KR20060136273A

KR20060136273A - 청자색계 광원용 전자사진 감광체 및 이를 구비한 전자사진화상형성장치

Info

Publication number: KR20060136273A
Application number: KR1020050055939A
Authority: KR
Inventors: 사부로 요코다; 김범준; 모토 마키노; 이환구; 이지영; 김승주
Original assignee: 삼성전자주식회사
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-01-02

Abstract

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자사진 감광체로서, 파장 380∼450 nm의 청자색계 노광원을 이용하여 상기 감광층상에 잠상을 형성하며, 상기 감광층의 최표면층이 전하발생물질, 전하수송물질 및 결착수지를 함께 함유하며, 상기 노광파장에서의 상기 감광층의 광투과율이 10^-1∼10^-3의 범위내인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치가 개시된다. 본 발명의 전자사진 감광체를 이용하면 파장 380∼450 nm의 청자색계 노광원을 이용하여 고해상도의 고품질 화상을 얻을 수 있다.

Description

청자색계 광원용 전자사진 감광체 및 이를 구비한 전자사진 화상형성장치{Electrophotographic photoreceptor for blue-violet exposure light source and electrophotographic imaging apparatus employing the same}

도 1은 본 발명에 따른 단층형 감광층을 갖는 전자사진 감광체의 모식적인 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 복층형 감광층을 갖는 전자사짐 감광체의 모식적인 단면도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1: 도전성 지지체 2: 감광층

3: 전하 수송층 4: 전하 발생층.

본 발명은 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 청자색계 광원(blue-violet light source)을 노광원으로서 이용하여 고해상도를 실현하는 전자사진 감광체와 이를 구비한 전자사진 화상형성장치에 관한 것이다.

전자사진 화상형성장치의 노광용 광원으로서 많이 이용되고 있는 반도체 레이저는 당초부터 AlGaAs/GaAs계의 800 nm 근방의 근적외 영역에 발진 파장을 갖는 것이었다. 종래의 대부분의 전자사진 감광체가 감도를 갖는 가시광 파장역이 아닌 이러한 장파장역의 반도체 레이저가 선택된 이유는 단파장역에서 안정적으로 발진하는 반도체 레이저를 얻을 수 없었기 때문이다. 이 때문에, 레이저 프린터용의 전자사진 감광체는 복사기용의 그것과는 다른 독자적인 발전을 이루게 되었다. 즉, 종래의 무기계 전자사진감광체가 사라지고 장파장역에 감도를 갖는 유기화합물을 전하발생층에 이용한 복층형 전자사진 감광체가 중심적 역할을 담당하게 되었다. 이와 같이, 전자사진 화상형성장치에 있어서 노광용 광원과 전자사진 감광체는 항상 밀접한 관계를 가지며 발전해 왔다.

근년, 전자사진 화상형성장치의 출력화상의 화질을 향상시키기 위해 고해상도화가 가속적으로 진행되고 있다. 이 목적을 위한 장치상의 대응의 일환으로서 광학적인 면에서의 접근은 비교적 용이하다. 즉, 노광 빔의 스폿 직경(spot diameter)을 작게 하여 기입 밀도를 올리면 해상도는 향상된다. 그러나, 노광원으로 많이 이용되는 근적외역에 발진 파장을 갖는 반도체 레이저에서는 광학계의 조작으로 빔 직경을 작게 해도 선명한 스폿 윤곽을 얻기 어려운 것이 밝혀졌다. 이는 레이저광의 회절한계에 기인하는 피할 수가 없는 현상이다. 이를 개선하기 위해서는 광원의 파장을 짧게 하는 것이 유효하다. 왜냐하면 스폿 직경 D의 하한은 레이저광의 파장λ에 정비례하는 함수로서 다음의 수학식으로 표시되기 때문이다.

D = 1.22λ/NA

여기서, NA는 렌즈 개구수를 나타낸다.

