KR101486184B1 - 전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지, 전자사진 장치 및 전자 사진 감광 부재의 제조 방법 - Google Patents

전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지, 전자사진 장치 및 전자 사진 감광 부재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전자사진 감광 부재의 표면층인 전하 수송층은 성분 β(소정의 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지)와 전하 수송 물질을 갖는 매트릭스, 및 성분 α(소정의 실록산 모이어티를 갖는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지)를 함유하는 도메인을 갖는 매트릭스-도메인 구조를 갖는다.

Description

전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지, 전자사진 장치 및 전자 사진 감광 부재의 제조 방법{ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER, PROCESS CARTRIDGE, ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER}
본 발명은 전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지, 전자사진 장치 및 전자사진 감광 부재의 제조 방법에 관한 것이다.
전자사진 장치에 장착되는 전자사진 감광 부재로서, 유기 광도전성 물질(전하 발생 물질)을 함유하는 유기 전자사진 감광 부재(이하에서는 "전자사진 감광 부재"로 언급함)가 알려져 있다. 전자사진 공정에서, 다양한 부재, 예컨대 현상제, 대전 부재, 클리닝 블레이드, 종이, 및 전사 부재(이하에서는 "접촉 부재"로 언급함)가 전자사진 감광 부재의 표면과 접촉한다. 이로써, 전자사진 감광 부재에서는, 이러한 접촉 부재 등과의 접촉 스트레스에 의해 유발되는 화상 열화의 발생을 감소시킬 필요가 있다. 특히, 최근에 전자사진 감광 부재의 내구성이 개선됨에 따라서 접촉 스트레스에 의해 유발되는 화상의 열화를 감소시키는 효과가 지속될 필요가 있다.
접촉 스트레스의 지속적인 감소(완화)와 관련하여, 특허문헌 1은 분자 사슬에 통합된 실록산 구조를 갖는 실록산 수지를 사용해서 표면층에 매트릭스-도메인(matrix-domain) 구조를 형성하는 방법을 제안하고 있다. 상기 방법은 통합된 특이적인 실록산 구조를 갖는 폴리에스테르 수지를 사용해서 지속적인 접촉 스트레스 감소뿐만 아니라 전자사진 감광 부재의 반복된 사용중 전위 안정성(변동의 억제)도 달성할 수 있음을 시사하고 있다.
한편, 분자 사슬에 실록산 구조를 갖는 실록산 변형된 수지를 전자사진 감광 부재의 표면층에 첨가하는 방법이 제안된 바 있다. 특허문헌 2 및 특허문헌 3은 통합된 특이적인 실록산 구조를 갖는 폴리카보네이트 수지를 함유하는 전자사진 감광 부재를 제안하고 있다. 상기 특허 문헌은 사용의 초기 단계에서 감광 부재의 표면의 이형 특성 및 윤활성에 기인한 용제 내균열성 개선과 같은 효과를 보고하고 있다.
국제 출원 번호 WO 2010/008095 일본 특허 출원 공개 번호 제 H06-075415호 일본 특허 출원 공개 제 2007-199688호
특허문헌 1에 개시된 전자사진 감광 부재는 지속적인 접촉 스트레스 감소 뿐만 아니라 반복 사용중 전위 안정성도 갖는다. 그러나, 본 발명자들이 더욱 연구를 수행한 결과, 본 발명자들은 일층 개선이 필요하다는 것을 발견하였다. 더욱 구체적으로, 특허문헌 1의 발견에 근거하여, 본 발명자들은 통합된 특이적인 실록산 구조를 갖는 폴리카보네이트 수지를 동일한 효과를 달성하고자 하는 시도로 사용하였지만; 폴리카보네이트 수지를 사용할 경우 표면층에서 효율적인 매트릭스-도메인 구조를 형성하기가 곤란하였다. 또한, 지속적인 접촉 스트레스 감소 및 전자사진 감광 부재의 반복 사용중 전위 안정성을 둘다 개선할 필요가 있다.
특허문헌 2는 주쇄에 통합된 특이적인 실록산 구조를 갖는 폴리카보네이트 수지와 실록산 구조가 없는 특이적인 구조를 갖는 공중합 폴리카보네이트 수지의 혼합물로 형성된 표면층을 갖는 전자사진 감광 부재를 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 2는 전자사진 감광 부재가 용제에 대한 내균열성 및 토너에 대한 내접착성면에서 개선됨을 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 2에 개시된 전자사진 감광 부재는 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과가 불충분하다.
또한, 특허문헌 3은 주쇄와 말단에 통합된 특이적인 실록산 구조를 갖는 폴리카보네이트 수지와 실록산 구조를 갖지 않는 폴리카보네이트 수지의 혼합물로 형성된 표면층을 갖는 전자사진 감광 부재를 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 3은 초기 사용중 윤활성이 개선됨을 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 3에 의한 전자사진 감광 부재는 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과가 불충분하다. 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과가 낮은 이유는 통합된 실록산 구조를 갖는 특허문헌 3에 의한 수지가 높은 표면 이동성을 갖기 때문인 것으로 추정된다.
본 발명의 목적은 접촉 부재 등과의 접촉 스트레스의 지속적인 감소뿐만 아니라 반복 사용중 전위 안정성을 확보함에 있어서 탁월한 전자사진 감광 부재를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 전자사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 전자사진 감광 부재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적들이 이하에 설명하는 본 발명에 의해서 달성된다.
본 발명은, 지지체, 상기 지지체상에 제공되고 전하 발생 물질을 포함하는 전하 발생층, 및 상기 전하 발생층상에 제공되고 전자사진 감광 부재의 표면층으로 작용하는 전하 수송층을 포함하는 전자사진 감광 부재에 관한 것이며, 여기서 상기 전하 수송층은 성분 α를 포함하는 도메인, 및 성분 β와 전하 수송 물질을 포함하는 매트릭스를 갖는 매트릭스-도메인 구조를 갖고; 상기 성분 α는 하기 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위, 하기 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위 및 하기 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지 A이고; 상기 폴리카보네이트 수지 A중의 실록산 모이어티(moiety)의 함량은 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 5 질량% 이상 40 질량% 이하이며; 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 10 질량% 이상 30 질량% 이하이고; 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 25 질량% 이상 85 질량% 미만이며; 성분 β는 하기 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지 D이다.
[화학식 A]
Figure 112013100026366-pct00001
화학식 A에서, "n"은 괄호안의 구조의 반복 수를 나타내고; 폴리카보네이트 수지 A에서 "n"의 평균은 20 내지 60 범위이다.
[화학식 B]
Figure 112013100026366-pct00002
화학식 B에서, Y는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
[화학식 C]
Figure 112013100026366-pct00003
[화학식 D]
Figure 112013100026366-pct00004
또한, 본 발명은 전자사진 장치의 본체에 탈착 가능하게 부착되는 프로세스 카트리지에 관한 것이며, 여기서 상기 프로세스 카트리지는 상기 전자사진 감광 부재, 및 대전 디바이스, 현상 디바이스, 전사 디바이스 및 클리닝 디바이스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 디바이스를 일체로 지지한다.
이외에도, 본 발명은 상기 전자사진 감광 부재, 대전 디바이스, 노광 디바이스, 현상 디바이스 및 전사 디바이스를 포함하는 전자사진 장치에 관한 것이다.
나아가, 본 발명은 전자 사진 감광 부재를 제조하는 방법에 관한 것이며, 본 발명의 방법은 전하 발생층상에 전하 수송층 도포액을 도포함으로써 전하 수송층을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 전하 수송층 도포액은 상기 성분 α와 β 및 전하 수송 물질을 포함한다.
본 발명에 의하면, 접촉 부재와의 접촉 스트레스의 지속적인 감소(완화) 뿐만 아니라 반복 사용중 전위 안정성도 확보함에 있어서 탁월한 전자사진 감광 부재가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 전자사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치가 제공될 수 있다. 나아가, 본 발명에 의하면, 전자사진 감광 부재의 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들은 이하에서 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시양태들을 설명함으로써 명확히 파악할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 전자사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자사진 장치의 구조를 도시한 개요도이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 전자사진 감광 부재는 지지체, 상기 지지체상에 제공된 전하 발생층, 및 상기 전하 발생층상에 제공되고 전자사진 감광 부재의 표면층으로서 작용하는 전하 수송층을 포함한다. 상기 전자사진 감광 부재에서, 상기 전하 수송층은 성분(요소) β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스 및 성분(요소) α를 함유하는 도메인을 갖는 매트릭스-도메인 구조를 갖는다.
본 발명의 매트릭스-도메인 구조는 "바다-섬(sea-island) 구조"와 유사하다. 더욱 구체적으로, 매트릭스는 바다에 상응하는 반면, 도메인(들)은 섬(들)에 상응한다. 성분 α를 함유하는 도메인은 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스에 형성된 과립상(섬) 구조를 갖는다. 성분 α를 함유하는 도메인(들)은 매트릭스에 독립적으로(불연속적으로) 존재한다. 이와 같은 매트릭스-도메인 구조는 전하 수송층의 표면 또는 단면을 관찰함으로써 확인할 수 있다.
