KR0173511B1 - 전자사진용 감광 부재, 그를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 - Google Patents

전자사진용 감광 부재, 그를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 지지체, 이 도전성 지지체 상에 배치된 중간층 및 이 중간층 상에 배치된 감광층으로 이루어진 전자사진용 감광 부재를 제공한다. 이 중간층은 아미드산 구조 및(또는) 아미드산 에스테르 구조를 갖는 2종 이상의 반복 단위를 갖는 공중합체로 이루어지며, 따라서 양호한 피막 형성 특성을 가진다. 얻어진 감광 부재는 어떤 주변 조건 하에서도 전기적 전위가 안정되어 장기간 동안 화상 결함이 없는 탁월한 화상을 제공하는 감광 부재를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공하는데 효과적이다.

Description

전자사진용 감광 부재, 그를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치
제1도는 본 발명에 따른 전자사진용 감광 부재를 사용한 프로세스 카트리지를 포함하는 전자사진 장치의 일 실시태양의 개략적인 구조도.
제2도는 본 발명에 따른 전자사진 장치를 사용한 팩시밀리기의 일 실시태양의 블록 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 감광 드럼 2 : 축
3 : 충전기 4 : 화상 노출광
5 : 현상 장치 6 : 전사 충전기
7 : 전사 물질 8 : 정착 장치
9 : 클리닝 장치 10 : 예비 노출광
11 : 프로세스 카트리지 12 : 레일
13 : 화상 판독부 14 : 제어기
15 : 수용 회로 16 : 전사 회로
17 : 전화기 18 : 회로
19 : 화상 메모리 20 : CPU
21 : 프린터 제어기 22 : 프린터
본 발명은 전자사진용 감광 부재, 특히 특수한 구조를 가진 공중합체로 이루어진 중간층을 포함하는 전자사진용 감광 부재에 관한 것이다.
본 발명은 또한 각각 상기 전자사진용 감광 부재를 사용한 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치에 관한 것이다.
전자사진용 감광 부재는 일반적으로 도전성 지지체 상에 형성된 감광층을 갖는다. 이러한 감광층은 일반적으로 매우 얇은 층이다. 따라서, 이제까지 감광층에는 경우에 따라서 흠집 또는 오염물과 같은 도전성 지지체 표면 상의 결함으로 인해 감광층의 두께가 불균일하거나 불규칙하게 되는 문제가 발생하기 쉬웠다. 이러한 경향은 근래에 주로 사용되는, 매우 얇은 (예, 약 0.5㎛두께) 전하 발생층과 전하 운반층으로 이루어진 소위 기능 분리형 감광층의 경우에 특히 두드러진다.
감광층의 두께가 불균일하면, 전기적 전위 또는 감광성에 불규칙성이 필연적으로 발생하게 된다. 그러므로, 감광층을 가능한 한 균일한 적절한 두께로 형성하는 것이 요구된다.
전자사진용 감광 부재는 반복적인 사용에도 명부 전위와 암부 전위에 안정성이 있을 것이 중요한 특성으로서 요구된다. 이들 전위가 불안정하면, 생성되는 화상의 화상 농도가 불균일하기 쉽고 또한 거기에 포그가 발생하기도 쉽다.
상기한 단점을 해소하기 위해 도전성 지지체와 감광층 사이에 배치되면서 도전성 지지체 표면 상의 결함을 무마하고 도전성 지지체와 감광층의 부착성을 개선시키며 도전성 지지체로부터 감광층으로 담체가 주입되는 것을 억제하는 기능을 가진 각종 중간층이 제안되어 왔다.
이제까지, 상기와 같은 중간층에 사용하기 위해 각종 수지가 제안되어 왔으며, 그 예로 폴리아미드 (일본국 특허공개 (소)48-47344호 및 동 (소) 52-25638호에서 개시된 것 등), 폴리에스테르 (일본국 특허 공개 (소)52-20836호 및 동(소)54-26738호), 폴리우레탄 (일본국 특허 공개 (소)53-89435호 및 동(평)2-115858호), 4급 암모늄 함유 아크릴 중합체 (일본국 특허 공개(소)51-126149호) 및 카제인(일본국 특허 공개 (소)55-103556호)이 있다.
그러나, 상기한 수지를 중간층에 사용한 전자사진용 감광 부재는 온도 및 습도의 변화에 따라 중간층의 전기 저항이 변하는 경향이 있어서 저온 저습 조건에서 고온 다습 조건에 이르는 모든 주변 조건에서 안정되고 우수한 전위 특성을 가지며 우수한 화상을 형성할 수 있는 전자사진용 감광 부재를 제조하는 것이 곤란하였다.
