KR101158627B1

KR101158627B1 - 전자사진 감광체 기체의 온도 제어 장치

Info

Publication number: KR101158627B1
Application number: KR1020107014997A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 가와사키; 아키히로 스기노; 미츠아키 히로세; 스스무 무라마츠; 가츠오 구리바야시; 쇼이치 와카바야시
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2012-07-13
Also published as: EP2223187B1; US20100260513A1; WO2009072667A1; BRPI0821066B8; EP2223187A4; BRPI0821066B1; CA2708095A1; CN101889248A; CA2708095C; KR20100099263A; BRPI0821066A2; US8126360B2; JP4762223B2; EP2223187A1; JP2009139609A; CN101889248B

Abstract

본 발명은 전자사진 감광체 기체의 온도 제어 장치로서, 원통형 기체의 중공 공간에 탈착가능하게 배치되는 신축성 막 부재를 함유하고, 상기 막 부재는 냉매 도입 결과로 원통형 기체의 중공 공간의 최심부에 도달할 때까지 순차적으로 팽창하여 상기 원통형 기체의 전체 내벽과 밀접하게 접촉하고 냉매 배출의 결과로 그 원래의 형태로 순차적으로 수축하여 상기 막 부재가 상기 중공 공간에 탈착가능하게 배치되고, 상기 막 부재는 상기 원통형 기체의 내부 표면과 밀접하게 접촉된 막 부재를 통해 원통형 기체의 표면과 상기 냉매 간에 열을 전달하도록 배치되어 상기 원통형 기체의 표면 온도를 제어하는 것인 온도 제어 장치를 제공한다.

Description

전자사진 감광체 기체의 온도 제어 장치{TEMPERATURE CONTROL UNIT FOR ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOCONDUCTOR SUBSTRATE}

본 발명은 전자사진 감광체 기체용 온도 제어 장치에 관한 것이다.

최근, 유기 감광체(OPC)가 무기 감광체를 대체하였으며, 복사기, 팩시밀리, 레이저 프린터 또는 이를 조합한 복합기에서 이의 우수한 성능 및 다양한 이점으로 인해 통상적으로 사용되고 있다. 따라서, 주된 이유로는, 예를 들어 (a) 이의 광학 특성, 예컨대 넓은 파장 영역 및 대량의 광흡수, (b) 이의 전기적 특성, 예컨대 높은 감도 및 안정적인 충전능, (c) 사용 물질의 광범위한 선택, (d) 용이한 생산, (e) 낮은 비용, (f) 위험 요소 없음 등이 있다.

상기 이외에, 감광체의 직경은 이미지 형성 장치의 소형화에 따라 더욱 소형화되며, 고저항의 감광체가 상기 장치의 고속 작동 및 무정비(maintenance-free)의 관점에서 강하게 요구되고 있다. 이러한 관점에서, 유기 감광체는 이의 표면층의 주성분이 저분자 전하 이송 물질 및 비활성 물질인 바와 같이 일반적으로 연성이며, 전자사진의 공정에서 반복 사용 시에 현상 수단 또는 세정 수단으로부터의 물리적 하중으로 인해 마모가 발생하기 쉽다는 단점을 보유한다. 또한, 세정 블레이드 고무의 경도 증가 및 접촉 압력 증가는 높은 이미지 품질을 달성하기 위해 토너 입자의 직경이 더욱더 소형화됨에 따라 필연적이다. 이들은 감광체의 마모를 촉진시키는 또다른 인자이다. 이러한 감광체의 마모는 감도 감퇴, 전기 특성 감퇴, 예컨대 충전능의 저하, 이미지 밀도의 저하 및 결함 이미지의 생성, 예컨대 백그라운드 침착을 유발시킨다. 더욱이, 부분적으로 유발된 마모로부터의 스크래치는 세정 실패로 인한 라이닝된 침착(lined deposition)의 이미지를 유발시킨다. 이러한 환경 하에, 감광체의 수명은 이러한 마모 또는 스크래치의 결과로 인해 한정되며, 이의 교체가 필요하게 된다.

따라서, 높은 내구성의 유기 감광체를 달성하는 관점에서 전술한 마모의 양을 감소시키는 것이 필요하며, 이는 본 업계에서 해결해야 할 시급한 문제이다.

광전도성 층의 내마모성을 향상시키기 위한 기법으로서, (1) 표층에 경화성 결합제 수지를 사용하는 기법(예를 들어, 특허 문헌 (1) 참조), (2) 거대분자 전하 이송 물질을 사용하는 기법(예를 들어, 특허 문헌 (2) 참조), 및 (3) 무기 충전제를 표층에 분산시키는 기법(예를 들어, 특허 문헌 (3) 참조)이 제안된다. 이들 기법 중, 경화성 결합제 수지를 사용하는 기법(1)은 미반응 잔류기와 같은 불순물에 의해 잔류 전위를 증가시켜 이미지 밀도를 저하시키는 경향이 있으며, 이로써 전하 이송 물질과 중합 개시제의 상용성은 빈약하다. 더욱이, 거대분자 전하 이송 물질을 사용하는 기법(2) 및 무기 충전제를 분산시키는 기법(3)은 특정 정도에서 내마모성을 향상시킬 수 있으나, 이러한 내마모성은 유기 감광체에 필요한 정도를 달성하는 데 충분치 않다. 더욱이, 무기 충전제를 분산시키는 기법(3)은 무기 충전제의 표면 상에 존재하는 트랩으로 인해 잔류 전위를 증가시키며, 따라서 이미지 밀도를 저하시키기 쉽다. 기법 (1), (2) 및 (3)은 유기 감광체에 요구되는 전기적 저항 및 물리적 저항을 포함하는 전체 저항을 충분히 달성하지 않는다.

상기에 대한 감광체의 내마모성을 향상시키기 위한 대안 기법으로서, C-C 이중 결합을 갖는 단량체를 함유하는 코팅액, C-C 이중 결합을 갖는 전하 이송 물질 및 결합제 수지를 사용하여 전하 이송층을 형성하는 기법이 공지되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 (4) 참조). 내마모성 및 전기적 특성은 특히 전하 이송 구조가 없는 적어도 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체 및 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물을 UV 방사선에 의해 경화시켜 형성하는 가교된 수지층을 표층으로서 배치시켜 상당히 향상시킨다(예를 들어, 특허 문헌 (5), (6) 및 (7) 참조). 가교된 수지층에서, 전하 이송 구조가 없는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체 및 라디칼 중합가능한 화합물의 코팅층을 UV 광으로 조사한 결과로서 3차원 가교가 형성된다. 그러나, 원통형 기체를 UV 광으로 노광시키는 경우, 그 원통형 기체는 가교 시 반응의 상기 광 에너지 및 열로 인해 매우 높은 온도를 가지게 된다. 적절한 온도 상승이 가교 반응에 따라 순조롭게 진행되지만, 극한의 온도 상승이 전기 특성을 감퇴시킬 수 있기 때문에 원통형 기체의 온도는 제어할 필요가 있다.

광범위한 기술 개념, 예컨대 다양한 코팅액을 코팅하고 코팅된 필름을 건조시킨 후, 상기 필름을 경화시켜 전자사진 감광체를 생성할 시에 감광체용 기체를 냉각시키는 것이 공지되어 있다. 예를 들어, 특허 문헌 (8)에는 전자사진 감광체 제조 공정에서 상기 감광체의 기체를 딥코팅하고 건조시킬 시에 냉각된 공기를 외부에서 불어 중공관의 기체를 냉각시키는 것이 개시되어 있다. 특허 문헌 (9)에는 그립(griping) 시 기체 드럼을 고정시키고, 지지하며, 이동시키는 척(chuck)에 냉각을 위해 기체 또는 액체를 도입시켜 상기 기체 드럼을 냉각시키는 것이 개시되어 있다. 특허 문헌 (10)에는 냉각수 공급관 및 냉각수 배출관을 갖는 작은 원통형 관을 원통형 기체의 중공 공간에 삽입하여 원통형 기체를 냉각시키는 것이 개시되어 있다. 이러한 통상의 기법에서, 기체 물질 표면과 냉각 매질의 직접적인 접촉의 결과로서 냉각 매질에서 생성된 초미세 현탁 물질로부터의 침착, 습윤 냉각 매질을 블래스트 건조(blast dry)시켜 유발되는 시간 손실, 미세 액적의 흔적으로서 원통형 관 내벽 상의 얼룩, 블래스트에 함유된 먼지의 침착 등과 같은 문제점이 고려되지 않았다. 직접 접촉 및 균일한 냉각의 결과로서 우수한 열전달 효율을 달성하는 것이 추정되지만, 이러한 기법은 앞서 언급된 해결되어야 할 문제를 여전히 가진다. 따라서, 냉각 매질의 직접적인 접촉으로 인한 다양한 문제점을 해소할 뿐만 아니라 균일한 냉각 및 고효율의 냉각을 달성하는 것이 요망되어 왔다. 예를 들어, 상기 기체가 휴식 상태에 있는 경우, 이는 액체 드립과 같은 극도의 결함을 유발시키지 않을 수 있지만, 코팅된 필름의 불균등한 건조 또는 경화, 또는 부분적으로 불균등한 냉각이 발생할 수 있다.

특허 문헌 (11)에는 원통형 기체 내에 삽입되자마자 형태가 확대되고 확장되는 고무와 같은 탄성 물질로부터 냉각 장치가 형성되고, 상기 냉각 장치가 원통형 기체에 삽입되며, 액체가 냉각 장치에 투입되어 원통형 기체를 냉각시키는 것이 개시되어 있다. 그러나, 원통형 기체는 상기 방법에 따라 회전하는 동안 냉각될 수 없다. 더욱이, 상기 탄성체는 단지 냉매를 도입시키는 데 사용되지 않고 압력 조절 밸브를 사용하여 가압하는 데 사용된다. 이의 처킹부(chucking part)는 상기 탄성체와 연결되지 않으며, 이의 온도는 UV 광이 이에 조사되는 경우에 제어할 수 없고, 상기 처킹부의 온도는 높게 된다. 더욱이, 특허 문헌 (10)에는 단순 방법에 따라 원통형 기체 내벽에 상기 탄성 물질을 균일하게 접촉시켜 균일하게 냉각시키는 것 및 냉각 효율을 향상시키는 것에 대한 어떤 특별한 고려도 개시되어 있지 않다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 56-48637

[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 64-1728

[특허 문헌 3] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 04-281461

[특허 문헌 4] 일본 특허 (JP-B) No. 3194392

[특허 문헌 5] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 2004-302450

[특허 문헌 6] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 2004-302451

[특허 문헌 7] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 2004-302452

[특허 문헌 8] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 2006-255679

[특허 문헌 9] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 63-77061

[특허 문헌 10] 일본 특허 출원 공개 (JP-A) No. 08-15876

[특허 문헌 11] 일본 특허 (JP-B) No. 3154263

발명의 개요

본 발명은 목적은 자외선 방사 시간에 원통형 기체 전체 온도의 증가를 용이하고 균일하게 제어 및 억제하도록 설정된, 원통형 기체에 대한 온도 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자에 의해 실시된 집중적인 검토 및 연구 결과, 전술한 문제는 하기 온도 제어 장치에 의해 해소될 수 있음이 확인되었으며, 이는 본 발명에 이르게 되었다.

전술한 문제를 해소하는 수단은 하기와 같다:

<1> 전자사진 감광체 기체가 코팅층을 함유하고, 그 전자사진 감광체 기체의 전체면이 회전 수단에 의해 회전되는 동안 발열체로부터 외적으로 인가된 에너지에 노출되는 전자사진 감광체 기체의 온도 제어 장치로서,

상기 온도 제어 부재는 신축성 막 부재를 함유하고, 상기 막 부재는 원통형 기체의 중공 공간에 탈착가능하게 배치되며,

상기 막 부재는 냉매 도입 결과로 원통형 기체의 중공 공간의 최심부에 도달할 때까지 순차적으로 팽창하여 상기 원통형 기체의 전체 내벽과 밀접하게 접촉하고 냉매 배출의 결과로 그 원래의 형태로 순차적으로 수축하여 상기 막 부재가 원통형 기체의 중공 공간에 탈착가능하게 배치되도록 설정되고,

상기 막 부재는 상기 원통형 기체의 내부 표면과 밀접하게 접촉된 그 막 부재를 통해 원통형 기체의 표면과 그 원통형 기체의 중공 공간에 도입된 냉매 간에 열을 전달하도록 배치되어 상기 원통형 기체의 표면 온도를 제어하는 것인 온도 제어 장치.

<2> <1>에 있어서, 냉매가 도입될 시 막 부재를 보조하여 원통형 기체의 전체 내벽과 밀접하게 접촉하도록 설정된 막 부재 밀접 보조 수단을 추가로 함유하는 것인 온도 제어 장치.

<3> <1> 또는 <2>에 있어서,

가압된 냉매를 상기 원통형 기체의 중공 공간으로 도입하는 냉매 도입부; 및

상기 원통형 기체의 중공부 내부에 도입된 냉매를 자발적으로 배출시키는 냉매 배출부
를 추가로 함유하는 것인 온도 제어 장치.

<4> <3>에 있어서, 상기 냉매 도입부 및 냉매 배출부는 내부 파이프와 외부 파이프를 포함하는 이중 파이프이며,

상기 이중 파이프는 원통형 기체의 회전축에 동일축 상에 있도록 배치되고, 냉매를 원통형 기체의 중공 공간에 도입시키고 이로부터 배출시키도록 설정되며,

상기 외부 파이프가 상기 원통형 기체의 중공 공간의 입구부에 연결되며, 내부 파이프는 이의 개구부가 상기 원통형 기체의 중공 공간의 최심부에 위치하는 방식으로 상기 원통형 공간의 중공 공간에 삽입되어, 상기 입구부 또는 최심부로부터 흘러나오는 냉매가 상기 막 부재를 상기 원통형 기체의 내벽을 향해 밀고 가압하여 상기 막 부재가 상기 원통형 기체의 내벽과 접촉하게 하는 것인 온도 제어 장치.

<5> <4>에 있어서, 상기 이중 파이프는 고리상 채널의 폭이 2 mm 이상이며, 상기 고리상 채널은 내부 파이프의 외면 및 외부 파이프의 내면 사이의 공간인 것인 온도 제어 장치.

<6> <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 있어서, 상기 막 부재는 적어도 백 구조물의 한 면이며,

여기서 상기 면은 탄성을 보유하고, 상기 면은 냉매가 상기 백 구조물에 도입될 때 팽창하고 상기 원통형 기체의 내벽과 접촉하여 상기 원통형 기체를 고정하는 방식으로 척으로서 기능하는 것인 온도 제어 장치.

<7> <6>에 있어서, 상기 백 구조물은 상기 냉매의 도입이 종결되자 마자 상기 냉매를 배출하고 원래의 형태로 다시 수축하도록 설정되는 것인 온도 제어 장치.

<8> <6> 또는 <7>에 있어서, 상기 원통형 기체의 회전축에 동일축으로 있도록 상기 원통형 기체의 중공 공간에 배치된 강성 관을 추가로 함유하고, 상기 백 구조물은 이의 중심에 원형 관통홀을 포함하는 원통형 백 구조이며,
상기 원통형 백 구조는 상기 막 부재의 내부 표면의 내부 원주가 상기 강성 관 표면의 외부 원주와 접촉하도록 상기 강성 관 상에 배치되고, 상기 냉매는 상기 강성 관의 표면의 외부 원주와 상기 막 부재의 내부 표면의 내부 원주 사이에 도입되는 것인 온도 제어 장치.

