KR101431881B1 - 전자사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 - Google Patents

전자사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은
도전성 지지체,
상기 도전성 지지체 상에 형성된 중간층, 및
상기 중간층 상에 형성된 감광층
을 포함하는 전자사진 감광체이며,
상기 중간층은 금속 산화물 입자 및 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 포함하는 전자사진 감광체이다.
<화학식 1>
Figure 112012019259407-pat00030

Description

전자사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER, PROCESS CARTRIDGE, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 전자사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치에 관한 것이다.
전자사진 분야에서, 최근 컬러 화상과 같은 고품질 화상이 만들어지고 있다. 이러한 컬러 화상의 형성에 의해, 하프톤 화상 및 솔리드 화상이 증가하여, 화상의 품질을 향상하려는 요구가 높아지고 있다. 예를 들어, 반전 현상 방식의 전자사진 장치를 사용하여, 하나의 화상 중에서 광으로 조사된 부분이 다음번 회전에서 하프톤 화상이 되는 화상을 형성하는 경우, 광으로 조사된 부분만의 농도가 증가하는 현상(포지티브 고스트 현상)이 발생하기 쉽다.
전자사진 감광체의 일 유형은, 전하 발생 물질(유기 광도전성 물질)을 포함하는 전하 발생층과, 정공 수송 물질을 포함하는 정공 수송층이 도전성 지지체 상에 설치되는 것을 포함한다. 또한, 다른 유형의 전자사진 감광체는 전하 발생 물질과 정공 수송 물질을 포함하는 단층형 감광층이 도전성 지지체 상에 설치되는 것을 포함한다.
그러나, 도전성 지지체 상에 감광층을 설치하는 것만으로는, 전자사진 감광체에 전압을 인가했을 때에 도전성 지지체로부터 감광층으로의 정공 주입이 야기될 수 있다. 도전성 지지체로부터 감광층으로의 정공 주입은, 흑색 도트의 화상 결함(흑색점)의 원인이 되어, 화상 품질이 현저하게 저하한다.
흑색점의 발생을 억제하기 위해서, 소위 전기적 블로킹 기능을 갖는 중간층을 감광층과 도전성 지지체 사이에 설치하는 방법이 있다.
한편, 중간층의 전기적 저항이 지나치게 높으면, 전하 발생층에서 발생한 전자가 감광층 내에 체류하여, 고스트 현상의 원인이 된다. 따라서, 중간층의 전기적 저항값은 어느 정도 작게 할 필요가 있고, 고스트의 개선 및 흑색점의 억제를 양립하는 것이 요구된다.
또한, 감광층 내에서의 전자의 체류를 억제하고, 전자사진 감광체의 고스트를 개선하기 위해서, 금속 산화물 입자를 중간층에 포함시키는 방법이 있다. 그러나, 중간층의 전기적 저항값을 작게 함으로써, 고스트의 개선은 우수한 한편, 도전성 지지체로부터 감광층으로의 정공 주입은 바람직하지 않게 촉진되어 흑색점이 발생한다.
또한, 일본 특허 출원 공개 H03-013957호 공보에서는, 고스트의 개선 및 흑색점의 억제를 위해서, 유기 티타늄 화합물에 의해 표면 처리된 금속 산화물 입자를 중간층에 포함시키는 것이 제안된다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-292821호 공보에서는, 황 원자를 포함하는 반응성 유기 화합물에 의해 표면 처리된 금속 산화물 입자를 중간층에 포함시키는 것이 제안된다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-037480호 공보에서는, 반응성의 저분자 유기 규소 화합물에 의해 표면 처리된 금속 산화물 입자를 중간층에 포함시키는 것이 제안된다. 일본 특허 출원 공개 제2008-299020호 공보에서는, 반응성의 고분자 유기 규소 화합물에 의해 표면 처리된 금속 산화물 입자를 중간층에 포함시키는 것이 제안된다.
그러나, 상응하는 표면 처리된 금속 산화물 입자를 포함하는 각각의 중간층 중 어느 것도, 고스트의 개선 및 흑색점의 억제를 높은 수준으로 달성할 수 없었다.
일본 특허 출원 공개 H03-013957호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-292821호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-037480호 공보 일본 특허 출원 공개 제2008-299020호 공보
본 발명의 목적은 도전성 지지체, 상기 도전성 지지체 상에 형성된 중간층, 및 상기 중간층 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자사진 감광체이며, 고스트의 개선 및 흑색점의 억제를 높은 수준으로 양립하는 전자사진 감광체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 전자사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공하는 것이다.
이들 목적은 본 발명에 의해 달성된다.
즉, 본 발명은 도전성 지지체, 상기 도전성 지지체 상에 형성된 중간층, 및 상기 중간층 상에 형성되고 전하 발생 물질 및 정공 수송 물질을 포함하는 감광층을 포함하는 전자사진 감광체이며, 상기 중간층은 금속 산화물 입자 및 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 포함하는 전자사진 감광체를 제공한다.
Figure 112012019259407-pat00027
(화학식 1 중, R1 및 R3은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR4를 나타내고, R4는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고, k, l 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수를 나타내고, R2는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, COOR8, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 구조를 갖는 1가기를 나타내며, R8은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타냄)
Figure 112011064278418-pat00002
(화학식 2 중, R5는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기 또는 COOR9를 나타내고, R9는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타냄)
Figure 112011064278418-pat00003
(화학식 3 중, R6 및 R7은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR10을 나타내고, R10은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내며, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수를 나타냄)
또한, 본 발명은 전자사진 장치의 본체에 착탈식으로 부착가능한 프로세스 카트리지이며, 상기 프로세스 카트리지는 전자사진 감광체, 및 대전 장치, 현상 장치, 전사 장치 및 클리닝 장치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 장치를 일체로 지지하는 프로세스 카트리지를 제공한다.
또한, 본 발명은 전자사진 감광체, 대전 장치, 노광 장치, 현상 장치 및 전사 장치를 포함하는 전자사진 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 전자사진 감광체의 중간층에 금속 산화물 입자 및 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 포함시킴으로써, 고스트의 개선 및 흑색점의 억제를 높은 수준으로 양립한 전자사진 감광체를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 전자사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 추가 특징은 이하 첨부된 도면을 참조하여 대표적인 실시형태에 관한 기재로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 전자사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자사진 장치의 개략 구성의 일례를 나타내는 도.
도 2는 본 발명에 관한 전자사진 감광체의 층 구성을 설명하기 위한 도.
도 3은 고스트 화상 평가에 사용되는 고스트 평가용 인자를 설명하기 위한 도.
