JPS583225B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真感光体、特には、表面の潤滑性に優れ
た電子写真感光体に関する。

電子写真感光体は、適用される電子写真プロセスの種類
に応じて種々の構成をとるものである。

例えば、光導電層を支持体の上に設けた最も基本的な構
成の電子写真感光体、光導電層の上に絶縁層を設けた構
成の感光体などがある。

感光体は、適用される電子写真プロセスに応じた所定の
感度、電気特性、さらには光学的特性を備えていること
を要求されるが、そればかりでなく、感光体の耐久性お
よびクリーニング性も重要な性質である。

耐久性は感光体を繰返し使用する場合に要求される性質
であり、クリーニング性は感光体の表面に付着し、残留
するトナーの除去の容易性を決める性質であり、鮮明な
画像の形成、更には、クリーニング手段の損傷防止に著
しく影響を与えるものである。

このために、感光体の耐久性、クリーニング性を改善す
るために感光体の表面に保護層を付設すること、あるい
は、耐久性に優れた絶縁層にすることなどがされてきた
。

例えば、光導電層上の保護層として、ビニルセルロース
、エチルセルロース、アクリルウレタン、ポリパラキシ
リレン、酸化アルミ、酸化チタンなどの薄層が用いられ
ている、また、絶縁層としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチ
レンなどのシート状フイルムを接着剤により光導電層上
に貼り着けるか、マイカなどの無機材料を蒸着させて用
いている。

これらの内で、潤滑性に優れ、耐久性、クリーニング性
に優れた材料としてはテフロン、ポリエチレン、ポルエ
チレンテレフタレート、フツ化ビニリデンなどの樹脂が
挙げられるが、これらは、全てシート状のフイルムの形
状で光導電層に接着剤により貼り着けるものであり、高
度の貼り着け技術を必要とし、また効率も低い、また更
には、ドラム状の感光体について継ぎ目なしの保護層又
は絶縁層を形成することが殆んど不可能である。

これに対し、アクリルウレタン、エポキシ樹脂などは塗
布によって保護層又は絶縁層を形成することが可能であ
るが潤滑性の点で十分でない。

而して本発明は、表面潤滑性に優れ、その結果、耐久性
およびクリーニング性に優れ、且つ塗膜形成された保護
層又は絶縁層を備えた感光体を提供することを主たる目
的とする。

本発明は有機溶剤可溶型の線状ポリエステル樹脂にイン
シアネートを加えて硬化処理して成る層を表面に有する
ことを特徴とした電子写真感光体である。

本発明において採用されるポリエステルは線状構造で有
機溶剤可溶型のものである。

このポリエステル樹脂は、潤滑性に優れるばかりでなく
、良好な絶縁材料である、更には、塗膜形成で得られる
層の硬度が高いこと、光導電層または絶縁層などの塗布
面に対する接着性も優れていること及び透明性もよい、
など、付随する多くの特長を備えている。

特に、有機溶剤可溶性であるので塗膜形成によって、感
光体の表面の保護層または絶縁層を形成することができ
、感光体がドラム形状であるときには継ぎ目なしの保護
層または絶縁層を形成することができる。

従って、本発明による保護層または絶縁層は感光体の表
面摩擦抵抗が小さいので耐久性に優れた感光体を与える
と共に、クリーニング手段の損傷も防止できるものであ
る、感光体としての諸特性についても本発明によるポリ
エステルの採用によって改善されることはあっても損わ
れることはない。

有機溶剤可溶型の線型ポリエステル樹脂は比較的低分子
のポリエステルであり、通常、分子量が５，０００〜５
０，０００、好ましくは１０，０００〜４０，０００程
度のものが推奨される。

イソシアネートとしては後述の実施例に挙げたような各
種イソシアネート類が用いられる。

イソシアネートを含む線状ポリエステル樹脂の感光体へ
の適用の代表的な態様は、光導電層又は絶縁層上に保護
層として塗膜形成する場合上絶縁層として塗膜形成する
場合とがある 前者の場合には、通常、その厚さは約５μ〜０．２μに
設定され、後者の場合には、約１０μ〜１００μ、特に
は１５μ〜５０μに設定されるのが好適である。

なお、後者の絶縁層として塗膜形成する場合に、他の材
料の絶縁層と一体になって１つの絶縁層を形成させるよ
うな場合には、線状ポリエステルで形成される絶縁層に
１０μ以下の厚さであってもよい。

