができる。画像流れは、静電潜像が乱れることによって発生することから、帯電保持性を評価することで、画像流れの抑制の程度を評価することができる。 By determining the value of charge retention, it is possible to easily evaluate the stability of charge retention on the surface of the electrophotographic photoreceptor, i.e., the stability of the electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor. Image deletion occurs when the electrostatic latent image is disturbed, so by evaluating charge retention, it is possible to evaluate the degree to which image deletion is suppressed.

<支持体>
本発明に係る電子写真感光体が有する支持体は、導電性を有する導電性支持体である。支持体の形状としては、円筒状、ベルト状、シート状等が挙げられる。中でも、円筒状であることが好ましい。また、支持体の表面に、陽極酸化等の電気化学的な処理、ブラスト処理、切削処理等を施してもよい。
支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラス等が好ましい。
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレス、これらの合金等が挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、支持体の材質として樹脂やガラスを用いる場合には、導電性材料を混合または被覆する等の処理によって、導電性を付与する。
<Support>
The support of the electrophotographic photoreceptor according to the present invention is a conductive support having electrical conductivity. The shape of the support may be cylindrical, belt-like, sheet-like, or the like. Among them, the cylindrical shape is preferable. The surface of the support may be subjected to electrochemical treatment such as anodization, blasting, cutting, or the like.
The material of the support is preferably metal, resin, glass, or the like.
Examples of the metal include aluminum, iron, nickel, copper, gold, stainless steel, alloys thereof, etc. Among these, an aluminum support using aluminum is preferred.
When resin or glass is used as the material of the support, electrical conductivity is imparted by a treatment such as mixing or coating with an electrically conductive material.

<導電層>
本発明に係る電子写真感光体において、導電層を設けることで、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。導電層は、導電性粒子と、樹脂と、を含有することが好ましい。
<Conductive Layer>
In the electrophotographic photoreceptor according to the present invention, by providing a conductive layer, scratches and irregularities on the support surface can be concealed and light reflection on the support surface can be controlled. The conductive layer preferably contains conductive particles and a resin.

導電性粒子の材質としては、金属酸化物、金属、カーボンブラック等が挙げられる。
金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、硫酸バリウム等が挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等が挙げられる。
これらの中でも、導電性粒子として、金属酸化物を用いることが好ましく、特に、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤等で処理したり、金属酸化物にリンやアルミニウム等元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。
また、導電性粒子は、金属酸化物からなる粒子を酸化スズや酸化チタンなどの金属酸化物で被覆する積層構成としてもよい。
また、導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、その個数平均粒径が、1nm以上500nm以下であることが好ましく、3nm以上400nm以下であることがより好ましい。
Examples of materials for the conductive particles include metal oxides, metals, and carbon black.
Examples of metal oxides include zinc oxide, aluminum oxide, indium oxide, silicon oxide, zirconium oxide, tin oxide, titanium oxide, magnesium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, barium sulfate, etc. Examples of metals include aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, silver, etc.
Among these, it is preferable to use metal oxides as the conductive particles, and it is particularly preferable to use titanium oxide, tin oxide, or zinc oxide.
When a metal oxide is used as the conductive particles, the surface of the metal oxide may be treated with a silane coupling agent or the like, or the metal oxide may be doped with an element such as phosphorus or aluminum or an oxide thereof.
The conductive particles may have a laminated structure in which particles made of a metal oxide are coated with a metal oxide such as tin oxide or titanium oxide.
When a metal oxide is used as the conductive particles, the number average particle size is preferably 1 nm or more and 500 nm or less, and more preferably 3 nm or more and 400 nm or less.

樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等が挙げられる。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタン等の隠蔽剤等をさらに含有してもよい。
Examples of the resin include polyester resin, polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, polyurethane resin, phenol resin, and alkyd resin.
The conductive layer may further contain silicone oil, resin particles, a masking agent such as titanium oxide, and the like.

導電層は、上記の各材料および溶剤を含有する導電層用塗布液を調製し、この塗膜を支持体上に形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。導電層用塗布液中で導電性粒子を分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。 The conductive layer can be formed by preparing a coating solution for the conductive layer containing the above-mentioned materials and solvent, forming this coating film on a support, and drying it. Examples of solvents used in the coating solution include alcohol-based solvents, sulfoxide-based solvents, ketone-based solvents, ether-based solvents, ester-based solvents, and aromatic hydrocarbon-based solvents. Examples of dispersion methods for dispersing the conductive particles in the coating solution for the conductive layer include methods using a paint shaker, a sand mill, a ball mill, and a liquid collision type high-speed disperser.

導電層の膜厚は、1μm以上40μm以下であることが好ましく、3μm以上30μm以下であることが特に好ましい。 The thickness of the conductive layer is preferably 1 μm or more and 40 μm or less, and particularly preferably 3 μm or more and 30 μm or less.

<下引き層>
本発明において、下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。
<Undercoat layer>
In the present invention, by providing an undercoat layer, the adhesion between layers can be improved and a charge injection blocking function can be imparted.

下引き層は、樹脂を含有することが好ましい。また、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として下引き層を形成してもよい。
樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂等が挙げられる。
重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素-炭素二重結合基等が挙げられる。
The undercoat layer preferably contains a resin. Alternatively, the undercoat layer may be formed as a cured film by polymerizing a composition containing a monomer having a polymerizable functional group.
Examples of the resin include polyester resin, polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, acrylic resin, epoxy resin, melamine resin, polyurethane resin, phenol resin, polyvinyl phenol resin, alkyd resin, polyvinyl alcohol resin, polyethylene oxide resin, polypropylene oxide resin, polyamide resin, polyamic acid resin, polyimide resin, polyamideimide resin, and cellulose resin.
Examples of the polymerizable functional group contained in the monomer having a polymerizable functional group include an isocyanate group, a blocked isocyanate group, a methylol group, an alkylated methylol group, an epoxy group, a metal alkoxide group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a thiol group, a carboxylic anhydride group, and a carbon-carbon double bond group.

また、下引き層は、電気特性を高める目的で、電子輸送物質、金属酸化物、金属、導電性高分子等をさらに含有してもよい。これらの中でも、電子輸送物質、金属酸化物を用いることが好ましい。
電子輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物等が挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上述の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素等が挙げられる。金属としては、金、銀、アルミ等が挙げられる。
For the purpose of improving electrical properties, the undercoat layer may further contain an electron transporting material, a metal oxide, a metal, a conductive polymer, etc. Among these, it is preferable to use an electron transporting material or a metal oxide.
Examples of the electron transport substance include a quinone compound, an imide compound, a benzimidazole compound, a cyclopentadienylidene compound, a fluorenone compound, a xanthone compound, a benzophenone compound, a cyanovinyl compound, an aryl halide compound, a silole compound, a boron-containing compound, etc. An electron transport substance having a polymerizable functional group may be used as the electron transport substance, and the undercoat layer may be formed as a cured film by copolymerizing the electron transport substance with the monomer having the polymerizable functional group described above.
Examples of metal oxides include indium tin oxide, tin oxide, indium oxide, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, etc. Examples of metals include gold, silver, aluminum, etc.

下引き層に含まれる金属酸化物粒子は、シランカップリング剤等の表面処理剤を用いて表面処理して用いてもよい。金属酸化物粒子を表面処理する方法は、一般的な方法が用いられる。たとえば、乾式法や湿式法が挙げられる。
乾式法は、金属酸化物粒子をヘンシェルミキサーのような高速攪拌可能なミキサーの中で攪拌しながら、表面処理剤を含有するアルコール水溶液、有機溶媒溶液、または水溶液を添加し、均一に分散させた後に乾燥を行うものである。
また、湿式法は、金属酸化物粒子と表面処理剤とを溶剤中で攪拌、またはガラスビーズ等を用いてサンドミル等で溶剤中に分散するものであり、分散後、ろ過、または減圧留去により溶剤除去が行われる。溶剤の除去後は、さらに100℃以上で焼き付けを行うことが好ましい。
The metal oxide particles contained in the undercoat layer may be surface-treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent. The method for surface-treating the metal oxide particles is a general method, such as a dry method or a wet method.
In the dry method, metal oxide particles are stirred in a mixer capable of high-speed stirring, such as a Henschel mixer, while an alcohol aqueous solution, an organic solvent solution, or an aqueous solution containing a surface treatment agent is added to the metal oxide particles to uniformly disperse them, and then the particles are dried.
In the wet method, the metal oxide particles and the surface treatment agent are stirred in a solvent or dispersed in the solvent using glass beads or the like in a sand mill, and after dispersion, the solvent is removed by filtration or distillation under reduced pressure. After removing the solvent, it is preferable to further perform baking at 100° C. or higher.

下引き層には、さらに添加剤を含有させてもよく、例えば、アルミニウム等の金属粉体、カーボンブラック等の導電性物質、電荷輸送物質、金属キレート化合物、有機金属化合物等の公知の材料を含有させることができる。
電荷輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物等が挙げられる。電荷輸送物質として、重合性官能基を有する電荷輸送物質を用い、上記の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
The undercoat layer may further contain additives, for example, known materials such as metal powder such as aluminum, conductive materials such as carbon black, charge transport materials, metal chelate compounds, and organometallic compounds.
Examples of the charge transport substance include a quinone compound, an imide compound, a benzimidazole compound, a cyclopentadienylidene compound, a fluorenone compound, a xanthone compound, a benzophenone compound, a cyanovinyl compound, an aryl halide compound, a silole compound, a boron-containing compound, etc. A charge transport substance having a polymerizable functional group may be used as the charge transport substance, and the undercoat layer may be formed as a cured film by copolymerizing the charge transport substance with the monomer having the polymerizable functional group.

下引き層は、上記の各材料および溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製し、この塗膜を支持体または導電層上に形成し、乾燥および/または硬化させることで形成することができる。
下引き層用塗布液に用いられる溶剤としては、アルコール、スルホキシド、ケトン、エーテル、エステル、脂肪族ハロゲン化炭化水素、芳香族化合物等の有機溶剤が挙げられる。本発明においては、アルコール系、ケトン系溶剤を用いることが好ましい。
下引き層用塗布液を調製するための分散方法としては、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、アトライター、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。
The undercoat layer can be formed by preparing a coating solution for the undercoat layer containing the above-mentioned materials and solvent, forming a coating film of this on a support or a conductive layer, and drying and/or curing the coating film.
Examples of the solvent used in the coating solution for the undercoat layer include organic solvents such as alcohols, sulfoxides, ketones, ethers, esters, halogenated aliphatic hydrocarbons, aromatic compounds, etc. In the present invention, it is preferable to use alcohol-based and ketone-based solvents.
Examples of a dispersion method for preparing a coating solution for the undercoat layer include methods using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a ball mill, a sand mill, a roll mill, a vibration mill, an attritor, and a liquid collision type high-speed disperser.

下引き層の膜厚は、0.1μm以上10μm以下であることが好ましく、0.1μm以上5μm以下であることがより好ましい。 The thickness of the undercoat layer is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less.

<感光層>
電子写真感光体の感光層は、主に、(1)積層型感光層と、(2)単層型感光層とに分類される。(1)積層型感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する感光層である。(2)単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を共に含有する感光層である。
<Photosensitive layer>
The photosensitive layer of an electrophotographic photoreceptor is mainly classified into (1) a laminated type photosensitive layer and (2) a single-layer type photosensitive layer. (1) The laminated type photosensitive layer is a photosensitive layer having a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material. (2) The single-layer type photosensitive layer is a photosensitive layer containing both a charge generation material and a charge transport material.

(1)積層型感光層
積層型感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層と、を有する。
(1) Multi-Layer Photosensitive Layer The multi-layer photosensitive layer has a charge generating layer and a charge transport layer.

(1-1)電荷発生層
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
(1-1) Charge Generation Layer The charge generation layer preferably contains a charge generation material and a resin.

電荷発生物質としては、アゾ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、フタロシアニン顔料等が挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、フタロシアニン顔料が好ましい。フタロシアニン顔料の中でも、オキシチタニウムフタロシアニン顔料、クロロガリウムフタロシアニン顔料、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましい。
電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、40質量%以上85質量%以下であることが好ましく、60質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。
Examples of the charge generating material include azo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, indigo pigments, and phthalocyanine pigments. Among these, azo pigments and phthalocyanine pigments are preferred. Among phthalocyanine pigments, oxytitanium phthalocyanine pigments, chlorogallium phthalocyanine pigments, and hydroxygallium phthalocyanine pigments are preferred.
The content of the charge generating material in the charge generating layer is preferably from 40% by weight to 85% by weight, and more preferably from 60% by weight to 80% by weight, based on the total weight of the charge generating layer.

樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリビニルブチラール樹脂がより好ましい。 Examples of resins include polyester resin, polycarbonate resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl butyral resin, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, melamine resin, polyurethane resin, phenol resin, polyvinyl alcohol resin, cellulose resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, polyvinyl chloride resin, etc. Among these, polyvinyl butyral resin is more preferable.

また、電荷発生層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤をさらに含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、等が挙げられる。 The charge generating layer may further contain additives such as antioxidants and ultraviolet absorbers. Specific examples include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, sulfur compounds, phosphorus compounds, and benzophenone compounds.

電荷発生層は、上記の各材料および溶剤を含有する電荷発生層用塗布液を調製し、この塗膜を下引き層上に形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。 The charge generation layer can be formed by preparing a coating solution for the charge generation layer containing the above-mentioned materials and solvent, forming this coating film on the undercoat layer, and drying it. Examples of solvents used in the coating solution include alcohol-based solvents, sulfoxide-based solvents, ketone-based solvents, ether-based solvents, ester-based solvents, and aromatic hydrocarbon-based solvents.

