KR100514750B1 - 광안정제를 포함하는 유기감광체 - Google Patents

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KR100514750B1 KR10-2003-0032879A KR20030032879A KR100514750B1 KR 100514750 B1 KR100514750 B1 KR 100514750B1 KR 20030032879 A KR20030032879 A KR 20030032879A KR 100514750 B1 KR100514750 B1 KR 100514750B1
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Abstract

본 발명은, 표면을 갖는 전기 도전성 지지체 및 상기 전기 도전성 지지체의 상기 표면 상의 광도전성 요소를 포함하는 개선된 유기감광체에 관한 것이다. 상기 광도전성 요소는 폴리머 바인더, 전자 수송 화합물 및 광안정제를 갖는 층을 포함한다. 상기 층은 또한 전하 발생 화합물 및/또는 전하 수송 화합물을 포함한다.

Description

광안정제를 포함하는 유기감광체{Organophotoreceptor with a light stabilizer}
본 발명은 전자사진법 (electrophotography)에 사용되기에 적합한 유기감광체 (organophotoreceptor)에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 하나 이상의 층 중에 광안정제 (light stabilizer), 전하 발생 화합물 (charge generating compound), 전하 수송 화합물 (charge transport compound), 및 전자 수송 화합물 (electron transport compound)을 포함하는 유기감광체에 관한 것이다.
전자사진에 있어서, 전기 도전성 지지체 (substrate) 상에 전기 절연성 광도전성 요소를 구비하는 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등의 형태의 유기감광체는, 먼저 광도전성 요소의 표면을 균일하게 정전기적으로 대전시키고, 대전된 표면을 광 패턴에 노출시킴으로써 화상이 형성된다. 광 노출은 조사된 영역 중의 전하를 선택적으로 소산시킴으로써, 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하게 된다. 다음으로, 습식 또는 건식 토너를, 토너의 특성에 따라서 대전된 영역 또는 비대전된 영역 중의 어느 하나에 침적시킴으로써 광도전성 요소의 표면 상에 톤 화상 (toned image)을 형성한다. 결과물인 톤 화상은 종이와 같은 적당한 수용 표면으로 전사될 수 있다. 화상 형성 공정은 단일 화상을 완성하거나 및/또는 부가적인 화상들을 재현하기 위하여 여러 번 반복될 수 있다.
단일층 및 다중층 광도전성 요소들 양자 모두가 사용되어 왔다. 단일층의 경우에는, 전하 발생 화합물, 및 전하 수송 화합물, 전자 수송 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 전하 수송 물질이 폴리머 바인더와 결합되고, 전기 도전성 지지체 상에 침적된다. 전하 수송 화합물에 기초하는 다중층의 경우에는, 전하 수송 화합물 및 전하 생성 화합물이 별개의 층으로 된 형태를 이루며, 이들 각각은 선택적으로 폴리머 바인더와 결합되어, 전기 도전성 지지체 상에 침적될 수 있다. 이에는 두 가지 배열이 가능하다. 한 가지 배열에서는 ("이중층" 배열), 전하 발생층이 전기 도전성 지지체 상에 침적되고, 전하 수송층이 상기 전하 발생층 상에 침적된다. 다른 배열 ("역이중층" 배열)에서는, 전하 수송층과 전하 발생층의 순서가 역전된다.
단일 및 다중층 광도전성 요소들 모두에서, 전하 발생 물질의 목적은 노광에 따라서 전하 캐리어 (즉, 정공 및/또는 전자)를 발생시키는 것이다. 전하 수송 물질의 목적은 이러한 전하 캐리어들을 수용하고, 광도전성 요소 상에서 표면 전하를 방전하기 위하여 전하 수송층을 통과하여 그들을 수송하는 것이다. 전하 수송 화합물이 사용되는 경우에는, 상기 전하 수송 화합물은 정공 캐리어들을 수용하고, 전하 수송 화합물이 위치하는 층을 통과하여 그들을 수송한다. 전자 수송 화합물이 사용되는 경우에는, 상기 전자 수송 화합물은 전자 캐리어들을 수용하고, 전자 수송 화합물이 위치하는 층을 통과하여 그들을 수송한다.
본 발명은, 높은 Vacc 및 낮은 Vdis를 갖고, 사이클링 테스트, 결정화, 벤딩 및 스트레칭에 있어서 높은 안정성을 가짐으로써, 전자사진 기법에 기초한 복사기, 스캐너 및 다른 전자 장치들 뿐만 아니라, 레이저 프린터 등에 있어서도 유용하게 사용될 수 있는 유기감광체를 제공하기 위한 것이다.
일 태양에서, 본 발명은, 표면을 갖는 전기 도전성 지지체 및 상기 전기 도전성 지지체의 표면 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전성 요소는 폴리머 바인더, 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함하는 제1층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체를 제공한다. 일부 구현예들에서는, 상기 제1층은 전하 발생 화합물 및/또는 전하 수송 화합물을 더 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은, (a) 광 화상 형성 성분; 및 (b) 상기 광 화상 형성 성분으로부터의 광을 수용하기 위하여 배열된 상기 유기감광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치를 제공한다. 상기 유기감광체는, 예를 들어 드럼의 형태이거나 또는 지지 롤러 주변에 장착된 유연성 벨트의 형태일 수 있다. 상기 장치는 토너 디스펜서를 더 포함할 수도 있다.
또 다른 태양에서, 본 발명은, (a) 상기 유기감광체의 표면에 전기적 전하를 인가하는 단계; (b) 선택된 영역들에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하기 위하여 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 노광시키는 단계; (c) 톤 화상을 형성하기 위하여 상기 표면을 토너와 접촉시키는 단계; 및 (d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 개선된 유기감광체는 최소한 하나의 층 내에 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함한다. 또한, 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함하는 상기 층은 폴리머 바인더, 전하 수송 화합물, 및/또는 전하 발생 화합물을 포함할 수도 있다. 일반적으로, 상기 유기감광체는 표면 상에 광도전성 요소를 포함하는 전기 도전성 지지체를 포함하며, 상기 광도전성 요소는 그 구조 내에 하나 또는 그 이상의 층들, 즉 부층 (sublayers)들을 포함할 수 있다. 상기 광도전체의 하나 또는 그 이상의 층들은 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함할 수도 있다. 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제는 광도전체 내에서 원하는 전자 흐름을 제공하기 위한 상승적 관계를 갖는다.
광안정제 및 전자 수송 화합물의 조합으로 인하여, 유기감광체는 높은 Vacc 및 낮은 Vdis를 갖고, 사이클링 테스트, 결정화, 벤딩 및 스트레칭에 있어서 높은 안정성을 갖는다. 본 발명에 따른 유기감광체는 전자사진 기법에 기초한 복사기, 스캐너 및 다른 전자 장치들 뿐만 아니라, 레이저 프린터 등에 있어서 특히 유용하다. 이러한 유기감광체의 이용은 하기에 레이저 프린터에 사용되는 경우를 예로 들어 더욱 상세하게 설명되지만, 전자사진 기법에 의하여 작동되는 다른 장치들에의 응용 또한 하기 서술된 바로부터 일반화될 수 있다.
특히 여러 번의 사이클 이후에, 고화질의 화상들을 제조하기 위해서는, 상기 유기감광체의 화합물들이 폴리머 바인더와 균질한 용액을 형성하여 상기 물질의 사이클링 동안 유기감광체 물질을 통하여 대략적으로 균질하게 분포된 상태로 남아 있는 것이 바람직하다. 부가하여, 상기 유기감광체가 수용할 수 있는 전하량 (수용 전압 또는 "Vacc"로 알려진 패러미터로 나타냄)을 증가시키고, 방전시 전하 보유 (방전 전압 또는 "Vdis"로 알려진 패러미터로 나타냄)를 감소시키는 것이 바람직하다.
전자 수송 화합물들은, 일반적으로 정공, 즉 양전하를 수송하는 데에 일반적으로 더욱 효과적인 전하 수송 화합물들에 비하여 전자를 수송하기 위한 적당한 능력을 갖는다. 자외선 광안정제들의 존재는 복합체의 전자 수송 특성들을 향상시키기 위한 전자 수송 화합물들의 전자 수송 특성들을 변화시킨다. 자외선 광안정제들은 자유 라디칼들을 포획하는 자외선 흡수제 또는 자외선 광저해제일 수 있다.
전자사진 응용에 있어서, 유기감광체 내의 전하 발생 화합물은 광을 흡수하여 전자-정공 쌍들을 형성한다. 이러한 전자-정공 쌍들은 큰 전기장 하에서 적당한 시간대에 걸쳐 수송되어 전기장을 발생시키는 표면 전하를 국소적으로 방전한다. 특정 영역에서의 상기 전기장의 방전은 표면 대전 패턴을 야기하고, 이는 광에 의하여 그려진 패턴과 본질적으로 일치한다. 다음으로, 이 대전 패턴은 토너 침적을 가이드하는 데에 사용될 수 있다. 유기감광체를 사용하여 2차원적인 화상을 인쇄하기 위하여, 상기 유기감광체는 최소한 화상의 일부분을 형성하는 2차원 표면을 갖는다. 다음으로, 화상 형성 공정은 전체 화상 형성의 완성 및/또는 연이은 화상들의 프로세싱을 위하여 유기감광체를 순환시킴으로써 계속된다.
