KR100467989B1 - 내부조사전자사진용광전도체 - Google Patents

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Abstract

합성 수지의 실린더형 투명 기판 (1); 언더코팅층 (3)을 통한 표면 저항이 2 ×106 Ω/square 이하이고, 바람직하게는 산화인듐주석 또는 산화주석으로 이루어진, 상기 기판의 외측 표면 상에 제공된 전기 전도성층 (2); 전기 전도성층 위에 위치한 감광성층 (4); 및 상기 기판의 내측 표면 상에 제공되고, 감광성층을 형성시키는 경우에 사용된 용매에 대한 내성이 있는 보호층 (5)를 포함한다. 충분한 기계적 강도, 월등한 치수 정확성, 내용매성 및 내열성을 갖는 내부 조사 전자 사진용 광전도체를 낮은 비용으로 제공한다.

Description

내부 조사 전자 사진용 광전도체 {Photoconductor for Internal Irradiation Electrophotography}
본 발명은 전자 사진용 화상 기록 기판, 및 보다 구체적으로는 복사기, 레이저 프린터 등과 같은 내부 조사 전자 사진 장치용 감광성 드럼으로서 이용되는 화상 기록 기판에 관한 것이다.
이제까지, 복사기, 레이저 프린터 등과 같은 기록 장치에서 사용되는 다수의 광전도체는 감광성 드럼 또는 광전도체로서 알루미늄 기판을 포함하며, 일반적으로 이와 같은 광전도체는 노출 과정 중에 기판에 제공되어 있는 감광성층의 정면 위에 노출되어 있다.
이 노출 방법에서, 충전, 노출, 현상, 화상 전사, 정착, 정전기 제거, 및 클리닝과 같은 다양한 단계에서 사용되는 장치들을 전자 사진 장치의 감광성 드럼 주위로 배치시켜야 한다. 이는 기록 장치의 소형화에 대한 시도에 제한을 가하며, 현상제를 현상 장치로부터 방산시키므로, 노출 장치 내에 포함된 광학 시스템을 오염시켜 인쇄 품질에 역영향을 미친다.
이와 같은 문제들을 해결하기 위한 통상적인 접근법은 장치를 소형화시킬 수 있고, 현상제 방산에 의한 광학 시스템의 오염을 방지할 수 있도록 전기 전도성층 및 감광성층이 도포된 투명 기판을 포함하는 감광성 드럼, 및 상기 드럼 내부에 광전도체층으로서 배열된 노출용 광원을 포함하는 내부 조사형 전자 사진 장치를 제공하는 것이었다.
내부 조사형 전자 사진 장치에서 사용되는 광전도성 드럼의 제조에서는, 무기 유리 등과 같은 투명 기판 상에 투명 전기 전도성층을 형성시키기 위하여 스퍼터링 또는 진공 증착에 의해 산화인듐주석 (이후, "ITO"로 줄여씀) 등을 침착시키는 방법을 사용하여 왔다. 일본 특허 출원 공개 제319195/1995호 (Fujitsu)에는 도핑된 폴리아닐린이 겹쳐진 실린더형 유리 기판을 포함하는 감광성 드럼이 개시되어 있다.
상기 개시된 통상적인 방법들은 실린더형 무기 유리 기판이 고가이고, 치수 정확성이 불량하고, 부서지기 쉬우며, 스퍼터링 또는 진공 증착에 의해 투명 전기 전도성층의 필름 형성의 생산성이 불량하고, 도핑된 폴리아닐린층을 형성시키는 단계가 고가라는 문제가 있다.
내부 조사형 전자 사진 장치용 기판에 요구되는 특성에는 이용 재료의 낮은 단가, 높은 치수 정확성, 감광성 드럼에 대한 충분한 기계적 강도, 조절되지 않은 일반 대기 중에서도 감광성 드럼으로서 그의 품질을 열화시키지 않는 화학적 안정성, 노출시에 굴절이 없이 조사선을 투과시키기에 충분한 투명도, 기판 상의 투명 전기 전도성층과의 높은 접착성, 생산성이 높은 방식인 침지 코팅에 의하여 감광성층을 형성시키는 경우에 요구되는 내용매성 및 내열성 등이 있다.