電荷発生層の膜厚は、0.1μm以上1μm以下であることが好ましく、0.15μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。 The thickness of the charge generating layer is preferably 0.1 μm or more and 1 μm or less, and more preferably 0.15 μm or more and 0.4 μm or less.

(1-2)電荷輸送層
電荷輸送層は、電荷輸送物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
(1-2) Charge Transport Layer The charge transport layer preferably contains a charge transport material and a resin.

電荷輸送物質としては、例えば、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物、これらの物質から誘導される基を有する樹脂等が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。
電荷輸送層中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して、25質量%以上70質量%以下であることが好ましく、30質量%以上55質量%以下であることがより好ましい。
Examples of the charge transport material include polycyclic aromatic compounds, heterocyclic compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, enamine compounds, benzidine compounds, triarylamine compounds, resins having groups derived from these materials, etc. Among these, triarylamine compounds and benzidine compounds are preferred.
The content of the charge transport material in the charge transport layer is preferably from 25% by weight to 70% by weight, and more preferably from 30% by weight to 55% by weight, based on the total weight of the charge transport layer.

樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、特にポリアリレート樹脂が好ましい。
電荷輸送物質と樹脂との含有量比(質量比)は、4:10~20:10が好ましく、5:10~12:10がより好ましい。
Examples of the resin include polyester resin, polycarbonate resin, acrylic resin, polystyrene resin, etc. Among these, polycarbonate resin and polyester resin are preferable. As the polyester resin, polyarylate resin is particularly preferable.
The content ratio (mass ratio) of the charge transport material to the resin is preferably from 4:10 to 20:10, and more preferably from 5:10 to 12:10.

また、電荷輸送層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤等の添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。 The charge transport layer may also contain additives such as antioxidants, UV absorbers, plasticizers, leveling agents, slippage agents, and abrasion resistance improvers. Specific examples include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, sulfur compounds, phosphorus compounds, benzophenone compounds, siloxane-modified resins, silicone oils, fluororesin particles, polystyrene resin particles, polyethylene resin particles, silica particles, alumina particles, and boron nitride particles.

電荷輸送層は、上記の各材料および溶剤を含有する電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗膜を電荷発生層上に形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。 The charge transport layer can be formed by preparing a coating solution for the charge transport layer containing the above-mentioned materials and solvent, forming this coating film on the charge generation layer, and drying it. Examples of solvents used in the coating solution include alcohol-based solvents, ketone-based solvents, ether-based solvents, ester-based solvents, and aromatic hydrocarbon-based solvents. Among these solvents, ether-based solvents and aromatic hydrocarbon-based solvents are preferred.

電荷輸送層の膜厚は、3μm以上50μm以下であることが好ましく、5μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上30μm以下であることが特に好ましい。 The thickness of the charge transport layer is preferably 3 μm or more and 50 μm or less, more preferably 5 μm or more and 40 μm or less, and particularly preferably 10 μm or more and 30 μm or less.

(2)単層型感光層
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂および溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を下引き層上に形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、上記「(1)積層型感光層」における材料の例示と同様である。
単層型感光層の膜厚は、10μm以上45μm以下であることが好ましく、25μm以上35μm以下であることがより好ましい。
(2) Single-layer type photosensitive layer The single-layer type photosensitive layer can be formed by preparing a coating solution for the photosensitive layer containing a charge generating material, a charge transporting material, a resin and a solvent, forming this coating film on the undercoat layer, and drying it. The charge generating material, the charge transporting material and the resin are the same as the examples of materials in the above "(1) Multi-layer type photosensitive layer".
The thickness of the single-layer photosensitive layer is preferably from 10 μm to 45 μm, and more preferably from 25 μm to 35 μm.

[プロセスカートリッジ、電子写真装置]
本発明に係るプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、およびクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とする。
また、本発明に係る電子写真装置は、これまで述べてきた電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、および転写手段とを有することを特徴とする。
[Process Cartridge, Electrophotographic Apparatus]
The process cartridge according to the present invention is characterized in that it integrally supports the electrophotographic photosensitive member described above and at least one means selected from the group consisting of a charging means, a developing means, and a cleaning means, and is detachably attachable to the main body of the electrophotographic apparatus.
The electrophotographic apparatus according to the present invention is characterized by comprising the electrophotographic photosensitive member described above, a charging means, an exposing means, a developing means, and a transferring means.

図5に、電子写真感光体を備えたプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成の一例を示す。
円筒状(ドラム状)の電子写真感光体1は、軸2を中心に矢印方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。電子写真感光体1の表面は、回転過程において、帯電手段3により、正または負の所定電位に帯電される。なお、図5においては、ローラー型帯電部材によるローラー帯電方式を示しているが、コロナ帯電方式、近接帯電方式、注入帯電方式等の帯電方式を採用してもよい。帯電された電子写真感光体1の表面には、露光手段(不図示)から露光光4が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
露光光4は、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して強度変調された光であり、例えば、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段から出力される。
電子写真感光体1の表面に形成された静電潜像は、現像手段5内に収容されたトナーで現像(正規現像または反転現像)され、電子写真感光体1の表面にはトナー像が形成される。
電子写真感光体1の表面に形成されたトナー像は、転写手段6により、転写材7に転写される。このとき、転写手段6には、バイアス電源(不図示)からトナーの保有電荷とは逆極性のバイアス電圧が印加される。また、転写材7が紙である場合、転写材7は給紙部(不図示)から取り出されて、電子写真感光体1と転写手段6との間に電子写真感光体1の回転と同期して給送される。
電子写真感光体1からトナー像が転写された転写材7は、電子写真感光体1の表面から分離されて、定着手段8へ搬送され、トナー像の定着処理を受けることにより、画像形成物(プリント、コピー)として電子写真装置の外へプリントアウトされる。
FIG. 5 shows an example of a schematic configuration of an electrophotographic apparatus having a process cartridge equipped with an electrophotographic photosensitive member.
A cylindrical (drum-shaped) electrophotographic photoreceptor 1 is driven to rotate around an axis 2 in the direction of the arrow at a predetermined peripheral speed (process speed). The surface of the electrophotographic photoreceptor 1 is charged to a predetermined positive or negative potential by a charging means 3 during the rotation process. Although a roller charging method using a roller-type charging member is shown in FIG. 5, a charging method such as a corona charging method, a proximity charging method, or an injection charging method may also be used. Exposure light 4 is irradiated from an exposure means (not shown) onto the charged surface of the electrophotographic photoreceptor 1, and an electrostatic latent image corresponding to the target image information is formed.
The exposure light 4 is light whose intensity is modulated in accordance with a time-series electric digital image signal of the target image information, and is output from an image exposure means such as a slit exposure means or a laser beam scanning exposure means.
The electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor 1 is developed (normal development or reversal development) with toner contained in the developing means 5 , and a toner image is formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor 1 .
The toner image formed on the surface of the electrophotographic photoreceptor 1 is transferred to a transfer material 7 by a transfer means 6. At this time, a bias voltage having a polarity opposite to that of the charge held by the toner is applied to the transfer means 6 from a bias power source (not shown). When the transfer material 7 is paper, the transfer material 7 is taken out from a paper feed section (not shown) and fed between the electrophotographic photoreceptor 1 and the transfer means 6 in synchronization with the rotation of the electrophotographic photoreceptor 1.
The transfer material 7 onto which the toner image has been transferred from the electrophotographic photoreceptor 1 is separated from the surface of the electrophotographic photoreceptor 1 and transported to fixing means 8, where the toner image is subjected to a fixing process, and then printed out outside the electrophotographic device as an image formation (print, copy).

電子写真装置は、転写後の電子写真感光体の表面に残ったトナー等の付着物を除去するための、クリーニング手段9を有していてもよい。また、クリーニング手段9を別途設けず、上記付着物を現像手段5等で除去する、いわゆる、クリーナーレスシステムを用いてもよい。
例えば以下のように構成する。帯電手段3、現像手段5およびクリーニング手段9から選択される少なくとも1つを、電子写真感光体とともに一体に支持してカートリッジ化する。これを、電子写真装置本体のレール等の案内手段12を用いて、電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ11とすることができる。
電子写真装置は、電子写真感光体の表面を、前露光手段(不図示)からの前露光光10により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、プロセスカートリッジ11を電子写真装置本体に着脱するために、レール等の案内手段12を設けてもよい。
The electrophotographic apparatus may have a cleaning unit 9 for removing deposits such as toner remaining on the surface of the electrophotographic photosensitive member after transfer. Alternatively, a so-called cleanerless system may be used in which the deposits are removed by the developing unit 5 or the like without providing a separate cleaning unit 9.
For example, it may be configured as follows: At least one selected from the charging means 3, the developing means 5, and the cleaning means 9 is integrally supported together with the electrophotographic photosensitive member to form a cartridge, which can be made into a process cartridge 11 that is detachably attached to the main body of the electrophotographic apparatus by using a guide means 12 such as a rail of the main body of the electrophotographic apparatus.
The electrophotographic apparatus may have a charge removing mechanism that removes charge from the surface of the electrophotographic photosensitive member by pre-exposure light 10 from a pre-exposure means (not shown). In addition, a guide means 12 such as a rail may be provided in order to mount and remove the process cartridge 11 to and from the main body of the electrophotographic apparatus.

本発明に係る電子写真感光体は、レーザービームプリンター、LEDプリンター、複写機、ファクシミリ、および、これらの複合機等に用いることができる。 The electrophotographic photoreceptor according to the present invention can be used in laser beam printers, LED printers, copiers, facsimiles, and combination machines thereof.

以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、種々の変更がなされてもよく、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
以下、本発明に係る電子写真感光体や導電性粒子の各物性の測定方法を説明する。
The present invention will be described in more detail below using examples and comparative examples. The present invention may be modified in various ways without departing from the gist of the invention, and is not limited by the following examples. In the following examples, "parts" are by mass unless otherwise specified.
Hereinafter, methods for measuring the various physical properties of the electrophotographic photoreceptor and conductive particles according to the present invention will be described.

<電子写真感光体の物性測定>
<導電性粒子の一次粒子径の算出>
まず、メスシリンダー中のメチルエチルケトン(MEK)に電子写真感光体全体を浸けて超音波を照射し、樹脂層を剥がし、その後、電子写真感光体の支持体を取り出した。次に、MEKに溶解しない不溶分(感光層および導電性粒子を含有する保護層)を濾過し、真空乾燥機で乾固した。さらに、得られた固体をテトラヒドロフラン(THF)/メチラールの体積比1:1の混合溶媒に懸濁し、不溶分を濾過後、濾物を回収して真空乾燥機で乾固した。この操作により、導電性粒子と保護層の樹脂とを得た。さらに濾物を電気炉で500℃に加熱して、固体が導電性粒子のみとなるようにして、導電性粒子を回収した。導電性粒子は測定に必要量確保するため、複数本の電子写真感光体に同様の処理を施した。
回収した導電性粒子の一部をイソプロパノール(IPA)に分散させ、その分散液を支持膜付グリッドメッシュ(日本電子株式会社製、Cu150J)に滴下し、走査透過型電子顕微鏡(JEOL社、JEM2800)のSTEMモードにて導電性粒子の観察を行った。観察は導電性粒子の粒子径を算出しやすいように、50万倍から120万倍の拡大倍率で行い、導電性粒子100個のSTEM画像を撮影した。この時、加速電圧200kV、プローブサイズは1nm、画像サイズは1024×1024pixelに設定した。得られたSTEM画像を用いて、画像処理ソフト「Image-Pro Plus (Media Cybernetics社製)」にて、一次粒子径の測定を行った。まず、ツールバーの直線ツール(Straight Line)を用い、STEM画像下部に表示されているスケールバーを選択しておく。その状態でAnalyzeメニューのSet Scaleを選択すると、新規ウインドウが開き、Distance in Pixels欄に選択されている直線のピクセル距離が入力される。ウインドウのKnown Distance欄にスケールバーの値(例えば100)を入力し、Unit of Measurement欄にスケールバーの単位(例えばnm)を入力し、OKをクリックするとスケール設定が完了する。次に、直線ツールを用いて、導電性粒子の最大径となるように直線を描き、粒子径を算出した。同様の操作を、導電性粒子100個について行い、得られた値(最大径)の個数平均値を導電性粒子の一次粒子径とした。
<Measurement of physical properties of electrophotographic photoreceptor>
<Calculation of primary particle size of conductive particles>
First, the entire electrophotographic photoreceptor was immersed in methyl ethyl ketone (MEK) in a graduated cylinder and irradiated with ultrasonic waves to peel off the resin layer, and then the support of the electrophotographic photoreceptor was taken out. Next, the insoluble matter (photosensitive layer and protective layer containing conductive particles) that does not dissolve in MEK was filtered and dried in a vacuum dryer. Furthermore, the obtained solid was suspended in a mixed solvent of tetrahydrofuran (THF)/methylal at a volume ratio of 1:1, the insoluble matter was filtered, and the filtered matter was collected and dried in a vacuum dryer. This operation obtained conductive particles and the resin of the protective layer. Furthermore, the filtered matter was heated to 500°C in an electric furnace so that the solid was only the conductive particles, and the conductive particles were collected. In order to ensure the amount of conductive particles required for measurement, the same treatment was performed on multiple electrophotographic photoreceptors.
A part of the collected conductive particles was dispersed in isopropanol (IPA), and the dispersion was dropped onto a grid mesh with a support film (manufactured by JEOL, Cu150J), and the conductive particles were observed in the STEM mode of a scanning transmission electron microscope (JEOL, JEM2800). The observation was performed at a magnification of 500,000 to 1.2 million times to easily calculate the particle diameter of the conductive particles, and STEM images of 100 conductive particles were taken. At this time, the acceleration voltage was set to 200 kV, the probe size was set to 1 nm, and the image size was set to 1024 x 1024 pixels. Using the obtained STEM image, the primary particle diameter was measured using the image processing software "Image-Pro Plus (manufactured by Media Cybernetics)". First, the straight line tool (Straight Line) on the toolbar was used to select the scale bar displayed at the bottom of the STEM image. In this state, when Set Scale is selected from the Analyze menu, a new window opens and the pixel distance of the selected line is entered in the Distance in Pixels field. The value of the scale bar (e.g., 100) is entered in the Known Distance field of the window, the unit of the scale bar (e.g., nm) is entered in the Unit of Measurement field, and the scale setting is completed by clicking OK. Next, a straight line is drawn using a straight line tool so as to be the maximum diameter of the conductive particles, and the particle diameter is calculated. The same operation is performed for 100 conductive particles, and the number average value of the obtained value (maximum diameter) is taken as the primary particle diameter of the conductive particles.

