KR100514754B1 - 플루오란계 화합물을 갖는 유기감광체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 하기 화학식(1)의 중심핵을 포함하는 플루오란 화합물;
<화학식1>
(b) 상기 플루오란 화합물이 결착되어 있는 고분자 바인더;
(c) 전하발생 화합물; 및
(d) 상기 플루오란 화합물, 상기 고분자 바인더 및 상기 전하발생 화합물이 위치하는 표면을 가지는 도전성 지지체를 포함하는 유기감광체에 관한 것이다. 몇몇 구현예에서, 본 발명의 유기감광체는 또한 전하수송 화합물을 포함한다.

Description

플루오란계 화합물을 갖는 유기감광체{Organophotoreceptors with a fluoran-based compound}
본 출원은 "신규한 전자수송 화합물을 갖는 전기사진 유기감광체 (Electrophotographic Organophotoreceptors With Novel Electron Transport Compounds)"란 표제로 2002년 8월 30일 자로 출원된 Jubran 등의 미국 임시 출원 제60/407,029호에 대한 우선권주장 출원이다.
본 발명은 전자사진법에 사용하기 적합한 유기감광체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자수송 화합물로서 일반적으로 유용할 수 있는 플루오란계 화합물, 즉 플루오란 중앙핵(central nucleus)을 갖는 화합물을 포함하는 유기감광체에 관한 것이다.
전자사진법에 있어서 도전성 지지체 상에 전기절연성 광도전 요소를 갖는 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등의 형태의 유기감광체는, 먼저 광도전 요소의 표면을 정전기적으로 균일하게 대전시킨 다음, 대전된 표면을 광 패턴에 노출시킴으로써 화상이 형성된다. 노광으로 인하여 빛이 조사 영역의 표면에 도달하면 전하는 조사영역에 선택적으로 소산되어 잠상이라고 하는 대전 영역과 비대전 영역으로 된 패턴이 형성된다. 그런 다음 습식 토너 또는 건식 토너가 잠상의 부조에 제공될 수 있으며, 토너 소적(droplet) 또는 토너 입자는 토너의 성질에 따라 대전 영역 또는 비대전 영역에 부착되어 광도전 요소의 표면에 톤 화상(toned image)을 형성할 수 있다. 생성된 톤 화상은 종이와 같은 적당한 최종 수용 표면 또는 중간 수용 표면으로 전사될 수 있거나, 또는 광도전 요소가 화상에 대한 최종 수용체로서 작용할 수 있다. 화상 형성 공정은 수 회 반복되어, 단일 화상을 완성할 수 있는데, 이는 예를 들면, 풀 칼라의 완전한 화상을 완성하거나 및/또는 추가 화상을 재생하기 위하여 다른 색상 성분의 화상을 적층시키거나 또는 새도우 화상을 실현하는 것을 포함할 수 있다.
단층 광도전 요소 및 다층 광도전 요소가 사용되어 왔는데, 단층 구현예에 있어서, 전하발생 화합물 및 전하수송 화합물, 전자수송 화합물 및 이들의 조합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전하수송 물질은 고분자 바인더와 결착한 후, 도전성 지지체 상에 부착된다. 전하수송 화합물에 기초한 다층 구현예에 있어서 전하수송 화합물과 전하발생 화합물이 별개의 층을 이루고, 그 각각은 선택적으로 고분자 바인더와 결착하여 도전성 지지체에 부착된다. 여기서 두가지 배열이 가능한데, 첫번째 배열("이중층"(dual layer) 배열)에서는 전하발생층이 도전성 지지체 상부에 부착되고 전하수송층은 전하발생층 상부에 부착된다. 두번째 배열("역 이중층"(inverted dual layer) 배열)에서는 전하수송층과 전하발생층의 순서가 뒤바뀐다.
단층 광도전성 요소 및 다층 광도전 요소에서, 전하발생 물질은 노광시 전하 캐리어(즉, 홀 및/또는 전자)를 발생시키는 것을 목적으로 한다. 전하수송 물질은 상기 전하 캐리어를 수용하고 이들을 전하수송층을 통하여 수송하여 광도전 요소의 표면 전하를 방전하는 것을 목적으로 한다. 이러한 전하수송 물질은 전하수송 화합물, 전자수송 화합물 또는 이들의 조합물일 수 있다. 전하수송 화합물이 사용되는 경우, 전하수송 화합물은 홀 캐리어를 수용하고 이를 전하수송 화합물이 위치하는 층을 통하여 수송한다. 전자수송 화합물이 사용되는 경우, 전자수송 화합물은 전자 캐리어를 수용하고 이들을 전자수송 화합물이 위치한 층을 통하여 수송한다.
본 발명의 목적은 양호한 기계적 특성 및 정전기적 특성을 나타내는 전자수송 물질이 사용된 유기감광체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화상 형성 광요소 및 화상 형성 광요소의 빛을 수용하도록 배치된(oriented) 상기 유기감광체를 포함하는 전자사진 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 유기감광체 표면에 전하를 인가하는 단계, 상기 유기감광체 표면상에 대전 영역 및 비대전 영역의 패턴을 형성하는 단계, 상기 표면을 토너에 접촉시켜 톤 화상(toned image)을 형성하는 단계 및 상기 톤 화상을 지지체에 전사시키는 단계를 포함하는 전자사진 화상형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 양호한 기계적 특정 및 정전기적 특성의 조합이 나타나는 유기감광체에 사용하기 적당한 전자수송 물질을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 제1태양에서 본 발명은
(a) 하기 화학식(1)의 중앙핵을 포함하는 일반식을 갖는 플루오란 화합물;
[화학식 1]
(b) 상기 플루오란 화합물이 결착된 고분자 바인더; 및
(c) 전하 발생 화합물; 및
(d) 상기 플루오란 화합물, 상기 고분자 바인더 및 상기 전하발생 화합물이 위치하는 표면을 갖는 도전성 지지체를 포함하는, 유기감광체를 제공한다. 일 구현예에서, 상기 유기감광체는 전하수송 화합물을 더 포함한다. 상기 유기감광체는 이하 상세히 설명될 하나 또는 복수 개의 층(일반적으로 고분자계 층임)을 포함할 수 있다.
상기 유기감광체는 예를 들면, 플레이트, 유연성 벨트, 유연성 디스크, 시트, 경질(rigid) 드럼, 또는 경질 드럼 또는 연질(compliant) 드럼을 둘러싼 시트 형태로 제공될 수 있다. 일 구현예에서, 상기 유기감광체는 (a) 전하수송 화합물, 전하발생 화합물, 전자수송 화합물 및 고분자 바인더를 포함하는 광도전층; 및 (b) 도전성 지지체를 포함한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 제2태양에서 본 발명은,
(a) 화상 형성 광요소; 및 (b) 상기 화상 형성 광요소의 빛을 수용하도록 배치된(oriented) 전술한 유기감광체를 포함하는 전자사진 화상 형성 장치가 제공된다. 몇몇 구현예에서, 전자사진 화상 형성 장치는 유연성 롤러 및 지지롤러 둘레에 장착된(threaded) 유연성 벨트 형태의 유기감광체를 더 포함한다. 상기 장치는 습식 토너 공급기를 포함하는 토너 공급기(dispenser)를 더 포함할 수 있다. 상기 플루오란 화합물을 함유하는 유기감광체로 전기사진 화상을 형성하는 방법 또한 설명된다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 제3태양에서 본 발명은,
(a) 전술한 유기감광체 표면에 전하를 인가하는 단계; (b) 상기 유기감광체 표면을 화상에 따라(image-wise) 노광시켜 선택된 영역에서 전하를 소산시킴으로써 상기 유기감광체 표면상에 대전 영역 및 비대전 영역의 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 표면을 토너에 접촉시켜 톤 화상(toned image)을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 톤 화상을 지지체에 전사시키는 단계를 포함하는 전자사진 화상형성 방법을 제공한다. 토너는 유기 액체 중의 착색제 입자 분산물을 포함하는 습식 토너 또는 건식 토너를 포함할 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 제4태양에서 본 발명은 상기 화학식(1)을 갖는 전하수송 물질을 제공한다. 특히, 본 발명은 우수한 기계적 특성과 정전기적 특성의 조합을 특징으로 하는 유기감광체에 적합한 전자수송 물질을 제공한다. 상기 전자수송 물질을 채용한 감광체는 습식 토너와 같은 토너와 만족스럽게 사용되어 고화질의 화상을 형성할 수 있으며, 이러한 화상 형성 시스템의 고화질은 사이클 반복 후에서 지속될 수 있다.
이하 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본원에서 설명되는 유기감광체는 하기 화학식(1)의 중심핵을 포함하는 일반식을 갖는 전자수송 화합물을 포함한다:
[화학식 2]
상기 화합물은 플루오란이라고 하며 이 화합물의 유도체(즉, 상기 중심핵을 포함하는 화합물)를 플루오란 화합물이라고 한다. 상기 화학식에서 나타나는 중심핵에서, 예를 들면 특정 개질을 일으키는 공지된 치환을 포함하여, 중심핵 상의 치환이 자유롭게 이루어져 이동도, 용해도, 안정도 등과 같은 화합물 특성에 다양한 물리적 효과가 발생된다. 또한 중심핵 상의 치환체 교체는 화합물의 대칭성을 파괴하여 다양한 기하-이성질체가 형성될 수 있으므로, 적당한 전자수송 화합물은 다양한 기하-이성질체를 포함한다.
플루오란 화합물은 열감지 기록 재료 및 색감지 기록 재료 내에서 발색제(color former)로서의 역할을 한다. 따라서, 상기 화합물은 탄소를 함유하지 않은 복사지 및 색상 변화를 일으키기 위하여 열 또는 압력에 기초하는 기타 다른 복사지 및 재료에서 사용될 수 있다. 상기 플루오란 화합물의 발색제로서의 용도때문에, 하기 상세히 설명되는 바와 같이 플루오란 조성물은 상업적으로 입수할 수 있으며 및/또는 공개된 합성 방법에 따라 제조할 수 있다.
개선된 유기감광체는 하나 이상의 층 구조 안에 전자수송 화합물을 포함한다. 상기 전자수송 화합물을 포함하는 층은 또한 고분자 바인더, 전하수송 화합물, UV 안정화제, 및/또는 전자발생 화합물을 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 유기 감광체는 그 표면 상에 광도전 요소를 구비한 도전성 지지체를 포함하며, 이 때 상기 광도전 요소는 그 구조 내에 하나 이상의 층, 즉 하부층(sublayer)을 포함할 수 있다. 상기 광도전체의 하나 이상의 층은 전자수송 화합물을 포함할 수 있다.