도 4는 1 도트 계마(KEIMA) 패턴의 화상 패턴을 설명하기 위한 도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면에 따라서 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 전자사진 감광체는, 도전성 지지체, 상기 도전성 지지체 상에 형성된 중간층, 및 상기 중간층 상에 형성된 감광층의 층 구성을 갖는다.
본 발명에서는, 도전성 지지체의 결함을 피복하거나 또는 무아레(moire) 패턴을 억제하기 위해서, 도전성 지지체와 중간층 사이에 도전성 입자를 포함하는 도전층을 설치할 수 있다.
또한, 감광층의 예로는, 정공 수송 물질 및 전하 발생 물질을 동일층에 포함하는 단층형 감광층, 및 전하 발생 물질을 포함하는 전하 발생층을 정공 수송 물질을 포함하는 정공 수송층으로부터 분리한 적층형(기능 분리형) 감광층을 들 수 있다. 본 발명에서는, 적층형(기능 분리형) 감광층이 바람직하다. 도 2는 본 발명에서의 전자사진 감광체의 바람직한 구성을 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시되는 전자사진 감광체에서는, 도전성 지지체(21) 상에 후술하는 도전층(22)이 적층된다. 상기 도전층 상에는 중간층(23)이 형성된다. 상기 중간층 상에는 전하 발생층(24)이 형성된다. 상기 전하 발생층 상에 정공 수송층(25)이 적층된다. 필요에 따라서, 정공 수송층 상에 보호층을 설치할 수 있다.
중간층은 도전성 지지체로부터 감광층으로의 정공 주입을 억제하기 위해서, 도전성 지지체와 감광층 사이에 설치된다. 상기 중간층이 금속 산화물 입자와 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 포함하면, 중간층은 고스트의 개선과 흑색점의 억제를 높은 수준으로 양립할 수 있다.
본 발명자들은, 본 발명에 관한 전자사진 감광체가 이러한 우수한 효과를 갖는 이유를 다음과 같이 추측한다.
본 발명에서는, 중간층이 금속 산화물 입자를 포함한다. 이것은 중간층 중의 전하 이동을 원활하게 하여 전자의 체류를 억제하고, 고스트 특성을 개선한다. 그러나, 중간층이 금속 산화물 입자를 포함하면, 전자와 정공의 전하가 중간층에서 원활하게 이동한다. 이것은 도전성 지지체로부터의 감광층으로의 정공 주입이 촉진된다. 이에 의해, 국소적으로 감광체 표면의 전위가 저하하여, 흑색점이 발생한다.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물(본 화합물이라고 칭함)은, 전자가 부족한 전자 흡인성이 강한 질소 함유 환상 구조를 갖는다. 그로 인해, 본 화합물은 전자에 대한 친화성이 높고, 반대로 정공에 대한 친화성은 낮다. 또한, 본 화합물은 상기한 질소 함유 환상 구조를 가지며, 이 화합물은 금속 산화물 입자와 상호 작용하는 것으로 추측된다. 본 화합물이 금속 산화물 입자와 상호 작용함으로써, 3개의 방향환의 질소 원자의 전자 밀도가 변화한다. 이 질소 원자의 전자 밀도의 변화에 의해, 본 화합물이 정공의 전하 이동을 차단함으로써, 지지체로부터 감광층으로의 정공 주입이 억제되는 것으로 생각된다. 전자의 이동에 대하여, 본 화합물은 전자에 대한 친화성이 높은 구조를 갖기 때문에, 전자 이동을 저해하지 않는 것으로 생각된다. 그 결과, 고스트의 개선과 흑색점의 억제를 높은 수준으로 양립할 수 있는 것으로 추측된다.
(중간층)
본 발명에 관한 전자사진 감광체의 중간층은 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112012019259407-pat00028
(화학식 1 중, R1 및 R3은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR4를 나타내고, R4는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고, k, l 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수를 나타내고, R2는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, COOR8, 또는 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 구조를 갖는 1가기를 나타내며, R8은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타냄)
<화학식 2>
Figure 112011064278418-pat00005
(화학식 2 중, R5는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR9를 나타내고, R9는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타냄)
<화학식 3>
Figure 112011064278418-pat00006
(화학식 3 중, R6 및 R7은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR10을 나타내고, R10은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내며, x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수를 나타냄)
이하, 표 1 내지 표 3에 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물의 예를 나타낸다. 이들 예시 화합물은 공지예(문헌[J. Chem. Soc., Perkin Tans. 2, 2001, pp. 1045-1050, Chem. Eur. J. 2006, 12, pp. 4241-4248] 및 일본 특허 출원 공개 제2008-162979호 공보)에 기재된 바와 같이 합성할 수 있다.
Figure 112011064278418-pat00007
Figure 112011064278418-pat00008
Figure 112011064278418-pat00009
이들 중에서도, 표 1 내지 표 3 중 (T-1) 내지 (T-9)로 표시되는 예시 화합물이 바람직하다.
<금속 산화물 입자>
본 발명에 관한 전자사진 감광체의 중간층에 포함되는 바람직한 금속 산화물 입자의 예로는, 산화주석(SnO2), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO) 및 산화인듐(In2O3)의 입자를 들 수 있다. 금속 산화물 입자는, 표면이 산화알루미늄, 산화지르코늄 등의 표면 처리제로 처리되는 금속 산화물 입자일 수 있다. 고스트의 개선과 흑색점의 억제의 양립의 관점에서, 보다 바람직한 금속 산화물 입자는 산화주석, 산화티타늄 및 산화아연의 입자이다.
화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물의 함유량은, 포함되는 금속 산화물 입자에 대하여 0.1 질량％ 이상 50 질량％ 이하가 바람직하고, 0.1 질량％ 이상 25 질량％ 이하가 보다 바람직하다. 그 함유량이 0.1 질량％ 이상 25 질량％ 이하이면, 우수한 고스트 특성과 흑색점의 억제 효과가 얻어진다.
금속 산화물 입자의 개수 평균 입경은 5nm 이상 100nm 이하가 바람직하다.
본 발명의 금속 산화물의 개수 평균 입경은 다음의 방법에 의해 측정할 수 있다.
동적 광산란법을 이용함으로써, 금속 산화물의 입자 직경을 측정할 수 있다. 구체적으로는, 금속 산화물의 입자끼리가 응집하여 겔화를 일으키지 않는 농도로 조정한 측정 용액을 준비한다. 본 발명에서는, 분산매(측정 용액)에 대하여 0.5 내지 1 질량％ 정도의 농도가 바람직하다. 이 측정 용액을 동적 광산란법을 사용하여, 입자 직경 측정 장치(제타사이저(Zetasizer) 나노 시리즈, 시스멕스 코포레이션(Sysmex Corporation) 제조)에 의해 측정한다.