<電子写真感光体に含有される導電性粒子におけるニオブ原子/チタン原子濃度比率の算出>
感光体から5mm四方のサンプル片を1つ切り出し、超音波ウルトラミクロトーム(Leica社、UC7)により、切削速度0.6mm/sで200nm厚に切削し、薄片サンプルを作製した。この薄片サンプルを、EDS分析装置(エネルギー分散型X線分析装置)を接続した走査透過型電子顕微鏡(JEOL社、JEM2800)のSTEMモードにて、50万倍から120万倍の拡大倍率で観察を行った。
観察される導電性粒子の断面のうち、上記で算出した1次粒子径のおおよそ0.9倍以上1.1倍以下の最大径を有する導電性粒子の断面を目視で選択した。続いて、選択した導電性粒子の断面の構成元素を、EDS分析装置を用いてスペクトルを収集し、EDSマッピング像を作製した。スペクトルの収集および解析は、NSS(Thermo Fisher Scientific社)を用いて行った。収集条件は、加速電圧200kV、デッドタイムが15以上30以下となるようにプローブサイズを1.0nmまたは1.5nmを適宜選択し、マッピングの分解能を256×256、Frame数を300とした。EDSマッピング像は、導電性粒子の断面100個について取得した。
このようにして得られたEDSマッピング像を解析することで、粒子中心部、および粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子濃度(原子%)とチタン原子濃度(原子%)の比率を算出する。具体的には、まずNSSの「ライン抽出」ボタンを押下し、粒子の最大径となるように直線を描き、一方の表面から粒子内部を通り、他方の表面に至るまでの直線上における原子濃度(原子%)の情報を得る。このとき得られた粒子の最大径が、上記で算出した1次粒子径の0.9倍未満または1.1倍を超える範囲であれば、これ以後の解析の対象外とした。(1次粒子径の0.9倍以上1.1倍未満の範囲に最大径をもつ粒子についてのみ、下記に示す解析を行った。)次に、両側の粒子表面において、粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子濃度(原子%)を読み取る。同様にして、“粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるチタン原子濃度(原子%)”を得る。次いで、これらの値を用いて、下式より、両側の粒子表面における“粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率”をそれぞれ得る。
粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率=
(粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子濃度(原子%))/(粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるチタン原子濃度(原子%))
<Calculation of Niobium Atom/Titanium Atom Concentration Ratio in Conductive Particles Contained in Electrophotographic Photoreceptor>
A sample piece of 5 mm square was cut from the photoreceptor and cut to a thickness of 200 nm at a cutting speed of 0.6 mm/s using an ultrasonic ultramicrotome (Leica, UC7) to prepare a thin sample. This thin sample was observed at magnifications of 500,000 to 1.2 million times using a scanning transmission electron microscope (JEOL, JEM2800) in STEM mode connected to an EDS analyzer (energy dispersive X-ray analyzer).
Among the cross sections of the observed conductive particles, the cross sections of the conductive particles having a maximum diameter of approximately 0.9 to 1.1 times the primary particle diameter calculated above were visually selected. Then, the constituent elements of the cross sections of the selected conductive particles were collected using an EDS analyzer to produce EDS mapping images. The collection and analysis of the spectra were performed using an NSS (Thermo Fisher Scientific). The collection conditions were an acceleration voltage of 200 kV, a probe size of 1.0 nm or 1.5 nm was appropriately selected so that the dead time was 15 to 30, the mapping resolution was 256 x 256, and the number of frames was 300. The EDS mapping images were obtained for 100 cross sections of the conductive particles.
By analyzing the EDS mapping image thus obtained, the ratio of the niobium atomic concentration (atomic %) to the titanium atomic concentration (atomic %) at the center of the particle and within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface is calculated. Specifically, the "Line Extraction" button of the NSS is pressed first, a straight line is drawn so as to be the maximum diameter of the particle, and information on the atomic concentration (atomic %) on the straight line from one surface through the inside of the particle to the other surface is obtained. If the maximum diameter of the particle obtained at this time is in the range of less than 0.9 times or more than 1.1 times the primary particle diameter calculated above, it is excluded from the subsequent analysis. (The analysis shown below was performed only on particles having a maximum diameter in the range of 0.9 times or more and less than 1.1 times the primary particle diameter.) Next, the niobium atomic concentration (atomic %) is read at the particle surface on both sides within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface. In the same manner, the "titanium atomic concentration (atomic %) within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface" is obtained. Next, using these values, the "concentration ratios of niobium atoms and titanium atoms within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface" on both particle surfaces are calculated according to the following formula.
The concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface =
(Niobium atomic concentration (atomic %) within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface)/(Titanium atomic concentration (atomic %) within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface)

得られた二つの濃度比率の内、値が小さい方を、本発明における“粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率”として採用する。
また、上記直線上であり、最大径の中点となる位置におけるニオブ原子濃度(原子%)とチタン原子濃度(原子%)を読み取る。これらの値を用いて、下式より、“粒子中心部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率”を得る。
粒子中心部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率=
(粒子中心部におけるニオブ原子濃度(原子%))/(粒子中心部におけるチタン原子濃度(原子%))
Of the two concentration ratios obtained, the smaller value is adopted as "the concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface" in the present invention.
Also, the niobium atom concentration (atomic %) and titanium atom concentration (atomic %) are read at the position on the straight line that is the midpoint of the maximum diameter. Using these values, the "concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms at the center of the particle" is calculated using the following formula.
Concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the particle center =
(Niobium atom concentration (atomic %) at the center of the particle)/(Titanium atom concentration (atomic %) at the center of the particle)

なお、“粒子中心部における、ニオブ原子濃度/チタン原子濃度で算出される濃度比率に対する、粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部における、ニオブ原子濃度/チタン原子濃度で算出される濃度比率”は、下式で算出される。
(粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率)/(粒子中心部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率)
The "concentration ratio calculated as niobium atomic concentration/titanium atomic concentration at a distance 5% from the particle surface to the maximum diameter of the measured particle to the concentration ratio calculated as niobium atomic concentration/titanium atomic concentration at the particle center" is calculated by the following formula.
(concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface)/(concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms at the particle center)

<導電性粒子の含有量の算出>
次に、感光体から5mm四方のサンプル片を4つ切り出し、FIB-SEMのSlice&Viewで保護層の2μm×2μm×2μmの3次元化を行った。FIB-SEMのSlice&Viewのコントラストの違いから、保護層の全体積に占める、導電性粒子の含有量を算出した。Slice&Viewの条件は以下のようにした。
分析用試料加工:FIB法
加工および観察装置:SII/Zeiss製NVision40
スライス間隔:10nm
観察条件:
加速電圧:1.0kV
試料傾斜:54°
WD:5mm
検出器:BSE検出器
アパーチャー:60μm、high current
ABC:ON
画像解像度:1.25nm/pixel
解析領域は縦2μm×横2μmで行い、断面ごとの情報を積算し、縦2μm×横2μm×厚み2μm(8μm)当たりの体積Vを求める。また、測定環境は、温度:23℃、圧力:1×10-4Paである。なお、加工および観察装置としては、FEI製のStrata400S(試料傾斜:52°)を用いることもできる。また、断面ごとの情報は、特定した本発明の導電性粒子の面積を画像解析して得た。画像解析は、画像処理ソフト:Media Cybernetics製、Image-Pro Plusを用いて行った。
得られた情報を基に、4つのサンプル片のそれぞれにおいて、2μm×2μm×2μmの体積(単位体積:8μm)中の本発明の導電性粒子の体積Vを求め、導電性粒子の含有量[体積%](=Vμm/8μm×100)を算出した。4つのサンプル片における導電性粒子の含有量の値の平均値を、保護層の全体積に対する保護層中の本発明の導電性粒子の含有量[体積%]とした。
このとき、4つのサンプル片すべてについて、保護層と下層の境界まで加工を行うことで、保護層の膜厚t(cm)を測定し、下記の<保護層の体積抵抗率の測定方法>において体積抵抗率ρvの算出に保護層の膜厚の値を用いた。
<Calculation of Conductive Particle Content>
Next, four sample pieces of 5 mm square were cut out from the photoreceptor, and the protective layer was three-dimensionalized to 2 μm x 2 μm x 2 μm using FIB-SEM Slice & View. The content of the conductive particles in the total volume of the protective layer was calculated from the difference in contrast of FIB-SEM Slice & View. The conditions for Slice & View were as follows:
Analytical sample processing: FIB method Processing and observation equipment: SII/Zeiss NVision 40
Slice interval: 10 nm
Observation conditions:
Acceleration voltage: 1.0 kV
Sample tilt: 54°
WD: 5mm
Detector: BSE detector Aperture: 60 μm, high current
ABC:ON
Image resolution: 1.25 nm/pixel
The analysis area is 2 μm long x 2 μm wide, and the information for each cross section is integrated to obtain the volume V per 2 μm long x 2 μm wide x 2 μm thick (8 μm 3 ). The measurement environment is temperature: 23° C. and pressure: 1×10 −4 Pa. As a processing and observation device, a Strata 400S (sample tilt: 52°) manufactured by FEI can also be used. The information for each cross section was obtained by image analysis of the area of the specified conductive particles of the present invention. The image analysis was performed using image processing software: Image-Pro Plus manufactured by Media Cybernetics.
Based on the obtained information, the volume V of the conductive particles of the present invention in a volume of 2 μm × 2 μm × 2 μm (unit volume: 8 μm 3 ) was determined for each of the four sample pieces, and the conductive particle content [volume %] (= V μm 3 / 8 μm 3 × 100) was calculated. The average value of the conductive particle content values in the four sample pieces was taken as the conductive particle content [volume %] of the present invention in the protective layer relative to the total volume of the protective layer.
At this time, for all four sample pieces, processing was performed up to the boundary between the protective layer and the lower layer to measure the film thickness t (cm) of the protective layer, and the value of the film thickness of the protective layer was used to calculate the volume resistivity ρv in the <Method for measuring the volume resistivity of the protective layer> described below.

<保護層の表面における各原子の相対濃度の測定>
保護層の表面に対するX線光電子分光分析は、具体的には以下のようにして行うことができる。
まず電子写真感光体の表面の無作為に選んだ位置から、5mm四方の切片を5つ切り出し、観察用サンプル片を5つ用意する。続いて、各観察用サンプル片の保護層についてX線光電子分光分析(XPS)を行う。XPSの装置および測定条件は、下記の通りである。
使用装置:アルバック-ファイ社製 Quantum 2000
分析方法:ナロー分析
X線源:Al-Kα
X線条件:100μm、25W、15kV
光電子取り込み角度:45°
PassEnergy:58.70eV
測定範囲:φ100μm
以上の条件により測定を行い、炭素1s軌道のC-C結合に由来するピークを285eVに補正する。その後、100eV以上103eV以下にピークトップが検出される原子のピーク面積に対し、アルバック-ファイ社提供の相対感度因子を適用する。5つの観察用サンプル片で得られた結果を平均し、炭素原子、酸素原子、チタン原子、ニオブ原子、およびケイ素原子の各スペクトルピークについて積分および換算を行う。チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)の合計を100.0atomic%としたとき、炭素原子の相対濃度d(C)、酸素原子の相対濃度d(O)、チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)を決定する。金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比d(Nb)/d(Ti)、d(Ti)、d(Si)、d(Ti)/d(Si)を計算した。
<Measurement of the relative concentration of each atom on the surface of the protective layer>
Specifically, the X-ray photoelectron spectroscopy analysis of the surface of the protective layer can be carried out as follows.
First, five pieces of 5 mm square are cut out from randomly selected positions on the surface of the electrophotographic photoreceptor to prepare five sample pieces for observation. Next, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is performed on the protective layer of each sample piece for observation. The XPS device and measurement conditions are as follows.
Equipment used: ULVAC-PHI Quantum 2000
Analysis method: narrow analysis X-ray source: Al-Kα
X-ray conditions: 100 μm, 25 W, 15 kV
Photoelectron capture angle: 45°
Pass Energy: 58.70 eV
Measurement range: φ100μm
Measurements are performed under the above conditions, and the peak derived from the C-C bond of the carbon 1s orbital is corrected to 285 eV. The relative sensitivity factor provided by ULVAC-PHI is then applied to the peak area of atoms whose peak tops are detected between 100 eV and 103 eV. The results obtained from the five observation sample pieces are averaged, and the spectral peaks of carbon atoms, oxygen atoms, titanium atoms, niobium atoms, and silicon atoms are integrated and converted. When the sum of the relative concentration d(Ti) of titanium atoms, the relative concentration d(Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d(Si) of silicon atoms is taken as 100.0 atomic%, the relative concentration d(C) of carbon atoms, the relative concentration d(O) of oxygen atoms, the relative concentration d(Ti) of titanium atoms, the relative concentration d(Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d(Si) of silicon atoms are determined. The atomic concentration ratios d(Nb)/d(Ti), d(Ti), d(Si), and d(Ti)/d(Si) of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide were calculated.