한편, 발진 파장이 짧은 발광 다이오드(LED) 및 반도체 레이저의 개발은 착실하게 진전되어 이미 1990년대 초반부터 650 nm 근방에 발진 파장을 갖는 적색 반도체 레이저가 실용화되었다. 또한, 1991년에는 450 nm에서 발광하는 ZnSe계 레이저가 발표되었지만 저수명의 문제점이 있어서 실용화에는 도달하지 못했다. 그러나, 1993년의 GaN계의 실용적인 청색 LED가 개발되었으며, 1995년에는 약 410 nm에서 발광하는 장수명의 GaN계 청자색 반도체 레이저가 개발되었다. 이들은 현재 청색 표시 장치나 고밀도 광디스크용의 중요한 광원으로서 실용화되었다.

일본 공개특허공보 평9-240051호는 이러한 파장 400~500 nm의 청색계 반도체 레이저를 이용하는 전자사진 화상형성장치에 있어서 감광층의 표면에 전하발생물질을 함유하는 전자사진 감광체를 이용하는 기술을 개시하고 있다. 이 기술은 전하수송층을 표면층으로 하는 일반적인 감광체에 있어서 전하수송층에서 청색계 레이저광이 흡수되어 충분한 감도를 얻을 수 없는 문제를 해결하고 또한 전하가 전하수송층내에서 이동할 때 발생하는 전하확산에 의한 해상도 저하를 방지하기 위한 것이다.

그런데, 표면층에 전하발생물질을 갖는 감광체로서는, 전기절연성의 결착수지에 분산된 전하발생물질인 유기안료를 포함하는 단층형 감광체 및 결착수지에 분산된 전하발생물질을 포함하는 얇은 전하발생층을 전하수송층 위에 형성한 복층형 감광체가 있다. 이러한 구성의 감광체에서는 양호한 전자사진특성을 얻기 위해서 전하발생물질의 농도를 높게 유지해야 한다. 그러나 이렇게 하면 코로나 방전 등의 영향에 의해 급속한 열화가 생기거나 기계적 내구성이 낮은 등의 문제가 있다. 이에 대응하는 것으로서 결착수지내에 분산된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 단층형 감광체 및 결착수지내에 분산된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 두꺼운 전하발생층을 전하수송층 위에 형성한 복층형 감광체가 있다. 이러한 감광체에서는 표면층에 전하발생물질과 함께 전하수송물질을 함유하므로 전하발생물질을 비교적 저농도로 할 수 있다. 따라서 이러한 형태의 감광체는 코로나 방전의 영향을 받기 어렵고 또한 결착수지의 함량을 높일 수 있으므로 기계적 내구성도 높아서 더욱 실용적이다.

그러나, 일본 공개특허공보 평9-240051호에 개시된 것과 같이 표면층에 전하발생물질과 함께 전하수송물질을 함유하는 감광층을 갖는 감광체를 청자색계 광원을 이용한 전자사진 화상형성장치에 적용할 경우, 기대하는 만큼의 고해상도를 얻기 어려운 것이 밝혀졌다. 이는 이러한 구성의 감광체의 경우, 표면층내의 전하발생물질 농도가 낮기 때문에 조사된 광이 어느 정도 감광층 내부까지 침입하여 산란 및 확산되는 것이 하나의 원인이라고 생각된다. 더욱이 이러한 청자색계광의 영역에서는 전하발생물질에 의한 광흡수와 전하수송물질에 의한 광흡수의 양자가 혼재하고 있기 때문에 단순하게 전하발생물질의 농도만으로 광흡수량을 제어할 수 없는 문제가 있다. 실제, 상기 특허공개공보의 실시예에 의하면, 표면층에 전하수송물질을 포함하는 제조예 3의 감광체가 전하수송물질을 포함하지 않는 다른 2개의 감광체 보다 청색광 영역에서 낮은 감도를 나타내고 있는 것은 이 때문이라고 생각된다. 또한 이 기술은 출력화상의 해상도와 감광층의 광투과율과의 관계에 대하여 어 떠한 가르침이나 시사도 없다. 따라서 이 기술을 이용해 청자색계 반도체 레이저를 이용하는 전자 사진 장치로 고해상도를 얻기 위해서 더욱 중요한 기술적 과제를 해결할 필요가 있다.

