KR101453153B1 - 전자 사진 감광체, 전자 사진 감광체의 제조 방법, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치 - Google Patents

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Abstract

전자 사진 감광체는 지지체 및 감광층을 포함한다. 전자 사진 감광체는 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시켜 생성되는 중합체를 함유하는 표면층을 포함한다. 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물은 화학식 (1)로 표시되는 화합물이다.

Description

전자 사진 감광체, 전자 사진 감광체의 제조 방법, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER, METHOD OF PRODUCING ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER, PROCESS CARTRIDGE, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 전자 사진 감광체, 전자 사진 감광체의 제조 방법, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것이다.
최근, 전자 사진 감광체의 장수명화, 고화질화 및 전자 사진 장치의 고속화를 목적으로 하여, 유기 광도전성 물질(전하 발생 물질)을 함유하는 유기 전자 사진 감광체(이하, "전자 사진 감광체"라고 함)의 기계적 내구성(내마모성)을 향상시키는 것이 요구되고 있다. 기계적 내구성을 향상시키기 위해서, 전자 사진 감광체의 표면층에 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시켜 생성되는 중합체를 함유시키는 기술이 있다.
일본 특허 공개 제2000-066425호 공보에는, 2개 이상의 연쇄 중합성 관능기를 갖는 전하 수송성 물질을 중합시켜 생성되는 중합체를 표면층에 제공하여, 전자 사진 감광체의 내마모성과 전위 안정성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2010-156835호 공보에는, 표면층에, 2개 이상의 메타크릴로일옥시기를 갖는 전하 수송성 물질 및 중합 개시제를 함유하지 않는 조성물의 중합체를 제공하여, 전하 수송성 물질의 중합 반응성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 본 발명자들은, 일본 특허 공개 제2000-066425호 공보에 기재된 연쇄 중합성 전하 수송성 물질 중에서, 아크릴로일옥시기를 갖는 전하 수송성 물질보다도 메타크릴로일옥시기를 갖는 전하 수송성 물질이 중합 효율 및 기계적 내구성을 보다 향상시키지만, 흑색 점 등의 화상 결함 및 전위 변동(명부 전위 변동)은 개선할 필요가 있는 것을 발견하였다. 본 발명자들은, 일본 특허 공개 제2010-156835호 공보에 기재된 기술에서는 전하 수송성 물질의 비틀림(distortion)이 발생하기 쉬워, 흑색 점 등의 화상 결함 및 전위 변동의 억제가 충분하지 않다는 것을 발견하였다.
일본 특허 공개 제2000-066425호 공보 일본 특허 공개 제2010-156835호 공보
본 발명은 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시켜 생성되는 중합체를 함유하는 표면층을 갖는 전자 사진 감광체를 제공한다. 전자 사진 감광체는 반복 사용 시에, 흑색 점 및 전위 변동을 충분히 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 전자 사진 감광체의 제조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 전자 사진 감광체를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공한다.
이들은 본 발명에 의해 달성될 수 있다.
본 발명은 지지체 및 상기 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자 사진 감광체에 관한 것이다. 전자 사진 감광체는 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시켜 생성되는 중합체를 함유하는 표면층을 포함한다. 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물은 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물이다.
Figure 112012040813711-pat00001
화학식 (1) 중, Ar1 내지 Ar3은, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 페닐렌기를 나타낸다. M1 내지 M3은, 각각 독립적으로 화학식 (2M), (3M) 또는 (4M)으로 표시되는 기를 나타내고, M1 내지 M3 중 적어도 하나는 화학식 (3M)으로 표시되는 기이다. 치환 페닐렌기의 치환기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 또는 할로겐 원자이다.
본 발명은 전자 사진 감광체의 제조 방법이며, 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 함유하는 표면층용 코팅액을 사용하여 코트를 형성하는 공정, 및 상기 코트에 함유되는 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 중합시킴으로써 표면층을 형성하는 공정을 갖는 전자 사진 감광체의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전자 사진 장치의 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지에 관한 것이다. 프로세스 카트리지는 전자 사진 감광체, 및 대전 수단, 현상 수단, 전사 수단 및 클리닝 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수단을 일체로 지지한다.
또한, 본 발명은 상기 전자 사진 감광체, 대전 수단, 노광 수단, 현상 수단 및 전사 수단을 포함하는 전자 사진 장치에 관한 것이다.
본 발명은 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시켜 생성되는 중합체를 함유하는 표면층을 갖는 전자 사진 감광체를 제공할 수 있다. 전자 사진 감광체는 반복 사용 시에, 흑색 점 및 전위 변동을 충분히 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 상기 전자 사진 감광체의 제조 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 전자 사진 감광체를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 추가 특징은 이하 첨부된 도면을 참조로 하는 예시적인 실시형태에 관한 기재로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체의 층 구조를 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체를 포함한 프로세스 카트리지를 포함하는 전자 사진 장치를 나타내는 개략도.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체는 지지체 및 상기 지지체 상에 형성된 감광층을 포함한다. 전자 사진 감광체는 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시켜 생성되는 중합체를 함유하는 표면층을 포함한다. 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물은 화학식 (1)로 표시되는 화합물이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체가 흑색 점 및 전위 변동을 현저히 감소시킬 수 있는 타당한 이유를 이하에 설명할 것이다.
화학식 (1)로 표시되는 화합물은 연쇄 중합성 관능기를 가지며, 메타크릴로일옥시기를 3개 갖는 전하 수송성 물질이다. 중합 반응 시에 다수의 라디칼의 존재하에 메타크릴로일옥시기가 서로 급속하게 중합 반응함으로써, 중합 효율이 높고 기계적 내구성이 높은 중합체를 형성할 수 있다. 그러나, 메타크릴로일옥시기의 급속한 중합 반응에 의해, 전하 수송성 물질의 전하 수송성 구조의 비틀림이 초래되기 쉽다. 전하 수송성 구조의 비틀림에 의해, 전하 수송성 구조의 산화 전위 또는 전하 수송성 물질의 미소 구조에서의 전하의 이동도가 상이해져, 전위 변동을 초래할 수 있다. 전하 수송성 구조의 비틀림에 의해, 층의 비틀림이 발생하기 쉽고, 결과적으로 흑색 점 등의 화상 결함이 발생하기 쉬워진다.
본 발명자들은 일본 특허 공개 제2009-015306호 공보에 개시된 바와 같은 전하 수송성 구조와 연쇄 중합성 관능기 사이에 알킬렌기의 존재는, 전위 변동 및 흑색 점을 억제하기에 충분하지 않다는 것을 발견하였다. 알킬렌기의 탄소수가 지나치게 많으면 가교 밀도(3차원 네트워크 구조의 밀도)가 저하되어, 전위 변동 및 흑색 점의 억제 효과가 충분하지 않다.