보다 구체적으로 말하면, 상기한 종래의 전자사진용 감광 부재를, 사용된 중간층의 전기 저항에 증가하기 쉬운 저온 저습한 주변 조건에서 반복적으로 사용하는 경우에는 중간층에 잔류 전하가 존재하여 명부전위 및 잔류 전위가 증가되기 쉽다. 그 결과 정상 현상시에 복사된 화상에 포그가 발생하거나 역전 현상시에 생성된 화상의 화상 농도가 불량하게 되어 경우에 따라서는 소정의 화질을 가진 화상을 연속적으로 얻을 수 없었다. 반면, 상기한 종래의 전자사진용 감광 부재를, 사용된 중간층의 전기저항에 저하되기 쉬운 고온 다습한 주변 조건에서 반복적으로 사용하는 경우에는 중간층의 배리어 기능이 저하되어 도전성 지지체로부터의 담체 주입을 가속화시키며, 결과적으로 암부 전위가 낮아지기 쉽다. 그 결과 정상 현상시에 생성된 화상의 화상 농도가 불량하거나 복사된 화상에 흑점과 같은 결함(흑점) 또는 포그가 발생하게 되었다.
게다가, 생성된 화상 상의 흑점과 같은 결함이 적절한 중간층을 사용함으로써 치유된 경우에도 많은 경우에 전자시진용 감광 부재 자체에 감광성 저하가 일어났다.
본 발명의 목적은 우수한 전위 특성을 안정적으로 나타내며 저온 저습 조건에서 고온 다습 조건까지를 포함하는 모든 주변 조건 하에서 초기 단계의 양호한 화상을 연속적으로 형성 및 유지할 수 있는 전자사진용 감광 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용해성이 우수한 공중합체를 함유하여 양호한 피막 형성 특성을 나타내는 중간층을 도전성 지지체와 감광층 사이에 배치함으로써 결함이 없는 양호한 화상을 제공할 수 있는 전자사진용 감광 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 각각 상기한 전자사진용 감광 부재를 포함하는 프로세스카트리지 및 전자사진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 도전성 지지체, 이 도전성 지지체 상에 배치된 중간층 및 이 중간층 상에 배치된 감광층으로 이루어지며, 중간층은 아미드산 구조 또는 아미드산 에스테르 구조를 갖는 2종 이상의 반복 단위를 갖는 공중합체로 이루어진 것인 전자사진용 감광 부재가 제공된다.
본 발명에 따르면, 또한 각각 상기 전자사진용 감광 부재를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치가 제공된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 다음의 바람직한 실시태양의 설명을 통해 보다 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 전자사진용 감광 부재는 공중합체의 반복 단위로서 2종 이상의 아미드산 구조 및(또는) 아미드산 에스테르 구조를 갖는 공중합체를 포함하는 중간층을 특징으로 한다.
상기 반복 단위는 2종 이상의 아미드산 구조 또는 2종 이상의 아미드산 에스테르 구조 또는 1종 이상의 아미드산 구조 및 1종 이상의 아미드산 에스테르 구조로 구성될 수 있다.
이러한 반복 단위를 갖는 공중합체는 유기 용매 중의 용해도가 높아서 그의 피막 형성 특성이 개선되므로, 균일한 중간층이 제공되어 전위 및 감도에 있어서 불규칙성이 방지된다. 그 결과, 화상 결함 (예를 들면, 흑점 또는 포그)가 없는 양호한 화상을 안정적으로 얻을 수 있다. 또한, 개선된 용해도로 인하여, 알코올 또는 에테르와 같이 저비점 용매를 사용하여 수지를 함유하는 그의 하부층에 악영향을 미침이 없이 평활한 중간층을 얻을 수 있다.
아미드산 구조 및(또는) 아미드산 에스테르 구조를 갖는 공중합체는 일반적으로 디아민 성분 및 카르복실산 성분 및(또는) 카르복실산 성분, 예를 들면 카르복실산 에스테르 또는 카르복실산 무수물을 사용하여 합성할 수 있다. 이 때, 디아민 성분 및 카르복실산(에스테르) 성분은 1:1(전체적으로)의 몰비로사용하는 것이 바람직할 수 있다. 2종 이상의 디아민 및(또는) 카르복실산(에스테르)를 사용할 때, 각 디아민 또는 각 카르복실산(또는 카르복실산 에스테르)는 각각 생성된 디아민 성분 및 생성된 카르복실산(에스테르)성분이 1:1의 몰비를 나타내기만 하면, 임의의 몰비로 사용할 수 있다. 또한, 디아민 성분 및 카르복실산(에스테르) 성분은 각각 바람직하게는 우세한 디아민 성분 또는 우세한 카르복실산(에스테르)성분을 80몰%이상 함유할 수 있다.
아미드산 구조 및 아미드산 에스테르 구조는 바람직하게는 다음 일반식(1)을 가질 수 있다.
상기 식 중, A는 4가 유기기이고, B는 2가 유기기이며, R은 수소 원자(아미드산 구조를 제공함) 또는 알킬기(아미드산 에스테르 구조를 제공함)이다.
상기 일반식(1)에서, 4가 유기기 A는 1개 이상의 시클릭기를 가지는 4가 기를 포함할 수 있다.
4가 유기기 A의 바람직한 예로는 하기에 나타낸 구조를 갖는 것들이 포함된다.
상기 일반식(1)에서, 2가 유기기 B는 1개 이상의 포화 탄화수소기, 방향족 탄화수소기 또는 헤테로시클릭기를 포함할 수 있고 바람직하게는 1개 이상의 시클릭기를 포함할 수 있다.