본 발명에 관한 전자사진 감광체의 중간층에 사용되는 수지의 예로는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아믹산, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체, 아크릴 수지, 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리비닐 알코올 수지, 폴리비닐 아세탈 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리비닐 포르말 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리아크릴아미드 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 폴리염화비닐, 염화비닐-비닐 아세테이트 공중합체, 셀룰로스, 알키드 수지, 멜라민 수지, 알키드-멜라민 수지, 우레탄 수지, 아밀로스, 아밀로펙틴, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 그 바람직한 예로는, 폴리올레핀 수지, 폴리아미드, 알키드-멜라민 수지, 우레탄 수지를 들 수 있다. 다르게는, 이들 수지는 공중합체로서 사용될 수 있다. 이들 수지는 단독으로 사용되거나, 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
중간층용 도포액을 제조하고, 도전성 지지체 상에 도포한다. 이로써, 본 발명에 관한 중간층이 형성될 수 있다. 또한, 중간층은 다음과 같이 형성될 수 있다: 도전성 지지체 상에 도전층을 형성한 후에, 중간층용 도포액을 상기와 동일한 방식으로 도전층에 도포할 수 있다. 중간층용 도포액은 다음과 같이 제조된다.
중간층용 도포액의 제조 방법에서, 우선 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물과 금속 산화물 입자를 분산시켜, 금속 산화물 입자 분산액을 제조한다. 그 후, 수지와 금속 산화물 입자 분산액을 용제에 용해 또는 분산시킴으로써, 중간층용 도포액을 제조한다. 다르게는, 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물, 금속 산화물 입자 및 수지를 동시에 용제에 분산시킴으로써, 중간층용 도포액을 제조할 수 있다.
분산 방법의 예로는, 페인트 쉐이커, 호모게나이저, 초음파 분산기, 비즈 밀, 볼 밀, 샌드 밀, 롤 밀, 진동 밀, 아트라이터, 호모믹서, 액 충돌형 고속 분산기 등을 사용한 방법을 들 수 있다.
중간층용 도포액에 사용되는 용제로는, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 테트랄린, 클로로벤젠, 디클로로메탄, 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 사염화탄소, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸포르메이트, 에틸포르메이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 디에틸에테르, 디프로필에테르, 디옥산, 메틸알, 테트라히드로푸란, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올, 부틸알코올, 2-메톡시에탄올, 메톡시프로판올, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 물 등을 들 수 있다. 그 중에서, 에틸 아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 디옥산, 메틸알, 테트라히드로푸란, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 부틸알코올, 메톡시프로판올, 및 물이 바람직하다.
본 발명에서 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물과 금속 산화물 입자의 합계 질량은, 수지 1질량부에 대하여, 0.5질량부 이상 28질량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.6질량부 이상 28질량부 이하이다. 또한, 금속 산화물 입자의 종류에 따라 비중이 상이하기 때문에, 각각의 금속 산화물 입자에 따라 바람직한 비율도 상이하다. 산화주석의 경우, 수지 1질량부에 대하여, 산화주석 1.7질량부 이상 28질량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.6질량부 이상 28질량부 이하이다. 산화티타늄의 경우, 수지 1질량부에 대하여, 산화티타늄 1질량부 이상 16질량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.6질량부 이상 16질량부 이하이다. 산화아연의 경우, 수지 1질량부에 대하여, 산화아연 1.5질량부 이상 24질량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 4질량부 이상 24질량부 이하이다. 산화알루미늄의 경우, 수지 1질량부에 대하여, 산화알루미늄 0.7질량부 이상 11질량부 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.8질량부 이상 11질량부 이하이다.
중간층의 막 두께는 0.01μm 이상 40μm 이하가 바람직하고, 0.1 내지 5μm가 보다 바람직하다. 본 발명에서는, 중간층이 정공 수송 물질을 포함하지 않는 것이 바람직하다.
(도전성 지지체)
본 발명에 사용되는 도전성 지지체의 예로는, 알루미늄, 니켈, 구리, 금, 철, 스테인리스강 등의 금속 또는 합금을 들 수 있다. 도전성 지지체의 예로는, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 유리 등의 절연성 지지체 상에, 알루미늄, 은, 금 등의 금속의 박막, 또는 산화인듐, 산화주석 등의 도전 재료의 박막을 형성하여 얻어지는 것 및 카본이나 도전성 필러를 수지 중에 분산한 도전층을 설치한 것 등을 들 수 있다. 사용되는 도전성 지지체는 원통 형상 또는 필름 형상을 갖는다.
단일 파장의 레이저광을 사용하는 프린터에 본 발명에 관한 전자사진 감광체를 사용하는 경우에는, 간섭 줄무늬를 억제하기 위해서 도전성 지지체의 표면을 적절하게 조면화하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도전성 지지체 표면을 호닝, 블라스팅, 기계가공(machining), 전계연마 등의 처리를 한 도전성 지지체, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 도전성 지지체 상에 도전층을 갖는 도전성 지지체를 사용하는 것이 바람직하다. 도전층 표면에서 반사한 광이 간섭함으로써, 출력 화상에 간섭 줄무늬가 발생한다. 이러한 간섭 줄무늬를 억제하기 위해서, 도전층에 도전층 표면을 조면화하기 위한 표면 조면화 재료를 첨가하는 것도 가능하다.
도전성 미립자 및 수지를 갖는 도전층을 도전성 지지체 상에 형성하는 방법에서는, 도전층은 도전성 미립자를 포함하는 분체를 포함한다. 도전성 미립자로서는, 예를 들어 산화티타늄 및 황산바륨이 사용된다. 필요에 따라, 도전성 미립자에 예를 들어, 산화주석의 도전성 코팅층을 형성함으로써, 적절한 비저항을 갖는 필러를 형성할 수 있다. 도전성 미립자 분체의 비저항은 0.1 내지 1000Ω·cm가 바람직하고, 1 내지 1000Ω·cm가 보다 바람직하다. 필러의 함유량은, 도전층의 전체 질량에 대하여 1.0 내지 90 질량％인 것이 바람직하고, 5.0 내지 80 질량％인 것이 보다 바람직하다.