한편 일본 공개특허공보 평8-106165호는 가간섭광을 노광광으로 하는 전자사진장치를 이용하여 간섭 줄무늬 모양이 없는 화상을 얻을 수 있는 단층형 전자사진 감광체에 관한 것이다. 이를 위하여 상기 특허공개공보는 도전성 기체상에 적어도 전하발생물질，유기억셉터성 화합물 및 정공수송물질을 포함하는 단층형 전자사진 감광체에 있어서，상기 감광체의 사용 파장에서의 광투과율을 10％ 이하로 한 것을 특징으로 하는 단층형 전자사진 감광체를 개시한다. 그러나 이는 노광파장이 780nm의 근적외선 파장을 이용하는 것이서 화상에 있어서의 간섭 무늬의 발생을 방지하는 것을 목적으로 하여 전하발생물질에 의한 광흡수를 크게 하는 기술을 개시하는 것으로서, 청자색광 영역에서 큰 광흡수를 가지는 억셉터성 화합물을 사용하고 있기 때문에 억셉터성 화합물에 의한 광흡수에 의해 유효한 광에너지가 감소해 청자색광 영역에서는 충분한 감도가 얻을 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 청자색계 광원(blue-violet light source)을 노광원으로서 이용하여 고해상도를 실현할 수 있는 실용적인 전자사진 감광체를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 상기한 전자사진 감광체를 구비한 전자사진 화상형성장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자사진 감광체로서,

파장 380∼450 nm의 청자색계 노광원을 이용하여 상기 감광층상에 잠상을 형성하며, 상기 감광층의 최표면층이 전하발생물질, 전하수송물질 및 결착수지를 함께 함유하며, 상기 노광파장에서의 상기 감광층의 광투과율이 10^-1∼10^-3의 범위내인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자사진 감광체;

상기 전자사진 감광체의 감광층을 대전시키는 대전장치;

레이저광을 이용하는 노광에 의해 상기 전자사진 감광체의 감광층 표면에 정전잠상을 형성하는 노광장치; 및

상기 정전잠상을 현상하는 현상장치를 구비한 전자사진 화상형성장치로서,

상기 전자사진 감광체는,

파장 380∼450 nm의 청자색계 노광원을 이용하여 상기 감광층상에 잠상을 형성하며, 상기 감광층의 최표면층이 전하발생물질, 전하수송물질 및 결착수지를 함께 함유하며, 상기 노광파장에서의 상기 감광층의 광투과율이 10^-1∼10^-3의 범위내인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치를 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 감광층은 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 단층형 감광층이다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 감광층은 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층; 및 상기 전하수송층상에 형성된 전하발생층으로서, 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 전하발생층을 포함하는 복층형 감광층이다.

본 발명의 전자사진 화상형성장치는 발진파장이 380∼450 nm의 청자색계광을 광원으로서 이용하기 때문에, 조사광의 스폿(spot)의 확산이 대폭 저하되므로 고해상도의 화상을 얻기에 유리하다. 또한 이러한 청자색계광의 레이저 노광원과 조합하여 사용되는 본 발명의 전자사진 감광체는 감광층의 광입사면에 전하발생물질을 함유하기 때문에, 감광층의 구조면에서도 고해상도 실현에 유리하다. 또한 본 발명의 전자사진 감광체는 상기 발진파장의 노광원의 광투과율을 특정 범위내로 설정함으로써 감광체에 의한 해상도 저하를 최소한으로 억제하면서, 양호한 감광도 특성과 기계적 특성을 달성할 수 있으므로 특히 청자색계 광원용 전자사진 감광체로서 더욱 실용적이다.

이하, 본 발명에 따른 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치에 대하여 자세하게 설명한다.

도 1는 본 발명의 일 구현예에 따른 단층형 전자사진 감광체의 개략적인 단면도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 도전성 지지체상에, 결착수지내에 분산된 전하 발생물질과 전하수송물질을 포함하는 단층형 감광층이 형성되어 있다. 상기 단층형 감광층의 두께는

도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 복층형 전자사진 감광체의 개략적인 단면도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 도전성 지지체상에 결착수지내에 분산된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층, 및 결착수지내에 분산된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 전하발생층이 차례로 적층된 복층형 감광층이 형성되어 있다.