한편, 투명 전기 전도성층이 가져야하는 특성에는 낮은 단가, 노출시의 투명도, 즉 굴절없이 조사선을 통과시키고, 감광성 드럼으로서 사용가능한 범위 내의 적절한 내표면성이 있다. 상기와 같은 측면 및 다른 측면에서 전자 사진술에 대한 개선된 광전도체의 개발에 대한 요구가 있어왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 단가가 낮고, 기계적 강도가 충분하고, 치수 정확성이 월등한, 투명 기판이 구비된 전자 사진용 내부 조사형 광전도체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 표면 특성, 즉 표면 조도가 개선된 전자 사진용 광전도체를 제공하는 것이다.
상기한 문제들을 해결하기 위한 관점에서, 다양한 낮은 단가의 합성 수지를 전자 사진용 광전도체용 투명 기판으로서 그들의 가능성에 대하여 시험하여 왔다. 집중적인 조사 후, 이제 정밀도가 높은 압출 성형을 사용하여 투명하고, 치수 안정성이 높은 중공 실린더형 기판을 제공할 수 있음이 밝혀졌다. 본 발명은 이와 같은 발견에 기초한 것이다.
따라서, 본 발명의 한 면에 따르면,
(1) 합성 수지로 이루어진 중공 실린더형 투명 기판;
표면 저항이 2 ×106 Ω/square 이하인, 기판의 외측 표면에 제공된 전기 전도성층;
전기 전도성층 위에 놓여진 감광성층; 및
감광성층을 형성시킬 때 사용되는 용매에 대한 내성이 있고, 기판의 내부 표면 상에 제공된 보호층
을 포함하는 내부 조사 전자 사진용 광전도체가 제공된다.
(2) 투명 합성 수지 기판이 폴리페닐렌 술피드, 폴리카르보네이트, 포화 폴리에스테르, 폴리메틸펜텐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리노르보르넨 및 비결정성 폴리올레핀으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함할 수 있는, 상기 (1)에 기재된 바와 같은 내부 조사 전자 사진용 광 전도체.
(3) 투명 합성 수지 기판이 불소 수지 코팅된 표면을 갖는 다이로 압출된 것일 수 있는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 바와 같은 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
(4) 광전도성층이 산화인듐주석 및 산화주석으로 구성된 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 투명 전기 전도성층일 수 있는 상기 (1), (2) 또는 (3)에 기재된 바와 같은 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
(5) 보호층이 산화인듐주석, 산화주석 및 실리콘 수지로 구성된 군으로부터 선택된 물질을 포함할 수 있는, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 바와 같은 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
본 발명에 따르면, 합성 수지로 이루어진 기판 물질을 성형하여 내부 조사 전자 사진 장치용 투명 기판을 연속적으로 제조할 수 있고, 투명 전기 전도성층을 투명 전기 전도성 코팅 용액으로 기판을 침지 코팅하여 형성시킬 수 있다. 이는 낮은 비용으로 월등한 기계적 강도, 전기적 특성, 및 인쇄성을 갖는, 내부 조사 전자 사진 장치용 감광성 드럼을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 기판 재료용 합성 수지의 적절한 선택은 사용되는 용매에 대한 월등한 내성 및 감광성 드럼의 제조 중의 내열성 및 월등한 표면 특성을 갖는 감광성 드럼의 제조를 가능하게 하여 내부 조사 전자 사진 장치용 감광성 드럼용 투명 지지 기판으로서 덜 비싼 기판을 제공할 수 있다.
불소 수지가 코팅된 표면을 갖는 다이는 감소된 내접촉성 덕분에, 합성 수지 물질이 압출 공정 중에 다이와의 접촉으로 인하여 종방향으로 주행하는 그의 내표면 및 외표면 상에 스크래치를 일으키는 문제점을 해결하여 압출된 기판이 월등한 표면 특성을 갖도록 한다.
본 발명에 따르면, 내부 조사 전자 사진 장치용 광전도체로서 투명 합성 수지, 바람직하게는 PPS 수지, PC 수지, PET 수지, TPX 수지, PAN 수지, 폴리노르보르넨 수지 및 비결정성 폴리올레핀 수지로부터 압출에 의해 제조되는 실린더형 투명 기판을 사용함으로써, 생성된 기판이 낮은 단가, 충분한 강도, 및 통상적 실린더형 무기 유리 기판과 비교하여 표면 조도 및 원형성과 같은 높은 치수 정확성의 특징을 갖게 한다.