상기 유기감광체는 높은 Vacc, 낮은 Vdis, 및 사이클링 테스트, 결정화, 벤딩(bending) 및 스트레칭(streching)에 대한 높은 안정도를 가질 수 있다. 본 발명의 유기감광체는 사진복사기, 스캐너 및 기타 전자사진법에 기초한 전자장치 뿐 아니라 레이저 프린터 등에 특히 유용하며 이들의 조합에도 특히 유용하다. 상기 유기감광체의 사용에 대해서는 레이저 프린터 용도와 관련하여 이하 더욱 상세히 기재할 것이지만, 전자사진법에 의해 작동하는 다른 장치에 상기 유기감광체를 사용하는 것도 하기 논의로부터 일반화될 수 있다.
고화질의 화상 형성, 특히 복수의 사이클 후의 고화질의 화상 형성을 위하여 상기 유기감광체의 화합물은, 고분자 바인더와 균질한 용액을 형성하며 유기 감광체 물질의 사이클 동안에도 상기 물질 전체에서 균질하게 분산된 채로 있는 것이 바람직하다. 또한, 고화질의 화상을 형성하기 위하여, 유기감광체가 수용할 수 있는 전하량(수용전압 또는 "Vacc"으로 알려진 파라미터로 표시됨)을 증가시키고 방전 시 보유량(방전전압 또는 "Vdis"으로 알려진 파라미터로 표시됨)을 감소시키는 것이 바람직하다.
전자수송 화합물은 일반적으로 홀, 즉, 양전하를 수송하는데 더욱 효과적인 전하수송 물질과 반대로 전자를 적절히 수송할 수 있다. 전자사진 응용 분야에서, 유기감광체 내의 전하발생 화합물은 빛을 흡수하여 전자-홀(electron-hole) 쌍을 형성한다. 이러한 전자 및/또는 홀은 큰 전기장 하에서 적당한 시간 프레임에 걸쳐 수송되어, 전기장을 발생시키는 표면 전하를 국지적으로 방전시킬 수 있다. 특정 위치에서의 전기장 방전을 통해, 광으로 그려진 패턴과 본질적으로 부합되는 표면 전하 패턴을 얻는다. 이러한 전하 패턴은 토너 부착 유도에 사용될 수 있다. 유기감광체를 사용하여 2차원 화상을 인쇄하기 위해서는 상기 유기감광체가 적어도 화상 일부를 형성하기 위한 2차원 표면을 가져야 한다. 그런 다음 화상 형성 공정은 유기감광체를 사이클링시킴으로써 계속되어 전체 화상을 완성 및/또는 후속 화상 처리를 한다.
유기감광체는 플레이트, 유연성 벨트, 디스크, 경질 드럼, 경질 또는 연질 드럼을 둘러싼 시트 등의 형태로 제공될 수 있다. 전하수송 화합물 및/또는 전자수송 화합물은 전하발생 화합물과 동일한 층에 및/또는 전하 발생 화합물과는 상이한 층에 존재할 수 있다. 예를 들면, 전자 수송 화합물은 오버코트층에 존재할 수 있다. 몇몇 구현예에서 유기감광체 물질은 전하수송 화합물과 전하발생 화합물 모두를 고분자 바인더 내에 갖는 단일층을 갖는다. 또다른 구현예에서 전하수송 화합물은 전하 발생층과 구별되는 전하 수송층에 존재할 수 있다. 본원에서 기술된 개선된 오버코트층을 갖는 구현예에서, 전하수송층은 일반적으로 전하발생층과 도전성 지지체 사이에 개재될 수 있다. 이와는 달리, 전하발생층이 전하수송층과 도전성 지지체 사이에 개재될 수 있다. 본원에서 기술되는 바와 같이 다른 층 또한 추가되어 사용될 수 있다.
유기감광체는 레이저 프린터와 같은 전자사진 화상 형성 장치에 통합될 수 있다. 이러한 장치에서, 화상은 물리적 구현체로부터 형성되고, 광화상으로 변환되어 유기감광체 상에 스캐닝되어 표면 잠상을 형성한다. 상기 표면 잠상은 토너를 유기감광체 표면으로 끌어들이는데 사용되며, 이 때 토너 화상은 유기감광체에 투사되는 광 화상과 동일하거나 네가티브 화상일 수 있다. 토너로는 습식 토너 또는 건식 토너를 사용할 수 있다. 토너는 계속해서 유기감광체 표면으로부터 종이 시트와 같은 수용체 표면으로 전사된다. 토너 전사 후 전체 표면이 방전되고 감광물질은 다시 사이클링될 준비가 된다. 화상형성 장치는 예를 들면 종이 수용 매체를 수송 및/또는 감광체를 운동시키기 위한 복수 개의 지지롤러, 광화상을 형성하기 위한 적당한 광학기기, 레이저와 같은 광원, 토너공급원, 공급 시스템 및 적당한 조절시스템을 포함할 수 있다.
전자사진 화상형성방법은 일반적으로 (a) 전하를 전술한 유기감광체 표면에 인가하는 단계; (b) 상기 유기감광체 표면을 화상에 따라 노광시킴으로써 선택된 영역의 전하를 소산시켜 상기 표면에 대전 영역 및 비대전 영역으로 된 패턴을 형성하는 단계; (c) 토너 화상을 형성하기 위해 유기액체 중의 착색제 입자 분산물을 포함하는 습식 토너와 같은 토너에 표면을 노출시켜, 토너를 상기 유기감광체의 대전 영역 또는 비대전 영역으로 끌어들이는 단계; 및 (d) 상기 토너 화상을 지지체에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
구조식과 기(group) 정의에 의해 화합물을 설명하는데 있어, 특정 용어가 화학적으로 용인되는 명명 방식으로 사용된다. "기(group)", "부분(moiety)", "중심핵(central uncleus)" 및 "유도체(derivative)"라는 용어는 특별한 의미를 갖는다. 기(group)라는 용어는 이 총칭적인 화학물질(예를 들면 알킬기, 페닐기, 플루오레닐리덴 말로니트릴기, 카바졸 히드라존기 등)이 그 기의 결착구조와 일치하는 임의의 치환기를 가질 수 있다는 것을 나타낸다. 따라서, "기"라는 용어에 의하면 치환체가 이 총칭적인 클래스에 속하는 것으로 여전히 인식가능한 한, 그 명명된 클래스의 물질 상에 추가적인 치환이 가능하다. 예를 들면 알킬기는 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, 사이클로헥실, 도데실 등과 같은 비치환 선형, 분지형 및 사이클릭 알킬기를 포함하며, 또한 클로로메틸, 디브로모에틸, 1,3-디시아노프로필, 1,3,5-트리히드록시헥실, 1,3,5-트리플루오로시클로헥실, 1-메톡시-도데실, 페닐프로필 등과 같은 치환된 알킬도 포함한다. 그러나 이러한 명명법과 일치하듯이 기본적인 기의 근본 결착구조를 변경시키는 치환은 이 용어의 범주에 포함되지 않는다. 예를 들면 페닐 고리기를 언급하는 경우 1-히드록시페닐, 2,4-플루오로페닐, 오르소시아노페닐, 1,3,5-트리메톡시페닐 등과 같은 치환은 상기 용어에 포함되지만, 1,1,2,2,3,3-헥사메틸페닐치환은 이러한 치환으로 인해 페닐기의 고리결착구조가 비방향족 형태로 변하므로 허용되지 않는다. 알킬 부분 또는 페닐 부분과 같이 부분(moiety)이란 용어가 사용되는 경우, 이 용어는 화합물이 치환되지 않았음을 나타낸다. 예를 들어, 알킬 부분이라는 용어는 분지형 또는 직쇄형 또는 고리형 중 어느 것이라도 될 수 있는 비치환 알킬 탄화수소만을 나타내는 것이다. 유도체라는 용어가 사용되는 경우, 이 용어는 화합물이 모 물질(parent substance)의 본질적인 요소를 함유하면서 또 다른 화합물로부터 유도되거나 얻어지는 것을 의미한다.
한편, "중심핵"이라는 용어를 사용하여 구조식을 나타내는 경우, 치환으로 인하여, 화학식의 기본적인 결착 구조가 변경(예를 들면, 바람직한 이중 결착이 단일 결착으로 전화되거나 또는 고리기의 개환, 또는 화학식 내에서 설명된 치환기가 분리되는 것 등에 의함)되지 않는 한, 임의의 치환체가 화합물의 화학식에 제공될 수 있다. 따라서, 기(group)라는 용어가 화합물의 중심에 결합되는 치환체를 일컫는 용어인 데에 비하여, 중심핵은 일반적으로 화합물의 중심핵을 일컫는 용어라는 점을 제외하고는, 중심핵은 기본 결착 구조가 변경되지 않는 한도 내에서 치환이 허용된다는 점에서 기와 유사하다.
유기감광체
유기감광체는 예를 들면, 플레이트, 시트, 유연성 벨트, 디스크, 경질 드럼, 또는 경질 드럼과 유연성 드럼 둘레의 시트의 형태일 수 있는데, 유연성 벨트와 경질 드럼이 통상적으로 상업적 구현예에서 사용된다. 유기감광체는 예를 들면, 하나 이상의 층 형태로 도전성 지지체 및 광도전성 요소를 포함할 수 있다. 유기감광체는 일반적으로 고분자 바인더 내에 전하수송 화합물 및 전하발생 화합물을 모두 포함하며, 상기 화합물 들은 동일한 층에 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있다. 이와 유사하게, 전자수송 화합물은 전하발생 화합물과 동일한 층에 존재하거나 또는 존재하지 않을 수 있다. 전자수송 화합물이 전하발생 화합물과 상이한 층에 있다면, 상기 전자수송 화합물은 오버코트 즉, 도전성 지지체의 반대쪽에 존재할 수 있거나 또는 언더코트층 즉, 도전성 지지체와 같이 전하발생층의 동일한 쪽에 존재할 수도 있다. 몇몇 구현예에서, 전자수송 화합물을 포함하는 층은 자외선 안정화제를 추가로 포함할 수 있다.
전하발생 화합물 및 전하수송 화합물에 관하여, 단일층 구조를 갖는 몇몇 구현예에서는, 전하수송 화합물 및 전하발생 화합물이 단일층에 존재한다. 그러나, 다른 구현예에서 광도전 요소는 전하발생층 및 별개의 전하수송층을 특징으로 하는 이중층 구조를 포함한다. 전하발생층은 도전성 지지체와 전하수송층 사이에 개재할 수 있다. 이와 달리, 광도전성 요소는 전하수송층이 도전성 지지체와 전하발생층 사이에 개재하는 구조를 가질 수 있다.
