KR101686074B1

KR101686074B1 - 전자사진 감광체, 그 제조방법 및 전자사진 장치

Info

Publication number: KR101686074B1
Application number: KR1020117012600A
Authority: KR
Inventors: 카즈키 네바시; 요이치 나카무라; 이쿠오 타카키; 세이조 기타가와; 신지로 스즈키
Original assignee: 후지 덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2016-12-13
Also published as: TWI452448B; US20120034556A1; JPWO2010064585A1; WO2010064585A1; US8735031B2; CN102232202B; JP5077441B2; CN102232202A; TW201037469A; KR20110091527A

Abstract

본 발명은, 저온저습 하에서 고온고습에 이르는 모든 환경에 대하여 안정적인 전위특성과, 프린트 결함을 쉽게 발생시키지 않는 동시에, 또한 다종다양한 사용방법이나 조작환경 중에서도 전사 회복성과 강광피로 회복성이 양립되는 하부코팅층을 구비하고, 결과적으로 화상결함이나 농도차가 발생하기 어려운 양호한 화상을 프린팅할 수 있는 전자사진 감광체, 그 제조방법 및 상기 전자사진 감광체를 탑재하는 전자사진 장치를 제공한다. 도전성 기체(1) 상에 하부코팅층(2) 및 감광층(3)이 순차 적층되어 이루어지며, 하부코팅층(2)이 유기화합물로 표면처리된 금속산화물 미립자와, 디카르복시산, 디올, 트리올 및 디아민을 필수구성 모노머로 하여 합성된 공중합 수지를 포함하는 전자사진 감광체(7), 그 제조방법 및 전자사진 감광체(7)를 탑재하는 전자사진 장치이다.

Description

전자사진 감광체, 그 제조방법 및 전자사진 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTORECEPTOR, PROCESS FOR PRODUCING THE ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTORECEPTOR, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC DEVICE}

본 발명은, 전자사진 방식의 프린터, 복사기, 팩시밀리 등의 전자사진 장치에 이용되는, 유기재료를 포함하는 감광층을 가지는 적층형 및 단층형의 전자사진 감광체(이하 감광체라고도 칭함), 그 제조방법 및 상기 감광체를 탑재한 전자사진 장치에 관한 것이다.

전자사진 감광체에는, 암소(暗所)에서 표면 전하를 유지하는 기능, 광을 수용하여 전하를 발생하는 기능, 마찬가지로 광을 수용하여 전하를 수송하는 기능이 요구된다. 이러한 전자사진 감광체로서는, 주로 전하발생에 기여하는 층과 암소에서의 표면 전하의 유지 및 광 수용시의 전하수송에 기여하는 층으로 기능을 분리한 층을 적층하는, 소위 적층형 감광체와, 하나의 층으로 이들의 기능을 겸비한, 소위 단층형 감광체가 있다.

이들의 전자사진 감광체를 이용한 전자사진법에 의한 화상형성에는, 예컨대, 칼손법(Carlson's process)이 적용된다. 이 방식에서의 화상형성은, 암소에서의 감광체로의 대전, 대전된 감광체 표면상으로의 원고의 문자나 그림 등에 대응한 노광에 의한 정전 잠상(electrostatic latent image)의 형성, 형성된 정전 잠상의 토너에 의한 현상, 현상된 토너 상(toner image)의 종이 등의 지지체로의 전사 및 정착(transfer and fixation)에 의해 행하여진다. 토너 상 전사 후의 감광체는, 잔류 토너의 제거, 제전(除電, charge elimination) 등을 행한 후에 재사용에 제공된다.

상술한 전자사진 감광체로서는, 셀레늄(selenium), 셀레늄 합금, 산화아연 혹은 황화카드뮴(cadmium sulfide) 등의 무기 광도전성 재료를 이용한 것이 있다. 최근, 무기계 광도전성 재료에 비해 열안정성, 성막성(film-forming properties) 등에 있어서 이점이 있는 유기 광도전성 재료를, 수지 결착제(resin binder) 중에 분산시킨 유기계 감광체가 실용화되어, 주류가 되고 있다. 이러한 유기 광도전성 재료로서는, 폴리-N-비닐카르바졸(vinylcarbazole), 9,10-안트라센디올폴리에스테르(anthracenediol polyester), 피라졸린(pyrazoline), 히드라존, 스틸벤(stilbene), 부타디엔, 벤지딘, 프탈로시아닌 또는 비스아조(bisazo) 화합물 등을 들 수 있다.

이들 유기계 감광체에 이용되는 유기재료 중, 전하발생 기능 및 전하수송 기능을 담당하게 되는 유기계 광도전성 재료는 층형성 능력이 작은 저(低)분자재료가 많아, 내구성이 있는 감광층을 형성하는 것이 곤란했다. 그렇지만, 이들 저분자재료를 층형성 능력이 큰 고분자 화합물(수지 바인더)에 일차로 분산 또는 용해(primary dispersion or dissolution)시키고 나서 감광층을 형성함으로써, 고(高)내구성이며 실용적인 막 강도의 감광층을 가지는 유기계 감광체가 제조가능하게 되었다.

최근에는, 감광층으로서 전하발생 재료를 함유하는 전하발생층과 전하수송 재료를 함유하는 전하수송층을 적층한 상술한 기능분리 적층형 감광체가, 그 풍부한 유기계 재료를 배경으로, 감광층의 각 기능에 적합한 재료의 넓은 선택성에 기인해서 큰 설계 자유도를 가지기 때문에 주류로 되고 있다.

그중에서도, 도전성 기판 위에, 광도전성 유기안료를 포함하는 전하발생층을 형성하고, 이 층위에 전하수송 기능을 가지는 화합물을 포함하는 전하수송층을 적층한 음대전형(negatively charged type) 감광체가, 수많이 제품화되어 있다. 통상, 이러한 전하발생층은, 광도전성 유기안료의 증착에 의해 막형성되거나, 또는 수지 바인더 중에 광도전성 유기안료를 분산시킨 도포액으로 침지(浸漬)도포에 의해 막형성되어 있으며, 전하수송층은, 전하수송 기능을 가지는 유기 저분자 화합물을 수지 바인더 중에 분산 또는 용해시킨 도포액으로 침지도포에 의해 형성되어 있다.

또한, 전하발생 재료와 전하수송 재료를 모두 수지 바인더 중에 분산 또는 용해시킨 단층의 감광층을 이용한 양대전형(positively charged type) 감광체도 많이 알려져 있다.

게다가, 전자사진 감광체를 칼손 프로세스 방식의 전자사진 장치에 적용하는 경우에, 이하의 것이 종종 과제가 된다.

(1) 감광층과 도전성 기판 간의 밀착성을 개선하는 것.

(2) 기판표면의 결함이나 요철에 대한 은폐성(concealability)을 높이는 것.

(3) 도전성 기판으로부터의 불필요한 캐리어 주입을 원인으로 하는 프린트 화상(printed image) 상의 흑점 혹은 흰점 등의 결함발생 등을 억제하는 것.