따라서, 본 발명자들은, 전위 변동 및 흑색 점을 현저히 감소시키기 위해서는, 전하 수송성 구조와 연쇄 중합성 관능기(메타크릴로일옥시기) 사이의 알킬렌기는, 전하 수송성 구조의 골격, 치환기 또는 크기에 최적인 길이를 가질 필요가 있는 것을 발견하였다. 보다 구체적으로는, 전하 수송성 물질로서 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물이 사용된다.
Figure 112012040813711-pat00002
화학식 (1) 중, Ar1 내지 Ar3은, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 페닐렌기를 나타낸다. M1 내지 M3은, 각각 독립적으로 화학식 (2M), (3M) 또는 (4M)으로 표시되는 기를 나타내고, M1 내지 M3 중 적어도 하나는 화학식 (3M)으로 표시되는 기이다. 치환 페닐렌기의 치환기는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 또는 할로겐 원자이다.
화학식 (1)로 표시되는 화합물은 3개의 메타크릴로일옥시기를 가지며, 전하 수송성 구조로서 트리페닐아민 구조를 갖는 전하 수송성 물질이다. 트리페닐아민 구조는 Ar1 내지 Ar3과 질소 원자로 구성된다.
각각의 메타크릴로일옥시기와 전하 수송성 구조(트리페닐아민 구조) 사이에 알킬렌기의 탄소수가 5 이상이면, 전하 수송성 구조의 비틀림은 감소될 수 있지만, 표면층 중의 전하 수송성 구조의 농도가 저하하기 때문에 전위 변동이 충분히 감소될 수 없으며, 표면층의 일부에서 가교 밀도가 저하하기 때문에 흑색 점이 충분히 감소될 수 없다. 각각의 메타크릴로일옥시기와 전하 수송성 구조(트리페닐아민 구조) 사이에 알킬렌기의 탄소수가 0(단결합) 또는 1(메틸렌기)이면, 알킬렌기의 길이가 충분하지 않기 때문에, 전하 수송성 구조의 비틀림을 초래하기 쉽고 전위 변동 및 흑색 점의 억제 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 또한, 알킬렌기의 길이가 충분하지 않으면, 전하 수송성 구조로 인해 입체 장해가 발생하여, 중합 반응이 저해되고, 미반응의 메타크릴로일옥시기가 증가하며, 중합 효율도 저하한다.
화학식 (1) 중, M1 내지 M3은, 각각 독립적으로 화학식 (2M), (3M) 또는 (4M)으로 표시되는 기를 나타내고, M1 내지 M3 중 적어도 하나는 화학식 (3M)으로 표시되는 기이다. 전하 수송성 구조와 메타크릴로일옥시기 사이의 거리가 적당하기 때문에, 중합 반응 시에 전하 수송성 구조가 비틀어 지지 않고, 충분히 가교 구조가 형성될 수 있다.
M1 내지 M3 중 적어도 하나는 화학식 (2M)으로 표시되는 기이며, M1 내지 M3 중 적어도 하나는 화학식 (3M)으로 표시되는 기일 수 있다.
화학식 (1)로 표시되는 화합물은, 표면층에 1종 또는 2종 이상을 함유시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 화합물은 일본 특허 공개 제2010-156835호 공보에 기재되어 있는 방법에 따라 합성할 수 있다. 이하, 화학식 (1)로 표시되는 화합물의 예를 든다. 그러나, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않는다. 이들 예시 화합물에서, 2M은 화학식 (2M)으로 표시되는 기를 나타내고, 3M은 화학식 (3M)으로 표시되는 기를 나타내고, 4M은 화학식 (4M)으로 표시되는 기를 나타낸다.
Figure 112012040813711-pat00003
예시 화합물 (1-2)를 사용하여 전위 변동 및 흑색 점을 감소시킬 수 있다.
감광층은 전하 발생 물질과 전하 수송성 물질을 함유하는 단층형 감광층, 또는 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과 전하 수송성 물질을 함유하는 전하 수송층을 포함한 다층형(기능 분리형) 감광층일 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체는 다층형 감광층을 가질 수 있다. 또한, 전하 수송층은 다층 구성을 가질 수 있다. 전하 수송층은 보호층으로 피복될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체의 층 구조를 나타내는 개략도이다. 층 구조는 지지체(101), 전하 발생층(102), 전하 수송층(103) 및 보호층(104)을 포함한다. 필요에 따라, 지지체(101)와 전하 발생층(102) 사이에 언더코팅층(중간층)을 배치할 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "전자 사진 감광체의 표면층"은 최표면층을 의미한다. 도 1a에 나타내는 층 구조의 전자 사진 감광체의 경우, 전자 사진 감광체의 표면층은 전하 수송층(103)이다. 도 1b에 나타내는 층 구조의 전자 사진 감광체의 경우, 전자 사진 감광체의 표면층은 보호층(104)이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체는, 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 함유하는 표면층용 코팅액을 사용하여 코트를 형성하는 공정, 및 상기 코트에 함유되는 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 중합시켜 표면층을 형성하는 공정을 갖는 방법에 의해 제조할 수 있다.
표면층은 화학식 (1)로 표시되는 화합물, 및 화학식 (1)로 표시되는 구조를 갖지 않은 메타크릴로일옥시기를 갖는 화합물을 포함한 조성물을 중합시켜 생성되는 중합체를 함유할 수 있다. 메타크릴로일옥시기를 갖는 화합물로서는, 가교 밀도가 높은 중합체가 형성되는 점에서 하기 화학식 (A)로 표시되는 화합물(아다만탄 화합물)을 사용하는 것이 바람직하다. 하기 화학식 (B)로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 (C)로 표시되는 화합물(우레아 화합물)은 화상 결손(image deletion)을 저감하고 중합 효율을 향상시키는 효과 및 전위 변동의 억제 효과에 대한 영향이 현저하지 않다. 하기 화학식 (A), (B) 또는 (C)로 표시되는 화합물은 2개 이상의 메타크릴로일옥시기를 가짐으로써 가교 밀도를 증가시킬 수 있다.