도전층에 사용되는 수지의 예로는, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아믹산, 폴리비닐 아세탈 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지 및 폴리에스테르 수지를 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 사용되거나, 또는 조합하여 사용될 수 있다. 이들 수지를 사용함으로써, 도전성 지지체에 대한 접착성이 높고, 필러의 분산성을 향상시키며, 성막 후의 내용제성이 높다. 상기 수지 중에서도, 특히 페놀 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리아믹산이 바람직하다.
레이저광의 난반사에 의한 간섭 줄무늬 방지 효과를 향상시키기 위해서, 도전층에 표면 조면화 재료를 사용할 수 있다. 표면 조면화 재료로서는, 평균 입경 1 내지 6μm의 수지 입자가 바람직하다. 구체적으로는, 그 예로는 경화성 고무, 및 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 아크릴-멜라민 수지 등의 경화성 수지의 입자 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 응집하기 어려운 실리콘 수지의 입자가 바람직하다. 또한, 도전층의 표면성을 높이기 위해서, 공지의 레벨링제를 첨가할 수 있다.
도전층은 침지 코팅 또는 메이어 바에 의한 용제 코팅에 의해 형성할 수 있다. 도전층의 막 두께는 0.1 내지 35μm인 것이 바람직하고, 5 내지 30μm인 것이 보다 바람직하다.
(전하 발생층)
본 발명에 관한 전자사진 감광체의 전하 발생층에 사용되는 전하 발생 물질의 예로는, 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 인디고 안료, 페릴렌 안료, 다환 퀴논 안료, 스쿠아릴륨 염료, 피릴륨염, 티아피릴륨염, 트리페닐메탄 염료, 무기 물질, 퀴나크리돈 안료, 아줄레늄염 안료, 시아닌 염료, 안탄트론 안료, 피란트론 안료, 크산텐 염료, 퀴논이민 염료, 스티릴 염료 등을 들 수 있다.
프탈로시아닌 안료의 예로는, 비금속 프탈로시아닌, 옥시티타닐 프탈로시아닌, 히드록시갈륨 프탈로시아닌, 클로로갈륨 프탈로시아닌 등의 할로겐화 갈륨 프탈로시아닌 등을 들 수 있다. 이들 전하 발생 물질은 단독으로 사용되거나 또는 조합하여 사용될 수 있다.
전하 발생층에 사용되는 수지의 예로는, 아크릴 수지, 알릴 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 디알릴 프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 페놀 수지, 부티랄 수지, 벤잘 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아릴에테르 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리술폰 수지, 폴리비닐 아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리프로필렌 수지, 메타크릴 수지, 우레아 수지, 염화비닐-비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 아세테이트 수지, 염화비닐 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 부티랄 수지가 특히 바람직하다. 이들 수지는 단독으로 사용되거나, 또는 그의 2종 이상을 혼합하거나 공중합체로서 사용될 수 있다.
전하 발생층은 다음과 같이 형성될 수 있다: 전하 발생 물질, 수지 및 용제를 분산하여 얻어지는 전하 발생층용 도포액을 도포하고, 건조시킨다. 분산 방법의 예로는, 페인트 쉐이커, 호모게나이저, 초음파 분산기, 비즈 밀, 볼 밀, 샌드 밀, 롤 밀, 진동 밀, 아트라이터, 호모믹서, 액 충돌형 고속 분산기 등을 들 수 있다. 전하 발생 물질에 대한 수지의 비율은, 전하 발생 물질 1질량부에 대하여, 0.3질량부 이상 4질량부 이하가 바람직하다.
전하 발생층의 막 두께는 0.01 내지 5μm인 것이 바람직하고, 특히 0.1 내지2μm인 것이 바람직하다. 또한, 전하 발생층에는 필요에 따라서 각종 증감제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 가소제 등을 첨가할 수도 있다.
(정공 수송층)
본 발명에 관한 전자사진 감광체의 정공 수송층에 사용되는 정공 수송 물질의 예로는, 트리아릴아민 화합물, 히드라존 화합물, 스틸벤 화합물, 피라졸린 화합물, 옥사졸 화합물, 트리알릴메탄 화합물, 티아졸 화합물 등을 들 수 있다. 본 발명에서는, 정공 수송층이 트리아릴아민 화합물, 히드라존 화합물, 스틸벤 화합물 등의 정공 수송성 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
정공 수송층에 사용되는 수지의 예로는, 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리아릴레이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리스티렌 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 폴리카르보네이트 수지 및 폴리아릴레이트 수지가 특히 바람직하다.
정공 수송층의 막 두께는 5 내지 40μm인 것이 바람직하고, 특히 10 내지 35μm인 것이 보다 바람직하다. 또한, 정공 수송층은 필요에 따라서 산화 방지제, 자외선 흡수제, 가소제 등을 포함할 수 있다. 또한, 정공 수송층은 불소 원자 함유 수지 및 실리콘 함유 수지를 포함할 수 있다. 또한, 정공 수송층은, 상기 수지에 의해 구성되는 입자, 금속 산화물 입자 및 무기 미립자를 포함할 수 있다.
본 발명에 관한 전자사진 감광체의 감광층 상에는 필요에 따라서 보호층을 설치할 수 있다. 보호층은 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 등의 수지를 함유한다. 보호층은 이들 수지를 적당한 유기 용제에 용해하고, 이 용액을 감광층 상에 도포하고, 도포된 용액을 건조시킴으로써 형성된다. 보호층의 막 두께는 0.05 내지 20μm인 것이 바람직하다. 또한, 보호층은 도전성 입자 및 자외선 흡수제를 포함할 수 있다.
상기 각 층의 도포액을 도포할 때에는, 침지 도포법(침지 코팅법), 스프레이 코팅법, 스핀 코팅법, 롤러 코팅법, 마이어 바 코팅법, 블레이드 코팅법 등의 도포 방법을 사용할 수 있다.
(전자사진 장치)
이어서, 도 1에 본 발명에 관한 전자사진 감광체 및 프로세스 카트리지를 포함하는 전자사진 장치의 개략 구성을 나타낸다.
도 1에서, 원통 형상의 전자사진 감광체(1)는 축(2)을 중심으로 화살표 방향의 소정의 주위 속도로 회전 구동된다. 전자사진 감광체(1)의 표면은 회전 과정에서, 대전 장치(3)에 의해 소정의 네가티브 전위로 균일하게 대전된다. 계속해서, 전자사진 감광체(1)의 표면은 원고로부터의 반사광에 의한 슬릿 노광 또는 레이저 빔 주사 노광을 사용한 노광 장치(도시하지 않음)로부터 출력되는 목적의 화상 정보의 시계열 전기 디지털 화상 신호에 대응해서 강도 변조된 노광 광(화상 노광 광)(4)을 수용한다. 이렇게 해서, 전자사진 감광체(1)의 표면에, 목적의 화상 정보에 대응한 정전 잠상이 순차적으로 형성된다. 대전 장치(3)에 인가되는 전압은, 직류 성분에 교류 성분을 중첩한 전압 및 직류 성분만의 전압 중 어느 하나일 수 있다. 본 발명에서는, 직류 성분만을 인가하는 대전 장치가 사용된다.