일반식(1)의 2가 기 B의 바람직한 예로는 하기에 나타낸 구조를 갖는 것들이 포함된다.
또는 -Cℓ
일반식 (1)에서, R의 바람직한 예로는 수소 원자: 및 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸 또는 tert-부틸과 같은 알킬기가 포함된다.
본 발명에 사용되는 상술한 반복 단위(바람직하게는 일반식(1)에 의해 표현됨)을 갖는 공중합체는 바람직하게는 수 평균 분자량(Mn)이 500-100,000, 보다 바람직하게는 10,000-50,000일 수 있다.
본 발명의 일부 경우에는, 공중합체는 반복 단위중 아미드산 구조 또는 아미드산 에스테르 구조의 아미드 부분이 산 또는 산 에스테르 부분과 반응하여 전자사진용 감광 부재의 제조 공정 중 통상의 건조단계에서 건조 조건에 따라 물 또는 알코올이 제거되는 반응을 통해 형성되는 이미드구조(예를 들면,를 함유하는 반복 단위를 가진다.
본 발명에 사용되는 공중합체는 바람직하게는 전체 공중합체 구조 중 아미드산 구조, 아미드산 에스테르 구조 및 이미드 구조 (예를 들면,)의 총량당 20-80몰%, 특히 40-60몰%의 비율로 아미드산 구조 및(또는)아미드산 에스테르 구조(예를 들면, -COOH 또는 -COOR' (R'=알킬))을 함유할 수 있다. 이것은 아마도 폴리아미드산 구조 및(또는) 아미드산 에스테르 구조가도전성 지지체로부터 홀의 주입을 억제하고, 전하 발생 물질의 작용에 의해 발생되는 담체의 전리 및 전자의 중간층으로의 주입을 촉진하는데 효과적이기 때문이다. 또한, 본 발명자들에 의하면 폴리이미드 구조가 조밀하고 충전된 상태를 가지므로써 담체의 전리 및 전자의 주입 및 이동이 촉진되고 이러한 구조는 수분에 의해 거의 영향받지 않는다고 추측된다.
이하, 본 발명에 사용되는 공중합체의 반복 단위의 구체적이고 소모적이지 않은 예를 변화부 A, B 및 R 및 괄호 안의 각 원료(예를 들면, 디아민, 카르복실산 및 카르복실산 유도체)의 몰비를 표시함으로써 나타낸다. 그러나, 본 발명에 사용가능한 공중합체의 반복 단위는 이에 국한되지는 않는다.
본 발명에 사용되는 공중합체는 일반적으로 테트라카르복실산 이무수물 또는 그의 절반이 에스테르화된 디카르복실산 유도체가 유기 극성 용매중에서 디아민과 반응하는 개환 다중 첨가반응을 통해 합성할 수 있다. 이러한 유기 극성 용매의 예로는 N,N-디메틸아세토아미드, N,N-디메틸포름아미드 또는 N-메틸피롤리돈과 같은 아미드계 용매; 크레졸 또는 클로로페놀과 같은 페놀계 용매; 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르와 같은 에테르계 용매; 및 그들의 혼합 용매가 포함된다. 또한, 상술한 유기 극성 용매에 적정량 (5 중량% 이하)의 물을 첨가함으로써 반응시켜 생성된 공중합체의 분자량을 조절하는 것이 가능하다. 상기 반응에서 반응온도는 바람직하게는 20-120℃, 특히20-40℃에서 조절할 수 있다.
상술한 이미드일반식 (예를 들면,)를 (일부) 갖는 공중합체는 상기 제조한 공중합체를 적절한 온도, 바람직하게는 50-400℃에서 소정 시간, 바람직하게는 5분 내지 4시간 동안 열처리함으로써 형성할 수 있다. 처리 온도 및 처리 시간은 전체 공중합체 구조(본 명세서에서는, 이미드 값(Degree)이라고 부름) 중 이미드 구조 및 아미드산 구조 및(또는) 아미드산 에스테르 구조(예를 들면, -COOH 및(또는) -COOR' (R' =알킬)) 총량에 대한 이미드 구조의 비율(몰%)에 주로 영향을 미친다.
이미드 값은 시료 공중합체의 적외선 흡수 스펙트럼 측정 (또는 적외선(흡수) 분광광도법)을 사용하여 얻어지는 이미도기의 1740-1780cm-1에서의 흡수도에 대한 페닐렌기의 1500cm-1에서의 흡수도의 비율을 기준으로 하거나, 또는 H1-NMR (핵자기 공명) 스펙트럼을 사용하여 얻어지는 시료 공중합체의 카르복실기 및 카르복실 에스테르 (또는 카르복실레이트)기내에 존재하는 양성자의 양을 기준으로 하여 측정할 수 있다.
