JP2572818B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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    • G03G5/05Organic bonding materials; Methods for coating a substrate with a photoconductive layer; Inert supplements for use in photoconductive layers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真感光体に関するものであり、詳しく
は特定のバインダー樹脂を用い、耐久性に優れた電子写
真感光体に関するものである。
〔従来の技術〕
電子写真技術は即時性、高品質の画像が得られること
などから、近年では複写機の分野にとどまらず、各種プ
リンター分野等でも広く使われ応用されてきている。
電子写真技術の中核となる感光体については、その光
導電性材料として、従来からのセレニウム、ヒ素−セレ
ニウム合金、硫化カドミウム、酸化亜鉛といった無機系
導電体から、最近では軽量、成膜が容易、製造が容易で
ある等の利点を有する、有機系の光導電材料を使用した
感光体が開発されている。
有機系の感光体としては、光導電性微粉末をバインダ
ー樹脂等の結合剤中に分散させた、いわゆる分散型感光
体、導電性支持体上に電荷発生層及び電荷移動層を設け
た積層型感光体等が知られているが、後者のタイプが高
感度、高耐刷性ということで実用に供せられている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし従来開発されている有機系積層型感光体は、感
度、帯電性といった電気的性能において十分な特性を持
ち、耐久性を持つが、物理的な特性において、即ちトナ
ーによる現像、紙との摩擦、方法によって負荷は異なる
が、クリーニング部材による摩擦などの実用上の負荷に
よって摩耗や表面傷を生じてしまうなどの欠点を有して
いるため、実用上は限られた耐刷性能にとどまっている
のが現状である。
従来、電荷移動層のバインダー樹脂としては、ポリカ
ーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリスチレン樹脂、シリコーン樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂や、
種々の硬化性樹脂等が用いられてきているが、通常電荷
移動層はバインダー樹脂と電荷移動剤の固溶体からなっ
ており、この電荷移動剤のドープ量が相当多いため、十
分な表面強度を持たせるに至っていない。そのため通常
のブレードクリーニング方式をとったプロセスで使用し
た場合、数千〜1万枚程度のコピーで表面の摩耗、傷な
どで画質が損なわれ感光体は交換せざるを得なくなる。
これらのバインダー樹脂の中では、ポリカーボネート
樹脂が比較的優れた機械的性能を有しており、耐刷力に
も優れている。しかし、このポリカーボネート樹脂を用
いても、無機系の感光体と比べると耐久性が劣り、数万
程度の寿命しか持たない。
またポリカーボネート樹脂は、有機溶剤への溶解性が
悪く、溶媒の選択の幅が狭いという問題を有している。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明者らは感光層のバインダー樹脂について
詳細に検討した結果、特定のポリエステル樹脂が、従来
の電子写真感光体が有していた問題を解決し、しかも耐
久性に優れていることを見い出し、本発明に至った。
即ち、本発明の要旨は、導電性支持体上に感光層を設
けてなる電子写真感光体において、該感光層のバインダ
ー樹脂として、下記一般式(1)で示される繰り返し構
造単位を有するポリエステル樹脂を主成分として含有す
ることを特徴とする電子写真感光体に存する。
一般式(1) (式中、R1、R2は水素原子、炭素原子数1〜5のアル
キル基又はハロゲン原子を表わす。R3、R4は水素原
子、炭素原子数1〜5のアルキル基若しくは芳香族基を
表わすか、又は、R3とR4で樹脂構造を形成する基を表
わす。) 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の感光体は導電性支持体上に設けられる。導電
性支持体としては種々のものが使用できる。例えば、ア
ルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケルなどの金属材
料、表面にアルミニウム、銅、パラジウム、酸化スズ、
酸化インジウム等導電性層を設けたポリエステルフィル
ム、紙などの絶縁性支持体が例として挙げられる。
かかる導電性支持体上に、分散型、積層型等の感光層
が設けられるが、この間に通常使用されるようなバリア
ー層が設けられていてもよい。
バリアー層としては、例えば酸化アルミニウムなどの
金属酸化物、ポリアミド、ポリウレタン、セルロース、
カゼインなどの樹脂層が使用できる。
分散型感光体の場合の感光層に用いられる光導電材料
としては、セレニウム及びその合金、硫化カドミニウ
ム、その他無機系光導電体、フタロシアニン顔料、アゾ
顔料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔
料、多環キノン顔料、ベンズイミダゾール系顔料等の有
機顔料が使用できる。光導電材料の量は、後述のバイン
ダー樹脂100重量部に対し20〜200重量部が好ましく、特
に40〜150重量部とするのが好ましい。
積層型感光体の場合、その電荷発生層には上記の各種