예컨대 시판되는 레이저 현미경, 광학 현미경, 전자 현미경, 또는 원자력 현미경을 사용해서 매트릭스-도메인 구조의 상태를 관찰하거나 도메인 크기를 측정할 수 있다. 전술한 바와 같은 현미경을 사용해서, 소정의 배율하에 매트릭스-도메인 구조의 상태를 관찰하거나 도메인의 크기를 측정할 수 있다.
본 발명에서 성분 α를 함유하는 도메인의 수 평균 입자 크기는 바람직하게는 50 nm 이상 1,000 nm 이하이다. 또한, 접촉 스트레스에 대한 이완 효과 지속성의 관점에서 도메인의 입자 크기 분포는 좁을수록 더욱 바람직하다. 본 발명에서 수 평균 입자 크기는 다음과 같이 구한다. 본 발명의 전하 수송층의 수직 횡단면에서 현미경 관찰하에 관찰된 도메인들중 100개의 도메인을 임의로 선택한다. 이와 같이 선택된 도메인들의 최대 직경을 측정하고 평균하여 도메인의 수 평균 입자 크기를 계산한다. 전하 수송층의 단면의 현미경 관찰하에 깊이 방향에서 화상 정보를 얻을 수 있음을 유의해야 한다. 이런 식으로, 전하 수송층의 입체 화상을 얻을 수 있다.
본 발명의 전자사진 감광 부재에서, 전하 수송층의 매트릭스-도메인 구조는 성분 α와 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층 도포액을 사용함으로써 형성할 수 있다. 더욱 구체적으로, 전하 수송층 도포액을 전하 발생층상에 도포하고 건조시켜서 본 발명의 전자사진 감광 부재를 제조한다.
본 발명의 매트릭스-도메인 구조는 성분 α를 함유하는 도메인이 성분 β와 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스에 형성되는 구조이다. 성분 α를 함유하는 도메인이 전하 수송층의 표면에뿐만 아니라 전하 수송층 내부에도 형성된다. 이러한 구조에 기인하여, 접촉 스트레스 감소 효과가 지속적으로 나타나는 것으로 생각된다. 구체적으로 설명하면, 접촉 스트레스 감소 효과를 갖는 실록산 수지 성분이, 종이 및 클리닝 블레이드와 같은 부재의 마찰 및 마모에 의해 상기 성분이 감소될 경우에도, 전하 수송층에서 도메인으로부터 공급될 수 있는 것으로 생각된다.
본 발명자들은 본 발명의 전자사진 감광 부재가 접촉 스트레스의 지속적인 감소 및 반복 사용중의 전위 안정성 면에서 탁월한 이유가 다음과 같다고 생각한다.
본 발명의 매트릭스-도메인 구조를 갖는 전하 수송층을 갖는 전자사진 감광 부재에서, 반복 사용중의 전위 변동을 억제하기 위해서, 형성된 매트릭스-도메인 구조의 도메인에서 전하 수송 물질의 함량을 가능한 한 많이 감소시키는 것이 중요하다.
또한, 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위 및 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 폴리카보네이트 수지 A의 구조에 소정량으로 첨가함으로써 매트릭스에 도메인이 형성될 가능성이 있다. 그 이유는 폴리카보네이트 수지 A가 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위를 갖기 때문이다. 더욱 구체적으로 설명하면, 화학식 B의 중심 골격, 즉, 에테르 구조 또는 티오에테르는 쉽게 접힌다. 이러한 이유때문에, 폴리카보네이트 수지 A가 공간에서 비교적 자유롭게 배열될 수 있다. 이러한 이유 때문에, 폴리카보네이트 수지 A가 쉽게 도메인을 형성한다. 폴리카보네이트 수지 A에서, 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 10 질량% 이상 30 질량% 이하인 반면에; 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 25 질량% 이상 85 질량% 미만이다. 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 10 질량% 미만일 경우, 폴리카보네이트 수지 A가 공간에 퍼질 가능성이 있어서, 전하 수송층 도포액의 분리를 용이하게 한다. 따라서, 폴리카보네이트 수지 D로부터의 분리가 극도로 용이해진다. 그 결과, 본 발명의 매트릭스-도메인 구조의 도메인이 형성되지 못한다. 전하 수송층을 통한 투광이 감소되고; 전하 수송 물질이 응집하고 전하 수송층의 표면상에 침전된다. 그 결과, 반복 사용중 전위 안정성이 저하된다. 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 30 질량%를 초과할 경우, 도메인의 형성이 불안정해지고 도메인의 크기가 불균일해질 가능성이 있다. 그 결과, 반복 사용중 전위 안정성이 저하된다. 그 이유는 도메인이 갖는 전하 수송 물질의 양이 증가하기 때문인 것으로 생각된다.
(성분 α)
본 발명에서, 성분 α는 하기 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위, 하기 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위 및 하기 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지 A이다. 폴리카보네이트 수지 A에서, 실록산 모이어티의 함량은 폴리카보네이트 수지의 총 질량에 대하여 5 질량% 이상 40 질량% 이하이고, 하기 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 10 질량% 이상 30 질량% 이하이며, 하기 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 25 질량% 이상 85 질량% 미만이다.
[화학식 A]
Figure 112013100026366-pct00005
화학식 A에서, "n"은 괄호안의 구조의 반복 수를 나타내고; 폴리카보네이트 수지 A에서 "n"의 평균은 20 내지 60 범위이다.
[화학식 B]
Figure 112013100026366-pct00006
화학식 B에서, Y는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
[화학식 C]
Figure 112013100026366-pct00007
화학식 A에서, n 은 괄호안에 포함된 구조의 반복 수를 나타내고; 폴리카보네이트 수지 A에서 n의 평균은 20 내지 60 범위이며, 지속적인 스트레스 감소뿐만 아니라 반복 사용중 전위 변동 억제의 관점에서 30 내지 50인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 괄호안에 포함된 구조의 반복 수 n은 반복 수 n의 평균치의 ±10% 범위내인 것이 바람직한데, 그 이유는 본 발명의 효과를 안정하게 얻을 수 있기 때문이다.
하기 표 1은 상기 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위의 예들을 제시한 것이다.
Figure 112013100026366-pct00008
이들 중에서 예시 반복 구조 단위 (A-3)이 바람직하다.
또한, 폴리카보네이트 수지 A는 하기 화학식 E로 표시되는 실록산 구조를 말단 구조로서 가질 수 있다.
[화학식 E]
Figure 112013100026366-pct00009
화학식 E에서, m 은 괄호안에 포함된 구조의 반복 수를 나타내고, 폴리카보네이트 수지 A에서 m의 평균치는 20 내지 60, 또한 30 내지 50 범위이며; 화학식 A에서 괄호안에 포함된 구조의 반복 수 n의 평균이 화학식 E에서 괄호안에 포함된 구조의 반복 수 m 의 평균치와 같은 것이 지속적인 스트레스 감소뿐만 아니라 반복 사용중 전위 안정성을 확보하는 관점에서 더욱 바람직하다. 또한, 괄호안에 포함된 구조의 반복 수 m 은 반복 수 m의 평균치의 ±10% 범위인 것이 바람직한데, 그 이유는 본 발명의 효과를 안정하게 얻을 수 있기 때문이다.
하기 표 2는 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위를 실록산 구조로서, 그리고 화학식 E로 표시되는 반복 구조 단위를 말단 구조로서 갖는 폴리카보네이트 수지 A의 예를 제시한 것이다.
Figure 112013100026366-pct00010
화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 구체적인 예들을 이하에 제시하였다.
Figure 112013100026366-pct00011
이들 중에서, 화학식 (B-1)으로 표시되는 반복 구조 단위가 바람직하다.
또한, 폴리카보네이트 수지 A는 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위를 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 10 질량% 이상 30 질량% 이하의 양으로 함유한다. 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 10 질량% 이상일 경우에, 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스에 도메인이 효율적으로 형성된다. 또한, 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 30 질량% 이하일 경우에, 성분 α를 함유하는 도메인에서 전하 수송 물질이 응집하는 것이 억제되고, 그 결과 반복 사용중 전위 안정성을 충분히 얻을 수 있다.
이어서, 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 설명한다. 폴리카보네이트 수지 A는 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 25 질량% 이상 85 질량% 미만의 양으로 함유한다. 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 25 질량% 이상일 경우에, 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스에 도메인이 효율적으로 형성된다. 또한, 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 85 질량% 미만일 경우에, 성분 α를 함유하는 도메인에서 전하 수송 물질이 응집하는 것이 억제되고, 그 결과 반복 사용중 전위 안정성을 충분히 얻을 수 있다.
또한, 폴리카보네이트 수지 A는 실록산 모이어티를 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 5 질량% 이상 40 질량% 이하의 양으로 함유한다. 실록산 모이어티의 함량이 5 질량% 미만일 경우에는, 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과를 충분히 얻을 수 없고, 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스에 도메인이 효율적으로 형성될 수 없다. 또한, 실록산 모이어티의 함량이 40 질량% 초과일 경우에는, 전하 수송 물질이 성분 α를 함유하는 도메인에서 응집체를 형성하여, 그 결과 반복 사용중 전위 안정성을 충분히 얻을 수 없다.
