JPH08106168A - 電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐応力クラック性，耐ソルベントクラック性，
耐摩耗性などが良好で、耐久性の大幅に向上した有機系
電子写真感光体を提供する。 【解決手段】積層型感光体の電荷移動層の結着樹脂に、
下記構造式（Ｉ）のビスフェノール化合物を主要成分と
して含むビスフェノール化合物を構成原料とするポリカ
ーボネート樹脂を含有させる。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真感光体に関
し、詳しくは、電荷移動層に結着樹脂として特定のポリ
カーボネート樹脂を用いた有機系の電子写真感光体に関
する。

【０００２】

【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の分野でも広く使われてきてい
る。電子写真技術の中核となる画像形成部材としての電
子写真感光体については、光導電材料として従来からの
セレン，セレン−ひ素合金，硫化カドミウム，酸化亜鉛
などの無機系の光導電材料を用いた感光層を備えた無機
系の感光体から、最近では無公害，成膜が容易で生産性
が高い，材料の多様性，などの利点を有する有機系の光
導電材料を用いた感光層を備えた有機感光体が開発され
普及してきている。有機感光体としては、有機光導電材
料微粉末を結着樹脂中に分散させた感光層を備えた，い
わゆる分散単層型感光体、電荷発生層および電荷移動層
を積層した感光層を備えた，いわゆる積層型感光体が知
られている。

【０００３】積層型感光体は、感光層を光を受容して電
荷キャリアを発生する電荷発生層と発生した電荷キャリ
アを移動させる電荷移動層とに機能分離し、各層をそれ
ぞれの層の機能に最適な材料で形成して組み合わせて積
層することにより、高感度の感光体が得られること、材
料の選択範囲が広く安全性の高い感光体が得られるこ
と、また、各層を塗膜として形成でき生産性が高く比較
的コスト面でも有利なことから、感光体の主流となる可
能性も高く鋭意開発され実用化されている。

【０００４】ところで、電子写真感光体には、適用され
る電子写真プロセスに応じた電気的特性，機械的特性，
さらには光学的特性を備えていることが要求され、特に
繰り返し使用される感光体にあっては、その表面層には
コロナ帯電，トナー現像，紙への転写，クリーニング処
理などの電気的あるいは機械的外力が直接加えられるた
め、それらに対する耐久性が要求される。すなわち、コ
ロナ帯電時に発生するオゾンによる感度低下，帯電能低
下，残留電位の増加などの特性劣化に対する耐性、現
像，転写，クリーニングなどの際の感光体表面の摺擦に
よって生じる表面の摩耗や傷などに対する耐性が要求さ
れている。

【０００５】有機感光体の表面は樹脂を主成分とした層
であるため、樹脂の特性が感光体に及ぼす影響は非常に
大きい。上述のような表面層に対する要求特性を満足す
る樹脂として、従来、ビスフェノールＡを骨格原料とし
て有するポリカーボネート樹脂（以下、ビスフェノール
Ａ型ポリカーボネート樹脂と称する）が用いられてき
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビスフ
ェノールＡ型ポリカーボネート樹脂が感光体の樹脂に要
求される特性の全てを充分に満足しているわけではな
く、下記表１に示すような問題点を有していた。

【０００７】

【表１】 １）および（２）に挙げた溶液安定性については、ポリ
マーの構造単位として嵩高いシクロヘキシレン基を有す
るポリカーボネートＺ樹脂を使用することによって解決
されてきた。しかしながら、（３）に指摘したように、
ポリカーボネートＺ樹脂やポリカーボネートＡ樹脂は溶
液からキャスト法によって皮膜を形成する際の体積収縮
が比較的大きく、皮膜内部に応力を残す場合があり、応
力クラックに対して比較的弱いという欠点を有してい
た。この問題を解決するため、例えば特開昭６１−６２
０４０号公報にはポリカーボネートＡ樹脂とポリカーボ
ネートＺ樹脂を混合することにより応力クラックを低減
する方法が開示されており、また、特開昭６１−６２０
３９号公報にはビスフェノールＡとビスフェノールＺを
共重合させて応力クラックを低減する方法が開示されて
いるが、いずれの方法によっても応力クラックに対し十
分な耐久性を有するには至っていなかった。

【０００８】さらに、近年の有機感光体の高感度化に対
する要求から、電荷移動物質などの低分子量化合物が比
較的大量に使用される場合が多く、皮膜形成時に，また
は長期にわたって保存する際に、前述の低分子量成分が
析出してしまい、層分離してしまうことがあった。しか
も、現在実用化されている積層型有機感光体は、特に耐
久性において無機系の感光体に比して劣っている。その
耐久性を決める要因の一つとして物理的な特性が挙げら
れる。すなわち、トナーによる現像，紙との摩擦，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
耗や表面傷が生じ易いという欠点があるため、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。

