JPH0962022A - 電子写真感光体および画像形成方法 - Google Patents

電子写真感光体および画像形成方法

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JPH0962022A
JPH0962022A JP21176395A JP21176395A JPH0962022A JP H0962022 A JPH0962022 A JP H0962022A JP 21176395 A JP21176395 A JP 21176395A JP 21176395 A JP21176395 A JP 21176395A JP H0962022 A JPH0962022 A JP H0962022A
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JP
Japan
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layer
photosensitive layer
electrically conductive
friction coefficient
photosensitive
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JP21176395A
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Akiko Chokai
明子 鳥海
Satoshi Kato
聡 加藤
Michio Kawai
道生 川井
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐刷性に優れた電子写真感光体および該感光
体を用いた画像形成方法を提供する。 【解決手段】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体において,該感光層の最外層表面の静止摩擦係
数(μS)と動摩擦係数(μK)の差(μS−μK)が
0.03以下であることを特徴とする電子写真感光体お
よび該感光体を用いた画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真感光体およ
び画像形成方法に関するものである。詳しくは,高速の
画像形成装置においても非常に耐刷性に優れた電子写真
感光体およびそれを用いた画像形成方法に関するもので
ある。
【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−の分野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,硫化カドミニウム,酸化亜鉛といっ
た無機系の光導電体から,最近では,無公害で成膜が容
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。
【0003】有機系感光体の中でも電荷発生層,及び電
荷輸送層を積層した,いわゆる積層型感光体が考案さ
れ,研究の主流となっている。積層型感光体は,それぞ
れ効率の高い電荷発生物質,及び電荷輸送物質を組合せ
ることにより高感度な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
塗布の生産性が高く比較的コスト面でも有利なことか
ら,感光体の主流になる可能性も高く鋭意開発されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】通常この様な感光体
は,電子写真プロセスすなわち帯電,露光,現像,転
写,クリ−ニング,除電等のサイクルで繰り返し使用さ
れるためその間種々なストレスを受け劣化する。劣化の
例としては,帯電器として普通用いられるコロナ帯電器
から発生する強酸化性のオゾンやNOxが感光層に化学
的なダメ−ジを与えたり,像露光で生成したキャリア−
(電流)が感光層内を流れることや除電光,外部からの
光によって感光層組成物が分解するなどによる化学的,
電気的劣化がある。またこれとは別の劣化としてクリ−
ニングブレ−ド,磁気ブラシなどの摺擦や,現像剤,紙
との接触等による感光層表面の摩耗や傷の発生,膜の剥
がれといった機械的劣化がある。特にこの様な感光層表
面に生じる損傷はコピ−画像上に現れやすく,直接画像
品質を損うため感光体の寿命を制限する大きな要因とな
っている。すなわち高寿命の感光体を開発するためには
電気的,化学的耐久性を高めると同時に機械的強度を高
めることも必須条件である。
【0005】これまで感光体の耐刷性を高めるため,例
えばオ−バ−コ−ト層を設ける例(特開昭61−722
56号公報),耐摩耗性の高いバインダ−ポリマ−を使
用する例(特開昭57−30841号公報),摩擦係数
の小さくなるポリマ−を使用する例(特開昭60−26
0045号公報),感光層表面の摩擦係数を小さくする
例(特開平1−307761号公報,特開昭56−12
6838号公報)等種々提案されている。
【0006】高分子材料の摩耗損失については,Juv
eとVeith及びZapp(「高分子と複合材料の力