본 발명에서, 실록산 모이어티는 실록산 모이어티의 양단에 위치하는 규소 원자들, 상기 규소 원자들에 결합하는 기, 상기 규소 원자들에 개재된 산소 원자, 규소 원자, 및 규소 원자들에 결합하는 기를 함유하는 부분을 언급한 것이다. 구체적으로, 하기 화학식 A-S로 표시되는 반복 구조 단위의 경우에, 본 발명에서 실록산 부분은 하기의 점선으로 둘러싸인 모이어티를 말한다. 또한, 폴리카보네이트 수지 A는 실록산 구조를 말단 구조로서 가질 수 있다. 이 경우에, 유사하게, 실록산 모이어티는 하기 화학식 E-S로 표시되는 반복 구조 단위의 경우에 이하에 나타낸 바와 같이 점선으로 둘러싸인 모이어티를 말한다. 이 경우에, 폴리카보네이트 수지 A에서 실록산 모이어티의 함량은 하기 화학식 A-S에서 점선으로 둘러싸인 모이어티와 하기 화학식 E-S에서 점선으로 둘러싸인 모이어티의 합계이며, 그 합계는 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 5 질량% 이상 40 질량% 이하이다.
[화학식 A-S]
Figure 112013100026366-pct00012
[화학식 E-S]
Figure 112013100026366-pct00013
더욱 구체적으로, 이하에 나타낸 구조가 상기 화학식 A-S 및 화학식 E-S의 실록산 모이어티이다.
Figure 112013100026366-pct00014
Figure 112013100026366-pct00015
본 발명에서 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대한 실록산 모이어티의 함량은 일반적인 분석법에 의해서 분석될 수 있다. 그러한 분석법의 일례를 이하에 제시하였다.
먼저, 전자사진 감광 부재의 표면층인 전하 수송층을 용제로 용해시킨다. 이어서, 성분들을 분리 및 회수할 수 있는 분별 장치, 예컨대 사이즈 배제 크로마토그래피 또는 고속 액체 크로마토그래피를 사용해서 표면층, 즉, 전하 수송층에 함유된 다양한 물질들을 분리 및 회수한다. 분리 및 회수된 폴리카보네이트 수지 A를 알칼리의 존재하에 카르복실산 모이어티와 비스페놀 및 페놀 부분으로 가수분해시킨다. 수득한 비스페놀 및 페놀 모이어티를 핵자기 공명 스펙트럼 분석 또는 질량 분석으로 분석한다. 실록산 모이어티의 반복 수 및 몰비를 컴퓨터로 계산하여, 함량(질량비)로 환산한다.
본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 수지 A는 상기 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위, 상기 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위 및 상기 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위의 공중합체이다. 상기 공중합체는 임의의 형태, 예컨대 블록 공중합체 형태, 랜덤 공중합체 형태, 또는 교대 공중합체 형태를 취할 수 있다.
성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스에서 도메인을 형성하는 관점에서, 본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 수지 A의 중량 평균 분자량은 30,000 이상 150,000 이하인 것이 바람직하고, 40,000 이상 100,000 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서, 수지의 중량 평균 분자량은 일본 특허 출원 공개 제2007-079555호에 개시된 통상적인 방법에 따라 측정한 폴리스티렌 당량 평균 분자량이다.
본 발명에서, 폴리카보네이트 수지 A의 공중합 비율은 일반적인 방법인 1H-NMR 측정에 의해 얻은 수지의 수소 원자(수지를 구성하는 수소 원자)의 피크 위치 및 피크 면적비를 사용하는 전환법에 따라 확인할 수 있다.
본 발명에 사용되는 폴리카보네이트 수지 A는 예컨대 통상적인 포스겐법 또는 트랜스에스테르화 방법에 의해서 합성될 수 있다.
본 발명의 전자사진 감광 부재의 표면층인 전하 수송층은 폴리카보네이트 수지 A 이외에 실록산 구조를 갖는 수지를 함유할 수 있다. 그 구체적인 예로서는 실록산 구조를 갖는 폴리카보네이트 수지, 실록산 구조를 갖는 폴리에스테르 수지 및 실록산 구조를 갖는 아크릴 수지를 들 수 있다. 실록산 구조를 갖는 다른 수지를 사용할 경우에, 전하 수송층중의 성분 α의 함량은 접촉 스트레스 감소 효과의 지속성 및 반복 사용중 전위 안정성 효과의 관점에서 전하 수송층중의 실록산 모이어티를 갖는 수지의 총 질량에 대하여 90 질량% 이상 100 질량% 미만인 것이 바람직하다.
본 발명에서, 폴리카보네이트 수지 A의 실록산 모이어티의 함량은 전하 수송층중의 모든 수지들의 총 질량에 대하여 1 질량% 이상 20 질량% 이하인 것이 바람직하다. 실록산 모이어티의 함량이 1 질량% 이상 20 질량% 이하인 경우에, 매트릭스-도메인 구조가 안정하게 형성되고 지속적인 접촉 스트레스 감소뿐만 아니라 반복 사용중 전위 안정성도 높은 수준으로 확보될 수 있다. 또한, 폴리카보네이트 수지 A의 실록산 모이어티의 함량이 2 질량% 이상 10 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 그 이유는 지속적인 접촉 스트레스 감소 및 반복 사용중 전위 안정성이 더욱 개선될 수 있기 때문이다.
(성분 β)
성분 β는 하기 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지 D이다.
[화학식 D]
Figure 112013100026366-pct00016
성분 β에 함유되고 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 본 발명의 폴리카보네이트 수지를 설명한다. 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지가 폴리카보네이트 수지 A와 함께 사용될 경우 상기 폴리카보네이트 수지가 도메인내로 거의 통합되지 않으며 전하 수송 물질과 균일한 매트릭스를 형성한다. 이러한 이유로, 지속적인 접촉 스트레스 감소 및 반복 사용중 전위 안정성을 충분히 얻을 수 있다. 성분 β는 전하 수송 물질과 균일한 매트릭스를 형성하는 관점에서 실록산 모이어티를 갖지 않는 것이 바람직하다. 또한, 성분 β는 에테르 구조 및 티오에테르 구조를 갖는 반복 구조 단위를 갖지 않는 것이 바람직하다. 또한, 성분 β는 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위외에 화학식 D와 공중합되는 구조로서 또 다른 반복 구조 단위를 함유할 수 있다. 성분 β중의 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 전하 수송 물질과 균일한 매트릭스를 형성하는 관점에서 50 질량% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 70 질량% 이상인 것이 바람직하다. 다른 반복 구조 단위의 구체적인 예들을 이하에 설명한다.
Figure 112013100026366-pct00017
이들 중에서, 화학식 (2-1), (2-3) 또는 (2-4)로 표시되는 반복 구조 단위가 바람직하다.
(전하 수송 물질)
전하 수송 물질로서는, 트리아릴아민 화합물, 히드라존 화합물, 스티릴 화합물 및 스티릴벤젠 화합물을 들 수 있다. 이러한 전하 수송 물질들을 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 본 발명에서, 하기 화학식 (1a), (1a'), (1b) 또는 (1b')로 표시되는 구조를 갖는 화합물을 사용한다.
Figure 112013100026366-pct00018
화학식 (1a) 및 화학식 (1a')에서, Ar1은 페닐기 또는 메틸기 또는 에틸기를 치환기로서 갖는 페닐기이고; Ar2는 페닐기 또는 메틸기를 치환기로서 갖는 페닐기, -CH=CH-Ta(여기서 Ta는 트리페닐아민의 벤젠 고리로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도된 1가의 기 또는 메틸기 또는 에틸기를 치환기로서 갖는 트리페닐아민의 벤젠 고리로부터 하나의 수소 원자를 제거함으로써 유도된 1가의 기임)로 표시되는 1가의 기를 치환기로서 갖는 페닐기 또는 비페닐릴기이고; R1은 페닐기, 메틸기를 치환기로서 갖는 페닐기 또는 -CH=C(Ar3)Ar4(여기서 Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 페닐기 또는 메틸기를 치환기로서 갖는 페닐기를 나타냄)로 표시되는 1가의 기를 갖는 페닐기이며; R2는 수소 원자, 페닐기 또는 메틸기를 치환기로서 갖는 페닐기를 나타낸다.
Figure 112013100026366-pct00019
화학식 (1b)에서, Ar21 및 Ar22는 각각 독립적으로 페닐기 또는 톨릴기를 나타낸다. 화학식 (1b')에서, Ar23 및 Ar26은 각각 독립적으로 페닐기 또는 메틸기를 치환기로서 갖는 페닐기를 나타내고; Ar24, Ar25, Ar27 및 Ar28은 각각 독립적으로 페닐기 또는 톨릴기를 나타낸다.
본 발명에 사용되는 전하 수송 물질의 구체적인 예들을 이하에 설명한다. 하기 화학식 (1-1) 내지 (1-10)은 화학식 (1a) 또는 (1a')로 표시되는 구조를 갖는 화합물의 구체적인 예들이다. 하기 화학식 (1-15) 내지 (1-18)은 화학식 (1b) 또는 (1b')로 표시되는 구조를 갖는 화합물의 구체적인 예들이다.