<9> <6> 내지 <8> 중 어느 하나에 있어서, 상기 백 구조물은 상기 원통형 기체의 중공 공간에 탈착가능하게 배치된 원통형 탄성체인 것인 온도 제어 장치.

<10> <6> 내지 <9> 중 어느 하나에 있어서, 상기 백 구조물은 상기 원통형 기체의 중공 공간으로부터 상기 원통형 기체를 고정하고 이를 고정하는 동안 스스로 회전하여 상기 원통형 기체를 회전시키는 척인 것인 온도 제어 장치.

<11> <3> 내지 <10> 중 어느 하나에 있어서, 자발적으로 배출된 냉매를 항온조를 통해 냉매 도입부에 재도입시키도록 설정된 냉매 순환 수단을 추가로 함유하는 것인 온도 조절 장치.

<12> <8> 내지 <11> 중 어느 하나에 있어서, 상기 원통형 백 구조의 원형 관통홀에 삽입되고 냉매를 도입하고 배출하도록 설정된 냉매용 파이프를 추가로 포함하는 것인 온도 제어 장치.

<13> <9> 내지 <12> 중 어느 하나에 있어서, 상기 원통형 기체의 전체 내벽과 밀접하게 접촉하는 원통형 탄성체의 두께는 그 원통형 기체의 내벽과 접촉하는 원통형 탄성체의 상단부 및 하단부 두께의 1.0～2.0배이고,

두께가 변하는 원통형 탄성체 부분은 테이퍼형 또는 곡면형으로 성형되는 것인 온도 제어 장치.

<14> <8> 내지 <13> 중 어느 하나에 있어서, 상기 원통형 기체의 상단부 및 하단부에 각각 배치된 금속 또는 수지제 원반형 가압 툴 쌍을 추가로 포함하고,

상기 금속 또는 수지제 원반형 가압 툴 쌍은 상기 원통형 기체가 상기 원통형 탄성체에 의해 고정되는 위치에서 위치결정을 수행하도록 설정되는 것인 온도 제어 장치.

<15> <11> 내지 <14> 중 어느 한 하나에 있어서,

항온 탱크로서의 냉매 저장 탱크;

상기 냉매 저장 탱크와 상기 원통형 탄성체 사이를 연결하는 냉매 공급 파이프;

상기 냉매 공급 파이프가 장착되고 상기 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로부터 원통형 탄성체로 이송하도록 설정된 펌프;

상기 원통형 탄성체와 상기 냉매 저장 탱크 사이를 연결하고 원통형 탄성체 중 순환 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로 배출하도록 설정된 냉매 배출 파이프;

상기 냉매의 압력을 모니터링하도록 설정된 압력 검지기; 및

상기 냉매의 유량을 제어하도록 설정된 유량 조절 수단

을 추가로 함유하는 온도 제어 장치.

본 발명의 전자사진 감광체 기체를 위한 온도 제어 장치에 따라, 예를 들어 UV 램프로부터의 열에 의해 유도된 원통형 기체의 온도 상승은 상기 원통형 기체의 온도를 제어하여 용이하고 균일하게 억제되며, 결과적으로 상기 전자사진 감광체의 높은 내마모성 및 스크래치 저항성 및 안정한 정특성을 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 2은 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 3은 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 4은 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 5은 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 6는 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 7는 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 8a는 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다(냉매 도입 전).
도 8b는 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다(냉매 도입 후).
도 9는 본 발명을 실시하는 데 적합한 온도 제어 장치의 구조적 예를 도시하는 개통도이다.
도 10은 본 발명의 도식 구조의 예를 설명하는 도이다.
도 11a 및 도 11b는 원통형 기체가 원통형 탄성체에 의해 고정된 상태의 예를 나타내는 계통도이다.
도 12은 원통형 탄성체의 설치예를 나타내는 계통도이다.
도 13은 본 발명에서 사용하기 위한 전자사진 감광체의 예의 단면도이다.
도 14A 및 도 14B는 본 발명에서 사용하기 위한 전자사진 감광체의 예의 단면도이다.
도 15A 및 도 15B는 본 발명에서 사용하기 위한 전자사진 감광체의 예의 단면도이다.

이후, 본 발명은 도면을 참조하여 자세하게 설명하게 된다.

본 발명의 온도 제어 장치는 코팅층을 갖고 발열체로부터 외부 인가된 에너지에 노출되는 원통형 기체의 전체 내벽에 탈착가능하게 부착되거나 고정된 막 부재를 함유하며, 여기서 냉매가 상기 막 부재의 내부로 도입되고, 원통형 기체를 자가 회전시키면서 그 막 부재를 통해 원통형 기체의 표면 온도를 제어하도록 설정된다.

본 발명에 따라, 상기 원통형 광전도성 기체의 표면 온도는 150℃ 이하, 바람직하게는 130℃ 이하로 제어 및 유지된다. 상기 기체의 표면 온도는, 예를 들어 발열체(예를 들어, 방사 램프)의 방사 위치의 반대 위치(25 rpm의 회전 주파수에서 회전되는 실린더 상의 회전 위치로부터 180도 떨어져 있는 위치)에서의 표면 온도를 측정함으로써 용이하게 측정할 수 있다.

상기 막 부재는 상기 원통형 기체의 중공 공간에 용이하게 삽입되며, 500～ 10,000 hPa/cm²의 압력에서 또는 이에 도입되는 액체 냉매, 예를 들어 물의 중량에 의해 연신-신장가능하며, 매우 늘어날 수 있어 상기 원통형 기체의 내벽과 밀접하게 접촉한다. 상기 막 부재는 바람직하게는 2개의 축 방향으로 연신되며, 이의 보다 긴 방향에서 상기 원통형 기체의 최심부에 도달할 때까지 늘어난다. 전술한 상기 압력의 정도는 수돗물 공급 수단의 수압에 의해 충분히 얻어진다. 더욱이, 상기 막 부재는 상기 원통형 기체를 즉시 냉각시키는 데 충분한 열전도도를 보유한다.

상기 막 부재를 위한 물질은 바람직하게는 높은 신축성을 보유하는 물질, 예컨대 천연 고무, 합성 고무 등일 수 있다. 또한, 내수성, 내마모성, 내광성, 내열성 등에서 탁월한 다른 고무 물질을 상기 물질에 제제화시킬 수 있다. 상기 막 부재의 형성 방법은 당업계에 공지된 통상의 형성 방법으로부터 선택된다. 이의 특정예로는 시트 형성 방법, 압출 성형 방법 등을 들 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, UV 램프 등과 같은 발열체(2)가, 회전 수단(도시되지 않음)에 의해 회전하는 원통형 기체 주위에 배치된 경우, 상기 발열체(2)에 의해 상기 원통형 기체(1) 상에 발생된 열은 상기 냉매(8)를 원통형 기체(1)의 내부와 밀접히 접촉하는 막 부재(3)의 내부에 투입하여 제거되며, 상기 원통형 기체(1)의 온도는 이러한 방식으로 막 부재(3)를 통해 제어된다. 상기 막 부재(3)는 상기 냉매(8)가 이에 도입됨에 따라 순차적으로 팽창 및 연신하며, 상기 원통형 기체(1)의 전체 내벽에 순차적으로 밀접하게 접촉한다. 도 1에 도시된 실시양태에서, 상기 원통형 기체(1)의 중공 공간 중 공기는 냉매(8)가 도입될 때 상기 원통형 기체와 충분히 밀접하게 접촉하도록 상기 막 부재를 보조하는, 상기 막 부재(3)의 밀접 접촉을 위한 보조 수단의 한 예인 공기 배출 밸브(9)에 의해 제거된다. 이러한 방식으로, 어떠한 불충분한 접촉도 완전히 제거된다. 상기 언급된 바와 같이, 상기 진공 접촉의 전술한 예로부터 상기 막 부재(3)는 500～10,000 hPa/cm²의 압력에서 연신-팽창가능하며, 매우 늘어날 수 있어 원통형 기체(1)의 내벽과 밀접하게 접촉한다는 것이 이해될 수 있다. 도 1에서, 부호 (3e) 및 (3f)는 각각 상단부 및 하단부 가압 툴(두껑 부재)을 의미한다.

냉매로서 사용되는 액체 및 원통형 기체가 서로 어떠한 접촉도 하지 않기 때문에, 감광층이 상기 원통형 기체의 표면에 노출되는 경우에도 상기 액체가 그 감광층 상에 흩어지지 않으며, 이로써 상기 액체의 침착으로 인한 코팅층의 어떠한 결함도 방지할 수 있어 균일한 냉각이 용이하고 정확하게 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 온도 제어 장치의 또다른 실시양태를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 막 부재(3)는 상기 발열체(2)로부터 열에너지를 받는 동안 회전하는 원통형 기체(1)의 내벽과 밀접하게 접촉하며, 상기 냉매(8)가 한 방향(도 2의 아래측을 가리키는 화살표로 도시됨)으로부터 상기 막 부재(3)에 도입되며 또다른 방향(도 2의 윗측을 가리키는 화살표로 도시됨)으로 배출된다. 이러한 방식으로, 열교환이 효율적으로 수행된다. 본 실시양태에서, 막 부재(3)는 원통형 기체(1)의 전체 내벽과 접촉하는 실린더 형상의 탄성체(이후, 원통형 탄성체라 일컬음)이다. 더욱이, 상기 막 부재의 밀접 접촉을 위한 보조 수단으로서의 상기 공기 배출 밸브는 본 실시양태의 장치에 사용되지 않는다. 상기 냉매의 도입-배출에 의해 발생하는 흐름은 상기 막 부재(3)의 밀접한 접촉을 지지한다. 또한, 상기 냉매의 흐름 방향은 역으로 변경될 수 있다.

본 발명의 열 조절 장치의 또다른 실시양태가 도 3 및 4에 도시되어 있다. 상기 실시양태에서, 냉매(8)은 상대적으로 큰 직경을 갖는 외부 파이프(9a) 및 상대적으로 작은 직경을 갖는 내부 파이프(9b)를 포함하고 상기 막 부재(3)를 포함하는 회전 원통형 탄성체의 한 말단(상기 도의 하단부 말단)으로부터 상기 내부로 삽입되는 이중 파이프를 통해 상기 중공부로 도입된다. 이어서, 상기 냉매가 상기 중공부로부터 배출되는 동시에 상기 원통형 기체(1)의 전체 내벽과 접촉하는 막 부재(3)의 원통형 탄성체를 통해 열이 전달된다. 상기 이중 파이프은 상기 회전 원통형 기체(1)의 회전축과 동일한 축 상에 위치한다. 상기 이중 파이프의 외부 파이프(9a)는 이의 개구부가 상기 원통형 기체(1)의 중공부의 입구부(상기 도의 하단부)가 되는 방식으로 연결되고, 상기 이중 파이프의 내부 파이프(9b)는 이의 개구부가 상기 원통형 기체(1)의 중공 공간의 최심부에 위치하는 방식으로 배치된다. 상기 냉매(8)는 상기 외부 파이프(9a) 및 내부 파이프(9b) 사이에 형성된 공간인 고리상 채널(5)로 도입된다. 상기 고리상 채널(5)로의 진입 후, 상기 냉매(8)는 상기 기체(1)의 내벽을 향해 외부 파이프(9a)로서 작용하는 원통형 탄성체의 막 부재(3)를 순차적으로 가압하면서 최심부에 도달할 때까지 앞으로 이동하여 상기 막 부재(3)가 상기 기체(1)의 내벽과 밀접하게 접촉하게 한다. 이후, 상기 냉매(8)는 내부 파이프(9b)로 흐른 후, 이로부터 배출된다(도 3). 도 4에 도시된 바와 같이 냉매(8)가 내부 파이프(9b)로부터 도입되는 경우, 상기 냉매(8)는 상기 내부 파이프(9b)의 최심부 말단에 도달한 후 외부 파이프(9a)로 흐른 후, 상기 고리상 채널(5)의 말단부(도 4의 하단부)로부터 배출된다. 상기 고리상 채널(5)은 상기 내부 파이프(9b)의 외부 표면과 상기 외부 파이프(9a)의 외부 표면 사이의 공간을 한정한다는 것을 주지해야 한다.

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도 5에 도시된 바와 같이 상기 고리상 채널(5)의 폭은 바람직하게는 2 mm 이상이다. 특히, 상기 고리상 채널은 상기 이중 파이프 내 상기 내부 파이프(9b)의 외부 표면과 상기 외부 파이프(9a)의 내부 표면 사이의 공간이며, 상기 이중 파이프는 상기 원통형 탄성체의 막 부재(3) 내에 상기 원통형 기체 (1)의 축방향에 평행하고 상기 원통형 기체의 중심축과 동일한 축을 갖도록 배치되며, 상기 원통형 탄성체의 막 부재(3)는 상기 열 제어 장치의 원통형 기체(1)의 전체 내부 표면과 접촉하도록 배치된다.

내부 파이프(9b)의 외부 표면과 외부 파이프(9a)의 내부 표면 사이의 고리상 채널(5)의 폭(공간)을 조절하여, 상기 압력의 임의의 손실을 감소시키고, 상기 냉매의 적절한 순환 유량을 유지한다. 상기 공간(5)이 2 mm 미만인 경우, 상기 압력의 손실은 증가하고, 상기 냉매의 순환 유량은 감소하며, 이로써 상기 원통형 기체(1)의 온도에서의 변화는 중요하게 된다.
본 발명의 온도 제어 장치에서, 상기 막 부재는 적어도 백 구조물(3a)의 외부 표면이며, 상기 백 구조물(3a)의 외부 표면은 탄성이 있고 상기 냉매가 상기 백 구조물(3a) 내부에 도입될 시 팽창하며, 상기 백 구조물(3a)의 탄성 외부 표면은 상기 원통형 기체(1)의 내부 표면으로부터 고정될 수 있다. 더욱이, 상기 백 구조는 상기 냉매의 도입이 종결되고 상기 냉매가 이로부터 배출될 시 원래의 형태로 수축한다.

즉, 상기 탄성 백 구조물(3a)은 도 6에서 도시된 바와 같이 냉매가 도입되지 않는 경우 상기 원통형 기체(1)와 접촉하지 않는다. 이러한 상태에서, 상기 원통형 기체(1)은 상기 열 제어 장치로부터 분리가능하다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 백 구조물(3a)의 탄성 외부 표면은 냉매 도입의 결과로서 상기 원통형 기체(1)의 내부 표면 상으로 가압하며, 이어서 상기 원통형 기체(1)는 상기 탄성 백 구조물(3a)에 의해 고정되다. 상기 냉매(8)의 도입이 종결될 시, 상기 탄성 백 구조물(3a)은 원래의 형태로 수축하며, 이어서 상기 원통형 기체(1)는 온도 제어 장치로부터 제거된다.