<導電性粒子の表面における各原子の相対濃度の測定>
導電性粒子の表面に対するX線光電子分光分析は、具体的には以下のようにして行うことができる。導電性粒子についてX線光電子分光分析(XPS)を行う。XPSの装置および測定条件は、下記の通りである。
使用装置:アルバック-ファイ社製 Quantum 2000
分析方法:ナロー分析
X線源:Al-Kα
X線条件:100μm、25W、15kV
光電子取り込み角度:45°
PassEnergy:58.70eV
測定範囲:φ100μm
以上の条件により測定を行い、炭素1s軌道のC-C結合に由来するピークを285eVに補正する。その後、100eV以上103eV以下にピークトップが検出される原子のピーク面積に対し、アルバック-ファイ社提供の相対感度因子を適用する。得られた結果を平均し、炭素原子、酸素原子、チタン原子、ニオブ原子、およびケイ素原子の各スペクトルピークについて積分および換算を行う。チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)の合計を100.0atomic%としたとき、炭素原子の相対濃度d(C)、酸素原子の相対濃度d(O)、チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)を決定する。金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比d(Nb)/d(Ti)を計算した。
<Measurement of the relative concentration of each atom on the surface of a conductive particle>
Specifically, the X-ray photoelectron spectroscopy of the surface of the conductive particles can be carried out as follows: The conductive particles are subjected to X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XPS apparatus and measurement conditions are as follows.
Equipment used: ULVAC-PHI Quantum 2000
Analysis method: narrow analysis X-ray source: Al-Kα
X-ray conditions: 100 μm, 25 W, 15 kV
Photoelectron capture angle: 45°
Pass Energy: 58.70 eV
Measurement range: φ100μm
Measurements are performed under the above conditions, and the peak derived from the C-C bond of the carbon 1s orbit is corrected to 285 eV. The relative sensitivity factor provided by ULVAC-PHI is then applied to the peak area of atoms whose peak tops are detected between 100 eV and 103 eV. The obtained results are averaged, and integration and conversion are performed for each of the spectral peaks of carbon atoms, oxygen atoms, titanium atoms, niobium atoms, and silicon atoms. When the sum of the relative concentration d(Ti) of titanium atoms, the relative concentration d(Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d(Si) of silicon atoms is taken as 100.0 atomic%, the relative concentration d(C) of carbon atoms, the relative concentration d(O) of oxygen atoms, the relative concentration d(Ti) of titanium atoms, the relative concentration d(Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d(Si) of silicon atoms are determined. The atomic concentration ratio d(Nb)/d(Ti) of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide is calculated.

<保護層の体積抵抗率の測定方法>
保護層の体積抵抗率は、次のようにして測定することができる。
体積抵抗率の測定には、pA(ピコアンペアー)メーターを使用する。先ず、PETフィルム上に電極間距離(D)180μm、長さ(L)59mmの図2のような櫛型金電極を蒸着により作製する。作製した櫛型金電極の上に、厚さ(T1)2μmの保護層を、上記櫛形金電極を覆うように設ける。次に、温度23℃/湿度50%RHの環境下および温度32.5℃/湿度80%RHの環境下にて、櫛型電極間に100Vの直流電圧(V)を印加したときの直流電流(I)を測定する。得られた測定値を用い、下記式(7)によって体積抵抗率A(温度23℃/湿度50%RH)および体積抵抗率B(温度32.5℃/湿度80%RH)を得る。
体積抵抗率ρv(Ω・cm)=V(V)×T1(cm)×L(cm)/{I(A)×D(cm)} (7)
保護層の導電性粒子や結着樹脂等の組成について同定が困難な場合は、電子写真感光体の表面について表面抵抗率を測定し、体積抵抗率に換算する。つまり、保護層単体ではなく、電子写真感光体の表面層として存在する保護層の体積抵抗率を測定する場合は、保護層の表面抵抗率を測定し、得られた値を体積抵抗率に変換する。
具体的には、電子写真感光体の表面(保護層の表面)に図2のような電極間距離(D)180μm、長さ(L)59mmの櫛型電極を金蒸着により作製する。次に、温度23℃/湿度50%RHおよび温度32.5℃/湿度80%RHの環境下にて、櫛型電極の間に1000Vの直流電圧(V)を印加したときの直流電流(I)を測定し、直流電圧(V)/直流電流(I)から、保護層の表面抵抗率ρsを算出する。
得られた表面抵抗率ρsと、保護層の膜厚t(cm)と用い、下記式(8)により体積抵抗率を得ることができる。
ρv=ρs×t (8)
(ρv:体積抵抗率、ρs:表面抵抗率、t:保護層の厚さ)(保護層の体積抵抗率の測定)
各電子写真感光体の体積抵抗率A(温度23℃/湿度50%RH)および体積抵抗率B(温度32.5℃/湿度80%RH)を得た。
<Method for measuring volume resistivity of protective layer>
The volume resistivity of the protective layer can be measured as follows.
A pA (picoampere) meter is used to measure the volume resistivity. First, a comb-shaped gold electrode with an interelectrode distance (D) of 180 μm and a length (L) of 59 mm as shown in FIG. 2 is prepared by deposition on a PET film. A protective layer with a thickness (T1) of 2 μm is provided on the prepared comb-shaped gold electrode so as to cover the comb-shaped gold electrode. Next, a direct current (I) is measured when a direct current voltage (V) of 100 V is applied between the comb-shaped electrodes under an environment of temperature 23° C./humidity 50% RH and an environment of temperature 32.5° C./humidity 80% RH. Using the obtained measured value, the volume resistivity A (temperature 23° C./humidity 50% RH) and the volume resistivity B (temperature 32.5° C./humidity 80% RH) are obtained by the following formula (7).
Volume resistivity ρv (Ω cm) = V (V) × T1 (cm) × L (cm) / {I (A) × D (cm)} (7)
When it is difficult to identify the composition of the conductive particles, binder resin, etc. of the protective layer, the surface resistivity of the surface of the electrophotographic photoreceptor is measured and converted into volume resistivity. In other words, when measuring the volume resistivity of the protective layer that exists as the surface layer of the electrophotographic photoreceptor, rather than the protective layer alone, the surface resistivity of the protective layer is measured and the obtained value is converted into volume resistivity.
Specifically, comb-shaped electrodes having an interelectrode distance (D) of 180 μm and a length (L) of 59 mm as shown in Fig. 2 are prepared by gold deposition on the surface of the electrophotographic photoreceptor (surface of the protective layer). Next, a DC voltage (V) of 1000 V is applied between the comb-shaped electrodes in environments of temperature 23°C/humidity 50% RH and temperature 32.5°C/humidity 80% RH, and the DC current (I) is measured, and the surface resistivity ρs of the protective layer is calculated from the DC voltage (V)/DC current (I).
Using the obtained surface resistivity ρs and the film thickness t (cm) of the protective layer, the volume resistivity can be calculated according to the following formula (8).
ρv = ρs × t (8)
(ρv: volume resistivity, ρs: surface resistivity, t: thickness of protective layer) (measurement of volume resistivity of protective layer)
The volume resistivity A (temperature 23° C./humidity 50% RH) and volume resistivity B (temperature 32.5° C./humidity 80% RH) of each electrophotographic photoreceptor were obtained.

<導電性粒子の粉末X線回折測定>
導電性粒子にアナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、あるいは酸化スズが含有されていることを、以下に示す条件で粉末X線回折分析を行うことで確認した。電子写真感光体の保護層に含まれる導電性粒子の回収は、上記の(導電性粒子がその表面に含有する金属酸化物における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比の測定)に記載の方法に準じて行った。
CuKαのX線を用いた粉末X線回折分析により得られたチャートから、国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)の無機材料データベース (AtomWork)を参照することで各金属酸化物の同定を行った。
<測定条件>
使用測定機:X線回折装置RINT-TTRII(理学電気(株)製)
X線管球:Cu
管電圧:50KV
管電流:300mA
スキャン方法:2θ/θスキャン
スキャン速度:4.0°/min
サンプリング間隔:0.02°
スタート角度(2θ):5.0°
ストップ角度(2θ):40.0°
アタッチメント:標準試料ホルダー
フィルター:不使用
インシデントモノクロ:使用
カウンターモノクロメーター:不使用
発散スリット:開放
発散縦制限スリット:10.00mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
平板モノクロメーター:使用
カウンター:シンチレーションカウンター
<Powder X-ray diffraction measurement of conductive particles>
It was confirmed by powder X-ray diffraction analysis under the following conditions that the conductive particles contained anatase type titanium oxide, rutile type titanium oxide, or tin oxide. The conductive particles contained in the protective layer of the electrophotographic photoreceptor were recovered according to the method described above (measurement of the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the metal oxide contained on the surface of the conductive particles).
From the chart obtained by powder X-ray diffraction analysis using CuKα X-rays, each metal oxide was identified by referring to the inorganic materials database (AtomWork) of the National Institute for Materials Science (NIMS).
<Measurement conditions>
Measuring equipment used: X-ray diffraction device RINT-TTRII (manufactured by Rigaku Corporation)
X-ray tube: Cu
Tube voltage: 50KV
Tube current: 300mA
Scan method: 2θ/θ scan Scan speed: 4.0°/min
Sampling interval: 0.02°
Start angle (2θ): 5.0°
Stop angle (2θ): 40.0°
Attachment: Standard sample holder Filter: Not used Incident monochrome: Used Counter monochromator: Not used Divergence slit: Open Divergence vertical limit slit: 10.00 mm
Scattering slit: open Receiving slit: open Flat plate monochromator: Counter used: Scintillation counter

(帯電保持性の評価)
帯電保持性の測定には、感光体試験装置(商品名:CYNTHIA59、ジェンテック(株)製)を使用する。温度23℃/湿度50%RHの環境下および温度32.5℃/湿度80%RHの環境下にて、上記装置に電子写真感光体を設置する。また、直径8mmの導電性ゴムローラーを帯電部材とし、周波数1Hz、Voffset=-450V、Vpp=500Vの矩形波を電子写真感光体の表面に印加できるように帯電装置を設定する。
また、表面電位プローブ(model6000B-8:トレック・ジャパン(株)製)を感光体から1mm離れた位置に設置し、表面電位計(model344:トレック・ジャパン(株)製)を使用して電位を測定する。
電子写真感光体を、回転速度30rpmで回転させながら帯電し、帯電位置から0.30秒分回転した位置における表面電位を、100μs間隔で取得し、図3に示すようなプロットを得る。続いて、図4に示すように、各測定点について、後続の24点の測定点を合わせた計25点の測定点から得られる回帰直線Rの傾きを決定する。その後、各測定点について得られた回帰直線Rの傾きの値のうち、最大値および最小値のそれぞれの絶対値を平均した値を算出し、これを帯電保持性とする。
(Evaluation of Charge Retention)
A photoreceptor tester (product name: CYNTHIA59, manufactured by Gentec Co., Ltd.) is used to measure the charge retention. An electrophotographic photoreceptor is placed in the above-mentioned device under an environment of temperature 23°C/humidity 50% RH and an environment of temperature 32.5°C/humidity 80% RH. A conductive rubber roller with a diameter of 8 mm is used as a charging member, and the charging device is set so that a square wave with a frequency of 1 Hz, Voffset = -450 V, and Vpp = 500 V can be applied to the surface of the electrophotographic photoreceptor.
A surface potential probe (model 6000B-8, manufactured by Trek Japan) is placed at a position 1 mm away from the photoconductor, and the potential is measured using a surface potential meter (model 344, manufactured by Trek Japan).
The electrophotographic photoreceptor is charged while rotating at a rotation speed of 30 rpm, and the surface potential at a position rotated 0.30 seconds from the charging position is obtained at 100 μs intervals to obtain a plot as shown in Fig. 3. Next, as shown in Fig. 4, for each measurement point, the slope of the regression line R obtained from a total of 25 measurement points, including the subsequent 24 measurement points, is determined. Thereafter, the absolute values of the maximum and minimum values of the slope of the regression line R obtained for each measurement point are averaged to calculate the charge retention.

(アナターゼ型酸化チタン粒子1~5の製造例)
アナターゼ型酸化チタン粒子は公知の硫酸法で製造することができる。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て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する。これによりアナターゼ化度がほぼ100%のアナターゼ型酸化チタンが得られる。
上記の方法において、硫酸チタニルの溶液濃度を制御することにより、アナターゼ型酸化チタン粒子1~5を作製した。
(Production Examples of Anatase-Type Titanium Oxide Particles 1 to 5)
Anatase type titanium oxide particles can be produced by the known sulfuric acid method. In the production of titanium oxide, a solution containing titanium sulfate and titanyl sulfate as titanium compounds is heated and hydrolyzed to produce a hydrous titanium dioxide slurry, which is then dehydrated and fired. This produces an anatase type titanium dioxide with a degree of anatase conversion of almost 100%.
In the above-mentioned method, the concentration of titanyl sulfate in the solution was controlled to prepare anatase type titanium oxide particles 1 to 5.