Figure 112012040813711-pat00004
화학식 (A) 중, R11 내지 R16은, 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 트리플루오로메틸기, 히드록시기, 메톡시기, 에톡시기, 아미노기, 디메틸아미노기, 트리메틸실릴기, 불소 원자, 염소 원자 또는 브롬 원자를 나타낸다. X11 내지 X20은, 각각 독립적으로 단결합 또는 알킬렌기를 나타낸다. P1 내지 P10은, 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 트리플루오로메틸기, 히드록시기, 메톡시기, 에톡시기, 아미노기, 디메틸아미노기, 트리메틸실릴기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 또는 메타크릴로일옥시기를 나타낸다. X11이 단결합인 경우에, P1과 R11이 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있다. X12가 단결합인 경우에, P2와 R12가 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있다. X13이 단결합인 경우에, P3과 R13이 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있다. X14가 단결합인 경우에, P4와 R14가 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있다. X15가 단결합인 경우에, P5와 R15가 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있다. X16이 단결합인 경우에, P6과 R16이 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있다. P1 내지 P10 중 적어도 하나는 메타크릴로일옥시기이다. P1이 메타크릴로일옥시기인 경우, R11은 수소 원자이다. P2가 메타크릴로일옥시기인 경우, R12는 수소 원자이다. P3이 메타크릴로일옥시기인 경우, R13은 수소 원자이다. P4가 메타크릴로일옥시기인 경우, R14는 수소 원자이다. P5가 메타크릴로일옥시기인 경우, R15는 수소 원자이다. P6이 메타크릴로일옥시기인 경우, R16은 수소 원자이다.
Figure 112012040813711-pat00005
화학식 (B) 및 (C) 중, R1 내지 R5는, 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 메톡시메틸기, 트리플루오로메틸기, 트리클로로메틸기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 메톡시메톡시기, 트리플루오로메톡시기, 트리클로로메톡시기, 디메틸아미노기, 또는 불소 원자를 나타낸다. X21 내지 X24 및 X41 내지 X46은 각각 독립적으로 알킬렌기를 나타낸다. P11 내지 P14 및 P31 내지 P36은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메타크릴로일옥시기를 나타내고, P11 내지 P14 중 적어도 하나 및 P31 내지 P36 중 적어도 하나는 메타크릴로일옥시기이다. a, b, g 및 h는 각각 독립적으로 0 내지 5로부터 선택되는 정수를 나타내고, i는 0 내지 4로부터 선택되는 정수를 나타낸다. c, d, j 및 k는 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타낸다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체의 표면층은 각종 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제의 예로는, 산화 방지제 및 자외선 흡수제 등의 열화 방지제, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지 미립자 및 불화카본 등의 윤활제, 및 중합 개시제 및 중합 정지제 등의 중합 제어제를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 표면층은 화상 결손을 저감하고 중합 효율을 향상시키는 효과 및 전위 변동의 억제 효과에 대한 영향이 적은, 하기 화학식 (D), (E) 또는 (F)로 표시되는 화합물(우레아 화합물)을 함유할 수 있다.
Figure 112012040813711-pat00006
화학식 (D), (E) 및 (F) 중, R31 내지 R34, R41 내지 R46, 및 R51 내지 R58은 각각 독립적으로 알킬기를 나타낸다. Ar32, Ar42 및 Ar43, 및 Ar52 내지 Ar54는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 아릴렌기를 나타낸다. 치환 아릴렌기의 치환기는, 알킬기, 알콕시-치환 알킬기, 할로겐-치환 알킬기, 알콕시기, 알콕시-치환 알콕시기, 할로겐-치환 알콕시기 또는 할로겐 원자일 수 있다. Ar31, Ar33, Ar41, Ar44, Ar51, 및 Ar55는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 아릴기 또는 축합 환을 나타낸다. 치환 아릴기의 치환기는, 카르복시기, 시아노기, 디알킬아미노기, 히드록시기, 알킬기, 알콕시-치환 알킬기, 할로겐-치환 알킬기, 알콕시기, 알콕시-치환 알콕시기, 할로겐-치환 알콕시기, 니트로기 또는 할로겐 원자일 수 있다.
표면층은 하기 화학식 (G)로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 (H)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유할 수 있다. 이들 화합물은 화학식 (1)로 표시되는 화합물의 메타크릴로일옥시기로부터 유래된 다수의 라디칼을 실활시키고, 메타크릴로일옥시기끼리의 중합을 제어하여, 전하 수송성 구조의 비틀림을 보다 감소시키고, 전위 변동 및 흑색 점을 현저히 감소시킬 수 있다. 중합 반응을 제어하기 위해서, 하기 화학식 (G)로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 (H)로 표시되는 화합물의 양은, 표면층에 함유되는 중합체의 전체 질량에 대하여 5ppm 이상 1500ppm 이하이고, 5ppm 이상 100ppm 이하인 것이 바람직하고, 10ppm 이상 90ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.
Figure 112012040813711-pat00007
화학식 (G) 및 (H) 중, R71 내지 R74, R76, R77, R79 및 R80은, 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 치환 또는 비치환의 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기 또는 치환 또는 비치환의 알콕시기를 나타낸다. R71 및 R74 중 적어도 하나, R72 및 R73 중 적어도 하나, R76 및 R80 중 적어도 하나, 및 R77 및 R79 중 적어도 하나는, 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기 또는 히드록시기를 나타낸다. R75 및 R78은, 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환의 알킬기 또는 치환 또는 비치환의 아릴기를 나타내고, R75 및 R78 중 적어도 하나는 수소 원자이다. 치환 알킬기의 치환기, 치환 아릴기의 치환기 및 치환 알콕시기의 치환기는, 카르복시기, 시아노기, 디알킬아미노기, 히드록시기, 알킬기, 알콕시-치환 알킬기, 할로겐-치환 알킬기, 알콕시기, 알콕시-치환 알콕시기, 할로겐-치환 알콕시기, 니트로기 또는 할로겐 원자일 수 있다.
화학식 (G)로 표시되는 화합물의 예로는, p-벤조퀴논, 2,6-디메틸-p-벤조퀴논, 메틸-p-벤조퀴논, tert-부틸-p-벤조퀴논 등의 벤조퀴논류를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 화학식 (H)로 표시되는 화합물의 예로는, p-메톡시페놀, 히드로퀴논, 2,5-비스(tert-부틸)-1,4-벤젠디올 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
화학식 (H) 중, R75는 수소 원자, R78은 치환 또는 비치환의 알킬기 또는 치환 또는 비치환의 아릴기일 수 있다. R78이 메틸기일 수 있으며; 보다 구체적으로는, 화학식 (H)로 표시되는 화합물은 p-메톡시페놀일 수 있다.