Figure 112013100026366-pct00020
Figure 112013100026366-pct00021
Figure 112013100026366-pct00022
이들 중에서, 전하 수송 물질은 상기 화학식 (1-1), (1-3), (1-5), (1-7), (1-11), (1-13), (1-14), (1-15) 또는 (1-17)로 표시되는 구조를 갖는 화합물이 바람직하다.
본 발명의 전자사진 감광 부재의 표면층인 전하 수송층은 폴리카보네이트 수지 A 및 폴리카보네이트 수지 D를 수지로서 함유하지만; 또 다른 수지가 혼합될 수 있다. 추가로 혼합될 수 있는 수지의 예로서는 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리카보네이트 수지를 들 수 있다. 이들 중에서, 전자사진 특성을 개선하는 관점에서는 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 다른 수지가 혼합될 경우에, 폴리카보네이트 수지 D 대 혼합되는 수지의 비율, 즉, 폴리카보네이트 수지 D의 함량은 90 질량% 이상 100 질량% 미만의 범위내인 것이 바람직하다. 본 발명에서, 폴리카보네이트 수지 D 대신에 다른 수지가 혼합될 경우에, 전하 수송 물질과 균일한 매트릭스를 형성하는 관점에서, 혼합되는 다른 수지는 실록산 구조를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
혼합될 수 있는 폴리에스테르 수지의 구체적인 예로서는 하기 화학식 (3-1), (3-2) 및 (3-3)으로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 수지를 들 수 있다.
Figure 112013100026366-pct00023
이어서, 본 발명에 사용되는 성분 α인 폴리카보네이트 수지 A의 합성예를 설명한다. 폴리카보네이트 수지 A는 특허문헌 3에 개시된 합성법을 사용해서 합성할 수 있다. 또한, 본 발명에서, 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위, 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위 및 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위에 상응하는 원료를 사용해서 동일한 합성법을 이용하여 표 3의 합성예에 나타낸 폴리카보네이트 수지 A를 합성하였다. 합성된 폴리카보네이트 수지 A의 중량 평균 분자량 및 폴리카보네이트 수지 A의 실록산 모이어티의 함량을 표 3에 나타내었다.
표 3에서, 폴리카보네이트 수지 A(1) 내지 A(31)은 각각 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위를 실록산 모이어티로서 갖는 폴리카보네이트 수지 A임을 유의해야 한다. 폴리카보네이트 수지 A(32) 내지 A(40)은 각각 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위뿐만 아닐 화학식 E로 표시되는 반복 구조 단위도 실록산 모이어티로서 갖는 폴리카보네이트 수지 A이다. 표 3에서 실록산 모이어티의 함량은 전술한 바와 같이 폴리카보네이트 수지 A에서 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위 및 화학식 E로 표시되는 반복 구조 단위에 함유된 실록산 모이어티들의 합계이다. 폴리카보네이트 수지 A(32) 내지 A(40)은 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위용 원료 대 화학식 E로 표시되는 반복 구조 단위용 원료의 비율이 1:1(질량비)이 되도록 합성하였다.
Figure 112013100026366-pct00024
Figure 112013100026366-pct00025
Figure 112013100026366-pct00026
폴리카보네이트 수지 A(3)에서, 상기 화학식 (A-3)으로 표시되는 괄호안에 포함된 구조의 반복 수 n의 최대값은 43이고 그 최소값은 37이었다. 폴리카보네이트 수지 A(33)에서, 상기 화학식 A로 표시되는 괄호안에 포함된 구조의 반복 수 n의 최대값은 43이고 그 최소값은 37이었으며, 상기 화학식 E로 표시되는 괄호안에 포함된 구조의 반복 수 m의 최대값은 42이고 그 최소값은 38이었다.
이어서, 본 발명의 전자사진 감광 부재의 구조를 설명한다.
본 발명의 전자사진 감광 부재는 지지체, 상기 지지체상에 제공되는 전하 발생층, 및 상기 전하 발생층상에 제공되는 전하 수송층을 포함한다. 또한, 상기 전하 수송층이 전자사진 감광 부재의 표면층(최상층)으로서 제공된다.
또한, 본 발명의 전자사진 감광 부재의 전하 수송층은 성분 α, 상기 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유한다. 또한, 상기 전하 수송층은 층상 구조를 가질 수 있다. 이 경우에, 적어도 표면층 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조가 형성된다.
일반적으로, 전자사진 감광 부재로서, 원통형 지지체상에 감광층(전하 발생층 또는 전하 수송층)이 형성된 원통형 전자 사진 감광 부재가 널리 사용되지만; 전자사진 감광 부재는 벨트 및 시트와 같은 형태를 가질 수도 있다.
(지지체)
본 발명의 전자사진 감광 부재에 사용되는 지지체로서는 도전성을 갖는 지지체(도전성 지지체)가 바람직하게 사용된다. 지지체용 재료의 예로서는 알루미늄, 알루미늄 합금 및 스테인레스 스틸을 들 수 있다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금 으로 제조된 지지체의 경우에, ED 튜브, EI 튜브, 및 이들을 절삭, 전해복합 연마, 습식-공정 또는 건식-공정 호닝(honing) 처리함으로써 제조된 지지체를 사용할 수 있다. 또한, 지지체의 예로서는 도전성 재료, 예컨대 알루미늄, 알루미늄 합금, 또는 산화인듐-산화주석 합금의 박막이 형성된 수지 지지체 및 금속 지지체를 들 수 있다. 지지체의 표면을 절삭 처리, 조면화 처리, 알루마이트 처리등으로 처리할 수 있다.
또한, 예를 들어 도전성 입자, 예컨대 카본 블랙, 산화주석 입자, 산화티타늄 입자 및 은 입자를 함유하는 수지 및 도전성 수지를 갖는 플라스틱을 기재로서 사용할 수 있다.
본 발명의 전자사진 감광 부재에서, 지지체상에 도전성 입자 및 수지를 갖는 도전층이 제공될 수 있다. 도전층은 수지에 분산된 도전성 입자를 갖는 도전층 도포액을 사용해서 형성한다. 도전성 입자의 예로서는, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 예컨대 알루미늄, 니켈, 철, 니크롬, 구리, 아연 및 은의 분체, 및 예컨대 도전성 산화주석 및 ITO의 분체를 들 수 있다.
도전층에 사용되는 수지의 예로서는, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지, 및 알키드 수지를 들 수 있다.
도전층 도포액에 사용되는 용제의 예로서는, 에테르 용제, 알코올 용제, 케톤 용제, 및 방향족 탄화수소 용제를 들 수 있다. 도전층의 필름 두께는 0.2 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 이상 35 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 5 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 것이 보다 더 바람직하다.
본 발명의 전자사진 감광 부재에서, 지지체 또는 도전층과 전하 발생층 사이에 중간층이 제공될 수 있다.
상기 중간층은 지지체 또는 도전층상에 수지를 함유하는 중간층 도포액을 도포하고, 건조 또는 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 중간층에 사용되는 수지의 예로서는, 폴리아크릴산, 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드 산 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 및 폴리우레탄 수지를 들 수 있다. 중간층에 사용되는 수지로는 열가소성 수지가 바람직하다. 더욱 구체적으로, 열가소성 폴리아미드 수지가 바람직하다. 폴리아미드 수지로서는, 저결정질 또는 비정질 공중합체 나일론이 바람직한데, 이러한 나일론이 용액 형태로 도포될 수 있기 때문이다.
상기 중간층의 필름 두께는 0.05 ㎛ 이상 40 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 중간층은 반도체 입자, 전자 수송 물질, 또는 전자 수용 물질을 함유할 수 있다.
(전하 발생층)
본 발명에 의한 전자사진 감광 부재에서, 전하 발생층이 지지체, 도전층 또는 중간층상에 제공된다.
본 발명의 전자사진 감광 부재에 사용되는 전하 발생 물질의 예로서는, 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 인디고 안료, 및 페릴렌 안료를 들 수 있다. 이러한 전하 발생 물질을 단독으로 사용하거나, 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 이들 중에서, 옥시티타늄 프탈로시아닌, 히드록시갈륨 프탈로시아닌, 및 클로로갈륨 프탈로시아닌이 그 높은 감도로 인하여 특히 바람직하다.
전하 발생층에 사용되는 수지의 예로서는, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 부티랄 수지, 폴리비닐 아세탈 수지, 아크릴 수지, 비닐 아세테이트 수지, 및 우레아 수지를 들 수 있다. 이들 중에서, 부티랄 수지가 특히 바람직하다. 이러한 수지들을 단독으로 사용하거나, 2종 이상의 혼합물 또는 공중합체로서 사용할 수 있다.
전하 발생층은 전하 발생 물질을 수지 및 용제와 함께 분산시킴으로써 제조된 전하 발생층 도포액을 도포한 후에 건조시킴으로써 형성된다. 또한, 전하 발생층은 전하 발생 물질 증착 필름일 수도 있다.