전하발생층 및 전하수송층의 3 가지 기본 구조에 기초하여, 유기감광체의 구조는 전자수송 화합물의 존재에 따라 일반화될 수 있다. 예를 들면, 전자수송 화합물이 전하발생 화합물과 동일한 층에 존재하는 구현예에서 가능한 3 가지 구조가 도1-3에 도시되어 있다. 도1을 참조하면, 유기감광체(100)는 도전성 지지체(102) 및 전하발생 화합물, 전하수송 화합물 및 전자수송 화합물을 포함하는 광도전층(104)을 포함하고 있다. 도2를 참조하면, 유기감광체(110)는 도전성 지지체(112), 전하발생 화합물과 전자수송 화합물을 포함하는 전하발생층(114), 및 전하수송 화합물을 포함하는 전하수송층(116)을 포함하고 있다. 도3을 참조하면, 유기감광체(120)는 도전성 지지체(122), 전하수송 화합물을 포함하는 전하수송층(124) 및 전하발생 화합물과 전자수송 화합물을 포함하는 전하발생층(126)을 포함하고 있다.
전자수송 화합물이 전하발생 화합물과 상이한 층에 존재하는 구현예에 있어서, 도4 및 도5에서 도시된 바와 같이 주로 관심있는 2 개의 구조가 있다. 도4를 참조하면, 유기감광체(130)는 도전성 지지체(132), 전하수송 화합물을 포함하는 전하수송층(134), 전하발생 화합물을 포함하는 전하발생층(136) 및 전자수송 화합물을 포함하는 전자수송층(138)을 포함하고 있다. 도5를 참조하면, 유기감광체(150)는 도전성 지지체(152), 전자수송 화합물을 포함하는 전자수송층(154), 전하발생 화합물을 포함하는 전하발생층(156), 및 전하수송 화합물을 포함하는 전하수송층(158)을 포함하고 있다.
도1-5의 구현예는 전자수송 화합물을 하나의 층에서 가지는 반면, 다층이 전자수송 화합물을 포함할 수도 있다. 특히, 전자수송층 및 전하발생층이 모두 전자수송 화합물을 포함할 수 있다. 게다가, 도1-5에 도시된 유기감광체 구조는 이하 상세히 설명될 언더코트층 및/또는 오버코트층을 더 포함할 수 있다. 또한, 다른 층 상 유기감광체 구조가 도1-5에 도시된 바와 같이 특히 관심이 있는 구현예와 달리 형성될 수 있으며, 이러한 추가 구조는 상이한 층 순서 및/또는 상이한 조성물을 포함하거나 포함하지 않는 형태의 다층을 가질 수 있다.
전기절연성 지지체와 함께, 전도성 지지체는 예를 들면, 유연성 웹 또는 벨트의 형태와 같이 유연성이거나 또는 예를 들면, 드럼 형태와 같이 비유연성일 수 있다. 드럼은 화상 형성 과정 동안에 드럼을 회전시키는 드라이브에 부착되도록 중공 원통형 구조(hollow cylindrical struncture)를 가질 수 있다. 통상적으로, 상기 조합된 지지체는 전기절연성 지지체 및 그 상부에 광도전 물질이 가해지는 도전성 지지체와 같은 도전성 물질의 박층을 포함한다.
전기절연성 지지체는 종이 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리비닐플루오라이드, 폴리스티렌, 이들의 적합한 공중합체, 이들의 혼합물 등과 같은 필름 형성 중합체일 수 있다. 지지성 지지체(supporting substrate)용 중합체의 구체적인 예는 예들 들어 폴리에테르술폰(ICI제품인 StabarTM S-100), 폴리비닐플루오라이드(E.I.DuPont de Nemours & Company 제품인 Tedlar), 폴리비스페놀-A 폴리카보네이트(Mobay Chemical Company제품인 MakrofolTM) 및 비정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트(ICI Americas, Inc. 제품인 MelinarTM)를 포함한다. 일반적으로 코팅층 형태인 도전성 물질은 그래파이트, 분산 카본블랙, 요오드화물, 폴리파이롤과 Calgon conductive polymer 261(펜실베니아주 피츠버그 소재의 Calgon Corporation, Inc. 제품)과 같은 도전성 중합체, 알루미늄, 티타늄, 크롬, 황동(brass), 금, 구리, 팔라듐, 니켈, 스테인레스 스틸 또는 이들의 합금과 같은 금속, 산화주석 또는 산화인듐과 같은 금속산화물 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 특별히 관심이 있는 구현예에서, 도전성 물질은 알루미늄이다. 일반적으로 광도전성 지지체는 바람직한 기계적 안정성을 제공하기에 적합한 두께를 갖는다. 예를 들면 유연성 웹 지지체는 약 0.01 내지 약 1 mm 두께를 가지는 반면, 드럼 지지체는 일반적으로 약 0.5 내지 약 2 mm의 두께를 갖는다.
전하발생 화합물은 염료 또는 안료와 같이 빛을 흡수하여 전하 캐리어를 발생시킬 수 있는 물질이다. 적당한 전하발생 화합물의 비제한적인 예는 무금속(metal-free) 프탈로시아닌류(예를 들면 Sanyo Color Works, Ltd.제품인 CGM-X01), 티타늄 프탈로시아닌, 구리 프탈로시아닌, 옥시티타늄 프탈로시아닌(티타닐 옥시프탈로시아닌이라고도 하며, 전하발생 화합물로서 작용할 수 있는 결정상 및 결정상의 혼합물을 포함함), 히드록시갈륨 프탈로시아닌과 같은 금속 프탈로시아닌류, 스쿠아릴륨(squarylium)계 염료 및 안료, 히드록시-치환된 스쿠아릴륨계 안료, 페릴이미드류, Indofast Double Scarlet, Indofast Violet Lake B, Indofast Brilliant Scarlet 및 Indofast Orange란 상품명으로 Allied Chemical Corporation으로부터 구입할 수 있는 다핵 퀴논류, MonastralTM Red, MonastralTM Violet 및 MonastralTM Red Y 라는 상품명으로 DuPont으로부터 구입할 수 있는 퀴나크리돈류, 페리논류를 포함하는 나프탈렌 1,4,5,8-테트라카르복실산 유도체 안료, 테트라벤조포피린류와 테트라나프탈로포피린류, 인디고계 및 티오인디고계 염료, 벤조티오크산틴(benzothioxanthene) 유도체, 페릴렌 3,4,9,10-테트라카르복실산 유도체 안료, 비스아조-, 트리스아조- 및 테트라키스아조 안료를 포함하는 폴리아조 안료, 폴리메틴계 염료, 퀴나졸린기를 함유한 염료, 3차 아민류, 비정질 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 셀레늄-텔루륨-비소 및 셀레늄-비소, 카드뮴 설포셀레나이드, 카드뮴셀레나이드, 카드뮴 설파이드 및 이들의 혼합물과 같은 셀레늄 합금을 포함한다. 몇몇 구현예에서, 전하발생 화합물은 옥시티타늄 프탈로시아닌(예들 들면, 이들의 임의의 상(phase)), 히드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 이들의 조합물을 포함한다.
전자사진법에 이용할 수 있는 전하수송 화합물에는 여러 종류가 있다. 예를 들면 당해 기술분야에서 알려진 어떤 전하수송 화합물도 본원의 유기감광체 형성에 사용될 수 있다. 적당한 전하수송 화합물로는 피라졸린 유도체, 플루오렌 유도체, 옥사디아졸 유도체, 스틸벤 유도체, 히드라존 유도체, 카바졸 히드라존 유도체, 트리아릴 아민류, 폴리비닐 카바졸, 폴리비닐 피렌, 폴리아세나프틸렌, 또는 2 이상의 히드라존기와, 트리페닐아민과 카바졸, 줄롤리딘(julolidine), 페노티아진(phenothiazine), 페나진, 페녹사진, 페녹사틴(phenoxathiin), 티아졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 디벤조(1,4)디옥신, 티안트렌(thianthrene), 이미다졸, 벤조티아졸, 벤조트리아졸, 벤조옥사졸, 벤즈이미다졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴녹살린, 인돌, 인다졸, 피롤, 퓨린, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아졸, 옥사디아졸, 테트라졸, 티아디아졸, 벤즈이소옥사졸, 벤즈이소티아졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 티오펜, 티아나프텐, 퀴나졸린, 시놀린 또는 이들의 조합과 같은 헤테로사이클류로 이루어지는 군으로부터 선택된 2 이상의 기를 포함하는 다중-히드라존(multi-hydrazone) 화합물을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 구현예에서, 전하수송 화합물은 Mitsubishi Paper Mills사(Tokyo, Japan)로부터 구입할 수 있는 MPCT-10, MPCT-38 및 MPCT-46과 같은 엔아민 스틸벤이다.
적당한 층(들)에 사용되는 적합한 전자수송 조성물은 중합체와의 복합체(composite)내에서는 적당한 전자 이동도를 낳지만 일반적으로 잠재적인 전자 트랩에 적절한 큰 전자 친화도를 갖는다. 몇몇 구현예에서, 상기 전자수송 조성물은 O2보다 작은 환원 포텐셜을 갖는다. 통상적으로, 전하수송 조성물이 일반적으로 산화되기 용이하고 환원되기 곤란한 것에 비하여, 전자수송 조성물은 환원되기 용이하고 산화되기 곤란하다. 몇몇 구현예에서, 전자수송 화합물은 전기장이 없는 실온에서 약 1 ×10-13cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 가지며, 다른 구현예에서는 약 1 ×10-10cm2/Vs 이상의 전자 이동도, 또 다른 구현예에서는 약 1 ×10-8 cm2/Vs 이상의 전자 이동도, 또 다른 구현예에서는 약 1 ×10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는다. 당업자는 상기 명확한 범위 내에서 전자 이동도의 다른 범위를 예상할 수 있으며, 이는 본원의 개시 내용에 포함된다는 것을 알 수 있을 것이다.