화학식 (A) 내지 (H)로 표시되는 화합물에서 알킬기의 예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 화합물에서 알킬렌기의 예로는, 메틸렌기, 에틸렌기, n-프로필렌기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 화합물에서 알콕시-치환 알킬기의 예로는, 메톡시메틸기, 에톡시메틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 할로겐-치환 알킬기의 예로는, 트리플루오로메틸기, 트리클로로메틸기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 알콕시기의 예로는, 메톡시기, 에톡시기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 알콕시-치환 알콕시기의 예로는, 메톡시메톡시기, 에톡시메톡시기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 할로겐-치환 알콕시기의 예로는, 트리플루오로메톡시기, 트리클로로메톡시기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 할로겐 원자의 예로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 디알킬아미노기의 예로는, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 아릴기의 예로는, 페닐기, 비페닐기, 플루오레닐기, 카르바졸릴기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 아릴렌기의 예로는, 페닐렌기, 비페닐렌기, 플루오렌디일기, 카르바졸디일기 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
표면층용 코팅액의 용매의 예로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트 등의 에스테르계 용매, 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르계 용매, 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 클로로벤젠 등의 할로겐계 용매, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계 용매, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등의 셀로솔브계 용매 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 용매는 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체의 구성에 대해서 설명한다.
[지지체]
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체에 사용되는 지지체는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스 등으로 제조된, 높은 도전성을 갖는 지지체(도전성 지지체)일 수 있다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금 지지체는, ED관, EI관, 또는 이들 관을 절삭, 전기화학 기계 연마, 또는 습식 또는 건식 호닝 처리하여 제작된 지지체일 수 있다. 금속 지지체 또는 수지 지지체는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 산화인듐-산화주석 합금 등의 도전성 재료로 제조된 박막으로 피복될 수 있다. 지지체의 표면은 절삭, 조면화 또는 알루마이트 처리 등을 실시할 수 있다.
지지체는 카본 블랙, 산화주석 입자, 산화티타늄 입자, 은 입자와 같은 도전성 입자를 수지 중에 분산시킨 것을 함유할 수 있다. 또한, 지지체는 도전성 결착 수지를 함유하는 플라스틱일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체에서, 지지체 상에 도전성 입자와 수지를 함유하는 도전층을 형성할 수 있다. 도전성 입자와 수지를 함유하는 도전층을 지지체 상에 형성하는 방법에서, 도전층은 도전성 입자를 함유하는 분말을 함유한다. 도전성 입자의 예로는, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 알루미늄, 아연, 구리, 크롬, 니켈, 은 등의 금속 분말, 합금 분말 및 산화주석, 산화인듐주석(ITO) 등의 금속 산화물 분말을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 간섭 줄무늬의 발생을 억제하기 위해서, 도전층은 유기 수지 입자를 함유할 수 있다.
도전층에 사용되는 수지의 예로는, 아크릴 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 부티랄 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 멜라민 수지 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
도전층용 코팅액에 사용되는 용매의 예로는, 에테르계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매 및 방향족 탄화수소 용매를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 도전층의 두께는 0.2㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체는 지지체 또는 도전층과, 감광층 사이에 언더코팅층을 포함할 수 있다. 언더코팅층은 수지를 함유하는 언더코팅층용 코팅액을 지지체 상에 또는 도전층 상에 도포하고, 이 코팅액을 건조 또는 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
언더코팅층에 사용되는 수지의 예로는, 폴리(아크릴산), 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리(아믹산) 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 언더코팅층은 상술한 도전성 입자를 함유할 수 있다.
언더코팅층용 코팅액에 사용되는 용매는, 에테르계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매 또는 방향족 탄화수소 용매일 수 있다. 언더코팅층의 두께는 0.05㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.4㎛ 이상 20㎛ 이하가 보다 바람직하다. 언더코팅층은 반도전성 입자, 전자 수송성 물질 또는 전자 수용성 물질을 함유할 수 있다.
[감광층]
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체는 지지체, 도전층 또는 언더코팅층 상에, 감광층(전하 발생층 및 전하 수송층)을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체에 사용되는 전하 발생 물질의 예로는, 피릴륨, 티아피릴륨 염료, 프탈로시아닌 화합물, 안탄트론 안료, 디벤즈피렌퀴논 안료, 피란트론 안료, 아조 안료, 인디고 안료, 퀴나크리돈 안료, 퀴노시아닌 안료 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 전하 발생 물질은 갈륨 프탈로시아닌일 수 있다. CuKα 특성 X-선 회절에서의 브래그각 2θ의 7.4°±0.3° 및 28.2°±0.3°에서 강한 피크를 갖는 히드록시 갈륨 프탈로시아닌 결정은 고 감도이다.
전하 발생층은 전하 발생층용 코팅액을 도포하고 이 코팅액을 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 전하 발생층 코팅액은 전하 발생 물질과 함께 결착 수지 및 용매를 분산시켜 제조된다. 또한, 전하 발생층은 전하 발생 물질의 증착막일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 다층형 감광층의 전하 발생층에 사용되는 결착 수지의 예로는, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 부티랄 수지, 폴리(비닐 아세탈) 수지, 아크릴 수지, 비닐 아세테이트 수지, 요소 수지 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 결착 수지는 부티랄 수지일 수 있다. 이들 수지는 단독으로 또는 조합하여 혼합물 또는 공중합체로서 사용할 수 있다.
전하 발생층에서, 전하 발생 물질에 대한 결착 수지의 비율은 0.3질량부 이상 4질량부 이하일 수 있다. 분산은 호모게나이저, 초음파, 볼 밀, 샌드 밀, 아트라이터, 롤링 밀 등을 사용하여 행할 수 있다.
전하 발생층용 코팅액에 사용되는 용매의 예로는, 알코올계 용매, 술폭시드계 용매, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매 및 방향족 탄화수소 용매 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 전하 발생층의 두께는 0.01㎛ 이상 5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1㎛ 이상 1㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 전하 발생층은 증감제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 및/또는 가소제를 필요에 따라서 함유할 수 있다.