유기감광체는 플레이트, 유연성 벨트, 디스크, 단단한 드럼, 단단한 또는 유연성 드럼 주위의 시트 등의 형태로 제공될 수도 있다. 전하 수송 화합물 및/또는 전자 수송 화합물은 전하 발생 화합물과 동일한 층에 존재할 수도 있고 또는 다른 층에 존재할 수도 있다. 예를 들어, 전자 수송 화합물은 오버코트층 (overcoat layer)에 존재할 수도 있다. 일부 구현예들에서, 유기감광체 물질은 전하 수송 조성물 및 전하 발생 화합물 양자 모두를 폴리머 바인더 내에 갖는 단일층을 포함할 수도 있다. 다른 구현예들에서, 전하 발생 화합물은 전하 발생층과는 구별되는 전하 수송층 중에 존재할 수도 있다. 여기에 서술된 개선된 오버코트를 구비한 구현예에서는, 전하 수송층은 일반적으로 전하 발생층과 전기 도전성 지지체 사이의 중간층이다. 다른 한편으로, 전하 발생층은 전하 수송층과 전기 도전성 지지체 사이의 중간층일 수도 있다. 하기 더욱 서술된 바와 마찬가지로, 부가적인 층들이 또한 사용될 수 있다.
유기감광체는 레이저 프린터와 같은 전자사진 화상 형성 장치 내로 통합될 수도 있다. 이러한 장치들의 경우에, 화상은 물리적 구현예들로부터 형성되고, 표면 잠상 (latent image)을 형성하기 위하여 유기감광체 상으로 스캔된다. 표면 잠상은 유기감광체의 표면 상으로 토너를 유도하는 데에 사용될 수 있고, 여기에서 토너 화상은 유기감광체 상에 투영된 광 화상과 동일하거나 또는 그 네거티브 상이다. 상기 토너는 습식 토너 또는 건식 토너일 수 있다. 계속해서 토너는 유기감광체의 표면으로부터 한 장의 종이와 같은 수용 표면으로 전사된다. 토너의 전사 이후에, 전체 표면이 방전되며, 상기 물질은 다시 사이클될 수 있도록 준비된다. 화상 형성 장치는, 예를 들어 매체를 수용하는 종이의 수송 및/또는 유기감광체의 이동을 위한 복수 개의 지지 롤러들, 광 화상을 형성하기에 적당한 광학적 성질을 갖는 광 화상 형성 성분, 레이저와 같은 광원, 토너 공급원 및 전달 시스템, 및 적당한 조절 시스템을 더 포함할 수도 있다.
전자사진 화상 형성 공정은 일반적으로 (a) 상기 유기감광체의 표면에 전기적 전하를 인가하는 단계; (b) 선택된 영역들에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하기 위하여 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 광에 노광시키는 단계; (c) 토너 화상을 형성하고, 상기 유기감광체의 대전된 또는 방전된 영역들로 토너를 유도하기 위하여 상기 표면을, 유기 액체 중에 착색제 입자의 분산물을 포함하는 습식 토너와 같은, 토너에 노출시키는 단계; 및 (d) 상기 토너 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
케미칼들을 구조식 및 기 (group) 정의들에 의하여 서술함에 있어서, 특정 용어들이 화학적으로 허용가능한 명명 형식으로 사용된다. 기, 부분 (moiety), 및 유도체들 (derivatives)은 특정한 의미들을 갖는다. 기라는 용어는, 상기 기의 결합 구조와 부합하는 임의의 치환기를 갖는, 일반적으로 인용된 화학 물질 (예를 들어, 알킬기, 페닐기, 플루오레닐리덴 말로니트릴기, 카바졸 히드라존기 등)을 나타낸다. 예를 들어, 알킬기는 메틸 에틸, 프로필 이소-옥틸, 도데실 등과 같은 알킬 물질들을 포함하고, 또한 클로로메틸, 디브로모에틸, 1,3-디시아노프로필, 1,3,5-트리히드록시헥실, 1,3,5-트리플루오로시클로헥실, 1-메톡시-도데실, 페닐프로필 등과 같은 치환된 알킬들을 포함한다. 그러나, 그와 같은 명명법에 부합되는 것과 같이, 골격기의 기본적 결합 구조를 변화시키는 치환은 상기 용어에 포함되지 않는다. 예를 들어, 페닐 고리기가 기재된 경우에는, 1-히드록시페닐, 2,4-플루오로페닐, 오르소시아노페닐, 1,3,5-트리메톡시페닐 등과 같은 치환은 상기 용어 내에 허용되지만, 1,1,2,2,3,3-헥사메틸페닐의 치환은, 그와 같은 치환으로 인하여 페닐기의 고리 결합 구조가 비-방향족 형태로 변화될 것이 요구되기 때문에 허용되지 않는다. 알킬 부분 또는 페닐 부분과 같은 부분 (moiety)이라는 용어가 사용된 경우에는, 상기 용어는 화학 물질이 치환되지 않는다는 것을 의미한다. 유도체라는 용어가 사용된 경우에는, 상기 용어는 화합물이 다른 화합물로부터 유도되거나 또는 얻어지고, 모체 물질 (parent substance)의 필수적인 요소들을 포함하는 것을 의미한다.
유기감광체
유기감광체는, 예를 들어 플레이트, 유연성 벨트, 디스크, 단단한 드럼, 단단한 또는 유연성 드럼 주위의 시트의 형태일 수 있으며, 단단한 드럼은 일반적으로 상업적 용도로 사용되는 것이다. 유기감광체는, 예를 들어 하나 이상의 층들의 형태로 전기 도전성 지지체 및 광도전성 요소를 포함할 수도 있다. 유기감광체는 일반적으로 폴리머 바인더 중에 전하 수송 화합물 및 전하 발생 화합물 양자 모두를 포함하며, 이는 동일한 층 내에 존재할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 이와 유사하게, 전자 수송 화합물도 전하 발생 화합물과 동일한 층일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 만일 전자 수송 화합물이 전하 발생 화합물과 다른 층에 존재하는 경우에는, 전자 수송 화합물은 오버코트, 즉 전기 도전성 지지체의 반대 편에 있을 수 있고, 또는 언더코트, 즉 전기 도전성 지지체와 같이 전하 발생층과 같은 편에 있을 수 있다. 일반적으로, 전자 수송 화합물을 포함하는 층은 자외선 광안정제를 더 포함한다.
단일층으로 구성된 일부 구현예에서 전하 발생 화합물 및 전하 수송 화합물의 경우, 이들은 단일층 중에 존재한다. 그러나, 다른 구현예들에서는, 광도전성 요소는, 전하 발생층 및 별개의 전하수송층을 포함하는 이중층 구조를 포함한다. 전하 발생층은 전기 도전성 지지체와 전하 수송층 사이의 중간층에 위치할 수도 있다. 다른 한편으로, 광도전성 요소는 전하 수송층이 전기 도전성 지지체와 전하 발생층 사이의 중간층에 존재하는 구조를 가질 수도 있다.
전하 발생층 및 전하 수송층의 3가지 기본적인 구조에 기초하여, 유기감광체의 구조는 전자 수송 화합물의 존재를 설명하기 위하여 일반화될 수 있다. 예를 들어, 전자 수송 화합물이 전하 발생 화합물과 동일한 층 중에 존재하는 구현예들의 경우에는, 도 1 내지 도 3에 개략적으로 도시된 3가지 가능한 구조들이 있다. 도 1을 참조하면, 유기감광체 (100)는 전기 도전성 지지체 (102) 및 전하 발생 화합물, 전하 수송 화합물, 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함하는 광도전층 (104)을 포함한다. 도 2를 참조하면, 유기감광체 (110)는 전기 도전성 지지체 (112), 전하 발생 화합물, 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함하는 전하 발생층 (114), 및 전하 수송 화합물을 포함하는 전하 수송층 (116)을 포함한다. 도 3을 참조하면, 유기감광체 (120)는 전기 도전성 지지체 (122), 전하 수송 화합물을 포함하는 전하 수송층 (124) 및 전하 발생 화합물, 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함하는 전하 발생층 (126)을 포함한다.
전자 수송 화합물이 전하 발생 화합물과 다른 층에 존재하는 구현예들의 경우에는, 가장 관심을 끄는 두 가지 구조가 있으며, 이들은 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 유기감광체 (130)는 전기 도전성 지지체 (132), 전하 수송 화합물을 포함하는 전하 수송층 (134), 전하 발생 화합물을 포함하는 전하 발생층 (136), 및 전자 수송 화합물 및 자외선 광안정제를 포함하는 전자 수송층 (138)을 포함한다. 도 5를 참조하면, 유기감광체 (150)는 전기 도전성 지지체 (152), 전자 수송화합물 및 자외선 광안정제를 포함하는 전자 수송층 (154), 전하 발생 화합물을 포함하는 전하 발생층 (156), 및 전하 수송 화합물을 포함하는 전하 수송층 (158)을 포함한다.
도 1 내지 도 5의 구현예들은 전자 수송 화합물을 단일층 내에 포함하지만, 다중층들이 전자 수송 화합물을 포함할 수도 있다. 특히, 전자 수송층 및 전하 발생층은 양자 모두 전자 수송 화합물을 포함할 수도 있다. 더욱이, 도 1 내지 도 5에 도시된 유기감광체 구조들은 하기에 더욱 서술된 바와 같은 부가적인 언더코트 및/또는 오버코트를 포함할 수도 있다. 부가적으로, 다른 층상 유기감광체 구조들이 도 1 내지 도 5에 도시된 특정 구현예들과 다르게 형성될 수 있으며, 이러한 부가적인 구조들은, 다른 층 순서 및/또는 다른 조성을 갖거나 갖지 않는 것으로 기술된 유형들의 다중층들을 포함할 수도 있다.