분산 방법으로서는, 균질화기, 초음파, 볼밀, 샌드밀, 아트리터(attritor), 또는 로울밀을 사용하는 방법을 들 수 있다.
전하 발생 물질과 수지의 비율은 다음과 같다. 전하 발생 물질의 함량은 수지 1 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하인 것이 바람직하고, 1 질량부 이상 3 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 전하 발생층 도포액에 사용되는 용제의 예로서는, 알코올 용제, 술폭시드 용제, 케톤 용제, 에테르 용제, 에스테르 용제, 및 방향족 탄화수소 용제를 들 수 있다.
전하 발생층의 필름 두께는 0.01 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 전하 발생층에 다양한 감광제, 항산화제, UV 흡수제 및 가소제를 필요에 따라 첨가할 수 있다. 또한, 원활한 전하의 흐름을 유지하기 위해서, 전하 수송 물질 또는 전하 수용 물질을 전하 발생층에 첨가할 수 있다.
(전하 수송층)
본 발명의 전자사진 감광 부재에서, 전하 발생층상에 전하 수송층이 제공된다.
본 발명의 전자사진 감광 부재의 표면층인 전하 수송층은 성분 α, 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유한다. 전술한 바와 같이, 다른 수지가 더 혼합될 수도 있다. 혼합되는 수지의 예는 전술한 바와 같다. 본 발명의 전하 수송층에 사용되는 전하 수송 물질은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.
전하 수송층은 전술한 바와 같은 전하 수송 물질과 수지를 용제에 용해시킴으로써 얻은 전하 수송층 도포액을 도포한 후에 도포된 액체를 건조시킴으로써 형성될 수 있다.
전하 수송 물질과 수지의 비율은 다음과 같다. 전하 수송 물질의 함량은 수지 1 질량부에 대하여 전하 수송 물질 0.4 질량부 이상 2 질량부 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량부 이상 1.2 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
전하 수송층 도포액에 사용되는 용제의 예로서는 케톤 용제, 에스테르 용제, 에테르 용제, 및 방향족 탄화수소 용제를 들 수 있다. 이러한 용제들을 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 이러한 용제들 중에서, 에테르 용제 및 방향족 탄화수소 용제를 사용하는 것이 수지 용해도의 관점에서 바람직하다.
전하 수송층의 필름 두께는 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 10 ㎛ 이상 35 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 전하 수송층에 항산화제, 자외선 흡수제, 가소제 등을 필요에 따라서 첨가할 수 있다.
본 발명의 전자사진 감광 부재의 각 층에 다양한 유형의 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가제의 예로서는 열화 방지제, 예컨대 항산화제, 자외선 흡수제 및 내광 안정제; 및 미립자, 예컨대 유기 미립자 또는 무기 미립자를 들 수 있다. 열화 방지제의 예로서는 입체장애 페놀 항산화제, 입체장애 아민 내광 안정제, 황 원자 함유 항산화제, 및 인 원자 함유 항산화제를 들 수 있다. 유기 미립자의 예로서는 중합체 수지 입자, 예컨대 플루오르 원자 함유 수지 입자, 폴리스티렌 미립자, 및 폴리에틸렌 수지 입자를 들 수 있다. 무기 미립자의 예로서는 금속 산화물, 예컨대 실리카 및 알루미나를 들 수 있다.
각각의 층에 사용되는 도포액을 도포할 때, 코팅 방법, 예컨대 침지 코팅법, 분무 코팅법, 스핀 코팅법, 로울러 코팅법, 메이어 바아 코팅법, 및 블레이드 코팅법을 사용할 수 있다.
(전자사진 장치)
도 1은 본 발명의 전자사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자사진 장치의 개요적인 구조의 일례를 도시한 것이다.
도 1에서, 도면 부호 (1)은 원통형 전자사진 감광 부재를 나타내며, 소정의 원주 속도하에 화살표 방향으로 샤프트(2) 주위로 회전 구동된다. 회전 구동된 전자사진 감광 부재(1)의 표면은 대전 디바이스(3)(예: 주요 대전 디바이스: 대전 로울러)에 의해서 회전 과정에서 소정의 음의 전위로 균일하게 대전된다. 이어서, 전자사진 감광 부재가 광(화상 노광)(4)에 노광되며, 이 때 광은 노광 디바이스(도시 생략), 예컨대 슬릿 노광 또는 레이저빔 스캐닝 노광 디바이스로부터 방출되며, 그 강도는 경시적으로 전송되는 목적 화상 정보의 전기 디지털-화상 신호에 대응하도록 조절된다. 이런 식으로, 목적 화상 정보에 대응하는 정전 잠상이 전자사진 감광 부재(1)의 표면상에 순차적으로 형성된다.
전자사진 감광 부재(1)의 표면상에 형성된 정전 잠상은 현상 디바이스(5)의 현상제에 함유된 토너를 사용하는 역 현상에 의해서 토너 화상으로 전환된다. 이어서, 전자사진 감광 부재(1)의 표면상에 유지된 토너 화상이 순차적으로 전사 디바이스(예컨대, 전사 로울러)(6)로부터 전사 바이어스에 의해서 전사재(P)(종이 등)로 전사된다. 전사재(P)는 전자사진 감광 부재(1)의 회전과 동시에 전사재 공급 디바이스(도시 생략)로부터 취해지며 전자사진 감광 부재(1)과 전사 디바이스(6) 사이의 공간(접촉 영역)에 공급됨을 유의해야 한다. 또한, 토너가 가진 전하의 극성과 반대인 극성의 바이어스 전압이 바이어스 전원(도시 생략)에 의해 전사 디바이스(6)에 부하된다.
토너 화상이 전사된 전사재(P)는 전자사진 감광 부재(1)의 표면으로부터 분리된 후에 정착 디바이스(8)로 이송되며, 여기에서 토너 화상이 정착되어 화상 형성물(프린트, 복사)로서 장치로부터 출력된다.
토너 화상이 전사된 후에, 전사되지 않고 남은 현상제(잔류 토너)는 클리닝 디바이스(클리닝 블레이드 등)(7)에 의해서 제거되어 전자사진 감광 부재(1)의 표면이 클리닝된다. 이어서, 전자사진 감광 부재(1)의 표면은 예비 노광 디바이스(도시 생략)으로부터 예비 노광(도시 생략)에 의해 제전된 후에, 반복해서 화상을 형성하는데 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 대전 디바이스(3)가 대전 로울러를 사용하는 접촉-대전 디바이스인 경우에는, 예비 노광이 항상 필요한 것은 아니다.
본 발명에서, 전자사진 감광 부재(1), 대전 디바이스(3), 현상 디바이스(5), 전사 디바이스(6), 및 클리닝 디바이스(7)을 비롯한 상기 구성 요소들로부터 다수의 구성 요소를 선택하여 용기에 수용한다. 이런 식으로, 구성 요소들을 일체화하여 프로세스 카트리지로서 구성한다. 상기 프로세스 카트리지는 전자사진 장치, 예컨대 복사기 및 레이저빔 프린터의 본체에 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 도 1에서, 전자사진 감광 부재(1), 대전 디바이스(3), 현상 디바이스(5), 및 클리닝 디바이스(7)가 카트리지에 일체화되어 프로세스 카트리지(9)로서 사용되며, 상기 프로세스 카트리지는 가이드 디바이스(10), 예컨대 레일을 사용하여 전자사진 장치의 본체에 탈착 가능하게 부착될 수 있다.
실시예
이하에서는, 실시예 및 비교예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명이 후술하는 실시예에 제한되는 것은 아니다. 또한, 실시예에서 "부"는 "질량부"를 의미한다.
실시예 1
30 mm의 직경 및 260.5 mm의 길이를 갖는 알루미늄 실린더를 지지체로서 사용하였다. 이어서, SnO2가 도포된 황산바륨(도전성 입자) (10부), 산화티타늄(저항 조절 안료) (2부), 페놀 수지 (6부) 및 실리콘 오일(레벨링제) (0.001부)을 메탄올 (4부)와 메톡시프로판올(16부)의 용제 혼합물과 함께 사용하여 도전층 도포액을 제조하였다. 알루미늄 실린더를 도전층 도포액으로 침지 도포하고 140℃에서 30분 동안 경화시켜서(열경화) 15 ㎛의 필름 두께를 갖는 도전층을 형성하였다.
이어서, N-메톡시메틸화 나일론 (3부) 및 공중합 나일론 (3부)를 메탄올 (65부)와 n-부탄올 (30부)의 혼합 용제에 용해시켜서 중간층 도포액을 제조하였다. 상기 도전층을 중간층 도포액으로 침지 도포하고 100℃에서 10분 동안 건조시켜서, 0.7 ㎛의 필름 두께를 갖는 중간층을 형성하였다.