상기 전하발생층의 두께는 바람직하게는 1~20㎛, 더욱 바람직하게는 2~10㎛이다. 전하 발생층의 두께가 1㎛ 미만이면 감광도 및 기계적 내구성이 충분하지 않고, 20㎛를 초과하면 전하수송층과 이 층의 합한 감광층의 총두께가 너무 두꺼워져서 전자 사진 특성이 저하되는 경향이 있다.

상기 전하수송층의 두께는 바람직하게는 2~100㎛, 더욱 바람직하게는 5~50㎛, 더더욱 바람직하게는 10~40㎛이다. 전하수송층의 두께가 2㎛ 미만이면 두께가 너무 얇아 전하수송층을 마련한 효과가 불충분하며, 100㎛를 초과하면 인쇄화상의 품질이 저하되는 경향이 있다.

이러한 감광층 이외에 필요에 따라 중간층, 하인층, 표면보호층 등의 기능층이 더 형성될 수 있다.

본 발명의 전자사진 감광체에 이용하는 도전성 지지체은 예를 들면 금속 또는 도전처리를 한 플라스틱 등의 드럼, 벨트, 플레이트 등을 포함한다.

상기 감광층에 이용되는 전하발생물질은 광원으로 이용하는 청자색계광에 감도를 갖는 재료이면 무엇이든지 사용될 수 있다. 예를 들면, 아조계 안료, 퀴논계 안료, 페릴렌계 안료, 인디고계 안료, 티오인디고계 안료, 비스벤조이미다졸계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 퀴나크리돈계 안료, 퀴놀린계 안료, 레이크계 안료, 아조레이크계 안료, 안트라퀴논계 안료, 옥사진계 안료, 디옥사진계 안료, 트리페닐메탄계 안료, 아줄레늄계 염료, 스쿠아릴륨(squarylium)계 염료, 피릴륨(pyrylium)계 염료, 트리알릴메탄계 염료, 크산텐계 염료, 티아진계 염료, 시아닌계 염료, 페리논계 화합물，폴리시클로퀴논 화합물, 피롤로피롤 화합물 또는 나프탈로시아닌 화합물등의 각종 유기안료 또는 유기염료나, 또한 아몰퍼스 실리콘, 아몰퍼스 셀레늄, 텔루륨, 셀레늄텔루륨 합금, 황화카드뮴, 황화 안티몬, 산화 아연, 황화 아연 등의 무기 재료를 들 수 있다.

본 발명의 전자사진 감광체에 있어서 전하발생물질은 상기한 것을 단독으로 이용할 수 있지만, 2 종류 이상의 전하발생물질을 혼합하여 이용할 수 도 있다.

본 발명의 전자사진 감광체에 있어서 전하수송물질은 정공수송물질 및/또는 전자수송물질을 이용할 수가 있다.

감광층에 사용가능한 정공수송물질은 저분자화합물로서는 예를 들면, 피렌계, 카르바졸계, 히드라존계, 옥사졸계, 옥사디아졸계, 피라졸린계, 아릴아민계, 아릴메탄계, 벤지딘계, 티아졸계, 스틸벤계, 부타디엔계 등의 화합물을 포함한다. 또한, 감광층에 사용가능한 정공수송물질은, 고분자 화합물로서는, 예를 들면, 폴리-N－비닐카바졸, 할로겐화 폴리-N－비닐카바졸, 폴리비닐피렌, 폴리비닐안트라센, 폴리비닐아크리딘, 피렌-포름알데히드 수지, 에틸카바졸-포름알데히드 수지, 트리페닐메탄 폴리머, 폴리실란 등을 포함한다.

전자수송물질은 예를 들면, 벤조퀴논계, 테트라시아노에틸렌계, 테트라시아노퀴노디메탄계, 플루오레논계, 크산톤계, 페난트라퀴논계, 무수프탈산계, 디페노퀴논계, 스틸벤퀴논계, 나프탈렌계, 티오피란계 등의 전자흡인성 저분자 화합물을 포함한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 전자수송성의 고분자 화합물이나, 전자수송성을 갖는 안료 등도 사용될 수 있다.

본 발명의 전자사진 감광체에 있어서 전하수송물질은 상기한 것을 단독으로 이용할 수 있지만, 2 종류 이상의 전하수송물질을 혼합하여 이용할 수 도 있다.