본원에서 설명된 전자수송 화합물은 이하 설명될 플루오란 화합물일 수 있다. 하나 이상의 플루오란 화합물은 전자수송 화합물로서의 선택된 광도전체층에서 사용될 수 있거나, 또는 플루오란 화합물이 아닌 다른 전자수송 화합물과 조합되어 사용될 수 있다. 플루오란 화합물이 아닌 다른 전자수송 화합물의 비제한적인 예는 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, 4H-티오피란-1,1-디옥사이드 및 4-디시아노메틸렌-2,6-디페닐-4H-티오피란-1,1-디옥사이드, 4-디시아노메틸렌-2,6-디-m-톨릴-4H-티오피란-1,1-디옥사이드 및 4H-1,1-디옥소-2-(p-이소프로필페닐)-6-페닐-4-(디시아노메틸리덴)티오피란과 4H-1,1-디옥소-2-(p-이소프로필페닐)-6-(2-티에닐)-4-(디시아노메틸리덴)티오피란과 같은 비대칭 치환된 2,6-디아릴-4H-티오피란-1,1-디옥사이드와 같은 4H-티오피란-1,1-디옥사이드의 유도체, 포스파-2,5-시클로헥사디엔의 유도체, (4-n-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-페네톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴, (4-카비톡시-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴과 디에틸(4-n-부톡시카르보닐-2,7-디니트로-9-플루오레닐리덴)-말로네이트와 같은 (알콕시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 유도체, 11, 11, 12, 12-테트라시아노-2-알킬안트라퀴노디메탄과 11, 11-디시아노-12,12-비스(에톡시카르보닐)안트라퀴노디메탄과 같은 안트라퀴노디메탄 유도체, 1-클로로-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디클로로-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌]안트론, 1,8-디히드록시-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌]안트론과 1-시아노-10-[비스(에톡시카르보닐)메틸렌)안트론과 같은 안트론 유도체, 7-니트로-2-아자-9-플루오레닐리덴말로노니트릴, 디페노퀴논 유도체, 벤조퀴논 유도체, 나프토퀴논 유도체, 퀴닌 유도체, 테트라시아노에틸렌시아노에틸렌, 2,4,8-트리니트로티오크산톤, 디니트로벤젠 유도체, 디니트로안트라센 유도체, 디니트로아크리딘 유도체, 니트로안트라퀴논 유도체, 디니트로안트라퀴논유도체, 무수 숙신산, 무수 말레산, 디브로모말레산 무수물, 피렌 유도체, 카바졸 유도체, 히드라존 유도체, N,N-디알킬아닐린 유도체, 디페닐아민 유도체, 트리페닐아민 유도체, 트리페닐메탄 유도체, 테트라시아노퀴논 디메탄, 2,4,5,7-테트라니트로-9-플루오레논, 2,4,7-트리니트로-9-디시아노메틸렌 플루오레논, 2,4,5,7-테트라니트로크산톤 유도체 및 2,4,8-트리니트로티오크산톤 유도체 및 이들의 조합물을 포함한다.
전자수송 화합물 및 UV 안정화제는 광도전체 내에서 전자가 바람직하게 이동할 수 있도록 상승적 관계를 가질 수 있다. UV 안정화제의 존재로 인하여 전자수송 화합물의 전자수송 특성이 변경되어 복합체의 전자수송능이 개선된다. UV 안정화제는 자유 라디칼을 트래핑하는 자외선 흡수제 또는 자외선 억제제일 수 있다.
UV 흡수제는 자외선을 흡수하여 이를 열로서 소산시킬 수 있다. UV 억제제는 자외선에 의하여 발생되는 자유 라디칼을 트래핑하는 것으로 생각되며, 상기 자유 라디칼을 트래핑한 다음 에너지 소산과 함께 활성 안정화제 부분을 재생할 수 있다. UV 안정화제가 전자수송 화합물과 상승작용을 일으켜서 유기감광체가 사용되는 동안 전기장에 의하여 생성된 반응 경로를 따라서 전자를 전도하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, UV 안정화 능력은 시간 경과에 따른 유기감광체의 열화를 감소시키는데 더욱 유리할 수 있지만, UV 안정화제의 특별한 장점은 UV 안정화 능력은 아니다. 이론에 제한되는 것을 원하는 것은 아니지만, UV 안정화제로 인한 상승작용은 화합물의 전자 특성(electronic property)과 관련될 수 있는데, 이는 UV 안정화 작용에 기여하며, 또한 전자 수송 화합물과 조합되어 전자 전도 경로를 확립하는데 기여하게 된다. 특히, 개선된 유기감광체는 사이클링 동안 더욱 안정한 수용전압 Vacc를 나타낸다. 전자수송 화합물과 UV 안정화제를 모두 포함하는 층을 구비한 유기감광체의 개선된 상승 작용은, "광 안정화제를 포함하는 유기감광체 (Organophotoreceptor With A Light Stabilizer)"라는 표제 하에 2002년 4월 28일 자로 출원되어 계류 중인 미국 출원 제10/425,333호에 상세히 설명되어 있으며, 이 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
적당한 광 안정화제의 비제한적인 예는 Tinuvin 144 및 Tinuvin 292(NY, Terrytown, Ciba Specialty Chemicals 제품)와 같은 힌더드(hindered) 트리알킬아민류, Tinuvin 123(Ciba Specialty Chemicals 제품)와 같은 힌더드 알콕시디알킬아민류, Tinuvan 328, Tinuvin 900 및 Tinuvin 928(Ciba Specialty Chemicals 제품)과 같은 벤조트리아졸류, Sanduvor 3041(N.C., Charlotte, Clariant Corp.제품)과 같은 벤조페논류, Arbestab(영국, West Midlands, Robinson Brothers Ltd.제품)과 같은 니켈 화합물, 살리실레이트류, 시아노신나메이트류, 벤질리덴 말로네이트류, 벤조에이트류, Sanduvor VSU(N.C., Charlotte, Clariant Corp.제품)와 같은 옥사닐라이드류, Cyagard UV-1164(N.J., Cytec Industries Inc. 제품)과 같은 트리아진류, Luchem(NY, Buffalo, Atochem North America 제품)과 같은 입체 힌더드 고분자 아민류을 포함한다. 몇몇 구현예에서, 상기 광 안정화제는 하기 화학식을 갖는 힌더드 트리알킬아민류로 이루어진 군으로부터 선택된다.:
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상기 화학식 중, R1, R2, R3, R4, R6, R 7, R8, R10, R11, R12, R13,R 14, R15는 독립적으로 수소, 알킬기 또는 에스테르 또는 에테르기이고; R5, R9, 및 R16 는 독립적으로 알킬기이며; X는 m이 2 내지 20인 -O-CO-(CH2)m-CO-O-로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기이다.
유기감광체의 임의의 특정 층에 사용될 고분자 바인더는 전자수송 조성물, 전하수송 화합물, 전하발생 화합물 및 UV 안정화제 화합물과 같은 기능성 화합물을 통상적으로 분산 또는 용해시킬 수 있다. 적당한 고분자 바인더의 예는 일반적으로 폴리스티렌-co-부타디엔, 폴리스티렌-co-아크릴로니트릴, 개질 아크릴계 중합체, 폴리비닐아세테이트, 스티렌-알키드 수지, 소야(soya)-알킬 수지, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리아크릴산, 폴리아크릴레이트류, 폴리메타크릴레이트류, 스티렌 중합체, 폴리비닐부티랄, 알키드 수지, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리케톤, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리실록산, 폴리(히드록시에테르) 수지, 폴리히드록시스티렌 수지, 노볼락, 폴리(페닐글리시딜에테르)-co-디시클로펜타디엔, 전술한 중합체에 사용된 단량체의 공중합체 및 그 조합물을 포함한다. 특히 관심있는 몇가지 구현예에서, 상기 바인더는 폴리카보네이트, 폴리비닐부티랄 및 이들의 조합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 적당한 폴리카보네이트 바인더의 예는 비스페놀-A로부터 유도된 폴리카보네이트 A, 시클로헥실리덴 비스페놀로부터 유도된 폴리카보네이트 Z, 메틸비스페놀 A로부터 유도된 폴리카보네이트 C 및 폴리에스테르카보네이트를 포함한다. 적당한 폴리비닐부티랄의 예로는 일본 Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품인 BX-1과 BX-5가 있다. 이형층용 중합체로는 예를 들면 플루오르화 중합체, 실록산 중합체, 플루오로실리콘 중합체, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸메타크릴레이트-co-메타크릴산), 우레탄 수지, 우레탄-에폭시 수지, 아크릴레이티드 우레탄 수지, 우레탄-아크릴 수지, 이들의 가교된 중합체 또는 이들의 조합이 바람직하다.
상기 하나 이상의 층에 사용될 적당한 선택적 첨가제는 예를 들면, 산화방지제, 커플링제, 분산제, 경화제, 계면활성제 및 이들의 조합물을 포함한다.
상기 전체의 광도전성 요소는 통상적으로 약 10 내지 약 45 미크론의 두께를 갖는다. 별개의 전하발생층과 별개의 전하수송층을 가지는 이중층 구현예에서, 전하발생층의 두께는 일반적으로 약 0.5 내지 약 2미크론이고, 전하수송층의 두께는 약 5 내지 약 35미크론이다. 전하수송 화합물과 전하발생 화합물이 단일층에 있는 구현예에서 전하발생 화합물과 전하수송 조성물을 갖는 층의 두께는 일반적으로 약 7 내지 약 30미크론이다. 분리된 전자수송층이 있는 구현예의 경우, 전자수송층의 평균 두께는 약 0.5 내지 약 10미크론이고 다른 구현예에서는 약 1 내지 약 3미크론이다. 통상적으로, 전자수송 오버코트층은 기계적 내마찰성을 증가시킬 수 있고 캐리어 액체 및 대기 중 습기에 대한 저항성을 증가시키며 코로나 가스에 의한 광도전체 열화를 감소시킨다. 당업자는 전술한 명확한 범위 내에서 다른 범위의 두께가 예상될 수 있으며, 이는 본 발명의 개시 내용에 포함된다는 것을 인정할 것이다.