전자사진 감광체(1)의 표면에 형성된 정전 잠상은, 현상 장치(5)의 현상제의 토너를 사용하여 반전 현상에 의해 현상되어 토너 화상이 형성된다. 계속해서, 전자사진 감광체(1)의 표면에 형성 담지되는 토너 화상은, 전사 장치(6)로부터의 전사 바이어스에 의해 전사재(P)에 순차적으로 전사된다. 전사재(P)는 전사재 공급 유닛(도시하지 않음)으로부터 전자사진 감광체(1)의 회전과 동기하여 취출되고, 전자사진 감광체(1)와 전사 장치(6) 사이(접촉부)에 급송된다. 전사 장치(6)에는, 바이어스 전원(도시하지 않음)으로부터 토너의 전하와는 역극성의 바이어스 전압이 인가된다.
토너 화상이 전사된 전사재(P)는, 전자사진 감광체(1)의 표면으로부터 분리되고, 정착 유닛(8)에 반송되어 토너 화상 정착이 행해진다. 이로써, 전사재(P)는 화상 형성물(프린트, 카피)로서 장치 외부로 반송된다.
토너 화상 전사 후의 전자사진 감광체(1)의 표면은, 클리닝 장치(7)에 의해 전사 잔류 현상제(전사 잔류 토너)를 제거함으로써 클리닝된다. 또한, 전자사진 감광체(1)의 표면은 노광 장치(도시하지 않음)로부터의 노광 광(11)에 의해 제전 처리된 후, 화상 형성에 반복 사용된다. 전사 장치로서, 벨트 형상 또는 드럼 형상의 중간 전사 부재를 사용한 중간 전사 방식의 전사 장치를 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 전자사진 감광체(1), 대전 장치(3), 현상 장치(5) 및 클리닝 장치(7)로부터 복수의 구성요소가 선택될 수 있으며, 이들을 용기에 수납하여 프로세스 카트리지로서 일체로 지지할 수 있다. 또한, 이 프로세스 카트리지를 복사기, 레이저 빔 프린터 등의 전자사진 장치 본체에 대하여 착탈식으로 부착할 수 있다. 예를 들어, 전자사진 감광체(1), 대전 장치(3), 현상 장치(5) 및 클리닝 장치(7)를 일체로 지지하여 카트리지를 형성한다. 이어서, 프로세스 카트리지(9)는 전자사진 장치 본체의 레일 등의 안내 유닛(10)을 사용하여 전자사진 장치의 본체에 착탈식으로 부착할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예 및 비교예를 사용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물은, 공지예(문헌[J. Chem. Soc., Perkin Tans. 2, 2001, pp.1045-1050 및 Chem. Eur. J. 2006, 12, pp. 4241-4248])에 기재된 바와 같이 합성할 수 있다. 또한, 시그마-알드리치 코포레이션(Sigma-Aldrich Corporation) 제조의 2,2':6',2"-테르피리딘 등으로 제조된 화합물을 사용할 수 있다.
(실시예 1)
도전성 지지체로서, 길이 257mm 및 직경 24mm의 알루미늄 실린더(JIS-A3003, 알루미늄 합금)를 준비하였다.
이어서, 산소 결손형 산화주석을 코팅한 산화티타늄 입자(분체 비저항 120Ω·cm, SnO2의 코팅률(질량 비율) 40％) 50질량부, 페놀 수지(상품명: 플라이오펜(Plyophen) J-325, 디아이씨 코포레이션(DIC Corporation) 제조, 수지의 고형분 60％) 40질량부, 및 메톡시프로판올 40질량부를, 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 샌드 밀에 의해 3시간 동안 분산하여, 도전층용 도포액을 제조하였다. 이 도전층용 도포액을 알루미늄 실린더 상에 침지 도포하고, 145℃에서 30분간 가열 경화함으로써, 막 두께 15μm의 도전층을 형성하였다. 이 도전층용 도포액에서의 산소 결손형 산화주석으로 코팅한 산화티타늄 입자의 개수 평균 입경을, 호리바, 리미티드(HORIBA, Ltd.) 제조의 입도 분포 분석계 CAPA700을 사용하여 측정하였다. 테트라히드로푸란(THF)을 분산매로 사용하여, 회전수 5000rpm에서 원심분리법에 의해 측정을 행하였다. 이 산화티타늄 입자의 개수 평균 입경은 0.32μm이었다.
이어서, 예시 화합물 T-1(2,2':6',2"-테르피리딘, 시그마-알드리치 코포레이션 제조) 2.1질량부 및 개수 평균 입경 10nm의 산화주석 입자(밀도 7.0g/cm3) 21질량부를 메탄올 186.9질량부 중에 첨가하였다. 이 용액을 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 페인트 쉐이커에 의해 16시간 동안 분산하여, 금속 산화물 입자 분산액을 제조하였다.
본 발명에 관한 전자사진 감광체의 중간층에 사용하는 폴리올레핀 수지는 다음 방법에 의해 합성된다. 폴리올레핀 수지의 합성 방법은, 「새 고분자 실험학 2: 고분자의 합성 및 반응(1)(New Polymer Experimental Study 2: Synthesis and reaction of Polymer(1))」의 제4장(교리쯔 슈판 컴파니, 리미티드(Kyoritsu Shuppan Co., Ltd)), 및 일본 특허 출원 공개 제2003-105145호 공보, 일본 특허 출원 공개 제2003-147028호 공보에 기술된 방법에 의해 행해진다.