따라서, (1)∼(3) 등의 과제를 해결하기 위해서, 적층형 감광체의 전하발생층 혹은 단층형 감광체의 감광층과 기판 사이에, 하부코팅층을 삽입하는 것이 알려져 있다. 이 하부코팅층으로서는, 통상 고분자 화합물 등의 수지나 양극산화 피막 등이 이용된다.

상술한 하부코팅층을 고분자 화합물 등의 수지로 형성했을 경우, 구성하는 재료로서는, 폴리초산비닐(polyvinyl acetate), 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 열가소성 수지, 혹은 에폭시 수지, 우레탄 수지, 멜라민(melamine) 수지, 페놀 수지 등의 열경화성 수지 등을 사용하는 것이 검토되어, 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1∼5 등).

또한 금속산화물 미립자를 분산시킴으로써, 두꺼운 막으로 하여도 현저하게 감도(感度)저하를 일으키지 않도록 하면서 기판표면의 결함 등의 은폐성을 유지하는 하부코팅층이 공지되어 있다. 또, 유기화합물 처리를 받은 금속산화물 미립자를 분산시킴으로써 전기 특성의 안정성에 효과를 보이는 하부코팅층도 이미 공지이다(예컨대, 특허문헌 6 및 7 등).

또한, 일반적으로, 하부코팅층이 고(高)저항이 되는 저온저습 환경하에서 생기는 메모리 발생 등의 대책, 및 하부코팅층이 저(低)저항이 되는 고온고습 환경하에서 프린트 화상에서의 흑점(black dots) 발생이나 포그 결함(fogging defects) 발생 등의 대책에 착안한 하부코팅층으로서, 지금까지도 여러 가지 고분자 화합물 수지가 검토되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 8에 있어서는, 폴리에스테르 수지에 멜라민류 및 구아나민류(guanamines)를 가교제로서 적용한 혼합물이 개시되어 있다.

게다가, 특허문헌 9에 있어서는, 규정된 구성 비(composition ratio)의 디카르복시산과 디아민을 구성 모노머로서 포함하는 수지를 적용하여, 저온저습 하에서 고온고습에 이르는 모든 환경에 대하여 양호한 화상특성을 얻을 수 있다고 보고되어 있다.

또한, 하부코팅층(중간층)의 개량에 의해 광피로(light-induced fatigue)를 해결하려고 하는 시도도 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 10에는, 하부코팅층에 유기 금속화합물과 커플링제 등을 포함하고, 표면층에 무기 미립자를 포함하는 전자사진 감광체가 개시되어 있다. 또, 특허문헌 11에는, 전하발생 물질로서 아조 안료 및 프탈로시아닌계 안료를 사용하고, 하부코팅층에 산화티탄과 금속산화물을 포함하는 전자사진 감광체가 개시되어 있다. 이들 특허문헌 중에는, 반복 사용에 의한 광피로나, 전(前)노광 피로에 대한 효과에 관한 기재가 있다. 게다가, 특허문헌 12에는, 양호한 화상을 얻는 것을 목적으로 하여, 소수성 실리카 미립자(hydrophobic silica fine particles)를 포함하는 하부코팅층을 구비한 감광체가 개시되어 있다.

[특허문헌 1] 일본 특개소 52-100240호 공보

[특허문헌 2] 일본 특개소 58-106549호 공보

[특허문헌 3] 일본 특개소 54-26738호 공보

[특허문헌 4] 일본 특개소 52-25638호 공보

[특허문헌 5] 일본 특개소 53-89435호 공보

[특허문헌 6] 일본 특공평 2-60177호 공보

[특허문헌 7] 일본 특허 제3139381호 공보

[특허문헌 8] 일본 특개 2002-6524호 공보

[특허문헌 9] 일본 특개 2007-178660호 공보

[특허문헌 10] 일본 특개평 8-262776호 공보

[특허문헌 11] 일본 특개 2001-209201호 공보

[특허문헌 12] 일본 특개평 5-88396호 공보

그렇지만, 특허문헌 1∼12에 기재되어 있는 것과 같은 상술한 재료를 하부코팅층에 이용한 감광체에 있어서는, 온·습도변화에 의해 하부코팅층의 저항이 변화된다. 그 때문에 근래의 높은 화상품질이 요구되는 전자사진 장치에 탑재했을 경우, 저온저습 하에서 고온고습에 이르는 모든 환경에 대하여 안정적인 전위특성이나 화질을 충분히 양립시키는 것이 곤란하게 되는 경향이 있었다.

또한, 최근에 있어서의 컬러 프린터의 발전, 보급율 향상에 따라, 프린팅 속도의 고속화나 장치의 소형화·부품수 감소화가 진행하고 있어, 다양한 사용 환경에 대한 대응도 요구되고 있다. 컬러 프린터에서는, 토너의 색중첩(color overlap) 전사나 전사벨트(transfer belt)의 채용에 의해 전사전류가 증가하는 경향이 있어, 다양한 사이즈의 용지를 프린팅하는 경우, 용지가 있는 부분과 용지가 없는 부분의 전사 피로 차이가 생겨, 화상농도 차가 조장되는 문제가 있다. 다시 말해, 소(小)사이즈의 용지를 많이 프린팅했을 경우, 용지가 있는 감광체 부분(통지부, paper passing area)에 대하여, 용지가 통과하지 않는 노출된 감광체 부분(비통지부, non-paper passing area)은 전사의 영향을 바로 계속해서 받게 되어, 전사 피로가 커지고 있다. 그 결과, 다음에 대(大)사이즈의 용지를 프린팅했을 경우, 통지부와 비통지부에 전사 피로의 차이로부터, 현상부에 전위차가 생겨, 농도차가 나타나는 문제가 있다. 전사 전류의 증가에 의해 이 경향은 더욱 현저한 것이 되고 있다. 또한, 페이퍼잼(paper jam)이나 캇트리지 교환 등으로 인해 프린터의 커버를 열었을 때, 감광체가 광폭로 방치되는 케이스도 늘어나고 있다. 그 결과, 광폭로부(light-exposed area)와 비광폭로부에서도 농도차가 생겨, 광피로가 현재화하는 문제가 많아지고 있다. 이러한 상황 중, 모노크롬 프린터(monochromatic printers)에 대하여, 특히 컬러 프린터에 있어서 전사 회복성이나 강광피로 회복성이라고 하는 감광체에 대한 신뢰성 요구가 현저하게 높아지고 있다. 이에 대하여, 종래의 감광체에서는 이들의 요구를, 동시에 충분히 만족할 수 없게 되어 있다.

게다가, 특허문헌 8에 있어서는, 수지의 구성 모노머나, 모노머의 구성비를 충분히 규정한 공중합 수지의 적용에 대해서 검토되어 있지 않다. 이 때문에, 고온고습 환경하에서의 전위특성이나 화질에 효과를 보이고 있지만, 저온저습 하에서 고온고습에 이르는 모든 환경에 대하여 안정적인 전위특성에 대한 효과를 기대할 수 있는 것은 아니다.

또한, 특허문헌 9에 있어서는, 강광피로 회복성과 전사 피로 회복성에 대해서는 충분한 검토가 되어 있지 않은 것이 현 상황이다.