전기 절연성 지지체와 같이 전기 도전성 지지체는, 예를 들어 유연성 웹 (web) 또는 벨트 형태의 유연한 것이거나 또는 드럼과 같은 형태의 비유연한 것일 수 있다. 드럼은 화상 형성 과정 중에 상기 드럼을 회전시키는 드라이브에 상기 드럼이 부착될 수 있도록 하는 중공 실린더형 구조를 가질 수 있다. 통상적으로, 결합된 지지체는 전기 절연성 지지체 및 전기 도전성 지지체로서 전기 도전성 물질의 박막을 포함하며, 박막 위에 광도전성 물질이 가해진다.
전기 절연성 지지체는 종이 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리스티렌, 및 그 혼합물 등과 같은 필름 형성 폴리머일 수 있다. 지지체를 지지하는 폴리머들의 특정 예들은, 예를 들어 폴리에테르술폰 (StarbarTM S-100, ICI로부터 구입 가능), 폴리비닐 플루오라이드 (Tedlar E.I. DuPont de Nemours & Company로부터 구입 가능), 폴리비스페놀-A 폴리카보네이트 (MakrofolTM, Mobay Chemical Company로부터 구입 가능) 및 비결정 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (MelinarTM, ICI Americas, Inc.로부터 구입 가능)를 포함한다. 전기 도전성 물질들은 흑연, 분산 카본 블랙, 요오드화물 (iodide), 폴리피롤 및 Calgon 도전성 폴리머 261 (Calgon Corporations, Inc., Pittsburgh, Pa.로부터 상업적으로 구입 가능)과 같은 도전성 폴리머들, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 황동, 금, 구리, 팔라듐, 니켈, 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속들, 주석 산화물 또는 인듐 산화물과 같은 금속 산화물, 또는 그 조합들을 포함한다. 특정 구현예들에서, 전기 도전성 물질은 알루미늄이다. 일반적으로, 광도전체 지지체는 요구되는 기계적 안정성을 제공하기에 적당한 두께를 갖는다. 예를 들어, 유연성 웹 지지체들은 일반적으로 약 0.01 내지 약 1 mm의 두께를 가지며, 드럼 지지체들은 일반적으로 약 0.5 내지 약 2 mm의 두께를 갖는다.
전하 발생 화합물은 염료 또는 안료와 같은 물질이며, 이는 전하 캐리어들을 발생시키기 위하여 광을 흡수할 수 있는 능력을 갖는다. 적당한 전하 발생 화합물들의 예는, 금속-비함유 프탈로시아닌류 (예를 들어, CGM-X101, Sanyo Color Works, Ltd.로부터 구입 가능), 티타늄 프탈로시아닌, 구리 프탈로시아닌, 옥시티타늄 프탈로시아닌, 히드록시갈륨 프탈로시아닌과 같은 금속 프탈로시아닌류, 스쿠아릴륨 염료 및 안료들, 히드록시-치환된 스쿠아릴륨 안료, 페릴이미드류, Allied Chemical Corporation으로부터 Indofast Double Scarlet, Indofast Violet Lake B, Indofast Brilliant Scarlet 및 Indofast Orange라는 상표명으로 구입 가능한 폴리뉴클리어 퀴논류, DuPont으로부터 MonastralTM Red, MonastalTM Violet 및 MonastralTM Red Y라는 상표명으로 구입 가능한 퀴나크리돈류, 페리논류, 테트라벤조포르피린류 및 테트라나프탈로포르피린류를 포함하는 나프탈렌 1,4,5,8-테트라카복실산 유도 안료들, 인디고- 및 티오인디고 염료들, 벤조티오크산텐 (benzothioxanthene) 유도체들, 페릴렌 3,4,9,10-테트라카복실산 유도 안료들, 비스아조-, 트리스아조- 및 테트라키스아조-안료들을 포함하는 폴리아조-안료들, 폴리메틴 염료들, 퀴나졸린기를 포함하는 염료들, 3차 아민류, 비결정 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 셀레늄-텔루륨-비소 및 셀레늄-비소와 같은 셀레늄 합금들, 카드뮴 술포셀레나이드, 카드뮴 셀레나이드, 카드뮴 술파이드, 및 그 혼합물들을 포함한다. 일부 구현예들에서, 전하 발생 화합물은 옥시티타늄 프탈로시아닌, 히드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 그 조합을 포함한다.
임의의 적당한 전자 수송 조성물이 적절한 층 또는 층들에 사용될 수 있다. 일반적으로, 전자 수송 조성물은 포텐셜 전자 트랩 (potential electron trap)에 비하여 큰 전자 친화도를 가지며, 폴리머와의 복합체 (composite) 중에서 적당한 이동도를 발휘한다. 일부 구현예들에서, 전자 수송 조성물은 O2보다 작은 환원 전위 (reduction potential)를 가진다. 일반적으로, 전자 수송 조성물들은 환원되기 쉽고 산화되기 어려우며, 반면에 전하 수송 조성물들은 일반적으로 산화되기 쉽고 환원되기 어렵다. 일부 구현예들에서, 전자 수송 화합물들은, 최소한 약 1 ×10-13 cm2/Vs, 다른 구현예들에서는 최소한 약 1 ×10-10 cm2/Vs, 또 다른 구현예들에서는 최소한 약 1 ×10-8 cm2/Vs, 또 다른 구현예들에서는 최소한 약 1 ×10-6 cm2/Vs의 실온, 제로 필드 전자 이동도 (room temp, zero field electron mobility)를 가진다. 당업자라면 상기 범위 내의 다른 전자 이동도의 범위들이 고려될 수 있으며, 이들도 본 발명의 범위 내라는 것을 인식할 수 있을 것이다.
전자 수송 화합물의 비제한적인 예들은, 브로모아닐린, 테트라시아노에틸렌, 테트라시아노퀴노디메탄, 2,4,7-트리니트로-9-플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로크산톤, 2,4,8-트리니트로티오크산톤, 2,6,8-트리니트로-인데노4H-인데노[1,2-b]티오펜-4-온, 및 1,3,7-트리니트로디벤조티오펜-5,5-디옥사이드, (2,3-디페닐-1-인데닐리덴)말로노니트릴, 4-디사아노메틸렌-2,6-디페닐-4H-티오피란-1,1-디옥사이드, 4-디시아노메틸렌-2,6-디-m-톨릴-4H-티오피란-1,1-디옥사이드와 같은 4H-티오피란-1,1-디옥사이드 및 그 유도체들, 및 4H-1,1-디옥소-2-(p-이소프로필 페닐)-6-페닐-4-(디시아노메틸리덴)티오피란 및 4H-1,1-디옥소-2-(p-이소프로필 페닐)-6-(2-티에닐)-4-(디시아노메틸리덴)티오피란과 같은 비대칭적으로 치환된 2,6-디아릴-4H-티오피란-1,1-디옥사이드, 포스파-2,5-시클로헥사디엔의 유도체들, (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-펜에톡시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-카르비톡시-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 및 디에틸(4-n-부톡시 카보닐-2,7-디니트로-9-플루오레닐리덴)-말로네이트와 같은 (알콕시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 유도체들, 11,11,12,12-테트라시아노-2-알킬안트라퀴노디메탄 및 11,11-디시아노-12,12-비스(에톡시카보닐)안트라퀴노디메탄과 같은 안트라퀴노 디메탄 유도체들, 1-클로로-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디클로로-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디히드록시-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌]안트론, 및 1-시아노-10-[비스(에톡시카보닐)메틸렌)안트론과 같은 안트론 유도체들, 7-니트로-2-아자-9-플루오레닐리덴-말로노니트릴, 디페노퀴논 유도체들, 벤조퀴논 유도체들, 나프토퀴논 유도체들, 퀴닌 유도체들, 테트라시아노에틸렌시아노에틸렌, 2,4,8-트리니트로 티오크산톤, 디니트로벤젠 유도체들, 디니트로안트라센 유도체들, 디니트로아크리딘 유도체들, 니트로안트라퀴논 유도체들, 디니트로안트라퀴논 유도체들, 숙신산 무수물, 말레산 무수물, 디브로모 말레산 무수물, 피렌 유도체들, 카바졸 유도체들, 히드라존 유도체들, N,N-디알킬아닐린 유도체들, 디페닐아민 유도체들, 트리페닐아민 유도체들, 트리페닐메탄 유도체들, 테트라시아노퀴논 디메탄, 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논, 2,4,7-트리니트로-9-디시아노메틸렌 플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로크산톤 유도체들, 2,4,8-트리니트로티오크산톤 유도체들 및 그 조합들을 포함한다.
자외선 광안정제는 자외선 광흡수제 (UV absorber) 또는 자외선 광저해제 (UV inhibitor)일 수 있다. 자외선 광흡수제는 자외선 복사를 흡수할 수 있으며, 그를 열로서 소산시킬 수 있다. 자외선 광저해제는 자외선에 의하여 생성된 자유 라디칼들을 포획하고, 자유 라디칼들을 포획한 이후에는, 연이은 에너지 소산으로 활성 안정제 부분 (moiety)들을 복원하는 것으로 생각된다. 자외선 안정제들은 전자 수송 화합물들과 상승 관계를 가져서, 사용 도중에 유기감광체 중의 전기장에 의하여 이루어진 경로를 따라서 전자들을 전도시키는 것으로 발견되었다. 그러므로, 이러한 자외선 안정화 능력이 유기감광체의 시간에 따른 분해를 감소시키는 데에 있어서 더욱 유리하겠지만, 자외선 안정제들의 특별한 잇점들은 그들의 자외선 안정화 능력 자체가 아니다. 이론에 의해서 한정되는 것을 의도하는 것은 아니지만, 상기 자외선 안정제들에 의하여 기여된 상승적 관계는 그 화합물들의 전자 특성 (electronic property)들과 연관될 수도 있고, 이 전자특성은 자외선 안정화 기능에 기여하고, 더 나아가 전자 수송 화합물들과 조합되어 전자 전도 경로들을 확립하는 데에 기여한다. 특히, 개선된 유기감광체들은 하기에 더욱 서술된 바와 같이, 사이클링 이후에도 수용 전압 Vacc의 완화된 감소를 나타낸다.