(アナターゼ型酸化チタン粒子6の製造例)
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)を添加した。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1.8質量%の割合で硫酸ニオブを添加した。
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1.8質量%の割合で加えたものを加水分解し、含水二酸化チタンスラリーを得た。次に、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、焼成温度は1000℃で焼成した。これによりニオブ元素を1.8質量%含有したアナターゼ型酸化チタン粒子6を得た。
(Production Example of Anatase-Type Titanium Oxide Particles 6)
Niobium sulfate (a water-soluble niobium compound) was added to a hydrous titanium dioxide slurry obtained by hydrolysis of an aqueous titanyl sulfate solution in an amount of 1.8 mass % in terms of niobium ions relative to the amount of titanium in the slurry (calculated as titanium dioxide).
Niobium sulfate was added to an aqueous titanyl sulfate solution in a proportion of 1.8% by mass in terms of niobium ions, and the resulting solution was hydrolyzed to obtain a hydrous titanium dioxide slurry. The hydrous titanium dioxide slurry containing niobium ions and the like was then dehydrated and fired at a firing temperature of 1000° C. As a result, anatase-type titanium dioxide particles 6 containing 1.8% by mass of niobium element were obtained.

(アナターゼ型酸化チタン粒子7の製造例)
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)を添加した。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0.2質量%の割合で硫酸ニオブを添加した。
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0.2質量%の割合で加えたものを加水分解し、含水二酸化チタンスラリーを得た。次に、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、焼成温度は1000℃で焼成した。これによりニオブ元素を0.2質量%含有したアナターゼ型酸化チタン粒子7を得た。
(Production Example of Anatase-Type Titanium Oxide Particles 7)
Niobium sulfate (a water-soluble niobium compound) was added to a hydrous titanium dioxide slurry obtained by hydrolysis of an aqueous titanyl sulfate solution in an amount of 0.2 mass% in terms of niobium ions relative to the amount of titanium in the slurry (calculated as titanium dioxide).
Niobium sulfate was added to an aqueous titanyl sulfate solution at a ratio of 0.2% by mass as niobium ions, and the resulting solution was hydrolyzed to obtain a hydrous titanium dioxide slurry. Next, the hydrous titanium dioxide slurry containing niobium ions and the like was dehydrated and fired at a firing temperature of 1000° C. In this way, anatase-type titanium dioxide particles 7 containing 0.2% by mass of niobium element were obtained.

(ルチル型酸化チタン粒子1の製造例)
酸化チタンナノ粒子(日本アエロジル株式会社製;平均一次粒径(メーカー公称値):100nm)200質量部を濃度17モル/Lの水酸化カリウム水溶液10000質量部とともにテフロン(登録商標)製管中に封入した。これを耐圧ガラス容器中に密閉し、110℃で20時間保持して水熱処理を行った。反応生成物を濃度1モル/Lの塩酸水溶液で中和した後、イオン交換水による洗浄と遠心分離とを繰り返し、白色沈殿を得た。さらに、得られた白色沈殿を乾燥し、引き続き650℃で30分間焼成処理を行って一次粒径80nm(長径側)のルチル型酸化チタン粒子1を得た。
ルチル型酸化チタン粒子1について、RINT2000(株式会社リガク製)を用いたX線回折スペクトル(CuKα)測定により、ルチル型酸化チタンに起因する27.4°、36.1°、41.2°、54.3°の回折ピークを確認した。
(Production Example of Rutile Titanium Oxide Particles 1)
200 parts by mass of titanium oxide nanoparticles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.; average primary particle size (manufacturer's nominal value): 100 nm) were sealed in a Teflon (registered trademark) tube together with 10,000 parts by mass of a 17 mol/L potassium hydroxide aqueous solution. This was sealed in a pressure-resistant glass container and held at 110°C for 20 hours for hydrothermal treatment. The reaction product was neutralized with a 1 mol/L hydrochloric acid aqueous solution, and then repeatedly washed with ion-exchanged water and centrifuged to obtain a white precipitate. The resulting white precipitate was then dried and subsequently baked at 650°C for 30 minutes to obtain rutile-type titanium oxide particles 1 with a primary particle size of 80 nm (longer diameter side).
For the rutile-type titanium oxide particles 1, diffraction peaks at 27.4°, 36.1°, 41.2°, and 54.3° due to rutile-type titanium oxide were confirmed by X-ray diffraction spectrum (CuKα) measurement using RINT2000 (manufactured by Rigaku Corporation).

上記の通り作製したアナターゼ型酸化チタン粒子1~7、およびルチル型酸化チタン粒子1の個数平均粒径を表1に示す。 The number-average particle diameters of the anatase-type titanium oxide particles 1 to 7 and the rutile-type titanium oxide particles 1 prepared as described above are shown in Table 1.

Figure 0007500673000002
Figure 0007500673000002

<導電性粒子の製造>
(導電性粒子1の製造)
水酸化ニオブ(V)を濃硫酸に溶解して、硫酸チタン水溶液と混合して、ニオブ塩およびチタン塩の酸性混合液を(以下「チタンニオブ混合液」という。)を調製した。
アナターゼ型酸化チタン粒子1を100部計量して、被覆前粒子として水に分散して懸濁液とし、1000部の水懸濁液として撹拌しながら670℃まで加温した。
pHを2.5に維持しながら、アナターゼ型酸化チタン粒子1の重量に対して、Tiとして337g/kg、Nbとして10.3g/kgを含有するチタンニオブ混合液と水酸化ナトリウム水溶液を同時に添加した。
また、五塩化ニオブ(NbCl)3部を11.4モル/L塩酸100部に溶解させたニオブ溶液と、チタンとして12.0部を含む硫酸チタン溶液200部とを混合したチタンニオブ酸液(液中のニオブ原子とチタン原子の重量比が1.0/20.0となる)を用意した。このチタンニオブ酸液と、10.7モル/L水酸化ナトリウム水溶液とを、上記水懸濁液のpHが2~3となるように上記水懸濁液に3時間かけて同時に滴下(並行添加)した。滴下終了後、懸濁液をろ過、洗浄し、110℃で8時間乾燥した。この乾燥物を有機物ともに窒素雰囲気中、725℃(表2における焼成時の温度)にて1時間の焼成を行い、ニオブ原子が表面近傍に偏在したニオブ原子含有酸化チタン粒子1を得た。
<Production of Conductive Particles>
(Production of Conductive Particles 1)
Niobium (V) hydroxide was dissolved in concentrated sulfuric acid and mixed with an aqueous titanium sulfate solution to prepare an acidic mixed solution of a niobium salt and a titanium salt (hereinafter referred to as a "titanium-niobium mixed solution").
100 parts of anatase type titanium oxide particles 1 were weighed out and dispersed in water as uncoated particles to prepare a suspension, which was then heated to 670° C. with stirring in a water suspension of 1000 parts.
While maintaining the pH at 2.5, a titanium-niobium mixed liquid containing 337 g/kg of Ti and 10.3 g/kg of Nb relative to the weight of the anatase type titanium oxide particles 1 and an aqueous sodium hydroxide solution were added simultaneously.
In addition, a titanium niobate solution (the weight ratio of niobium atoms to titanium atoms in the solution is 1.0/20.0) was prepared by mixing a niobium solution in which 3 parts of niobium pentachloride (NbCl 5 ) were dissolved in 100 parts of 11.4 mol/L hydrochloric acid and 200 parts of a titanium sulfate solution containing 12.0 parts of titanium. This titanium niobate solution and a 10.7 mol/L aqueous sodium hydroxide solution were simultaneously dropped (added in parallel) into the aqueous suspension over 3 hours so that the pH of the aqueous suspension was 2 to 3. After the dropwise addition was completed, the suspension was filtered, washed, and dried at 110°C for 8 hours. The dried product was baked together with the organic matter in a nitrogen atmosphere at 725°C (the baking temperature in Table 2) for 1 hour to obtain niobium atom-containing titanium oxide particles 1 in which niobium atoms were unevenly distributed near the surface.

次に、以下の材料を用意した。
・ニオブ原子含有酸化チタン粒子1:100.0部
・表面処理剤1(下記式(S-1)で示される化合物)(商品名:トリメトキシプロピルシラン、東京化成工業(株)製):6.0部

Figure 0007500673000003
・トルエン:200.0部
これらを混合し、攪拌装置で4時間攪拌した後、ろ過、洗浄後、さらに130℃で3時間加熱処理を行って、導電性粒子1を得た。 Next, the following materials were prepared:
Niobium atom-containing titanium oxide particles 1: 100.0 parts Surface treatment agent 1 (compound represented by the following formula (S-1)) (trade name: trimethoxypropylsilane, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.): 6.0 parts
Figure 0007500673000003
Toluene: 200.0 parts These were mixed and stirred for 4 hours using a stirrer, then filtered, washed, and further heat-treated at 130° C. for 3 hours to obtain conductive particles 1.

(導電性粒子2~9、11~15、18の製造)
導電性粒子1の製造において、用いる被覆前粒子の種類および被覆時のチタンニオブ酸液のニオブ原子とチタン原子の重量比を表1に示す通りに変更した。それ以外は導電性粒子1の製造と同様にして、表2に示す導電性粒子2~9、11~15、18の粉末を得た。
(Production of conductive particles 2 to 9, 11 to 15, and 18)
In the production of conductive particle 1, the type of uncoated particles used and the weight ratio of niobium atoms to titanium atoms in the titanium niobate solution during coating were changed as shown in Table 1. Otherwise, the powders of conductive particles 2 to 9, 11 to 15, and 18 shown in Table 2 were obtained in the same manner as in the production of conductive particle 1.

(導電性粒子10)
表面処理剤の種類および使用量を表面処理剤2(下記式(S-2)で示される化合物)(商品名:デシルトリメトキシシラン、東京化成工業(株)製)4部に変更した。それ以外は、導電性粒子1の製造と同様に導電性粒子10を製造した。

Figure 0007500673000004
(Conductive Particles 10)
The type and amount of the surface treatment agent used was changed to 4 parts of surface treatment agent 2 (a compound represented by the following formula (S-2)) (product name: decyltrimethoxysilane, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.). Otherwise, conductive particles 10 were produced in the same manner as in the production of conductive particles 1.
Figure 0007500673000004

(導電性粒子16の製造例)
以下の材料を用意した。
・酸化スズ粒子(商品名:S-2000、三菱マテリアル(株)製):100.0部
・表面処理剤1:20.0部
・トルエン:200.0部
これらを混合し、攪拌装置で4時間攪拌した後、ろ過および洗浄を行い、その後、さらに130℃で3時間加熱処理を行って、表面処理をすることで導電性粒子16を得た。
(Production Example of Conductive Particles 16)
The following materials were prepared:
Tin oxide particles (product name: S-2000, manufactured by Mitsubishi Materials Corporation): 100.0 parts Surface treatment agent 1: 20.0 parts Toluene: 200.0 parts These were mixed and stirred for 4 hours using a stirrer, and then filtered and washed. After that, the mixture was further heated at 130° C. for 3 hours for surface treatment to obtain conductive particles 16.

(導電性粒子17の製造例)
酸化スズ粒子(商品名:S-2000、三菱マテリアル(株)製)100部を水に分散させて、1000部の水懸濁液として60℃に加温した。
また、五塩化ニオブ(NbCl)3部を11.4モル/L塩酸100部に溶解させたニオブ溶液と、チタンとして12.0部を含む硫酸チタン溶液200部とを混合したチタンニオブ酸液(液中のニオブ原子とチタン原子の重量比が1.0/20.0となる)を用意した。このチタンニオブ酸液と、10.7モル/L水酸化ナトリウム溶液とを、上記水懸濁液のpHが2~3となるように上記水懸濁液に3時間かけて同時に滴下(並行添加)した。滴下終了後、懸濁液をろ過、洗浄し、110℃で8時間乾燥した。この乾燥物を有機物ともに窒素雰囲気中、725℃(表2における焼成時の温度)にて1時間の焼成を行い、酸化スズを被覆前粒子として、ニオブ原子が表面近傍に偏在したニオブ原子含有酸化スズ粒子1を得た。
次に、以下の材料を用意した。
・ニオブ含有酸化スズ粒子1:100.0部
・表面処理剤1:6.0部
・トルエン:200.0部
これらを混合し、攪拌装置で4時間攪拌した後、ろ過および洗浄を行い、その後、さらに130℃で3時間加熱処理を行って、導電性粒子17を得た。
(Production Example of Conductive Particles 17)
100 parts of tin oxide particles (product name: S-2000, manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) were dispersed in water to prepare 1000 parts of an aqueous suspension, which was then heated to 60°C.
In addition, a titanium niobate solution (the weight ratio of niobium atoms to titanium atoms in the solution is 1.0/20.0) was prepared by mixing a niobium solution in which 3 parts of niobium pentachloride (NbCl 5 ) were dissolved in 100 parts of 11.4 mol/L hydrochloric acid and 200 parts of a titanium sulfate solution containing 12.0 parts of titanium. This titanium niobate solution and a 10.7 mol/L sodium hydroxide solution were simultaneously dropped (added in parallel) into the aqueous suspension over 3 hours so that the pH of the aqueous suspension was 2 to 3. After the dropwise addition was completed, the suspension was filtered, washed, and dried at 110°C for 8 hours. This dried product was baked together with the organic matter in a nitrogen atmosphere at 725°C (the temperature at the time of baking in Table 2) for 1 hour, and niobium atom-containing tin oxide particles 1 in which niobium atoms were unevenly distributed near the surface were obtained using tin oxide as pre-coated particles.
Next, the following materials were prepared:
Niobium-containing tin oxide particles 1: 100.0 parts Surface treatment agent 1: 6.0 parts Toluene: 200.0 parts These were mixed and stirred for 4 hours using a stirrer, then filtered and washed, and then further heat-treated at 130°C for 3 hours to obtain conductive particles 17.