또, 특허문헌 10 및 11에 있어서는, 반복 사용에 의한 광피로나, 전(前)노광 피로에 대하여 효과를 기대할 수 있는 기재는 보이지만, 강광피로 회복성과 전사 피로 회복성에 착목하고, 또한 이들의 양립을 검토한 보고는 거의 볼 수 없다. 즉, 지금까지 검토되어 온 하부코팅층을 이용한 감광체는, 전사 피로 회복성이나 광피로 회복성이 그다지 문제가 되지 않는 모노크롬 프린터에서는 실용가능하지만, 이들을 고도의 레벨로 요구하는 컬러 프린터에서는 적용하기 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 이 문제는, 컬러 프린터 중에서도 프린팅 속도가 빠를수록 전사전류가 증가하는 경향이 있기 때문에 현저하게 된다. 특히, 프린팅 속도가 16ppm(A4 세로) 이상에서는 더욱 현저하게 된다.

게다가 또, 특허문헌 12에 있어서는, 소수성 실리카 미립자를 포함하는 하부코팅층을 구비한 감광체가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 12의 단락 [0010]에는, 하부코팅층의 수지로서, 폴리에스테르 아미드 수지의 기재가 있다. 그렇지만, 특허문헌 12에 있어서는, 강광피로 회복성과 전사 피로 회복성에 대해서는 충분한 검토가 이루어져 있지 않다. 특히, 모든 폴리에스테르 아미드 수지로, 강광피로 회복성과 전사 피로 회복성의 효과를 얻을 수 있을지에 대해서는 불분명하게 되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 이상의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 저온저습 하에서 고온고습에 이르는 모든 환경에 있어서 안정한 전위특성과, 프린트 결함(printing defects)을 쉽게 발생시키지 않는 하부코팅층을 구비하는 전자사진 감광체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은, 다종다양한 사용 방법이나 조작 환경 속에서도 전사 회복성과 강광피로 회복성을 양립시키는 하부코팅층을 구비하고, 결과로서 화상결함이나 농도차가 발생하기 어려운 양호한 화상을 프린팅할 수 있는 전자사진 감광체를 제공하는 것이다. 덧붙여 본 발명은, 상기 감광체의 제조방법 및 상기 감광체를 탑재하는 전자사진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 고속 컬러 프린터에의 탑재 성능으로서 충분히 효과를 기대할 수 있는 전자사진 감광체, 그 제조방법 및 상기 감광체를 탑재하는 컬러 프린터를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 유기화합물로 표면처리된 금속미립자와, 특정 원료그룹 혹은 원료로 합성되는 공중합 수지의 필수구성 모노머 및 구성비를 규정한 수지를 조합함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 특히, 다양한 폴리에스테르 아미드 수지 중에서도, 특정 모노머를 필수구성 단위로 한 공중합 수지를 사용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 전자사진 감광체는, 도전성 기체 위에 하부코팅층 및 감광층이 순차 적층되어 이루어지고, 상기 하부코팅층이, 유기화합물로 표면처리된 금속산화물 미립자와, 디카르복시산, 디올, 트리올, 및 디아민을 필수구성 모노머로 하여 합성된 공중합 수지를 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 전자사진 감광체는, 상기 디카르복시산의 공중합 비를 a(mol%), 상기 디올의 공중합 비를 b(mol%), 상기 트리올의 공중합 비를 c(mol%) 및 상기 디아민의 공중합 비를 d(mol%)라고 했을 때, a, b, c 및 d가 하기 식(1),

-10<a-(b+c+d)<10 (1)

을 만족시키는 것이 바람직하다.

게다가, 본 발명의 전자사진 감광체는, 상기 디카르복시산이, 방향족 디카르복시산 및 지방족 디카르복시산의 적어도 일방을 포함하고, 상기 방향족 디카르복시산의 공중합 비를 a1(mol%), 상기 지방족 디카르복시산의 공중합 비를 a2(mol%)라고 했을 때, 상기 식(1)에 있어서의 a가 a1+a2의 관계에 있는 것이 바람직하다.

게다가 또, 본 발명에 있어서, 상기 a1이 23∼39, 상기 a2가 11∼27, 상기 b가 21∼37, 상기 c가 6∼22, 상기 d가 0.01∼15의 범위를 각각 충족시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부코팅층 중, 상기 방향족 디카르복시산을 이소프탈산으로 하거나 혹은 상기 지방족 디카르복시산을 아디핀산으로 하는 것이 바람직하다. 게다가, 상기 방향족 디카르복시산을 이소프탈산으로 하고 또한 상기 지방족 디카르복시산을 아디핀산으로 하는 것도 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 디올을 네오펜틸글리콜(neopentyl glycol)로 하는 것이 바람직하다.

게다가 또, 본 발명에 있어서, 상기 트리올을 트리메티롤프로판(trimethylolpropane)으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 디아민을 벤조구아나민(benzoguanamine)으로 하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 하부코팅층으로서, 상기 디카르복시산을 이소프탈산 및/또는 아디핀산으로 하고, 상기 디올을 네오펜틸글리콜로 하며, 상기 트리올을 트리메티롤프로판으로 하고, 상기 디아민을 벤조구아나민으로 하여 합성된 공중합 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

게다가, 본 발명에 있어서, 상기 금속산화물 미립자가, 산화티탄, 산화주석, 산화아연 및 산화구리로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 상기 금속산화물 미립자가, 실록산 화합물, 알콕시실란 화합물 및 실란 커플링제로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유기화합물로 표면처리되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 하부코팅층에 멜라민 수지를 포함하는 것이 바람직하다.

게다가 또, 본 발명에 있어서, 상기 감광층에, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 염화비닐 수지, 초산비닐 수지, 페녹시 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리설폰 수지, 디알릴프탈레이트(diallyl phthalate) 수지 및 메타크릴산에스테르 수지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 바인더를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전자사진 감광체의 제조방법은, 상기 전자사진 감광체를 제조하는 방법으로서, 유기화합물로 표면처리된 금속산화물 미립자와, 디카르복시산, 디올, 트리올 및 디아민을 필수구성 모노머로 하여 합성된 공중합 수지를 포함하는 하부코팅층용 도포액을 준비하는 공정과, 도전성 기체 위에 상기 도포액을 도포해서 하부코팅층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 전자사진 장치는, 상기 전자사진 감광체를 탑재하는 것이다.

또한, 본 발명의 탠덤 컬러 전자사진 장치(tandem color electrophotographic device)는, 상기 전자사진 감광체를 탑재하는 것이다.

본 발명에 따르면, 저온저습 하에서 고온고습에 이르는 모든 환경에 있어서 안정한 전위특성과, 프린트 결함을 쉽게 발생시키기 않는 하부코팅층을 구비하는 전자사진 감광체를 제공할 수 있다. 게다가, 다종다양한 사용 방법이나 조작 환경 중에서도 전사 회복성과 강광피로 회복성을 양립시키는 하부코팅층을 구비하고, 결과로서 화상결함이나 농도차가 발생하기 어려운 양호한 화상을 프린팅할 수 있는 전자사진 감광체를 제공할 수 있다. 덧붙여, 상기 감광체의 제조방법 및 상기 감광체를 탑재하는 전자사진 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 음대전 기능분리 적층형 전자사진 감광체의 구성예를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 관한 전자사진 장치의 개략 구성도이다.
도 3은, 수지의 IR 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 4는, 수지의 H¹-NMR 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 5는, 전자사진 감광체의 평가에 이용한 시뮬레이터의 개략도이다.