히터 및 내압 1-L 유리 용기를 구비한 밀폐가능한 교반기를 사용하여, 이하와 같이 교반을 행하였다. 유리 용기 내에, 폴리올레핀 수지(상품명: 본디네(Bondine) HX8290, 스미또모 케미칼 컴파니, 리미티드(Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 제조) 80.0질량부, 에탄올 30.0질량부, N,N-디메틸에탄올아민 3.9질량부 및 증류수 206.1질량부를 첨가하였다. 교반 날개의 회전 속도 300rpm으로서 교반을 행하였다. 유리 용기의 저부에 수지 입자의 침전은 확인되지 않았지만, 부유 상태인 것은 확인되었다. 이어서, 이 부유 상태를 유지하면서, 10분 후에 히터의 전원을 넣어 가열하였다. 계내 온도를 140℃로 유지하고, 20분간 교반을 행하였다. 그 후, 이 유리 용기를 수욕에 넣고, 회전 속도 300rpm으로 교반하면서 실온(약 25℃)까지 냉각하였다. 이 혼합물을 300 메쉬의 스테인리스강 필터(와이어 직경 0.035mm, 평직물)에 의해 가압 여과(공기압 0.2MPa)하여, 고형분 25％의 유백색의 균일한 폴리올레핀 수지 수성 분산체(점도 평균 분자량 27,000 내지 28,000)를 얻었다.
이 폴리올레핀 수지 수성 분산체 4질량부 및 금속 산화물 입자 분산액 210질량부를 용기 내에서 충분히 교반하여, 전자사진 감광체에 사용하는 중간층용 도포액을 제조하였다. 계속해서, 도전층 상에 중간층용 도포액을 침지 도포하고, 120℃로 10분간 건조시켜, 막 두께 1μm의 중간층을 형성하였다.
이어서, CuKα 특성 X선 회절에서의 브래그각(2θ±0.2°) 7.5°, 9.9°, 16.3°, 18.6°, 25.1° 및 28.3°에서 강한 피크를 갖는 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 10질량부를 준비하였다. 폴리비닐부티랄 수지(S-LEC BX-1, 세끼스이 케미칼 컴파니, 리미티드(Sekisui Chemical Co., Ltd.) 제조) 5질량부 및 시클로헥사논 260질량부를 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정과 함께 혼합하고, 직경 1mm의 유리 비즈를 갖는 샌드 밀을 1.5시간 동안 분산하였다. 분산 후, 에틸 아세테이트 240질량부를 첨가하여 전하 발생층용 도포액을 제조하였다. 이 전하 발생층용 도포액을, 중간층 상에 침지 도포하고, 100℃로 10분간 건조시킴으로써, 막 두께 0.17μm의 전하 발생층을 형성하였다.
이어서, 하기 화학식 4로 표시되는 구조를 갖는 아민 화합물 6질량부, 하기 화학식 5로 표시되는 구조를 갖는 아민 화합물 2질량부 및 하기 화학식 6으로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리아릴레이트 수지(중량 평균 분자량(Mw) 100,000) 10질량부를, 모노클로로벤젠 및 디메톡시메탄으로 구성된 최종 중량 비율이 7:3인 용제에 용해시킴으로써, 정공 수송층용 도포액을 제조하였다. 폴리아릴레이트 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은, 도소 코포레이션(Tosoh Corporation) 제조의 겔 투과 크로마토그래피 "HLC-8120GPC"로 측정하고, 폴리스티렌 환산으로 계산하였다. 화학식 6으로 표시되는 구조를 갖는 폴리아릴레이트 수지에서, 이소프탈산/테레프탈산의 비율은 1/1이었다.
Figure 112011064278418-pat00010
Figure 112011064278418-pat00011
Figure 112011064278418-pat00012
이 정공 수송층용 도포액을, 전하 발생층 상에 침지 도포하고, 120℃에서 1시간 동안 건조시킴으로써, 막 두께 16μm의 정공 수송층을 형성하였다. 이와 같이, 도전층, 중간층, 전하 발생층 및 정공 수송층을 갖는 실시예 1의 전자사진 감광체를 제작하였다.
(실시예 2 내지 22)
실시예 1에서 중간층용 도포액 중의 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물, 및 금속 산화물 입자 및 용제의 종류 및 함유량을, 표 4 및 표 5에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 사용한 예시 화합물의 종류는 T-2(4'-클로로-2,2':6',2"-테르피리딘, 시그마-알드리치 코포레이션 제조), T-3(6,6"-디브로모-2,2':6',2"-테르피리딘, 시그마-알드리치 코포레이션 제조), T-4(4,4',4"-트리-tert-부틸-2,2':6',2"-테르피리딘, 시그마-알드리치 코포레이션 제조), T-5(4'-(4-클로로페닐)-2,2':6',2"-테르피리딘, 시그마-알드리치 코포레이션 제조), T-6(4'-(4-메틸페닐)-2,2':6',2"-테르피리딘, 시그마-알드리치 코포레이션 제조), T-7(트리메틸2,2':6',2"-테르피리딘-4,4',4"-트리카르빅실레이트, 시그마-알드리치 코포레이션 제조) 및 T-8(4',4""-(1,4-페닐렌)비스(2,2':6',2"-테르피리딘, 시그마-알드리치 코포레이션 제조)이었다. T-9는 문헌[Catalysis Communications 6(12), 2005, pp.753-756]의 기재를 참고하여, 2,2':6',2"-테르피리딘(도꾜 케미칼 인더스트리 컴파니, 리미티드(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 제조) 및 아세틸 클로라이드(도꾜 케미칼 인더스트리 컴파니, 리미티드 제조)를 사용하여 합성하였다. 사용된 금속 산화물 입자의 종류는, 산화티타늄 입자(MT-100HD, 테이카 코포레이션(Tayca Corporation) 제조, 개수 평균 입경 15nm), 산화아연 입자(Mz-500, 테이카 코포레이션 제조, 개수 평균 입경 30nm), 산화알루미늄 입자(개수 평균 입경 35nm), 산화지르코늄 입자(개수 평균 입경 100nm) 및 산화인듐 입자(개수 평균 입경 50nm)이었다.
(실시예 23)
실시예 1에서 중간층용 도포액을 다음과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 중간층용 도포액을 다음과 같이 제조하였다: 폴리아미드 수지(아밀란(AMILAN) CM8000, 도레이 인더스트리즈, 인코포레이티드(Toray Industries, Inc.) 제조) 1질량부, 예시 화합물 T-1 화합물 2.1질량부, 개수 평균 입경 10nm의 산화주석 입자(밀도 7.0g/cm3) 18.9질량부, 부탄올 146질량부, 및 메탄올 294질량부를 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 페인트 쉐이커에 의해 10시간 동안 분산하였다.