また保護層は、耐久性の改善のために、感光体の表面を
保護するためのものであるのに対し、絶縁層は、適用さ
れる電子写真プロセスにおいて所謂、絶縁層として作用
するものを示す。

線状ポリエステルを用いて層を形成する場合、必要に応
じて他の成分を添加して用いてもよい。

このような他の成分として代表的なものは、シリコン樹
脂、シランカップリング剤、脂肪酸アミド、脂肪酸金属
塩、ワックスなどである。

シリコン樹脂の添加は剥離性を一層向上させ、特にクリ
ーニングしやすくさせるものである。

また、シランカツプリング剤は層の密着性、硬度を向上
させるように作用する。

シランカツプリング剤としては、ビニル、エポキシ、メ
トキシ、エトキシなどの基を有するものが好適である。

また、脂肪酸アミドまたは脂肪酸金属塩は画像濃度の向
上に寄与する。

これらの化合物として、例えば、ステアリン酸アミド、
オレイン酸アミド、ステアリン酸金属塩、オレイン酸金
属塩などが挙げられる。

また、ワックスは層の耐湿性をより向上させる、ワック
スとしては、エチレン系ワックス、パラフィン系ワック
ス、など通常のワックスが適宜使用される。

本発明に用いられる有機溶剤可溶型の線状ポリエステル
としては、市販品でもよいし、合成したものでもよい。

用いる感光体の種類に応じて、適宜、好適な種類の線状
ポリエステルが使用されるものであるが、特に、ガラス
転移点が４０℃以上のものが好適で、構造については、
共重合タイプのものが推奨される。

本発明における線状ポリエステルとイソシアネートから
形成される層の潤滑性の優秀性は後述の実施例に説明さ
れるが、例えば、ゴム硬度７０°の市販のウレタンゴム
から形成されたブレードを測定しようとする層の表面と
の角度を１５°に保って動摩擦係数を測定したとき、通
常の有機溶剤可溶型の樹脂が形成された層では動摩擦係
数が２〜３の範囲にあるのに対し、本発明における線状
ポリエステルから形成された層の場合には、約１であり
、その優れた潤滑性が確認される。

実施例 １ 高純度（５ナイン）Ｓｅ２００ｇを蒸発皿に計りとり、
蒸発源温度を３００℃、基体（ＡＡ製ドラム）温度６６
〜６８℃、系内真空度１×１０−５ｔｏｒｒで３５分間
蒸着を実施し、６０μ膜厚の光導電層を有する感光ドラ
ムを２つ形成した。

得られた２つの光導電層上の一方に対し、光硬化型アク
リルウレタン系樹脂を、粘度が１０ｃｐｓとなる様、エ
タノールで希釈調製した液に浸し、液面と垂直方向にか
つドラムの母線方向に引き上げた後、４ＫＶの水銀ラン
プで６分間照射して光硬化させ、０．８μの保護層を形
成させた。

これを試料Ａとする。

他方の光導電層上には、線状ポリエステル（商品名：バ
イロン２００，東洋紡製）とインシアネート（商品名：
コロネートＬ，日本ポリウレタン製）との混合物（９６
：４）を粘度が１０ｃｐｓとなる様、メチルエテルケト
ンで希釈した液に浸し、上記と同じ方向で引き上げた後
、７０℃で２０分間加熱して硬化させ０．９μの潤滑性
保護層を形成させた。

これを資料Ｂとする。得られた試料Ａ，Ｂに対し、一次
＋ＤＣ帯電で表面電位９００Ｖ、像露光２．５ｌｕｘ−
ｓｅｃ，マグネットブラシ用の−に帯電された乾式現像
剤、ウレタンゴムクリーニングブレード（硬度７０、ド
ラムに対する角度３０°、ブレード圧力（荷重１．０ｋ
ｇ）を用いて、画像出し、および耐久試験をした結果、
試料Ａは摺動音（ブレードと保護層間の摩擦音）が激し
く、ドラムの５０回転で、ブレードエッジ部の摩耗、又
保護層上の傷が顕著に観察され、傷の激しい部分は光導
電層面上まで達していた。