이하, 본 발명에 관한 전자사진 감광체의 구체적인 실시예에 대해서, 도면을 사용해서 상세하게 설명한다. 본 발명은 이하에 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니다.

전자사진 감광체는, 음대전 적층형 감광체와 양대전 단층형 감광체의 양방이 있지만, 여기서는 일예로서 도 1에 음대전 적층형 전자사진 감광체의 모식적 단면도를 나타낸다. 도시하는 바와 같이, 본 발명의 전자사진 감광체(7)가, 음대전 적층형 감광체일 경우에는, 도전성 기체(electroconductive substrate, 1) 위에, 하부코팅층(2)과, 전하발생 기능을 구비한 전하발생층(4) 및 전하수송 기능을 갖춘 전하수송층(5)으로 이루어지는 감광층(3)이 순차 적층되어 있다. 한편, 어떠한 타입의 감광체(7)에 있어서도, 감광층(3) 위에 표면보호층(6)을 더 설치해도 좋다.

도전성 기체(1)는, 감광체(7)의 하나의 전극으로서의 역할과 동시에 감광체(7)를 구성하는 각층의 지지체이다. 그 형상은, 원통형상, 판형상, 필름형상 등 어느 것이라도 좋고, 그 재질은, 알루미늄, 스테인레스 강(鋼), 니켈 등의 금속류, 혹은 유리, 수지 등의 표면에 전기 전도(導電) 처리를 실시한 것 중 어느 것이라도 좋다.

하부코팅층(2)은, 공중합 수지를 주성분으로 하는 층으로 이루어지고, 도전성 기체(1)로부터 감광층(3)의 전하의 주입성을 제어하기 위해서, 또는 도전성 기체(1)의 표면의 결함의 피복, 감광층(3)과 베이스(undercoat)와의 접착성의 향상 등의 목적으로 설치된다. 하부코팅층(2)에 대해서 이후에 상세하게 기술한다.

전하발생층(4)은, 상술한 바와 같이 전하발생 재료의 입자를 수지 바인더 중에 분산시킨 도포액을 도포하는 등의 방법에 의해 형성되며, 광을 수용해서 전하를 발생한다. 또한, 그 전하발생 효율이 높음과 동시에 발생한 전하의 전하수송층(5)으로의 주입성이 중요하며, 전장 의존성(electric field dependency)이 적어 낮은 전장에서도 주입이 좋은 것이 바람직하다. 전하발생 물질로서는, X형 무금속프탈로시아닌, τ형 무금속프탈로시아닌, α형 티타닐프탈로시아닌(titanyl phthalocyanine), β형 티타닐프탈로시아닌, Y형 티타닐프탈로시아닌, γ형 티타닐프탈로시아닌, 아몰퍼스형 티타닐프탈로시아닌, ε형 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 각종 아조 안료, 안탄트론(anthanthrone)안료, 티아피릴륨(thiapyrylium) 안료, 페릴렌 안료, 페리논(perinone) 안료, 스쿠아릴륨(squarylium) 안료, 퀴나크리돈 안료 등이 단독으로, 또는 적절하게 조합하여 이용되어, 화상형성에 사용되는 노광 광원의 광파장 영역에 따라서 적합한 물질을 선택할 수 있다.

전하발생층(4)은 전하발생 기능을 가지면 되므로, 그 막두께는 전하발생 물질의 광 흡수계수에 의해 결정되고, 일반적으로는 1μm이하이며, 바람직하게는 0.5μm 이하이다. 전하발생층(4)은 전하발생 재료를 주체로 하여 이것에 전하수송성 재료 등을 첨가해서 사용하는 것도 가능하다. 수지 바인더로서는, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 염화비닐 수지, 초산비닐 수지, 페녹시 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리설폰 수지, 디알릴프탈레이트(diallyl phthalate) 수지, 메타크릴산에스테르 수지의 중합체(polymers) 및 공중합체(copolymers) 등을 적당히 조합하여 사용하는 것이 가능하다.

전하수송층(5)은, 주로 전하수송 재료와 수지 바인더에 의해 구성되며, 사용되는 전하수송 재료로서는, 각종 히드라존(hydrazone) 화합물, 스티릴 화합물, 디아민 화합물, 부타디엔 화합물, 인돌(indole) 화합물 등이 단독으로, 혹은 적당히 조합하여 혼합해서 이용되며, 수지 바인더로서는, 비스페놀 A형, 비스페놀 Z형, 비스페놀 A형-비페닐 공중합체(bisphenol A type biphenyl copolymers) 등의 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리페닐렌 수지 등이 각각 단독으로, 혹은 적당히 조합하여 혼합해서 이용된다. 이러한 화합물의 사용량은, 수지 바인더 100질량부(parts by mass)에 대하여, 전하수송 재료 2∼50질량부, 바람직하게는 3∼30질량부이다. 전하수송층의 막두께로서는, 실용상 유효한 표면전위를 유지하기 위해서는 3∼50μm의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15∼40μm이다.

하부코팅층(2), 전하발생층(4), 전하수송층(5)에는 감도(感度)의 향상, 잔류 전위의 감소, 혹은 내(耐)환경성이나 유해한 광에 대한 안정성의 향상, 내마찰성을 포함한 고(高)내구성의 향상 등을 목적으로 하여, 각종 첨가제가 필요에 따라서 이용된다. 첨가제로서는, 무수호박산(succinic anhydride), 무수말레인산(maleic anhydride), 디브롬무수호박산(dibromosuccinic anhydride), 무수피로멜리트산(pyromellitic anhydride), 피로멜리트산(pyromellitic acid), 트리멜리트산(trimellitic acid,), 무수트리멜리트산(trimellitic anhydride), 프탈이미드(phthalimide), 4-니트로프탈이미드(4-nitrophthalimide), 테트라시아노에틸렌(tetracyanoethylene), 테트라시아노퀴노디메탄(tetracyanoquinodimethane), 클로라닐(chloranil), 브로마닐(bromanil), o-니트로안식향산(o-nitrobenzoic acid), 트리니트로플루오레논(trinitrofluorenone) 등의 화합물을 사용할 수 있다. 또한 산화방지제, 광안정제(photostabilizer) 등을 더 첨가할 수도 있다. 이러한 목적으로 이용되는 화합물로서는, 토코페롤 등의 크로말 유도체(chromal derivatives) 및 에테르 화합물, 에스테르 화합물, 폴리아릴알칸(polyarylalkane) 화합물, 하이드로퀴논 유도체, 디에테르(diether) 화합물, 벤조페논 유도체, 벤조트리아졸 유도체, 티오에테르(thioether) 화합물, 페닐렌디아민(phenylenediamine) 유도체, 포스폰산에스테르(phosphonic acid esters), 아인산(phosphorous acid)에스테르, 페놀 화합물, 힌더드페놀(hindered phenol) 화합물, 직쇄아민(linear amine) 화합물, 환상아민(cyclic amine) 화합물, 힌더드아민(hindered amine) 화합물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것이 아니다.