본 발명의 전자사진 감광체에 있어서 결착수지로서는 전기절연성의 필름을 형성 할 수 있는 폴리머가 바람직하다. 이러한 폴리머는 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리비닐아세테이트, 스티렌-부타디엔 공중합체, 염화비닐리덴-아크릴로니트릴 폴리머, 염화비닐-초산비닐 공중합체, 염화비닐-초산비닐-무수말레산 공중합체, 실리콘 수지, 실리콘-알키드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 스티렌-알키드 수지, 폴리-N－비닐카바졸, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말, 폴리술폰, 카제인, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 에틸 셀룰로오스, 페놀 수지, 폴리아미드, 카르복시메틸셀룰로오스, 염화비닐리덴계 폴리머 라텍스, 폴리우레탄 등을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 이러한 결착 수지는 단독 또는 2 종류 이상 혼합하여 사용될 수 있다.

상기 결착수지중에서 본 발명자들은 결착수지로서는 폴리카보네이트 수지, 그중에서도 비스페놀 A로부터 유도된 폴리카보네이트-A 또는 메틸비스페놀 A로부터 유도된 폴리카보네이트-C 보다 시클로헥실리덴 비스페놀로부터 유도된 폴리카보네이트-Z를 이용하는 것이 이 수지의 높은 유리전이온도 및 높은 내마모성을 이용할 수 있어서 바람직한 것을 발견하였다.

또한, 이러한 결착수지와 함께, 분산 안정제, 가소제, 표면개질제, 산화방지제, 광열화방지제 등의 첨가제가 사용될 수 있다.

가소제로서는, 예를 들면, 비페닐, 염화비페닐, 터페닐, 디부틸 프탈레이트, 디에틸렌글리콜 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 트리페닐 인산, 메틸나프탈렌, 벤조페논, 염소화 파라핀, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 각종 플루오르 탄화수소 등을 들 수 있다.

표면 개질제로서는, 예를 들면, 실리콘 오일, 불소 수지 등을 들 수 있다.

산화 방지제로서는, 예를 들면, 페놀계 화합물, 황계 화합물, 인계 화합물, 아민계 화합물 등의 산화 방지제를 들 수 있다.

광열화 방지제로서는, 예를 들면, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 힌더드 아민계 화합물 등을 들 수 있다.

감광층은 침지 코팅법, 링 코팅법, 롤 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 단층형 감광체의 경우에는 결착수지, 전하발생물질, 정공수송물질 및/또는 전자수송물질을 유기용제내에 분산 또는 용해시킨 단층형 감광층 형성용 조성물을 도전성 지지체상에 코팅하고 약 40 ~ 약 200℃에서 약 0.1 ~ 약 5 시간 건조하여 단층형 감광층을 형성한다. 복층형 감광체의 경우에는 먼저 도전성 지지체상에 결착수지, 정공수송물질 및/또는 전자수송물질을 유기용제내에 분산 또 는 용해시킨 전하수송층 형성용 조성물을 도전성 지지체상에 코팅하고 약 40 ~ 약 200℃에서 약 0.1 ~ 약 5 시간 건조하면 전하수송층을 형성한다. 이어서 전하발생물질, 정공수송물질 및/또는 전자수송물질, 및 결착수지를 유기용제내에 분산 또는 용해시킨 전하발생층 형성용 조성물을 전하수송층상에 도포하고 약 40 ~ 약 200℃에서 약 0.1 ~ 약 5 시간 건조하여 전하발생층을 형성한다.

상기한 전하발생물질, 정공수송물질, 전자수송물질 및 결착수지의 함량은 특별히 제한되지 않으며 상기 노광파장에서의 감광층의 광투과율이 10^-1∼10^-3이 되도록 하는 범위내에서 선택될 수 있다.

상기 유기용제는 결착수지의 종류에 따라서 다르므로 최적인 것을 선택하여 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 유기용제는 예를 들면, 메탄올, 에탄올, n－프로판올 등의 알코올류； 아세톤, 메틸에틸케튼, 시클로헥사논 등의 케톤류； N, N－디메틸 포름아미드, N, N－디메틸 아세트아미드 등의 아미드류； 테트라히드로푸란, 디옥산, 메틸셀로솔브 등의 에테르류； 메틸아세테이트, 에틸 아세테이트 등의 에스테르류； 디메틸술폭시드, 술포란 등의 술폭시드 또는 술폰류； 염화메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 트리클로로에탄 등의 지방족 할로겐화 탄화수소； 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 모노클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 방향족류 등을 포함한다.