一方試料Ｂに関しては回転トルクが０．５ｋｇ以下でド
ラムは円滑に回転し、画像は良好で、４０，０００回転
後でも、ブレードエッジ部の破損、保護層面上のクリー
ニング傷は、ほとんど確認されなかった。

なお、以後の実施例において単に「線状ポリエステル」
と記載されてある場合は商品名：バイロン２００のもの
を示す。

なお、本実施例において試料Ｂを製造するに際してイン
シアネートを添加しないで製造した試料では、同じ電子
写真プロセスでの耐久試験の結果は、５０００回転でク
リーニング不良による黒い条線が画像に生じてしまった
。

これは、保護層が損傷を受け、その部分に現像剤が入り
込んでしまったことによるものである。

実施例２ 高純度（５ナイン）Ｓｅ−Ｔｅ（１５ｗｔ％）合金２０
０ｇを蒸発皿に計りとり、蒸発源温度、３２０℃、基体
（ＮｉメッキＡｌドラム）温度７０℃、系内真空度１×
１０−５ｔｏｒｒで４０分間蒸着を実施し、６５μ膜厚
の光導電層を有する感光ドラムを２つ形成させた。

得られた２つの光導電層上の一方に対し、光硬化型不飽
和ポリエステル樹脂（非線形ポリエステル樹脂）（商品
名：ＵＶ−ＣＭ−１０３、カシュー製）を粘度が９０Ｃ
ＰＳとなる様、メチルエチルケトンで希釈調製した液に
浸し、例１と同じ方法で引き上げた後、４ＫＶの水銀ラ
ンプで６分間照射して硬化させた。

この操作を３回くり返して３０μの絶縁層を形成させた
。

この試料をＣとする。他方の光導電層上にはＣと同様の
操作で、２回塗りとし２０μの絶縁層を設けた。

この層上に、線状ポリエステルとイソシアネート（商品
名：ＨＭＤＩ、日本ポリウレタン製）との混合物（９５
：５）を粘度が９０ＣＰＳとなる様、メチルエチルケト
ンで希釈調製した液に浸し、実施例１と同じ方法で引き
上げた後、７０℃で３０分間加熱して硬化させ、１０μ
の潤滑性絶縁層を層合させた。

この試料をＤ１とする。

得られた試料Ｃ，Ｄ１に対し一次−ＤＣ帯電を行い−１
３００Ｖに帯電させ、次いで二次ＡＣ除電、同時露光、
および全面照射の電子写真プロセスにより、静電像を形
成した後マグネットブラシ用の＋に荷電された乾式現像
剤を用いて、実施例１と同様の試験をした結果、試料Ｃ
はドラムの６０回転でブレードエッジ部が摩耗破損し、
摺動音が激しかったが、一方試料Ｄ１に関しては、ドラ
ムは円滑に回転し、画像およびクリーニング性が良好で
３０，０００回転後でも初期状態との変化は、ブレード
エッジ部、絶縁層面に観察されなかった。

また、本実施例において線状ポリエステルに代えて次の
線状ポリエステルを各々用いて形成された感光ドラムＤ
２〜Ｄ６についての耐久性、クリーニング性もＤ１の場
合と同様に良好であった。

Ｄ２：アジビン酸−エチレングリコール共重合ポルエス
テル（分子量：約２５，０００）Ｄ３：テレフタル酸−
エチレングリコール共重合ポリエステル（分子量：約３
８，０００）Ｄ４：テレフタル酸−アジピン酸−エチレ
ングリコール三元共重合ポリエステル（分子 量：２０，０００） Ｄ５：テレフタル酸−ピスフェノールＡ共重合ポリエス
テル（分子量：約７，５００） Ｄ６：テレンタル酸−アジピン酸−ビスフェノールＡ三
元共重合ポリエステル（分子量 ：約３０，０００） なお、本実施例において試料Ｄを製造するに際コしてイ
ソシアネートを添加しないで製造した試料では、同じ電
子写真プロセスでの耐久試験の結果は、１２０００回転
でクリーニング不良による黒い条線が画像に生じてしま
った。

これは、保護層が損傷を受け、その部分に現像剤が入り
込んでしまつたことによるものである。

このように、イソシアネートを添加しないでこれらの線
状ポリエステル単独でも潤滑性の改善はなされるが、イ
ソシアネートを混入することにより、潤滑性、膜硬度、
密着性等について一層優れたものになる。