도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 상기 백 구조물(3a)은 그 중심에 원형 관통홀을 갖는 원통형 백 구조인 것이 바람직하며, 그 원통형 백 구조는 경성 구조(6) 상에 배치되어 상기 막 부재(3)의 내부 표면의 내부 원주가 상기 경성 튜브 구조(6)의 표면의 외부 원주와 접촉하고, 상기 냉매(8)는 비고정부(6a)(경성 튜브(6)의 표면의 외부 원주와 상기 막 부재(3)의 내부 표면의 내부 원주 사이의 공간)에 도입된다. 상기 경성 튜브 구조(6) 주위에 상기 막 부재를 고정시킴으로써, 상기 원통형 기체(1)의 고정능은 향상된다. 또한, 위치결정의 정확성이 상기 경성 튜브 구조(6)가 중심축으로서 배치되면서 증가한다. 도 8에 도시된 실시양태에서, 내부 및 외부 파이프(9a), (9b)의 이중 파이프가 환형 관통홀(8b)에 배치되고, 상기 냉매를 위한 파이프(상기 도에서 이는 외부 파이프(9a)이나, 내부 파이프(9b)가 또한 상기 냉매를 위한 파이프로서 설정될 수 있음)가 배치되고 상기 냉매가 그 냉매를 위한 파이프로 도입되고 배출되는 것이 바람직하다.

원통형 기체(1)가 상기 원통형 탄성체에 의해 고정되는 지점의 위치결정은 금속 또는 수지제 원반형 가압 툴 (3e), (3f)을 이용하여 실시한다. 상기 상단부 가압툴(3e)은 플랜지(3g) 및 내부 갭(3h)을 포함한다는 것을 주지해야 한다.

상기 원통형 기체(1)의 전체 내부 표면과 접촉하는 원통형 탄성체의 막 부재(3)의 두께는 상기 원통형 부재(1)가 접촉하는 원통형 탄성체의 막 부재(3)의 상단부 및 하단부의 두께에 1.0～2.0 배인 것이 바람직하다. 이는 또한 상기 원통형 탄성체의 막 부재(3)의 두께 변화부(3b)의 단면은 테이퍼형 또는 곡면형으로 성형되는 것이 바람직하다.

더욱이, 상기 백 구조물(3a)은 상기 도면에는 예시되지 않았지만 상기 원통형 기체(1)를 상기 중공 공간으로부터 고정시키고 회전시켜 이의 중공 공간으로부터 그 원통형 기체(1)를 고정하면서 이를 회전시키도록 회전하는 척이다.

또한, 본 발명의 온도 제어 장치는 상기 냉매가 온도를 제어하는 항온 수조를 통해 순환한 후, 상기 온도 제어 장치에 재도입되는 실시양태를 포함한다.

도 9에서 도시된 장치는 상기 실시양태의 한 예를 도시한다. 상기 2개의 냉각 튜브 (9c), (9d)는 상기 이중 파이프 (9a), (9b)로부터 각각 연장하고, 항온 수조(7)에 연결되어 있다. 상기 온도 제어 장치로부터 회송되는 냉매(8)가 상기 항온 수조(7)를 통해 통과하고 상기 온도 제어 장치로 재도입되는 결과로서, 상기 제어된 온도를 갖는 냉매는 상기 온도 제어 장치 내에서 순환할 수 있으며, 내마모성 및 안정한 전기적 특성이 얻어진다. 2개의 냉각 튜브 (9c), (9d) 중에, 이들 중 하나는 상기 냉매(8)를 도입시키기 위한 외향 경로로서 사용되며, 다른 하나는 상기 온도 제어 장치(2)로부터 상기 냉매를 배출하기 위한 회송 경로로서 사용된다.

본 발명의 온도 제어 장치는 그 온도 제어 장치가 냉매(8)의 압력을 모니터링하는 압력 검지기, 및 그 냉매(8)가 펌프에 의해 냉매 저장 탱크로부터 냉매 공급 파이프를 통해 공급되는 원통형 탄성체의 막 부재(3)의 내부로 상기 액체가 순환하는 유량 제어 장치를 함유하고, 상기 냉매(8)가 상기 원통형 탄성체의 막 부재(3)의 내부를 순환한 후 상기 냉매 저장 탱크로 배출되는 또다른 실시양태를 함유한다.

[온도 제어 장치의 실시양태]

이후, 본 발명의 한 실시양태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명에 따른 전자사진 감광체 기체를 위한 온도 제어 장치의 도의 예를 나타내는 단면 평면도이다.

상기 전자사진 감광체와 같은 장치의 부분을 위한 온도 제어 장치의 실시양태는 대략 장치 지지체(20), 그 장치 지지체(20)의 중심 영역에 회전 배치된 회전 수단(21), 그 회전 수단(21)의 모서리와 연결된 고정 수단(22), 상기 장치 지지체(20) 주위에 배치된 UV 방사 수단(23) 및 파이프 배열에 의해 상기 고정 수단(22)과 연결된 냉매 저장 탱크(24)로 분류된다.

상기 회전 수단(21)은 플랜지(25), 베어링(26), 상기 베어링(26)을 저장하는 베어링 케이스에 의해 고정된 도르레(27), 회전축(28) 및 상기 도르레(27)에 의해 매달린 벨트(29)를 함유한다. 상기 플랜지(25)는 개부구(25a)를 갖고, 상기 회전축(28)은 베어링(26)을 통해 개구부(25)에 배치되고 회전 지지된다. 상기 도르레(27)는 회전축(28)에 고정되고, 그 도르레(27)는 벨트(29)를 통해 구동 수단(도면에 예시되지 않음)과 연결되며, 상기 구동 수단의 구동력은 상기 회전축(28)으로 전달된다.

상기 고정 수단(22)의 구조는 대략 회전축(28), 냉매 공급 파이프(30) 및 냉매 배출 파이프(31), 원통형 탄성체(32), 원통형 프레임(33) 및 원통형 가압툴(34)로 분류된다. 상기 회전축(28)의 중심축에서, 냉매 배출 파이프(31)가 통과하고, 상기 냉매 배출 파이프(31)의 말단 모서리가 회전 조인트(35)와 연결된다. 상기 회전 조인트(35)는 상기 냉매의 2개의 수단과 연결되도록 배치되고, 제1 수단은 공급하는 데 사용되며, 제2 수단은 배출하는 데 사용된다. 상기 냉매 배출 파이프(31)의 말단 모서리는 배출을 위한 제2 수단과 연결된다. 공급을 위한 제1 수단과 연결된 냉매 공급 파이프(30)는 원통형 프레임(33)의 하단부 원주측과 연결된다. 상기 원통형 프레임(33)은 냉매 공급 파이프(30)가 그 하단부 원주측에서 연결되는 홀(36)을 보유하며, 이로써 상기 냉매는 원통형 프레임(33)의 표면에 공급된다. 상기 원통형 프레임(33)은 냉매가 그 상부 원주측에서 냉매 배출 파이프(31)로 순환되는 홀(37)을 보유한다. 상기 홀(37) 및 냉매 배출 파이프(31)는 파이프(38)와 연결되어 있다.

상기 원통형 탄성체(32)는 상기 원통형 프레임(33)의 표면 상에 배치되어 있다. 상기 원통형 프레임(33)의 상부 및 하단부에서, 리세스(recess)(39)가 형성되어 이에 원통형 탄성체(32)를 고정시킨다. 상기 원통형 탄성제(32)의 엣지(40)를 상기 리세스(39)에 고정시키기 위해서, 상기 원통형 탄성체의 상부 및 하단부는 상기 원통형 프레임(33)의 중심부에 결합된 원통형 탄성체(32)의 두께보다 1.0～2.0배 두꺼운 두께를 보유하도록 설정된다. 따라서, 상기 원통형 탄성체(32)는 상기 원통형 탄성체(32)의 교체 시 상기 원통형 프레임(33)에 용이하게 배치된다. 또한, 상기 원통형 탄성체(32)는 워크피스(work-piece)인 원통형 기체(41)를 교체하여 반복 사용에 의해 유발되는 이탈이 방지된다.

도 11a는 원통형 탄성체(32)가 상기 원통형 프레임(33)의 표면에 결합된 상태를 나타낸다. 도 11b는 상기 원통형 탄성체(32)가 워크피스인 원통형 기체(41)를 고정하는 상태를 나타낸다. 상기 원통형 기체(41)는 상기 원통형 탄성체(32)의 부풀음에 의해 고정되도록 배치된다.

도 12는 상기 원통형 탄성체(32)의 모서리(40) 주위의 영역을 확대한 구조도를 나타낸다. 도 12에 도시된 바와 같이, 틸트(42)가 리세스(39)와 원통형 프레임(33)의 표면(33) 사이에 형성된다. 상기 원통형 탄성체(32)의 모서리의 두께는 테이퍼형 또는 곡면형의 구배로 상기 틸트(42)에 따라 형성된다. 상기 원통형 탄성체(32)의 모서리가 테이퍼형 또는 곡면형으로 성형된 결과, 그 두께를 변경하는 모서리(40)는 상기 원통형 탄성체(32)가 늘어날 시에 과도한 응력을 받는 것이 방지된다. 더욱이, 상기 틸트(42)의 표면은 바람직하게는 경면 마감(mirror finish) 처리되어 원통형 탄성체(32)를 손상시키지 않는다.

상기 원통형 탄성체(32)는 용이한 교체 목적으로 그 상부 및 하부에 스테인레스 스틸 밴드(43)에 의해 고정되어 있다. 자가 버블 스폰지의 고무링(44)은 상기 원통형 프레임(33)과 상기 원통형 탄성체(32) 사이에 배치된다. 상기 고무링(44)의 결과로서, 상기 원통형 탄성체(32)와 상기 원통형 프레임(33) 사이에 충전된 냉매(45)는 누출되는 것이 방지된다. 상기 원통형 탄성체(33)가 상기 스테인레스 스틸 밴드(43)에 의해 고정되는 경우에, 이음매 없는 고무링(46)을 상기 스테인레스 스틸 밴드(43)와 상기 원통형 탄성체(32) 사이에 위치시켜 원통형 탄성체(32)의 표면을 보호한다.

상기 원통형 탄성체(32)는 상기 냉매(45)가 냉매 공급 파이프(30)로부터 공급될 시 그 냉매의 압력에 의해 팽창하며, 이로써 늘어난 원통형 탄성체(32)는 상기 원통형 기체(41)의 내부 표면에 밀접히 접합하고 상기 원통형 기체(41)를 고정한다. 이러한 방식으로, 상기 원통형 기체(41)의 표면은 균일하게 냉각된다.

상기 원통형 기체(41)에는 이의 상단부 및 하단부에 금속 또는 수지로 형성된 원통형 가압툴(34)이 장착되며, 이로써 원통형 기체(41)가 상향 또는 하향으로 용이하게 배치된다. 더욱이, 상기 원통형 탄성체(32)는 상기 UV 방사 장치(23)에 의한 상기 원통형 기체(41)의 가열 과정 동안 UV 광에 의해 노출되는 것이 방지된다. 따라서, 상기 탄성체(32)는 UV 광에 의해 악화되는 것이 방지된다. 상기 원통형 가압툴(34)은 상향 및 하향으로 이동가능하며, 길이 방향으로 상이한 크기를 갖는 원통형 기체(41)를 냉각시킬 수 있다.

상기 원통형 기체(41) 가열의 종결 후, 상기 냉매(45)의 냉매 공급 파이프(30)로부터 상기 원통형 탄성체(32)와 상기 탄성 프레임(33) 사이의 공간으로의 공급은 종결된다. 상기 냉매(45)의 공급이 종결될 때, 상기 냉매(45)의 압력은 감소하여 상기 원통형 탄성체(32)는 수축하고 상기 원통형 프레임(33)의 표면에 밀접히 부착된다. 이때, 상기 원통형 탄성체(32)의 내부 직경은 상기 원통형 프레임(33)의 외부 직경보다 작아 상기 냉매(45)는 상기 원통형 프레임(33)으로 순환된다.

더욱이, 공기 배출 밸브(48)는 상기 냉매 배출 파이프(31)의 상단부에 배치되어 상기 냉매(45)가 상기 원통형 탄성체(32)와 상기 원통형 프레임(33) 사이에 공급될 시에 그 냉매(45)에서의 버블 생성을 방지한다. 상기 공기 배출 밸브(48)는 상기 냉매(45)의 공급 시 특정 기간 동안 개방된다.

상기 파이프 배치를 통해 상기 고정 수단(22)에 연결된 냉매 저장 탱크(24)에서, 상기 냉매(45)는 저장되고, 펌프(49)에 의해 파이프(50)를 거쳐 상기 고정 수단(22)의 하단부에 배치된 회전 조인트(35)로 통과한다. 상기 고정 수단(22)의 회전 조인트(35)로부터 배출된 냉매(45)는 파이프(51)를 통해 냉매 저장 탱크(24)로 회송된다. 상기 파이프(51)에는 냉매(45)의 압력을 모니터링하는 압력 센서(52) 및 상기 냉매(45)의 유량을 조절하는 밸브(53)가 장착되어 있다. UV 방사 수단(23)에 의해 원통형 기체(41)를 가열하는 공정에서, 상기 센서(52)가 압력 강하를 감지하면, 압력 오류 신호가 제어 장치(도면에 예시되지 않음)로 전달되며, 이어서, 상기 장치는 정지된다. 이는, 상기 고정 수단(22)으로부터 배출된 냉매(45)의 압력 강하가 상기 원통형 탄성체(32)의 파손으로 인한 냉매(45)의 누출 경우인 것으로 인지되기 때문이다. 이러한 방식으로, 상기 고정 수단(22)으로부터 배출된 냉매(45)의 압력 상태는 상기 장치의 모니터링에 적용될 수 있다. 더욱이, 상기 원통형 탄성체(32)와 상기 원통형 프레임(33) 사이의 공간의 내부 압력은 상기 냉매(45)의 유량을 제어하는 밸브(53)를 작동시켜 제어하며, 상기 원통형 기체(41)의 고정력은 전적으로 적용된다.

수정된 실시양태로서, 도 13에서 도시되는 바와 같이 상기 파이프(50)에는 유량계(54a)가 장착되고, 상기 파이프(51)에는 유량계(54b)가 장착되며, 상기 원통형 탄성체(32)의 파손으로 인한 냉매(45)의 누출은 파이프(50) 및 파이프(51)의 유량 차이를 검지하여 탐지할 수 있다.

더욱이, 상기 냉매 저장 탱크(24)에는 온도계(55a)가 장착되며, 상기 파이프(51)에는 온도계(55b)가 장착되고, 이어서, 상기 원통형 탄성체(32)에 의한 원통형 기체(41)의 냉각 효율은 냉매 저장 탱크(24) 내 냉매의 온도 및 파이프(51) 내 냉매의 온도에서의 차이를 검지하여 탐지할 수 있다. 또한, 상기 온도 차이의 탐지된 수치는 제어 장치(도면에 도시되지 않음)에 연속 기록되며, 시간에 따른 온도의 변화가 생산 시작부터 탐지될 수 있다. 이러한 시간에 따른 온도 변화는 UV 방사 수단(23)에 사용되는 UV 램프 등의 광량 변화에 해당하며, UV 램프 등의 교체 시기는 상기 시간에 따른 온도 변화가 특정 역치를 넘어설 때로서 탐지될 수 있다.

상기 원통형 탄성체(32)에 사용되는 물질은 바람직하게는 우수한 내수성 및 내마모성을 보유하는 물질로부터 선택된다. 이의 특정예로는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무 등을 들 수 있다.