게다가, 감광층(3) 중에는, 형성한 막의 레벨링성(leveling property)의 향상이나, 더욱이 윤활성(lubricity) 부여를 목적으로 하여, 실리콘 오일이나 불소계 (fluorine-based) 오일 등의 레벨링제를 함유시킬 수도 있다.

또한, 감광층(3)표면에, 내환경성이나 기계적 강도를 보다 향상시킬 목적으로, 필요에 따라서 표면보호층(6)을 더 설치해도 좋다. 표면보호층(6)은, 기계적 스트레스에 대한 내구성 및 내환경성이 뛰어난 재료로 구성되어, 전하발생층(4)이 감응하는 광을 가능한 한 낮은 손실로 투과시키는 성능을 가지고 있는 것이 요구된다.

표면보호층(6)은 수지 바인더를 주성분으로 하는 층이나, 아몰퍼스 카본 등의 무기박막으로 이루어진다. 또한, 수지 바인더 중에는, 도전성의 향상이나, 마찰 계수의 저감, 윤활성의 부여 등을 목적으로 하여, 산화규소(실리카, silica), 산화티탄, 산화아연, 산화칼슘, 산화알루미늄(알루미나, alumina) 산화지르코늄 등의 금속산화물, 황산 바륨(barium sulfate), 황산 칼슘 등의 금속황화물, 질화 규소, 질화 알루미늄 등의 금속질화물, 금속산화물의 미립자, 또는 4불화 에틸렌(tetrafluoroethylene) 수지 등의 불소계 수지, 불소계 빗형 그래프트 중합 수지(fluorine-based comb-like graft polymer resin) 등의 입자를 함유시켜도 좋다. 표면보호층(6)에는, 전하수송성을 부여할 목적으로, 상기 감광층(3)에 이용되는 전하수송 물질, 전자수용 물질을 함유시키거나, 형성한 막의 레벨링성의 향상이나 윤활성의 부여를 목적으로 하여, 실리콘 오일이나 불소계 오일 등의 레벨링제를 함유시킬 수도 있다. 한편, 표면보호층(6) 자체의 막두께는, 상기 표면보호층(6)의 배합 조성에도 의존하지만, 반복하여 연속 사용했을 때의 잔류 전위가 증대하는 등의 악영향이 나오지 않는 범위에서 임의로 설정할 수 있다.

본 발명의 전자사진 감광체(7)는, 각종 머신 프로세스(machine processes)에 적용함으로써 기대하는 효과를 얻을 수 있다. 구체적으로는, 롤러나, 브러시를 이용한 접촉 대전 방식, 코로트론(corotron), 스코로트론(scorotron) 등을 이용한 비접촉 대전 방식 등의 대전 프로세스, 그리고 비자성 1 성분(non-magnetic one-component), 자성 1 성분, 2 성분 등의 현상 방식을 이용한 접촉 현상 및 비접촉 현상 방식 등의 현상 프로세스(development processes)에 있어서도 충분한 효과를 얻을 수 있다.

일예로서, 도 2에 본 발명에 관한 전자사진 장치의 개략 구성도를 나타낸다. 본 발명의 전자사진 장치(60)는, 도전성 기체(1)와 그 외주면 위에 피복된 하부코팅층(2), 감광층(3)을 포함하는, 본 발명의 전자사진 감광체(7)를 탑재한다. 또한, 이 전자사진 장치(60)는, 감광체(7)의 외주 가장자리부에 배치된, 롤러 대전부재(21)와, 이 롤러 대전부재(21)에 인가전압을 공급하는 고압전원(22)과, 상노광부재(image exposure member, 23)와, 현상 롤러(241)를 구비한 현상기(24)와, 급지 롤러(251) 및 급지 가이드(252)를 구비한 급지 부재(25)와, 전사 대전기(transfer charger)(직접 대전형)(26)와, 클리닝 블레이드(cleaning blade, 271)를 구비한 클리닝 장치(27)와, 제전부재(charge eliminating member, 28)로 구성된다. 한편, 본 발명의 전자사진 장치(60)는, 본 발명의 전자사진 감광체(7) 이외의 구성은 한정되지 않고, 기지의 전자사진 장치, 특히는 탠덤 컬러 전자사진 장치로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 하부코팅층(2)이 유기화합물로 표면처리된 금속산화물 미립자와, 디카르복시산, 디올, 트리올 및 디아민을 구성 모노머로 하여 합성된 공중합 수지를 포함하는 것이 필요하다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는, 디카르복시산의 공중합 비를 a(mol%), 디올의 공중합 비를 b(mol%), 트리올의 공중합 비를 c(mol%) 및 디아민의 공중합 비를 d(mol%)라고 했을 때, a, b, c 및 d가 하기 식(1),

-10<a-(b+c+d)<10 (1)

을 만족시키는 것이다. 또한, a+b+c+d는, 전체 구성 모노머에 대하여, 61.01 ∼100mol%의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90∼100mol%이다.

또한, 본 발명에 있어서, 디카르복시산이 방향족 디카르복시산 및 지방족 디카르복시산의 어느 일방 또는 양방을 포함하는 것이, 보다 바람직하다. 여기서, 방향족 디카르복시산의 공중합 비를 a1(mol%), 지방족 디카르복시산의 공중합 비를 a2(mol%)라고 했을 때, 상기 식(1)에 있어서의 a가 a1+a2의 관계에 있다. 또, 방향족 디카르복시산 및 지방족 디카르복시산을 포함할 경우, a1+a2+b+c+d는, 전체 구성 모노머에 대하여, 61.01 ∼100mol%의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 90∼100mol%이다.

게다가 또, 본 발명에 있어서, a1이 23∼39, a2가 11∼27, b가 21∼37, c가 6∼22, d가 0.01∼15의 범위를 각각 만족시키는 것이, 보다 더 바람직하다. 이들의 범위에 있어서는, 용제에 대한 용해성이 양호하게 되어 사용 용제의 선택지(選擇肢)가 넓어지거나 분산 안정성에 우위 차가 나타난다. 또한, a1이 27∼34, a2가 15∼23, b가 25∼33, c가 10∼18, d가 4∼11의 범위를 각각 충족시키는 것이, 특히 바람직하다. 이 범위에 있어서는, 막두께 균일성이나 도포막(塗膜) 외관이 더욱 양호하게 된다.