【０００９】この発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、溶剤溶解性が良く，また，電荷移動物質と
の相溶性に優れ，良好な皮膜形成が容易であり、さらに
耐摩耗性に優れた樹脂を電荷移動層の結着樹脂に含有さ
せ、耐応力クラック性，耐ソルベントクラック性，耐摩
耗性などが良好で、耐久性の大幅に向上した有機感光体
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
によれば、導電性基体上に有機材料を主要成分とする電
荷発生層，電荷移動層を備えてなる電子写真感光体にお
いて、前記電荷移動層が結着樹脂として下記構造式
（Ｉ）のビスフェノール化合物を含むビスフェノール化
合物を構成原料としてなるポリカーボネート樹脂（以
下、本発明ポリカーボネート樹脂と称する）を含んでな
る電子写真感光体とすることによって解決される。

【００１１】

【化２】

【００１２】電荷移動層の結着樹脂中に占める本発明ポ
リカーボネート樹脂の比率は８０重量％以上であること
が好ましい。また、本発明ポリカーボネート樹脂の構成
原料であるビスフェノール化合物中に占める上記構造式
（Ｉ）のビスフェノール化合物の割合は１０ｍｏｌ％以
上が好適である。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の感光体は、導電性基体
上に電荷発生層，電荷移動層を積層した感光層を有する
積層型感光体であるが、その積層順序は電荷発生層上に
電荷移動層を設けてもよく、逆に、電荷移動層上に電荷
発生層を設けてもよい。この発明の感光体の導電性基体
としては、アルミニウム，ステンレス鋼，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，などの導電性層を設けたポ
リエステルフィルム，フェノール樹脂パイプ，紙管，ガ
ラス管、さらには、導電性粉体，例えばカーボン粉，金
属粉，金属酸化物粉体を分散含有したプラスチックなど
が使用される。

【００１４】上記導電性基体上には、必要に応じて、バ
リアー機能あるいは接着機能を有する下引き層を設けて
もよい。下引き層を形成する材料としては、ポリビニル
ブチラール，ポリビニルアルコール，カゼイン，ポリア
ミド，セルロース，ゼラチン，ポリウレタン，ポリエス
テル，などの樹脂、酸化アルミニウムなどの金属酸化物
が使用できる。下引き層の厚さは０．１μｍ〜１０μｍ
が好ましい。

【００１５】電荷発生層に使用される電荷発生物質とし
ては、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，ア
ントアントロン顔料，ベンズイミダゾール顔料，などの
有機顔料が使用でき、これらの微粒子をポリカーボネー
ト樹脂，ポリビニルアセテート，ポリアクリル酸エステ
ル，ポリメタクリル酸エステル，塩ビ系共重合体，ポリ
エステル，ポリビニルアセトアセタール，ポリビニルプ
ロピオナール，ポリビニルブチラール，フェノキシ樹
脂，エポキシ樹脂，ウレタン樹脂，セルロースエステ
ル，セルロースエーテル，などの各種結着樹脂で結着し
た形で使用される。電荷発生物質の比率は、結着樹脂１
００重量部に対して３０重量部〜５００重量部の範囲内
が好ましく、また、電荷発生層の膜厚は通常０．１μｍ
〜１μｍの範囲内が望ましい。

【００１６】電荷移動層は、電荷移動物質としてのエナ
ミン系化合物，スチリル系化合物，ヒドラゾン系化合
物，ブタジエン化合物，アミン化合物，などを本発明ポ
リカーボネート樹脂を含む結着樹脂とともに溶液とし、
この塗工液を塗布することにより形成される。電荷移動
層の膜厚は通常１０μｍ〜４０μｍとされる。なお、電
荷移動層には、成膜性，塗工性を向上させる目的でレベ
リング剤や可塑剤を添加することもでき、また、耐オゾ
ン性，耐ＮＯ_X 性，耐紫外線性，を向上させる目的で酸
化防止剤，紫外線吸収剤を添加することもできる。

【００１７】電荷移動層の結着樹脂に本発明ポリカーボ
ネート樹脂とともに用いられる樹脂としては、本発明ポ
リカーボネート樹脂以外のポリカーボネート樹脂，ポリ
ビニルアセテート，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，ポリビニルアセトア
セタール，ポリビニルプロピオナール，ポリビニルブチ
ラール，フェノキシ樹脂，エポキシ樹脂，ウレタン樹
脂，セルロースエステル，セルロースエーテル，などが
挙げられる。

【００１８】本発明ポリカーボネート樹脂は、上記構造
式（Ｉ）で示されるビスフェノール化合物とこれ以外の
ビスフェノール化合物を所定の割合で混合しホスゲンと
反応させる常法により縮合反応させることにより容易に
合成することができる。上記構造式（Ｉ）で示される以
外のビスフェノール化合物としては、次のような構造式
を有するものが挙げられる。