[합성예]
500-㎖ 4구 플라스크에 6.66g (0.015M)의 4,4'-(헥사플루오로이소프로피리덴)디프탈산 무수물, 4.41g(0.015M)의 4,4'-비프탈산 무수물 및 150g의 N,N-디메틸아세토아미드를 무수질소 가스를 공급하면서 배합하였다. 그 후, 용액을 25℃에서 격렬하게 교반한 후 1-2분내에 6.01g(0.030M)의 4,4'-디아미노디페닐 에테르를 가하였다.이 혼합물을 3시간 더 교반하면서 계속하여 무수 질소 가스를 공급함으로써점성 담황색 액체 (반응 혼합물)을 수득하였다.이 반응 혼합물에 3ℓ의 혼합 용매 (물/메탄올=1/1)을 가하면서 반응 혼합물을 격렬하게 교반함으로써폴리암산 공중합체를 침전시켰다. 폴리암산 공중합체를 여과, 회수 및 건조하여 일반식(1)의 반복 단위를 가지는 공중합체 9.80g을 수득하였다(실시예 화합물 번호 3).
본 발명에서 사용할 수 있는 다른 공중합체는 공중합체 (실시예 화합물 번호 3) 경우에서와 동일한 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용된 중간층은 단층 또는 적어도 한 층이 상술한 바와 같은 반복 단위를 가지는 공중합체를 포함하는 복수의 층들로 구성될 수있다. 중간층이 복수의 층들로 구성된 경우에, 각 충돌은 상술한 공중합체와는 상이한 다른 수지를 포함할 수 있다. 이와같은 수지의 예로는 폴리아미드, 폴리에스테르 및 페놀계 수지가포함된다.
본 발명에서 중간층은 상술한 바와 같은 다른 수지, 첨가물 및 도전성 물질을 필요하다면 본 발명의 효과를 달성하기에 충분한 양으로 포함할 수 있다. 첨가물의 예는 2,5,7-트리니트로플루오레논 또는 벤조퀴논과 같은 수용체를 포함할 수 있다. 도전성 물질의 예로는 금속 분말 (예, 알루미늄, 구리, 니켈 및 은의 분말); 금속 단섬유; 탄소섬유; 및 카본 블랙, 티탄 블랙, 흑연, 금속 산화물 및 금속 황화물(예, 안티몬 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물, 티탄 산화물, 아연 산화물, 티탄 칼륨, 티탄 바륨, 티탄 마그네슘, 황화아연, 황화구리, 산화마그네슘 및 산화알루미늄)과 같은 도전성 분말을 포함되는데, 이 때 이들 금속 산화물 및 금속 황화물은 도전성 물질, 실란 커플링제 또는 티탄 커플링제로 표면 처리되고, 이들 금속 산화물 및 금속 황화물은 환원 처리되었다.
중간층은 적절한 용매에서 상술한 공중합체를 분산 또는 용해시키고, 공지된 피복법을 사용하여 생성된 피복액을 도전성 지지체상에 도포한 후, 피복물을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
본 발명에서 사용된 중간층은 중간층 총량당 10-90중량%, 특히 30-70중량%의 비율로 상술한 바와같은 반복 단위를 가지는 공중합체를 함유하는 것이 바람직하다. 중간층은 전자사진 특성 및 도전성 지지체상에서의 결함 관점에서 적절한 두께를 가지도록 설정할 수 있지만, 바람직하게는 0.1-50㎛, 특히 0.5-30㎛일 수 있다.
본 발명에서 사용된 감광층은 도전성 지지체상에 배치된 중간층상에 형성된다. 감광층은 단층에 전하-발생 물질과 전하-운반 물질을 함유하는 단층형 감광층 및 전하-발생 물질을 함유하는 전하 발생층과 전하-운반 물질을 함유하는 전하운반층을 포함하는 적층형 감광층으로 대략 분류될 수있다. 적층형 감광층은 도전성 지지체상에 전하 발생층과 전하운반층의 순서 (또는 서열)대로 배치된 것과 도전성 지지체상에 전하 운반층과 전하발생층의 순서대로 배치된 것으로 추가분류될 수 있다. 본 발명에서 전자사진용 감광성 부재는 도전성 지지체, 중간층, 전하 발생층 및 전하 운반층의 순서대로 배치함으로써 구성되는 것이 바람직하다.
전하 발생층을 구성하는 전하-발생 물질의 예로는 모노아조계, 비스아조계, 트리스아조계 등의 아조계 안료; 메탈로-프탈로시아닌 및 비-메탈로프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 안료; 인디고 및 티오인디고 등의 인디고 완료; 안트라퀴논 및 피렌퀴논 등의 폴리시클릭 퀴논 안료; 페릴렌산 무수물 및 페릴렌이미드 등의 페릴렌 안료; 스쿠알륨 착색제; 피릴륨염 및 티오피릴륨염; 및 트리페닐메탄 착색제가 포함된다.
본 발명에서 전하 발생층은 결합제수지와 용매를 포함하는 적절한 용매에서 전하-발생 물질을 분산시키고, 생성된 피복액을 예컨대 공지된 피복법을 사용하여 중간층상에도포한 후 피복물을 건조시킴으로써 형성할 수있다. 전하 발생층은 바람직하게는 두께가 최대 5㎛, 특히 0.05-2㎛일 수 있다. 결합제 수지의 예로는 폴리비닐 아세탈, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리비닐 아세테이트, 메타크릴계 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐 피롤리돈 및 셀룰로스 수지가 포함된다.