[전자사진 감광체의 층상 구조]

본 발명에 의해 사용하기 위한 전자사진 감광체를 도면을 참조하여 설명되게 된다.

도 14A 및 14B는 전자사진 감광체의 단면도이며, 상기 감광체는 전하 발생 기능 및 전하 이송 기능 둘 모두를 보유하는 감광층이 전도성 기체(11) 상에 배치된 단일층 구조를 보유한다. 도 14A는 가교된 표면층(13)이 전체 감광층(12)을 구성하는 경우를 나타낸다. 도 14B는 가교된 표면층(13)이 감광층(12)의 표면 일부를 구성하는 경우를 나타낸다.

도 15A 및 15B는 전자사진 감광체의 단면도이며, 상기 감광체는 전하 발생 기능을 갖는 전하 발생층(12a) 및 전하 이송 기능을 갖는 전하 이송층(12b)이 전도성 기체(11) 상에 배치된 층상 구조를 보유한다. 도 15A는 가교된 표면층(13)이 전체 전하 이송층(12b)을 구성하는 경우를 나타낸다. 도 15B는 가교된 표면층(13)이 전하 이송층 (12b)의 표면 일부를 구성하는 경우를 나타낸다.

[전도성 기체]

상기 전도성 기체는 어떠한 제약도 없이 의도하는 목적에 따라 적합하게 선택되나, 단, 이는 전도성을 보유해야 하며 부피 저항이 10¹⁰ Ωcm 이하 이어야 한다. 이의 예로는 금속 산화물, 예를 들어 알루미늄, 니켈, 크롬, 니크롬, 구리, 금, 은, 백금 등이 스퍼터링에 의해 침착된 필름 또는 원통형 플라스틱 또는 테이퍼, 알루미늄, 알루미늄 합금, 니켈, 스테인레스 스틸 등의 플레이트를 압출시키고 드로잉 등과 같은 방법에 따라 튜브로 성형하며, 컷팅, 수퍼 피니싱, 폴리싱 등과 같은 표면 처리를 거치는 튜브를 들 수 있다. 더욱이, JP A 52-36016에 개시된 니켈 무한 벨트 및 스테인레스 스틸 무한 벨트가 또한 전도성 기체로서 사용된다.

더욱이, 결합제 수지에 전도성 분말을 분산시키고 이를 상기 기체 상에 코팅하여 제조한 것이 또한 전도성 기체로서 사용될 수 있다.

상기 전도성 분말의 예로는 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 알루미늄, 니켈, 철, 니크롬, 구리, 아연, 은 등의 금속 분말, 및 전도성 산화주석, ITO등의 금속 산화물 분말을 들 수 있다. 동시에 사용되는 결합제 수지의 예로는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 광경화 수지, 예컨대 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌 말레산 무수물 공중합체, 폴리에스테스, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴레이트 수지, 페녹시 수지, 폴리카르보네이트, 셀룰로스 아세테이트 수지, 에틸 셀룰로스 수지, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포르말, 폴리비닐 톨루엔, 폴리-N-비닐 카르바졸, 아크릴계 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 알키드 수지 등을 들 수 있다. 이러한 전도층은, 예를 들어 전술한 전도성 분말 및 결합제 수지를 적합하게 선택된 용매, 예를 들어 테트라히드로푸란, 디클로로메탄, 메틸에틸케톤, 톨루엔 등에 분산시키고 상기 용액을 코팅시켜 배치시킬 수 있다.

더욱이, 열수축 튜브로부터 형성된 전도층이 적절한 원통형 기체 상에 배치된 것이 또한 전도성 기체로서 적합하게 사용될 수 있다. 여기서, 상기 열수축 튜브는 폴리염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리에틸렌, 염화물 고무, Teflon(상표로서 등록됨) 등으로서 전도성 분말을 그 내에 함유하는 물질로 형성된다.

[감광층]

감광층을 다음으로 설명하게 된다. 상기 감광층은 단층형 구조 또는 적층형 구조를 가질 수 있다.

상기 감광층이 층상 구조를 갖는 경우, 상기 감광층은 전하 발생 기능을 보유하는 전하 발생층 및 전하 이송 기능을 보유하는 전하 이송층을 포함한다. 상기 감광층이 단층형 구조를 갖는 경우, 상기 감광층은 동시에 전하 발생 기능 및 전하 이송 기능을 보유하는 층이다.
이후, 상기 적층형 감광층 및 단층형 감광층을 설명하게 된다.

[적층형 감광층]

(전하 발생층)

상기 전하 발생층은 주성분으로서 전하 발생 기능을 보유하는 전하 발생 화합물을 함유하며, 임의로 필요한 경우, 결합제 수지를 함께 함유한다. 전하 발생 화합물로서, 무기 물질 및 유기 물질을 사용한다.

상기 무기 물질의 예로는 결정질 셀레늄, 비결정질 셀레늄, 셀레늄-텔루륨, 셀레늄-텔루륨-할로겐, 셀루늄-비소 화합물, 비결정질 규소 등을 들 수 있다. 상기 비결정질 셀레늄의 바람직한 예로는 수소 원자 및/또는 할로겐 원자에 의해 댕글링 결합(dangling-bond)이 종결된 것, 또는 붕소 원자, 인 원자 등으로 도핑된 것이 있다.

유기 물질로서, 당업계에 공지된 물질을 사용할 수 있다. 이의 예로는 프탈로시아닌 안료, 예컨대 금속 프탈로시아닌, 및 무금속 프탈로시아닌, 아줄레늄 염 안료, 스쿠아르산 메틴 안료, 카르바졸 골격을 갖는 아조 안료, 트리아릴아민 골격을 갖는 아조 안료, 디페닐아민 골격을 갖는 아조 안료, 플루오레논 골격을 갖는 아조 안료, 옥시디아졸 골격을 갖는 아조 안료, 비스스틸벤 골격을 갖는 아조 안료, 디스티릴 옥사디아졸 골격을 갖는 아조 안료, 디스티릴 카르바졸 골격을 갖는 아조 안료, 퍼릴렌 안료, 안트라퀴논 또는 다중환 퀴논 안료, 퀴논 이민 안료, 디페닐메탄 및 트리페닐메탄 안료, 벤조퀴논 및 나프토퀴논 안료, 시아닌 및 아조메틴 안료, 인디고이드 안료, 비스벤즈이미다졸 안료 등을 들 수 있다. 이들 전하 발생 화합물 각각은 단일로 또는 2 이상의 조합으로 사용할 수 있다.

임의로 사용되는 결합제 수지의 예로는 폴리아미드, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 폴리케톤, 폴리카르보네이트, 실리콘 수지, 아크릴계 수지, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포르말, 폴리비닐 케톤, 폴리스티렌, 폴리-N-비닐카르바졸, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐벤잘 등을 들 수 있다. 이들 결합제 수지 각각은 단일로 또는 2 이상의 조합으로 사용할 수 있다. 전하 발생층의 결합제 수지로서의 전술한 결합제 수지 이외에, 전하 발생 기능을 보유하는 거대분자 전하 이송 화합물을 사용할 수 있다. 상기 거대분자 전하 이송 화합물의 예로는 그 내에 각각 아릴 아민, 벤지딘, 히드라존, 카르바졸, 스틸벤 또는 피라졸린 구조를 갖는 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 폴리실록산, 아크릴산; 및 폴리실란 구조를 갖는 중합체 물질을 들 수 있다.

전술한 전자의 예의 특정 예로는 JP A 01-001728, 01-009964, 01-013061, 01-019049, 01-241559, 04-011627, 04-175337, 04-183719, 04-225014, 04-230767, 04-320420, 05-232727, 05-310904, 06-234836, 06-234837, 06-234838, 06-234839, 06-234840, 06-234841, 06-239049, 06-236050, 06-236051, 06-295077, 07-056374, 08-176293, 08-208820, 08-211640, 08 253568, 08-269183, 09-062019, 09-043883, 09-71642, 09-87376, 09-104746, 09-110974, 09-110976, 09-157378, 09-221544, 09-227669, 09-235367, 09-241369, 09-268226, 09-272735, 09-302084, 09-302085, 09-328539 등에 개시되어 있는 전하 이송 중합체 물질이 있다.

더욱이, 전술한 후자의 예의 특정 예로는 JP-A 63-285552, 05-19497, 05-70595, 10-73944 등에 개시된 폴리실릴렌 중합체가 있다.

더욱이, 상기 전하 발생층은 저분자 전하 이송 화합물을 추가로 함유할 수 있다.

전하 발생층에 사용될 수 있는 상기 저분자 전하 이송 화합물은 정공 이송 물질 및 전자 이송 물질로 분류된다.

상기 전자 이송 물질의 예로는 전자를 받는 화합물, 예컨대 크롤라닐, 브로마닐, 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-4H-인데노[1,2-b]티오펜-4-온, 1,3,7-트리니트로벤조티오펜-5,5-디옥시드, 디페노퀴논 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 전자 이송 물질로서 단일로 또는 2 이상의 조합으로 사용된다.

정공 이송 물질로서, 하기 기재된 전자 공여 화합물을 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 상기 정공 이송 물질의 예로는 옥사졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 모노아릴 아민 유도체, 디아릴 아민 유도체, 트리아릴 아민 유도체, 스틸벤 유도체, α-페닐 스틸벤 유도체, 벤지딘 유도체, 디아릴 메탄 유도체, 트리아릴 메탄 유도체, 9-스티릴아트라센 유도체, 피라졸린 유도체, 디비닐 벤젠 유도체, 히드라존 유도체, 인덴 유도체, 부타디엔 유도체, 피렌 유도체, 비스스틸벤 유도체, 엔아민 유도체, 당업계에 공지된 기타 물질 등을 들 수 있다. 이들은 전공 이송 물질로서 단일로 또는 2 이상의 조합으로 사용된다.

상기 전하 발생층의 형성 방법은 진공 박막 형성 방법 및 분산액을 이용한 캐스팅 방법으로 분류된다.

상기 진공 박막 형성 방법의 특정 예로는 증착 방법, 글로우 방전 분해 방법(glow discharge decomposition method), 이온 도금 방법, 스퍼터링 방법, 반응성 스퍼터링 방법, CVD 방법 등을 들 수 있다. 전술한 방법에서, 전술한 무기 또는 유기 물질의 층을 적절히 형성할 수 있다.

삭제

상기 전하 발생층을 전술한 캐스팅 방법에 따라 형성하는 경우, 상기 전술한 무기 또는 유기 전하 발생 화합물은, 필요한 경우 결합제 수지와 함께 용매, 예컨대 테트라히드로푸란, 디옥산, 디옥솔란, 톨루엔, 디클로로메탄, 모노클로로벤젠, 디클로로에탄, 시클로헥산, 시클펜타논, 아니솔, 크실렌, 메틸에틸케톤, 아세톤, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등에 볼밀, 아트리터(attritor), 샌드밀, 비드밀 등에 의해 분산시키고, 이어서 분산액을 적절하게 희석하고 코팅하여 이로써 전자 발생층을 형성한다. 필요한 경우, 평활제, 예컨대 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일 등을 이에 첨가할 수 있다. 상기 코팅은 딥 코팅 방법, 분무 코팅 방법, 비드 코팅 방법, 링 코팅 방법 등에 따라 실시한다.

전술한 방법으로 제조된 전하 발생층은 두께가 0.01～5 μm, 바람직하게는 0.05～2 μm이다.

[전하 이송층]

상기 전하 이송층은 전하 이송 기능을 보유하는 층이며, 전하 이송 구조를 갖는 가교된 표면층은 상기 전하 이송층으로서 효과적으로 사용된다. 상기 가교된 표면층이 전체 전하 이송층인 경우, 상기 가교된 표면층은 상기 전하 발생층 상에 라디칼 중합 화합물(전하 이송 구조를 갖지 않는 라디칼 중합성 단량체 및 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합성 단량체; 이후 상기 라디칼 중합 화합물은 동일한 정의를 의미함) 및 충전제를 함유하는 코팅액을 코팅하고, 임의로 상기 코팅층을 건조시키며, 외부로 에너지를 부여하여 경화 반응을 개시함으로써 형성한다. 상기 가교된 표면층의 두께는 10～30 μm, 바람직하게는 10～25 μm이다. 이의 두께가 10 μm보다 얇은 경우, 충분한 충전 전위를 유지할 수 없다. 이의 두게가 30 μm보다 두꺼운 경우, 상기 가교된 표면층은 경화 시 부피 수축으로 인해 하부층으로부터 분리되는 경향이 있다.

상기 가교된 표면층이 전하 이송층의 표면 부위에 형성되고 상기 전하 이송층이 적층형 구조인 경우, 상기 전하 이송층의 하단부는 전하 이송 기능을 보유하는 전하 이송 화합물 및 결합제 수지가 적절한 용매에 용해 및/또는 분산되어 있는 용액을 상기 전하 발생층 상에 코팅하고, 그 코팅된 용액을 건조시켜 형성한 후, 상기 전하 이송층의 상단부는 라디칼 중합성 화합물 및 충전제를 함유하는 코팅 용액을 상기와 같이 형성된 하단부 층에 코팅하고, 외부 에너지를 적용하여 상기 코팅층을 가교 및 경화시켜 형성한다.

상기 전하 이송 화합물로서, 전술한 전하 발생층의 설명에서 기재한 전자 이송 물질, 전공 이송 물질 및 거대분자 전하 이송 물질을 사용할 수 있다. 상기 거대분자 전하 이송 물질을 사용하는 것은 상기 하단부 층의 가용성이 표면층 코팅 시에 억제될 때 효과적이다.

결합제 수지의 예로는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지, 예컨대 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-말레산 무수물 공중합체, 폴리에스테스, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴레이트 수지, 페녹시 수지, 폴리카르보네이트, 셀룰로스 아세테이트 수지, 에틸 셀룰로스 수지, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 포르말, 폴리비닐 톨루엔, 폴리-N-비닐 카르바졸, 아크릴계 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 알키드 수지 등을 들 수 있다.

상기 전하 이송 화합물의 양은 상기 결합제 수지 100 질량부에 대해서 20～300 질량부, 바람직하게는 40～150 질량부이다. 상기 거대분자 전하 이송 물질을 사용하는 경우, 이는 단독으로 또는 결합제 수지와 함께 사용될 수 있다는 것이 주지되어야 한다.

전하 이송층의 하단부의 코팅에 사용되는 용매로서, 전하 발생층에 사용되는 용매와 유사한 것을 사용할 수 있으나, 이의 적합한 예는 상기 전하 이송 화합물 및 결합제 수지를 잘 용해시키는 것이다. 여기서, 단일 용매 또는 2 이상의 혼합된 용매를 사용한다. 더욱이, 전하 이송층의 하단부는 전하 발생층의 코팅 방법과 유사한 코팅 방법에 따라 형성된다.

상기 전하 이송층의 하단부는 임의로 가소제 및 평활제를 함유할 수 있다.

전하 이송층의 하단부에 사용되는 가소제로서, 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트 등과 같은 수지에 대한 통상의 가소제를 사용할 수 있다. 이의 사용량은 대략 결합제 수지 100 질량부에 대해서 0～30 질량부이다.

전하 이송층의 하단부에 사용되는 평활제로서, 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일 등과 같은 실리콘 오일, 및 측쇄에 퍼플루오로알킬기를 갖는 중합체 또는 올리고머를 사용할 수 있다. 이의 사용량은 대략 결합제 수지 100 질량부에 대해서 0～1 질량부이다.