다층형 감광층의 전자 사진 감광체에서, 전하 발생층 상에는 전하 수송층이 형성된다. 도 1a에 도시한 바와 같이 전하 수송층이 표면층인 경우, 전하 수송층은, 용매에 용해된 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 함유하는 전하 수송층용 코팅액을 사용하여 코트를 형성하고, 상기 코트에 함유되는 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 중합(연쇄-중합)시킴으로써 형성될 수 있다. 도 1b에 도시한 바와 같이 보호층이 표면층인 경우, 전하 수송층은, 용매에 용해된 전하 수송성 물질 및 결착 수지를 함유하는 전하 수송층용 코팅액을 사용하여 코트를 형성하고, 상기 코트를 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
도 1b에 도시한 바와 같이 보호층이 표면층인 경우, 전하 수송층에 사용되는 전하 수송성 물질의 예로는, 트리아릴아민 화합물, 히드라존 화합물, 스틸벤 화합물, 피라졸린 화합물, 옥사졸 화합물, 티아졸 화합물, 트리알릴메탄 화합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 1b에 도시한 바와 같이 보호층이 표면층인 경우, 전하 수송층에 사용되는 결착 수지의 예로는, 폴리(비닐 부티랄) 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 페녹시 수지, 폴리(비닐 아세테이트) 수지, 아크릴 수지, 폴리아크릴아미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리비닐피리딘, 셀룰로오스 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아가로오스 수지, 카제인, 폴리(비닐 알코올) 수지, 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 1b에 도시한 바와 같이 보호층이 표면층인 경우, 전하 수송성 물질은 전하 수송층의 전체 질량의 30질량％ 이상 70질량％ 이하를 구성할 수 있다.
도 1b에 도시한 바와 같이 보호층이 표면층인 경우, 전하 수송층용 코팅액에 사용되는 용매로는, 에테르계 용매, 알코올계 용매, 케톤계 용매 및 방향족 탄화수소 용매 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 전하 수송층의 두께는 5㎛ 이상 40㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따라서, 전하 수송층 상에는 보호층을 형성할 수 있다. 보호층은 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 함유하는 보호층용 코팅액을 사용하여 코트를 형성하고, 상기 코트에 함유되는 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 중합(연쇄-중합)시킴으로써 형성할 수 있다.
보호층이, 전하 수송 기능을 갖지 않고 메타크릴로일옥시기를 갖는 화합물을 함유하는 경우, 화학식 (1)로 표시되는 화합물은 보호층용 코팅액의 전체 고형분에 대하여, 50질량％ 이상 100질량％ 미만을 구성할 수 있다.
보호층의 두께는 2㎛ 이상 20㎛ 이하일 수 있다.
이들 코팅액은 침지 코팅법(딥핑법), 스프레이 코팅법, 스피너 코팅법, 비드 코팅법, 블레이드 코팅법, 빔 코팅법 등에 의해 도포할 수 있다.
표면층을 형성할 때에 중합 반응은 이하에서 설명한다. 연쇄 중합성 관능기(메타크릴로일옥시기)을 갖는 화합물은 열, 광(자외선 등), 또는 방사선(전자선 등)을 사용하여 중합할 수 있다. 이 화합물은 전자선 등의 방사선을 사용하여 중합할 수 있다.
전자선을 사용하는 중합에 의해 매우 고 밀도의 3차원 네트워크 구조가 얻어지고, 우수한 전위 안정성을 달성할 수 있다. 전자선을 사용하는 중합은, 단시간에 효율적인 중합이기 때문에 생산성이 높다. 전자선의 가속기는, 스캐닝형, 일렉트로 커튼형, 브로드빔형, 펄스형 또는 라미나형 중 하나일 수 있다.
전자선 조사의 조건은 이하와 같다. 전자선의 가속 전압이 120kV 이하이면, 중합 효율을 유지하면서 동시에 전자선에 의한 재료 특성의 현저한 열화가 발생하지 않는다. 전자 사진 감광체의 표면에서의 전자선 흡수선량은 5kGy 이상 50kGy 이하가 바람직하고, 1kGy 이상 10kGy 이하가 보다 바람직하다.
연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물의 전자선 중합에 있어 산소에 의한 중합 저해를 억제하기 위해서, 불활성 가스 분위기에서 전자선을 조사한 후, 불활성 가스 분위기에서 가열할 수 있다. 불활성 가스의 예로는, 질소, 아르곤, 헬륨 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자 사진 감광체를 포함한 프로세스 카트리지를 포함하는 전자 사진 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2에서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 드럼 형상의 전자 사진 감광체(1)는 축(2)을 중심으로 화살표 방향으로 소정의 주위 속도(프로세스 속도)로 회전 구동된다. 회전 동안, 전자 사진 감광체(1)의 표면은 대전 수단(1차 대전 수단)(3)에 의해 정 또는 부의 소정 전위로 균일하게 대전된다. 계속해서, 전자 사진 감광체(1)는 슬릿 노광 수단 또는 레이저 빔 주사 노광 수단 등의 노광 수단(도시하지 않음)으로부터 출력되는, 원하는 화상 정보의 시계열 전기 디지털 화상 신호에 대응하여 강도-변조된 노광 광(4)으로 조사된다. 이렇게 해서, 전자 사진 감광체(1)의 표면에는, 원하는 화상 정보에 대응한 정전 잠상이 순차 형성된다.
계속해서, 정전 잠상은 현상 수단(5) 내의 토너에 의해 정규 또는 반전 현상되어 토너상으로서 시각화된다. 전자 사진 감광체(1)의 토너상은 전사 수단(6)에 의해 전사재(7)에 순차 전사된다. 급지부(도시하지 않음)로부터 전자 사진 감광체(1)의 회전과 동기하여 취출된 전사재(7)는, 전자 사진 감광체(1)와 전사 수단(6) 사이에 급송된다. 전사 수단(6)에는, 바이어스 전원(도시하지 않음)에 의해 토너의 전하와는 역극성의 바이어스 전압이 인가된다. 전사 수단은 1차 전사 부재, 중간 전사체 및 2차 전사 부재를 포함하는 중간 전사 수단일 수 있다.
계속해서, 전사재(7)는 전자 사진 감광체의 표면으로부터 분리되고, 정착 수단(8)으로 반송된다. 토너상이 정착된 후, 전사재(7)는 화상 형성물(프린트 또는 카피 등)로서 전자 사진 장치 밖으로 출력된다.
토너상 전사 후의 전자 사진 감광체(1)의 표면 상에 잔류 토너 등의 부착물은 클리닝 수단(9)에 의해 제거된다. 잔류 토너를 현상 수단(5)에 회수할 수 있다. 필요에 따라, 전자 사진 감광체(1)는 전-노광 수단(도시하지 않음)으로부터의 전-노광 광(10)에 의해 제전 처리된 후, 화상 형성에 반복 사용된다. 대전 수단(3)이 대전 롤러 등의 접촉 대전 수단인 경우, 전-노광은 반드시 필요하지는 않다.
전자 사진 감광체(1), 대전 수단(3), 현상 수단(5), 전사 수단(6) 및 클리닝 수단(9)으로부터 선택되는 복수의 구성요소를 용기에 수납하여 프로세스 카트리지를 제공할 수 있다. 프로세스 카트리지는 복사기나 레이저 빔 프린터 등의 전자 사진 장치의 본체에 착탈가능하다. 예를 들어, 대전 수단(3), 현상 수단(5), 전사 수단(6) 및 클리닝 수단(9)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수단을 전자 사진 감광체(1)와 함께 일체로 지지하여, 레일 등의 안내 수단(12)을 사용하여 전자 사진 장치의 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지(11)를 제공할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 실시예 중의 용어 "부"는 "질량부"를 의미한다.