또한, 상기한 투명 실린더형 합성 수지 기판 상에 투명 전기 전도성층의 형성에서 ITO 또는 SnO2를 함유하는 코팅액을 사용하여 이와 같은 기판의 연속적인 침지 코팅에 의한 공정의 수행을 가능하게 함으로, 공업적 규모로 대량 생산을 가능하게 한다.
또한, 투명 전도성층의 표면 저항이 2 ×106 Ω/square 이하일 수 있도록 하는 투명 전기 전도성 물질을 코팅하면, 기판은 감광성 드럼으로서 월등한 전기적 특성을 갖게 된다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전자 사진 장치에서 사용하기 위한 화상 기록 드럼 또는 감광성 드럼용 중공 실린더형 기판을 도시한다. (1)은 감광성 드럼을 나타낸다. 도 2는 감광성 드럼 (10)의 다층 구조를 도시하는 정단면도이다. 다층 구조는 투명 합성 수지로 이루어진 광전도성 드럼 (10)용 기판 (1), 기판 (1)의 외표면 상에 제공된 투명 전기 전도성층 (2), 투명 전기 전도성층 (2) 상에 겹쳐지는 언더코팅층 (3), 언더 코팅층 (3) 상에 제공된 감광성층 (4), 및 실린더형 기판 (1) 또는 튜브의 내부 표면에 제공된 보호층 (5)를 포함한다.
본 발명에서, 내부 조사 전자 사진 장치용 투명 지지 기판 (1)은 투명하고, 덜 비싼 합성 수지로 이루어진 실린더형 성형품 또는 튜브일 수 있다. 투명 기판 또는 튜브를 구성하는 물질의 예는 폴리페닐렌 술피드 수지 (이후, "PPS 수지"로 줄여씀), 폴리카르보네이트 수지 (이후, "PC 수지"로 줄여씀), 포화 폴리에스테르 수지 (이호, "PET 수지"로 줄여씀), 폴리메틸펜텐 수지 (이후, "TPX 수지"로서 줄여씀), 폴리아크릴로니트릴 수지 (이후, "PAN 수지"로서 줄여씀), 폴리노르보르넨 수지 및 비결정성 폴리올레핀 수지를 포함한다. 이들 수지는 단독으로 사용할 수 있고, 또는 이들 중 2 이상을 배합하여 사용할 수도 있다.
감광성 드럼의 제조 중에 사용되는 유기 용매, 예를 들면, 이소포론, 디클로로메탄 및 테트라히드로푸란 등에 내성인 바람직한 수지의 예는 TPX 수지, PAN 수지, 폴리노르보르넨 수지 및 비결정성 폴리올레핀 수지를 포함한다. PPS 수지는 압출 성형 시에 압출된 기판을 급냉시킴으로써 불투명하게 되는 것을 방지할 수 있고, 이들이 본래 결정성이고 착색되어 있는 것 대신에 투명하게 할 수 있으므로 바람직하다. 더우기, 본 발명에서 사용할 수 있는 투명 기판 중에서, 성형 용품 또는 튜브는 월등한 표면 특성을 가지므로 용융된 물질의 내접촉성을 감소시키기 위하여 불소 수지 코팅된 표면을 갖는 다이로 압출 성형하여 제조한다.
인쇄성 면에서, 상기와 같이 성형된 투명 합성 수지 기판은 바람직하게는 총 광 투과율이 80％ 이상인 정도로 투명성을 갖는 것이 바람직하다.
투명 합성 수지 기판 (1)은 감광성 드럼으로서 유용하기에 충분히 높은 기계적 강도를 가지나, 기판 (1)은 특정 용매 중에서 팽윤 또는 용해에 기인하여 형태가 변화하기 쉬울 수 있다. 따라서, 형태의 변화가 일어나지 않도록 용매 중에서 전기 전도성층용 물질의 용액을 기판의 표면 상에 코팅시키는 단계에서, 또는 기판의 반대쪽 표면 상의 투명 코팅 필름의 형성 단계에서 적절한 용매를 선택하는 것이 필수적이다. 이후에 일어나는 감광성층 (4)의 형성에서 사용되는 용매에 관해서는, 전도성층 또는 투명 코팅 필름이 이들 용매에 대하여 보호층으로서 기능하므로, 이들 용매는 기판의 용매에 대한 내성에 관계없이 감광성층을 형성하는 데 최적으로 적당하도록 선택할 수 있다.