본 발명에 따르는 전하운반층은 일반적으로 결합제 수지와 함께 적절한 용매에서 전하-운반 물질을 용해시키고, 용액과 같이 생성된 피복액을 피복에의해 소정의 표면(예, 중간층, 전하발생층 등의 표면)상에 도포한 후, 생성된 피복물을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
전하-운반 물질은 통상 전자-운반 물질과 홀-운반 물질로 대략 분류할 수있다.
전자-운반 물질의 예로는 2,4,7-트리니트로플루오레논, 2,4,5,7-테트라니 트로플루오레논, 클로라닐 또는 테트라시아노퀴논-디메탄 등의 전자 수용체; 및 중합된 이들 물질이 포함된다. 홀-운반 물질의 예로는 피렌과 안트라센 등의 폴리시클릭 방향족 화합물; 카르바졸, 인돌, 이미다졸, 옥사졸, 티아졸,옥사디아졸, 피라졸, 피라졸린, 티아디아졸 및 트리아졸 등의 헤테로시클릭 화합물; p-디에틸아미노벤즈알데히드-N,N-디페닐히드라존 및 N,N-디페닐히드라지노-3-메틸리덴-9-에틸카르바졸 등의 히드라존 화합물; a-페닐-4'-N,N-디페닐아미노스틸벤 및 5-[4-(디-p-톨릴아미노)-벤질리덴]-5H-디벤조-[a,d]-시클로헵텐과같은 스티릴계 화합물; 벤지딘; 트리아릴아민; 트리페닐아민; 및 주쇄 또는 측쇄에 폴리-N-비닐카르바졸 및 폴리비닐안트라센 등의 상술한 화합물로부터 유도된 기를 함유하는 중합체가 포함된다.
전하운반층을 형성하는데 사용되는 결합제 수지의 예로는 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리메타크릴레이트 및 폴리스티렌이 포함된다. 전하 운반층의 두께는 바람직하게는 5-40㎛, 특히 10-30㎛일 수 있다.
감광층이 단층으로 구성된 경우에, 감광층은 전하-발생 물질 및 전하-운반 물질을 상술한 결합제 수지와 함께 적절한 용매에서 상기와 같이 각각 분산 및 용해시킨 후, 생성된 피복액을 피복에 의해 중간층에 도포하고 피복물을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
단층형 감광층의 두께는 바람직하게는 5-40㎛, 보다 바람직하게는10-30㎛일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 감광층은 폴리비닐카르바졸 또는 폴리비닐안트라센을 포함하는 유기 중합체층; 상기 언급한 전하 발생 물질의증착층; 셀레늄 증착층; 셀레늄-텔루륨 증착층; 및 무정형 실리콘층으로 이루어질 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 도전성 지지체는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 아연, 스테인레스 스틸, 티탄, 니켈, 인듐, 금 및 백금을 포함할 수있다. 도전성 지지체는 또한 예를 들면, 상기언급한 금속 또는 합금의 진공 증착층으로 피복시킨 플라스틱 (예: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 아크릴계 수지); 도전성 분말 (예:카본 블랙 또는 은 입자) 및 적절한 결합제 수지의 혼합물을 포함하는 층으로 피복된 플라스틱, 금속 또는 합금; 및 도전성 입자로 함침시킨 플라스틱 또는 종이일 수도 있다. 도전성 지지체는 드럼, 시트, 필름, 벨트 등과 같이 임의의 형태로 형상화시킬 수 있고 바람직하게는 사용되는 전자사진용 감광 부재에 적용하기에 적합한 형상을 가질 수 있다.
본 발명에서, 외부의 기계적 쇼크 또는 외부 화학 작용으로부터 감광층을 보호하기 위하여, 보호층을 또한 감광층상에 배치할 수도 있다. 상기와 같은 보호층은 수지, 또는 도전성 입자를 함유하는 수지를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 각 층 (중간체층, 감광층, 보호층)을 형성하는데 사용되는 피복법의 예로는 침지 피복법, 분무피복법, 비임 피복법, 스핀 피복법, 롤러 피복법, 와이어 바 피복법 및 블레이드 피복법이 있다.
본 발명에 따르는 전자사진용 감광 부재는 복사기, 레이저 비임 프린터, 광-방출 다이오드(LED)프린터, 액정 셔터형 프린터와 같은 통상의 전자사진 장치뿐만 아니라, 예를 들면, 디스플레이, 녹화, 광 인쇄, 기판 제조, 및 팩시밀리기를 포함하는 다른 응용 전자사진술 분야에도 광범위하게 적용시킬 수 있다.