光導電材料が使用でき、これら光導電材料の均一層であ
るか、これらの微粒子をポリ酢酸ビニル、ポリアクリル
酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、フェノ
キシ樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル、
ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の各種バインダー樹脂で
結着した形で使用される。バインダー樹脂100重量部に
対する光導電材料の比率は、20から200重量部が好まし
く、特に30〜150重量部が望まれる。この層の膜厚は通
常0.1μmから1μm、特に0.15μmから0.6μmが好適
である。
また電荷移動層の電荷移動材料としては、2,4,7−ト
リニトロフルオレノン、テトラシアノキノジメタン等の
電子吸引性物質、カルバゾール、インドール、イミダゾ
ール、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、
ピラゾール、ピラゾリン、チアジアゾール等の複素環化
合物、アニリンの誘導体、ヒドラジン誘導体、ヒドラゾ
ンあるいはこれらの化合物からなる基を主鎖もしくは側
鎖に有する重合体等の電子供与性物質が挙げられ、これ
らはバインダー樹脂100重量部に対し40から200重量部が
好ましく、特に50〜150重量部含まれることが好まし
い。
更に本発明の電荷移動層には、成膜性、可とう性、機
械的強度を向上させるために周知の可塑剤を、残留電位
の蓄積を抑制するために添加剤など周知の添加剤を含有
していてもよい。この層の膜厚は通常10〜40μmで、10
〜30μmが好ましい。
本発明のポリエステル樹脂は前記一般式(1)で示さ
れる繰り返し構造単位を有するものである。特に、スチ
レン換算の重量平均分子量が1万〜10万のものが好まし
く、更に2万〜5万のものが好ましい。かかるポリエス
テル樹脂は前記感光層のバインダー樹脂の主成分として
有利に使用できる。感光層が積層型の場合、電荷発生層
及び電荷移動層のいづれのバインダーとして使用しても
よいが、電荷移動層のバインダーとして使用するのが好
ましい。
本発明のポリエステル樹脂は、下記一般式(2)から
選ばれるフェノール系化合物と(3)に示されるフマル
酸誘導体を用いて、界面重合法、溶融重合法等の一般的
なポリエステル合成法を用いて得ることができる。
(式中R1、R2、R3、R4は前記と同義を示す。) (式中Rは炭素数1〜5のアルコキシ基又はハロゲン原
子を表わす。) ここで一般式(2)で表わされるフェノール系化合物
の具体例は、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−
プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフ
ェニル)−プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5
−ジメチルフェニル)−プロパン、2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシ−3−クロロ−5−メチルフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス〔4−ヒドロキシ−3−(2−プロピ
ル)−フェニル〕プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキ
シ−3−メチルフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒ
ドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エタン、1,1−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニル−エタンの
ようなビス(ヒドロキシフェニル)アルカン類、1,1−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)−シクロヘキサノン、
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−
シクロヘキサノンのようなビス(ヒドロキシフェニル)
シクロアルカン類等が挙げられる。
かかるフェノール系化合物を用いて本発明のポリエス
テル樹脂を調製する場合、例えば界面重合反応において
は、水相中のジオールが有機溶媒中に拡散し、そこでジ
カルボン酸クロリドと反応してポリエステルが生成す
る。芳香族ジオールを用いると比較的容易にポリエステ
ルが得られる。有機溶媒としては、ハロゲン化炭化水素
が好ましい。また反応で生成する塩化水素を中和する脱
酸剤の存在が必要で多くの場合、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウムのような強アルカリを水中に溶解して使用
する。また、相間移動触媒として四級アンモニウム塩を
用いると、高分子量のポリエステルが得られる。反応温
度については、0℃から50℃が好ましい。
かくして得られる本発明のポリエステル樹脂は有機溶
剤に対する溶解性が優れており、1,4−ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、トルエンなどの非ハロゲン系溶剤に
対しても高い溶解性を示し、これらの溶媒を用いて塗布
液の調整ができるため、安全衛生上の問題も少ない。
〔発明の効果〕
本発明のポリエステル樹脂を用いた感光体は、繰返し
使用した場合、感度、帯電性の変動が少なく、機械的特