이어서, CuKα 특성 X선 회절 분석에서 브래그 각도(2θ±0.2°) 7.5°, 9.9°, 16.3°, 18.6°, 25.1° 및 28.3°에 강한 피크를 나타내는 결정 구조를 갖는 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정(전하 발생 물질) (10부)을 준비하였다. 여기에, 시클로헥산온 (250부) 및 폴리비닐 부티랄 수지(제품명: S-LEC BX-1, 세키스이 케이컬 컴패니, 리미티드 제조) (5부)를 혼합하고, 1 mm의 직경을 갖는 유리 비이드를 사용하는 샌드밀 장치에 의해서 23±3℃ 대기하에 1 시간 동안 분산시켰다. 분산시킨 후에, 에틸 아세테이트 (250부)를 첨가하여 전하 발생층 도포액을 제조하였다. 상기 중간층을 전하 발생층 도포액으로 침지 도포하고 100℃에서 10분 동안 건조시켜서 0.26 ㎛의 필름 두께를 갖는 전하 발생층을 형성하였다.
이어서, 전하 수송 물질로서 상기 화학식 (1-11)로 표시되는 구조를 갖는 전하 수송 물질 (9부) 및 상기 화학식 (1-14)로 표시되는 구조를 갖는 전하 수송 물질(1부); 성분 α로서 합성예 1에서 합성된 폴리카보네이트 수지 A(1)(3부) 및 성분 β로서 폴리카보네이트 수지 D(중량 평균 분자량: 70,000) (7부)를 o-크실렌 (60부)와 디메톡시메탄 (20부)의 용제 혼합물에 용해시켜서, 전하 수송층 도포액을 제조하였다. 상기 전하 발생층을 전하 수송층 도포액으로 침지 도포하고 120℃에서 1 시간 동안 건조시켜서, 16 ㎛의 필름 두께를 갖는 전하 수송층을 형성하였다. 이와 같이 형성된 전하 수송층은 성분 β와 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스에 성분 α를 갖는 도메인을 함유하는 것으로 밝혀졌다.
이런 식으로, 상기 전하 수송층을 표면층으로 하는 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 성분 α, 성분 β, 전하 수송 물질 및 전하 수송층에 존재하는 폴리카보네이트 수지 A의 실록산 모이어티의 함량, 및 전하 수송층에서 전체 수지의 총 질량에 대한 폴리카보네이트 수지 A중의 실록산 모이어티의 함량을 하기 표 3에 제시하였다.
이어서, 평가에 관해 설명한다.
종이 3,000장의 반복 사용중에 명부 전위의 변동(전위 변동), 초기 토크 상대값, 종이 3,000장의 반복 사용시에 토크 상대값 및 토크 측정시 전자사진 감광 부재의 표면의 외관에 대하여 평가를 수행하였다.
평가 장치로는, 전자사진 감광 부재의 대전 전위(암부 전위)를 조정할 수 있도록 변형시킨 캐논 인코오포레이티드에서 제조한 레이저빔 프린터인 LBP-2510을 사용하였다. 또한, 폴리우레탄 고무로 제조된 클리닝 블레이드를 전자사진 감광 부재의 표면에 대하여 22.5°의 접촉각 및 35 g/cm의 접촉 압력을 갖도록 설정하였다. 23℃의 온도 및 15%의 상대 습도의 환경하에 평가를 수행하였다.
<전위 변동의 평가>
평가 장치로서 사용된 780 nm 레이저 광원의 노광량(화상 노광량)을, 전자사진 감광 부재의 표면상의 광 강도가 0.3 μJ/㎠이 되도록 설정하였다. 현상제를 전위 측정용 탐침이 전자사진 감광 부재의 단부로부터 130 mm의 위치에 위치하도록 고정된 지그(jig)로 교체함으로써 현상제의 위치에서 전자사진 감광 부재의 표면 전위(암부 전위 및 명부 전위)를 측정하였다. 전자사진 감광 부재의 비노광 영역에서 암부 전위를 -450 V로 설정한 후에, 레이저 광을 가하였다. 이런 식으로, 암부 전위로부터 레이저 광 감쇠에 의해 얻은 명부 전위를 측정하였다. 또한 A4 크기 무괘선 백지를 3,000장을 사용해서 화상을 연속적으로 출력하였다. 출력하기 이전 및 이후의 명부 전위의 변동을 평가하였다. 인자율이 4%인 시험 차트를 사용하였다. 그 결과를 하기 표 10에서 전위 변동에 나타내었다.
<토크 상대값의 평가>
전자사진 감광 부재의 회전 모터의 구동 전류(전류 A)를 전술한 포텐셜 변동의 평가에 사용한 것과 동일한 조건하에 측정하였다. 이것은 전자사진 감광 부재와 클리닝 블레이드 사이의 접촉 스트레스의 평가이다. 전류값의 크기는 전자사진 감광 부재와 클리닝 블레이드 사이의 접촉 스트레스의 크기를 가리킨다.
또한, 상대 토크 계산의 기준이 되는 대조값으로서 사용되는 토크를 제공하는 전자사진 감광 부재를 다음과 같은 방법에 의해 제조하였다. 실시예 1의 전자사진 감광 부재의 전하 수송층에 사용된 성분 α인 폴리카보네이트 수지 A(1)을 표 4에 기재된 성분 β로 변경하는 것, 다시 말해서 성분 β만을 수지로서 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 상기 전자사진 감광 부재를 대조용 전자사진 감광 부재로서 사용하였다.
제조된 대조용 전자사진 감광 부재를 사용해서 실시예 1과 같은 방식으로 전자사진 감광 부재의 회전 모터의 구동 전류값(전류값 B)을 측정하였다.
위와 같이 얻은 본 발명에 의한 성분 α를 함유하는 전자사진 감광 부재의 회전 모터의 구동 전류값(전류값 A) 대 성분 α를 함유하지 않는 전자사진 감광 부재의 회전 모터의 구동 전류값(전류값 B)의 비율을 계산해서 얻었다. 수득한 (전류값 A)/(전류값 B)의 수치를 비교용 토크 상대값으로서 사용하였다. 토크 상대값의 수치는 성분 α를 사용한 전자사진 감광 부재와 클리닝 블레이드 사이의 접촉 스트레스의 감소도를 나타낸다. 토크 상대값의 수치가 작아질수록, 전자사진 감광 부재와 클리닝 블레이드 사이의 접촉 스트레스 감소도가 커진다. 그 결과를 하기 표 10의 초기 토크 상대값 란에 나타내었다.
이어서, A4-크기 무괘선 백지를 사용해서 연속적으로 3,000장의 화상을 출력하였다. 인자율이 4%인 시험 차트를 사용하였다. 이어서, 종이 3,000장의 반복 사용후에 토크 상대값을 측정하였다. 종이 3,000장 반복 사용 이후 토크 상대값을 초기 토크 상대값에 대한 평가와 동일한 방식으로 측정하였다. 이 경우에, 대조용 전자사진 감광 부재를 3000장 화상 출력에 반복해서 사용하고, 이 때 회전 모터의 구동 전류값을 사용해서 종이 3,000장 반복 사용 이후의 토크 상대값을 계산하였다. 그 결과를 하기 표 10의 3,000장 반복 사용후 토크 상대값 란에 나타내었다.
<매트릭스-도메인 구조의 평가>
전술한 방법에 의해서 제조한 전자사진 감광 부재에 대하여 전하 수송층을 수직 방향으로 절단하였다. 전하 수송층의 단면을 초심화 형상 측정 현미경 VK-9500(키엔스 코오포레이션 제조)을 사용해서 관찰하였다. 측정시에, 50X 배율하에 전자사진 감광 부재의 표면중 100 ㎛의 제곱(10,000 ㎛2)의 시야를 설정하였다. 시야에서 관찰된 도메인으로부터 100개의 도메인을 무작위로 선택하고 선택된 도메인의 최대 직경을 측정을 통해 구하였다. 최대 직경으로부터 평균치를 계산하여 수 평균 입자 크기를 구하였다. 표 10에 그 결과를 나타내었다.
실시예 2 내지 100
실시예 1에서 전하 수송층의 성분 α, 성분 β 및 전하 수송 물질을 하기 표 5 및 6에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하고 실시예 1과 동일한 방식으로 평가하였다. 형성된 전하 수송층에서, 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스가 성분 α를 함유하는 도메인을 함유함을 확인하였다. 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다.
실시예 101 내지 150
실시예 1에서 전하 수송층의 성분 α, 성분 β 및 전하 수송 물질을 하기 표 7에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하고 실시예 1과 동일한 방식으로 평가하였다. 형성된 전하 수송층에서, 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스가 성분 α를 함유하는 도메인을 함유함을 확인하였다. 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.
성분 β로서 사용된 폴리카보네이트 수지 D의 중량 평균 분자량은 다음과 같다는 것을 유의해야 한다:
(D)/(2-3)= 5/5: 60,000
(D)/(2-4)= 6/4: 65,000
실시예 123 내지 150에서는, 성분 β를 형성하는 수지에 존재하는 반복 구조 단위의 공중합 비율을 나타내었음을 유의해야 한다.
실시예 151 내지 197
실시예 1에서 전하 수송층의 성분 α, 성분 β 및 전하 수송 물질을 하기 표 8에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하고 실시예 1과 동일한 방식으로 평가하였다. 형성된 전하 수송층에서, 성분 β 및 전하 수송 물질을 함유하는 매트릭스가 성분 α를 함유하는 도메인을 함유함을 확인하였다. 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다.