[실시예 1]
직경 30mm, 길이 357.5mm 및 두께 1mm의 알루미늄 실린더를 지지체(도전성 지지체)로 사용하였다.
10％의 산화안티몬을 함유하는 산화주석으로 피복된 산화티타늄 입자(상품명: ECT-62, 티탄 고교, 리미티드(Titan Kogyo, Ltd.)제) 50부, 레졸형 페놀 수지(상품명: 페놀라이트(Phenolite) J-325, 다이닛본 잉크 앤드 케미컬즈, 인코포레이티드(Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)제, 고형분 70질량％) 25부, 메틸셀로솔브 20부, 메탄올 5부 및 실리콘 오일(폴리디메틸실록산-폴리옥시알킬렌 공중합체, 평균 분자량 3000) 0.002부를, 직경 0.8mm의 글래스 비즈를 사용한 샌드 밀로 2시간 분산하여, 도전층용 코팅액을 제조하였다.
도전층용 코팅액을 지지체에 침지 코팅에 의해 도포하고, 140℃에서 30분간 건조시킴으로써 두께가 15㎛인 도전층을 형성하였다.
나일론 6-66-610-12 4원공중합체 수지(상품명: CM8000, 도레이 인더스트리즈, 인코포레이티드(Toray Industries, Inc.)제) 2.5부 및 N-메톡시메틸화 6 나일론 수지(상품명: 토레진(Toresin) EF-30T, 나가세 켐텍스 코포레이션(Nagase ChemteX Corp.)제) 7.5부를 메탄올 100부 및 부탄올 90부의 혼합 용매에 용해시켜, 언더코팅층용 코팅액을 제조하였다.
언더코팅층용 코팅액을 도전층에 침지 코팅에 의해 도포하고, 100℃에서 10분간 건조시킴으로써 두께가 0.7㎛인 언더코팅층을 형성하였다.
히드록시 갈륨 프탈로시아닌 결정(전하 발생 물질) 11부를 준비하였다. 이 결정은 CuKα 특성 X-선 회절에서 브래그각 (2θ±0.2°)의 7.4° 및 28.2°에서 강한 피크를 가졌다. 폴리(비닐 부티랄) 수지(상품명: S-LecBX-1, 세끼스이 케미컬 컴퍼니, 리미티드(Sekisui Chemical Co., Ltd.)제) 5부 및 시클로헥사논 130부의 혼합물을, 직경 1mm의 글래스 비즈 500부를 사용하여, 18℃의 냉각수에서 냉각하면서 1800rpm으로 2시간 분산하였다. 분산 후, 혼합물을 에틸 아세테이트 300부 및 시클로헥사논 160부로 희석하여, 전하 발생층용 코팅액을 제조하였다.
전하 발생층용 코팅액 중의 히드록시 갈륨 프탈로시아닌 결정의 평균 입경( 메디안)을, 액상 침강법을 기본 원리로 하는 호리바, 리미티드(Horiba, Ltd.)제의 원심식 입도 측정 장치(상품명: CAPA700)를 사용하여 측정한 바, 0.18㎛이었다.
전하 발생층용 코팅액을 언더코팅층에 침지 코팅에 의해 도포하고, 110℃에서 10분간 건조시킴으로써 두께가 0.17㎛인 전하 발생층을 형성하였다.
하기 화학식 (2)로 표시되는 화합물(전하 수송성 물질) 5부, 하기 화학식 (3)으로 표시되는 화합물(전하 수송성 물질) 5부 및 폴리카르보네이트 수지(상품명: 유피론(Iupilon) Z400, 미쯔비시 가스 케미컬 컴퍼니, 인코포레이티드(Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.)제) 10부를, 모노클로로벤젠 70부 및 디메톡시메탄 30부의 혼합 용매에 용해시켜, 전하 수송층용 코팅액을 제조하였다.
전하 수송층용 코팅액을 전하 발생층에 침지 코팅에 의해 도포하고, 100℃에서 30분간 건조시킴으로써 두께가 18㎛인 전하 수송층을 형성하였다.
Figure 112012040813711-pat00008
화학식 (1)로 표시되는 화합물인 예시 화합물(1-3) 100부를, n-프로판올 100부에 용해시켰다. 이 용액에 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄(상품명: 제오로라(Zeorora) H, 제온 코포레이션(Zeon Corp.)제) 100부를 첨가하여, 보호층용 코팅액을 제조하였다.
보호층용 코팅액을 전하 수송층에 침지 코팅에 의해 도포하고, 얻어진 코트를 50℃에서 5분간 가열 처리하였다. 그 후, 질소 분위기 하에서, 가속 전압 70kV 및 흡수선량 50000Gy로 1.6초 동안 전자선을 코트에 조사하였다. 그 후, 질소 분위기 하에서, 코트를 130℃에서 30초간 가열 처리하였다. 전자선의 조사로부터 30초간의 가열 처리 공정은 산소 농도 19ppm에서 행하였다. 그 후, 코트를 대기 하에 110℃에서 20분간 가열 처리함으로써, 두께가 5㎛인 보호층을 형성하였다.
이와 같이 하여, 전자 사진 감광체를 제조하였다. 전자 사진 감광체는 지지체, 도전층, 언더코팅층, 전하 발생층, 전하 수송층 및 보호층을 포함하였다. 보호층이 표면층이었다.
[실시예 2 및 3]
화학식 (1)로 표시되는 화합물 대신에 표 1에 나타내는 예시 화합물을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 4 내지 6]
p-메톡시페놀(도꾜 케미컬 인더스트리 컴퍼니, 리미티드(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)제)을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 2와 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다. 실시예 4에서는 p-메톡시페놀 0.15부를 사용하였다. 실시예 5에서는 p-메톡시페놀 0.009부를 사용하였다. 실시예 6에서는 p-메톡시페놀 0.005부를 사용하였다.