또한, 본 발명에서 다층 구조가 전자 사진용 광전도체로서 유용하게 되는 데 필수적인 표면저항, 즉 예를 들면, 2 ×106 Ω/square 이하의 표면 저항을 수득하고, 내부 조사 전자 사진 장치용 감광성 드럼용 지지 기판 (1)의 투명도의 면에서 유리하도록 ITO 또는 SnO2를 함유하는 투명 전기 전도성 코팅액을 전기 전도성층 (2)를 형성시키는 비용의 면에서 유리한 코팅법에 의해 투명 기판 (1) 상에 침적시킬 수 있다. 이 경우에, 상기한 바와 같은 투명 합성 수지 기판의 투명도의 손실 또는 형태의 변화를 일으키지 않는 용매를 ITO 또는 SnO2를 함유하는 투명 전기 전도성 코탱액을 제조하는 전기 전도성층 (2)를 형성시키는 데 사용한다. 생성된 코탱액을 공지된 방법, 예를 들면 침지 코팅, 분무 코팅, 와이어 바 코팅, 밀봉 코팅 등과 같은 공지된 방법에 의해 코팅할 수 있다. 필름 두께를 조절하면 표면 저항이 2 ×106 Ω/square 이하인 전기 전도성층이 제조된다. 밀봉 코팅법의 경우에, 표면 저항이 102 Ω/square 미만이면 투명도의 감소가 일어나서 바람직하지 않다.
형성된 전기 전도성층의 두께는 일반적으로 0.5 내지 5 ㎛, 바람직하게는 1 내지 3 ㎛이다. 침지 코팅법의 경우에 필름 두께가 5 ㎛보다 두꺼우면 투명도가 감소되는 반면 0.5 ㎛ 미만이면 표면 저항이 2 ×106 Ω/square보다 크게 된다.
언더코팅층 (3)은 열경화성 수지로서 알콜-가용성 폴리아미드, 용매-가용성 방향족 폴리아미드, 및 폴리우레탄 및 멜라민 수지 등을 단독으로 또는 배합하여 포함할 수 있다. 알콜-가용성 폴리아미드는 바람직하게는 나일론-6, 나일론-8, 나일론-12, 나일론-66, 나일론-610, 및 나일론 612, N-알킬- 또는 N-알콕시알킬 변성 나일론과 같은 공중합체이다. 이들의 구체적인 예로는 아밀란 씨엠 8000 (Amilan CM 8000, Toray, 6/66/610/12 공중합체 나일론), 엘브아미드 9061 (Elvamide 9061, DuPont Japan, 6/66/612 공중합체 나일론), 디아미드 티-170 (Diamide T-170, Daicel-Huertz, 나일론-12 기재 공중합체 나일론) 등을 포함한다.
또한, 언더코팅층 (3)은 TiO2, 알루미나, 탄산칼슘, 실리카 등과 같은 무기 분말을 단독으로 또는 조합하여 함유할 수 있다. 무기 분말은 조성물의 총중량을 기준하여 20 내지 80 중량％, 바람직하게는 30 내지 60 중량％의 양으로 존재할 수 있다. 언더코팅층 (3)의 필름 두께는 0.05 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.05 내지 10 ㎛이다.
감광성층 (4)는 전하 발생 물질의 입자들 및 전하 발생 물질의 입자들이 결합제 수지 내에 분산되어 있거나, 또는 용해되어 있는 단일층형, 또는 2개의 층, 즉 전하 발생층 (6) 및 전하 수성층 (7)이 있는 기능 분리형일 수 있다. 전하 발생층 (6) 및 전하 수송층 (7)이 겹쳐지는 순서는 제한되지 않는다. 전하 발생층이 전하 수송층 위에 있을 수도 있고, 그 반대일 수도 있다.
전하 발생층 (6)은 전하 발생 물질의 입자들이 분산되어 있는 결합제 수지를 포함하는 물질을 코팅 또는 진공 증착시켜 형성시킬 수 있으며, 광선을 수용하면 전하를 발생한다. 전하 발생층 (6)은 높은 전하 발생 효율을 가짐과 동시에 전하 수송층으로의 발생된 전하의 높은 주입성을 갖는 것이 중요하며, 전하 발생층 (6)이 전기장에 덜 의존하며, 전하를 낮은 전기장에서 고속도로 전하 수송층 (7)로 주입시킬 수 있는 것이 바람직하다.