성분 β로서 사용된 폴리카보네이트 수지 D의 중량 평균 분자량은 다음과 같다는 것을 유의해야 한다:
(D)/(2-1)= 8/2: 75,000
실시예 151 내지 160에서는, 성분 β를 구성하는 수지에서 반복 구조 단위의 공중합 비율을 나타내었음을 유의해야 한다.
또한, 폴리카보네이트 수지 D이외에 성분 β로서 추가로 혼합된 상기 화학식 (3-1), (3-2) 및 (3-3)으로 표시되는 폴리에스테르 수지의 중량 평균 분자량은 다음과 같다:
(3-1): 150000
(3-2): 120000
(3-3): 140000
또한, 화학식 (3-2) 및 (3-3)으로 표시되는 반복 구조 단위는 각각 테레프탈산 골격 및 이소프탈산 골격을 3/7의 비율로 갖는다.
비교예
비교예 수지로서, 하기 표 4에 나타낸 수지 F(폴리카보네이트 수지 F)를 폴리카보네이트 수지 A 대신에 합성하였다.
Figure 112013100026366-pct00027
비교예 1
실시예 1에서 폴리카보네이트 수지 A(1)를 상기 표 4에 나타낸 수지 F(1)로 변경하고 표 9에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 하기 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 형성된 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조는 확인되지 않았다.
비교예 2 내지 6, 15 내지 20 및 27 내지 36
실시예 1에서 폴리카보네이트 수지 A(1)를 상기 표 4에 나타낸 수지 F(1)로 변경하고 표 9에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 하기 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 형성된 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조는 확인되지 않았다.
비교예 7 및 14
전하 수송층에 함유되는 수지로서 표 4에 나타낸 수지 F만이 단독으로 함유되는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 하기 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 형성된 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조는 확인되지 않았다. 토크 상대값에 대한 대조군으로서 사용된 전자사진 감광 부재는 실시예 1에 사용된 대조용 전자사진 감광 부재임을 유의해야 한다.
비교예 8 내지 13 및 21 내지 26
실시예 1에서 폴리카보네이트 수지 A(1)를 상기 표 4에 나타낸 수지 F로 변경하고 표 9에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 하기 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 형성된 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조는 확인되지 않았지만; 도메인이 모두 크고 불균일하였다.
비교예 37 및 38
실시예 1에서 폴리카보네이트 수지 A(15)을, 반복 구조 단위 (A-2)를 하기 화학식 A-13으로 표시되는 반복 구조 단위로 변경한 것 이외에는 수지 A(15)와 동일한 수지인 폴리카보네이트 수지 F(8)로 변경하고 표 9에 나타낸 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 표 12에 나타내었다. 형성된 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조는 확인되지 않았다. 하기 화학식 A-13으로 표시되는 반복 구조 단위에서 실록산 모이어티의 반복 수를 나타내는 수치는 반복 수의 평균치를 나타냄을 유의해야 한다. 이 경우에, 수지 F(8)에서 하기 화학식 A-13로 표시되는 반복 구조 단위에서 실록산 모이어티의 반복 수의 평균치는 10이었다.
[화학식 A-13]
Figure 112013100026366-pct00028
비교예 39 및 40
실시예 1에서 폴리카보네이트 수지 A(15)을, 반복 구조 단위 (A-2)를 하기 화학식 A-14로 표시되는 반복 구조 단위로 변경한 것 이외에는 수지 A(15)와 동일한 수지인 폴리카보네이트 수지 F(9)로 변경하고 표 9에 나타낸 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 표 12에 나타내었다. 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조가 형성되었지만; 도메인이 전부 크고 불균일하였다. 토크 상대값에 대한 대조군으로서 사용된 전자사진 감광 부재는 실시예 1에 사용된 대조용 전자사진 감광 부재임을 유의해야 한다. 하기 화학식 A-14로 표시되는 반복 구조 단위에서 실록산 모이어티의 반복 수를 나타내는 수치는 반복 수의 평균치를 나타냄을 유의해야 한다. 이 경우에, 수지 F(9)에서 하기 화학식 A-14로 표시되는 반복 구조 단위에서 실록산 모이어티의 반복 수의 평균치는 70이었다.
[화학식 A-14]
Figure 112013100026366-pct00029
비교예 41 내지 46
실시예 1에서 폴리카보네이트 수지 A(1)을, 하기 화학식 G로 표시되는 반복 구조 단위(국제 특허 공개 WO2010/008095호에 개시된 구조), 상기 화학식 (3)으로 표시되고 30 질량%의 수지중 실록산 모이어티의 함량을 갖는 반복 구조 단위를 함유하는 수지 (G(1): 중량 평균 분자량 60,000)로 변경하고 표 9에 나타낸 바와 같이 변경하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하였다. 하기 화학식 G 및 상기 화학식 (3)으로 표시되는 반복 구조 단위는 테레프탈산 골격 및 이소프탈산 골격을 1/1의 비율로 함유한다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 표 12에 나타내었다. 형성된 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조가 형성되었다. 토크 상대값에 대한 대조군으로서 사용된 전자사진 감광 부재는 실시예 1에 사용된 대조용 전자사진 감광 부재임을 유의해야 한다. 하기 화학식 G로 표시되는 반복 구조 단위에서 실록산 모이어티의 반복 수를 나타내는 수치는 반복 수의 평균치를 나타냄을 유의해야 한다. 이 경우에, 수지 G(1)에서 하기 화학식 G로 표시되는 반복 구조 단위에서 실록산 모이어티의 반복 수의 평균치는 40이었다.
[화학식 G]
Figure 112013100026366-pct00030
비교예 47 내지 52
실시예 1에서 폴리카보네이트 수지 A(15)를, 상기 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 화학식 (2-3)으로 표시되는 반복 구조 단위로 변경한 것 이외에는 수지 A(15)와 동일한 수지인 폴리카보네이트 수지 F(10)으로 변경하고 표 9에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하였다. 전하 수송층에 함유된 수지의 구성 및 실록산 모이어티의 함량을 하기 표 9에 나타내었다. 실시예 1과 동일한 방식으로 평가를 수행하고, 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 이와 같이 형성된 전하 수송층에서 매트릭스-도메인 구조는 확인되지 않았다.
비교예 53 내지 56
실시예 1에서 전하 수송층의 성분 α, 성분 β 및 전하 수송 물질을 하기 표 9에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 전자사진 감광 부재를 각각 제조하고 실시예 1과 동일한 방식으로 평가하였다. 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 형성된 전하 수송층에서, 매트릭스-도메인 구조는 확인되지 않았다. 성분 β로서 사용된 폴리카보네이트 수지의 반복 구조 단위는 상기 화학식 (2-1), (2-3) 및 하기 화학식 (2-5), (2-6), (2-7)에 나타내었다. 성분 β로서 사용된 폴리카보네이트 수지의 중량 평균 분자량은 다음과 같다는 것을 유의해야 한다:
(2-3)/(2-5)= 5/5: 70,000
(2-3)/(2-1)= 8/2: 65,000
(2-6): 50,000
(2-7): 60,000
Figure 112013100026366-pct00031
Figure 112013100026366-pct00032
Figure 112013100026366-pct00033
Figure 112013100026366-pct00034
표 5 내지 8에서, "전하 수송 물질"란의 각 기재는 전하 수송층에 함유된 전하 수송 물질을 언급한 것이다. 전하 수송 물질들을 혼합해서 사용할 경우, 기재는 전하 수송 물질들의 유형 및 그 혼합비를 언급한 것이다. 표 5 내지 8에서, "성분 [α]" 란의 각 기재는 성분 α의 조성을 언급한 것이다. 표 5 내지 8에서, "실록산 함량 A(질량%)" 란의 각 기재는 폴리카보네이트 수지 A중의 실록산 모이어티의 함량(질량%)를 언급한 것이다. 표 5 내지 8에서, "성분 [β]" 란의 각 기재는 성분 β의 조성을 언급한 것이다. 표 5 내지 8에서, "성분 [α]와 성분 [β]의 혼합비" 란의 각 기재는 전하 수송층 중의 성분 α와 성분 β의 혼합비를 언급한 것이다(성분 α/성분 β). 표 5 내지 8에서, "실록산 함량 B(질량%)" 란의 각 기재는 전하 수송층중의 수지의 총 질량에 대한 폴리카보네이트 수지 A중의 실록산 모이어티의 함량(질량%)을 언급한 것이다. 표 8에서, 실시예 161 내지 197에 대하여, "성분 [β]" 란에서 화학식 D 및 화학식 (3)의 수치(부)는 각각 수지의 혼합량을 나타낸다.