性が優れているためクリーニングブレード等による傷や
膜べりもほとんどなく、従って耐久性が極めて良好であ
る。
更に本発明の感光体は電子写真複写機の他、レーザ
ー、LED、LCD、ブラウン管(CRT)等を光源とするプリ
ンタの感光体など電子写真の応用分野にも広く用いるこ
とができる。
〔実施例〕
次に本発明を製造例及び実施例により更に具体的に説
明するが、これらは本発明を限定するものではない。な
お製造例及び実施例中、「部」は「重量部」を示す。
製造例1 上記水溶液に、ベンジルトリエチルアンモニウムクロ
ライド0.1g及び塩化メチレン20mlからなる溶液を加え、
攪拌機の回転数を890rpmまで上げ、 からなる溶液を30分間かけて滴下した。この間、反応温
度は15〜20℃に保ち、そのまま4時間反応を続けた。
このようにして生じた乳濁液を静置して、塩化メチレ
ン層を取り出し、100mlの水で2回、100mlの水酸化ナト
リウム水溶液で2回、100mlの5%塩酸で2回、100mlの
5%炭酸水素ナトリウム水溶液で1回、100mlの水で2
回、100mlの飽和食塩水で1回洗浄を行なった。
最後に1のメタノールで再沈してポリマーを析出さ
せ、別し、加熱乾燥後白色ポリマーを得た。
この樹脂のスチレン換算重量平均分子量は35,000であ
った。
同様の方法で、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メ
チルフェニル)−プロパン、2,2−ビス〔4−ヒドロキ
シ−3−(2−プロピル)フェニル〕プロパン、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−フェニル−エタ
ン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニ
ル)−シクロヘキサンを原料フェノール化合物としてフ
マル酸クロライドと反応させ、樹脂を得た。それらのス
チレン換算重量平均分子量Mw、分子量分子Mw/Mnは表1
の通りであった。
実施例 表1のAからEまでのポリエステル樹脂及び市販のポ
リカーボネート樹脂(商品名ユーピロンE−2000、三菱
ガス化学製)についてテトラヒドロフランに対する溶解
性を調べた。その結果を表2に示す。溶解性はそれぞれ
ポリエステル樹脂又はポリカーボネート樹脂12%溶液を
調整した時の状態を示す。
その結果、本発明のポリエステル樹脂は市販のポリカ
ーボネート樹脂と同等の溶解性とそれ以上の保存安定性
を示した。
実施例2 下記構造式を有するビスアゾ化合物10部とフェノキシ
樹脂(ユニオンカーバイド社製、商品名PKHH)5部、ポ
リビニルブチラール樹脂(積水化学工業社製、BH−3)
5部に、4−メトキシ−4−メチルペンタノン−2 100
部を加え、サンドグラインドミルにて粉砕分散処理を行
なった。得られた分散液で、表面鏡面仕上げしたアルミ
ニウムシリンダーを浸漬塗布し、乾燥後の膜厚が0.4μ
mとなるよう電荷発生層を設けた。
この様にして得られた電荷発生層上にN−メチルカル
バゾール−3−アルデヒドジフェニルヒドラゾン95部、
及び実施例1の表1中に示されるポリエステル樹脂
(A)100部、下記構造のシアノ化合物1.5部を 1,4−ジオキサン900部に溶解した溶液を浸漬塗布し、乾
燥後の膜厚が20μmとなるよう電荷移動層を設けた。
この様にして作製したドラム状感光体を2−Aとす
る。この感光体の耐久性を評価するため、ブレードクリ
ーニング方式の市販の複写機にこの感光体をとりつけ、
コピーテストを行なった。その膜減りの結果を表3に示
す。
実施例3〜6 実施例2で用いたポリエステル樹脂のかわりに実施例
1の表1中のポリエステル樹脂B、C、D、Eを用いた
他は、実施例2と同様にして、それぞれの感光体3−
B、4−C、5−D、6−Eを作製し、実施例2と同
様、その耐刷性を測定した。その結果を表3に示す。
比較例1 実施例2で用いたポリエステル樹脂のかわりに市販の
ポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学製ユーピロンE−
2000)を用いた以外は実施例2と同様にして感光体7−
Fを作製した。この感光体の耐久性のテストを実施例2
と同様に行なった。その結果を表3に示す。
表3の結果から明らかなように、本発明の特徴とする
ポリエステル樹脂は極めて機械的強度が優れている。ま
た、4万枚のコピーにおいて、感光体表面には深い傷は
見あたらなかった。コピー画像上にも傷に起因すると思
われる黒い筋は現われず、良好なコピー画像が得られ
た。
従って機械的特性が極めて優れていると判断でき、ま
た電気特性も極めて安定しており、十分な耐久性を有し
ていると判断できる。
以上な結果から明らかなように、本発明の電子写真感
光体に用いるポリエステル樹脂は電子写真感光体のバイ
ンダー樹脂として優れた性能を有していると考えられ
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性支持体上に感光層を設けてなる電子
    写真感光体において、該感光層のバインダー樹脂とし
    て、下記一般式(1)で示される繰り返し構造単位を有
    するポリエステル樹脂を主成分として含有することを特
    徴とする電子写真感光体。 一般式(1) (式中、R1、R2は水素原子、炭素原子数1〜5のアル
    キル基又はハロゲン原子を表わす。R3、R4は水素原
    子、炭素原子数1〜5のアルキル基若しくは芳香族基を
    表わすか、又は、R3とR4で脂環構造を形成する基を表
    わす。)
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