上記で得た導電性粒子1~18の表面の物性や粒径(個数平均粒径)を表2に示す。

Figure 0007500673000005
Table 2 shows the surface properties and particle diameters (number average particle diameter) of the conductive particles 1 to 18 obtained above.
Figure 0007500673000005

<電子写真感光体の製造>
(電子写真感光体1の製造例)
直径24mm、長さ257.5mmのアルミニウムシリンダー(JIS-A3003、アルミニウム合金)を支持体(導電性支持体)とした。
<Production of Electrophotographic Photoreceptor>
(Production Example of Electrophotographic Photoreceptor 1)
An aluminum cylinder (JIS-A3003, aluminum alloy) having a diameter of 24 mm and a length of 257.5 mm was used as a support (conductive support).

次に、以下の材料を用意した。
・酸素欠損型酸化スズ(SnO)で被覆されている酸化チタン(TiO)粒子(平均一次粒径230nm):214部
・フェノール樹脂(商品名:プライオーフェンJ-325、DIC(株)製、樹脂固形分:60質量%):132部
・1-メトキシ-2-プロパノール:98部
これらを、直径0.8mmのガラスビーズ450部を用いたサンドミルに入れ、回転数:2000rpm、分散処理時間:4.5時間、冷却水の設定温度:18℃の条件で分散処理を行い、分散液を得た。この分散液からメッシュ(目開き:150μm)でガラスビーズを取り除いた。得られた分散液に、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株)製、平均粒径2μm)を添加した。シリコーン樹脂粒子の添加量は、ガラスビーズを取り除いた後の分散液中の金属酸化物粒子と結着材料の合計質量に対して10質量%となるようにした。また、分散液中の金属酸化物粒子と結着材料の合計質量に対して0.01質量%になるように、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、ダウ・東レ(株)製)を分散液に添加した。
次に、分散液中の金属酸化物粒子、結着材料、および表面粗し付与材の合計質量(すなわち、固形分の質量)が分散液の質量に対して67質量%になるように、メタノールと1-メトキシ-2-プロパノールの混合溶剤(質量比1:1)を分散液に添加した。その後、攪拌することによって、導電層用塗布液を調製した。この導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、これを1時間140℃で加熱することによって、膜厚30μmの導電層を形成した。
Next, the following materials were prepared:
Titanium oxide (TiO 2 ) particles (average primary particle size 230 nm) coated with oxygen-deficient tin oxide (SnO 2 ): 214 parts Phenol resin (product name: Plyofen J-325, manufactured by DIC Corporation, resin solid content: 60% by mass): 132 parts 1-methoxy-2-propanol: 98 parts These were placed in a sand mill using 450 parts of glass beads with a diameter of 0.8 mm, and dispersion treatment was carried out under the conditions of rotation speed: 2000 rpm, dispersion treatment time: 4.5 hours, and cooling water temperature setting: 18°C, to obtain a dispersion. The glass beads were removed from this dispersion using a mesh (mesh size: 150 μm). Silicone resin particles (product name: Tospearl 120, manufactured by Momentive Performance Materials Co., Ltd., average particle size 2 μm) were added to the obtained dispersion as a surface roughening agent. The amount of silicone resin particles added was 10% by mass based on the total mass of the metal oxide particles and the binder material in the dispersion after removing the glass beads. Silicone oil (product name: SH28PA, manufactured by Dow Toray Co., Ltd.) was added as a leveling agent to the dispersion to be 0.01% by mass based on the total mass of the metal oxide particles and the binder material in the dispersion.
Next, a mixed solvent of methanol and 1-methoxy-2-propanol (mass ratio 1:1) was added to the dispersion so that the total mass of the metal oxide particles, the binder material, and the surface roughening agent in the dispersion (i.e., the mass of the solid content) was 67 mass% relative to the mass of the dispersion. The mixture was then stirred to prepare a conductive layer coating liquid. The conductive layer coating liquid was dip-coated on the support and heated at 140°C for 1 hour to form a conductive layer with a thickness of 30 μm.

次に、以下の材料を用意した。
・電子輸送物質(下記式(E-1)で示される化合物):3.0部
・ブロックイソシアネート(商品名:デュラネートSBB-70P、旭化成ケミカルズ(株)製):6.5部
・スチレン-アクリル樹脂(商品名:UC-3920、東亞合成製):0.4部
・シリカスラリー(製品名:IPA-ST-UP、日産化学工業製、固形分濃度:15質量%、粘度:9mPa・s):1.8部
・1-ブタノール:48部
・アセトン:24部
これらを混合溶解して、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、これを30分間170℃で加熱することによって、膜厚が0.7μmの下引き層を形成した。

Figure 0007500673000006
Next, the following materials were prepared:
Electron transporting material (compound represented by the following formula (E-1)): 3.0 parts Blocked isocyanate (trade name: Duranate SBB-70P, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation): 6.5 parts Styrene-acrylic resin (trade name: UC-3920, manufactured by Toagosei Co., Ltd.): 0.4 parts Silica slurry (product name: IPA-ST-UP, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content concentration: 15% by mass, viscosity: 9 mPa·s): 1.8 parts 1-butanol: 48 parts Acetone: 24 parts These were mixed and dissolved to prepare an undercoat layer coating liquid. This undercoat layer coating liquid was dip-coated on the conductive layer and heated at 170° C. for 30 minutes to form an undercoat layer having a film thickness of 0.7 μm.
Figure 0007500673000006

次に、以下の材料を用意した。
・CuKα特性X線回折より得られるチャートにおいて、7.5°および28.4°の位置にピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン10部
・ポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBX-1、積水化学工業社製)5部
これらをシクロヘキサノン200部に添加し、直径0.9mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で6時間分散した。
これにシクロヘキサノン150部と酢酸エチル350部をさらに加えて希釈して電荷発生層用塗布液を得た。得られた塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、95℃で10分間乾燥することにより、膜厚が0.20μmの電荷発生層を形成した。
Next, the following materials were prepared:
10 parts of hydroxygallium phthalocyanine in a crystalline form having peaks at 7.5° and 28.4° in a chart obtained by CuKα characteristic X-ray diffraction 5 parts of polyvinyl butyral resin (product name: S-LEC BX-1, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) These were added to 200 parts of cyclohexanone and dispersed for 6 hours in a sand mill device using glass beads with a diameter of 0.9 mm.
This was further diluted with 150 parts of cyclohexanone and 350 parts of ethyl acetate to obtain a coating solution for a charge generating layer. The obtained coating solution was dip-coated on the undercoat layer and dried at 95° C. for 10 minutes to form a charge generating layer having a thickness of 0.20 μm.

次に、以下の材料を用意した。
・下記構造式(C-1)で示される電荷輸送物質(正孔輸送性物質):6.0部
・下記構造式(C-2)で示される電荷輸送物質(正孔輸送性物質):3.0部
・下記構造式(C-3)で示される電荷輸送物質(正孔輸送性物質):1.0部
・ポリカーボネート樹脂(商品名:ユーピロンZ400、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製):10.0部
・下記構造式(C-4)で示される構造と下記構造式(C-5)で示される構造とを有する共重合ユニットを有するポリカーボネート樹脂(x/y=0.95/0.05:粘度平均分子量=20000):0.02部
これらを、オルトキシレン25部/安息香酸メチル25部/ジメトキシメタン25部の混合溶剤に溶解させることによって電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を30分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が12μmの電荷輸送層を形成した。

Figure 0007500673000007
Figure 0007500673000008
Figure 0007500673000009
Figure 0007500673000010
Figure 0007500673000011
Next, the following materials were prepared:
Charge transport material (hole transport material) represented by the following structural formula (C-1): 6.0 parts Charge transport material (hole transport material) represented by the following structural formula (C-2): 3.0 parts Charge transport material (hole transport material) represented by the following structural formula (C-3): 1.0 part Polycarbonate resin (product name: Iupilon Z400, manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Corporation): 10.0 parts Polycarbonate resin having a copolymerization unit having a structure represented by the following structural formula (C-4) and a structure represented by the following structural formula (C-5) (x/y=0.95/0.05: viscosity average molecular weight=20000): 0.02 parts These were dissolved in a mixed solvent of 25 parts orthoxylene/25 parts methyl benzoate/25 parts dimethoxymethane to prepare a coating solution for the charge transport layer. This charge transport layer coating liquid was dip coated onto the charge generating layer to form a coating film, and the coating film was dried at 120° C. for 30 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 12 μm.
Figure 0007500673000007
Figure 0007500673000008
Figure 0007500673000009
Figure 0007500673000010
Figure 0007500673000011

次に、以下の材料を用意した。
・導電性粒子1:76.0部
・結着樹脂として下記構造式(O-1)で示される化合物:79.0部
・1-プロパノール(1―PA):100.0部
・シクロヘキサン(CH):100.0部
これらの材料を混合し、攪拌装置で6時間攪拌して、保護層用塗布液を調製した。

Figure 0007500673000012
この保護層用塗布液1を電荷輸送層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を6分間50℃で乾燥させた。その後、窒素雰囲気下にて、加速電圧70kV、ビーム電流5.0mAの条件で支持体(被照射体)を300rpmの速度で回転させながら、1.6秒間電子線を塗膜に照射した。保護層位置の線量は15kGyであった。その後、窒素雰囲気下にて、塗膜の温度を117℃に昇温させた。電子線照射から、その後の加熱処理までの酸素濃度は10ppmであった。
次に、大気中において塗膜の温度が25℃になるまで自然冷却した後、塗膜の温度が120℃になる条件で1時間加熱処理を行い、膜厚2μmの保護層を形成した。このようにして、導電性粒子1を含有する保護層を有する電子写真感光体1を製造した。電子写真感光体1の物性を表4に示す。 Next, the following materials were prepared:
Conductive particles 1: 76.0 parts; Binder resin: 79.0 parts of a compound represented by the following structural formula (O-1); 1-propanol (1-PA): 100.0 parts; Cyclohexane (CH): 100.0 parts. These materials were mixed and stirred for 6 hours with a stirrer to prepare a coating solution for the protective layer.
Figure 0007500673000012
This protective layer coating solution 1 was applied by dip coating on the charge transport layer to form a coating film, and the obtained coating film was dried at 50°C for 6 minutes. Then, under a nitrogen atmosphere, the coating film was irradiated with an electron beam for 1.6 seconds while rotating the support (irradiated body) at a speed of 300 rpm under the conditions of an acceleration voltage of 70 kV and a beam current of 5.0 mA. The dose at the protective layer position was 15 kGy. Then, under a nitrogen atmosphere, the temperature of the coating film was raised to 117°C. The oxygen concentration from the electron beam irradiation to the subsequent heat treatment was 10 ppm.
Next, the coating film was naturally cooled in the atmosphere until the temperature reached 25° C., and then heat treatment was performed for 1 hour under conditions such that the temperature of the coating film reached 120° C., forming a protective layer with a thickness of 2 μm. In this manner, electrophotographic photoreceptor 1 having a protective layer containing conductive particles 1 was produced. The physical properties of electrophotographic photoreceptor 1 are shown in Table 4.

(電子写真感光体2~25、27~38の製造例)
電子写真感光体1の製造例において、保護層用塗布液の調製に用いる導電性粒子の種類および使用量を表3に示すように変更して保護層用塗布液2~25、27~38を調製した。得られた保護層用塗布液2~25、27~38を保護層用塗布液1の代わりに用いた以外は、電子写真感光体1と同様に電子写真感光体2~25、27~38を製造した。
なお、保護層用塗布液の調製に用いたシリコーン樹脂は、重量平均分子量約4000のシリコーン樹脂(SR-213(東レ・ダウコーニング社製))である。電子写真感光体2~25、27~38の物性を表4に示す。
(Production Examples of Electrophotographic Photoreceptors 2 to 25, 27 to 38)
In the production example of the electrophotographic photoreceptor 1, protective layer coating liquids 2 to 25 and 27 to 38 were prepared by changing the type and amount of conductive particles used in preparing the protective layer coating liquid as shown in Table 3. Electrophotographic photoreceptors 2 to 25 and 27 to 38 were produced in the same manner as the electrophotographic photoreceptor 1, except that the obtained protective layer coating liquids 2 to 25 and 27 to 38 were used instead of the protective layer coating liquid 1.
The silicone resin used in the preparation of the protective layer coating liquid was a silicone resin having a weight average molecular weight of about 4000 (SR-213 (manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.)).