実施例３ 純度（５ナイン）Ｓｅ−Ａｓ（１．Ｏｗｔ％）合金２０
０ｇを蒸発皿に計り取り蒸発源温度を３１０℃、基体（
ＡＡ製ドラム）温度６６〜６７℃、系内真空度１×１０
−５ｔｏｒｒで４０分間蒸着を行い、６３μ膜厚の光導
電層を有する感光ドラム２つを形成させた。

得られた２つの光導電層上の一方に対しアクリル樹脂（
商品名：パルスラックＮａ２０．００中国塗料製）を粘
度が９０ＣＰＳとなる様メチルエチルケトンで希釈調製
した液に浸し実施例１と同じ方法で引き上げた後、５０
℃で３０分間加熱して硬化させた。

この操作を３回くり返して３０μの絶縁層を形成させた
。

この試料をＥとする。他方の光導電層上にはＥと同様の
操作で２回塗りとし、２０μの絶縁層を設けた。

この層上に線状ポリエステルとイソシアネート（２．４
−トリレンジイソシアネート）とシリコン樹脂（商品名
：ＳＲＸ−２４４、東レシリコン製）との混合物（９０
：５：５）を粘度が９０ＣＰＳとなるようトルエン溶剤
で希釈調製した液に浸し実施例２と同じ方法で引き上げ
た後、５５℃で３０分間加熱して硬化させ、１０μの潤
滑層を層合させた。

この試料をＦとする。

得られた試料Ｅ，Ｆに対し、実施例２と同様の試験をし
た結果、試料Ｅは、ドラムの４０回転でブレードエッジ
部が摩耗破損し、摺動音が激しく、ク潟 料Ｆに関しては、ドラムは円滑に回転し、画像およびク
リーニング性が良好で、ドラム５０，０００回転後でも
初期状態との変化は、ブレードエッジ部、絶縁層面に観
察されなかった。

実施例４ 純度（５ナイン）Ｓｅ−Ｓ（９７：３ｗｔ％）合金２０
０ｇを蒸発皿に計りとり、蒸発源温度２９０℃、基体（
Ａｌ製ドラム）温度７０℃、系内真空度１×１０−５ｔ
ｏｒｒで４０分間蒸着を実施し、６５μの光導電層を有
する感光ドラムを２つ形成させた。

得られた２つの光導電層上の一方に対し、不飽和ポリエ
ステル樹脂（商品名：ＵＶ−ＣＭ−１００、カシュー製
）を粘度が９０ＣＰＳとなる様、メチルエチルケトンで
希釈調製した液に浸し、実施例２と同じ方法で引き上げ
た後、４ＫＶの水銀ランプで６分間照射して硬化させた
。

この操作をくり返して３０μの絶縁層を形成させた。

この試料を■とする。

他方の光導電層上に線状ポリエステルとイソシアネート
（メタキシリレンジイリシアネート）とステアリン酸ア
ンドとの混合物（９２：６：２）を粘度が９００ＰＳと
なる様、テトラヒドロフラン溶剤で希釈調整した液に浸
し、実施例２と同じ方法で引き上げた後、５５℃で３０
分間加熱して硬化させた。

この操作を３回くり返して３０μの絶縁層を形成させた
。

この試料をＪとする。得られた試料Ｉ，Ｊに対し実施例
２と同様の試験をした結果、試料■は、ドラムの３０回
転時で、クリーニングブレードエッジ部が摩耗破損し、
摺動音が激しくクリーニング不良が観察されたが、一方
試料Ｊに関しては、ドラムは円滑に回転し、画像および
クリーニング性は良好であり、ドラムの３５０００回転
後でも異常は認められなかった。

実施例５ 純度（５ナイン）Ｓｅ−Ｔｅ−Ｓｂ（８５：１３：２ｗ
ｔ％）合金２００ｇを蒸発皿に計りとり、蒸発源温度、
２９０℃、基体（ＡＡドラム）温度６７〜６８℃、系内
真空度、１×１０Ｔ５ｔｏｒｒで４０分間蒸着を実施し
、６８μの光導電層を有する感光ドラム２つを形成させ
た。