상기 노광 파장에서의 상기 감광층의 광투과율은 10^-1∼10^-3의 범위내가 되도록 조정될 필요가 있다. 광투과율이 10^-1보다 크면 조사광이 감광층의 심부에 도달하는 비율이 증가하기 때문에 에너지 산란에 의한 잠상의 해상도 저하가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다. 또한 광투과율이 10^-3보다 작은 경우에는, 전하수송물질에 의한 흡수가 큰 경우와 전하발생물질의 흡수가 큰 경우가 있지만, 전하수송물질에 의한 흡수가 크면 전하발생물질에 의한 흡수 비율이 저하하기 때문에, 감광도가 작아지는 문제가 있다. 또한 전하발생물질에 의한 흡수가 큰 경우에는 암전도성의 증가에 의한 대전성의 저하 및 안정성의 열화가 일어나 바람직하지 않다. 이러한 광투과율을 실현하기 위해서는 전하발생물질의 농도를 적정화하는 것과 동시에 전하수송물질로서 380∼450 nm의 범위의 파장에서의흡광도가 작은 재료를 선택할 필요가 있다.

본 발명의 전자사진 화상형성장치는 통상의 대전, 노광, 현상, 전사, 및 정착의 프로세스를 갖는 것이고, 380∼450 nm의 범위내의 발진파장을 갖는 노광 광원을 이용한다. 이러한 광원으로서는 GaN계의 반도체 레이저나 발광 다이오드를 들 수 있다.

본 발명의 전자사진 화상형성장치에서는, 발진파장이 380∼450 nm의 청자색계광을 광원으로서 이용하기 때문에, 조사광의 스폿(spot)의 확산은, 종래의 광원에 비해, 이론상 1/2 정도까지 저감되므로 매우 고해상도의 화상을 얻을 수 있다. 이것에 조합하여 사용하는 전자사진 감광체는 감광층의 광입사면에 전하발생물질을 함유하기 때문에, 층 배열 구조면에서도 초고해상도 실현에 유리하다. 레이저를 노광용 광원으로 하는 전자사진 화상형성장치에 이용되어 온 종래의 복층형 전자사진 감광체에서는 전하발생층이 지지체 측에 있기 때문에, 광조사에 의해 발생한 전하 는 상층의 전하수송층의 내부를 드리프트(drift) 이동하여 표면에 도달하여 대전전하를 중화시켜서 잠상을 형성하기 때문에, 전하 이동에 수반되는 확산이 필연적으로 생겨 해상도의 저하는 피할 수 없다. 또한, 조사광이 전하수송층을 투과하여 전하발생층에 도달하기까지 굴절, 산란 등의 영향으로 퍼지는 경향이 있다. 한편, 본 발명의 전자사진 감광체는 감광층의 광입사면에 전하발생물질과 전하수송물질을 함유하기 때문에, 전하는 감광층의 표면 근방에서 발생하며, 또한 발생된 전하는 전자사진 감광체 표면에 대전한 반대극성의 전하를 순간적으로 중화하기 때문에 전하이동의 거리에 의한 손실(loss)이 없고, 기록 정보가 그대로의 형태로 충실히 잠상에 반영될 수 있다.

본 발명의 감광체는 사용되는 광원의 광투과율을 특정 범위내로 설정하는 것에 의하여 감광체에 의한 해상도 저하를 최소한으로 억제하면서, 양호한 감광도 특성과 기계적 특성을 달성함으로써 청자색계 광원용 전자사진 감광체로서 더욱 실용적이다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 이는 예시를 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

α형 티타닐프탈로시아닌 2중량부와 폴리카보네이트 Z수지(데이진카세이사제, PANLITE TS-2020) 2중량부를 클로로벤젠 46중량부와 혼합한 후, 이 혼합물을 샌드 밀로 1시간 동안 밀링하여 미세하게 분산시켰다.