学的性質」L.E.Nielsen,p.221(19
78))により下記の式が既に知られている。
【0007】
【数1】
【0008】ここで,Kは高分子の性質に依存する定
数,E′は動的ヤング率,μは動摩擦係数,Wは法線荷
重,tは時間,Utは引裂きエネルギーを表す。この式
によると,表面の摩耗を抑えるためには,摩擦係数を小
さくすればよいということになるが,表面層のバインダ
ー樹脂を種々開発するに従い,必ずしも摩擦係数が小さ
いものが,摩耗量が少なくなるとは限らないという結果
が得られてきた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは,耐刷性を
左右する大きな要因の一つである表面の膜減り量と諸物
性との相関について鋭意検討を行った。その結果,最外
層の静止摩擦係数と動摩擦係数との差と膜減り量との間
に明かな相関が見られ,その差を低下させることで膜減
り量も減少し,耐刷性が向上する事を見出し本発明に到
った。
【0010】すなわち,本発明の要旨は,導電性支持体
上に感光層を有する電子写真感光体において,該感光体
の最外層表面の静止摩擦係数(μS)と動摩擦係数(μ
K)の差が0.03以下であることを特徴とする電子写
真感光体,および該感光層を用いた画像形成方法に存す
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下,本発明を詳細に説明する。
本発明において,感光層は導電性支持体上に設けられ
る。導電性支持体としては,アルミニウム,ステンレス
鋼,銅,ニッケル等の金属材料,表面にアルミニウム,
銅,パラジウム,酸化すず,酸化インジウム等の導電性
層を設けたポリエステルフイルム,紙等の絶縁性支持体
が使用される。
【0012】導電性支持体と感光層の間には通常使用さ
れるような公知のバリア−層が設けられていてもよい。
バリア−層としては,例えばアルミニウム陽極酸化被
膜,酸化アルミニウム,水酸化アルミニウム等の無機
層,ポリビニルアルコ−ル,カゼイン,ポリビニルピロ
リドン,ポリアクリル酸,セルロ−ス類,ゼラチン,デ
ンプン,ポリウレタン,ポリイミド,ポリアミド,等の
有機層が使用される。
【0013】本発明の感光層の具体的な構成としては ・導電性支持体上に電荷発生物質を主成分とする電荷発
生層,電荷輸送物質及びバインダ−樹脂を主成分とした
電荷輸送層をこの順に積層した積層型感光体。 ・導電性支持体上に,電荷輸送物質及びバインダ−樹脂
を主成分とした電荷輸送層,電荷発生物質を主成分とす
る電荷発生層をこの順に積層した逆二層型感光体。 ・導電性支持体上に電荷輸送物質及びバインダ−樹脂を
含有する層中に電荷発生物質を分散させた分散型感光
体。 の様な構成が基本的な形の例として挙げられる。
【0014】感光層が積層型感光層あるいは逆二層型感
光層の場合,電荷発生層に用いられる電荷発生物質とし
ては,セレン及びその合金,セレン化ヒ素化合物,硫化
カドミニウム,酸化亜鉛,その他の無機光導電物質,フ
タロシアニン,アゾ色素,キナクリドン,多環キノン,
ピリリウム塩,チアピリリウム塩,インジゴ,チオイン
ジゴ,アントアントロン,ピラントロン,シアニン等の
各種有機顔料,染料が使用できる。中でも無金属フタロ
シアニン,銅塩化インジウム,塩化ガリウム,錫,オキ
シチタニウム,亜鉛,バナジウム,等の金属又は,その
酸化物,塩化物の配位したフタロシアニン類,モノア
ゾ,ビスアゾ,トリスアゾ,ポリアゾ類等のアゾ顔料が
好ましい。電荷発生層はこれらの物質の微粒子を,例え
ばポリエステル樹脂,ポリビニルアセテ−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,ポリカ−ボネ−ト,ポリビニルアセトアセタ−
ル,ポリビニルプロピオナ−ル,ポリビニルブチラ−
ル,フェノキシ樹脂,エポキシ樹脂,ウレタン樹脂,セ
ルロ−スエステル,セルロ−スエ−テルなどの各種バイ
ンダ−樹脂で結着した形の分散層で使用してもよい。こ
の場合の使用比率はバインダ−樹脂100重量部に対し
て30から500重量部の範囲より使用され,その膜厚
は通常0.1μmから2μm ,好ましくは0.15μ
mから0.8μmが好適である。電荷発生層には必要に
応じて塗布性を改善するためのレベリング剤や酸化防止
剤,増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。また電
荷発生層は上記電荷発生物質の蒸着膜であってもよい。
【0015】電荷輸送層に使用される電荷輸送物質とし
ては,たとえばカルバゾ−ル,インド−ル,イミダゾ−
ル,オキサゾ−ル,ピラゾ−ル,オキサジアゾ−ル,ピ
ラゾリン,チアジアゾ−ルなどの複素環化合物,アニリ
ン誘導体,ヒドラゾン化合物,芳香族アミン誘導体,ス
チルベン誘導体,或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などの電子供与性物質が
挙げられる。
【0016】本発明の電荷輸送層に使用されるバインダ
ー樹脂はポリカーボネート,ポリメチルメタクリレ−
ト,ポリスチレン,ポリ塩化ビニル等のビニル重合体,