삭제

전하 이송층의 하단부의 두께는 대략 5～40 μm, 바람직하게는 10～30 μm이다.

가교된 표면층의 형성 방법에서 언급된 바와 같이, 가교된 표면층이 전체 전하 이송층인 경우, 상기 가교된 표면층은 라디칼 중합가능한 화합물을 함유하는 코팅 용액을 전하 이송층의 하단부 상에 코팅하고, 임의로 그 코팅층을 건조시키며, 열 또는 광과 같은 에너지를 외부로 부여하여 경화 반응을 개시하여 형성한다. 상기 가교된 표면층의 두께는 1～20 μm, 바람직하게는 2～10 μm이다. 이의 두께가 1 μm 미만인 경우, 비평탄한 필름 두께로 인해 내구성이 변한다. 이의 두께가 20 μm보다 두꺼운 경우, 전체 전하 이송층 필름 두께가 커짐에 따라 전하 확산으로 인해 재현성이 감소한다.

[단층형 감광층]

단층형 구조의 감광층은 전하 발생 기능 및 전하 이송 기능 둘 모두를 동시에 보유하는 층이다. 전하 이송 구조를 갖는 가교된 표면층은 이에 전하 발생 기능을 보유하는 전하 발생 화합물을 첨가하여 단층형 감광층으로서 효과적으로 사용된다. 전하 발생층 형성을 위한 캐스팅 방법에서 언급된 바와 같이, 가교된 표면층은 전하 발생 화합물을 라디칼 중합가능한 화합물을 함유하는 코팅 용액에 분사시키고, 그 코팅 용액을 기체 상에 코팅하며, 임의로 코팅층을 건조시키고, 에너지를 외부로 부여하여 경화 반응을 개시하여 형성한다. 상기 전하 발생 화합물이 용매에 분산된 분산 용액은 가교된 표면층의 코팅 용액에 첨가될 수 있다는 것이 주지된다. 상기 가교된 표면층의 두께는 10～30 μm, 바람직하게는 10～25 μm이다. 이의 두께가 10 μm보다 얇은 경우, 충분한 충전 전위를 유지할 수 없다. 이의 두게가 30 μm보다 두꺼운 경우, 상기 가교된 표면층은 경화 시 부피 수축으로 인해 하부층으로부터 분리되는 경향이 있다.

가교된 표면층이 단층형 감광층의 상단부인 경우, 단층형 감광층의 하단부는 전하 발생 기능을 보유하는 전하 발생 화합물, 전하 이송 기능을 보유하는 전하 이송 화합물 및 결합제 수지를 적절한 용매에 용해 및/또는 분산시키고, 이와 같이 제조된 용액을 코팅하며, 코팅층을 건조시켜 형성한다. 필요한 경우, 가소제, 평활제 등과 같은 첨가제를 이에 첨가할 수 있다. 분산 방법, 전하 발생 화합물, 전하 이송 화합물, 가소제 및 평활제는 전하 발생층 및 전하 이송층의 설명에서 기술된 것과 동일하다. 결합제 수지로서, 전하 발생층의 설명에서 기재된 결합제 수지를 전하 이송층의 설명에서 기재된 결합제 수지 이외의 것을 사용하기 위해 혼합할 수 있다. 더욱, 전술한 거대분자 전하 이송 화합물을 또한 사용할 수 있고, 이의 사용은 가교된 표면층 중 보다 낮은 감광층의 성분이 가압될 수 있는 경우에 효과적이다. 감광층의 하단부의 두께는 대략 5～30 μm, 바람직하게는 10～25 μm이다.

가교된 표면층이 단층형 감광층의 상단부인 경우, 가교된 표면층은 상기 감광층의 전술한 하단부 상에 라디칼 중합가능한 화합물 및 전하 발생 화합물을 함유하는 코팅 용액을 코팅하고, 임의로 그 코팅된 층을 건조시키며, 그 코팅층을 열 또는 광과 같은 에너지를 외부로 부여하여 경화시켜 형성한다. 상기 가교된 표면층의 두께는 1～20 μm, 바람직하게는 2～10 μm이다. 이의 두께가 1 μm 미만인 경우, 비평탄한 필름 두께로 인해 내구성이 변한다.

단층형 감광층에 함유된 전하 발생 화합물의 양은 바람직하게는 감광층의 총질량에 대해서 1～30 질량%이다. 상기 감광층의 하단부에 함유된 전하 이송 화합물 및 결합제 수지의 바람직한 양은 상기 감광층의 하단부의 총량에 대해서 각각 20～80 질량% 및 10～70 질량%이다.

[중간층]

가교된 표면층이 감광층의 상단부인 경우, 중간층은 가교된 표면층의 바닥층의 성분이 오염되는 것을 방지하고 가교된 표면층과 하부층과의 접착성을 향상시키기 위한 본 발명에서의 용도로 감광체에 배치될 수 있다. 상기 중간층은 라디칼 중합가능한 화합물을 함유하는 최외 표면층 중 감광층의 하단부의 성분의 오염으로 유발되는 임의의 가교 반응의 억제 및 가교된 표면층의 평탄치 않은 표면 형성을 방지한다. 더욱이, 중간층은 또한 상기 감광층의 하단부와 가교된 표면층 사이의 접착을 향상시킨다.

상기 중간층은 일반적으로 주성분으로서 결합제 수지를 함유한다. 상기 결합제 수지의 예로는 폴리아미드, 알코올 가용성 나일론, 수용성 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 알코올 등이 있다. 상기 중간층의 형성 방법은 전술한 통상의 코팅 방법으로부터 선택된다. 상기 중간층의 두께는 적절하게는 0.05～2 μm이다.

[언더코트층]

본 발명에서 사용하기 위한 감광체에서, 언더코트층이 전도성 기체와 상기 감광층 사이에 형성될 수 있다.

상기 언더코트층은 일반적으로 주성분으로서 수지를 함유하나, 그 언더코트층을 용매를 이용하여 감광층에 의해 코팅된다는 것을 고려하면 전형적으로 사용되는 유기 용매에 높은 저항성을 보유하는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 수지의 예로는 수용성 수지, 예컨대 폴리비닐 알콜, 카세인 및 나트륨 폴리아크릴레이트; 알코올 가용성 수지, 예컨대 나일론 공중합체 및 메톡시메틸화 나일론; 및 3차원 망상 구조를 형성할 수 있는 경화성 수지, 예컨대 폴리우레탄, 멜라민 수지, 페놀 수지, 알킬-멜라민 수지 및 에폭시 수지를 들 수 있다. 더욱이, 상기 언더코트층에 금속 산화물의 미세 분말 안료를 첨가하여 모아레(moire) 발생을 방지하고 잔류 전위 등을 감소시킬 수 있다. 상기 금속 산화물의 예로는 산화티탄, 실리카, 알루미나, 산화지르코늄, 산화티탄, 산화인듐 등을 들 수 있다.

상기 언더코트층은 감광층에서 기술되는 적절한 코팅 방법 및 적절한 용매를 이용하여 형성할 수 있다. 더욱이, 실란 커플링제, 티탄 커플링제, 크롬 커플링제 등을 상기 언더코트층에 첨가할 수 있다. 상기 이외에, 본 발명에 사용되는 언더코트층에 있어서, 애노드 산화 Al₂O₃에 의해 형성된 층, 또는 진공 박층 형성 방법에 의해 유기 물질, 예컨대 폴리파라크실릴렌(파릴렌) 및 무기 물질, 예컨대 SiO₂, SnO₂, TiO₂, ITO 및 CeO₂를 사용하여 형성된 층을 이용하는 것이 바람직하다. 상기 기술된 물질 이외에, 통상의 언더코트층을 사용할 수 있다. 상기 언더코트층의 두께는 적절하게는 0～5 μm이다.

[각 층 중 항산화제의 첨가]

항산화제를 내후성 향상, 특히 감응성 감소 및 잔류 전위 증가를 방지할 목적으로 가교된 표면층, 전하 발생층, 전하 이송층, 언더코트층, 중간층 등과 같은 각 층에 첨가할 수 있다.

상기 항산화제의 예로는 하기 기술되는 바와 같다:

(페놀 화합물)

페놀 화합물의 예로는 하기를 들 수 있다:

2,6,-디-t-부틸-p-크레졸; 부틸화 히드록시아니솔; 2,6-디-t-부틸-4-에틸페놀; 스테아릴-β-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트; 2,2'-메틸렌-비스-(4-메틸-6-t-부틸페놀); 2,2'-메틸렌-비스-(4-에틸-6-t 부틸페놀); 4,4'-티오비스-(3-메틸-6-t-부틸페놀); 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸페놀); 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-히드록시-5-t-부티페닐)부탄; 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠; 테트라키스-[메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트] 메탄; 비스[3,3'-비스(4'-히드록시-3'-t-부틸페닐)부틸산] 글리콜 에스테르; 토코페롤; 등.

삭제

(파라페닐렌 디아민)

파라페닐렌디아민의 예로는 하기를 들 수 있다:

N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민; N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민; N-페닐-N-sec-부틸-p-페닐렌디아민; N,N'-디-이소프로필-p-페닐렌디아민; N,N'-디메틸-N,N'-디-t-부틸-p-페닐렌디아민; 등.

삭제

(히드로퀴논)

히드로퀴논의 예로는 하기를 들 수 있다:

2,5-ji-t-옥틸히드로퀴논; 2,6 디도데실히드로퀴논; 2-도데실히드로퀴논; 2-도데실-5-클로로히드로퀴논; 2-t-옥틸-5-메틸히드로퀴논; 2-(2-옥타데세닐)-5-메틸히드로퀴논; 등.

삭제

(유기 황 화합물)

유기 황 화합물의 예로는 하기를 들 수 있다:
디라우릴-3,3'-티오디프로피오네이트; 디스테아릴-3,3'-티오디프로피오네이트; 디테트라데실-3,3'-티오디프로피오네이트; 등.

(유기 인 화합물)

유기 인 화합물의 예로는 하기를 들 수 있다: 트리페닐 포스핀; 트리(노닐페닐)포스핀; 트리(디노닐페닐)포스핀; 트리크레실 포스핀; 트리(2,4-디부틸페녹시)포스핀; 등.

이들 화합물은 고무, 플라스틱, 오일 등에 대한 항산화제로서 알려져 있으며, 상업용 생산품으로서 얻을 수 있다. 상기 항산화제의 첨가량은 첨가하려는 층의 총량에 대해서 0.01～10 질량%이다.

[가교된 표면층]

전하 이송 구조를 갖지 않는 전술한 라디칼 중합가능한 단량체는 전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체이다. 상기 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체는 전하 이송 구조, 예컨대 정공 이송 구조(예를 들어, 트리아릴 아민, 히드라존, 피라졸린 및/또는 카르바졸) 및 전자 이송 구조(예를 들어, 응축 다중환 퀴놀린, 디페노퀴논, 및 시아노기 및/또는 니트로기를 갖는 친전자성 방향족 고리)를 갖지 않으나 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 기를 갖는 단량체를 의미한다. 상기 라디칼 중합가능한 작용기는 어떠한 제약도 없이 적절히 선택되며, 단, 이는 C-C 이중 결합을 보유하고 라디칼로 중합가능해야 한다. 상기 라디칼 중합가능한 작용기의 예로는 (1) 1-치환된 에틸렌 작용기, (2) 1,1-치환된 에틸렌 작용기 등을 들 수 있다.
(1) 1-치환된 에틸렌 작용기의 예로는 하기 화학식으로 표시되는 작용기를 들 수 있다.

CH₂=CH-X₂- (I)

상기 식 중, X₂는 치환기를 가질 수 있는 아릴렌기(예를 들어, 페닐렌 및 나프틸렌); 치환될 수 있는 알케닐렌기; -CO- 기; -COO- 기; -CON(R₃₆)- 기(여기서, R₃₆는 수소 원자; 알킬기(예를 들어, 메틸 및 에틸); 아랄킬기(예를 들어, 벤질, 나프틸메틸 및 페네틸); 아릴기(예를 들어, 페닐 및 나프틸)); 또는 -S- 기를 의미한다.

상기 치환기의 예로는 비닐기, 스티릴기, 2-메틸-1,3-부타디에닐기, 비닐카르보닐기, 아크릴로일옥시기, 아크릴로일아미노기 및 비닐티오에테르기를 들 수 있다.

(2) 1,1-치환된 에틸렌 작용기의 예로는 하기 화학식으로 표시되는 작용기를 들 수 있다.

CH₂=C(Y₄)-X₃- (Ⅱ)

상기 식 중, Y₄는 치환기를 가질 수 있는 알킬; 치환기를 가질 수 있는 아랄킬; 치환기를 가질 수 있는 아릴기(예를 들어, 페닐 및 나프틸); 할로겐 원자; 시아노기; 니트로기; 알콕시기(예를 들어, 메톡시 및 에톡시); 및 -COOR₃₇ 기(여기서, R₃₇은 수소 원자를 나타냄); 치환기에 의해 치환될 수 있는 알킬기(예를 들어, 메틸 및 에틸); 치환기에 의해 치환될 수 있는 아랄킬기(예를 들어, 벤질 및 페네틸); 치환기에 의해 치환될 수 있는 아릴기(예를 들어, 페닐 및 나프틸); 또는 -CONR₃₈R₃₉ 기((여기서, R₃₈ 및 R₃₉은 동일하거나 상이할 수 있으며, 각각 수소 원자; 치환기에 의해 치환될 수 있는 알킬기(예를 들어, 메틸 및 에틸); 치환기에 의해 치환될 수 잇는 아랄킬기(예를 들어, 벤질, 나프틸메틸 및 페네틸); 또는 치환기에 의해 치환될 수 있는 아릴기(예를 들어, 페닐 및 나프틸)를 나타냄)를 의미하고; X₃는 X₂와 관련하여 기술된 기들 중 임의의 하나, 단일 결합 또는 알킬렌기를 의미하며; 단, Y₄ 및 X₃ 중 적어도 하나는 옥시카르보닐기, 시아노기, 알켈닐렌기 또는 방향족 고리기이다.

상기 치환기의 예로는 α-클로로아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, α-시아노에틸렌기, α-시아노아크릴로일옥시기, α-시아노페닐렌기 및 메타크릴로일아미노기를 들 수 있다.

X₂, X₃ 및 Y₄로 표시되는 기들의 치환기를 추가로 치환하는 치환기의 예로는 할로겐 원자; 니트로기,^' 시아노기; 알킬기(예를 들어, 메틸 및 에틸); 알콕시기(예를 들어, 메톡시 및 에톡시); 아릴옥시기(예를 들어, 페녹시); 아릴기(페닐 및 나프틸); 및 아랄킬기(예를 들어, 벤질 및 페네틸)을 들 수 있다.

이들 라디칼 중합가능한 작용기들 중, 아크릴로일옥시기 및 메타크릴로일옥시기가 특히 바람직하다. 3 이상의 아크릴로일옥시기를 갖는 화합물을, 예를 들어 분자 내에 3 이상의 히드록실기를 갖는 화합물을 아크릴산(염), 아크릴산 할라이드 또는 아크릴레이트로 에스테르화 또는 에스테르교환시켜 생성할 수 있다. 3 이상의 메타크릴로일옥시기를 갖는 화합물은 유사한 방식으로 생성할 수 있다. 특히, 3 이상의 라디칼 중합가능한 작용기를 함유하는 단량체에서, 라디칼 중합가능한 작용기는 동일하거나 상이할 수 있다.