적당한 광안정제의 비제한적인 예들은, Tinuvin 144 및 Tinuvin 292 (Ciba Specialty Chemicals, Terrytown, NY)와 같은 장애 트리알킬아민류, Tinuvin 123 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 장애 알콕시디알킬아민류, Tinuvin 328, Tinuvin 900 및 Tinuvin 928 (Ciba Specialty Chemicals)과 같은 벤조트리아졸류, Sanduvor 3041 (Claiant Corp., Charlotte, N.C.)과 같은 벤조페논류, Arbestab (Robinson brothers Ltd, West Midlands, Great Britain)과 같은 니켈 화합물들, 살리실레이트류, 시아노신나메이트류, 벤질리덴 말로네이트류, 벤조에이트류, Sanduvor VSU (Claiant Corp., Charlotte, N.C.)와 같은 옥사닐리드류, Cyagard UV-1164 (Cytec Industries Inc., N.J.)와 같은 트리아진류, Luchem (atochem North America, Buffalo, NY)과 같은 고분자 입체 장애 아민류 (polymeric sterically hindered amines)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 광안정제는 하기 화학식을 갖는 장애 트리알킬아민류로 이루어진 군으로부터 선택된 것으로서:
상기 화학식에서 R1, R2, R3, R4, R6, R 7, R8, R10, R11, R12, R13, R 14, R15는, 서로 독립적으로, 수소, 알킬기, 또는, 에스테르 또는 에테르기이고; R5, R9, 및 R 14는, 서로 독립적으로, 알킬기이고; X는 -O-CO-(CH2)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기이고, 여기에서 m은 2 내지 20이다.
전자사진법에 이용 가능한 많은 종류의 전하 수송 화합물들이 존재한다. 예를 들어, 당업계에 공지된 임의의 전하 수송 화합물이 여기에 서술된 유기광전도체를 형성하는 데에 사용될 수 있다. 적당한 전하 수송 화합물들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 피라졸린 유도체류, 플루오렌 유도체류, 옥사디아졸 유도체류, 스틸벤 유도체류, 히드라존 유도체류, 카바졸 히드라존 유도체류, 트리아릴 아민류, 폴리비닐 카바졸, 폴리비닐 피렌, 폴리아세나프틸렌, 또는 최소한 두 개의 히드라존기; 및 트리페닐아민 및 헤테로사이클류로 이루어진 군으로부터 선택된 최소한 두 개의 기를 포함하는 다중-히드라존 화합물들 (multihydrazone compound)을 포함한다. 상기 헤테로사이클로는 카바졸, 줄로리딘, 페노티아진, 페나진, 페녹사진, 페녹사티인 (phenoxathiin), 티아졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 디벤조(1,4)디옥신, 티안트렌, 이미다졸, 벤조티아졸, 벤조트리아졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이미다졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴녹살린, 인돌, 인다졸, 피롤, 퓨린, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아졸, 옥사디아졸, 테트라졸, 티아디아졸, 벤즈이소옥사졸, 벤즈이소티아졸, 디벤조퓨란, 디벤조티오펜, 티오펜, 티아나프텐, 퀴나졸린, 시놀린 또는 그 조합과 같은 것을 들 수 있다. 일부 구현예들에서는, 전하 수송 화합물은 Mitsubishi Paper Mills (Tokyo, Japan)로부터의 MPCT-10, MPCT-38, 및 MPCT-46과 같은 엔아민 스틸벤 화합물 (enamine stilbene compound)이다.
유기감광체의 임의의 특정 층들에 사용되는 폴리머 바인더는 일반적으로, 전자 수송 조성물, 전하 수송 화합물, 전하 발생 화합물 및 자외선 광안정 화합물과 같은 대응되는 작용 화합물들을 분산 또는 용해시킬 수 있다. 적당한 폴리머 바인더들의 예는 일반적으로, 예를 들면, 폴리스티렌-코-부타디엔, 폴리스티렌-코-아크릴로니트릴, 변성된 아크릴계 폴리머, 폴리비닐 아세테이트, 스티렌-알키드 수지류, 소야-알킬 수지류, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 콜리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트류, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트류, 폴리메타아크릴레이트류, 스티렌 폴리머류, 폴리비닐 부티랄, 알키드 수지류, 폴리아미드류, 폴리우레탄류, 폴리에스테르류, 폴리술폰류, 폴리에테르류, 폴리케톤류, 페녹시 수지류, 에폭시 수지류, 실리콘 수지류, 폴리실록산류, 폴리(히드록시에테르) 수지류, 폴리히드록시스티렌 수지류, 노보락, 폴리(페닐글리시딜에테르)-코-디시클로펜타디엔, 상기 폴리머들에 사용된 모노머들의 공중합체, 및 그 조합을 포함한다. 일부 특정 구현예들에서, 상기 바인더는 폴리카보네이트류, 폴리비닐 부티랄, 및 그 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적당한 폴리카보네이트 바인더의 예들은, 비스페놀-A로부터 유도된 폴리카보네이트 A, 시클로헥실리덴 비스페놀로부터 유도된 폴리카보네이트 Z, 메틸비스페놀 A로부터 유도된 폴리카보네이트 C, 및 폴리에스테르카보네이트류를 포함한다. 적당한 폴리비닐 부티랄의 예들은 Sekisui Chemical Co. Ltd., Japan으로부터의 BX-1 및 BX-5이다. 이형층으로는, 상기 폴리머가, 예를 들면, 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸메타크릴레이트-코-메타크릴산), 우레탄 수지류, 우레탄-에폭시 수지류, 아크릴레이티드 우레탄 수지류, 우레탄-아크릴 수지류, 이들의 가교화 폴리머들 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다.
임의의 어느 하나 또는 그 이상의 층들에 사용되는 적당한 선택적인 첨가제들은, 예를 들면, 산화방지제, 커플링제, 분산제, 경화제, 계면활성제 및 그 조합들을 포함한다.
광도전체 요소는 전체적으로 약 10 내지 약 45 미크론의 통상적인 두께를 갖는다. 개별적인 전하 발생층 및 개별적인 전하 수송층을 갖는 이중층 구조에서, 전하 발생층은 일반적으로 약 0.5 내지 약 2 미크론의 두께를 가지며, 전하 수송층은 약 5 내지 약 35 미크론의 두께를 갖는다. 전하 수송화합물 및 전하 발생화합물이 동일한 층에 존재하는 구현예들에서는, 상기 전하 발생 화합물 및 전하 수송 조성물을 포함하는 층은 일반적으로 약 7 내지 약 30 미크론의 두께를 갖는다. 전자 수송층을 포함하는 구현예에서는, 상기 전자 수송층은 약 0.5 내지 약 10 미크론의 평균 두께를 가지며, 다른 구현예에서는 약 1 내지 약 3 미크론의 두께를 갖는다. 전자 수송층은 일반적으로 기계적 내마모성을 증가시키고, 캐리어 액체 및 대기 수분에 대한 내성을 증가시키며, 코로나 기체에 의한 감광체의 열화를 감소시킨다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 범위의 두께가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
개별적인 전하 발생층 및 전하 수송층을 포함하는 이중층 구조의 경우에, 전하 발생층은 일반적으로, 전하 발생층의 중량에 기초하여, 약 10 내지 약 90 중량%의 범위, 일부 구현예의 경우에는 약 20 내지 약 75 중량%의 범위로 바인더를 포함한다. 전하 발생층 내의 선택적 전자 수송 화합물은, 만약 존재하는 경우에는, 일반적으로 전하 발생층의 중량에 기초하여, 최소한 약 2.5 중량%의 함량일 수 있으며, 다른 구현예에서는 약 4 내지 약 30 중량%일 수 있고, 또 다른 구현예에서는 약 10 내지 약 25 중량%일 수 있다. 전하 수송층은 일반적으로 바인더를 약 30 중량% 내지 약 70 중량%의 함량으로 포함한다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 이중층 구현예들에 대한 바인더 농도의 부가적인 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
전하 발생 화합물 및 전하 수송 화합물을 포함하는 단일층을 갖는 구현예들의 경우에는, 광도전층은 일반적으로 바인더, 전하 수송 화합물 및 전하 발생 화합물을 포함한다. 전하 발생 화합물은, 광도전층의 중량에 기초하여, 약 0.05 내지 약 25 중량%, 다른 구현예에서는 약 2 내지 약 15 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 전하 수송 화합물은, 광도전층의 중량에 기초하여, 약 15 내지 약 80 중량%, 다른 구현예에서는 약 25 내지 약 65 중량%, 또 다른 구현예에서는 약 30 내지 약 55 중량%의 함량으로 포함될 수 있으며, 광도전층의 나머지는 바인더, 및 선택적으로 임의의 통상적인 첨가제들과 같은 첨가제들을 포함한다. 전하 수송 조성물 및 전하 발생 화합물을 포함하는 단일층은, 일반적으로 바인더를 약 10 내지 약 75 중량%, 다른 구현예서는 약 25 내지 약 60 중량%의 함량으로 포함한다. 선택적으로, 전하 발생 화합물 및 전하 수송 화합물을 포함하는 층은 전자 수송 화합물을 포함할 수도 있다. 선택적 전자 수송 화합물은, 만약 존재하는 경우에는, 광도전층의 중량에 기초하여, 일반적으로 최소한 약 2.5 중량%, 다른 구현예에서는 약 4 내지 약 30 중량%, 또 다른 구현예에서는 약 10 내지 약 25 중량%의 함량일 수 있다. 당업자라면 상기 층들에서의 상기 명시된 범위 이내에서 부가적인 조성 범위가 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다. 당업자라면 바인더 농도의 부가적인 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
전자 수송층은 일반적으로 전자 수송 화합물, 자외선 광안정제 및 바인더를 포함할 수 있다. 전자 수송 화합물을 포함하는 오버코트층은, 여기에 인용에 의하여 본 명세서에 통합되며 함께 출원 중인, Zhu 등에 의한 미국 특허 출원 번호 제10/396,536호 "전자 수송층을 포함하는 유기감광체 (Organoreceptor with an electron transport layer)"에 더욱 상세하게 서술되어 있다. 예를 들어, 상기 서술된 바와 같은 전자 수송 화합물은 본 발명의 이형층으로 사용될 수 있다. 전자 수송층 중의 전자 수송 화합물은, 전자 수송층의 중량에 기초하여, 약 10 내지 약 50 중량%, 다른 구현예에서는 약 20 내지 약 40 중량%의 함량일 수 있다. 당업자라면, 상기 명시된 범위 이내에서 조성물의 부가적인 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
광도전체의 하나 또는 그 이상의 적당한 층들 각각에 존재하는 자외선 광안정제는, 그 특정 층의 중량에 기초하여, 일반적으로 약 0.5 내지 약 25 중량%, 일부 구현예에서는 약 1 내지 약 10 중량%의 함량으로 존재한다.