ポリエステル,ポリエステルカ−ボネ−ト,ポリスルホ
ン,ポリイミド,フェノキシ,エポキシ,シリコ−ン樹
脂,及びこれらの共重合体,また部分的架橋硬化物等単
独あるいは混合物として使用してもよい。好適にはポリ
カーボネートが使用される。
【0017】特には,バインダー樹脂が粘度平均分子量
(Mv)で10,000から100,000,好ましく
は10,000から70,000の範囲のポリカ−ボネ
−ト樹脂が適している。ここで言う粘度平均分子量(M
v)とはポリマ−濃度6.0g/lの塩化メチレン溶液
を用い,20℃で測定される比粘度ηSPから下記の式
(1),(2)より求められる値である。
【0018】
【数2】 ηSP/C=[η](1+K′ηSP) …(1) [η]=K(Mv)a …(2)
【0019】式(1),(2)において,Cはポリマ−
濃度(単位g/L),K′=0.28 ,K=1.23
×10-5,a=0.83,[η]は極限粘度 ,Mvは
粘度平均分子量である。バインダー樹脂と電荷輸送物質
との割合は,通常,バインダー樹脂100重量部に対し
て30〜300重量部,好ましくは40〜200重量
部,より好ましくは40〜150重量部の範囲で使用さ
れる。
【0020】また電荷輸送層には,必要に応じて酸化防
止剤,増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。電荷
輸送層の膜厚は,通常,10〜60μm,好ましくは1
0〜45μmの厚みで使用されるのがよい。感光層が分
散型感光層の場合には,上記のバインダー樹脂と電荷輸
送物質との組み合わせで,上記の配合比の電荷輸送媒体
中に,前述した電荷発生物質が分散される。その場合の
電荷発生物質の粒子径は充分小さいことが必要であり,
好ましくは1μm以下,より好ましくは0.5μm以下
で使用される。感光層内に分散される電荷発生物質の量
は少なすぎると充分な感度が得られず,多すぎると帯電
性の低下,感度の低下などの弊害があり,例えば好まし
くは0.5〜50重量%の範囲で,より好ましくは1〜
20重量%の範囲で使用される。感光層の膜厚は,通
常,5〜50μm,より好ましくは10〜45μmで使
用される。またこの場合にも成膜性,可とう性,機械的
強度等を改良するための公知の可塑剤,残留電位を抑制
するための添加剤,分散安定性向上のための分散補助
剤,塗布性を改善するためのレベリング剤,界面活性
剤,例えばシリコ−ンオイル,フッ素系オイルその他の
添加剤が添加されていても良い。
【0021】各層の形成方法としては,層に含有させる
物質を溶剤に溶解又は分散させて得られた塗布液を順次
塗布するなどの公知の方法が適用できる。本発明では静
止摩擦係数(μS)と動摩擦係数(μK)との差(μS
−μK)を0.03以下とするが,好ましくは0.02
以下,更には0.01以下が良い。感光体の耐久性の点
からμS,μKはいずれも小さい方が好ましく,各々と
も好適には1.0以下,更に0.5以下,特に0.3以
下が好ましい。感光層のμS−μKを0.03以下とす
る手段は限定されないが,下記のような手段が挙げられ
る。なお,本発明において,μS,μKの測定は,比較
例に記載した方法により測定した。 1.表面エネルギーを減少させて接着性を妨げる。 2.表面の粘弾性をより弾性的にする。 3.感光体材料同士の分子間相互作用を高める。
【0022】具体的な方法としては 1についてはオーバーコート層としてテフロンコートを
行ったり,あるいはバインダー樹脂にポリシロキサンや
フッ素元素を含む樹脂を共重合,あるいはブレンドした
樹脂を用いる方法が挙げられる。2については,バイン
ダー樹脂として剛直な骨格,フェニル基や縮合環を有す
る置換基を主鎖や側鎖に導入したり,オーバーコート層
として分岐や架橋構造を有する樹脂を使用する方法が考
えられる。3については,より高密度な樹脂,ガラス転
位温度や融点がより高い材料,具体的にはフェニル基や
縮合環を導入したり,2重結合,ケトン,アミドといっ
た極性基を導入したりすることが挙げられる。
【0023】本発明の電子写真感光体は,通常,帯電,
露光,現像,転写を含む電子写真方式の画像形成方法に
用いられる。該感光体は円筒状,又はベルト状が好まし
く,これらの感光体の回転速度が40rpm以上,更に
は60rpm以上の画像形成方法に用いても,良好な耐
摩耗性,耐久性を示す。
【0024】
【実施例】以下,本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが,特にこれらに限定されるものではな
い。
【0025】比較例1 下記構造を有するビスアゾ化合物10重量部を150重
量部の4−メトキシ−4−メチルペンタノン−2に加
え,サンドグラインドミルにて粉砕分散処理を行なっ
た。 ここで得られた顔料分散液をポリビニルブチラー
ル(電気化学工業(株)製,商品名#6000ーC)の
5%1,2−ジメトキシエタン溶液に加え,最終的に固
形分濃度4.0%の分散液を作製した。この様にして得
られた分散液を,表面がアルミニウム蒸着されたポリエ
チレンテレフタレ−トフィルム表面にワイヤ−バ−を用
いて塗布し,その乾燥膜厚が0.4g/mm2 (約0.