【００１９】

【化３】

【００２０】

【化４】

【００２１】

【化５】

【００２２】

【化６】

【００２３】

【化７】

【００２４】

【化８】

【００２５】

【化９】

【００２６】本発明者らは、感光層の結着樹脂に用いる
ポリカーボネート樹脂の構造の諸特性に及ぼす影響につ
いて鋭意検討した結果、本発明ポリカーボネート樹脂を
含む結着樹脂が優れた溶剤溶解性を示すとともに良好な
耐摩耗性を有することを見いだしたのである。本発明ポ
リカーボネート樹脂は、前記構造式（Ｉ）のビスフェノ
ール化合物を３０ｍｏｌ％以上含むことが望ましく、そ
れ以下ではこの発明の効果が十分発揮されない。また、
本発明ポリカーボネート樹脂の分子量はゲルパーミエイ
ションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）で測定したポリスチ
レン換算重量平均分子量（Ｍ_W）１万〜２０万で使用さ
れる。

【００２７】また、電荷移動層の結着樹脂に含ませる本
発明ポリカーボネート樹脂の割合は８０重量％以上が望
ましく、それ以下ではこの発明の効果が十分に発揮され
ない。

【００２８】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、本発明ポリカーボネイト樹脂の合成例を示す。 ［合成例１］容量３リットルの反応器に、構造式（Ｉ）
のビスフェノール化合物０．２ｍｏｌと２，２−ビス
（４−ヒドロキシフェニル）プロパン０．１ｍｏｌと、
５％のＮａＯＨ水溶液５００ミリリットルと、塩化メチ
レン４００ミリリットルとを入れ、激しく攪拌しながら
ＣｏＣｌ₂ を５００ミリリットル／分で２０分間吹き込
む。反応温度は１５℃に保つ。さらに１３．７％濃度の
水酸化ナトリウム４０ミリリットル，トリメチルベンジ
ルアンモニウムクロライド０．２ｇおよびトリエチルア
ミン０．３ミリリットルを加え、温度を２３℃に保ちな
がら１時間攪拌を続けて、重縮合反応を実施した。反応
終了後、生成物を塩化メチレン４００ミリリットルで希
釈し、水１リットル，０．０１規定の塩酸０．５リット
ルおよび水１リットルで順次洗浄した。得られた有機酸
を、５リットルのメタノールに注入して、白色重合体を
沈殿させ、濾過後、温度１００℃で１２時間乾燥して共
重合ポリカーボネート樹脂約１００ｇを得た。この樹脂
のＧＰＣによる分子量（Ｍ_W）は２万５千であった。

【００２９】［合成例２〜６］合成例１において、２，
２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンに代えて
それぞれ表２に示す構造式のビスフェノール化合物を使
用し、その他は合成例１と同様にしてポリカーボネート
樹脂を各約１００ｇ合成した。得られた樹脂のＧＰＣに
よる分子量（Ｍ_W ）は表２に示すとおりであった。

【００３０】

【表２】

【００３１】［合成例７］合成例１において、構造式
（１）のビスフエノール化合物０．０４５ｍｏｌと、
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン０．
２５５ｍｏｌとを使用し、その他は合成例１と同様にし
てポリカーボネート樹脂を合成した。得られた樹脂のＧ
ＰＣによる分子量（Ｍ_W ）は６万であった。

【００３２】実施例１〜７ 下記構造式のビスアゾ化合物２．１重量部をポリビニル
アセタール（積水化学工業（株）製；商品名「エスレッ
クスＫＳ−１」）１．０重量部，メチルエチルケトン１
６重量部，シクロヘキサノン９重量部とともにサンドミ
ルで分散し、さらにメチルエチルケトン７５重量部を加
えて塗液を作製した。

【００３３】

【化１０】

【００３４】この塗液を、予め可溶性ポリアミド樹脂
（ダイセルヒュルス（株）製；商品名「ダイアミド Ｔ
−１７１」）膜を０．５μｍの厚さで設けたアルミニウ
ムシリンダー（外径６０ｍｍ，長さ３４８ｍｍ，厚さ１
ｍｍ）表面に塗布し、乾燥厚み０．２μｍの電荷発生層
を形成した。この電荷発生層上に、合成例１で作製した
ポリカーボネート樹脂１０重量部，下記構造式（Ａ）で
示される電荷移動物質７重量部，下記構造式（Ｂ）で示
される電荷移動物質３重量部をテトラヒドロフラン８０
重量部に溶解した塗液を塗布し、乾燥厚み３０μｍの電
荷移動層を設けて、実施例１の感光体を作製した。