得られた２つの光導電層上の一方に対し、不飽和ポリエ
ステル樹脂（商品名：ＵＶ−ＣＭ−１０２、カシュー製
）を粘度が９０ＣＰＳとなる様、メチルエチルケトンで
希釈調整した液に浸し、実施例１と同じ方法で引上げた
後４ＫＶの水銀ランプで５分間照射して硬化させた。

この操作を３回くり返して３０μの絶縁層を形成させた
。

この試料をＫとする。

他方の光導電層上に試料Ｋを作成するときと同様にして
、２回の操作で２０μの絶縁層を形成させた。

この絶縁層上に、線状ポリエステル、イソシアネート（
ｎ−プチルイソシアネート）とワックス（商品名：ＡＣ
−ポリエチレン、アライドケミカル製）との混合物（９
３：５：２）を粘度９０ＣＰＳとなる様、メチルエチル
ケトンで希釈調製した液に浸し、３０ｍｍ／ｍｉｎの速
度で引き上げた後、５５℃で３０分間加熱して硬化させ
潤滑層を層合させた。

この試料をＬとする。得られた試料Ｋ，Ｌに対し、実施
例２と同様の試験をした結果、試料Ｋはドラムの４０回
転時でクリーニングブレードエッジ部が摩耗破損し、摺
動音が激しくクリーニング不良が観察されたが、一方の
試料Ｌに関しては、ドラムは円滑に回転し、画像および
クリーニング性は良好であり、ドラムの３０００回転後
でも異常は認められなかった。

実施例６ Ａｌドラムに浸漬法によりｃｄｓ樹脂分散液層を５０μ
厚さに塗布した後、８０℃で１５分間加熱した。

次にこの層上に光硬化型アクリルウレタン樹脂を１２μ
の厚さに塗布した後７０℃で１５分間加熱後８ＫＶ水銀
ランプで９０秒光照射した。

次にこの層上にさらに同様の条件下で１２μのアクリル
ウレタン樹脂を層合させた。

この試料をＭとする。

一方上述の１２μのアクリルウレタン樹脂の塗布を１回
のみ行って他はＭと全く同様の層構成試料をつくり、こ
の層上に、線状ポリエステルとイソシアネート（ポリエ
チレンポリフェニルイソシアネート）との混合物（９６
：４）を粘度が９０ＣＰＳとなる様メチルエチルケトン
で希釈調整した液に浸し、実施例１と同じ方法で引上げ
た後７０℃で３０分間加熱して硬化させ、１２μの潤滑
層を層合させた。

この試料をＮとする。得られた試料Ｍ，Ｎに対して＋帯
電、ＡＣ除電同時露光、全面照射のプロセスで静電潜像
を形成し負に荷電した乾式現像剤を用いて、実施例２と
同様の試験をした結果、試料Ｍはドラムの５０回転時で
クリーニング不良が観察されたが、一方試料Ｎに関して
は、ドラムは円滑に回転し、画像およびクリーニング性
は良好であり、ドラムの３０，０００回転後でも異常は
なかった。

実施例７〜９ 実施例６において、線状ポリエステルとイソシアネート
（ポリエチレンポリフエニルイソシアネいて潤滑層を形
成した結果、実施例７の場合（線状ポリエステルとイソ
シアネート）と同等の特性が観察された。

７．線状ポリエステル（９２） エチレンイソシアネート（４） シリコン樹脂（商品名ＳＲ×２９０，ＳＲ×２１１，東
レシリコン製）（４） ８．線状ポリエステル（９５） トランスビニレンジイソシアネート（４）オレイン酸ア
ミド又はステアリン酸カルシウム（１） ９，線状ポリエステル（９４） ２．４ パラフィンワックス（融点＝８５℃）（２）なお、カツ
コ内の数字は重量組成比を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機溶剤可溶型の線状ポリエステル樹脂にイソシア
   ネートを加えて硬化処理して成る層を表面に有すること
   を特徴とする電子写真感光体。 ２ 有機溶剤可溶型の線状ポリエステル樹脂にイソシア
   ネートを加えて硬化処理して成る層が光導電層上に塗膜
   形成されている特許請求の範囲第１項記載の電子写真感
   光体。 ３ 有機溶剤可溶型の線状ポリエステル樹脂にイソシア
   ネートを加えて硬化処理して成る層が光導電層上に形成
   されている絶縁層の上に塗膜形成されている特許請求の
   範囲第１項記載の電子写真感光体。