(실시예 24)
실시예 1에서 중간층용 도포액을 다음과 같이 변경하고, 침지 도포 후의 건조 온도 및 건조 시간을 150℃ 및 20분으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 중간층용 도포액을 다음과 같이 제조하였다: 알키드 수지(베콜라이트(BECKOLITE) M-6401-50, 디아이씨 코포레이션 제조) 0.6질량부, 멜라민 수지(슈퍼 벡카마인(SUPER BECKAMINE) G-821-60, 디아이씨 코포레이션 제조) 0.4질량부, 예시 화합물 T-1 화합물 2.1질량부, 개수 평균 입경 10nm의 산화주석 입자(밀도 7.0g/cm3) 18.9질량부, 및 2-부타논 440질량부를 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 페인트 쉐이커에 의해 12시간 동안 분산하였다.
(실시예 25)
실시예 1에서 중간층용 도포액을 다음과 같이 변경하고, 침지 도포 후의 건조 온도 및 건조 시간을 170℃ 및 20분으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 중간층용 도포액을 다음과 같이 제조하였다: 블록화 이소시아네이트(스미듀르(Sumidur) 3173, 스미까 바이엘 우레탄 컴파니, 리미티드(Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) 제조) 0.57질량부, 부티랄 수지(BM-1, 세끼스이 케미칼 컴파니, 리미티드 제조) 0.43질량부, 예시 화합물 T-1 화합물 2.1질량부, 개수 평균 입경 10nm의 산화주석 입자(밀도 7.0g/cm3) 18.9질량부, 2-부타논 352질량부, 및 n-헥산 88질량부를 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 페인트 쉐이커에 의해 12시간 동안 분산하였다. 이 분산액 100질량부에 촉매로서 디옥틸 라우레이트 0.005질량부를 첨가하여, 중간층용 도포액을 제조하였다.
(비교예 1)
실시예 1에서 중간층용 도포액을 다음과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 중간층용 도포액을 다음과 같이 제조하였다: 예시 화합물 T-1 화합물 2.1질량부를 메탄올 207.9질량부에 첨가하고, 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 페인트 쉐이커에 의해 16시간 동안 분산하여, 금속 산화물 입자를 사용하지 않고 분산액을 제조하였다. 폴리올레핀 수지 수성 분산체 4질량부 및 분산액 210질량부를 용기 내에서 충분히 교반하여, 전자사진 감광체에 사용하는 중간층용 도포액을 제조하였다.
(비교예 2)
예시 화합물 T-1을 하기 화학식 7로 표시되는 비교 화합물로 치환한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다.
Figure 112011064278418-pat00013
(비교예 3)
예시 화합물 T-1을 하기 화학식 8로 표시되는 비교 화합물로 치환한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다.
Figure 112011064278418-pat00014
(비교예 4)
예시 화합물 T-1을 하기 화학식 9로 표시되는 비교 화합물로 치환한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다.
Figure 112011064278418-pat00015
(비교예 5)
실시예 1에서 중간층용 도포액을 다음과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 중간층용 도포액을 다음과 같이 제조하였다: 예시 화합물 T-1 화합물을 사용하지 않고, 개수 평균 입경 10nm의 산화주석 입자(밀도 7.0g/cm3) 21질량부를 메탄올 189질량부에 첨가하고, 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 페인트 쉐이커에 의해 16시간 동안 분산하여, 금속 산화물 입자 분산액을 제조하였다. 폴리올레핀 수지 수성 분산체 4질량부 및 금속 산화물 입자 분산액 210질량부를 용기 내에서 충분히 교반하여, 전자사진 감광체에 사용하는 중간층용 도포액을 제조하였다.
(비교예 6)
실시예 1에서 중간층용 도포액을 다음과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 상기 중간층용 도포액을 다음과 같이 제조하였다: 예시 화합물 T-1을 사용하지 않고, 산화아연 입자(Mz-500, 테이카 코포레이션 제조) 17질량부를 메탄올 153질량부에 첨가하고, 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 페인트 쉐이커에 의해 16시간 동안 분산하여, 금속 산화물 입자 분산액을 제조하였다. 폴리올레핀 수지 수성 분산체 4질량부 및 금속 산화물 입자 분산액 170질량부를 용기 내에서 충분히 교반하여, 전자사진 감광체에 사용하는 중간층용 도포액을 제조하였다.
(비교예 7)
실시예 1에서 중간층용 도포액을 다음과 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광체를 제작하고, 평가하였다. 중간층용 도포액은 다음과 같이 제조하였다: 평균 1차 입경 40nm의 루틸형 백색 산화티타늄(TTO55N, 이시하라 산교 가이샤, 리미티드(Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) 제조) 100질량부에 대하여, γ-머캅토프로필트리메톡시실란(TSL8380, 모멘티브 퍼포먼스 매터리얼즈 재팬 엘엘씨(Momentive Performance Materials Japan LLC) 제조) 5질량부를 볼 밀에 의해 혼합하여, 분산액을 제조하였다. 얻어진 분산액을 120℃에서 1시간 동안 소성하여, 표면 처리 산화티타늄을 제조하였다. 다음에, 표면 처리 산화티타늄 100질량부를, 메탄올 140질량부 및 1-프로판올 60질량부의 혼합 용매 중에서 볼 밀에 의해 분산하여, 고형분 농도 33.3％의 γ-머캅토프로필트리메톡시실란 처리 산화티타늄 분산액을 얻었다. 분산액 36질량부와 폴리올레핀 수지 수성 분산체 4질량부를 용기 내에서 충분히 교반하여, 전자사진 감광체에 사용하는 중간층용 도포액을 제조하였다.
Figure 112011064278418-pat00016
Figure 112011064278418-pat00017
(평가)
실시예 1 내지 26 및 비교예 1 내지 6의 전자사진 감광체는 하기의 평가 방법에 따라 평가하였다.