전하 이송가능한 구조를 갖지 않는 상기 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체는 어떠한 제약도 없이 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택된다. 이의 예로는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, HPA-개질된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, EO-개질된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, PO-개질된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 카프로락톤-개질된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, HPA-개질된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETTA), 글리세롤 트리아크릴레이트, ECH-개질된 글리세롤 트리아크릴레이트, EO-개질된 글리세롤 트리아크릴레이트, PO-개질된 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸) 이소시아눌레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA), 카프로락톤-개질된 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 히드록시펜타아크릴레이트, 알킬-개질된 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 알킬-개질된 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 알킬-개질된 디펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디메틸올 프로판테트라아크릴레이트(DTMPTA), 펜타에리트리톨 에톡시테테라아크릴레이트, EO-개질된 인산 트리아크릴레이트 및 2,2,5,5-테트라히드록시메틸시클로펜타논 테트라아크릴레이트를 들 수 있다. 이들 단량체는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.

전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체의 제제화 비율은 가교된 표면층의 총량에 대해서 20～80 질량%, 바람직하게는 30～70 질량%이다. 이의 비율이 20 질량% 미만인 경우, 상기 3차원 가교의 농도는 상기 가교된 표면층에서 낮아지며, 내마모성의 상당한 향상이 통상의 열가소성 결합제 수지를 이용하는 경우에 비해 얻어지지 않는다. 이의 비율이 80 질량% 초과인 경우, 상기 전하 이송 화합물의 함량은 감소하여, 전기 특성은 감퇴한다. 필요한 내마모성 및 전기 특성이, 적용되는 공정에 따라 변한다는 것을 언급하는 것이 쉽지 않지만, 이의 제제화 비율은 내마모성과 전기 특성의 균형의 관점에서 30～70 질량% 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.

전하 이송 구조를 갖는 전술한 라디칼 중합가능한 화합물은 전하 이송 구조, 예컨대 정공 이송 구조(예를 들어, 트리아릴 아민, 히드라존, 피라졸린 및/또는 카르바졸) 및 전자 이송 구조(예를 들어, 응축 다중환 퀴놀린, 디페노퀴논, 및 시아노기 및/또는 니트로기를 갖는 친전자성 방향족 고리)를 갖고 라디칼 중합가능한 작용기를 갖는 화합물을 의미한다. 상기 라디칼 중합가능한 작용기의 예는 라디칼 중합가능한 단량체의 설명에서 기재한 것이다. 이들 중, 아크릴로일옥시기 및 메타크릴로일옥시기가 특히 바람직하다.

삭제

전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물은 2 이상의 작용기를 가질 수 있으나, 필름 품질 및 정전기적 특성의 관점에서 하나의 작용기를 갖는 것이 바람직하다. 전하 이송 구조를 갖는 2 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 화합물이 사용된 경우, 상기 전하 이송 구조는 복수의 결합에 의해 가교 구조에 고정된다. 그러나, 상기 전하 이송 구조는 매우 부피가 크기 때문에, 가교된 수지에서 뒤틀림이 발생할 수 있고, 가교된 표면층의 내부 응력이 높게 된다. 따라서, 캐리어 등의 침착으로 인해 금(crack) 또는 긁힘 등이 형성되는 경향이 있다. 이러한 문제는 가교된 표면층의 두께가 5 μm 이하인 경우에는 발생하지 않는다. 상기 두께가 5 μm 초과인 경우, 가교된 표면층의 내부 응력이 매우 높게 되고, 가교 형성 직후에 금이 유발되는 경향이 있다.

정전기적 특성의 관점에서, 2 작용성 이상의 전하 이송 화합물이 사용되는 경우, 전하 이송 시 중간 구조(양이온 라디칼)는 전하 이송 구조가 복수의 결합을 통해 가교 구조에서 고정되는 동안 안정하게 유지될 수 없다. 감응성의 감퇴 및 잔류 전위의 증가가 포획된 전기 전하로 인해 발생하는 경향이 있다. 상기 전기 특성의 감퇴는 낮은 이미지 밀도 또는 얇은 인쇄 글자로서 이미지에 나타낸다. 따라서, 단일 작용성 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물을 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물로서 사용하고, 전하 이송 구조는 펜단트 형식으로 가교 구조 사이에 고정한다. 따라서, 금 또는 긁힘의 형성은 억제되며, 정전기적 특성은 안정화된다.

트리아릴아민 구조가 전기 이송 구조로서 효과적이다. 이의 작용기 수는 하나인 것이 바람직하다. 특히, 하기 화학식 (1) 또는 (2)로 표시되는 구조를 갖는 화합물이 감응성, 잔류 전위 등과 같은 전기적 특성이 적합하게 유지되기 때문에 바람직하다.

상기 화학식에서, R₁은 수소 원자, 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기, 치환기를 가질 수 있는 아릴기, 시아노기, 니트로기, 알콕시기, -COOR₇(여기서, R₇은 수소 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기임), 할로겐화 카르보닐기, 또는 CONR₈R₉(여기서, R₈ 및 R₉ 각각은 수소 원자, 할로겐 원자, 치환기를 가질 수 있는 알킬기, 치환기를 가질 수 있는 아랄킬기 또는 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 의미하고, R₈ 및 R₉는 서로 동일하거나 상이함); Ar₁ 및 Ar₂ 각각은 치환기를 가질 수 있는 아릴렌기를 의미하고, Ar₁ 및 Ar₂는 서로 동일하거나 상이하며; Ar₃ 및 Ar₄ 각각은 치환기를 가질 수 있는 아릴기를 의미하고, Ar₃ 및 Ar₄는 서로 동일하거나 상이하며; X는 단일 결합, 치환기를 가질 수 있는 알킬렌기, 치환기를 가질 수 있는 시클로알킬렌기, 치환기를 가질 수 있는 알킬에테르기, 산소 원자, 황 원자 또는 비닐렌기를 나타내고; Z는 치환기를 가질 수 있는 알킬렌기, 치환기를 가질 수 있는 알킬렌 에테르기, 또는 알킬렌옥시카르보닐기를 나타내며; m 및 n은 각각 0～3의 정수를 의미한다.

여기서, 상기 화학식 (1) 및 (2)의 특정예가 기술되게 된다.

화학식 (1) 및 (2)에서, R₁의 치환기 중, 알킬기의 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등을 들 수 있고, 아릴기의 예로는 페닐기, 나프틸기 등을 들 있으며, 아랄킬기의 예로는 벤질기, 페네틸기, 나프틸메틸기 등을 들 수 있고, 알콕실기의 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등을 들 수 있다. 이들은 추가로 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 알킬기, 예컨대 메틸기 또는 에틸기, 알콕시기, 예컨대 메톡시기 또는 에톡시기, 아릴옥시기, 예컨대 페녹시기, 아릴기, 예컨대 페닐기 또는 나프틸기, 아랄킬기, 예컨대 벤질기 또는 페네틸기 등에 의해 치환될 수 있다.

R₁의 치환기의 전술한 예 중, 수소 원자 및 메틸기가 특히 바람직하다.

치환될 수 있는 Ar₃ 및 Ar₄ 각각은 아릴기이며, 이러한 아릴기의 예로는 응축 다중환 탄화수소기, 비응축 환형 탄화수소기, 이종환기 등을 들 수 있다.
응축 다중화 탄화수소기의 예로는 18 이하의 수의 탄소 원자가 고리를 형성하는 것들을 들 수 있다. 이의 특정 예로는 펜타닐기, 인데닐기, 나프틸기, 아줄레닐기, 헵타레닐기, 비페닐레닐기, as-인다세닐기, s-인다세닐기, 플루오레닐기, 아세나프틸레닐기, 프레이아데닐기, 아세나프테닐기, 페날레닐기, 페난트릴기, 안트릴기, 플루오르안테닐기, 아세페난트릴레닐기, 아세안트릴레닐기, 트리페닐레일기, 피레닐기, 크리세닐기, 나프타세닐기 등을 들 수 있다.

비응축 환형 탄화수소기의 예로는 단일환 탄화수소기의 1가 기, 예컨대 벤젠, 디페닐 에테르, 폴리에틸렌 디페닐 에테르, 디페닐 티오에테르 및 디페닐 설폰; 비응축 다중환 탄화수소기의 1가 기, 예컨대 비페닐, 폴리페닐, 디페닐 알칸, 디페닐알켄, 디페닐 알킨, 트리페닐 메탄, 디스티틸 벤젠, 1,1-디페닐시클로알칸, 폴리페닐 알칸, 폴리페닐 알켄; 및 고리 응집 탄화수소의 1가 기, 예컨대 9,9-디페닐 플루오레논을 들 수 있다.
이종환 기의 예로는 카르바졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 옥사디아졸 및 티아디아졸의 1가 기를 들 수 있다.

Ar₃ 및 Ar₄로서 사용하기 위한 아릴기는 하기 기에 의해 치환될 수 있다.

(1) 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 등

(2) 알킬기, 바람직하게는 C1-C12 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기, 더욱 바람직하게는 C1-C8 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기, 더욱더 바람직하게는 C1-C4 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기(이는 불소 원자, 히드록실기, 시아노기, C1-C4 알콕시기, 페닐기, 할로겐 원자에 의해 치환된 페닐기, C1-C4 알킬기 또는 C1-C4 알콕시기를 가질 수 있음). 상기 기의 특정 예로는 메틸기, 에틸기, n-부틸기, i-프로필기, t-부틸기, s-부틸기, n-프로필기, 트리플루오로메틸기, 2-히드록시에틸기, 2-에톡시에틸기, 2-시아노에틸기, 2-메톡시에틸기, 벤질기, 4-클로로벤질기, 4-메틸벤질기, 4-페닐벤질기 등을 들 수 있다.
(3) 알콕시기 (-OR₂)(여기서 R₂는 (2)에서 정의된 알킬기를 나타냄). 이의 특정 예로는 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, i-프로폭시기, t-부톡시기, n-부톡시기, s-부톡시기, i-부톡시기, 2-히드록시에톡시기, 벤질옥시기, 트리플루오로메톡시기 등을 들 수 있다.
(4) 아릴옥시기(여기서 아릴기는 페닐기, 나프틸기 등일 수 있으며, 상기 아릴옥시기는 C1-C4 알콕시기, C1-C4 알킬기 또는 할로겐 원자와 같은 치환기를 가질 수 있음). 상기 아릴옥시기의 특정예로는 페녹시기, 1-나프틸옥시기, 2-나프틸옥시기, 4-메톡시페녹시기, 4-메틸페녹시기 등을 들 수 있다.

(5) 알킬메르캅토기 또는 아릴메르캅토기. 이의 특정 예로는 메틸티오기, 에틸티오기, 페닐티오기, p-메티페닐티오기 등을 들 수 있다.

(6)

상기 화학식에서, R₃ 및 R₄ 각각은 수소 원자, (2)에서 정의된 알킬기, 또는 아릴기를 의미한다. 아릴기의 예로는 페닐기, 비페닐기 및 나프틸기를 들 수 있으며, 이들은 C1-C4 알콕시기, C1-C4 알킬기 또는 할로겐 원자와 같은 치환기를 가질 수 있다. R₃ 및 R₄는 조합으로 고리를 형성할 수 있다. 하기 화학식으로 표시되는 기의 특정예로는 아미노기, 디에틸 아미노기, N-메틸-N-페닐 아미노기, N-디페닐 아미노기, N,N-디(톨릴)아미노기, 디벤질아미노기, 피페리디노기, 모르폴리노기, 피롤리디노기 등을 들 수 있다.

(7) 알킬렌디옥시기, 예컨대 메틸렌디옥시기, 또는 알킬렌디티오기, 예컨대 메틸렌디티오.

(8) 치환되거나 비치환된 스티릴기, 치환되거나 비치환된 β-페닐스티릴기, 디페닐아미노페닐기, 디톨릴아미노페닐기 등.

Ar₁ 및 Ar₂에 사용하기 위한 아릴렌기로서, Ar₃ 및 Ar₄에서 사용하기 위해 상기 언급된 아릴기로부터 전달된 2가 기를 사용할 수 있다.

X는 단일 결합의 기, 특히 치환되거나 비치환된 알킬렌기, 치환되거나 비치환된 시클로알킬렌기, 치환되거나 비치환된 알킬렌 에테르기, 산소 원자, 황 원자, 비닐렌기 등을 의미한다.

상기 치환되거나 비치환된 알킬렌기는 C1-C12 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬렌기, 바람직하게는 C1-C8 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬렌기, 더욱 바람직하게는 C1-C4 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬렌기이며, 상기 알킬렌기는 불소 원자, 히드록실기, 시아노기, C1-C4 알콕시기, 페닐기, 또는 할로겐 원자, C1-C4 알킬기 또는 C1-C4 알콕시기에 의해 추가로 치환되는 페닐기를 가질 수 있다. 이러한 치환되거나 비치환된 알킬렌기의 특정예로는 메틸렌기, 에틸렌기, n-부틸렌기, i-프로필렌기, t-부틸렌기, s-부틸렌기, n 프로필렌기, 트리플루오로메틸렌기, 2-히드록시에틸렌기, 2-에톡시에틸렌기, 2-시아노에틸렌기, 2-메톡시에틸렌기, 벤질리덴기, 페닐에틸렌기, 4-클로로페닐에틸렌기, 4-메틸페닐에틸렌기, 4-비페닐에틸렌기 등을 들 수 있다.

상기 치환되거나 비치환된 시클로알킬렌기는 C5-C7 알킬렌기이며, 상기 환형 알킬렌기는 불소 원자, 히드록실기, C1-C4 알킬기, C1-C4 알콕시기 등을 추가로 가질 수 있다. 이의 특정예로는 시클로헥실리덴기, 시클로헥실렌기, 3,3-디메틸시클로헥실리덴기 등을 들 수 있다.

상기 치환되거나 비치환된 알킬렌 에테르기는 에틸렌옥시기, 프로필렌옥시기, 에틸렌글리콜기, 프로필렌글리콜기, 디에틸렌글리콜기, 테트라에틸렌 글리콜기, 또는 트리프로필렌글리콜기 중 임의의 것이며, 알킬렌 에테르기 내의 알킬렌기는 히드록실기, 메틸기, 에틸기 등과 같은 치환기를 가질 수 있다.

비닐렌기는 하기 화학식으로 표시된다:

^또는

상기 화학식에서, R₅는 알킬기((2)에서 정의된 알킬기와 같음), 또는 아릴기(Ar₃ 및 Ar₄에서 의미된 아릴기와 같음)를 나타내고, a는 1 또는 2의 정수를 의미하고, b는 1～3의 정수를 의미한다.

Z는 치환되거나 비치환된 알킬렌기, 치환되거나 비치환된 알킬렌 에테르기 또는 알킬렌옥시카르보닐기를 의미한다.

치환되거나 비치환된 알킬렌기의 예는 X의 알킬렌기로서 기재된 것이다.

치환되거나 비치환된 알킬렌 에테르기의 예는 X의 알킬렌 에테르기로서 기재된 것이다.

알킬렌옥시카르보닐기의 예로는 카프로락톤-개질된 기를 들 수 있다.