전하 발생 물질에 관해서는 예를 들면, 금속 비함유 프탈로시아닌 및 티타닐 프탈로시아닌과 같은 프탈로시아닌 화합물, 아조 화합물과 같은 안료 또는 염료, 퀴논 화합물, 인디고 화합물, 시아닌 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 아줄레늄 화합물, 및 피릴륨 화합물, 셀레늄 또는 셀레늄 화합물을 들 수 있다. 이들 전하 발생 물질은 화상 형성에 사용되는 노출 광원의 파장 범위에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 전하 발생층의 필름 두께는 일반적으로 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 내지 1 ㎛일 수 있으며, 이는 전하 발생층이 전하 발생 기능을 나타내는 것이 필수적이고, 전하 발생층의 두께는 전하 발생 물질의 광학적 흡수에 따르기 때문이다. 전하 발생층 (6)은 주로 전하 발생 물질 및 추가로 전하 수송 물질을 포함할 수 있다. 결합제 수지는 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리비닐 클로라이드, 페녹시 수지, 폴리비닐 부티랄, 디알릴 프탈레이트 수지, 메타크릴산 에스테르의 동종- 및 공중합체로부터 단독으로 또는 조합하여 선택된 것일 수 있다.
결합제 수지를 함유하고 전하 수송 물질로서 결합제 수지 내에 분산된 다양한 히드라존 화합물, 스티릴 화합물, 아민 화합물 및 그의 유도체를 단독으로 또는 조합하여 함유하는 코팅층인 전하 수송층 (7)은 암 조건 하에서는 절연층으로서 감광성층 내에 전하를 보유하나, 광 수용시에는 전하 발생층으로부터 주입된 전하를 수송하는 기능을 나타낸다. 전하 수송층의 두께는 바람직하게는 10 내지 40 ㎛이다. 결합제 수지로서 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 메타크릴산 에스테르의 동종- 및 공중합체 등을 사용할 수 있다. 생성된 광전도체를 반복하여 사용하는 경우 코로나 방전에 기인한 오존으로 인한 전하 수송층의 열화를 방지하기 위하여, 전하 수송층 (7)은 아민 화합물, 페놀 화합물, 아인산 에스테르 화합물, 인 화합물 등과 같은 산화방지제를 함유할 수 있다.
층 간의 결합을 강화시키기 위하여 광전도체를 UV 선으로 조사하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 유기 광전도체 물질을 함유하는 광전도체층 및 투명 합성 수지 기판을 갖는 구조를 갖는 광전도체에서, 표면 전하는 노출, 현상, 기록지에 대한 토너의 전사 및 전위의 제거 과정 중에 기판을 통하여 접지되므로, 기판의 전기 저항이 높은 경우 정전 잠상의 형성 또는 전위 제거를 유연하게 수행할 수 없다. 이와 같은 이유로, 합성 수지 기판 (1) 상에 겹쳐지는 투명 전기 전도성층 (2)의 표면 저항이 2 ×106 Ω/square인 것이 필수적이다.
이와 같은 점에서, 투명 합성 수지 기판용 재료로서는 시간의 경과에 따라 치수 변화가 적고, 우수한 내용매성 및 투명도를 가질 뿐만 아니라 상대적으로 저렴한 PPS 수지, PC 수지, PET 수지, TPX 수지, PAN 수지, 폴리노르보르넨 수지, 및 비결정성 폴리올레핀 수지가 가장 적당하다. 또한, 침지 코팅시킬 수 있는 ITO 또는 SnO2를 함유하는 전기 전도성 코팅 조성물을 사용하는 것이 가장 적당하다.
보호층 (5)의 경우는, 기판의 내부 표면은 전기전도성일 필요가 없으므로, 실리콘 니스 필름을 기판 또는 중공 실린더의 내부 표면 상에 형성시킬 수 있다. 생산성의 면에서, 보호층 (5)로서 전기 전도성층 (2)와 동일한 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
이후, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 상세히 설명하나, 이는 단지 예시적인 것이고, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에서, 모든 부는 중량 기준이고, 수지의 압출 성형에서 사용되는 다이는 불소 수지가 코팅된 표면을 갖는다.