다음에, 정공수송물질로서 하기 화합물 (1)의 아릴아민계 화합물 35중량부 및 전자수송물질로서 화합물 (2)의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 화합물 15중량부, 및 폴리카보네이트 Z수지 50중량부를 클로로포름 300중량부에 용해시켰다.

(1),

(2),

상기 분산액과 용액을 1：8의 비율로 혼합하고 호모지나이저로 균일하게 될 때까지 분산시켜서 감광층 도포액을 얻었다. 이 도포액을 직경 30 mm의 알루미늄제 드럼 위에, 링 도포법으로 도포한 후 건조하여 두께 약 15 μm의 단층형 전자사진 감광체 드럼을 얻었다. 이 감광체의 감광층을 박리하여 자외 가시 흡수 스펙트로미터를 이용하여 405 nm에서의 광투과율을 측정하였다. 이 광투과율은 7.5×10^-2이었다.

실시예 2

실시예 1에 있어서 상기 분산액과 용액의 비율을 1：4로 한 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 방법과 동일한 방법에 따라 감광체 드럼을 제조하였다. 이 감광 체의 405 nm에서의 광투과율은 5.5×10^-3이었다.

실시예 3

정공수송물질로서 상기 화합물 (1)의 아릴아민계 화합물 40중량부 및 폴리카보네이트 Z수지 60중량부를 클로로포름 300중량부에 용해시켜 전하수송층 형성용 용액을 제조하였다. 이 용액을 직경 30 mm의 알루미늄제 드럼 위에, 링 도포법으로 도포한 후 건조하여 두께 약 8μm의 전하수송층을 형성하였다.

이어서, 상기 실시예 1에서 사용한 분산액과 용액을 1:2의 비율로 혼합하여 전하발생층 형성용 분산액을 조제하였다. 다음에, 상기 전하수송층상에 이 분산액을 링 도포법으로 도포한 후 건조하여 두께 약 7μm의 전하발생층을 형성하였다.

이와 같이 하여 얻어진 복층형 전자사진 감광체 드럼의 405 nm에서의 광투과율은 8.9×10^-2이었다.

비교예 1

전자 수송 물질로서 상기 화합물 (2)의 화합물에 대신 하기 화합물 (3)의 디페노퀴논계 화합물을 이용한 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 방법과 동일한 방법에 따라서 감광체 드럼을 제조하였다.

(3).

이 감광체의 405 nm에서의 광투과율은 3.2×10^-4이었다.

비교예 2

실시예 1에 있어서 상기 분산액과 용액의 비율을 1：20으로 한 것 이외에는 실시예 1에서 설명한 방법과 동일한 방법에 따라 감광체 드럼을 제조하였다. 이 감광체의 405 nm에서의 광투과율은 2.4×10^-1이었다.

화상평가

실시예 및 비교예에서 제조된 감광체 드럼을, 시판의 레이저 프린터를 개조한 시험기에 장착하여 화상 평가를 하였다. 개조한 시험기의 제원은 다음과 같다.

·(+) 코로나 대전방식, 반전 현상 방식,

·광원으로서 405nm의 GaN계 반도체 레이저를 장착한 시작(試作) LSU(Laser Scanning Unit),

·레이저 빔 소폿 직경(spot diameter): 약 20 μm,

·프린트 속도: 16매/분,

·해상도: 1200dpi(dot per inch).

상기 조건으로 1 도트에 의한 흑백의 세선(細線) 및 망점(網點) 화상을 인자(印字)한 후, 현미경에 의해 화상을 확대하여 도트의 재현성을 평가하였다. 또한, 한 변 10 mm의 정사각형의 솔리드 화상의 농도(ID)를 Gretag Macbeth사의 농도계 RD-900을 사용해 측정하였다.

표 1은 이러한 실험의 결과를 종합하였다.