또한, 하부코팅층(2)에 이용되는 수지로서는, 아크릴수지, 초산비닐 수지, 폴리비닐포르말(polyvinyl formal) 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 멜라민(melamine) 수지, 폴리부티랄 수지, 폴리비닐아세탈(polyvinyl acetal) 수지, 비닐페놀(vinylphenol) 수지 등을 들 수 있고, 이들 수지는 단독, 혹은 적당히 조합하여 혼합해서 이용할 수 있다. 이 중에서도 멜라민 수지와의 조합이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 디카르복시산은, 특히 한정되지 않지만, 상술한 바와 같이 방향족 디카르복시산 및 지방족 디카르복시산을 포함하는 것으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 방향족 디카르복시산으로서는 이소프탈산을 들 수 있고, 지방족 디카르복시산으로서는 아디핀산을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 디올은, 특히 한정되지 않지만, 예컨대 네오펜틸글리콜을 들 수 있다.

더욱이, 본 발명에 있어서, 트리올은, 특히 한정되지 않지만, 예컨대, 트리메티롤프로판을 들 수 있다.

게다가 또, 본 발명에 있어서, 디아민은, 특히 한정되지 않지만, 예컨대 벤조구아나민을 들 수 있다.

또한, 본 발명으로 있어서, 금속산화물 미립자는 산화티탄, 산화주석, 산화아연, 산화구리 등을 이용하는 것이 가능하며, 이들은, 실록산 화합물, 알콕시실란 화합물, 실란 커플링제 등의 유기화합물로 표면처리된 것이어도 좋다.

본 발명의 전자사진 감광체(7)의 제조방법은, 유기화합물로 표면처리된 금속산화물 미립자와, 디카르복시산, 디올, 트리올 및 디아민을 필수구성 모노머로 하여 합성된 공중합 수지를 포함하는 하부코팅층용 도포액을 준비하는 공정과, 도전성 기체(1) 위에 상기 도포액을 도포해서 하부코팅층(2)을 형성하는 공정을 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 도포액으로 침지(浸漬) 도포에 의해 막을 형성한 하부코팅층(2)을 도전성 기체(1) 위에 형성하고, 그 위에 수지 바인더 중에 상술한 전하발생 재료를 분산시킨 도포액으로 침지 도포에 의해 전하발생층(4)을 형성하고, 또한 상술한 전하수송 재료를 수지 바인더 중에 분산 또는 용해시킨 도포액으로 침지 도포에 의해 형성한 전하수송층(5)을 적층하여 음대전형 감광체(7)를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법에 있어서의 도포액은, 침지도포법 또는 분무도포법 등의 다양한 도포방법에 적용하는 것이 가능한 것으로, 어느 하나의 도포방법에 한정되지 않고 적용할 수 있는 것이다.

실시예

이하, 본 발명에 대해서 실시예에 근거해서 설명하지만, 본 발명의 실시 형태는 이하의 예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

(공중합 수지의 조정)

이소프탈산 31mol%, 아디핀산 19mol%, 네오펜틸글리콜 29mol%, 트리메티롤프로판 14mol%, 벤조구아나민 7mol%를 전체량이 150g이 되도록 300mL 4구 플라스크(four-necked flask)에 혼합했다. 반응계 내로 질소를 흘려보내면서 130℃로 올렸다. 1시간 유지한 후, 200℃까지 승온(昇溫)시키며 반응을 더 행하고 중합시켜 수지를 얻었다. 얻어진 수지의 IR스펙트럼을 도 3에 나타낸다. 또한, 얻어진 수지의 H¹-NMR스펙트럼을 도 4에 나타낸다.

(하부코팅층)

얻어진 수지와 멜라민 수지(미츠이화학 주식회사제(manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) Uvan2021 수지액)의 혼합 비율이 4:1이 되도록 한 총 수지액 100질량부를, 메틸에틸케톤 2000질량부로 이루어지는 용매에 용해시켰다. 이 용액에, 금속산화물 미립자인 테이카 주식회사제(manufactured by Tayca Corporation) 미립자 산화티탄(JMT150)의 알콕시실란 처리품 400질량부를 첨가하고, 슬러리(slurry)를 제작했다. 이 슬러리를, 비즈 지름 0.3mm의 지르코니아 비즈(zirconia beads)를 베셀 용량(vessel volume)에 대하여 70v/v%의 부피충전율(volume packing ratio)로 충전한 디스크 타입의 비즈 밀(beads mill)을 이용하여, 처리액 유량 400mL/mim, 디스크 주속(disk peripheral speed) 3m/s로 20 패스분(passes) 처리를 행하여, 하부코팅층 도포액으로 했다.

제작한 하부코팅층 도포액을 이용하여, 침지 도포에 의해 원통형상 Al 기체(도전성 기체)(1) 위에 하부코팅층(2)을 성막(成膜)하였다. 건조 온도 135℃, 건조 시간 10min의 조건으로 건조함으로써 얻어진 하부코팅층(2)의 건조 후 막두께는 3μm이었다.

(전하발생층)

다음으로, 수지로서 염화비닐계 공중합 수지(니혼제온 주식회사제(manufactured by Zeon Corporation, Japan) MR110) 1질량부를 디클로로메탄 98질량부에 용해하고, 이것에 전하발생 재료로서 α형 티타닐프탈로시아닌(일본 특개소 61-217050호 공보 또는 미국 특허 제47285592호에 기재) 2질량부를 첨가한 슬러리를 준비했다. 이 슬러리 5L를, 비즈 지름 0.4mm의 지르코니아 비즈를 베셀 용량에 대하여 85v/v%의 부피충전율로 충전한 디스크 타입의 비즈 밀을 이용하여, 처리액 유량 300mL/mim, 디스크 주속 3m/s로 10 패스분 처리를 행하고, 전하발생층 도포액을 제작했다.

얻어진 전하발생층 도포액을 이용하여, 상기 하부코팅층(2)을 도포한 도전성 기체(1)에 전하발생층(4)을 성막했다. 건조 온도 80℃, 건조 시간 30min의 조건으로 건조함으로써 얻어진 전하발생층(4)의 건조 후 막두께는 0.1∼0.5μm이었다.

(전하수송층)

다음으로, 전하수송제로서 하기 구조식(1)로 나타내는 화합물 5질량부, 하기 구조식(2)로 나타내는 화합물 5질량부, 결착 수지(binding resin)로서 비스페놀 Z형 폴리카보네이트 수지(테이진카세이 주식회사제(manufactured by Teijin Kasei, Inc.): TS2050) 10질량부를 디클로로메탄 70질량부에 용해한 전하수송층 도포액을 준비했다. 이 도포액을 전하발생층(4) 위에 침지 도포하고, 온도 90℃로 60min 건조하여 25μm의 전하수송층(5)을 형성했다. 이와 같이 하여, 전자사진 감광체(7)를 제작했다.

[실시예 2]

이소프탈산 28mol%, 아디핀산 20.5mol%, 네오펜틸글리콜 32mol%, 트리메티롤프로판 15.5mol%, 벤조구아나민 4mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체(7)를 제작했다.

[실시예 3]

이소프탈산 32mol%, 아디핀산 20mol%, 네오펜틸글리콜 27.9mol%, 트리메티롤프로판 19.1mol%, 벤조구아나민 1mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체(7)를 제작했다.

[실시예 4]

이소프탈산 23mol%, 아디핀산 24.6mol%, 네오펜틸글리콜 36mol%, 트리메티롤프로판 14mol%, 벤조구아나민 2.4mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체(7)를 제작했다.