(電子写真感光体26の製造例)
電子写真感光体1の製造例において、保護層用塗布液の調製に用いる結着樹脂および混合溶媒それぞれの種類および使用量を次のように変更して保護層用塗布液26を調製した。
結着樹脂:下記式(O-2)で示される構造単位および(O-3)で示される構造単位を5/5の割合で有する、重量平均分子量(Mw)が100,000であるポリエステル樹脂1部
混合溶媒:クロロベンゼン12部/ジメトキシメタン8部
得られた保護層用塗布液26を電荷輸送層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を30分間120℃で乾燥させることによって、膜厚が2μmの保護層を形成した。それ以外は、電子写真感光体1と同様に電子写真感光体26を製造した。電子写真感光体26の物性を表4に示す。

Figure 0007500673000013
Figure 0007500673000014
(Production Example of Electrophotographic Photoreceptor 26)
In the manufacturing example of the electrophotographic photoreceptor 1, the types and amounts of the binder resin and mixed solvent used in preparing the protective layer coating liquid were changed as follows to prepare a protective layer coating liquid 26.
Binder resin: 1 part of polyester resin having a weight average molecular weight (Mw) of 100,000, containing a structural unit represented by the following formula (O-2) and a structural unit represented by the following formula (O-3) in a ratio of 5/5. Mixed solvent: 12 parts of chlorobenzene/8 parts of dimethoxymethane. The obtained protective layer coating liquid 26 was dip-coated on the charge transport layer to form a coating film, and the coating film was dried at 120° C. for 30 minutes to form a protective layer having a film thickness of 2 μm. Except for this, electrophotographic photoreceptor 26 was produced in the same manner as electrophotographic photoreceptor 1. The physical properties of electrophotographic photoreceptor 26 are shown in Table 4.
Figure 0007500673000013
Figure 0007500673000014

Figure 0007500673000015
Figure 0007500673000015

Figure 0007500673000016
表中、Cは、「粒子表面から測定粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率」であり、Dは、「粒子中心部におけるニオブ原子とチタン原子との濃度比率」である。粉末X線回折分析の列における、Aは、アナターゼ型酸化チタンの含有、Rはルチル型酸化チタンの含有、Sは酸化スズの含有がそれぞれ確認されたことを示す。
Figure 0007500673000016
In the table, C is the "concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms within 5% of the maximum diameter of the measured particle from the particle surface," and D is the "concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms in the particle center." In the column for powder X-ray diffraction analysis, A indicates that the inclusion of anatase-type titanium oxide, R indicates that the inclusion of rutile-type titanium oxide, and S indicates that the inclusion of tin oxide were confirmed.

<電子写真感光体の評価>
(注入帯電性の評価)
注入帯電性の測定には、レーザービームプリンター(電子写真装置)(商品名:HP LaserJet Enterprise ColorM553dn、ヒューレットパッカード社製)の改造機を使用した。評価に使用した改造機は、像露光量、帯電ローラーから電子写真感光体の支持体に流れる電流量(以降、総電流とも呼ぶ)、および帯電ローラーへの印加電圧それぞれの、調節および測定ができるように改造した。
また、上記改造機のシアン色用のプロセスカートリッジを改造し、現像位置に電位プローブ(model6000B-8:トレック・ジャパン(株)製)を装着した。次に、電子写真感光体の中央部の電位を表面電位計(model344:トレック・ジャパン(株)製)を使用して表面電位を測定できるようにした。
温度32.5℃、湿度80%RHの環境下にて改造機に電子写真感光体を装着し、帯電ローラーに、直流電流で1000Vを印加して、前記感光体を60rpmで回転させながら帯電させた。このときの感光体表面の電位をAとし、注入帯電性=A/1000として以下の評価基準で注入帯電性を評価した。評価結果を表5に示す。
A:注入帯電性が0.90以上である。
B:注入帯電性が0.85以上0.90未満である。
C:注入帯電性が0.75以上0.85未満である。
D:注入帯電性が0.75未満である。
<Evaluation of Electrophotographic Photoreceptor>
(Evaluation of Injection Charging Properties)
For the measurement of injection charging properties, a modified laser beam printer (electrophotographic device) (product name: HP LaserJet Enterprise Color M553dn, manufactured by Hewlett-Packard Co.) was used. The modified device used for the evaluation was modified so that the image exposure amount, the amount of current flowing from the charging roller to the support of the electrophotographic photosensitive member (hereinafter also referred to as the total current), and the voltage applied to the charging roller could be adjusted and measured.
In addition, the process cartridge for cyan color of the above modified machine was modified to mount a potential probe (model 6000B-8: manufactured by Trek Japan Co., Ltd.) at the development position. Next, the surface potential of the central part of the electrophotographic photosensitive member was measured using a surface potential meter (model 344: manufactured by Trek Japan Co., Ltd.).
An electrophotographic photoreceptor was attached to the modified machine in an environment of 32.5° C. temperature and 80% RH humidity, and a direct current of 1000 V was applied to the charging roller to charge the photoreceptor while rotating it at 60 rpm. The potential of the photoreceptor surface at this time was taken as A, and the injection chargeability was evaluated according to the following evaluation criteria, with injection chargeability = A/1000. The evaluation results are shown in Table 5.
A: The injection chargeability is 0.90 or more.
B: The injection charge property is 0.85 or more and less than 0.90.
C: The injection charge property is 0.75 or more and less than 0.85.
D: The injection chargeability is less than 0.75.

(画像流れ評価)
最初に上記改造機および電子写真感光体を、温度23.0℃/湿度50%RHの常湿環境下および温度32.5℃/湿度80%RHの高湿度環境下にそれぞれ、24時間以上放置した。その後、それぞれの環境下に放置した電子写真感光体を改造機のシアン色のカートリッジに装着した。
次に、印加電圧を-400Vから100V間隔で-2000Vまで段階的に上げて印加し、それぞれの印加電圧における総電流を測定した。そして、横軸に印加電圧を、縦軸に総電流をとったグラフを作成し、印加電圧-400V~-800Vにおける一次近似曲線から乖離する電流値が100μAとなる印加電圧を求め、印加電圧を求められた値となるように設定した。
次に、用紙は普通紙(商品名:CS-680(68g/m)、キヤノンマーケティングジャパン株式会社製)を用いて、シアン単色にてベタ画像の出力を行った。このベタ画像について、分光濃度計(商品名:X-Rite504、X-Rite(株)製)にて測定したとき、紙上の濃度が1.45となるように、像露光光量を設定した。次に、A4サイズ、線幅0.1mm、線間隔10mmの正方形格子画像をシアン単色にて連続で10枚出力した。得られた画像について、以下の評価基準で画像流れを評価した。評価結果を表5に示す。
A:格子画像に異常は認められない。
B:格子画像の横線が破断しているが、縦線には異常は認められない。
C:格子画像の横線が消失しており、縦線が破断している。
D:格子画像の横線が消失しており、縦線も消失している。
このとき、格子画像における横線とは、電子写真感光体の円筒軸方向と平行な線を指し、縦線とは感光体円筒軸方向と垂直な線を指す。
(Image deletion evaluation)
First, the modified machine and the electrophotographic photoreceptor were left for 24 hours or more in a normal humidity environment of 23.0° C. temperature and 50% RH humidity, and in a high humidity environment of 32.5° C. temperature and 80% RH humidity, respectively. After that, the electrophotographic photoreceptor left in each environment was mounted in a cyan cartridge of the modified machine.
Next, the applied voltage was increased stepwise from -400 V to -2000 V in 100 V intervals, and the total current was measured at each applied voltage. A graph was then created with the applied voltage on the horizontal axis and the total current on the vertical axis, and the applied voltage at which the current value deviated from the linear approximation curve for applied voltages of -400 V to -800 V was 100 μA was determined, and the applied voltage was set to the determined value.
Next, a solid image was output in monochromatic cyan using plain paper (product name: CS-680 (68 g/m 2 ), manufactured by Canon Marketing Japan Inc.). When this solid image was measured using a spectrodensitometer (product name: X-Rite 504, manufactured by X-Rite Corporation), the image exposure light amount was set so that the density on the paper was 1.45. Next, 10 sheets of A4 size square grid images with a line width of 0.1 mm and line spacing of 10 mm were output in succession in monochromatic cyan. The obtained images were evaluated for image flow using the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 5.
A: No abnormality was observed in the grid image.
B: The horizontal lines of the grid image are broken, but no abnormalities are observed in the vertical lines.
C: The horizontal lines of the grid image are missing and the vertical lines are broken.
D: The horizontal lines of the grid image have disappeared, and the vertical lines have also disappeared.
In this case, the horizontal lines in the grid image refer to lines parallel to the cylindrical axial direction of the electrophotographic photosensitive member, and the vertical lines refer to lines perpendicular to the cylindrical axial direction of the photosensitive member.

次に、温度32.5℃/湿度80%RHの高湿度環境下に24時間以上放置した電子写真感光体を用いて以下の試験をおこなった。まず、用紙は普通紙(商品名:CS-680(68g/m)、キヤノンマーケティングジャパン株式会社)を用いて、線幅0.1mm、線間隔10mmの正方形格子画像をシアン単色にて連続で20000枚、2枚間欠で間欠時間を2秒で出力した。画像出力後、電子写真装置の主電源を切って温度32.5℃/湿度80%RHの高湿度環境下に3日間放置した。放置後、電子写真装置の主電源を入れてすぐに、上記の正方形格子画像を同様に1枚出力して、出力画像の画像流れを目視し、以下の評価基準で画像流れを評価した。評価結果を表5に示す。
A:格子画像に異常は認められない。
B:格子画像の横線が破断しているが、縦線には異常は認められない。
C:格子画像の横線が消失しており、縦線が破断している。
D:格子画像の横線が消失しており、縦線も消失している。
このとき、格子画像における横線とは、感光体の円筒軸方向と平行な線を指し、縦線とは感光体円筒軸方向と垂直な線を指す。
Next, the following test was performed using the electrophotographic photoreceptor that had been left in a high humidity environment of 32.5° C./80% RH for 24 hours or more. First, a square grid image with a line width of 0.1 mm and a line spacing of 10 mm was output in a single color of cyan for 20,000 sheets in succession, with two sheets intermittently, for an intermittent time of 2 seconds, using plain paper (product name: CS-680 (68 g/m 2 ), Canon Marketing Japan Inc.). After the image output, the main power supply of the electrophotographic device was turned off and the device was left in a high humidity environment of 32.5° C./80% RH for 3 days. After the image was left, the main power supply of the electrophotographic device was turned on, and the above square grid image was output in the same manner, and the image flow of the output image was visually observed, and the image flow was evaluated according to the following evaluation criteria. The evaluation results are shown in Table 5.
A: No abnormality was observed in the grid image.
B: The horizontal lines of the grid image are broken, but no abnormalities are observed in the vertical lines.
C: The horizontal lines of the grid image are missing and the vertical lines are broken.
D: The horizontal lines of the grid image have disappeared, and the vertical lines have also disappeared.
In this case, the horizontal lines in the grid image refer to lines parallel to the cylindrical axial direction of the photoconductor, and the vertical lines refer to lines perpendicular to the cylindrical axial direction of the photoconductor.

(帯電均一性の評価)
上記改造機を32.5℃、80%RHの高湿度環境下において、印字比率が1%の文字画像を10000枚出力した後、ハーフトーン(20H)画像を形成した。得られた画像のガサツキ(濃度一様性)を評価することで、電子写真感光体の帯電均一性を評価した。用紙は、普通紙(商品名:CS-680(68g/m)、キヤノンマーケティングジャパン株式会社)を用いた。なお、20H画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hをベタ白(非画像)とし、FFHをベタ黒(全面画像)とするときのハーフトーン画像である。
画像のガサツキは、以下の基準により評価した。濃度測定は無作為に選んだ20箇所について行い、最大値と最小値の濃度差の値を濃度一様性として、以下の基準により判定した。なお、濃度はX-Riteカラー反射濃度計(商品名:X-Rite500Series、X-Rite社製)で測定した。評価結果を表5に示す。
A:濃度一様性が0.04未満
B:濃度一様性が0.04以上0.06未満
C:濃度一様性が0.06以上0.08未満
D:濃度一様性が0.08以上
(Evaluation of charging uniformity)
The modified machine was placed in a high humidity environment of 32.5°C and 80% RH to output 10,000 sheets of text images with a printing ratio of 1%, and then a halftone (20H) image was formed. The resulting images were evaluated for roughness (uniformity of density) to evaluate the charging uniformity of the electrophotographic photoreceptor. Plain paper (product name: CS-680 (68 g/m 2 ), Canon Marketing Japan Inc.) was used. The 20H image is a halftone image in which 256 gradations are expressed in hexadecimal, with 00H being solid white (non-image) and FFH being solid black (full image).
The roughness of the image was evaluated according to the following criteria. Density measurements were performed at 20 randomly selected points, and the difference between the maximum and minimum density values was taken as density uniformity and judged according to the following criteria. The density was measured using an X-Rite color reflection densitometer (product name: X-Rite 500 Series, manufactured by X-Rite Corporation). The evaluation results are shown in Table 5.
A: Density uniformity is less than 0.04 B: Density uniformity is 0.04 or more and less than 0.06 C: Density uniformity is 0.06 or more and less than 0.08 D: Density uniformity is 0.08 or more