Figure 112013100026366-pct00035
Figure 112013100026366-pct00036
Figure 112013100026366-pct00037
Figure 112013100026366-pct00038
Figure 112013100026366-pct00039
Figure 112013100026366-pct00040
Figure 112013100026366-pct00041
Figure 112013100026366-pct00042
Figure 112013100026366-pct00043
Figure 112013100026366-pct00044
Figure 112013100026366-pct00045
Figure 112013100026366-pct00046
표 9에서, "전하 수송 물질"란의 각 기재는 전하 수송층에 함유된 전하 수송 물질을 언급한 것이다. 전하 수송 물질들을 혼합해서 사용할 경우, 기재는 전하 수송 물질들의 유형 및 그 혼합비를 언급한 것이다. 표 9에서, "수지 F"는 실록산 모이어티를 갖는 수지 F를 나타낸다. 표 9에서, "실록산 함량 A(질량%)" 란의 각 기재는 수지 F중의 실록산 모이어티의 함량(질량%)를 언급한 것이다. 표 9에서, "성분 [β]" 란의 각 기재는 성분 β의 조성을 언급한 것이다. 표 9에서, "수지 F와 성분 [β]의 혼합비" 란의 각 기재는 전하 수송층 중의 수지 F 또는 폴리카보네이트 수지 A와 성분 β의 혼합비를 언급한 것이다(수지 F/성분 β). 표 9에서, "실록산 함량 B(질량%)" 란의 각 기재는 전하 수송층중의 수지의 총 질량에 대한 "수지 F"중의 실록산 모이어티의 함량(질량%)을 언급한 것이다.
Figure 112013100026366-pct00047
Figure 112013100026366-pct00048
Figure 112013100026366-pct00049
표 10 내지 12에서, "입경"은 도메인의 수 평균 입자 크기를 나타낸다.
Figure 112013100026366-pct00050
Figure 112013100026366-pct00051
Figure 112013100026366-pct00052
Figure 112013100026366-pct00053
Figure 112013100026366-pct00054
실시예와 비교예 1 내지 6을 비교함에 있어서, 전하 수송층의 실록산 모이어티 함유 폴리카보네이트 수지중 실록산 모이어티의 함량이 낮을 경우, 충분한 접촉 스트레스 감소 효과가 얻어지지 않는다. 이는, 토크 감소 효과가 얻어지지 않음을 보여주는 초기 토크와 3000장 사용후 사이의 평가에 의해 뒷받침된다. 또한, 비교예 7은 전하 수송층의 실록산 모이어티 함유 폴리카보네이트 수지중의 실록산 모이어티의 함량이 낮을 경우, 전하 수송층중의 실록산 함유 수지의 함량이 증가될 경우에도, 충분한 접촉 스트레스 감소 효과가 얻어질 수 없음을 입증한다.
실시예와 비교예 8 내지 13을 비교함에 있어서, 전하 수송층의 실록산 모이어티 함유 폴리카보네이트 수지중의 실록산 모이어티의 함량이 높을 경우, 반복 사용중의 전위 안정성이 불충분하다. 이 경우에, 매트릭스-도메인 구조는 실록산 모이어티 함유 폴리카보네이트 수지로 형성되지만; 전하 수송층의 폴리카보네이트 수지에 과량의 실록산 구조가 함유되기 때문에, 전하 수송 물질과의 상용성이 불충분해진다. 이러한 이유 때문에, 반복 사용중 전위 안정성 효과가 달성될 수 없다. 또한, 비교예 14의 결과에서도, 반복 사용중 전위 안정성이 불충분하다. 비교예 14의 결과로부터, 매트릭스-도메인 구조가 형성되지 않는다 하더라도, 큰 전위 변동이 발생함을 알 수 있다. 다시 말해서, 비교예 8 내지 14에서, 전하 수송 물질 및 과량의 실록산 구조를 갖는 수지가 함유될 경우에, 전하 수송 물질과의 상용성이 불충분한 것으로 생각된다.
실시예, 비교예 15 내지 20 및 비교예 27 내지 36을 비교함에 있어서, 성분 α로서 작용하는 폴리카보네이트 수지 A중의 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 낮을 경우, 매트릭스-도메인 구조가 형성되지 않고, 충분한 접촉 스트레스 감소 효과가 얻어지지 않는다. 이것은 토크 감소 효과가 충분하지 않음을 보여주는 초기 토크와 3000장 사용후 사이의 평가에 의해 뒷받침된다.
실시예 및 비교예 21 내지 26을 비교함에 있어서, 성분 α로서 작용하는 폴리카보네이트 수지 A중의 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량이 높을 경우, 매트릭스-도메인 구조가 형성되지만 반복 사용중 전위 안정성의 효과가 불충분하다.
실시예 및 비교예 37 내지 40을 비교함에 있어서, 폴리카보네이트 수지 A중의 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위가 본 발명의 범위밖에 있을 경우, 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과 및 반복 사용중 전위 안정성이 충분히 확보되지 않는다.
실시예 및 비교예 41 내지 46을 비교함에 있어서, 매트릭스-도메인 구조를 실록산 구조를 갖는 폴리에스테르 수지를 사용해서 형성할 경우에 비해서 본 발명의 구성에서 더욱 높은 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과가 얻어질 수 있는 것으로 입증된다. 이는 본 발명의 폴리카보네이트 수지 A를 사용함으로써 반복 사용중 전위 안정성 및 지속적인 접촉 스트레스 감소를 더욱 효율적으로 확보할 수 있음을 입증한다. 그 이유는 본 발명의 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위를 특이적인 함량으로 함유함으로써 도메인이 더욱 균일하게 소형화될 수 있으므로, 그 결과 도메인이 전하 수송층에서 매트릭스로부터 명확하게 분리되기 때문인 것으로 생각된다. 또한, 실시예 및 비교예 47 내지 52를 비교함에 있어서, 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 성분 α에 사용하지 않을 경우, 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 이는 토크 감소 효과가 충분하지 않음을 보여주는 초기 토크와 3,000장 사용후 사이의 평가에 의해서 입증된다. 유사하게, 실시예 및 비교예 53 내지 56을 비교함에 있어서, 성분 β가 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위가 아닐 경우, 지속적인 접촉 스트레스 감소 효과가 충분하게 얻어지지 않는다. 이는 토크 감소 효과가 충분하지 않음을 보여주는 초기 토크와 3,000장 사용후 사이의 평가에 의해서 입증된다.
이상에서는 예시적인 실시양태에 의거하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시양태에 제한되지 않음을 알아야 한다. 첨부된 특허 청구의 범위는 모든 변형예 및 등가의 구조와 기능을 모두 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.
본 출원은 2011년 4월 12일자로 출원된 일본 특허 출원 제 2011-088441호, 및 2012년 3월 21일자로 출원된 일본 특허 출원 제 2012-063759호에 대한 우선권을 주장하며, 상기 특허 출원들은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.

Claims (5)

  1. 지지체,
    상기 지지체상에 제공되고 전하 발생 물질을 포함하는 전하 발생층, 및
    상기 전하 발생층상에 제공되고 전자사진 감광 부재의 표면층인 전하 수송층을 포함하며,
    상기 전하 수송층은 성분 α를 포함하는 도메인, 및 성분 β와 전하 수송 물질을 포함하는 매트릭스를 갖는 매트릭스-도메인 구조를 갖고;
    상기 성분 α는 하기 화학식 A로 표시되는 반복 구조 단위, 하기 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위 및 하기 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지 A이고,
    상기 폴리카보네이트 수지 A 중의 실록산 모이어티의 함량은 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 5 질량% 이상 40 질량% 이하이며, 화학식 B로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 10 질량% 이상 30 질량% 이하이고, 화학식 C로 표시되는 반복 구조 단위의 함량은 폴리카보네이트 수지 A의 총 질량에 대하여 25 질량% 이상 85 질량% 미만이며,
    성분 β는 하기 화학식 D로 표시되는 반복 구조 단위를 갖는 폴리카보네이트 수지 D인, 전자사진 감광 부재:
    [화학식 A]
    Figure 112013100026366-pct00055

    화학식 A에서, "n"은 괄호안의 구조의 반복 수를 나타내고; 폴리카보네이트 수지 A에서 "n"의 평균은 20 내지 60 범위이다.
    [화학식 B]
    Figure 112013100026366-pct00056

    화학식 B에서, Y는 산소 원자 또는 황 원자를 나타내고; R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
    [화학식 C]
    Figure 112013100026366-pct00057

    [화학식 D]
    Figure 112013100026366-pct00058
  2. 제1항에 있어서, 상기 전하 수송층중의 실록산 모이어티의 함량이 전하 수송층중의 전체 수지의 총 질량에 대하여 1 질량% 이상 20 질량% 이하인 전자사진 감광 부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 전자사진 감광 부재; 및
    대전 디바이스, 현상 디바이스, 전사 디바이스, 및 클리닝 디바이스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 디바이스를 일체로 지지하는, 전자사진 장치의 본체에 탈착가능하게 부착될 수 있는 프로세스 카트리지.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 전자사진 감광 부재; 대전 디바이스; 노광 디바이스; 현상 디바이스; 및 전사 디바이스를 포함하는 전자사진 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 기재된 전자사진 감광 부재의 제조 방법으로서,
    상기 전하 발생층상에 전하 수송층 도포액을 도포함으로써 상기 전하 수송층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 전하 수송층 도포액은 상기 성분 α, 상기 성분 β, 및 상기 전하 수송 물질을 포함하는 전자사진 감광 부재의 제조 방법.
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