광도전성 요소는, 침지 코팅, 스프레이 코팅, 압출 등과 같은 당업계에 공지된 임의의 적당한 기술에 따라서 형성될 수 있다. 당업자라면 명시된 범위들 이내에서 조성 및 두께의 부가적인 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
감광체는 또한 선택적으로 부가적인 층들을 포함할 수도 있다. 그와 같은 부가적인 층들은, 예를 들면 부층 (sub-layer) 및/또는 부가적인 오버코트층일 수 있다. 부층은 전하 차단층일 수 있고, 전기 도전성 지지체와 광도전성 요소 사이에 위치한다. 부층은 또한 전기 도전성 지지체와 광도전성 요소의 접착을 향상시킬 수도 있다.
오버코트층들은, 예를 들면 격벽층 (barrier layers), 이형층 (release layers), 보호층 (protective layers), 및 접착층 (adhesion layers)일 수 있다. 오버코트층에 있어서, 감광체는 전자 수송 조성물을 포함하는 복수 개의 오버코트층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이형층 또는 보호층은 전자 수송 화합물을 포함할 수도 있다. 상기 서술된 하나 또는 그 이상의 전자 수송 화합물들이 이형층 또는 보호층에 사용될 수 있다.
이형층 또는 보호층 중의 전자 수송 화합물은, 이형층 또는 보호층의 중량에 기초하여, 일반적으로 약 2 내지 약 50 중량%, 다른 구현예들에서는 약 10 내지 약 40 중량%의 함량일 수 있다. 당업자라면 명시된 범위들 이내에서 부가적인 조성 범위들이 고려될 수 있으며, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다. 오버코트층이 전자 수송 조성물을 포함하거나 또는 그렇지 않을 수도 있지만, 각 오버코트층 중의 전자 수송 조성물의 존재 (다른 오버코트층들과 동일한 조성일 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있음)는 전하 발생층과 표면 사이에 전기 도전성의 연속성을 제공할 수 있고, 이는 유기감광체의 성능을 향상시킬 수 있다.
이형층 또는 보호층은 광도전체층의 최상층을 형성한다. 이형층은, 토너 전송이 정전기력 또는 자기력에 의하여 촉진되지 않는 경우에, 유기감광체로부터 벨트 또는 드럼과 같은 중간 전사 매체, 또는 종이와 같은 수용 매체로의 토너의 전사를 용이하게 하는 최상층이다. 이형층은, 유기감광체로부터 토너가 전송되는 매체의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가질 수 있다. 격벽층은 이형층과 광도전성 요소의 사이에 삽입될 수 있거나, 또는 광도전성 요소를 오버코팅하는 데에 사용될 수도 있다. 격벽층은 마모에 대한 보호 수단 및 하층들에 대한 내용매성을 제공한다. 하나의 층이 보호층이자 이형층일 수 있다. 접착층은 전하 발생층과 오버코트층의 사이, 또는 두 오버코트층들의 사이에 위치하여, 그들 사이의 접착력을 향상시킨다.
적당한 격벽층들은 예를 들면 가교가능한 실록사놀-콜로이달 실리카 코팅 및 히드록실화 실세스퀴옥산-콜로이달 실리카 코팅과 같은 코팅류, 및 폴리비닐 알코올, 메틸 비닐 에테르/말레산 무수물 코폴리머, 카제인, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산, 젤라틴, 전분, 폴리우레탄류, 폴리이미드류, 폴리에스테르류, 폴리아미드류, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리카보네이트류, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 아세토아세탈, 폴리비닐 포르말, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트류, 폴리비닐 카바졸류, 상기 언급한 폴리머들에 사용된 모노머들의 코폴리머류, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/ 비닐 알코올 터폴리머류, 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트/말레산 터폴리머류, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머류, 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 코폴리머류, 셀룰로오스 폴리머류, 및 이들의 혼합물들과 같은 유기 바인더류를 포함한다. 상기 격벽층 폴리머류는 선택적으로 퓸 실리카, 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 또는 이들의 조합과 같은 작은 무기 입자들을 포함할 수도 있다. 격벽층들은, Woo 등에 의한 미국 특허 제6,001,522호 "Barrier layer for photoconductor elements comprising an organic polymer and silica"에 더욱 상세히 서술되어 있으며, 이는 인용에 의하여 여기에 통합된다.
이형층 상부코트는, 예를 들면 당업계에 공지된 임의의 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 이형층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴산), 우레탄 수지류, 우레탄-에폭시 수지류, 아크릴레이티드-우레탄 수지류, 우레탄-아크릴 수지류, 또는 이들의 조합이다. 상기 이형층은 가교화된 폴리머류를 포함할 수도 있다.
보호층은 유기감광체를 화학적 및 기계적 열화로부터 보호한다. 보호층은, 예를 들면 당업계에 공지된 임의의 보호층 조성물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 보호층은 플루오르화 폴리머, 실록산 폴리머, 플루오로실리콘 폴리머, 실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴산), 우레탄 수지류, 우레탄-에폭시 수지류, 아크릴레이티드-우레탄 수지류, 우레탄-아크릴 수지류, 또는 이들의 조합이다. 일부 구현예들에서, 상기 보호층은 가교화된 폴리머류를 포함한다.
일반적으로, 접착층은 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리(히드록시 아미노 에테르) 등과 같은 필름 형성 폴리머를 포함한다. 오버코트층은, 여기에 인용에 의하여 통합된, Ackley 등에 의한 미국 특허 제6,180,305호 "Organic photoreceptors for liquid electrophotography"에 더욱 상세하게 서술되어 있다.
부층들은, 예를 들면 폴리비닐부티랄, 유기실란류, 가수분해성 실란류, 에폭시 수지류, 폴리에스테르류, 폴리아미드류, 폴리우레탄류, 실리콘류 등을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 상기 부층은 약 20 Å 내지 약 2,000 Å의 건조 두께를 갖는다. 금속 산화물 도전성 입자들을 포함하는 부층들은 1 내지 25 미크론의 두께를 가질 수도 있다. 당업자라면 명시된 범위들 이내에서 부가적인 조성 및 두께 범위들이 고려될 수 있고, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
본 발명의 유기감광체들은, 예를 들면 당업계에 공지된 건식 토너류 및 습식 토너류를 포함하는 건식 또는 습식 토너 현상에 의한 화상 형성 공정에 사용하기에 적당하다. 습식 토너 현상은, 건식 토너류에 비하여 고 해상도의 화상들을 제공하고, 화상을 고정하는 데에 더 낮은 에너지를 필요로 한다는 잇점을 제공하기 때문에, 더 바람직할 수도 있다. 적당한 습식 토너류의 예들은 당업계에 공지되어 있다. 습식 토너류는 일반적으로 캐리어 액체에 분산된 토너 입자들을 포함한다. 상기 토너 입자들은 일반적으로 착색제/안료, 수지 바인더, 및/또는 전하 디렉터 (charge director)를 포함할 수 있다. 습식 토너의 일부 구현예들에서는, 수지 대 안료 비가 2:1 내지 10:1일 수 있고, 다른 구현예들에서는, 4:1 내지 8:1일 수 있다. 습식 토너류는 미국 공개 특허 출원 2002/0128349호 "Liquid inks comprising a stable organosol", 2002/0086916호 "Liquid inks comprising treated colorant particles", 및 2002/0197552호 "Phase change developer for liquid electrophotography"에 더욱 상세하게 서술되어 있으며, 이들 문헌들은 여기에 인용에 의하여 통합되어 있다.