Figure 0007500673000017
Figure 0007500673000017

本発明の実施形態に係る開示は、以下の構成を含む。
(構成1)
導電性支持体と、感光層と、保護層とを有する電子写真感光体であって、
該保護層は、導電性粒子を含有し、
該導電性粒子の表面は、チタン原子およびニオブ原子を含有する金属酸化物を有し、
該金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比は、0.01以上0.20以下であり、
該導電性粒子は、ケイ素原子を有する化合物で表面処理されており、
該保護層における該導電性粒子の含有割合は、該保護層の全体積に対して5体積%以上40体積%未満であり、
該保護層の表面における、X線光電子分光分析により決定される炭素原子の相対濃度d(C)、酸素原子の相対濃度d(O)、
チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)の合計を100.0atomic%としたとき、下記式(1)~(3)を満たす、
ことを特徴とする電子写真感光体。
0<d(Ti)≦2.0・・・(1)
0<d(Si)≦8.0・・・(2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0・・・(3)
(構成2)
23℃50%RHの雰囲気下における前記保護層の体積抵抗率をA[Ω・cm]、32.5℃80%RHの雰囲気下における前記保護層の体積抵抗率をB[Ω・cm]としたとき、下記式(4)から(6)を満たす、構成1に記載の電子写真感光体。
11≦logA≦14・・・(4)
11≦logB≦14・・・(5)
0 ≦log(A/B)≦2.0・・・(6)
(構成3)
前記金属酸化物は、ニオブ原子を含有する酸化チタンである、構成1または2に記載の電子写真感光体。
(構成4)
前記導電性粒子は、走査透過型電子顕微鏡(STEM)に接続したエネルギー分散型X線分析(EDS分析)において、粒子の中心部でのニオブ原子/チタン原子濃度比率に対して、粒子の表面から粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子/チタン原子濃度比率が、2.0倍以上である、構成3に記載の電子写真感光体。
(構成5)
前記導電性粒子は、60nm以上150nm以下の個数平均粒径を有する、構成4に記載の電子写真感光体。
(構成6)
構成1~5のいずれかに記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、およびクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在である、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
(構成7)
構成1~5のいずれかに記載の電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、および転写手段と、を有する、ことを特徴とする電子写真装置。
The disclosure according to an embodiment of the present invention includes the following configuration.
(Configuration 1)
An electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a photosensitive layer, and a protective layer,
The protective layer contains conductive particles,
the surface of the conductive particle has a metal oxide containing titanium atoms and niobium atoms;
In the metal oxide, the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms is 0.01 or more and 0.20 or less;
the conductive particles are surface-treated with a compound having a silicon atom;
a content ratio of the conductive particles in the protective layer is 5 volume % or more and less than 40 volume % with respect to a total volume of the protective layer,
the relative concentration of carbon atoms d(C) and oxygen atoms d(O) at the surface of the protective layer as determined by X-ray photoelectron spectroscopy;
When the sum of the relative concentration d (Ti) of titanium atoms, the relative concentration d (Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d (Si) of silicon atoms is 100.0 atomic%, the following formulas (1) to (3) are satisfied:
1. An electrophotographic photoreceptor comprising:
0<d(Ti)≦2.0 (1)
0 < d (Si) ≦ 8.0 ... (2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0 (3)
(Configuration 2)
The electrophotographic photoreceptor according to Configuration 1, wherein when the volume resistivity of the protective layer in an atmosphere of 23° C. and 50% RH is A [Ω cm] and the volume resistivity of the protective layer in an atmosphere of 32.5° C. and 80% RH is B [Ω cm], the following formulas (4) to (6) are satisfied:
11≦logA≦14 (4)
11≦logB≦14 (5)
0≦log(A/B)≦2.0 (6)
(Configuration 3)
3. The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the metal oxide is titanium oxide containing niobium atoms.
(Configuration 4)
The electrophotographic photoreceptor according to Configuration 3, wherein the conductive particles have a niobium atom/titanium atom concentration ratio of 2.0 times or more within 5% of the maximum diameter of the particle from the surface of the particle compared to the niobium atom/titanium atom concentration ratio at the center of the particle, as determined by energy dispersive X-ray analysis (EDS analysis) connected to a scanning transmission electron microscope (STEM).
(Configuration 5)
5. The electrophotographic photoreceptor according to claim 4, wherein the conductive particles have a number-average particle size of 60 nm or more and 150 nm or less.
(Configuration 6)
A process cartridge which integrally supports the electrophotographic photosensitive member according to any one of Configurations 1 to 5 and at least one means selected from the group consisting of a charging means, a developing means, and a cleaning means, and is detachably mountable to a main body of an electrophotographic apparatus.
(Configuration 7)
6. An electrophotographic apparatus comprising the electrophotographic photoreceptor according to any one of Configurations 1 to 5, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transferring unit.

21 導電性支持体
22 下引き層
23 電荷発生層
24 電荷輸送層
25 保護層
1 電子写真感光体
2 軸
3 帯電手段
4 露光光
5 現像手段
6 転写手段
7 転写材
8 定着手段
9 クリーニング手段
10 前露光光
11 プロセスカートリッジ
12 案内手段
31 粒子の中心部
32 粒子の表面近傍
33 粒子の中心部を分析するX線
34 粒子の表面から一次粒子径の5%内部を分析するX線
21 Conductive support 22 Undercoat layer 23 Charge generating layer 24 Charge transport layer 25 Protective layer 1 Electrophotographic photoreceptor 2 Shaft 3 Charging means 4 Exposure light 5 Developing means 6 Transfer means 7 Transfer material 8 Fixing means 9 Cleaning means 10 Pre-exposure light 11 Process cartridge 12 Guide means 31 Center of particle 32 Near the surface of particle 33 X-ray for analyzing center of particle 34 X-ray for analyzing inside 5% of primary particle diameter from the surface of particle

Claims (7)

導電性支持体と、感光層と、保護層とを有する電子写真感光体であって、
該保護層は、導電性粒子を含有し、
該導電性粒子の表面は、チタン原子およびニオブ原子を含有する金属酸化物を有し、
該金属酸化物の中における、チタン原子に対するニオブ原子の原子濃度比は、0.01以上0.20以下であり、
該導電性粒子は、ケイ素原子を有する化合物で表面処理されており、
該保護層における該導電性粒子の含有割合は、該保護層の全体積に対して5体積%以上40体積%未満であり、
該保護層の表面における、X線光電子分光分析により決定される炭素原子の相対濃度d(C)、酸素原子の相対濃度d(O)、
チタン原子の相対濃度d(Ti)、ニオブ原子の相対濃度d(Nb)、およびケイ素原子の相対濃度d(Si)の合計を100.0atomic%としたとき、下記式(1)~(3)を満たす、
ことを特徴とする電子写真感光体。
0<d(Ti)≦2.0・・・(1)
0<d(Si)≦8.0・・・(2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0・・・(3)
An electrophotographic photoreceptor having a conductive support, a photosensitive layer, and a protective layer,
The protective layer contains conductive particles,
the surface of the conductive particle has a metal oxide containing titanium atoms and niobium atoms;
In the metal oxide, the atomic concentration ratio of niobium atoms to titanium atoms is 0.01 or more and 0.20 or less;
the conductive particles are surface-treated with a compound having a silicon atom;
a content ratio of the conductive particles in the protective layer is 5 volume % or more and less than 40 volume % with respect to a total volume of the protective layer,
the relative concentration of carbon atoms d(C) and oxygen atoms d(O) at the surface of the protective layer as determined by X-ray photoelectron spectroscopy;
When the sum of the relative concentration d (Ti) of titanium atoms, the relative concentration d (Nb) of niobium atoms, and the relative concentration d (Si) of silicon atoms is 100.0 atomic%, the following formulas (1) to (3) are satisfied:
1. An electrophotographic photoreceptor comprising:
0<d(Ti)≦2.0 (1)
0 < d (Si) ≦ 8.0 ... (2)
0.01≦d(Ti)/d(Si)≦1.0 (3)
23℃50%RHの雰囲気下における前記保護層の体積抵抗率をA[Ω・cm]、32.5℃80%RHの雰囲気下における前記保護層の体積抵抗率をB[Ω・cm]としたとき、下記式(4)から(6)を満たす、請求項1に記載の電子写真感光体。
11≦logA≦14・・・(4)
11≦logB≦14・・・(5)
0 ≦log(A/B)≦2.0・・・(6)
2. The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein when the volume resistivity of the protective layer in an atmosphere of 23° C. and 50% RH is A [Ω cm] and the volume resistivity of the protective layer in an atmosphere of 32.5° C. and 80% RH is B [Ω cm], the following formulas (4) to (6) are satisfied:
11≦logA≦14 (4)
11≦logB≦14 (5)
0≦log(A/B)≦2.0 (6)
前記金属酸化物は、ニオブ原子を含有する酸化チタンである、請求項1に記載の電子写真感光体。 The electrophotographic photoreceptor according to claim 1, wherein the metal oxide is titanium oxide containing niobium atoms. 前記導電性粒子は、走査透過型電子顕微鏡(STEM)に接続したエネルギー分散型X線分析(EDS分析)において、粒子の中心部でのニオブ原子/チタン原子濃度比率に対して、粒子の表面から粒子の最大径の5%内部におけるニオブ原子/チタン原子濃度比率が、2.0倍以上である、請求項3に記載の電子写真感光体。 The electrophotographic photoreceptor according to claim 3, wherein the conductive particles have a niobium atom/titanium atom concentration ratio of 2.0 times or more at a depth of 5% from the surface of the particle to the maximum diameter of the particle compared to the niobium atom/titanium atom concentration ratio at the center of the particle, as determined by energy dispersive X-ray analysis (EDS analysis) connected to a scanning transmission electron microscope (STEM). 前記導電性粒子は、60nm以上150nm以下の個数平均粒径を有する、請求項4に記載の電子写真感光体。 The electrophotographic photoreceptor according to claim 4, wherein the conductive particles have a number-average particle size of 60 nm or more and 150 nm or less. 請求項1~5のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、およびクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも1つの手段と、を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在である、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge that integrally supports the electrophotographic photosensitive member according to any one of claims 1 to 5 and at least one means selected from the group consisting of a charging means, a developing means, and a cleaning means, and is detachably mountable to the main body of an electrophotographic device. 請求項1~5のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、および転写手段と、を有する、ことを特徴とする電子写真装置。 An electrophotographic apparatus comprising the electrophotographic photoreceptor according to any one of claims 1 to 5, a charging means, an exposure means, a developing means, and a transfer means.
JP2022141488A 2021-10-08 2022-09-06 Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device Active JP7500673B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/936,088 US12429785B2 (en) 2021-10-08 2022-09-28 Electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
EP22199747.1A EP4163723A1 (en) 2021-10-08 2022-10-05 Electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
CN202211223358.1A CN115963711A (en) 2021-10-08 2022-10-08 Electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021166511 2021-10-08
JP2021166511 2021-10-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023057026A JP2023057026A (en) 2023-04-20
JP7500673B2 true JP7500673B2 (en) 2024-06-17

Family

ID=86004812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022141488A Active JP7500673B2 (en) 2021-10-08 2022-09-06 Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7500673B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020034701A1 (en) 2000-06-21 2002-03-21 Yosuke Morikawa Electrophotographic photosensitive member, and process cartridge and electrophotographic apparatus including the photosensitive member
JP2004061592A (en) 2002-07-25 2004-02-26 Canon Inc Injection charging device and image forming device
JP2008090118A (en) 2006-10-04 2008-04-17 Konica Minolta Business Technologies Inc Electrophotographic photoreceptor
JP2009229495A (en) 2008-03-19 2009-10-08 Konica Minolta Business Technologies Inc Electrophotographic photoreceptor, image forming method and image forming apparatus
JP2018084687A (en) 2016-11-24 2018-05-31 キヤノン株式会社 Electrophotographic photosensitive member, manufacturing method thereof, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2020201467A (en) 2019-06-13 2020-12-17 キヤノン株式会社 Electro-photographic photoreceptor, process cartridge, and electro-photographic apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020034701A1 (en) 2000-06-21 2002-03-21 Yosuke Morikawa Electrophotographic photosensitive member, and process cartridge and electrophotographic apparatus including the photosensitive member
JP2004061592A (en) 2002-07-25 2004-02-26 Canon Inc Injection charging device and image forming device
JP2008090118A (en) 2006-10-04 2008-04-17 Konica Minolta Business Technologies Inc Electrophotographic photoreceptor
JP2009229495A (en) 2008-03-19 2009-10-08 Konica Minolta Business Technologies Inc Electrophotographic photoreceptor, image forming method and image forming apparatus
JP2018084687A (en) 2016-11-24 2018-05-31 キヤノン株式会社 Electrophotographic photosensitive member, manufacturing method thereof, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2020201467A (en) 2019-06-13 2020-12-17 キヤノン株式会社 Electro-photographic photoreceptor, process cartridge, and electro-photographic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023057026A (en) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7009258B2 (en) Electrophotographic photosensitive members, process cartridges and electrophotographic equipment
JP6971883B2 (en) Electrophotographic photosensitive members, process cartridges and electrophotographic equipment
JP7475940B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device
JP7587669B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device
JP7046645B2 (en) Electrophotographic photosensitive members, process cartridges and electrophotographic equipment
US12429785B2 (en) Electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP6643124B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP6918550B2 (en) Process cartridge
JP6978858B2 (en) An electrophotographic photosensitive member, a method for manufacturing an electrophotographic photosensitive member, a process cartridge having the electrophotographic photosensitive member, and an electrophotographic apparatus.
JP7739082B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device
EP3913436B1 (en) Electrophotographic photosensitive member, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP7735115B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device
JP2020034904A (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and electrophotographic device
JP7500673B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic device
JP2024000488A (en) Electrophotographic photoreceptors, process cartridges, and electrophotographic devices
JP2023056470A (en) Image forming apparatus
JP6702809B2 (en) Electrophotographic photoreceptor, manufacturing method thereof, process cartridge, and electrophotographic apparatus
US20230408937A1 (en) Electrophotographic photosensitive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
KR102859019B1 (en) image forming device
JP6789686B2 (en) Electrophotographic photosensitive member, manufacturing method of electrophotographic photosensitive member, process cartridge and electrophotographic apparatus
WO2023058573A1 (en) Development device, process cartridge, image formation device
JP2022155779A (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP2020060748A (en) Electrophotographic photoreceptor, process cartridge, and electrophotographic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230831

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240424

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240605

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7500673

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150