제1도는 본 발명의 전자사진용 감광 부재를 사용하는 프로세스 카트리지를 포함하는 전자사진 장치의 개략적 구조도를 나타낸다. 제1도에 있어서, 화상 담지부재로서 감광 드럼 (즉, 감광 부재) (1)은 축 (2)주변을 설정된 선 속도로 감광드럼(1)의 내부에 나타낸 화살표 방향으로 회전한다. 감광 드럼의 표면은 1차 충전기(충전 장치) (3)에 의해 균일하게 충전되어 설정된 포지티브 또는 네가티브 전위를 갖게 된다. 감광 드럼(1)을 화상 노출 장치(나타나 있지 않음)을 사용하여 광 화상 (4)로 노출시킴으로써 (스플릿 노출 또는 레이저 비임 스캐닝 노출에 의함), 노출 화상에 상응하는 정전 잠상이 감광 드럼(1)의 표면상에 연속적으로 형성된다. 정전 잠상을 현상 장치(5)를 사용하여 현상시켜 토너 화상을 형성시킨다. 토너 화상을 전사물질(7)로 연속해서 전사시키는데, 이 전사 물질은 공급부(나타나 있지 않음) 으로부터 감광 드럼(1)과 전사 충전기 (전사 장치) (6) 사이의 위치로 감광 드럼 (1)의 회전 속도와 맞춰서, 전사충전기 (6)을 사용하여 공급된다. 그 위에 토너 화상을 갖고 있는 전사 물질(7)을 감광 드럼(1)로부터 분리시켜 정착 장치(화상 정착 장치) (8)로 이송한 다음, 화상을 정착시켜 전사 물질(7)을 복사 제품으로서 전자사진 장치의 외부로 인쇄시킨다. 전사후 감광 드럼(1)의 표면상에 잔류하는 토너 입자는 클리너(클리닝 장치) (9)로 제거하여 세정된 표면을 제공하고, 감광 드럼(1)의 표면상의 잔류 전하는 예비 노출 장치 (나타나 있지 않음)으로부터 방출된 예비 노출광(10)에 의해 지워져 다음 사이클용으로 제조된다. 1차 충전 장치 (3)이 충전 롤러와 같은 접촉 충전 장치인 경우, 예비 노출 단계를 생략할 수 있다.
본 발명에 따라서, 전자사진 장치 중에, 감광 부재 (감광 드럼) (1), 충전장치 (3), 현상 장치 (5), 클리닝 장치 (9) 등을 포함하거나 또는 이들로부터 선택된 다수의 장치를 경우에 따라, 복사기 또는 레이저 비임 프린터와 같은 전자사진 장치의 장치본체로부터 접착 (또는 연결)되도록 또는 분리 (또는 방출)되도록 포함하는 프로세스 카트리지 (11)을 제공할 수 있다. 프로세스 카트리지 (11)은 예를 들면, 감광 부재, 및 장치의 본체내에 배치되는 레일(12)와 같은 가이딩 장치를 사용함으로써 전자사진 장치의 본체에 대해 착탈식인 프로세스 카트리지(11)로서 단일 유닛을 제조하도록 통합식으로 지지되어 조립되는 충전 장치(3), 현상 장치(5) 및 클리닝 장치 (9)중 1종 이상의 장치로 이루어질 수 있다.
전자사진 장치가 복사기 또는 프린터로서 사용되는 경우, 원본으로부터 반사광 또는 전사광상의 데이터를 판독하거나 또는 센서에 의해 원본상의 데이터를 판독하고, 상기 데이터를 신호로 전환시킨 다음 레이저 비임 스캐닝, LED 배열의 구동 또는 액정 셔터 배열의 구동을 수행하여 감광 부재가 광 화상 (4)로 노출되도록 함으로써 화상 노출광 (4)가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르는 전자사진 장치를 팩시밀리기의 프린터로 사용하는 경우, 수용된 데이터를 인쇄하기 위한 노출에 의해 화상 노출광 (4)가 제공된다. 제2도는 이 경우를 설명하는 양태의 블록도를 나타낸다. 제2도에 있어서, 제어기 (14)는 화상 판독부 (13) 및 프린터 (22)를 제어한다. 전체 제어기(14)는 CPU (중앙처리 장치)(20)에 의해 제어된다. 화상 판독부(13)으로부터 판독된 데이터는 전사 회로(16)을 통하여 파트너 스테이션으로 전사되는 한편, 파트너 스테이션으로부터 수용된 데이터는 수용 회로 (15)를 통하여 프린터 (22)로 보내진다. 화상 메모리는 입력된 화상 데이터를 기억한다. 프린터 제어기 (21)은 프린터 (22)를 제어하고, 참고번호 (17)은 전화기를 나타낸다.
회로 (18)을 통하여 수용된 화상 (연결된 리모트 터미널로부터 회로를 통하여 보내진 화상 데이터)는 수용 회로(15)를 사용하여 탈모듈화하고 연속해서 화상 데이터의 재저장 신호 처리후 화상 메모리 (19)에 저장된다. 한면 이상에 대한 화상을 화상 메모리 (19)에 저장하는 경우, 상기 면의 화상을 녹화한다. CPU(20)은 화상 메모리 (19)로부터 한면에 대한 화상 데이터를 판독하여 재저장 신호 처리한 상기 한면에 대한 화상 데이터를 프린터 제어기 (21)로 보낸다. 프린터 제어기 (21)은 CPU (20)으로부터 한면에 대한 화상 데이터를 수용하고 화상 데이터가 녹화되도록 프린터 (22)를 제어한다. 또한, CPU (20)은 프린터 (22)에 의해 녹화되는 동안 다음 면에 대한 화상을 수용하도록 한다. 상술한 바와 같이, 화상의수용 및 녹화를 수행한다.