<실시예 1>
PPS 수지 (Toray, PPSM 2588)를 실린더 온도 360 ℃에서 압출시키로, 물에 침지시켜 급냉시키는 조건 하에 외부 직경 60 ㎜ 및 두께 2 ㎜의 실린더 형태로 성형하였다. 이 성형품을 350 ㎜의 길이로 절단하여 실린더형 투명 기판 또는 튜브를 얻었다. 이어서 표면 상에 오물을 탈지 제거한 후, 용매로서 이소포론 (C9H14O)을 함유하는 투명 전기 전도성 코팅액 및 ITO 기재 물질 (Shokubai Kasei Kogyo, ELCOMP-1202) 중에서 튜브를 코팅하여 튜브의 내측 및 외측 표면 상에 코팅액을 투명 전기 전도성층의 두께가 3 ㎛가 되도록 코팅시킨다.
이어서, 상기와 같이 처리한 튜브를 10부 메탄올 및 40부 부탄올의 혼합 용매 내에 10부 알콜 가용성 폴리아미드 (Toray, CM8000)를 함유하는 코팅액으로 침지 코팅하여 0.1 ㎛ 두께의 언더코팅층을 형성시킨다.
다음으로, 전하 발생 물질로서 1중량부 X형 금속 비함유 프탈로시아닌 (Dainippon Ink and Chemicals Industry, FASTGEN BLUE 8120) 및 결합제 수지로서 1중량부 폴리비닐 부티랄 수지 (Sekisui Chemical Industry, S-LEK BM-1), 및 98부 디클로로메탄의 혼합물을 샌드 그라인더에서 1시간 동안 분산시킨다. 수득한 분산액을 상기한 바와 같은 언더코팅층에 침지 코팅시키고, 80 ℃에서 30분 동안 건조시켜 0.5 ㎛ 두께의 전하 발생층을 형성시킨다.
이어서, 하기 화학식 1로 표시되는 전하 수송 물질 10중량부, 비스페놀 A 및 비페닐 (Idemitsu Kosan, TOUGHZET)로 이루어진 10중량부 공중합체 폴리카르보네이트, 및 80중량부 디클로로메탄의 용액을 전하 발생층에 침지 코팅시키고, 100 ℃에서 1시간 동안 건조시켜, 20 ㎛ 두께의 전하 수송층을 형성시켜, 광전도체를 제조한다.
Figure pat00001
<실시예 2>
PC 수지 (Teijin, Panlite L-1225)를 압출 성형하여 실린더형 투명 기판을 형성시키는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<실시예 3>
PET 수지 (Unitika, PETSA 1206)를 압출 성형하여 실린더형 투명 기판을 형성시키는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<실시예 4>
TPX 수지 (Mitsui Petro Chemical Industry, TPX RT18)를 압출 성형하여 실린더형 투명 기판을 형성시키고, ITO 함유 투명 전기 전도성 코팅액 대신에 SnO2 함유 투명 전기 전도성 코탱액 (Shokubai Kasei Kogyo, ELCOM P-3530)을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<실시예 5>
PAN 수지 (Mitsui Toatsu, Parex#4205)를 200 내지 220 ℃의 실린더 온도에서 압출 성형하여 실린더형 투명 기판을 형성시키는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
불소 수지 코팅 표면을 갖는 다이로 압출 성형을 수행하였다. 다이의 표면 상에 폴레테트라플루오로에틸렌 (PTFE)의 분산액을 코팅시키고, 건조시킨 후, 코팅층을 350 내지 400 ℃에서 약 1시간 동안 소결하여 불소 수지 코팅 표면을 수득하였다. 대조를 위하여, 광전도체 튜브를 표면-비처리 다이로 압출시켜 제조하고, 표면 조도 (Rmax) 및 원형도로 환산한 정밀도 s를 두 유형의 압출된 튜브 간에 비교하였다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
압출된 튜브의 정밀도 (s) PTFE 처리 다이를 사용 PTFE 비처리 다이를 사용
표면 조도 (Rmax) 0.2 내지 1.0 ㎛ 1 내지 2.5 ㎛
원형도 30 내지 50 ㎛ 100 내지 140 ㎛
<실시예 6>
폴리노르보르넨 수지 (Japan Synthetic Resin, ARTONG)를 실린더 온도 260 내지 280 ℃에서 압출 성형하여 실린더형 투명 기판을 형성시키는 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 바와 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<실시예 7>
비결정성 폴리올레핀 (Nippon Zeon, ZEONEX 250)을 실린더 온도 250 내지 270 ℃에서 압출 성형하여 실린더형 투명 기판을 형성시키는 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 바와 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<비교예 1>