더욱이, 1가 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물의 특히 바람직한 예는 하기 화학식 (3)으로 표시되는 구조를 갖는 화합물이다:

화학식 (3)에서, o, p 및 q 각각은 0 또는 1의 정수를 의미하고; Ra는 수소 원자 또는 메틸기를 의미하며; Rb 및 Rc 각각은 C1-C6 알킬기(수소 원자를 포함하지 않음)를 의미하고, 복수의 Rb 또는 Rc가 존재하는 경우, 이는 서로 상이할 수 있고; s는 0～3 중 임의의 정수를 의미하며; Za는 단일 결합의 기, 예컨대 메틸렌기, 에틸렌기 및 하기 화학식으로 표시되는 기를 의미한다:

화학식 (3)로 표시되는 화합물은 Rb 및 Rc의 치환기로서 메틸기 및 에틸기를 갖는 화합물인 것이 바람직하다.

본 발명의 사용을 위한 화학식 (1), (2), 또는 특히 (3)으로 표시되는 전하 이송 구조를 갖는 1 작용성 라디칼 중합가능한 화합물은 C-C 이중 결합이 그 둘 모두의 측에서 개방되어 중합되며, 따라서, 전하 이송 구조는 생성된 중합체의 말단에 위치하지 않는 중합체 사슬에 통합된다. 특히, 상기 전하 이송 구조는 전술한 1 작용성 라디칼 중합가능한 화합물 및 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체에 의해 형성된 가교된 중합체 사슬의 주쇄에 통합된다. 더욱이, 상기 전하 이송 구조는 2개의 주요 중합체 사이에 존재하는 가교 사슬에 통합되며, 이러한 가교 사슬은 한 중합체 분자 및 또다른 중합체 분자 사이에 존재하는 분자내 가교 사슬 및 한 중합체 내에 접힌 주요 사슬 부분과 그 부분과는 떨어져 있는 주요 사슬의 부위에서 중합된 또다른 단량체 유도 부분 사이를 가교하는 분자내 가교 사슬로 분류된다. 이러한 경우에, 주쇄의 펜단트인 트리크릴아민기는 질소 원자로부터 나선형으로 위치하는 3 이상의 아릴기를 가지며, 부피가 크다. 그러나, 이는 직접 주요 사슬에 연결되지 않고 카르보닐기를 통해 주요 사슬과 연결되며, 따라서 3차원 공간으로 상당히 자유롭게 고정된다. 따라서, 상기 트리아릴 아민 구조는 중합체 내 공간에서 서로 적절하게 근접하며, 이로써 가교된 중합체는 물리적 변형이 거의 없다. 또한, 가교된 표면층이 최외층으로서 형성되는 경우, 전하 이송 통로가 끊기는 문제의 발생이 방지될 수 있다.

본 발명에서 사용하기 위한 전하 이송 구조를 갖는 상기 중합가능한 화합물은 가교된 표면층에 전하 이송 기능을 부여하기 때문에 중요한 역할을 한다. 이의 양은 가교된 표면층의 총량에 대해서 20～80 질량%, 바람직하게는 30～70 질량%이다. 이의 양이 20 질량% 미만인 경우, 상기 가교된 표면층의 전하 이송 기능은 충분히 유지될 수 없다. 이의 양이 80 질량% 초과인 경우, 전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 단량체가 감소하며, 따라서 내마모성이 가교 결합 밀도의 감소로 인해 달성될 수 없다. 요구되는 전기 특성 및 내마모성이 적용하는 공정에 따라 달라진다는 것으로 언급될 수 없지만, 이는 상기 둘 모두의 특성의 균형의 관점에서 30～70 질량% 인 것인 바람직하다.

상기 가교된 표면층은 전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체 및 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물을 함유하는 혼합물을 경화시켜 형성한다. 코팅 시 점도를 조절하고, 가교된 표면층 중 응력을 감소시키며, 표면 에너지 및 마찰 계수를 줄이기 위해서, 1 또는 2 작용성 라디칼 중합가능한 단량체 및/또는 올리고머를 이에 첨가할 수 있다. 전술한 라디칼 중합가능한 단량체 및/또는 올리고머로서, 당업계에 공지된 것을 사용할 수 있다.

1 작용성 라디칼 중합가능한 단량체의 예로는 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨 아크릴레이트, 3-메톡시부틸 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜 아크릴레이트, 세틸아크릴레이트, 이소스테아릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 스티렌 단량체 등을 들 수 있다.

이작용성 라디칼 중합가능한 단량체의 예로는 1,3-부탄디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, EO-개질된 비스페놀 A 디아크릴레이트, EO-개질된 비스페놀 F 디아크릴레이트 등을 들 수 있다.

작용성 단량체의 예로는 불소 함유 단량체, 예컨대 옥타플루오로펜틸 아크릴레이트, 2-퍼플루오로옥틸에틸 아크릴레이트, 2-퍼플루오로옥틸에틸 메타크릴레이트 및 2-퍼플루오로이소닐에틸 아크릴레이트 (이에 불소 원자가 치환됨); 및 비닐 단량체, 아크릴레이트 및 모노아크릴레이트 (각각 폴리실록산기, 예컨대 반복 횟수가 20～70인 실록산 단위, 일본 특허 출원 (JP B) 05 60503 및 06-45770에 개시됨), 예를 들어 아크릴로일 폴리디메틸실록시안에틸, 메타크릴로일 폴리디메틸실록산 에틸, 아크릴로일 폴리디메틸실록산 프로필, 아크릴로일 폴리디메틸실록산 부틸, 디아크릴로일 폴리디메틸실록산 디에틸 등을 들 수 있다.

라디칼 중합가능한 올리고머의 예로는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 등의 올리고머를 들 수 있다. 대량의 1 또는 2 작용성 라디칼 중합가능한 단량체 및/또는 라디칼 중합가능한 올리고머는 실질적으로 가교된 표면층의 3차원 가교 밀도를 감소시키고, 이는 이의 내마모성 감소를 유발시킬 수 있다는 것이 주지된다. 따라서, 상기 단량체 및 올리고머의 양은 상기 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체의 100 질량부에 대해서 50 질량부 이하, 바람직하게는 30 질량부 이하이다.

삭제

더욱이, 가교된 표면층은 광에너지를 적용하고 전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체 및 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물을 함유하는 혼합물을 경화시켜 형성한 층이다. 그러나, 중합 개시제를 가교된 표면층에 임의로 함유시켜 가교 반응과 효율적으로 진행되도록 할 수 있다.

중합체 개시제의 특정예로는 아세토페논 또는 케탈 광중합 개시제, 예컨대 디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 2-벤크실-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄온-1, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-메틸-2-모르폴리노(4-메틸티오페닐)프로판-1-온 및 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심; 벤조인 에테르 광중합 개시제, 예컨대 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르 및 벤조인 이소프로필 에테르; 벤조페논 광중합 개시제, 예컨대 벤조페논, 4-히드록시벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸 에테르, 2-벤조일 나프탈렌, 4-벤조일 비스페닐, 4-벤조일 페닐 에테르, 아크릴화 벤조페논 및 1,4-벤질 벤젠; 티오크산톤 광중합 개시제, 예컨대 2-이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤 및 2,4-디클로로티오크산톤; 및 기타 광중합 개시제, 예컨대 에틸안트라퀴논, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 2,4,6-트리메틸벤조일페닐에톡시포스핀옥시드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥시드, 비스(2,4-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥시드, 메틸페닐글리옥시에스테르, 9,10-페난트렌, 아크리딘 화합물, 트리아진 화합물, 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 광중합 촉진제를 단독으로 또는 전술한 광중합 개시제와 함께 사용할 수 있다. 이의 특정 예로는 트리에탄올 아민, 메틸디에탄올 아민, 에틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 이소아밀 4-디메틸아미노벤조에이트, 2-디메틸아미노에틸벤조에이트, 4,4'-디메틸아미노벤조페논 등을 들 수 있다.

전술한 중합 개시제는 단독으로 또는 2 이상의 조합으로 사용할 수 있다. 상기 중합 개시제의 양은 상기 라디칼 중합가능한 전체 함량 100 질량부에 대해서 0.5～40 질량부, 바람직하게는 1～20 질량부이다.

더욱이, 가교된 표면층의 코팅 용액은, 첨가제, 예컨대 다양한 가소제(응력 감소 및 접착력 향상을 위함), 평활제, 라디칼 중합가능성이 없는 저분자 전하 이송 물질 등을 임의로 함유한다. 상기 가소제의 특정예로는 통상의 수지 용도의 공지된 가소제, 예컨대 디부틸 프탈레이트 및 디옥틸 프탈레이트를 들 수 있다. 상기 가소제의 첨가량은 상기 가교된 표면층의 코팅 용액의 전체 고체 함량에 대해서 20 질량% 이하, 바람직하게는 10 질량%이다. 상기 평활제의 특정예로는 실리콘 오일, 예컨대 디메틸 실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일 등; 그 측쇄에 퍼플루오로알킬기를 갖는 중합체 및 올리고머를 들 수 있다. 상기 평활제의 첨가량은 상기 가교된 표면층의 코팅 용액의 전체 고체 함량에 대해서 적절하게는 3 질량% 이하이다.

가교된 표면층은 전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체 및 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물을 함유하는 코팅 용액을 코팅하고 그 코팅된 층을 경화시켜 형성한다. 상기 라디칼 중합가능한 단량체가 액체인 경우, 다른 성분을 이에 용해시켜 상기 가교된 표면층의 코팅 용액을 형성할 수 있으나, 필요한 경우 용매에 의해 추가로 희석할 수 있다. 상기 용매의 특정예로는 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등; 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온 등; 에스테르, 예컨대 아세트산에틸, 아세트산부틸 등; 에테르, 예컨대 테트라히드로푸란, 디옥산, 프로필 에테르 등; 할로겐화 용매, 예컨대 디클로로메탄, 디클로로에탄, 트리클로로에탄 및 클로로벤젠; 방향족 용매, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등; 셀로솔브, 예컨대 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 아세트산셀로솔브 등을 들 수 있다. 상기 용매는 단일로 또는 2 이상의 조합으로 사용할 수 있다. 용매에 의한 희석 비율은 성분의 용해도, 코팅 방법, 의도하는 필름 두께 등에 따라 독단적으로 조절한다. 상기 코팅은 딥 코팅 방법, 분무 코팅 방법, 비드 코팅 방법, 링 코팅 방법 등에 의해 실시할 수 있다.

가교된 표면층의 전술한 코팅 용액을 코팅한 후, 광 에너지를 코팅층에 외부로 적용하여 상기 층을 경화시킨다. 상기 광에너지의 예로는 자외선 광 공급원, 예컨대 고압 수은 램프 및 금속 할라이드 램프(이들 각각은 자외선 영역에서 방사 파장을 보유함); 및 전술한 라디칼 중합가능한 함유물 및 광중합 개시제의 흡수 파장을 포함하는 파장 영역의 광을 발광하는 가시광 공급원을 들 수 있다. 상기 방사선의 광 강도는 바람직하게는 300～1,000 mW/cm² 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 광 강도가 300 mW/cm² 미만인 경우, 상기 경화 반응은 완결하는 데 긴 시간을 필요로 한다. 상기 광이 1,000 mW/cm² 초과인 경우, 상기 반응의 과정은 상기 층 내에서 불균일하며, 따라서 가교된 표면층의 질감은 상당히 거칠게 된다.

상기 경화를 광 에너지에 의해 실시하는 경우, 산소 밀도를 줄여 산소에 의한 가교 장애를 방지하는 것이 바람직하다.

상기 가교된 표면층의 코팅액을 위한 조성물로서, 결합제 수지를 이에 함유시킬 수 있으며, 단, 상기 감광체의 평활도, 전기적 특성 또는 저항에 부정적인 영향을 미치지 않아야 한다. 그러나, 상기 결합제 수지와 같은 중합체 물질은 라디칼 중합가능한 조성물(전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 단량체 및 라디칼 중합가능한 화합물)의 경화 반응의 결과로서 생성된 중합체와 우수한 상용성을 보유하지 않으며, 따라서 상분리가 상기 가교된 표면층의 코팅 용액에 발생할 수 있다. 결과적으로, 생성된 층은 상당한 불균일한 표면을 보유한다. 따라서, 상기 결합제 수지는 상기 가교된 표면층의 코팅 용액에 함유되지 않는 것이 바람직하다.

이의 전기적 특성을 유지하기 위해서, 상기 가교된 표면층은 이에 부피가 큰 전하 이송 구조를 함유하고, 가교 밀도를 증가시켜 물리적 강도를 증가시키는 것이 필요하다. 코팅된 후 매우 높은 에너지를 외부로 인가하여 상기 가교된 표면층의 경화 반응을 신속히 진행시키는 경우, 상기 경화는 불균일하게 진행하며, 따라서 생성된 층은 불균일한 표면을 갖게 된다. 따라서, 광 강도 및 중합 개시제의 사용량에 따라 반응 속도를 조절할 수 있는 외부 광 에너지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 가교된 표면층의 코팅 방법은 하기와 같이 설명된다. 3개의 아크릴로일옥시기를 갖는 아크릴레이트 단량체 및 하나의 아크릴로일옥시기를 갖는 트리아릴아민 화합물을 상기 코팅 용액에 사용하는 경우, 이의 사용비는 7/3～3/7이다. 이에 상기 중합 개시제를 상기 아크릴레이트 화합물의 총량에 대해서 3～20 질량%로 첨가하고, 이에 용매를 첨가하여 코팅 용액을 제조한다. 트리아릴아민 공여체를 전하 이송 물질로서 사용하고 폴리카르보네이트를 가교된 표면층의 하부층인 전하 이송층에 결합제 물질로서 사용하며, 상기 가교된 표면층을 분무 코팅으로 형성하는 경우, 상기 코팅 용액의 전술한 용매는 바람직하게는 테트라히드로푸란, 2-부탄온, 아세트산에틸 등이며, 이러한 용매의 사용비는 상기 아크릴레이트 화합물의 총량의 3～10배인 것이 바람직하다.

순차적으로, 상기 언급한 방식으로 제조한 코팅 용액은, 예를 들어 기체, 예를 들어 알루미늄 실린더 상에 언더코트층, 전하 발생층 및 전술한 전하 이송층이 그 순서대로 적층된 감광체 상에 분무에 의해 코팅된다. 이후, 단기간 동안 상대적으로 낮은 온도에서 이를 건조시키고(25～80℃, 1～10 분), 이어서 가열 또는 UV 조사에 의해 경화시킨다.

금속 할라이드 램프 등을 UV 조사를 위해 사용하고, 이의 휘도(365 nm)는 300～1,000 mW/cm²범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 UV 광을 600 mW/cm²에서 조사하는 경우, 상기 감광체의 드럼을 회전시키면서 45～360 초 동안 코팅된 층의 전체 표면을 UV 광에 균일하게 노출시킨다. 이때, 상기 드럼의 온도를 조절하여 100℃를 넘지 않도록 한다.

경화 완료 후, 이를 100～150℃에서 10～30 분 동안 가열하여 잔류 용매를 감소시키고, 이로써 감광체를 산출한다.

실시예

이후, 본 발명의 실시예 및 비교예가 설명되게 되나, 이는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되지 않아야 한다.

본 실시예에 사용된 장치는 도 10에 도시되어 있다.