【００３５】

【化１１】

【００３６】電荷移動層に用いるポリカーボネート樹脂
を合成例２〜７で作製した樹脂にそれぞれ代えたこと以
外は、上述と同様にして、実施例２〜７の各感光体を作
製した。 比較例１ 実施例１において、電荷移動層に用いるポリカーボネー
ト樹脂を分子量（Ｍ_W）４万の下記構造式に示す樹脂に
代えたこと以外は、実施例１と同様にして感光体を作製
した。

【００３７】

【化１２】

【００３８】比較例２ 実施例１において、電荷移動層に用いるポリカーボネー
ト樹脂を分子量（Ｍ_W）４万の下記構造式に示す樹脂に
代えたこと以外は、実施例１と同様にして感光体を作製
した。

【００３９】

【化１３】

【００４０】比較例３ 実施例１において、電荷移動層に用いるポリカーボネー
ト樹脂を分子量（Ｍ_W）４万の下記構造式に示す樹脂に
代えたこと以外は、実施例１と同様にして感光体を作製
した。

【００４１】

【化１４】

【００４２】以上の実施例１〜７および比較例１〜３に
おいて電荷移動層の形成に用いた塗液を室温中に放置し
てその安定性を観察した。また、塗液をガラス板に塗布
し、指紋を付け、温度６０℃，相対湿度９０％の雰囲気
中に１日放置した後のクラック発生状態を観察した。そ
の結果を表３に示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】表３に見られるように、実施例１〜７の電
荷移動層用の塗液は安定性が良く、また、塗膜にクラッ
クも発生しなかったが、比較例１および３の塗液は安定
性が悪く１日放置後には白濁が生じ、塗膜にも大きなク
ラックが発生した。比較例２の塗液は安定性は良好であ
ったが、塗膜にクラックが発生した。本発明ポリカーボ
ネート樹脂の効果は明らかである。

【００４５】次に、実施例１〜７および比較例１〜３の
各感光体を市販の複写機（松下電器産業（株）製；ＰＰ
−３３８０）に搭載し、Ａ４用紙で１０万枚の複写を行
い、電気特性の変動，膜厚の減少，画質の変化を調べ
た。その結果を表４に示す。なお、膜厚は電荷発生層膜
厚は０．２μｍであるからほぼ電荷移動層膜厚と見做し
てよく、膜厚減少は電荷移動層膜厚の減少と考えてよ
い。

【００４６】

【表４】

【００４７】表４に見られるように、実施例１〜７の感
光体は初期と１０万枚複写後とで、電気特性，膜厚とも
に変動は少なく安定しており、画質も安定していて良好
である。これに対して、比較例１〜３の感光体は、１０
万枚複写による電気特性の変動が大きく、膜厚も大幅に
減少し、画像も白抜けや黒点が発生し画質が悪化してい
る。電荷移動層に本発明ポリカーボネート樹脂を含ませ
ることにより感光体の耐久性が大幅に向上したことは明
らかである。

【００４８】

【発明の効果】この発明によれば、導電性基体上に有機
材料を主要成分とする電荷発生層，電荷移動層を備えて
なる電子写真感光体において、前記電荷移動層に結着樹
脂として前記構造式（Ｉ）のビスフェノール化合物を含
むビスフェノール化合物を構成原料とするポリカーボネ
ート樹脂を含有させる。このような本発明ポリカーボネ
ート樹脂は、溶剤溶解性が良く，また，電荷移動物質と
の相溶性に優れていて，良好な皮膜形成が容易であり、
さらに耐摩耗性に優れており、電荷移動層の結着樹脂に
このような樹脂を含有させることにより、耐応力クラッ
ク性，耐ソルベントクラック性，耐摩耗性などが良好
で、耐久性の大幅に向上した有機系の電子写真感光体を
得ることが可能となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性基体上に有機材料を主要成分とする
   電荷発生層，電荷移動層を備えてなる電子写真感光体に
   おいて、前記電荷移動層が結着樹脂として下記構造式
   （Ｉ）のビスフェノール化合物を主要成分として含むビ
   スフェノール化合物を構成原料とする共重合ポリカーボ
   ネート樹脂を含有していることを特徴とする電子写真感
   光体。 【化１】
2. 【請求項２】電荷移動層の結着樹脂が、上記構造式
   （Ｉ）のビスフェノール化合物を含むビスフェノール化
   合物を構成原料とするポリカーボネート樹脂を８０重量
   ％以上含むことを特徴とする請求項１記載の電子写真感
   光体。
3. 【請求項３】ポリカーボネート樹脂の構成原料であるビ
   スフェノール化合物に含まれる上記構造式（Ｉ）のビス
   フェノール化合物の含有量が１０ｍｏｌ％以上であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の電子写真感光
   体。