[실시예 5]

이소프탈산 34mol%, 아디핀산 20.6mol%, 네오펜틸글리콜 26mol%, 트리메티롤프로판 15.7mol%, 벤조구아나민 3.7mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체(7)를 제작했다.

[실시예 6]

이소프탈산 25mol%, 아디핀산 20.5mol%, 네오펜틸글리콜 36mol%, 트리메티롤프로판 15mol%, 벤조구아나민 3.5mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체(7)를 제작했다.

[실시예 7]

이소프탈산 30mol%, 아디핀산 25.5mol%, 네오펜틸글리콜 30mol%, 트리메티롤프로판 10.5mol%, 벤조구아나민 4mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체(7)를 제작했다.

[실시예 8]

이소프탈산 26.5mol%, 아디핀산 17mol%, 네오펜틸글리콜 35mol%, 트리메티롤프로판 17.5mol%, 벤조구아나민 4mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체(7)를 제작했다.

[비교예 1]

이소프탈산 26mol%, 아디핀산 20mol%, 트리메티롤프로판 51.3mol%, 벤조구아나민 2.7mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체를 제작했다.

[비교예 2]

이소프탈산 26mol%, 아디핀산 20mol%, 네오펜틸글리콜 51.3mol%, 벤조구아나민 2.7mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체를 제작했다.

[비교예 3]

이소프탈산 28mol%, 아디핀산 20.5mol%, 네오펜틸글리콜 36mol%, 트리메티롤프로판 15.5mol%를 혼합, 가열 중합하여 수지를 얻었다. 얻어진 수지를 실시예 1과 같이 사용해서 하부코팅층 도포액을 제작하고, 감광체를 제작했다.

[실시예 9∼16]

실시예 1에 기재된 전하수송제를, 하기 구조식(3)으로 나타내는 화합물 10질량부로 대체한 것 이외는 실시예 1∼8과 같이 해서 감광체(7)를 제작했다.

[비교예 4∼6]

실시예 1에 기재된 전하수송제를, 상기 구조식(3)으로 나타내는 화합물 10질량부로 대체한 것 이외는 비교예 1∼3과 같이 해서 감광체를 제작했다.

[실시예 17∼24]

실시예 1에 기재된 전하발생층 도포액 중의 수지를, 폴리비닐부티랄 수지(세키스이화학공업 주식회사제(manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) 에스레크(S-LEC)B BX-1)로 대체한 것 이외는 실시예 1∼8과 같이 해서 감광체(7)를 제작했다.

[비교예 7∼9]

실시예 1에 기재된 전하발생층 도포액 중의 수지를, 폴리비닐부티랄 수지(세키스이화학공업 주식회사제 에스레크(S-LEC)B BX-1)로 대체한 것 이외는 비교예 1∼3과 같이 해서 감광체를 제작했다.

[실시예 25∼32]

실시예 1에 기재된 전하수송제를, 상기 구조식(3)으로 나타내는 화합물을 10질량부로 대체하고, 실시예 1에 기재된 전하발생층 도포액 중의 수지를, 폴리비닐부티랄 수지(세키스이화학공업 주식회사제 에스레크(S-LEC)B BX-1)로 대체한 것 이외는 실시예 1∼8과 같이 해서 감광체(7)를 제작했다.

[비교예 10∼12]

실시예 1에 기재된 전하수송제를, 상기 구조식(3)으로 나타내는 화합물을 10질량부로 대체하고, 실시예 1에 기재된 전하발생층 도포액 중의 수지를, 폴리비닐부티랄 수지(세키스이화학공업 주식회사제 에스레크(S-LEC)B BX-1)로 대체한 것 이외는 비교예 1∼3과 같이 해서 감광체를 제작했다.

실시예 1∼32 및 비교예 1∼12에서 얻어진 감광체를 시판의 탠덤 컬러 프린터(tandem color printer)(C5800, 26ppm A4세로(vertical), 주식회사 오키데이타제(manufactured by Oki Data Corporation))에 장착하고, 하기 환경하에서 완전한 백색(white solid images) 3장, 완전한 흑색(black solid images) 3장을 프린트한 후, 노광 후 전위 및 화상 품질을 평가했다.

LL 환경 : 10℃ 15% RH

NN 환경 : 25℃ 50% RH

HH 환경 : 35℃ 85% RH

전위평가는, 각 환경하에서의 노광 후 전위변동량(LL 환경에서의 노광 후 전위와 HH 환경에서의 노광 후 전위의 차)에 의해 양부(良否)를 판정하고, 화상 데이타의 평가에 대해서는 화상 중의 백색부분에 있어서의 백그라운드포그(background fogging), 흑점의 유무에 따라 양부를 하기 기준으로 판정했다. 결과를 하기 표 1∼4에 나타낸다.

◎: 매우 양호

0: 양호

△: 흑점 있음

× : 백그라운드포그 및 흑점 있음

또한, 전사 피로(fatigue due to transfer) 회복성의 평가에 대해서는, 전사 피로 수단으로서, 젠테크사제(manufactured by Gen-Tech, Inc.) 프로세스 시뮬레이터(CYNTHIA_91)을 사용하고, 전사 피로 회복성을 시판의 탠덤 컬러 프린터(C5800n, 26ppm A4세로, 주식회사 오키데이타제)의 프린트 화상(printed images)으로 평가했다. 시뮬레이터에 대해서는 도 5에 나타내는 전자사진 장치의 배치로, 감광체(7)의 주속 60rpm, 대전 전압 -5kV, 그리드 전압(grid voltage) 650V, 전사전압 +5kV의 설정으로 하며, 상노광부재(23)(노광 광원, 광학 간섭 필터 + 할로겐 램프)를 780nm 단색광 0.4μJ/cm²의 조건으로 조사하여, 드럼 5회전마다 노광 온오프를 전환하는 시퀀스에 의해 5분간(합계 300회전) 반복하여 피로시켰다. 그 다음에, 피로시킨 감광체(7)를 상기 프린터에 장착하고, 피로 직후, 암(暗)순응 1시간 후, 3시간 후에 각각 프린팅한 화상의 피로부, 미(未)피로부의 농도차를 화상농도 측정기(RD918, 맥베스사제(manufactured by Macbeth, Inc.))에 의해 측정하여, 피로 직후로부터의 전사 피로 회복성을 하기 기준으로 판정했다. 결과를 하기 표 3 및 4에 나타낸다.