이하, 실시예를 참고로 하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 이들 실시예에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다.
하기 실시예에서 부는 중량부를 의미한다.
[실시예 1]
알루미늄 실린더 (외경 = 30mm, 길이 = 254mm)상에, 테트라히드로푸란(THF) 95 부 중의 아미드산 구조 (비교예 번호 3) (수 평균 분자량 (Mn) 10,000)으로 이루어지는 반복 단위를 지닌 공중합체 5부의 용액을 침지 피복시켜 도포하고 실온에서 10분 동안 정치시킨 후 160℃에서 30분 동안 건조시켜 두께가 1㎛의 중간층을 형성하였다. 별도로, 공중합체층을 상기 중간층과 동일한 방법으로 제조하고 상술한 적외선 (IR) 흡수 스펙트럼 측정을 하여, 상기 수지가 42몰%의 이미드 값을 갖는 것을 발견하였다.
이후, 하기 일반식의 옥시티타늄프탈로시아닌 안료 4부를 시클로헥사논 34부 중의 폴리비닐 부티랄 (BX-1, 세끼스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제(Sekisui Kagaku Kogyo K.K.)) 2부의 용액에 첨가한 후, 샌드밀에서 8시간 동안 교반하였다.
그 혼합물에, THF 60부를 첨가하여 전하 발생층용 피복 액체를 제조하였다. 이 피복 액체를 상기 제조한 중간층상에 도포한 후, 건조시켜 두께가 0.2㎛의 전하발생층을 형성하였다.
이후, 하기 일반식의 트리아릴아민 화합물 5부 및 폴리카르보네이트(Z-200, 미쯔비시 가스 가가꾸 가부시끼가이샤제 (Mitsubishi Gas Kagaku K.K)) 5g을 모노클로로벤젠 40g에 용해시켜 피복 액체를 제조하였다.
상기 제조한 전하 발생층상에 이 피복 액체를 침지시켜 도포한 후 30분 동안 건조시켜 두께가 15㎛의 전하 운반층을 형성함으로써, 전자사진용 감광 부재를 제조하였다.
상기 제조한 감광 부재를 1.5초/주기의 속도로 충전-노출-현상-전사-클리닝의 공정을 수행하는, 역전 현상 시스템의 레이저 비임 프린터에 포함시킨 후 고온 및 다습 주변 조건(30℃, 85% 상대 습도)하에 5,000매 (내구성 시험)의 화상 형성하였다. 보다 구체적으로는, 전자사진 특성을 평가하기 위하여, 초기 단계의 암부 전위(VD) 및 초기 단계의 명부전위(VL) 및 내구성 시험 (5,000매 복사 후) 후 전위를 측정하고 생성된 화상을 육안으로 관찰하였다.
그 결과를 다음 표1에 나타낸다.
[실시예 2-10]
각각 반복 단위 (비교예 번호 3)을 지닌 공중합체 대신에 아미드산 구조 및 (또는) 아미드산 에스테르 구조(비교예 번호 4, 8, 12, 15, 20, 21, 25, 30 및 32)를 포함하는 각 반복 단위를 지닌 공중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하고 평가하였다. 그 결과도 또한 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
메탄올 95부 중의 알코올-가용성 공중합체 나일론 (아밀란 (Amilan) CM-8000, 도레이 가부시끼가이샤제 (Toray K.K.)) 5부의 용액을 사용하여 중간층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하고 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
메탄올 400부, n-부탄올 100부 및 n-아밀 알코올 200부로 구성되는 혼합 용매 중의 지르코늄 테트라아세틸아세토네이트 (ZC150, 마쯔모또 고쇼 가부시끼 가이샤제 (Matsumoto Kosho K.K.)) 10부 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (KBM 503, 신에쯔 가가꾸 가부시끼가이샤제 (Shinetsu Kagaku K.K.)) 20부의 용액을 도포하고 생성된 피복물을 155℃에서 120 분 동안 건조시켜 중간층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하고 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 3]
공중합체 (비교예 번호 3) 대신에 하기에 나타낸 아미드산 구조로 이루어지는 반복 단위를 갖는 공중합체를 사용하고 THF 대신에 디메틸포름아미드를 사용하여 중간층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하고 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 4]
100℃에서 60분 동안 건조시키고 250℃에서 3시간 동안 열처리를 행함으로써 중간층을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하고 평가하였다. 적외선 (IR) 흡수 스펙트럼을 측정한 결과, 공중합체 중의 전체 아미드산 구조는 대응하는 이미드 구조로 완전히 변화되었다. 그 결과를 하기 표1에 나타낸다.
[실시예 11]
실시예 1에서 사용한 것과 동일한 알루미늄 실린더상에, 레졸형 페놀계 수지(Pli-O-phen J-325, 다이니뽕 잉크 앤드 케미칼스 인크. 제 (Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)) 25부, 산화안티몬(안티몬 함량 =10%)를 함유하는 산화주석으로 피복된 도전성 산화티탄 분말 50부, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 (메틸셀로솔브) 25부 및 메탄올 5부의 혼합물을 샌드밀로 20시간동안 분산시켜 형성한 피복 액체를 도포하고 건조시켜 두께가 10㎛인 1차 중간층을 형성하였다.