전하발생층 및 전하수송층이 분리되어 있는 이중층 구현예에서, 전하발생층은 일반적으로 전하발생층 중량 기준으로 약 10 내지 약 90중량%, 다른 구현예에서는 약 15 내지 80중량%, 그리고 또 다른 일부 구현예에서는 약 20 내지 약 75중량%의 바인더를 포함한다. 전하발생층 중의 선택적 전자수송 화합물의 함량은, 존재하는 경우, 통상적으로 전하발생층 중량 기준으로 약 2.5중량% 이상, 다른 구현예에서는 약 4 내지 30 중량%, 그리고 또 다른 구현예에서는 약 10 내지 25 중량%일 수 있다. 전하수송층은 일반적으로 약 30중량% 내지 약 70중량%의 바인더를 포함한다. 당업자는 상기 명시된 범위 내에서 이중층 구현예에 대한 다른 바인더 농도 범위가 예상될 수 있고, 이는 본 발명의 개시 범위 내에 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
전하발생 화합물 및 전하수송 화합물을 갖는 단일층 구현예에 있어서, 광도전층은 일반적으로 바인더, 전하수송 화합물 및 전하발생 화합물을 포함한다. 전하발생 화합물은 광도전층 중량 기준으로 약 0.05 내지 약 25중량%, 다른 구현예에서는 약 2 내지 약 15중량%의 양일 수 있다. 전하수송 화합물은 광도전층 중량 기준으로 약 25 내지 약 65 중량%이고, 다른 구현예에서 약 30 내지 약 60중량%의 양이고, 또 다른 구현예에서는 약 35 내지 55 중량%이며, 광도전층의 나머지는 바인더 및 종래의 첨가제와 같은 임의의 첨가제를 선택적으로 포함한다. 전하수송 조성물과 전하발생 화합물을 갖는 단일층은 일반적으로 약 10 내지 약 75중량%, 다른 구현예에서 약 20 내지 약 60중량%, 또 다른 구현예에서는 약 25 내지 50중량%의 바인더를 포함한다. 선택적으로, 전하발생 화합물과 전하수송 화합물을 포함하는 층은 전자수송 화합물을 포함할 수 있다. 상기 선택적 전자수송 화합물의 함량은, 존재하는 경우, 일반적으로 광도전층 중량 기준으로 약 2.5중량% 이상이고, 다른 구현예에서는 약 4 내지 약 30중량% 이며, 또 다른 구현예에서는 약 10 내지 약 25중량%일 수 있다. 당업자는 상기 층에 대하여 명시된 조성비 범위 내에서 다른 조성비 범위가 예상될 수 있고, 이는 본 발명의 개시 범위 내에 포함된다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
전자수송층은 일반적으로 전자수송 화합물, 바인더 및 선택적 UV 안정화제를 포함할 수 있다. 전자수송 화합물을 포함하는 오버코트층은 Zhu 등에 의하여 "전자수송층을 포함하는 유기감광체(Organophotoreceptor With An Electron Transport Layer)"란 표제로 출원되어 계류 중인 미국 출원 제 10/396,536호에 더욱 상세하게 설명되어 있으며, 이 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합되어 있다. 예를 들면, 전술된 전자수송 화합물은 여기에서 설명된 감광체의 이형층에 사용될 수 있다. 전자수송층 내의 전자수송 화합물의 함량은 전자수송층 중량 기준으로 약 10 내지 50 중량%이고, 다른 구현예에서는 약 20 내지 40 중량%일 수 있다. 당업자는 상기 명시된 범위 내에서 다른 범위가 예상될 수 있으며, 이는 본 발명의 개시 범위 내에 포함된다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
상기 광도전체의 하나 이상의 적합한 층의 각각에 있는 상기 UV 안정화제의 함량은 그 특정 층의 중량 기준으로 일반적으로 약 0.5 내지 25중량%이고, 다른 구현예에서는 약 1 내지 10중량%이다.
광도전성 요소는 딥 코팅, 스프레이 코팅, 압출 성형 등과 같은 적절한 종래 기술에 따라 형성될 수 있다. 당업자는 상기 명시된 범위 내의 다른 조성 및 두께 범위도 예상될 수 있으며, 이는 본 발명의 개시 범위 내에 포함된다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
상기 감광체는 또한 선택적으로 부가층을 갖는다. 이러한 부가층은 예를 들면 하부층 및/또는 부가적인 오버코트층일 수 있다. 하부층은 전하 장벽층이고 도전성 지지체와 광도전 요소 사이에 위치할 수 있다. 하부층은 도전성 지지체와 광도전 요소 사이의 접착력을 개선시킬 수도 있다.
오버코트층은 예를 들면, 장벽층(barrier layer), 이형층(release layer), 보호층(protective layer) 및 접착층일 수 있다. 오버코트층과 관련하여, 감광체는 전자수송 조성물을 포함하는 복수의 오버코트층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이형층 또는 보호층은 전자수송 화합물을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같은 하나 이상의 전자수송 화합물은 이형층 또는 보호층에 사용될 수 있다.
이형층 또는 보호층에 포함된 전자수송 화합물의 함량은 일반적으로 이형층 또는 보호층의 중량 기준으로 약 2 내지 50중량%이고, 다른 구현예에서는 약 10 내지 40중량%일 수 있다. 당업자는 상기 명시된 조성비 범위 내에서 다른 조성비 범위가 고려될 수 있고, 이는 본 발명의 개시 범위 내에 포함된다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 오버코트층은 전자수송 조성물을 갖거나 갖지 않을 수 있지만, 각 오버코트층(다른 오버코트층에서와 동일한 조성물이거나 아닐 수 있음)에 전자수송 조성물이 존재하면 전하발생층과 표면사이에 연속적인 도전성을 제공할 수 있고, 이것이 유기감광체의 성능을 개선시킬 수 있다.
이형층 또는 보호층은 광도전체층의 최상층을 형성한다. 이형층은 예를 들면, 토너 전사가 정전기력 또는 자기력에 의하여 용이하지 않은 경우, 유기감광체로부터 벨트 또는 드럼과 같은 중간 전사 매체 또는 종이와 같은 수용 매체로 토너의 전사를 용이하게 하는 상부층이다. 이형층은 유기감광체로부터 토너가 전사되는 매체의 표면 에너지보다 낮은 표면 에너지를 가질 수 있다. 장벽층은 이형층과 광도전 요소 사이에 위치할 수 있거나 또는 광전도성 요소를 오버코트하는데 사용될 수 있다. 장벽층은 그 밑에 위치하는 층(underlayers)에 내마모성 및 내용매성을 제공한다. 보호층은 그 밑에 위치하는 층에 내마모성 및 내용매성을 제공하는 상부층이다. 접착층은 전하발생층과 오버코트층 사이 또는 2개의 오버코트층 사이에 위치하여 이들의 접착력을 개선시킨다.
적당한 장벽층은 예를 들어 가교결착성 실록사놀-콜로이드성 실리카 코팅과 히드록실화 실세스퀴녹산-콜로이드성 실리카 코팅과 같은 코팅과, 폴리비닐알콜, 메틸비닐 에테르/말레산무수물 공중합체, 카제인, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리아크릴산, 젤라틴, 녹말, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리카보네이트, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세토아세탈, 폴리비닐포르말, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트류, 폴리비닐카바졸류, 상기한 중합체에 사용된 단량체의 공중합체, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/비닐알코올 터폴리머, 비닐클로라이드/비닐아세테이트/말레산 터폴리머, 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드/비닐리덴 클로라이드 공중합체, 셀룰로오스 중합체 및 이들의 혼합물과 같은 유기 바인더를 포함한다. 상기 장벽층 중합체는 선택적으로 퓸드 실리카, 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 또는 이들의 조합물과 같은 작은 무기입자를 선택적으로 함유할 수도 있다. 장벽층은 "유기 중합체 및 실리카를 포함하는 광도전체 요소용 장벽층(Barrier Layer For Photoconductor Elements Comprising An Organic Polymer And Silica)"이라는 표제 하의 Woo 등의 미국 특허 제 6,001,522호에 상세히 기술되어 있으며, 이러한 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
이형층 탑코트(topcoat)는 예를 들어, 당해 기술분야에서 공지된 모든 이형층 조성물을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 이형층은 플루오르화 중합체, 실록산 중합체, 플루오로실리콘 중합체, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-co-메타크릴산), 우레탄 수지, 우레탄-에폭시 수지, 아크릴레이티드-우레탄 수지, 우레탄-아크릴 수지 또는 이들의 조합물을 포함한다. 이형층은 가교결합된 중합체를 포함할 수도 있다.
보호층은 유기감광체를 화학적 열화 또는 물리적 열화로부터 보호한다. 보호층은 예를 들면, 당업계에 공지된 임의의 보호층용 조성물을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 보호층은 플루오르화 중합체, 실록산 중합체, 플루오로실리콘 중합체, 폴리실란, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트-co-메타크릴산), 우레탄 수지, 우레탄-에폭시 수지, 아크릴레이티드-우레탄 수지, 우레탄-아크릴 수지, 또는 이들의 조합물이다. 몇몇 구현예에서, 보호층은 가교결합된 중합체를 포함한다.
일반적으로, 접착층은 일반적으로 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐피롤리돈, 폴리우레탄, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리(히드록시아미노에테르) 등과 같은 필름 형성용 중합체를 포함한다. 오버코트층은 "습식 전자사진법용 유기 감광체(Organic Photoreceptor For Liquid Electrophotograpy)"라는 표제의 Ackley 등의 미국 특허 제6,180,305호에 상세히 설명되어 있으며, 이 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
하부층(sublayers)은 예를 들면 폴리비닐부티랄, 유기실란류, 가수분해성 실란류, 에폭시계 수지, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 실리콘류 등을 포함한다. 몇몇 구현예에서, 상기 하부층은 약 20 내지 약 2000Å의 건조 두께를 갖는다. 금속 산화물 도전성 입자를 함유한 하부층은 두께가 1 - 25 미크론일 수 있다. 당업자는 상기 명시된 범위 내에서 다른 조성비 및 두께가 고려될 수 있으며, 이는 본 발명의 개시 범위에 포함된다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
본원에 기재된 유기감광체는 예를 들면 당해 기술분야에서 공지된 건식 또는 습식 토너를 포함하는 건식 또는 습식 토너현상법의 화상 형성 공정에 사용되기 적당하다. 습식토너현상법은 고해상도의 화상을 제공하므로 바람직하다. 적당한 습식토너의 예는 당해 기술분야에서 공지되어 있다. 습식토너는 일반적으로 캐리어 액체에 분산된 토너 입자를 포함한다. 토너 입자는 일반적으로 착색제/안료, 수지 바인더 및/또는 전하 디렉터를 포함할 수 있다. 습식토너의 몇몇 구현예에서, 수지 대 안료의 비율은 2:1 내지 10:1이고, 다른 구현예에서는 4:1 내지 8:1일 수 있다. 습식 토너는 "안정한 유기졸을 함유하는 습식 잉크(Liquid Inks Comprising A Stable Organosol)"라는 표제로 공개된 미국특허출원 제2002/0128349호, "처리된 착색제 입자를 포함하는 습식 잉크(Liquid Inks Comprising Treated Colorant Particles)"라는 표제로 공개된 미국특허출원 제2002/0086916호 및 "습식 전자사진법용 상 변환 현상제(Phase Change Developer For Liquid Electrophotography)"라는 표제로 공개된 미국 특허 출원 제2002/0197552호에 상세히 기술되어 있으며, 이들 모두의 내용은 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.
플루오란계 전자수송 화합물
전술한 바와 같은 유기감광체는 하기 화학식(1)의 중심핵을 포함하는 일반식을 갖는 전자수송 화합물을 포함한다.