◎ : 전사 피로 회복성이 매우 양호

0 : 전사 피로 회복성이 양호

△ : 전사 피로 회복성에 다소 문제 있음

× : 전사 피로 회복성에 문제 있음

강광피로(intense light-induced fatigue) 회복성의 평가에 대해서는, 강광피로 수단으로서, 형광등을 이용한 광폭로(光暴露) 방치로 하여, 피로 회복성을 시판의 탠덤 컬러 프린터(C5800n, 26ppm A4세로, 주식회사 오키데이타제)의 프린트 화상에 의해 평가했다. 강광피로 시험은, 중앙부에 20mm×50mm 평방의 창(window)의 절단부(cut out)를 형성한 카본 페이퍼(세로 240mm× 가로 150mm)로 감광체(7)를 덮고, 광량이 1000Lx가 되도록 위치를 조정한 시판의 백색 형광등(히타치제)에 의해, 창을 상부로 한 상태에서 30분간 광폭로 방치시켰다. 다음에 상기 프린터에 장착하여 폭로 직후, 암순응 1시간 후에 하프톤 상(像)으로 프린팅하고, 각각의 광피로부와 미(未)광피로부의 농도차를 화상농도 측정기(RD918, 맥베스사제)에 의해 측정하여, 강광피로 회복성을 하기 기준으로 판정했다. 결과를 하기 표 3 및 4에 나타낸다.

◎ : 강광피로 회복성이 매우 양호

0 : 강광피로 회복성이 양호

△ : 강광피로 회복성에 다소 문제 있음

× : 강광피로 회복성에 문제 있음

표 1∼4에 따르면, 이소프탈산, 아디핀산 등을 포함한 디카르복시산, 네오펜틸글리콜 등을 포함한 디올, 트리메티롤프로판 등을 포함한 트리메티롤, 벤조구아나민 등을 포함한 디아민을 구성 모노머로 했을 경우에 각 환경하에서의 전위특성, 화상특성이 양립되고 또한, 전사 피로 회복성, 강광피로 회복성도 양립되어 있음을 알 수 있다. 보다 더 바람직하게는, 상술한 구성 모노머이고 또한 구성비를 상기 식(1)의 범위 내로 할 경우이며, 각 환경하에서의 노광 후 전위변동량이 30V 이하가 되어 화상특성(포그, 흑점)이 모든 환경하에서 0 이상으로 양호하게 되는 것을 알 수 있다.

또한, 비교예 1∼12에 따르면, 네오펜틸글리콜 등을 포함한 디올, 트리메티롤프로판 등을 포함한 트리올, 벤조구아나민 등을 포함한 디아민 중 어느 하나를 구성 모노머로서 포함하지 않는 경우에는, 어떠한 전하발생층, 전하수송층의 조합에 있어서도 각 환경하에서의 노광 후 전위변동량이 50V이상이 되며, 각 환경하에서의 화상특성에 있어서, 포그, 흑점 등의 결함이 생기고, 또 전사 피로 회복성, 강광피로 회복성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

실시예 1∼32에 의해 전하발생층(4), 전하수송층(5)의 조합에 의존하지 않고, 본 발명의 하부코팅층(2)을 이용하는 것에 따른 효과가 크다는 것을 알 수 있다.

1 도전성 기체
2 하부코팅층
3 감광층
4 전하발생층
5 전하수송층
6 표면보호층
7 전자사진 감광체
21 롤러 대전부재
22 고압전원
23 상노광부재(노광광원)
24 현상기
241 현상 롤러
25 급지 부재(PAPER SUPPLY MEMBER)
251 급지 롤러(PAPER SUPPLY ROLLER)
252 급지 가이드
26 전사 대전기(TRANSFER CHARGER)(직접 대전형)
27 클리닝 장치
271 클리닝 블레이드(CLEANING BLADE)
28 제전(除電, CHARGE ELIMINATION) 부재
60 전자사진 장치

Claims

도전성 기체(基體) 위에 하부코팅층(undercoat layer) 및 감광층이 순차 적층되어 이루어지는 전자 사진 감광체로서,
상기 하부코팅층이, 유기화합물로 표면처리된 금속산화물 미립자와, 디카르복시산(dicarboxylic acid), 디올(diol), 트리올(triol) 및 디아민(diamine)을 필수구성 모노머로 하여 합성된 공중합 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 디카르복시산의 공중합 비를 a(mol%), 상기 디올의 공중합 비를 b(mol%), 상기 트리올의 공중합 비를 c(mol%) 및 상기 디아민의 공중합 비를 d(mol%)라고 했을 때, a, b, c 및 d가 하기 식(1),
-10<a-(b+c+d)<10 (1)
을 충족시키는 전자사진 감광체.
제2항에 있어서,
상기 디카르복시산이, 방향족 디카르복시산 및 지방족 디카르복시산 중 적어도 일방을 포함하고, 상기 방향족 디카르복시산의 공중합 비를 a1(mol%), 상기 지방족 디카르복시산의 공중합 비를 a2(mol%)라고 했을 때, 상기 식(1)에 있어서의 a가 a1+a2의 관계에 있는 전자사진 감광체.
제3항에 있어서,
상기 a1이 23∼39, 상기 a2가 11∼27, 상기 b가 21∼37, 상기 c가 6∼22, 상기 d가 0.01∼15의 범위를 각각 충족시키는 전자사진 감광체.
제3항에 있어서,
상기 방향족 디카르복시산이 이소프탈산(isophthalic acid)이거나, 혹은 상기 지방족 디카르복시산이 아디핀산(adipic acid)인 전자사진 감광체.
제3항에 있어서,
상기 방향족 디카르복시산이 이소프탈산이며, 또한 상기 지방족 디카르복시산이 아디핀산으로 이루어지는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 디올이 네오펜틸글리콜(neopentyl glycol)인 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 트리올이 트리메티롤프로판(trimethylolpropane)인 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 디아민이 벤조구아나민(benzoguanamine)인 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 공중합 수지가, 상기 디카르복시산을 이소프탈산 및 아디핀산 중 적어도 하나로 하고, 상기 디올을 네오펜틸글리콜로 하며, 상기 트리올을 트리메티롤프로판으로 하고, 상기 디아민을 벤조구아나민으로 하여 합성되는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 금속산화물 미립자가, 산화 티탄, 산화 주석, 산화 아연 및 산화 구리로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 금속산화물 미립자가, 실록산(siloxane) 화합물, 알콕시실란(alkoxysilane) 화합물 및 실란커플링제(silane coupling agent)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 유기화합물로 표면처리되는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 하부코팅층에 멜라민(melamine) 수지를 포함하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서,
상기 감광층이, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리우레탄 수지, 염화비닐 수지, 초산(酢酸)비닐 수지, 페녹시 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리설폰 수지, 디알릴프탈레이트(diallyl phthalate) 수지 및 메타크릴산 에스테르(methacrylic acid ester) 수지로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 바인더를 포함하는 전자사진 감광체.
제1항에 기재된 전자사진 감광체의 제조방법으로서,
유기화합물로 표면처리된 금속산화물 미립자와, 디카르복시산, 디올, 트리올 및 디아민을 필수구성 모노머로 하여 합성된 공중합 수지를 포함하는 하부코팅층용 도포액을 준비하는 공정과,
도전성 기체 위에 상기 도포액을 도포하여 하부코팅층을 형성하는 공정과,
상기 하부코팅층 위에, 감광층을 적층하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체의 제조방법.
제1항에 기재된 전자사진 감광체를 탑재하는 것을 특징으로 하는 전자사진 장치.
제1항에 기재된 전자사진 감광체를 탑재하는 것을 특징으로 하는 탠덤 컬러 전자사진 장치(a tandem color electrophotographic device).