광안정제를 포함하는 유기감광체의 성능 특성
동일한 층 중에 자외선 안정제 및 전자 수송 화합물을 포함하는 유기감광체들은, 유기감광체의 정전기적 시험 특성에서 상승 효과를 갖는다. 특히, 상기 유기감광체의 수용 전압 (Vacc)은, 여러 번의 사이클에 걸친 유기감광체의 사이클링에서 훨씬 덜 감쇄하는 것으로 관찰된다. 유기감광체의 사이클링 특성에 있어서의 이러한 현저한 개선은 뚜렷한 상업적 잇점들을 제공할 수 있다.
구체적으로, 개선된 유기감광체는, 1000회 사이클 후의 수용 전압의 변화가, 초기 수용 전압에 비하여, 약 20% 이하, 일부 구현예에서는 불과 약 15%, 다른 구현예에서는 불과 약 10%, 또 다른 구현예에서는 불과 약 7%, 또 다른 구현예에서는 불과 약 2%로 나타난다. 일부 구현예들에서는, 1000회 사이클 이후에도 실험적 측정 오차 범위 내에서 수용 전압이 변화하지 않는 것으로 나타났다. 실제 전압 값에 있어서는, 개선된 유기감광체는, 1000회 사이클 후에도, 최소한 약 430V, 일부 구현예에서는 최소한 약 445V, 다른 구현예에서는 최소한 약 460V, 또 다른 구현예에서는 최소한 약 470V 내지 약 580V의 수용 전압을 가질 수 있다. 이러한 수치들의 평가를 위하여, 코로나 전하로 표면을 대전시키는 단계, 레이저로 표면의 일부분을 방전시키는 단계, 및 전체 표면을 소거 램프 (erase lamp)로 방전시키는 단계에 의하여 사이클을 수행한다. 당업자라면 명시된 범위들 이내에서 사이클링에 따른 수용 전압 및 사이클링에 따른 수용 전압의 차이들의 부가적인 범위들이 고려될 수 있고, 이것도 본 발명의 범위 이내라는 점을 인식할 것이다.
유기감광체 제조 방법
통상적으로, 광도전성 요소는, 전하 발생 화합물, 전하 수송 화합물, 광안정제, 전자 수송 화합물, 및/또는 폴리머 바인더와 같은 성분들을 유기 용매에 분산 또는 용해시키는 단계, 상기 분산물을 각각의 기저층에 코팅하는 단계, 및 상기 코팅을 건조시키는 단계에 의하여 형성될 수 있다. 일부 구현예들에서는, 상기 성분들은 고전단 균질화 (high shear homogenization), 볼-분쇄 (ball-milling), 마멸 분쇄 (attritor milling), 고에너지 비드 (샌드) 분쇄 (high energy bead (sand) milling), 또는 분산물을 형성하는데 있어서 입자 크기를 감소시키기 위한, 당업계에 공지된 다른 크기 감소 프로세스 또는 혼합 수단에 의하여 분산될 수 있다. 코팅은, 예를 들면 나이프 코팅, 압출, 침지 코팅 또는 당업계에 공지된 것들을 포함하는 다른 적당한 코팅 방법들을 사용하여 수행될 수 있다. 일부 구현예들에서는, 복수 개의 층들이 순차적인 코팅들로 가해질 수 있다. 상기 층들은 후속층을 가하기 전에 건조될 수 있다. 일부 특정 실시예들을 하기에 서술하였다.
본 발명은 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명된다.
실시예
실시예 1-전자 수송 화합물의 합성
본 실시예는 (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴)말로니트릴의 제조를 서술한다.
진한 황산 460g (4.7몰, 분석급, Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI로부터 상업적으로 구입 가능) 및 100g의 디페닉 산 (0.41몰, Acros Fisher Scientific Company Inc., Hanover Park, IL로부터 상업적으로 구입 가능)을, 온도계, 기계적 교반기 및 환류 응축기를 장착한, 1-리터-3구 원형 바닥 플라스크에 가하였다. 가열 만틀을 사용하여, 플라스크를 135-145℃로 12분 동안 가열하고, 실온으로 냉각하였다. 실온으로 냉각시킨 이후에, 용액을 3 리터의 물을 포함하는 4-리터 어렌마이어 플라스크에 가하였다. 혼합물을 기계적으로 교반하고, 1 시간 동안 천천히 비등시켰다. 황색 고체를 여과 제거하고, 세척수의 pH가 중성이 될 때까지 뜨거운 물로 세척하고, 밤새도록 공기-건조시켰다. 황색 고체는 플루오레논-4-카복실산이었다. 수율은 75g (80%)이었다. 산물의 특성을 분석하였다. 녹는점 (m.p.)은 223-224℃이었다. 플루오레논-4-카복실산의 1H-NMR 스펙트럼은 Bruker Instrument로부터의 300 MHz NMR로 d6-DMSO 용매 중에서 얻었다. 피크들은 (ppm) δ= 7.39-7.50 (m, 2H); δ= 7.79-7.70 (q, 2H); δ= 7.74-7.85 (d, 1H); δ= 7.88-8.00 (d, 1H); 및 δ= 8.18-8.30 (d, 1H)에서 발견되었으며, 여기에서 d는 더블릿이고, t는 트리플릿, m은 멀티플릿, dd는 더블 더블릿, q는 퀸테트이다.
플루오레논-4-카복실산 70g (0.312몰), n-부탄올 480g (6.5몰) (Fisher Scientific Company Inc., Hanover Park, IL로부터 상업적으로 구입 가능), 톨루엔 1000ml 및 진한 황산 4ml를, 기계적 교반기 및 Dean Stark 장치를 구비한 환류 응축기를 장착한 2-리터 원형 바닥 플라스크에 가하였다. 격렬하게 교반하고 환류시키면서, 용액을 5 시간 동안 환류시키고, 그 도중에 Dean Stark 장치에서 약 6g의 물을 수집하였다. 플라스크를 실온으로 냉각시켰다. 용매를 증발시키고, 잔류물을 교반하면서 3% 소듐 바이카보네이트 수성 용액 4 리터에 가하였다. 고체를 여과 제거하고, 세척수의 pH가 중성이 될 때까지 물로 세척하고, 후드에서 밤새도록 건조시켰다. 산물은 n-부틸 플루오레논-4-카복실레이트 에스테르이었다. 수율은 70g (80%)이었다. n-부틸 플루오레논-4-카복실레이트 에스테르의 1H-NMR 스펙트럼은 Bruker Instrument로부터의 300 MHz NMR로 CDCl3 중에서 얻었다. 피크들은 (ppm) δ= 0.87-1.09 (t, 3H); δ= 1.42-1.70 (m, 2H); δ= 1.75-1.88 (q, 2H); δ= 4.26-4.64 (t, 2H); δ= 7.29-7.45 (m, 2H); δ= 7.46-7.58 (m, 1H); δ= 7.60-7.68 (dd, 1H); δ= 7.75-7.82 (dd, 1H); δ= 7.90-8.00 (dd, 1H); δ= 8.25-8.35 (dd, 1H)에서 발견되었다.
n-부틸 플루오레논-4-카복실레이트 에스테르 70g (0.25몰), 무수 메탄올 750ml, 말로노니트릴 37g (0.55몰) (Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI로부터 상업적으로 구입 가능), 피페리딘 20 방울 (Sigma-Aldrich, Milwaukee, WI로부터 상업적으로 구입 가능)을, 기계적 교반기 및 환류 응축기를 장착한 2-리터, 3구 원형 바닥 플라스크에 가하였다. 용액을 8 시간 동안 환류시키고, 플라스크를 실온으로 냉각시켰다. 오렌지색 크루드 산물을 여과하고, 메탄올 70ml로 두 번 세척하고, 물 150ml로 한 번 세척하고, 후드에서 밤새도록 건조시켰다. 오렌지색 크루드 산물을, 활성탄을 사용하여 아세톤 600ml 및 메탄올 300ml의 혼합물로부터 재결정시켰다. 플라스크를 0℃에서 16 시간 동안 방치하였다. 결정들을 여과시키고, 50℃ 진공 오븐에서 6 시간 동안 건조시켜 순수 (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴) 말로노니트릴 60g을 얻었다. 고체의 녹는점 (m.p.)은 99-100℃로 발견되었다. (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴) 말로노니트릴의 1H-NMR 스펙트럼은 Bruker Instrument로부터의 300 MHz NMR로 CDCl3 중에서 얻었다. 피크들은 (ppm) δ= 0.74-1.16 (t, 3H); δ= 1.38-1.72 (m, 2H); δ= 1.70-1.90 (q, 2H); δ= 4.29-4.55 (t, 2H); δ= 7.31-7.43 (m, 2H); δ= 7.45-7.58 (m, 1H); δ= 7.81-7.91 (dd, 1H); δ= 8.15-8.25 (dd, 1H); δ= 8.42-8.52 (dd, 1H); δ= 8.56-8.66 (dd, 1H)에서 발견되었다.
실시예 2-유기감광체의 제조
본 실시예는 유기감광체 중에서 전자 수송 화합물과 조합된 자외선 광안정제들로 형성된 5 가지의 샘플들에 대한 성능 파라미터들의 결과를 2 가지의 비교 샘플들과 함께 제시한 것이다.