이후, 두께가 0.5㎛인 2차 중간층을 실시예 2에서 형성된 중간층에서와 동일한 방법으로 상기 1차 중간층상에 형성하였다.
상기 제조된 시료 실린더를 광학 현미경을 통하여 관찰하였을 때, 평활한 피복면에 흠이 없다는 것을 확인하였다.
[비교예 5 및 6]
각각 비교예 2 및 3에서와 동일한 방법으로 2차 중간층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 11에서와 동일한 방법으로 시료 실린더를 제조하고 평가하였다.
각 경우에 있어서, 2차 중간층을 도포한 후 1차 중간층에서는 육안으로 볼 수 있는 홈이 관찰 되었다.
[실시예 12]
중간층에 대한 피복 액체를 알루미늄 실린더 (외경 = 30mm, 길이 = 360mm)상에 도포하고 170℃에서10분 동안 건조시켜 두께가 1.2㎛인 중간층을 형성하고 전하 발생층을 다음 방법으로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하였다.
하기 일반식의 디스아조 안료 5부에 THF 90부를 첨가한 후, 샌드밀로20시간 동안 교반하였다.
이 분산물에,, THF 20부 중의 부티랄 수지 (BLS, 세끼스이 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제) 2.5부의 용액을 첨가한 후, 2시간 동안 교반하였다. 생성된 분산물을 시클로헥사논 100부 및 THF 80부를 사용하여 희석시켜 피복 액체를 제조하였다. 상기 제조된 중간층상에 이 피복 액체를 침지 피복시켜 도포한 후, 5분 동안 건조시켜 두께가 0.28㎛인 전하 발생층을 형성하였다.
상기 제조된 감광 부재를 0.8초/주기의 속도에서 충전-노출-현상-전사-클리닝의 공정을 행하는 통상의 현상 시스템의 보통지 복사기에 적재한 후 저온 및 저습 주변 조건(15℃, 15%상대 습도)하에 10,000매 (내구성 시험)의 화상 형성을 행하여 전자사진 특성을 평가하였다. 보다 구체적으로는, 전자사진 특성을 평가하기 위하여 초기 단계의 암부전위(VD) 및 초기 단계의 명부 전위(VL) 및 내구성 시험(10,000매 복사 후)후 전위를 측정하고 생성된 화상을 육안으로 관찰하였다.
그 결과를 다음 표2에 나타낸다.
[실시예 13-21]
실시예 2-10 (각각 실시예 13-21에 해당함)에서 제조한 중간층용의 각 피복 액체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 12에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하고 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 7-10]
비교예 1-4(각각 비교예 7-10에 해당함)에서 제조한 중간층용의 피복 액체를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 12에서와 동일한 방법으로 감광 부재를 제조하고 평가하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.

Claims (8)

  1. 도전성 지지체, 이 도전성 지지체 상에 배치된 중간층 및 이 중간층 상에 배치된 감광층으로 이루어지며, 중간층은 아미드산 구조 또는 아미드산 에스테르 구조를 갖는 2종 이상의 반복 단위를 갖는 공중합체로 이루어진 것인 전자 사진용 감광 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아미드산 구조 및 상기 아미드산 에스테르 구조가 하기 일반식(1)로 나타내어지는 것인 감광 부재.
    상기 식 중, A는 4가의 유기기이고, B는 2가의 유기기이며, R은 수소 원자 또는 알킬기이다.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감광층이 전하 발생층 및 전하 운반층으로 이루어진 것인 감광 부재.
  4. 제3항에 있어서, 상기 도전성 지지체, 상기 중간층, 상기 전하 발생층 및 상기 전하 운반층이 나열된 순서로 배치되어 있는 감광 부재.
  5. 제1항에 따른 전자사진용 감광 부재와, 충전 수단, 현상 수단 및 클리닝 수단중에서 선택된 1종 이상의 수단으로 이루어지며, 상기 감광 부재, 및 충전 수단, 현상 수단 및 클리닝 수단에서 선택된 상기 1종 이상의 수단이 통합적으로 지지되어 전자사진 장치의 본체에 탈착식으로 탑재할 수 있는 카트리지를 형성하는 프로세스 카트리지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 아미드산 구조 및 상기 아미드산 에스테르 구조가 하기 일반식(1)로 나타내어지는 것인 프로세스 카트리지.
    상기 식중, A는 4가의 유기기이고, B는 2가의 유기기이며, R은 수소 원자 또는 알킬기이다.
  7. 제1항에 따른 전자사진용 감광 부재, 충전 수단, 화상 노출 수단, 현상 수단 및 전사 수단으로 이루어진 전자사진 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 아미드산 구조 및 상기아미드산 에스테르 구조가 하기 일반식(1)로 나타내어지는 것인 전자사진 장치.
    상기 식 중, A는 4가의 유기기이고, B는 2가의 유기기이며, R은 수소 원자 또는 알킬기이다.
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