KR20070005225A - 접촉 반전현상방식의 화상형성방법에서 화상특성을향상시킬 수 있는 하인층을 구비한 전자사진 감광체 및이를 채용한 전자사진 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

도전성 기체상에，적어도 하인층 및 감광층을 갖는 전자사진 감광체에 있어서，상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하인 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자와 포화흡수율이 5% 미만의 폴리아미드를 포함하며, 또한 상기 감광층이 전하발생물질로서 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전자사진 감광체는 점핑 현상 방식 이외의 반전 현상 방식을 이용하는 전자사진법에 있어서 저온저습에서의 고스트나 고온 고습에서의 백그라운드 등 모든 환경에서의 화상 특성 및 전기 특성을 만족시킬 수 있다.

Description

접촉 반전현상방식의 화상형성방법에서 화상특성을 향상시킬 수 있는 하인층을 구비한 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치{Electrophotographic photoreceptor having underlying layer capable of improving imaging properties in imaging method employing inversion type contact development process and electrophotographic imaging apparatus employing the same}

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전자사진 화상형성장치의 모식도이다.

<도면의 주요부호의 설명>

1: 반도체 레이저 2: 보정광학계

3 : 회전다면경 4: 주사렌즈

5: 전자사진 감광체 6: 대전장치

7: 현상장치 8: 전사장치

9: 크리닝 장치 10: 정착장치

11: 제어회로 12: 화상수용체.

본 발명은 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접촉 반전현상방식의 화상형성방법에서 화상특성을 향상시킬 수 있는 하인층을 구비한 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치에 관한 것이다.

레이저 프린터, 복사기 등의 전자사진법에 있어서, 도전성 지지체 상에 감광층을 구비하는 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등의 형태의 전자사진 감광체는, 먼저 감광층의 표면을 균일하게 정전기적으로 대전시키고, 대전된 표면을 광 패턴에 노광시킴으로써 화상이 형성된다. 노광은 표면에 광이 충돌된 조사 영역의 전하를 선택적으로 소산시킴으로써, 대전 및 비대전 영역의 패턴, 이른바 잠상(latent image)을 형성하게 된다. 다음으로, 습식 또는 건식 토너가 잠상의 인접 부위에 제공되고, 토너 방울 또는 입자가 대전된 또는 비대전된 영역 중 어느 하나의 인접 부위에 부착되어 감광층의 표면위에 토너 화상(toned image)을 형성한다. 결과물인 토너 화상은 종이와 같은 적당한 최종 또는 중간 수용 표면으로 전사되거나, 또는 감광층이 화상에 대한 최종 수용체로서 기능할 수 있다.

전자사진 감광체는 감광층의 구조를 기준으로 크게 두가지 유형으로 구분된다. 제1 유형은 복층형 감광층으로서 바인더 수지와 전하발생물질(CGM; charge generating material)을 포함하는 전하발생층(CGL; charge generating layer)과, 바인더 수지와 전하수송물질(주로 정공수송물질(HTM; hole transporting material)을 포함하는 전하수송층(CTL; charge transporting layer)의 이층구조를 가지며, 일반적으로 (-)형의 전자사진 감광체의 제조에 이용된다. 제2 유형은 단층형 감광 층으로서 바인더 수지, 전하발생물질, 정공수송물질 및 전자수송물질(ETM; electron transporting material)을 모두 한 층에 포함하는 구조이며, 일반적으로 (+)형의 전자사진 감광체의 제조에 이용된다.

한편 전자사진 감광체에 있어서 이러한 감광층은 도전성 지지체위에 형성된다. 이외에 도전성 지지체와 감광층의 사이에는 하인층(下引層)이 형성될 수 있다. 하인층은 상기 지지체로부터 감광층으로의 정공주입 억제를 통한 화상 특성 향상, 지지체와 감광층의 접착성 개선, 감광층의 절연 파괴 방지 등의 역할을 한다. 종래는, 이러한 하인층으로서는 알루미늄 양극산화피막, 산화알루미늄, 수산화 알루미늄 등의 무기층이 주로 사용되었지만, 근래에는 원가절감을 위해서 무기 입자와 고분자 수지 바인더로 구성된 하인층이 사용되고 있다.