실린더형 무기 유리 기판의 표면으로부터 오물을 탈지 제거시킨 후, 이와 같이 정화된 표면 상에 DC 마그네트론 스퍼터링에 의해 ITO 필름을 형성시키고, 이어서, 유기 광전도성 물질을 코팅시키는 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 바와 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<비교예 2>
실린더형 투명 기판의 표면으로부터 오물을 탈지 제거시킨 후, 이와 같이 정화된 표면 상에 생성된 표면의 표면 저항이 107 Ω/square가 되도록 ITO 함유 코팅액 (Shokubai Kagaku Kogyo, ELCOM P-1202)을 밀봉 코팅시키는 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 바와 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<비교예 3>
PPS 수지 (Toray, PPS M2588)를 급냉하지 않고 실린더 온도 360 ℃에서 압출 성형하여 실린더형 투명 기판을 형성시키는 것을 제외하고, 실시예 1에 기재된 바와 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
<비교예 4>
실시예 1에 기재된 바와 동일한 물질 및 동일한 방법에 의해 수득된 실린더형 투명 기판을 사용하는 것을 제외하고, 비교예 2와 동일한 방법으로 광전도체를 제조하였다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 기판 및 광전도체를 유기 광전도성 물질을 코팅시키기 전의 총 광투과도, 표면 조도, 원형도, 치수 정확성, 100 ℃ 또는 80 ℃에서 가열하면서 시간이 경과함에 따른 치수 변화를 측정하고, 수득된 결과를 하기 표 2 및 3에 나타낸다.
도 4에 도시한 시험 장치를 사용한 측정의 원리는 하기와 같다. 광전도성 드럼 (10)을 코로트론 (Corotron) 대전기 (11)에 의해 -600V로 대전하는 동안, 도 4에 화살표로 나타낸 방향으로 60 ㎜/초의 속도로 회전시키고, 노출 광원 (13)을 갖는 프로브 (12)의 비노출 조건 하의 전위를 암 전위 V0로서 정의한다. 이어서, 회전을 중지시키고, 드럼 (10)을 암소에서 5초 동안 방치시킨 후, 전위 보유 Vk5 (%)를 측정한다. 이어서, 드럼 (10)을 방사 조도 2 ㎼/㎠로 파장 660 nm에서 광선에 노출시키고, 0.2초 후 전위를 명 전위 Vi로서 정의하고, 15 초 후 전위를 잔류 전위 Vr로서 정의한다.
또한, 도 5에 도시한 시험 장치는 광전도체 (10), 정전 대전기 (16), 노출 광원 (17), 제거 램프 (18), 현상 장치 (19), 전사 장치 (20) 및 소제 블레이드 (21)을 포함한다. 광전도체 또는 드럼 (10)을 노출 광원 (17)에 의해 방사 조도 2㎼/㎠의 광선으로 노출시키면서 드럼 (10)의 조작을 정전 대전기 (16)에 의해 -600V의 전위로 대전시키는 동안 주변 속도 60 ㎜/초로 회전시킨다. 수득된 잠상을 현상 장치 (19)로부터 토너로 현상한 후, 전사 장치에 의해 기록지로 전사시킨다. 전사가 끝난후, 제거 램프 (18)로 드럼 (10) 상에 전하 전위를 제거하고, 잔류 토너를 소제 블레이드 (21)에 의해 드럼의 표면으로부터 제거시킨다. 이 주기를 종이 시트의 목적 매수에 도달할 때까지 반복한다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
수지 PPS PC PET TPX 유리 PPS PPS
투명전기전도체 ITO ITO ITO SnO2 ITO ITO ITO
성형성 양호 양호 양호 양호 - 양호 양호
총 광투과도 85 89 88 92 95 85 17
표면 저항(Ω/square) 2 ×106 3 ×104 3 ×104 9 ×103 9 ×106 1 ×107 2 ×106
표면 조도Rmax (㎛) 0.9 0.8 1.5 1.8 1.2 0.9 0.9
원형도 (㎛) 40 40 50 50 80 40 50
치수 정확성(φ30 ±㎜) 0.05 0.03 0.05 0.07 0.15 0.05 0.05
치수 변화100℃/48시간(%) 0 -0.2 -0.1 -0.2 0 0 0
실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 4
수지 PAN Polynor1) Nonol2) PAN
투명 전기전도체 ITO ITO ITO ITO
성형성 양호 양호 양호 양호
총 광투과도 85 98 98 85
표면 저항 (Ω/square) 2 ×106 3 ×104 3 ×104 1 ×107
표면 조도 Rmax (㎛) 0.9 0.8 1.5 0.9
원형도 (㎛) 50 40 50 50
치수 정확성 (φ30 ±㎜) 0.05 0.03 0.05 0.05
치수 변화 100℃/48시간(%) -0.2 0 -0.1 -0.2
1) "Polynor"는 폴리노르보르넨을 의미함.