[화학식 4]
상기 화학식(1)의 화합물은 플루오란이며, 이 화합물의 유도체를 플루오란 화합물이라고 한다. 화학식(1)에 도시된 중심핵에 관하여, 이 중심핵 상에서 임의의 치환이 자유롭게 이루어져 다양한 플루오란 화합물을 형성할 수 있다. 특정 개질을 일으킨다고 업계에 공지되어 있는 치환을 포함하는 플루오란 구조에 대한 다양한 치환의 결과, 이동도, 용해도, 안정성, 흡수도, 분산도 등과 같은 화합물 특성에 다양한 물리적 효과가 실질적으로 일어날 수 있다.
일반적으로, 화학식(1)의 플루오란 화합물은 중심핵의 결착 구조를 변경시키지 않으면서 12개의 고리 위치 중 어떤 위치에서도 치환될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 특정 플루오란 화합물을 나타내는 하부 화학식은 예를 들면, 하기 화학식(2)로 나타내어 지는 플루오란 화합물을 포함한다.
[화학식 5]
상기 화학식(2)에서, R1, R2, R3, R4, R5, R 6, R6, 및 R8은 독립적으로 -NR9R10, -OR11, 알킬, 아릴, 할로겐, -CO2R12, 수소 또는 사이클릭 고리 또는 폴리사이클릭 고리의 일부이고, R9, R19, R11, 및 R12 는 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기이다.
"하기 화학식의 중심핵을 포함하는"이라는 용어로서 플루오란 화합물을 지칭하는 경우, 그 지칭된 화합물 또는 치환기는 상기 화학식의 고리 그룹 또는 다른 두드러진 결합 구조의 화학적 특성을 실질적으로 변경시키지 않는 임의의 치환기를 포함할 수 있다. 예를 들어, "플루오란 고리의 중심핵을 포함하는"이라는 용어는 플루오란 고리 상의 수소 원자를 장쇄 지방산기로 대체하는 것은 포함하지만, 플루오란 고리의 이중 결합이 포화됨으로써 방향족성이 제거되 상기 고리의 변경은 포함하지 않는 것이다. 예를 들면, "하기 화학식의 중심핵을 포함하는"이라는 용어는
의 인용 고리 구조를 갖는 모든 화합물을 포함한다. 마찬가지로 상기 방향족 고리는 위에 도시된 내부 결합 구조를 변경시키지 않는 모든 치환리를 가질 수 있다. 탄소 원자와 산소 원자 사이의 이중 결착 또한 탄소 원자와 산소 원자의 부가적 치환에 의하여 제거되지 않거나 또는 단일 결합으로 전환될 수 없다. 이러한 개시 내용은 이들 고리가 전술한 바와 같이 치환될 수 있다고 개시하고 또 이렇게 실시될 수 있다는 것이며, 상기 예시는 상기 비치환된 물질만으로 개시 내용을 제한하려는 것은 아니다. 적당한 위치에 치환기를 포함하는 적당한 시약을 제공하는 것만으로도, 치환된 최종 생성물은 상기 시약과 생성물에 적합하게 선택된 조건 및/또는 용매의 적절한 변경에 의하여 본질적으로 동일한 화학 반응에 제공될 수 있다.
본 발명의 일반식의 범위 내에서 적당한 전하수송 화합물의 특정한 비제한적인 예는 하기와 같은 구조를 갖는다.
[화학식 6]
상기 화학식(3)는 플루오레신(florescein)으로 공지되어 있다.
플루오란 화합물 외의 다른 전자수송 화합물이 사용가능하지만, 특정 전자수송 화합물은 하나 이상의 다양한 전자사진법에 활용되는 경우 불리할 수 있다. 따라서, 다른 전자수송 화합물이 전자사진법 응용의 다양한 요구 조건을 충족시킬 필요성이 항상 존재한다.
플루오란 화합물의 제조에 관하여, 몇몇 화합물은 기록 재료에서의 유용성 때문에 상업적으로 입수가능하다. 예를 들면, 화합물 (3) 및 (4)는 상업적으로 입수가능하며, 이외의 화합물은 하기 실시예에서 설명된다. 또한, 다른 플루오란 화합물의 합성은 입수가능한 문헌에 설명되어 있다. 다양한 플루오란 화합물의 대표적 합성법은 예를 들면, "압력에 민감한 플루오란 유도체 복사지(Pressure Sensitive Fluoran Derivative Copying Papper)"라는 표제로 출원된 Kimura 등의 미국 특허 제3,514,310호, "니트로- 및 아미노-치환된 플루오란(Nitro- And Amino-Substituted Fluorans)"이라는 표제로 출원된 Lin 등의 미국 특허 제3,624,107호, "열감지 기록 재료(Heat Sensitive Recording Material)"라는 표제로 출원된 Futaki 등의 미국 특허 제3,825,432호, "디벤질아미노 플루오란 화합물(Dibenzylamino Fluoran Compounds)"라는 표제로 출원된 Terayama 등의 미국 특허 제3,839,361호, "발색성 플루오란 유도체 및 이의 제조 방법 및 이의 용도(Chromogenic Fluoran Derivatives And The Preparation And Use Thereof)"라는 표제로 출원된 Yahagi 등의 미국 특허 제3,959,571호, "플루오란 발색제 혼합물 및 기록용 재료에서의 이의 용도(Fluoran Color Former Mixture And Use Thereof In Recording Material)"라는 표제로 출원된 Zink 등의 미국 특허 제5,149,689호 및 "플루오란 발색제(Fluoran Color Formers)"라는 표제로 출원된 Zink 등의 미국 특허 제5,395,948호 및 "결정성 플루오란 화합물(Crystalline Fluoran Compound)"이라는 표제로 출원된 Zink 등의 미국 특허 제6,071,853호에 설명되어 있으며, 이들 모두는 인용에 의하여 본 발명의 명세서에 통합된다.
유기감광체(OPR) 제조 방법
편리하게, 광도전 요소는 유기 용매 중에 전하발생 화합물, 전하수송 화합물, 광 안정화제, 전자수송 화합물 및/또는 고분자 바인더와 같은 구성 성분을 분산시키거나 용해시켜, 이 분산물 및/또는 용액을 각각 그 밑의 층에 코팅한 다음 이를 건조시켜, 제조할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 상기 성분은, 고전단 균질화 방법, 볼-밀링, 분쇄형 밀링, 고에너지 비드(샌드) 밀링 또는 분산물 제조를 위하여 입자 크기를 감소시키는데 사용되는 것으로 당업계에 공지된 기타 크기 감소 공정 또는 수단으로 분산될 수 있다. 상기 코팅은 당업자에게 공지되어 있는 것들을 포함하여 예를 들면 나이프 코팅, 압출(extrusion), 딥 코팅 또는 다른 적당한 코팅방법으로 가해질 수 있다. 몇몇 구현예에서, 복수의 층은 차례대로 코팅된다. 이러한 층은 후속 층의 도포 전에 건조될 수 있다. 몇몇 특별한 실시예가 이하에 개시된다.
하기 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
[실시예]
하기 실시예에서, 전자수송 물질이 합체되어 있는 유기감광체를 제조하였다. 비교예에서는, (4-n-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴을 전자수송 화합물로 사용하였다. 비교예에서 사용된 전자수송 물질의 합성 방법은 다음과 같다.
(4-n-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로니트릴의 제조
농축 황산 460g(WI, Milwaukee, Sigma-Aldrich 제품, 4.7 몰, 분석급)과 디펜산(diphenic acid) 100g(0.41몰,미국 일리노이주, Hanover Park, Acros Fisher Scientific Company Inc.제품)을 온도계, 기계적 교반기 및 환류 컨덴서가 구비된 1리터 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 가열 맨틀을 사용하여 상기 플라스크를 135-145℃로 12분동안 가열한 다음 실온으로 냉각시켰다. 실온으로 냉각시킨 후, 상기 용액을 3 리터의 물을 함유한 4리터 어렌마이어(Erlenmeyer) 플라스크에 첨가하였다. 상기 혼합물을 기계적으로 교반하고 1시간동안 완만하게 가열하였다. 황색고체를 고온에서 여과한 다음 세척수의 pH가 중성이 될 때까지 뜨거운 물로 세척하였다. 상기 고체를 공기중에서 하룻밤동안 건조시켰다. 상기 황색 고체는 융점이 223-224℃인 플루오레논-4-카르복실산(75g, 80% 수율)이었다. 플루오레논-4-카르복실산의 1H-NMR 스펙트럼을 d6-DMSO를 용매로 하여 Bruker Instrument사의 300MHz NMR로 얻었다. 피크는 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 발견되었는데, 여기서 d는 이중선, t는 삼중선, m은 다중선이고; dd는 복 이중선(double doublet), q는 오중선이다.
480g(6.5몰)의 n-부탄올(미국 일리노이주, Hanover Park, Fisher Scientific Company Inc. 제품), 1000ml의 톨루엔 및 4ml의 농축 황산과 함께 상기 방법으로 제조한 70g(0.312몰)의 플루오레논-4-카르복실산을 기계적 교반기와 딘 스탁(Dean Stark) 장치가 있는 환류 컨덴서가 구비된 2리터 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 상기 용액을 격렬히 교반하고 환류하면서, 5시간동안 환류하였으며, 그 동안에 약 6g의 물이 딘 스탁 장치에 수집되었다. 이후 상기 플라스크를 실온으로 냉각시켰다. 상기 용매를 증발시키고, 잔류물을 4리터의 3% 중탄산나트륨(sodium bicarbonate) 수용액에 교반하면서 첨가하였다. 고체를 여과한 다음 세척액의 pH가 중성이 될 때까지 물로 세척하고 후드에서 하룻밤동안 건조시켰다. 상기 생성물은 n-부틸 플루오레논-4-카르복실레이트 에스테르(70g, 80 %수율)였다. n-부틸 플루오레논-4-카르복실레이트 에스테르의 1H-NMR 스펙트럼은 Bruker Instrument사 제품인 300MHz NMR로 CDCl3에서 얻었다. 피크(ppm)는 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 얻었다.