비교 샘플 A의 제조
비교예 A는 기상-코팅된 알루미늄층을 구비하는 76.2 미크론 (3 mil) 두께의 폴리에스테르 지지체를 포함하는 단일층 유기감광체에 관한 것이다 (CP Films, Martinsville, VA로부터 상업적으로 구입 가능). 단일층 유기감광체에 대한 코팅 용액은 테트라히드로퓨란 중의 20중량% (4-n-부톡시카보닐-9-플루오레닐리덴) 말로노니트릴 2.4g, 테트라히드로퓨란 중의 25 중량% MPCT-10 (엔아민-스틸벤계 전하 수송 물질, Mitsubishi Paper Mills, Tokyo, Japan으로부터 상업적으로 구입 가능) 6.66g, 및 테트라히드로퓨란 중의 12 중량% 폴리비닐 부티랄 수지 (BX-1, Seiski Chemical Co. Ltd., Japan으로부터 상업적으로 구입 가능) 7.65g을 사전-혼합함으로써 제조하였다. 19 중량%의 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지 (BX-5, Seiski Chemical Co. Ltd., Japan으로부터 상업적으로 구입 가능)를 중량비 2.3:1로 포함하는 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 가하였다. CGM 밀-베이스는, 메틸 에틸 케톤 (MEK) 651g 중의 티타닐 옥시프탈로시아닌 (H.W. Sands Corp., Jupiter, FL) 112.7g 및 폴리비닐 부티랄 수지 (BX-5) 49g을, 1-밀리미터 지르코늄 비드들을 포함하는 수평 샌드 밀 (모델 LMC12 DCMS, Netz Incorporated, Exton, PA로부터 상업적으로 구입 가능) 상에서, 재순환 모드를 사용하여 4 시간 동안 분쇄시킴으로써 얻었다. 기계적 교반기 상에서 1 시간 동안 혼합한 후에, 단일층 코팅 용액을, 94미크론의 간극을 갖는 나이프 코팅기를 사용하여 상기 서술한 지지체 상에 코팅하고, 110℃의 오븐에서 5분 동안 건조시켰다.
샘플 1-3의 제조
12 중량% 폴리비닐 부티랄 수지 용액 0.53g 부분 대신에, 각각 테트라히드로퓨란 중의 12 중량% Tivunin 124 (샘플 1) 0.53g, 12 중량% Tivunin 292 (샘플 2) 0.53g, 또는 12 중량% Tivunin 928 (샘플 3) 0.53g (모두 Ciba Specialty Chemical Corp., Terrytown, NY으로부터 구입 가능한 광안정제들)을 사용한 점을 제외하고는, 비교 샘플 A와 유사한 방법으로 샘플 1-3을 제조하였다.
비교 샘플 B의 제조
샘플 4 및 5와 동시에 제조되고 테스트하였다는 점을 제외하고는, 비교 샘플 A와 동일한 방법으로 비교 샘플 B를 제조하였다.
샘플 4의 제조
12 중량% 폴리비닐 부티랄 수지 용액 0.96g 부분 대신에, 테트라히드로퓨란 중의 12 중량% Tivunin 292 0.43g 및 12 중량% Tivunin 928 0.53g을 사용하였다는 점을 제외하고는, 비교 샘플 A와 유사하게 샘플 4를 제조하였다.
샘플 5의 제조
12 중량% 폴리비닐 부티랄 수지 용액 0.37g 부분 대신에, 테트라히드로퓨란 중의 12 중량% Tivunin 292 0.08g 및 12 중량% Tivunin 928 0.29g을 사용하였다는 점을 제외하고는, 비교 샘플 A와 유사하게 샘플 5를 제조하였다.
실시예 3-유기감광체의 정전 테스트 및 특성
본 실시예는 실시예 2에 서술된 바와 같이 형성된 유기감광체 샘플들에 대한 정전 테스트의 결과들을 제공한다.
여기에 서술된 유기감광체들의 정전기 사이클링 성능은, 예를 들면, 160mm 드럼 주위에 감겨진 수공 코팅된 샘플 스트립들을 테스트할 수 있는, 본 출원인의 사내에서 고안되고 개발된 테스트 베드를 사용하여 결정될 수 있다. 이러한 샘플들에 대한 결과들은, 유기감광체를 지지하는 벨트, 드럼 등과 같은 다른 지지체 구조들에서도 얻을 수 있는 결과의 지표로서 사용될 수 있다.
160mm 드럼을 사용하여 테스트하기 위하여, 각각 길이가 50cm이고, 너비가 8.8cm인 3개의 코팅된 샘플 스트립들을, 서로 나란하게 알루미늄 드럼 (50.3cm 원주)을 완전히 둘러 싸도록 고정시켰다. 일부 구현예들에서는, 스트립들 중의 최소한 하나는, 정밀 웹 코팅되고 (precision web coated), 내부 기준점으로서 사용되는 비교예이다. 이러한 정전 사이클링 테스터에 있어서, 드럼은 8.13cm/초 (3.2ips)의 속도로 회전하고, 테스터 내 각각의 스테이션의 위치 (사이클 당 거리 및 경과된 시간)은 하기 표와 같다.
8.13cm/초로 회전하는 160mm 드럼 주변의 정전 테스트 스테이션들.
스테이션 각도 총 거리 (cm) 총 시간 (초)
전면 이레이즈 바 가장자리 (front erase bar edge) 0° 초기, 0cm 초기, 0초
이레이즈 바 0-72° 0-1.0 0-0.12
스코로트론 대전기 (Scorotron Charger) 113.1-135.3° 15.8-18.9 1.94-2.33
레이저 스트라이크 (Laser Strike) 161.0° 22.5 2.77
프로브 #1 181.1° 25.3 3.11
프로브 #2 251.2° 35.1 4.32
이레이즈 바 360° 50.3 6.19
이레이즈 바는, 유기감광체의 표면을 방전시키는, 720nm의 파장을 갖는 레이저 발광 다이오드 (LED)의 배열이다. 스코로트론 대전기는 원하는 양의 전하를 유기감광체의 표면으로 전사할 수 있는 전선을 포함한다.
상기 표로부터, 제1 정전 프로브 (Trek 344 정전기 미터, Trek, Inc. Medina, NY)는 레이저 스트라이크 스테이션 후 0.34초 및 스코로트론 후 0.78초에 위치하지만, 제2 정전 프로브 (Trek 344 정전기 미터)는 제1 프로브로부터 1.21초 및 스코로트론으로부터 1.99초에 위치함을 알 수 있다. 모든 실험들은 주변 온도 및 상대 습도 하에서 수행되었다.
정전 수치들은 160mm 드럼을 갖는 테스트 스테이션 상에서 수회 작동시킨 결과들을 편집하여 얻었다. 처음 3번의 진단 테스트들 (프로드테스트 (prodtest) 초기, VlogE 초기, 암감쇄 (dark decay) 초기)은, 새로운 샘플에 대한 정전기 사이클링을 평가하기 위한 것이었고, 진단 테스트들과 동일한 마지막 3번의 테스트들 (프로드테스트 최종, VlogE 최종, 암감쇄 최종)은, 샘플의 사이클링 이후에 수행되었다. 부가적으로, 하기 "롱런 (longrun)"에 서술된 바와 같이, 테스트 도중 주기적으로 측정하였다. 레이저는 780nm 파장, 600dpi, 50 미크론 스팟 크기, 60 나노세컨드/픽셀 노광 시간, 초 스캔 속도 당 1,800줄, 및 100% 듀티 사이클에서 작동되었다. 듀티 사이클은 픽셀 클락 시간 (pixel clock period)의 노광 백분율을 의미하며, 즉 상기 레이저는 100% 듀티 사이클에서 픽셀 당 60 나노세컨드 내내 켜져 있다.
정전 테스트:
1) 프로드테스트: 전하 수용 전압 (Vacc) 및 방전 전압 (Vdis)은, 샘플들을 3회의 완전한 드럼 회전 동안 코로나 충전 (이레이즈 바 항상 켜짐)시키고 (레이저 꺼짐); 4회째 회전에서 780nm & 600dpi의 레이저로 방전시키고 (50 ㎛ 스팟 크기, 60 나노세컨드/픽셀 노광, 초 당 1,800 줄의 스캔 스피드로 작동, 100% 듀티 사이클 사용); 다음 3회 회전 동안 완전히 충전시키고 (레이저 꺼짐); 잔류 전압 (residual voltage, Vres)을 얻기 위하여 8회째 회전에서 720nm의 이레이즈 램프만으로 방전시키고 (코로나 및 레이저 꺼짐); 최종적으로, 마지막 3회 회전 동안 완전히 충전시킴 (레이저 꺼짐)으로써 측정하였다. 대조 전압 (contrast voltage, Vcon)은, Vacc 및 Vdis 사이의 차이이고, 기능적 암감쇄 (Vdd )는 프로브 #1과 #2에 의하여 측정된 전하 수용 포텐셜의 차이이다.
2) VlogE: 본 테스트는 다양한 레이저 강도 수준에 따른 광도전체의 광유도 방전을, 고정된 노광 시간 및 일정한 초기 포텐셜에서 레이저 출력 (50ns의 노출 지속 시간)의 함수로서 샘플의 방전 전압을 모니터링함으로써 측정한다. 기능적 광민감도, S780nm, 및 작동 출력 세팅은 이러한 진단 테스트로부터 결정될 수 있다.
3) 암감쇄: 본 테스트는, 90분 동안 레이저 또는 이레이즈 조사 (erase illumination) 없이, 시간에 따른 암소에서의 전하 수용의 손실을 측정하며, 이는 ⅰ) 전하 발생층으로부터 전하 수송층으로의 잔류 정공 (residual holes)의 주입, ⅱ) 트래핑된 전하의 열적 방출, 및 ⅲ) 표면 또는 알루미늄 그라운드 평면 (aluminum ground plane)으로부터 전하의 주입에 대한 지표로서 사용될 수 있다.