4μm)となるように電荷発生層を設けた。
【0026】
【化1】
【0027】次にこの電荷発生層上に,次に示すヒドラ
ゾン化合物95重量部と
【0028】
【化2】
【0029】下記繰り返し単位を有するポリカ−ボネ−
ト樹脂A(Mv=30000)100重量部を,
【0030】
【化3】
【0031】1,4−ジオキサン,テトラヒドロフラン
の混合溶媒に溶解させた液をアプリケ−タ−で塗布した
後,室温で30分,125℃で30分乾燥させ,乾燥後
の膜厚が21μmとなるように電荷輸送層を設け,比較
感光体Aとした。静止および動摩擦係数の測定は,協和
界面化学(株)製全自動摩擦摩耗試験機DFPM−SS
型を使用した。図1に示したように摩擦させる側にはブ
レードの素材であるブレード用ウレタンゴムを1cm幅
に切断したもの(1)を用い,45度の角度で,トナー
(2)を感光体(3)表面が見える程度(0.4〜1.
0mg/cm2 )に薄くのせた状態として測定した。荷
重55g,矢印方向への移動速度0.1mm/se
c.,温度23℃,湿度50%RHにて測定を行った。
摩耗量の測定は,速度5mm/sec.,荷重100
g,ストローク20mm,摩耗回数100回で行った以
外は摩擦係数の測定と同様に行った。
【0032】比較例2 比較例1において,ポリカーボネートAの代わりに下記
に示す共重合ポリカーボネート樹脂B(Mv=3000
0)を100重量部用いた以外は比較例1と同様に行い
比較感光体Bを作成した。摩擦係数および摩耗量の測定
は比較例1と同様に行った。
【0033】
【化4】
【0034】比較例3 比較例1において,ポリカーボネートAの代わりに下記
に示す共重合ポリカーボネート樹脂C(Mv=3000
0)を100重量部用いた以外は比較例1と同様に行い
比較感光体Cを作成した。摩擦係数および摩耗量の測定
は比較例1と同様に行った。
【0035】
【化5】
【0036】実施例1 比較例1において,ポリカーボネートAの代わりに下記
に示す共重合ポリカーボネート樹脂D(Mv=3300
0)を100重量部用いた以外は比較例1と同様に行い
比較感光体Dを作成した。摩擦係数および摩耗量の測定
は比較例1と同様に行った。
【0037】
【化6】
【0038】実施例2 実施例1において用いた感光体Dをフッ素ガス/窒素ガ
ス=20:740(torr)の混合ガス中10分間静
置後,テトラフルオロエチレンガス/窒素ガス=800
/200(torr)の混合ガス中に30分間静置して
テフロンコートを行い,感光体Eを作成した。摩擦係数
および摩耗量の測定は比較例1と同様に行った。
【0039】実施例3 比較例1において,ポリカーボネートAの代わりに下記
に示す共重合ポリカーボネート樹脂E(Mv=3100
0)を100重量部用いた以外は比較例1と同様に行い
比較感光体Fを作成した。摩擦係数および摩耗量の測定
は比較例1と同様に行った。
【0040】
【化7】
【0041】次に,これら感光体を市販の複写機A(ド
ラム周速度1200cm/分,48rpm)及び複写機
B(ドラム周速度1500cm/分,60rpm)に装
着し,24,000枚のコピーテストを行った。各々の
時の10,000枚印刷したときに相当する感光体の膜
減り量を換算し,表1に示した。測定した静止および動
摩擦係数,その差および摩耗量を表1に示した。表中の
横線は測定を行なわなかったことを示す。
【0042】
【表1】
【0043】表1の結果から明かなように実施例1,
2,3の感光体は,比較例1,2,3の感光体に比べて
摩耗量が少ないことが分かった。また,表1の結果か
ら,摩擦係数そのものの値ではなくμS−μKの値が小
さい程摩耗量が少ないことが明らかとなった。
【0044】
【発明の効果】本発明の電子写真感光体は,クリ−ニン
グブレ−ドや現像剤などによる傷がつきにくくなり,表
面の膜減りを軽減させ,感光体の耐久性が飛躍的に向上
する。従って,耐久性が求められる複写機やプリンタ−
にも問題なく用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】摩擦係数の測定法を示す模式図。
【符号の説明】
1 ウレタンゴム 2 トナー 3 感光体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
    真感光体において,該感光層の最外層表面の静止摩擦係
    数(μS)と動摩擦係数(μK)の差(μS−μK)が
    0.03以下であることを特徴とする電子写真感光体。
  2. 【請求項2】 導電性支持体上に感光層を有する感光体
    を用いる電子写真方式の画像形成方法において,該感光
    体として請求項1記載の感光体を用いることを特徴とす
    る画像形成方法。
  3. 【請求項3】 感光体を回転速度40rpm以上で用い
    ることを特徴とする請求項2記載の画像形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004101814A (ja) * 2002-09-09 2004-04-02 Canon Inc 電子写真感光体及び電子写真装置

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