750ml의 순수 메탄올, 37g(0.55몰)의 말로노니트릴(미국 위스콘신주, Milwaukee, Sigma-Aldrich 제품), 20 방울의 피페리딘(미국 위스콘신주, Milwaukee, Sigma-Aldrich 제품)과 함께 상기 방법에 따라 제조한 70g(0.25몰)의 n-부틸 플루오레논-4-카르복실레이트 에스테르를 기계적 교반기와 환류 컨덴서를 구비한 2리터 3구 둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 상기 용액을 8시간동안 환류한 다음 상기 플라스크를 실온으로 냉각시켰다. 오렌지색의 조생성물을 여과한 다음 70ml의 메탄올로 2회 및 150ml의 물로 1회 세척한 다음 후드에서 하룻밤동안 건조시켰다. 상기 오렌지색 조생성물을 활성탄을 사용하여 600ml의 아세톤과 300ml의 메탄올 혼합물로 재결정하였다. 상기 플라스크를 0 ℃에서 16시간동안 두었다. 결정을 여과하고 50℃의 진공 오븐에서 6시간 동안 건조시켜 60g의 순수한 (4-n-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴을 얻었다. 융점은 99-100℃였다. (4-n-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴의 1H-NMR 스펙트럼은 Bruker Instrument 사의 300MHz NMR로 CDCl3에서 얻었다. 피크(ppm)는 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 얻었다.
실시예 1 - 유기감광체의 제조
본 실시예는 플루오란 화합물을 포함하는 10 개의 유기감광체 및 비교 전자수송 화합물을 이용하여 제조된 1 개의 비교 유기감광체의 제조에 대하여 설명한다.
유기감광체의 제조에 있어서, 플루오란 화합물은 모두 상업적으로 입수되었다. 특히, 화합물(3)(플루오레신) 및 화합물(4)(Rhodamine B base)는 미국 위스콘신주, Milwaukee, Aldrich Chemicals Co.로부터 공급된 것이었다. 화합물(5)(Pergascript Orange I-G, 아미노플루오란), 화합물(6)(Pergascript Green I-2GN, 디아미노플루오란), 화합물(7)(Pergascript Black I-R, 디아미노플루오란) 및 화합물(8)(Pergascript Black I-2R, 디아미노플루오란)은 미국 노스캐롤라이나, High Point, P.O. Box 2444, Ciba Specialty Chemicals Corporation으로부터 공급된 것이었다. 모든 화합물은 공급업체로부터 공급받은 후 추가 정제없이 사용하였다.
비교 샘플 A
비교 샘플 A는 증기-코팅된 알루미늄층을 구비하는 두께 76.2미크론(3mil)의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (4-n-부톡시카르보닐-9-플루오레닐리덴)말로노니트릴 2.4g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical 제품, BX-1) 7.65g을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합시킨 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 용액을 코팅시킨 후 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 1
샘플 1은 증기-코팅된 알루미늄층을 구비한 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 3) 2.4g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 2
샘플 2는 증기-코팅된 알루미늄층을 구비한 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 4) 2.4g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 3
샘플 3은 증기-코팅된 알루미늄층을 구비한 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 5) 2.4g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 4
샘플 4는 증기-코팅된 알루미늄층을 구비한 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 6) 2.4g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 5
샘플 5는 증기-코팅된 알루미늄층을 구비한 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 7) 2.4g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 6
샘플 6은 증기-코팅된 알루미늄층을 구비한 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 8) 2.4g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 7
샘플 7은 증기-코팅된 알루미늄층을 구비한 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 6) 1.2g, 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 8) 1.2g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 8
샘플 8은 증기-코팅된 알루미늄층이 있는 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 7) 0.72g, 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 8) 1.68g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
샘플 9
샘플 9는 증기-코팅된 알루미늄층이 있는 76.2미크론(3mil)두께의 폴리에스테르 지지체(미국 버지니아주, Martinsville, CP Films 제품)를 갖는 단일층 유기감광체였다. 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 7) 1.68g, 테트라하이드로퓨란 중 20중량%의 (Compound 8) 0.72g, 테트라하이드로퓨란 중 25중량%의 MPCP-10(Japan, Tokyo, Mitsubishi Paper Mills 제품, 전하수송 물질) 6.66g, 테트라하이드로퓨란 중 12중량%의 폴리비닐부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical Co. Ltd. 제품, BX-1) 7.65g 을 미리 혼합하여 상기 단일층 유기감광체용 코팅 조성물을 준비하였다. 티타닐 옥시프탈로시아닌 및 폴리비닐 부티랄 수지(Japan, Sekisui Chemical CO. 제품, BX-5)가 2.3:1의 중량비로 함유되어 있는 19중량%의 CGM 밀-베이스 0.74g을 상기 혼합물에 첨가하였다. 상기 CGM 밀-베이스는 651g의 메틸에틸케톤 중에서 112.7g의 티타닐 옥시프탈로시아닌(미국 플로리다주, Jupiter, H.W.Sands Corp. 제품) 및 49g의 폴리비닐부티랄 수지(BX-5)를 수평 샌드 밀(미국 펜실베니아주, Exton, Netzsch Incorporated 제품, 모델명 LMC12 DCMS)상에서 1미크론 크기의 지르콘 비드로 4 시간 동안 반복 모드로 밀링시켜 얻은 것이었다. 상기 단일층 코팅 용액을 약 1시간 동안 기계적 교반기 상에서 혼합한 다음, 전술한 바와 같은 지지체 상에 갭 간격이 94미크론인 나이프 코팅기로 상기 조성물 용액을 코팅시키고 110℃의 오븐에서 5분동안 건조시켰다.
실시예 2 -유기감광체의 정전기적 시험 및 성능
본 실시예는 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조된 유기감광체 샘플에 대한 정전기적 시험 결과를 제공한다.
본원에서 설명된 플루오란 화합물이 포함된 유기감광체의 정전기적 사이클링 성능은 본 출원인의 연구소 내에서 고안되고 개발되었으며, 예를 들면 직경 160mm 드럼 둘레에 감겨진 샘플 스트립을 시험할 수 있는 테스트 베드를 사용하여 측정될 수 있다. 이러한 샘플에 대한 결과는 벨트, 드럼 등과 같이 유기 감광체를 지지하는 다른 지지체 구조에 대해서 얻어질 수 있는 결과를 나타낸다.
직경 160mm 드럼을 사용한 시험에서, 길이가 50cm이고 너비가 8.8cm인 3개의 코팅된 샘플 스트립을 알루미늄 드럼(원주가 50.3cm) 둘레 전체에 나란히 고정하였다. 몇몇 구현예에서, 하나 이상의 스트립은 정밀하게 웹 코팅되고 내부 기준점으로 사용되는 비교예이다. 이러한 정전기적 사이클링 테스터에서 드럼은 8.13cm/sec(3.2ips)의 속도로 회전하고, 테스터에서의 각 스테이션의 위치(거리 및 사이클당 경과시간)는 하기 표에 기재하였다.
8.13cm/sec로 회전하는 직경 160 mm의 드럼 둘레의 정전기적 테스트 스테이션
스테이션 각도 총 거리 (cm) 총 시간 (sec)
프론트 이레이즈 바 에지 0° 초기, 0 cm 초기, 0s
이레이즈 바 0-7.2° 0-1.0 0-0.12
스코로트론 대전기 113.1-135.3° 15.8-18.9 1.94-2.33
레이저 스트라이크 161.0° 22.5 2.77
제 1프로브 181.1° 25.3 3.11
제 2프로브 251.2° 35.1 4.32
이레이즈 바 360° 50.3 6.19
이레이즈 바(erase bar)는 유기감광체의 표면을 방전시키는 720nm 파장의 레이저 방출 다이오드(LED)의 배열이다. 스코로트론 대전기(Scorotron charger)는 유기감광체 표면에 원하는 양의 전하를 수송할 수 있는 와이어를 포함한다.
상기 표로부터, 제 1 정전 프로브(Trek 344TM 정전기 미터, NY, Medina, Trek, Inc.제품)는 레이저 스트라이크 스테이션 후 0.34초, 그리고 스코로트론 후 0.78초 에 위치하는 반면, 제 2 프로브(TrekTM 344 정전기 미터)는 제 1 프로브로부터 1.21초, 그리고 스코로트론으로부터 1.99초에 위치한다. 모든 측정은 주위 온도 및 주위 상대 습도에서 수행된다.
정전 측정은 테스트 스테이션에서 수 회 실행한 것을 편집하여 얻었다. 처음 3개의 진단 테스트는(초기 프로드테스트, 초기 VlogE, 초기 암감쇠(dark decay)) 새로운 샘플의 정전 사이클링을 평가하기 위한 것이고, 마지막 3개의 동일한 진단 테스트(프로드테스트, 최종 VlogE, 최종 암 감쇠)는 샘플을 사이클링한 후 수행된다. 또한 이하에서 "롱런(longrun)"이라는 용어로 지칭되는 바와 같이, 테스트하는 동안 주기적으로 측정을 행하였다. 레이저는 780nm의 파장, 600 dpi, 50미크론의 스팟 사이즈, 60나노세컨드/픽셀의 노광시간, 1,800 라인/초의 스캔속도 및 100% 듀티 사이클(duty cycle)에서 작동된다. 듀티 사이클이란 픽셀 클락 주기의 노광 퍼센트 즉, 레이저가 100% 듀티 사이클에서 60 나노세컨드/픽셀동안 완전히 켜 있는 것이다.
정전 테스트 항목
1)프로드테스트(PRODTEST): 3회의 완전한 드럼 회전(레이져 오프상태)동안 샘플을 코로나 대전(이레이즈 바는 항상 온상태)하고; 제 4 회전에서 780nm 및 600 dpi의 레이저로 방전(50㎛ 스팟 사이즈, 60나노세컨드/픽셀의 노광, 1800 라인/초의 스캔 속도 및 100% 듀티 사이클 사용)하여 전하 수용전압(Vacc) 및 방전전압(Vdes )을 설정하였다. 다음 3회전(레이저 오프상태)동안 완전 대전하고,; 제 8 회전(코로나 및 레이저 오프상태)에서 720nm의 이레이즈 램프만으로 방전하여 잔류 전압(Vres)을 얻고; 마지막으로 최종 3회(레이저 오프상태)동안 완전 대전시켰다. 컨트라스트 전압(Vcon)은 Vacc와 Vdis사이의 차이이고, 기능적인 암 감쇠(V dd)는 제 1프로브와 제 2 프로브에 의해 측정된 전하 수용 전위의 차이이다.
2)VLOGE: 이 테스트는 고정된 노광시간과 일정한 초기 전위에서 레이저 전력(노광 지속시간 50ns)의 함수로서 샘플의 방전전압을 모니터링하여, 다양한 레이저 강도 수준에 대한 광도전체의 광유도된 방전을 측정하는 것이다. 기능적 감광성인 S780nm및 작동가능한 전력 세팅이 이 진단 테스트에서 결정되었다.
3) 암 감쇠(DARK DECAY) : 이 테스트는 90초 동안 레이저 또는 이레이즈 조사를 하지 않는 경우, 시간에 따른 암소에서의 전하수용 손실을 측정하며, i) 전하발생층으로부터 전하수송층으로 잔류 홀의 주입, ii) 포획된 전하의 열 방출, 및 iii) 표면 또는 알루미늄 바닥면으로부터 전하의 주입의 지표로서 사용될 수 있다.