[표 1]

시료명	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
광투과율	7.5×10^-2	5.5×10^-3	8.9×10^-2	3.2×10^-4	2.4×10^-1
망점 재현성	양호	양호	양호	누락이 많음	토너비산 때문에 조금 흐릿하게 보임.
세선재현성	양호	양호	양호	양호	토너비산 때문에 조금 흐릿하게 보임.
화상농도	1.36	1.42	1.32	1.27	0.98

표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 3의 감광체가 뛰어난 화상 특성을 나타낸 것에 대해, 비교예 1 및 2의 감광체는 충분한 특성을 나타내지 못했다. 광투과율의 측정치로부터 알 수 있듯이, 실시예 1,2의 경우와 비교할 때 전자수송재료의 구조가 다를 뿐인 일본 공개특허공보 평9-240051호의 실시예에 해당하는 비교예 1의 감광체는 노광파장에서의 광투과율이 현저하게 작았다. 또한 이 광흡수의 대부분이 전자수송물질에 의한 것이기 때문에 청자색계 노광파장에서 고해상도의 고품질 화상을 얻는데 충분하지 않았다. 비교예 1에서 도트의 누락은 중간조 전위(中間調電位)(Half-tone voltage)의 증가에 의한 것이라고 생각되며, 전자수송물질에 의한 광흡수 비율의 증대에 의해 전하발생효율이 저하된 것을 시사하고 있다. 또한, 광투과율이 본 발명에서 제시된 광투과율 보다 큰 비교예 2의 감광체의 경우 화상농도가 낮을 뿐만 아니라 해상도 저하도 관찰되어 본 발명이 목적으로 하는 감광체로서는 특성이 불충분한 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 전자사진 화상형성장치는 발진파장이 380∼450 nm의 청자색계광을 광원으로서 이용하기 때문에, 조사광의 스폿(spot)의 확산이 대 폭 저하되므로 고해상도의 화상을 얻기에 유리하다. 또한 이러한 청자색계광의 레이저 노광원과 조합하여 사용되는 본 발명의 전자사진 감광체는 감광층의 광입사면에 전하발생물질을 함유하기 때문에, 감광층의 구조면에서도 고해상도 실현에 유리하다. 또한 본 발명의 전자사진 감광체는 상기 발진파장의 노광원의 광투과율을 특정 범위내로 설정하여 감광체에 의한 해상도 저하를 최소한으로 억제함으로써 양호한 감광도 특성과 기계적 특성을 달성할 수 있으므로 특히 청자색계 광원용 전자사진 감광체로서 더욱 실용적이다.

Claims

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자사진 감광체로서,

파장 380∼450 nm의 청자색계 노광원을 이용하여 상기 감광층상에 잠상을 형성하며, 상기 감광층의 최표면층이 전하발생물질, 전하수송물질 및 결착수지를 함께 함유하며, 상기 노광파장에서의 상기 감광층의 광투과율이 10^-1∼10^-3의 범위내인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 감광층은 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 단층형 감광층인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 감광층은 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층; 및

상기 전하수송층상에 형성된 전하발생층으로서, 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 전하발생층을 포함하는 복층형 감광층인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 전하발생물질은 티타닐프탈로시아닌계 화합물이고, 상기 정공수송물질은 아릴아민계 화합물이고, 상기 전자수송물질은 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 화합물인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하는 전자사진 감광체;

상기 전자사진 감광체의 감광층을 대전시키는 대전장치;

레이저광을 이용하는 노광에 의해 상기 전자사진 감광체의 감광층 표면에 정전잠상을 형성하는 노광장치; 및

상기 정전잠상을 현상하는 현상장치를 구비한 전자사진 화상형성장치로서,

상기 전자사진 감광체는,

파장 380∼450 nm의 청자색계 노광원을 이용하여 상기 감광층상에 잠상을 형성하며, 상기 감광층의 최표면층이 전하발생물질, 전하수송물질 및 결착수지를 함께 함유하며, 상기 노광파장에서의 상기 감광층의 광투과율이 10^-1∼10^-3의 범위내인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제5항에 있어서, 상기 감광층은 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 단층형 감광층인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제5항에 있어서, 상기 감광층은 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층; 및

상기 전하수송층상에 형성된 전하발생층으로서, 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하발생물질과 전하수송물질을 포함하는 전하발생층을 포함하는 복층형 감광층인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제5항에 있어서, 상기 전하발생물질은 티타닐프탈로시아닌계 화합물이고, 상기 정공수송물질은 아릴아민계 화합물이고, 상기 전자수송물질은 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 화합물인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.