4) 롱런: 다음의 순서에 따라 각각의 샘플-드럼 회전 당, 100 내지 1,000 드럼 회전 동안, 샘플을 정전적으로 사이클링시켰다. 샘플은 코로나로 충전시켰고, 샘플의 일부분을 방전시키기 위하여 레이저를 켰다 껐다 사이클링하고 (80-100°), 최종적으로, 다음 사이클을 준비하기 위하여 이레이즈 램프가 전체 샘플을 방전시켰다. 샘플의 제1 섹션은 결코 노광되지 않고, 제2 섹션은 항상 노광되고, 제3 섹션은 결코 노광되지 않고, 최종 섹션은 항상 노광되도록 레이저를 사이클링시켰다. 이러한 패턴을 총 100 내지 1,000 드럼 회전 동안 반복하였고, 데이터를, 100 사이클 롱런에 대하여는 매 5번째 사이클마다, 또는 1,000 사이클 롱런에 대하여는 매 50번째 사이클마다, 주기적으로 기록하였다.
5) 롱런 테스트 이후에는, 프로드테스트, VlogE, 암감쇄 진단 테스트들을 다시 수행하였다.
하기 표는 프로드테스트 초기 및 프로드테스트 최종 진단 테스트들의 결과를 나타낸 것이다. 전하 수용 전압 (Vacc, 프로브 #1 평균 전압은 3회째 사이클로부터 얻어짐), 방전 전압 (Vdis, 프로브 #1 평균 전압은 4회째 사이클로부터 얻어짐)은 초기 및 최종 사이클에 대하여 기록하였다.
1000회 사이클 이후의 단일층 유기감광체의 정전 테스트 결과
샘플 Vacc-1 Vdis-1 Vacc-2 Vdis-2 △Vacc △Vdis
비교 샘플 A 579 25 408 26 -171 1
샘플 1-테스트 1 562 33 472 32 -90 -1
샘플 1-테스트 2 538 31 449 31 -89 0
샘플 2 587 30 565 31 -22 1
샘플 3 493 24 433 26 -60 2
비고:
1) Vacc-1 및 Vdis-1은 사이클링 시작 시의 전하 수용 및 방전 전압이다.
2) Vacc-2 및 Vdis-2는 사이클링의 종료 시의 전하 수용 및 방전 전압이다.
3) △Vacc 및 △Vdis는 1000 사이클 이후의 전하 수용 및 방전 전압들의 차이이다.
4) "샘플 1-테스트 1" 및 "샘플 2-테스트 2"에 대하여 표 2에 열거된 결과들은 두 개의 새로운 샘플 1을 작동시킴으로써 얻은 것이다.
1000 또는 4000 사이클 이후의 단일층 유기감광체의 정전 테스트 결과.
샘플 1000 사이클 4000 사이클
Vacc-1 Vdis-1 Vacc-2 Vdis-2 △Vacc △Vdis Vacc-1 Vdis-1 Vacc-2 Vdis-2 △Vacc △Vdis
비교 샘플 B 584 31 468 27 -116 -4 581 29 170 19 -411 -10
샘플 4 602 29 606 29 4 0 601 31 571 34 -30 3
샘플 5 605 25 602 29 -3 4 608 25 561 38 -47 13
비고:
1) Vacc-1 및 Vdis-1은 사이클링의 시작 시의 전하 수용 및 방전 전압이다.
2) Vacc-2 및 Vdis-2는 사이클링의 종료 시의 전하 수용 및 방전 전압이다.
3) △Vacc 및 △Vdis는, 언급한 바와 같이, 1000 사이클 또는 4000 사이클 이후의 전하 수용 및 방전 전압들의 차이이다.
표 2 및 3의 결과들은 여기에 서술된 개선된 유기감광체들이, 비교예들과 비교하였을 때에, 수용 전압 Vacc에 있어서 현저하게 감소된 변화를 가질 수 있다는 것을 보여 준다. 특히, 자외선 광안정제와의 혼합물을 포함하는 샘플 4 및 5는, △Vacc의 크기에 있어서 특별히 낮은 값을 나타낸다.
상기 구현예들은 예시적인 것들로서 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 부가적인 구현예들은 청구범위 내에 속한다. 비록 본 발명이 특정 구현예들을 참조하여 서술되었지만, 당업자라면, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 형식 및 세부 사항에 있어서 변화를 가할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명은, 높은 Vacc 및 낮은 Vdis를 갖고, 사이클링 테스트, 결정화, 벤딩 및 스트레칭에 있어서 높은 안정성을 갖는 유기감광체를 제공한다. 본 발명에 따른 유기감광체는 전자사진 기법에 기초한 복사기, 스캐너 및 다른 전자 장치들 뿐만 아니라, 레이저 프린터 등에 있어서도 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 전기 도전성 지지체 상의 광도전층을 포함하는 유기감광체에 대한 개략적인 측면도이다.
도 2는 전기 도전성 지지체 상의 전하 발생층 및 전하 수송층을 순차적으로 포함하는 유기감광체에 대한 개략적인 측면도이다.
도 3은 전기 도전성 지지체 상의 전하 수송층 및 전하 발생층을 순차적으로 포함하는 유기감광체에 대한 개략적인 측면도이다.
도 4는 전기 도전성 지지체 상의 전하 수송층, 전하 발생층 및 전자 수송층을 순차적으로 포함하는 유기감광체에 대한 개략적인 측면도이다.
도 5는 전기 도전성 지지체 상의 전자 수송층, 전하 발생층 및 전하 수송층을 순차적으로 포함하는 유기감광체에 대한 개략적인 측면도이다.

Claims (21)

  1. 표면을 갖는 전기 도전성 지지체 및 상기 전기 도전성 지지체의 표면 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전성 요소는 폴리머 바인더, 10 내지 50 중량%의 전자 수송 화합물 및 0.5 내지 25 중량%의 자외선 광안정제를 포함하는 제1층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기감광체가 유연성 벨트의 형태인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유기감광체가 드럼의 형태인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자외선 광안정제가 장애 트리알킬아민인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 자외선 광안정제가 하기 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 유기감광체:
    ,
    상기 화학식에서 R1, R2, R3, R4, R6, R 7, R8, R10, R11, R12, R13, R 14, R15는, 독립적으로, 수소, 알킬기, 에스테르 또는 에테르기이고; R5, R9, 및 R14 는 독립적으로, 알킬기이고; X는 -O-CO-(CH2)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기이고, 여기에서 m은 2 내지 20이다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1층이 전하 발생 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광도전성 요소가 상기 제1층과는 구별되는 층 중에 존재하는 전하 발생 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1층이 전하 수송 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1층이 전하 수송 화합물 및 전하 발생 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유기감광체가 1000 사이클 이후에, 초기 수용 전압과 비교하여 20% 이하의 수용 전압 변화를 갖는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유기감광체가 1000 사이클 이후에, 430V 이상의 수용 전압을 갖는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1층이 4 내지 30 중량%의 전자 수송 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  14. 삭제
  15. (a) 광 화상 형성 성분; 및
    (b) 상기 광 화상 형성 성분으로부터의 광을 수용하기 위하여 배열된 유기감광체를 포함하는 전자사진 화상 형성 장치로서, 상기 유기감광체는 표면을 갖는 전기 도전성 지지체 및 상기 전기 도전성 지지체의 표면 상의 광도전성 요소를 포함하며, 상기 광도전성 요소는 폴리머 바인더, 10 내지 50 중량%의 전자 수송 화합물 및 0.5 내지 25 중량%의 자외선 광안정제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 자외선 광안정제는 장애 트리알킬아민인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 자외선 광안정제가 하기 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치:
    ,
    상기 화학식에서 R1, R2, R3, R4, R6, R 7, R8, R10, R11, R12, R13, R 14, R15는, 독립적으로, 수소, 알킬기, 에스테르 또는 에테르기이고; R5, R9, 및 R14 는, 독립적으로, 알킬기이고; X는 -O-CO-(CH2)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기이고, 여기에서 m은 2 내지 20이다.
  18. (a) 표면을 갖는 전기 도전성 지지체 및 상기 전기 도전성 지지체의 표면 상의 광도전성 요소를 포함하는 유기감광체로서, 상기 광도전성 요소는 폴리머 바인더, 10 내지 50 중량%의 전자 수송 화합물 및 0.5 내지 25 중량%의 자외선 광안정제를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체의 표면에 전기적 전하를 인가하는 단계;
    (b) 선택된 영역들에서 전하를 소산시킴으로써 상기 표면 상에 대전 및 비대전된 영역들의 패턴을 형성하기 위하여 상기 유기감광체의 표면을 화상에 따라 광에 노광시키는 단계;
    (c) 톤 화상 (toned image)을 형성하기 위하여 상기 표면을 토너와 접촉시키는 단계; 및
    (d) 상기 톤 화상을 수용 지지체 (receiving substrate)에 전사하는 단계를 포함하는 전자사진 화상 형성 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 자외선 광안정제가 장애 트리알킬아민인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 자외선 광안정제가 하기 화학식을 갖는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법:
    ,
    상기 화학식에서 R1, R2, R3, R4, R6, R 7, R8, R10, R11, R12, R13, R 14, R15는, 독립적으로, 수소, 알킬기, 에스테르 또는 에테르기이고; R5, R9, 및 R14 는, 독립적으로, 알킬기이고; X는 -O-CO-(CH2)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기이고, 여기에서 m은 2 내지 20이다.
  21. 제18항에 있어서, 상기 토너가 유기 액체 중의 착색제 입자의 분산물을 포함하는 습식 토너를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법.
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