4)롱런(LONGRUN): 샘플을 각 샘플-드럼 회전마다 하기 순서를 따라 총 100 내지 4000 드럼 회전동안 정전기적으로 사이클링하였다. 샘플을 코로나로 대전하였으며, 레이저를 주기적으로 켰다 껐다하여(80-100°섹션) 샘플의 일부를 방전시키고, 마지막으로 이레이즈 램프는 다음 사이클을 준비하기 위해 전 샘플을 방전시켰다. 샘플의 제 1 섹션은 결코 노광되지 않고, 제 2섹션은 항상 노광되고, 제 3 섹션은 결코 노광되지 않고, 마지막 섹션은 항상 노광되도록 레이저를 사이클링하였다. 이 패턴을 총 100 내지 4000 회전동안 반복하며, 데이터를 100 사이클 롱런의 경우 매 5번째 사이클 후, 또는 4000 사이클 롱런의 경우 매 50회 사이클 후에 주기적으로 기록하였다.
5) 롱런 테스트 후, 프로드테스트, VLOGE, 암감쇠 진단 테스트를 다시 수행하였다.
하기 표는 초기 프로드테스트와 최종 프로드테스트 진단 테스트 결과를 나타낸다. 전하수용 전압(Vacc, 제 3 사이클로부터 얻은 제 1프로브 평균 전압), 방전 전압(Vdis, 제 4사이클로부터 얻은 제 1 프로브 평균 전압)을 초기 사이클 및 최종 사이클에 대하여 기록하였다.
100 사이클 후 정전 테스트 결과
샘플 초기 프로드테스트 최종 프로드테스트
Vacc Vdia Vcon 감도 암 감쇠 Vres Vacc Vdis Vcon 암 감쇠 Vres
샘플1 263 62 201 NA 38 36 82 37 45 16 25
샘플2 472 149 323 94 77 49 495 225 270 54 95
샘플3 643 76 567 269 34 37 410 60 350 40 35
샘플4 619 82 537 251 21 37 386 63 323 31 35
샘플5 612 84 528 251 19 40 445 70 375 30 38
샘플6 629 78 551 290 31 40 486 70 416 36 40
샘플7 615 90 525 251 23 42 514 81 433 30 42
샘플8 677 87 590 269 29 41 544 76 468 38 40
샘플9 630 94 536 236 19 44 496 81 415 29 43
비교샘플A 620 36 584 377 42 12 621 34 587 41 10
4000 사이클 후 정전 테스트 결과
샘플 초기 프로드테스트 최종 프로드테스트
Vacc Vdis Vcon 감도 암 감쇠 Vres Vacc Vdis Vcon 암 감쇠 Vres
비교샘플 A 620 25 595 377 20 10 400 35 365 15 5
샘플5 596 78 519 236 24 34 450 72 378 54 31
샘플6 606 79 527 314 29 42 429 65 368 53 31
상기 표에서, VLOGE 진단 동안 얻은 정보로부터 감광체를 초기 전위의 ½로 방전하는데 소요되는 레이저 전력, 노광 시간, 및 1/스팟 크기의 곱의 역수를 계산함으로써, 제로그래피 공정의 광선 감도(m2/J 단위로의 780nm에서의 감도)를 결정하였다.
당업자에게 이해되는 바와 같이, 추가의 치환, 치환기의 변화 및 다른 합성 방법 및 용도가 본 발명의 개시 범위 및 그 취지 내에서 실시될 수 있다. 전술한 구현예는 본 발명을 예시하고자 하는 것으로서 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 추가의 다른 구현예가 청구 범위 내에 포함된다. 본 발명은 특정 구현예를 인용하면서 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부적인 사항을 변경할 수 있다고 인식할 수 있을 것이다.
본 발명의 전자수송 물질을 전자사진용 유기감광체에 채용하면, 우수한 기계적 특성과 정전기적 특성을 유기감광체에 제공할 수 있어, 전자사진용 유기감광체의 성능을 향상시킬 수 있다. 이러한 전자수송 물질을 채용한 본 발명을 따르는 전자사진용 유기감광체는 습식 토너와 접촉하는 경우에도 내마모성, 내용제성 등과 같은 기계적 특성이 우수하여 습식 토너의 현상용으로도 매우 적합할 뿐아니라, 이러한 습식 토너를 채용하는 전자사진 화상 형성 시스템의 사이클이 수 회 반복되어도 고화질의 화상을 효과적으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 도전성 지지체 상에 광도전층을 갖는 유기감광체의 개략적인 측면도이다.
도 2는 도전성 지지체 상에 전하발생층과 전하수송층을 갖는 유기감광체의 개략적인 측면도이다.
도 3은 도전성 지지체 상에 전하수송층 및 전하발생층을 순서대로 갖는 유기감광체의 개략적인 측면도이다.
도 4는 도전성 지지체 상에 전하수송층, 전하발생층 및 전자수송층을 순서대로 갖는 유기감광체의 개략적인 측면도이다.
도 5는 도전성 지지체 상에 전자수송층, 전하발생층 및 전하수송층을 순서대로 갖는 유기감광체의 개략적인 측면도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
100, 110, 120, 130, 150: 유기감광체
102, 112, 122, 132, 152: 도전성 지지체
104: 광도전층
114, 126: 전하발생 화합물 및 전자수송 화합물을 포함하고 있는 전하발생층
116, 124, 134, 158: 전하수송 화합물을 포함하고 있는 전하수송층
136, 156: 전하발생 화합물을 포함하고 있는 전하발생층
138, 154: 전자수송 화합물을 포함하고 있는 전자수송층

Claims (24)

  1. (a) 하기 화학식(2)를 갖는 플루오란 화합물;
    (b) 상기 플루오란 화합물이 결착되어 있는 고분자 바인더;
    (c) 전하발생 화합물; 및
    (d) 상기 플루오란 화합물, 상기 고분자 바인더 및 상기 전하발생 화합물이 위치하고 있는 표면을 갖는 도전성 지지체를 포함하는 유기감광체:
    <화학식 2>
    상기 화학식에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 -NR9R10, -OR11, 알킬, 아릴, -CO2R12, 수소 또는 사이클릭 고리 또는 폴리사이클릭 고리의 일부이고, R9, R10, R11 및 R12 는 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유기감광체는 드럼 형태인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, R1, R2, R3 및 R4 는 독립적으로 -NR9R10, -OR11, 또는 수소이고, R5, R6, R7 및 R8 은 독립적으로 알킬, 아릴 또는 수소이며, R9, R10 및 R11 은 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기인 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전하발생 화합물이 고분자 바인더 내에 있고, 상기 플루오란 화합물, 상기 전하발생 화합물 및 상기 바인더가 상기 지지체 표면 상에서 광도전층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 광도전층과 상기 지지체 사이에 중합체를 포함하는 언더코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  7. 제5항에 있어서, 오버코트층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  8. 제5항에 있어서, 전하수송 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 플루오란 화합물 및 상기 전하발생 화합물은 다른 층에 존재하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전하발생 화합물이 상기 지지체 및 상기 플루오란 화합물 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 플루오란 화합물을 포함하는 층 내에 존재하는 UV 안정화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  12. 제1항에 있어서, 전하수송 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기감광체.
  13. (a) 광 화상 형성 요소; 및
    (b) 상기 광 화상 형성 요소로부터 광을 수용할 수 있도록 배치되어 있는 유기감광체로서,
    (i) 하기 화학식(2)를 갖는 플루오란 화합물;
    (ii) 상기 플루오란 화합물이 결착되어 있는 고분자 바인더;
    (iii) 전하발생 화합물; 및
    (iv) 상기 플루오란 화합물, 상기 고분자 바인더 및 상기 전하발생 화합물이 위치하는 표면을 갖는 도전성 지지체를 포함하는 유기감광체;
    를 포함하는 전자사진 화상 형성 장치:
    <화학식 2>
    상기 화학식에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 -NR9R10, -OR11, 알킬, 아릴, -CO2R12, 수소 또는 사이클릭 고리 또는 폴리사이클릭 고리의 일부이고, R9, R10, R11 및 R12 는 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기이다.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, R1, R2, R3 및 R4 는 독립적으로 -NR9R10, -OR11, 또는 수소이고, R5, R6, R7 및 R8 은 독립적으로 알킬, 아릴 또는 수소이며, R9, R10 및 R11 은 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 전하발생 화합물이 고분자 바인더 내에 존재하고, 상기 플루오란 화합물, 상기 전하발생 화합물 및 상기 고분자 바인더가 상기 지지체 표면 상에서 광도전층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  17. 제16항에 있어서, 오버코트층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 플루오란 화합물이 존재하는 층 내에 존재하는 UV 안정화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 장치.
  19. (a) (i) 하기 화학식(2)를 갖는 플루오란 화합물;
    (ii) 상기 플루오란 화합물이 결착되어 있는 고분자 바인더;
    (iii) 전하발생 화합물; 및
    (iv) 상기 플루오란 화합물, 상기 고분자 바인더 및 상기 전하발생 화합물이 위치한 표면을 갖는 도전성 지지체를 포함하는 유기감광체 표면에 전하를 인가하는 단계;
    (b) 상기 유기감광체의 표면을 화상을 따라 노광시켜 선택된 영역의 전하를 소산시킴으로써 상기 표면에 대전 영역과 비대전 영역의 패턴을 형성하는 단계;
    (c) 상기 표면을 토너와 접촉시켜 톤 화상을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 톤 화상을 지지체로 전사시키는 단계를 포함하는 전자사진 화상 형성 방법:
    <화학식 2>
    상기 화학식에서, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8은 독립적으로 -NR9R10, -OR11, 알킬, 아릴, -CO2R12, 수소 또는 사이클릭 고리 또는 폴리사이클릭 고리의 일부이고, R9, R10, R11 및 R12 는 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기이다.
  20. 삭제
  21. 제19항에 있어서, R1, R2, R3 및 R4 는 독립적으로 -NR9R10, -OR11, 또는 수소이고, R5, R6, R7 및 R8 은 독립적으로 알킬, 아릴 또는 수소이며, R9, R10 및 R11 은 독립적으로 수소, 알킬기 또는 아릴기인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 토너가 유기 액체 중의 착색제 입자 분산물을 포함하는 습식 토너를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 유기감광체가 오버코트층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법.
  24. 제19항에 있어서, 상기 플루오란 화합물을 포함하는 층 내에 존재하는 UV 안정화제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상 형성 방법.
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