[실시예 7 및 8]
화학식 (1)로 표시되는 화합물 대신에 표 1에 나타내는 예시 화합물을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 6과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 9]
p-메톡시페놀 0.0005부를 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 10]
p-메톡시페놀 대신에 p-벤조퀴논을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 11]
p-메톡시페놀 대신에 2,5-비스(tert-부틸)-1,4-벤젠디올을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 8과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 12]
예시 화합물 (1-2) 100부 대신에 예시 화합물 (1-2) 80부 및 하기 화학식 (A-1)로 표시되는 화합물 20부를 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 6과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
Figure 112012040813711-pat00009
[실시예 13]
화학식 (A-1)로 표시되는 화합물 대신에 하기 화학식 (B-1)로 표시되는 화합물을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 12와 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
Figure 112012040813711-pat00010
[실시예 14]
화학식 (A-1)로 표시되는 화합물 대신에 하기 화학식 (C-1)로 표시되는 화합물을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 12와 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
Figure 112012040813711-pat00011
[실시예 15 내지 17]
화학식 (1)로 표시되는 화합물 대신에 표 1에 나타내는 예시 화합물을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[비교예]
이하의 화합물 (R-1) 내지 (R-6)이 화학식 (1)로 표시되는 화합물에 대한 비교 화합물이다.
Figure 112012040813711-pat00012
[비교예 1 내지 6]
화학식 (1)로 표시되는 화합물 대신에 표 1에 나타내는 예시 화합물을 사용하여 보호층용 코팅액을 제조한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자 사진 감광체를 제조하였다.
(전자 사진 감광체의 평가)
실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 6의 전자 사진 감광체의 평가 방법은 이하와 같다.
전위 변동(명부 전위 변동)을 이하와 같이 평가하였다. 전자 사진 복사기 GP-405(캐논 가부시키가이샤(CANON KABUSHIKI KAISHA)제)을 코로나 대전기가 외부 전원에 접속될 수 있도록 개조한 후에 사용하였다. 또한, GP-405의 드럼 카트리지에 코로나 대전기를 장착할 수 있도록 개조하였다. 코로나 대전기로서, 전자 사진 복사기 GP-55(캐논 가부시키가이샤제)용 대전기를 사용하였다. 드럼 카트리지에 전자 사진 감광체를 장착하고, 이것을 개조된 GP-405에 장착하였다. 이하와 같이 명부 전위의 변동량을 평가하였다. 전자 사진 감광체용 히터(드럼 히터(카세트 히터))는 평가 중에 OFF 위치로 하였다.
전자 사진 감광체의 표면 전위는, 전자 사진 복사기의 본체로부터 현상 유닛을 제거하고, 현상 위치에 전위 측정용 프로브(모델 6000B-8, 트랙 재팬(Trek Japan)제)를 고정하여 측정하였다. 전사 유닛은 전자 사진 감광체와 접촉하지 않고, 표면 전위 측정 동안에 종이는 급지하지 않았다.
대전기를 외부 전원에 접속하였다. 전원으로서는 고압 전원 컨트롤러(모델 610C, 트랙 재팬제)를 사용하여, 방전 전류량을 500μA으로 조정하였다. 전자 사진 감광체의 초기 암부 전위(Vd)가 약 -650 (V), 초기 명부 전위(Vl)가 약 -200 (V)가 되도록, 정전류 제어 스코로트론 그리드 인가 전압 및 노광 조건을 조정하였다.
전자 사진 감광체를 복사기에 장착하였다. 온도 30℃ 및 습도 80％ RH에서 화상 비율 5％의 화상을 A4-세로 크기지에 1000장 출력하였다. A4-세로 크기지 500장 출력 시에 및 1000장 출력 시에 명부 전위(Vl)를 측정하고, 초기 명부 전위에 대한 전위 변동 ΔVl을 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
흑색 점은 이하와 같이 평가하였다. 전자 사진 감광체를 복사기에 장착하였다. 온도 15℃ 및 습도 10％ RH 하에서 화상 비율 5％의 화상을 A4-세로 크기지에 100,000장 출력하였다. A4-세로 크기지 50,000장 출력 시에 및 100,000장 출력 시에, 솔리드 백색 화상, 솔리드 흑색 화상 및 하프톤 화상을 점 평가를 위해 출력하였다.
출력된 화상은 이하의 기준에 따라서 등급을 매겼다. 레벨 A 내지 D가 본 발명의 효과를 가지며, 레벨 A 내지 C는 고 화질을 충족시킨다. 레벨 E는 본 발명의 효과가 얻어지지 않는 것이다. 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
흑색 점의 등급
레벨 A: 점이 없음
레벨 B: 전자 사진 감광체 1회 회전분 당 직경 0.3mm 이하의 점이 1개 또는 2개 존재하는 정도
레벨 C: 전자 사진 감광체 1회 회전분 당 직경 0.3mm 이하의 점이 3개 또는 4개 존재하는 정도
레벨 D: 전자 사진 감광체 1회 회전분 당 직경 0.3mm 이하의 점이 5개 또는 6개 존재하는 정도
레벨 E: 전자 사진 감광체 1회 회전분 당 직경 0.3mm 이하의 점이 7개 이상 존재
Figure 112012040813711-pat00013
본 발명은 예시적인 실시형태를 참조로 하여 기재되었지만, 발명은 개시된 예시된 실시형태에 한정되지 않는 것으로 이해해야 한다. 하기 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변형 및 등가 구조 및 기능을 포함하도록 최대한 넓게 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 지지체, 및
    상기 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자 사진 감광체이며,
    상기 전자 사진 감광체는, 하나 이상의 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물을 중합시켜 얻을 수 있는 중합체를 포함하는 표면층을 포함하고,
    상기 하나 이상의 연쇄 중합성 관능기를 갖는 화합물은, 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물인, 전자 사진 감광체.
    Figure 112013045046535-pat00014

    (화학식 (1) 중,
    Ar1 내지 Ar3은, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 페닐렌기를 나타내고,
    M1 내지 M3은, 각각 독립적으로 화학식 (2M)으로 표시되는 기, 화학식 (3M)으로 표시되는 기 또는 화학식 (4M)으로 표시되는 기를 나타내고,
    M1 내지 M3 중 하나 이상은 화학식 (3M)으로 표시되는 기이며,
    치환 페닐렌기의 치환기는, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 또는 할로겐 원자임)
  2. 제1항에 있어서, 화학식 (1) 중, M1 내지 M3 중 하나 이상은 화학식 (2M)으로 표시되는 기인, 전자 사진 감광체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중합체는
    화학식 (1)로 표시되는 화합물 및
    하기 화학식 (A)로 표시되는 화합물
    을 포함하는 조성물을 중합시켜 얻을 수 있는 것인, 전자 사진 감광체.