2) "Nonol"은 비결정성 폴리올레핀을 의미함.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
Vo (-V) 655 650 648 650 652 655 650
Vk5 (%) 92 90 93 92 91 95 92
Vi (-V) 63 66 65 63 67 222 67
Vr (-V) 21 22 20 18 23 91 22
인쇄성 양호 양호 양호 양호 양호 불량 불능
실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 4
Vo (-V) 655 650 648 655
Vk5 (%) 92 90 93 95
Vi (-V) 63 66 65 222
Vr (-V) 21 22 20 91
인쇄성 양호 양호 양호 불능
다음으로, 실시예에서 사용되는 각 투명 기판의 내용매성을 조사하였다. 하기 표 6은 시험 내용 및 시험 방법 및 수득된 결과를 나타낸다.
시험 방법 수지
PPS PC PET TPX PAN Polynor3) Nonol4)
용해1) 3분 동안DCM에 침지 A C C A A B B
용해1) 3분 동안THF에 침지 A C C A A B B
백화2) 3분 동안DCM에 침지 C - - A A A A
백화2) 3분 동안THF에 침지 C - - A A A A
1) "A"는 용해없음을 나타냄; "B"는 약간의 용해를 나타냄; "C"는 상당한 용해를 나타냄.
2) "A"는 백화없음을 나타냄; "B"는 약간의 백화를 나타냄; "C"는 상당한 백화를 나타냄.
3) "Polynor"는 폴리노르보르넨을 나타냄.
4) "Nonol"은 비결정성 폴리올레핀을 나타냄.
약어: DCM: 디클로로메탄, THF: 테트라히드로푸란
본 발명에 따르면, 충분한 기계적 강도, 월등한 치수 정확성, 내용매성 및 내열성을 갖는 내부 조사 전자 사진용 광전도체가 낮은 비용으로 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 감광성 드럼용 기판을 도시하는 정단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감광성 드럼에서 사용되는 다층 구조를 도시하는 정단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 감광성 드럼에서 사용되는 다층 구조를 도시하는 정단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에서 사용되는 전기적 특성 측정을 위한 시험 장치에 근거한 측정 원리를 도시하는 개략도.
도 5는 본 발명의 실시예에서 인쇄성 시험에서 사용하기 위한 시험 장치에 관련된 공정 장치들의 배열의 다이아그램.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 감광성 드럼 (도 1)
1: 실린더형 기판 (도 2)
2: 투명 전기 전도성층
3: 언더코팅층
4: 감광성층
5: 보호층
10: 광전도성 드럼
11: 충전기
12: 탐침
13, 17: 노출 광원
16: 정전 대전기
19: 현상 장치
20: 전사 장치

Claims (5)

  1. 합성 수지로 이루어진 중공 실린더형 투명 기판;
    표면 저항이 2 ×106 Ω/square 이하이고, 상기 기판의 외측 표면 상에 제공된 전기 전도성층;
    상기 전기 전도성층 위에 위치한 감광성층; 및
    상기 감광성층을 형성시킬 때 사용되는 용매에 대한 내성이 있고, 상기 기판의 내측 표면 상에 제공된 보호층
    을 포함하는 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 합성 수지 기판이 폴리페닐렌 술피드, 폴리카르보네이트, 포화 폴리에스테르, 폴리메틸펜텐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리노르보르넨 및 비결정성 폴리올레핀으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지를 포함하는 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투명 합성 수지 기판이 불소 수지 코팅된 표면을 갖는 다이로 압출된 것인 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성층이 산화인듐주석 및 산화주석으로 구성된 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 투명 전기 전도성층인 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보호층이 산화인듐주석, 산화주석 및 실리콘 수지로 구성된 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 내부 조사 전자 사진용 광전도체.
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