평가 장치로서는, 휴렛 팩커드 컴파니(Hewlett-Packard Company) 제조의 레이저 빔 프린터 레이저젯 3550을 사용하였다. 온도 15℃ 및 습도 10％ RH의 환경하에서, 시안색용 프로세스 카트리지에 제작한 전자사진 감광체를 장착하였다. 이 프로세스 카트리지를 시안 프로세스 카트리지의 스테이션에 장착하였다. 5000장 연속 화상 출력 후에, 화상을 평가하였다. 드럼의 표면 전위는 초기 암부 전위가 -500V, 초기 명부 전위가 -170V가 되도록 설정하였다. 전자사진 감광체의 표면 전위는 다음과 같이 측정하였다: 카트리지를 개조하고, 현상 위치에 전위 프로브(모델 6000 B-8, 트렉 인코포레이티드(Trek Inc.) 제조)를 장착하여, 드럼 중앙부의 전위를 정전기 전위계(모델 344, 트렉 인코포레이티드 제조)를 사용하여 측정하였다. 급지 동안에, 각 색의 인자 비율 1％의 문자 화상을, A4 크기의 보통지에서 풀컬러 프린트 조작을 행하여 인자하고, 노광을 사용하지 않고 5000장의 화상을 출력하였다. 평가 개시 시에 및 프린트 5000장 종료 시에, 1매째로서 솔리드 블랭크 화상을 출력하였다. 고스트 평가용 인자(도 3에 도시한 바와 같이, 화상의 선두부에 백지(블랭크 화상) 중에 직사각형의 솔리드 화상을 출력함) 5장을 출력하였다. 이어서, 도 4에 도시하는 1 도트 계마 패턴의 하프톤 화상을 작성하였다. 도 3에서, "고스트"로 표시된 부분은, 솔리드 화상 기인의 고스트의 출현의 유무를 평가하는 고스트 부분이다. 고스트가 출현하는 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이 나타나는 "고스트"는 연속 출력되었다. 이어서, 솔리드 화상을 1장 출력하고, 다시 고스트 평가용 인자를 5장 출력하였다. 1 도트 계마 패턴은 도 4에 도시하였다.
(고스트 화상의 평가)
고스트 화상의 평가에서, 고스트 평가용 인자에 있어서 1 도트 계마 패턴 하프톤 화상 농도와 고스트 부분의 화상 농도의 농도차를, 분광 농도계 X-Rite 504/508(엑스-라이트, 인코포레이티드(X-Rite, Incorporated) 제조)로 측정하였다. 1장의 고스트 평가용 인자에서 10점 측정하고, 이들 10점의 평균을 산출하여 1장의 결과로 하였다. 전술한 10장의 고스트 평가용 인자 모두를 동일한 방식으로 측정하였다. 이어서, 10장 각각의 10점의 평균값을 구하였다. 하프톤 화상 농도와 고스트 부분의 화상 농도의 농도차를 고스트 화상 농도차로 하였다. 고스트 화상 농도차가 작을수록, 고스트 특성이 양호한 것을 의미한다. 평가는 이하의 기준에 따라 행하고, 얻어진 결과를 표 6에 나타내었다. 본 발명에서는, 하기의 평가 기준에서 AA, A 및 B는 본 발명의 효과가 얻어지는 레벨이며, 그 중에서도 A는 우수이며, AA는 특히 우수한 것으로 판단하였다. 한편, C는 본 발명의 효과가 얻어지지 않는 레벨로 판단하였다.
AA: 고스트 화상 농도차 0.020 이상 0.024 이하
A: 고스트 화상 농도차 0.025 이상 0.029 이하
B: 고스트 화상 농도차 0.030 이상 0.034 이하
C: 고스트 화상 농도차 0.035 이상
(흑색점 화상의 평가)
흑색점 화상의 평가에서, 광택지에 솔리드 블랭크 화상을 출력하고, 아무것도 인쇄하지 않은 광택지와 솔리드 블랭크 화상을 인쇄한 광택지의 화상 농도차를 반사 농도계(DENSITOMETER TC-6DS, 도꾜 덴쇼꾸. 컴파니, 리미티드(Tokyo Denshoku. Co., Ltd.) 제조)를 사용하여 측정하였다. 화상 농도차에 대하여 10점 측정하고, 이들 평균값을 구하였다. 아무것도 인쇄하지 않은 광택지와 솔리드 블랭크 화상을 인쇄한 광택지의 화상 농도차가 작을수록, 흑색점의 양이 더 적고, 화상 품질이 더 높다. 평가는 이하의 기준에 따라 행하고, 얻어진 결과를 표 6에 나타내었다. 본 발명에서는, 하기의 평가 기준에서 A 및 B는 본 발명의 효과가 얻어지는 레벨이며, 그중에서도 A는 우수한 것으로 판단하였다. 한편, C는 본 발명의 효과가 얻어지지 않는 레벨로 판단하였다.
A: 흑색점 화상 농도차 0 이상 1.9 이하
B: 흑색점 화상 농도차 2.0 이상 2.3 이하
C: 흑색점 화상 농도차 2.4 이상
Figure 112011064278418-pat00018
본 발명은 대표적인 실시형태를 참조로 기재되었지만, 본 발명은 개시된 대표적인 실시형태에 제한되지 않은 것으로 이해해야 한다. 하기 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변형 및 등가 구조 및 기능을 포함하도록 최대한 넓게 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 도전성 지지체,
    상기 도전성 지지체 상에 형성된 중간층 및
    상기 중간층 상에 형성되고 전하 발생 물질 및 정공 수송 물질을 포함하는 감광층
    을 포함하는 전자사진 감광체이며,
    상기 중간층은 금속 산화물 입자 및 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 포함하는 전자사진 감광체.
    <화학식 1>
    Figure 112012019259407-pat00029

    (화학식 1 중,
    R1 및 R3은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR4를 나타내고,
    R4는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타내고,
    k, l 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수를 나타내고,
    R2는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, COOR8, 또는 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 구조를 갖는 1가기를 나타내며,
    R8은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타냄)
    <화학식 2>
    Figure 112012019259407-pat00020

    (화학식 2 중, R5는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR9를 나타내고,
    R9는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타냄)
    <화학식 3>
    Figure 112012019259407-pat00021

    (화학식 3 중, R6 및 R7은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 아세틸기, 탄소수 1 내지 6의 할로겐화 알킬기, 또는 COOR10을 나타내고,
    x 및 y는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수를 나타내며,
    R10은 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 나타냄)
  2. 제1항에 있어서, 상기 감광층은
    전하 발생 물질을 포함하는 전하 발생층 및
    상기 전하 발생층 상에 형성되고 정공 수송 물질을 포함하는 정공 수송층
    을 포함하는 전자사진 감광체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 산화물 입자는 이산화주석, 이산화티타늄 및 산화아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 입자인 전자사진 감광체.
  4. 전자사진 장치의 본체에 착탈식으로 부착가능한 프로세스 카트리지이며,
    상기 프로세스 카트리지는
    제1항 또는 제2항에 따른 전자사진 감광체 및
    대전 장치, 현상 장치, 전사 장치 및 클리닝 장치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 장치를 일체로 지지하는 프로세스 카트리지.
  5. 제1항 또는 제2항에 따른 전자사진 감광체, 대전 장치, 노광 장치, 현상 장치 및 전사 장치를 포함하는 전자사진 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 화합물의 함유량이, 금속 산화물 입자에 대하여 0.1 질량% 이상 50 질량% 이하인 전자사진 감광체.
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