    Figure 112013045046535-pat00015

    (화학식 (A) 중,
    R11 내지 R16은, 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 트리플루오로메틸기, 히드록시기, 메톡시기, 에톡시기, 아미노기, 디메틸아미노기, 트리메틸실릴기, 불소 원자, 염소 원자 또는 브롬 원자를 나타내고,
    X11 내지 X20은, 각각 독립적으로 단결합 또는 알킬렌기를 나타내고,
    P1 내지 P10은, 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 트리플루오로메틸기, 히드록시기, 메톡시기, 에톡시기, 아미노기, 디메틸아미노기, 트리메틸실릴기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 메타크릴로일옥시기를 나타내고,
    P1 내지 P10 중 하나 이상은 메타크릴로일옥시기이며,
    단, X11이 단결합인 경우에, P1 및 R11이 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있고, X12가 단결합인 경우에, P2 및 R12가 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있고, X13이 단결합인 경우에, P3 및 R13이 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있고, X14가 단결합인 경우에, P4 및 R14가 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있고, X15가 단결합인 경우에, P5 및 R15가 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있고, X16이 단결합인 경우에, P6 및 R16이 결합하여 옥소기(=O)를 형성할 수 있으며,
    P1이 메타크릴로일옥시기인 경우, R11은 수소 원자이고, P2가 메타크릴로일옥시기인 경우, R12는 수소 원자이고, P3이 메타크릴로일옥시기인 경우, R13은 수소 원자이고, P4가 메타크릴로일옥시기인 경우, R14는 수소 원자이며, P5가 메타크릴로일옥시기인 경우, R15는 수소 원자이며, P6이 메타크릴로일옥시기인 경우, R16은 수소 원자임)
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중합체는
    화학식 (1)로 표시되는 화합물 및
    하기 화학식 (B)로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 (C)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물
    을 포함하는 조성물을 중합시켜 얻을 수 있는 것인, 전자 사진 감광체.
    Figure 112013045046535-pat00016

    (화학식 (B) 및 (C) 중,
    R1 내지 R5는, 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 메톡시메틸기, 트리플루오로메틸기, 트리클로로메틸기, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 메톡시메톡시기, 트리플루오로메톡시기, 트리클로로메톡시기, 디메틸아미노기, 또는 불소 원자를 나타내고,
    X21 내지 X24 및 X41 내지 X46은, 각각 독립적으로 알킬렌기를 나타내고,
    P11 내지 P14 및 P31 내지 P36은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메타크릴로일옥시기를 나타내고,
    P11 내지 P14 중 하나 이상은 메타크릴로일옥시기이고,
    P31 내지 P36 중 하나 이상은 메타크릴로일옥시기이고,
    a, b, g 및 h는, 각각 독립적으로 0 내지 5로부터 선택되는 정수를 나타내고,
    i는 0 내지 4로부터 선택되는 정수를 나타내며,
    c, d, j 및 k는, 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타냄)
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표면층은, 하기 화학식 (D)로 표시되는 화합물, 하기 화학식 (E)로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 (F)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 더 포함하는, 전자 사진 감광체.
    Figure 112013045046535-pat00017

    (화학식 (D), (E) 및 (F) 중,
    R31 내지 R34, R41 내지 R46 및 R51 내지 R58은, 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고,
    Ar32, Ar42 및 Ar43, 및 Ar52 내지 Ar54는, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 아릴렌기를 나타내고,
    Ar31, Ar33, Ar41, Ar44, Ar51 및 Ar55는, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환의 아릴기 또는 축합 환을 나타내며,
    상기 치환 아릴렌기의 치환기는, 알킬기, 알콕시-치환 알킬기, 할로겐-치환 알킬기, 알콕시기, 알콕시-치환 알콕시기, 할로겐-치환 알콕시기 또는 할로겐 원자이고,
    상기 치환 아릴기의 치환기는, 카르복실기, 시아노기, 디알킬아미노기, 히드록시기, 알킬기, 알콕시-치환 알킬기, 할로겐-치환 알킬기, 알콕시기, 알콕시-치환 알콕시기, 할로겐-치환 알콕시기, 니트로기, 할로겐 원자임)
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표면층이
    하기 화학식 (G)로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 (H)로 표시되는 화합물 중 어느 하나 또는 양쪽 모두로 이루어지는 퀴논 유도체를 더 포함하며,
    상기 표면층에서 상기 퀴논 유도체의 함량이 상기 중합체의 전체 질량에 대하여 5ppm 이상 1500ppm 이하인, 전자 사진 감광체.
    Figure 112013045046535-pat00018

    (화학식 (G) 및 (H) 중,
    R71 내지 R74, R76, R77, R79 및 R80은, 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 치환 또는 비치환의 알킬기, 치환 또는 비치환의 아릴기 또는 치환 또는 비치환의 알콕시기를 나타내고,
    R71 및 R74 중 하나 이상은 수소 원자, 메틸기 또는 히드록시기이고,
    R72 및 R73 중 하나 이상은 수소 원자, 메틸기 또는 히드록시기이고,
    R76 및 R80 중 하나 이상은 수소 원자, 메틸기 또는 히드록시기이고,
    R77 및 R79 중 하나 이상은 수소 원자, 메틸기 또는 히드록시기이며,
    R75 및 R78은, 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환의 알킬기 또는 치환 또는 비치환의 아릴기를 나타내고,
    R75 및 R78 중 하나 이상은 수소 원자임)
  7. 제6항에 있어서, 화학식 (H)로 표시되는 화합물이 4-메톡시페놀인, 전자 사진 감광체.
  8. 제1항 또는 제2항에 따른 전자 사진 감광체의 제조 방법이며,
    화학식 (1)로 표시되는 화합물을 포함하는 표면층용 코팅액을 사용하여 표면층용 코트를 형성하는 공정, 및
    상기 코트 중의 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 중합시킴으로써 표면층을 형성하는 공정을 포함하는, 전자 사진 감광체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 코트에 전자선을 조사함으로써, 화학식 (1)로 표시되는 화합물을 중합시키는, 전자 사진 감광체의 제조 방법.
  10. 전자 사진 장치의 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지이며,
    상기 프로세스 카트리지는
    제1항 또는 제2항에 따른 전자 사진 감광체, 및
    대전 디바이스, 현상 디바이스, 전사 디바이스, 및 클리닝 디바이스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 디바이스를 일체로 지지하는, 프로세스 카트리지.
  11. 제1항 또는 제2항에 따른 전자 사진 감광체,
    대전 디바이스,
    노광 디바이스,
    현상 디바이스, 및
    전사 디바이스를 포함하는, 전자 사진 장치.
KR1020120054124A 2011-11-30 2012-05-22 전자 사진 감광체, 전자 사진 감광체의 제조 방법, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치 KR101453153B1 (ko)

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JP2011262123 2011-11-30
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