평가 방법:

UV 램프를 전하 이송층이 코팅되고 건조된 원통형 기체 근처에 배치하고, 상기 원통형 기체의 표면 온도를 열전대 및 데이타 이력 기록 장치(data logger)에 의해 측정하고, 상기 온도의 변화를 3개의 지점, 즉, 상기 원통형 기체의 상부 부위, 중심 부위 및 하단부 부위에서 평가하였다.

특히, Al 기체(외부 직경 100 mm)를 하기 화학식을 갖는 전하 이송층의 코팅 용액에 딥 코팅하고, 코팅된 층을 가열하고 건조시켜 두께 20 μm의 전하 이송층을 형성하였다.

<전하 이송층의 코팅 용액>

비스페놀 Z 폴리카르보네이트(Panlite TS-2050, 테이진 케미칼즈 리미티드(Teijin Chemicals Ltd.)에 의해 제조) 10 질량부

저분자량 전하 이송 물질 10 질량부

테트라히드로풀란 80 질량부

실리콘 오일의 1% 테트라히드로풀란 용액 0.2 질량부

실시예 1～5 및 비교예 1에서의 조건은 하기와 같았다:

UV 램프: 퓨젼 UV 시스템즈 재팬 케이.케이.(Fusion UV Systems Japan K.K.)에서 제조한 UV 램프(벌브형: H-벌브)

UV 램프와 원통형 기체의 표면 사이의 거리: 53 mm

UV 램프에 의해 조사 지속 시간: 2 분

UV 조사 시 원통형 기체의 회전 주파수: 50 rpm

[실시예 1]

원통형 전도성 기체의 외부 직경: 100 mm

원통형 전도성 기체의 총 길이: 380 mm

냉매: 물

냉매 공급 파이프의 길이: 400 mm

냉매 공급 파이프와 원통형 탄성체의 고정부 사이의 공간: 2 mm

냉매 공급 압력: 2,000 hPa/cm²

원통형 탄성체의 두께: 1.5 mm

냉매 온도: 30℃

항온 수조: 30℃로 설정(냉각능(coolability) 1,500 W)

냉매의 순환 유량: 5 L/분.

[실시예 2]

원통형 전도성 기체의 외부 직경: 100 mm

원통형 전도성 기체의 총 길이: 380 mm

냉매: 물

냉매 공급 파이프의 길이: 350 mm

냉매 공급 압력: 5,000 hPa/cm²

원통형 탄성체의 두께: l.0 mm

냉매 온도: 30℃

항온 수조: 30℃로 설정(냉각능 1,500 W)

냉매의 순환 유량: 3 L/분.

[실시예 3]

조건을 실시예 1과 동일하게 설정하였으나, 단, 하기 조건을 기술한 바와 같이 변경하였다.

냉매 공급 파이프 길이: 100 mm

냉매 공급 압력: 500 hPa/cm²

원통형 탄성체의 두께: 4.0 mm

[실시예 4]

냉매 공급 파이프와 원통형 탄성체의 고정부 사이의 공간: 1.5 mm

원통형 탄성체의 두께: 3.5 mm

냉매의 순환 유량: 1.8 L/분.

[실시예 5]

조건을 실시예 2와 동일하게 설정하였으나, 단, 하기 조건을 기술한 바와 같이 변경하였다.

항온 수조: 없음

[비교예 1]

냉매: 없음

항온 수조: 없음

상기 온도 제어의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

특히, 평가 기준을 하기와 같다.

A: 온도 차이가 0℃ 이상 5℃ 미만임

B: 온도 차이가 5℃ 이상 10℃ 미만임

C: 온도 차이가 10℃ 이상 30℃ 미만임

D: 온도 차이가 30℃ 이상임

	상단부(℃)	중심부(℃)	하단부(℃)	온도 차이(℃)	평가
실시예 1	42.5	41.0	40.0	2.5	A
실시예 2	44.5	43.0	42.5	2.0	A
실시예 3	49.5	39.0	40.0	10.5	B
실시예 4	43.5	46.5	50.5	7.0	C
실시예 5	49.5	44.0	41.5	8.0	C
비교예 1	145	120	115	30	D

[실시예 6]

언더코트층을 Al 기체(외부 지경: 100 mm) 상에 딥 코팅 방법에 의해 형성하여 건조 후 3.5 μm의 층두께를 보유하였다.

<언더코트층의 코팅 용액>

알키드 수지(BECKOSOL 1307-60-EL, DIC 코포레이션(DIC Corporation)) 6 질량부

멜라민 수지(SUPER BECKAMINE G 821-60, DIC 코포레이션) 4 질량부

산화티탄(CR-EL, 이시하라 산교 가이샤 리미티드(Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.)) 40 질량부

메틸에틸케톤 50 질량부

언더코트층 상에, 전하 발생층의 하기 코팅 용액을 딥 코팅하고, 코팅된 층을 가열하고 건조시켜 두께 0.3 μm의 전하 발생층을 형성하였다.

<전하 발생층의 코팅 용액>

Y 형 티타닐 프타닐 프탈로시아닌 4 질량부

폴리비닐 부티랄(S-LEC BM-S, 세키스이 케미칼 컴파니 리미티드(Sekisui Chemical Co., Ltd.)) 2 질량부

메틸에틸케톤 150 질량부

전하 발생층 상에, 전하 이송층의 하기 코팅 용액을 딥 코팅하고, 코팅된 층을 가열하고 건조시켜 두께 22 μm의 전하 발생층을 형성하였다.

<전하 이송층의 코팅 용액>

비스페놀 Z 폴리카르보네이트(Panlite^® TS-2050, 테이진 케미칼즈 리미티드) 10 질량부

하기 화학식으로 표시되는 저분자 전하 이송 물질 10 질량부

테트라히드로푸란 80 질량부

실리콘 오일 중 1% 테트라히드로푸란 용액(KF50, 신-에츠 케미칼 컴파니 리미티드(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)) 0.2 질량부

상기 전하 이송층 상에, 가교된 표면층의 하기 코팅 용액을 분무 코팅하고, UV 광 조사 및 온도 제어를 실시예 1에서와 동일한 조건으로 실시하였다. UV 조사 후, 이를 130℃에서 30 분 동안 건조시켜 두께가 9.0 μm인 가교된 표면층을 얻음으로써 전자사진 감광체를 산출하였다.

<가교된 표면층의 코팅 용액>

삭제

전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체(KAYARAD TMPTA, 니폰 가야쿠 컴파니 리미티드(Nippon Kayaku Co., Ltd.)) 8 질량부

전하 이송 구조를 갖지 않는 3 작용성 이상의 라디칼 중합가능한 단량체(KAYARAD DPCA120, 니폰 가야쿠 컴파니 리미티드) 2 질량부

하기 화학식으로 표시되는 전하 이송 구조를 갖는 라디칼 중합가능한 화합물 10 질량부

광중합 개시제, 즉, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤(IRGACURE 184, 시바 재팬 케이.케이.(Ciba Japan K.K.)) 1 질량부

테트라히드로푸란 80 질량부

[비교예 2]

실시예 2의 전자사진 감광체를 실시예 6과 동일한 방법으로 제조하였으나, 단, UV 광 조사 및 온도 제어를 비교예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.

이와 같이 수득한 전자사진 감광체를 Imagio MF1350(가부시키갸이샤 리코(Ricoh Company Limited))에 배치하고, 4,000,000 조각의 테이퍼(A4 크기, My Paper, NBS 가부시키갸이샤 리코(NBS Ricoh Co., Ltd.))에 인쇄 시험을 하였다(초기 전하 전위: -800 V). 이후, 마모 특성, 장치 내 전하 전위 및 인쇄된 이미지를 평가하였다. 상기 마모 특성(마모의 깊이)의 결과는 표 2에 나타내고, 상기 장치 내 전하 전위의 결과는 표 3에 나타내었으며, 이미지 평가는 표 4에 나타내었다.

	인쇄된 종이의 수
	2,000,000	4,000,000
실시예 6	4.2	8.0
비교예 2	3.5	6.0

특히, 표 2에서 마모 깊이에 대한 단위는 μm이다.

	인쇄된 종이의 수
	초기		2,000,000		4,000,000
	암부	노출부	암부	노출부	암부	노출부
실시예 6	800	130	760	150	700	180
비교예 2	800	210	780	300	720	450

특히, 표 3에서 전하 전위에 대한 단위는 -V이다.

	인쇄된 종이의 수
	초기	2,000,000	4,000,000
실시예 6	A	A	A
비교예 2	B	C	C

특히, 표 4에서, A는 월등한 이미지를 나타내고, B은 약간 낮은 이미지 밀도를 갖는 이미지를 나타내며, C는 상당히 낮은 이미지 밀도를 갖는 이미지를 나타낸다.

상기 명백하게 설명되는 바와 같이, 본 발명의 온도 제어 장치는 원통형 기체의 온도를 균일하게 제어할 수 있으며, 결과적으로 우수한 마모 특성, 전기적 특성 및 이미지 품질을 갖는 전자사진 감광체를 생성할 수 있다.

Claims

전자사진 감광체 기체가 코팅층을 포함하고, 그 전자사진 감광체 기체의 전체면이 회전 수단에 의해 회전되는 동안 발열체로부터 외적으로 인가된 에너지에 노출되는, 전자사진 감광체 기체의 온도 제어 장치로서,
상기 온도 제어 장치는 신축성 막 부재를 포함하고, 상기 막 부재는 원통형 전자사진 감광체 기체의 중공 공간에 탈착가능하게 배치되며,
상기 막 부재는 냉매 도입 결과로 원통형 기체의 중공 공간의 최심부에 도달할 때까지 순차적으로 팽창하여 상기 원통형 기체의 전체 내벽과 밀접하게 접촉하고 냉매 배출의 결과로 그 원래의 형태로 순차적으로 수축하여 상기 막 부재가 원통형 기체의 중공 공간에 탈착가능하게 배치되도록 설정되고,
상기 막 부재는 상기 원통형 기체의 내부 표면과 밀접하게 접촉된 막 부재를 통해 원통형 기체의 표면과 그 원통형 기체의 중공 공간에 도입된 냉매 간에 열을 전달하도록 배치되어 상기 원통형 기체의 표면 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 장치.
제1항에 있어서, 냉매가 도입될 시 막 부재를 보조하여 원통형 기체의 전체 내벽과 밀접하게 접촉하도록 설정된 막 부재 밀접 보조 수단을 추가로 포함하는 것인 온도 제어 장치.
제1항에 있어서,
가압된 냉매를 상기 원통형 기체의 중공 공간으로 도입하는 냉매 도입부; 및
상기 원통형 기체의 중공 공간 내부에 도입된 냉매를 자발적으로 배출시키는 냉매 배출부
를 추가로 포함하는 것인 온도 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 냉매 도입부 및 냉매 배출부는 내부 파이프와 외부 파이프를 포함하는 이중 파이프이며,
상기 이중 파이프는 원통형 기체의 회전축에 대해 동일축 상에 있도록 배치되고, 냉매를 원통형 기체의 중공 공간에 도입시키고 이로부터 배출시키도록 설정되며,
상기 외부 파이프가 상기 원통형 기체의 중공 공간의 입구부에 연결되며, 내부 파이프는 이의 개구부가 상기 원통형 기체의 중공 공간의 최심부에 위치하는 방식으로 상기 원통형 기체의 중공 공간에 삽입되어, 상기 입구부 또는 최심부로부터 흘러나오는 냉매가 상기 막 부재를 상기 원통형 기체의 내벽을 향해 밀고 가압하여 상기 막 부재가 상기 원통형 기체의 내벽과 접촉하게 하는 것인 온도 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 이중 파이프는 고리상 채널의 폭이 2 mm 이상이며, 상기 고리상 채널은 내부 파이프의 외면 및 외부 파이프의 내면 사이의 공간인 것인 온도 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 막 부재는 적어도 백 구조물의 외면이며,
여기서 상기 백 구조물의 외면은 탄성을 보유하고, 상기 백 구조물의 외면이 냉매가 상기 백 구조물에 도입될 때 팽창하고 상기 원통형 기체의 내벽과 접촉하여 상기 원통형 기체를 고정하는 방식으로 척(chuck)으로서 기능하는 것인 온도 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 백 구조물은 상기 냉매의 도입이 종결되자 마자 상기 냉매를 배출하고 원래의 형태로 다시 수축하도록 설정되는 것인 온도 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 원통형 기체의 회전축에 대해 동일축으로 있도록 상기 원통형 기체의 중공 공간에 배치된 강성 관을 추가로 포함하고, 상기 백 구조물은 이의 중심에 원형 관통홀을 포함하는 원통형 백 구조이며,
상기 원통형 백 구조는 상기 막 부재의 내부 표면의 내부 원주가 상기 강성 관 표면의 외부 원주와 접촉하도록 상기 강성 관 상에 배치되고, 상기 냉매는 상기 강성 관의 표면의 외부 원주와 상기 막 부재의 내부 표면의 내부 원주 사이에 도입되는 것인 온도 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 백 구조물은 상기 원통형 기체의 중공 공간에 탈착가능하게 배치된 원통형 탄성체인 것인 온도 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 백 구조물은 상기 원통형 기체의 중공 공간으로부터 상기 원통형 기체를 고정하고 이를 고정하는 동안 스스로 회전하여 상기 원통형 기체를 회전시키는 척인 것인 온도 제어 장치.
제3항에 있어서, 자발적으로 배출된 냉매를 항온조를 통해 냉매 도입부에 재도입시키도록 설정된 냉매 순환 수단을 추가로 포함하는 것인 온도 조절 장치.
제8항에 있어서, 상기 원통형 백 구조의 원형 관통홀에 삽입되고 냉매를 도입하고 배출하도록 설정된 냉매용 파이프를 추가로 포함하는 것인 온도 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 원통형 기체의 전체 내벽과 밀접하게 접촉하는 원통형 탄성체의 두께는 그 원통형 기체의 내벽과 접촉하는 원통형 탄성체의 상단부 및 하단부 두께의 1.0～2.0배이고,
두께가 변하는 원통형 탄성체 부분은 테이퍼형 또는 곡면형으로 성형되는 것인 온도 제어 장치.
제9항에 있어서, 상기 원통형 기체의 상단부 및 하단부에 각각 배치된 금속 또는 수지제 원반형 가압 툴 쌍을 추가로 포함하고,
상기 금속 또는 수지제 원반형 가압 툴 쌍은 상기 원통형 기체가 상기 원통형 탄성체에 의해 고정되는 위치에서 위치결정을 수행하도록 설정되는 것인 온도 제어 장치.
제9항에 있어서,
냉매 저장 탱크;
상기 냉매 저장 탱크와 상기 원통형 탄성체 사이를 연결하는 냉매 공급 파이프;
상기 냉매 공급 파이프가 장착되고 상기 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로부터 원통형 탄성체로 이송하도록 설정된 펌프;
상기 원통형 탄성체와 상기 냉매 저장 탱크 사이를 연결하고 원통형 탄성체 중 순환 냉매를 상기 냉매 저장 탱크로 배출하도록 설정된 냉매 배출 파이프;
상기 냉매의 압력을 모니터링하도록 설정된 압력 검지기; 및
상기 냉매의 유량을 제어하도록 설정된 유량 조절 수단
을 추가로 포함하는 온도 제어 장치.