하인층의 바인더로서 사용되는 수지는 크게 열경화성 수지와 열가소성 수지로 분류될 수 있다. 열가소성 수지를 이용하면 하인층 도포 후의 건조·냉각 공정이 불필요하게 되고, 도포액의 가사시간(pot life)도 길어지기 때문에 경제적이다. 열가소성 수지 중에서도 지지체와의 접착성, 내용제성, 도포성, 전기적 배리어(barrier) 특성을 고려해, 알코올 가용성 폴리아미드가 바람직한 수지로서 사용되는 일이 많다. 그러나, 폴리아미드 수지는, 일반적으로 포화흡수율이 높아서 전자사진 감광체의 전기·화상 특성의 환경 의존성을 크게 하는 문제점이 있다. 저온저습 환경에서의 하인층의 저항을 향상시키기 위해서 금속 산화물 입자 등의 무기 입자, 특히 산화 티탄 입자가 사용되는 것이 일반적이다. 그러나 표면 처리하지 않은 평균 1차 입경 약 20 nm의 산화 티탄 미립자를 이용하면 저온 저습에서의 전기·화 상 특성이 개선되지만 분산 안정성이 나쁘고, 또한 점핑 현상 방식을 이용하는 경우 고온 고습에서 백그라운드가 열화되는 문제가 있다. 따라서 하인층의 환경 의존성을 개선시키기 위해 포화흡수율이 낮은 폴리아미드와 표면 흡착수를 감소시키기 위해 실리콘 등으로 소수성 표면 처리한 산화 티탄의 조합이 사용되고 있다. 또한 하인층 도포액의 분산 안정성 및 하인층의 저항율을 고려하여 평균 1차 입경 약 30~50 nm의 산화 티탄이 선택되고 있다.

이러한 하인층을 구비한 전자사진 감광체를 개시한 특허문헌으로서는 다음과 같은 것이 있다.

일본 공개특허공보 평 10-069116호는 도전성 기체상에，적어도 하인층 및 감광층을 갖는 유기 전자 사진 감광체에 있어，상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 100nm 이하인　산화 티탄 입자와 특정한 디아민 성분을 구성 성분으로서 가지는 공중합 폴리아미드를 함유한 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체를 개시한다. 그러나 이 전자사진 감광체는 실시예에서 점핑 현상 방식의 미국 휴렛패커드사의 HPLaser Jet 4plus가 사용되는 것에서 알 수 있듯이 점핑 현상 방식용이어서 고온 고습에서 백그라운드 특성이 나쁜 문제점이 있다. 또한 바인더 수지로서 특수한 디아민 성분을 구성성분으로 갖는 공중합 폴리아미드를 사용하기 때문에 감광체의 제조 코스트를 상승시키는 문제점도 있다.

일본 공개특허공보 평 10-186686호는 도전성 기체상에 감광층을 갖는 전자 사진용 감광체에 있어，감광층이 특정한 구조의 폴리카보네이트를 수지 바인더로서 함유한 것을 특징으로 한 전자 사진용 감광체를 개시한다．이 특허출원명세서의 실 시예에서는 아미노실란 처리된 산화 티탄과 알콜 가용성 나일론 수지의 조합을 이용한 하인층이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평 10-260545호는 도전성 기체상에 적어도 하인층，전하 발생층 및 전하 수송층을 갖는 전자 사진 감광체에 있어서，상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 25nm 이하의 산화 티탄 입자와 폴리아미드 수지로 이루어지고，상기 전하 발생층의 전하 발생 재료가 아조 안료를 주성분으로 한 것을 특징으로 한 전자사진 감광체를 개시한다. 그러나 이는 미세한 정공 주입에 의한 결함이 두드러지지 않는 정규현상방법을 사용하는 전자사진 감광체에 관한 것으로서 전하발생물질로서 프탈로시아닌계 화합물을 이용하는 반전현상방법에는 사용될 수 없다. 또한 바인더 수지로서 특수한 디아민 성분을 구성성분으로 갖는 공중합 폴리아미드를 사용하기 때문에 감광체의 제조 코스트를 상승시키는 문제점도 있다.

일본 공개특허공보 2000-103620호는 도전성 기체상에, 적어도 하인층 및 감광층을 갖는 전자 사진 감광체에 있어，상기 하인층이 특정한 실리콘 금속 화합물로 처리된 산화티탄 입자와 바인더 수지를 적어도 함유한 층인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체를 개시한다.

상기한 하인층을 이용하는 경우 이전 프린트시에 빛을 받은 곳의 감도가 빨라져, 다음 프린트시에 하프톤 화상을 출력하면, 이전 프린트 부분이 검게 떠오르는, 이른바 고스트 현상이 현저하게 나타나는 문제가 발생한다. 특히 이러한 고스트 현상은 저온저습환경에서 현저하게 나타난다.

따라서 본 발명의 목적은 점핑 현상 방식 이외의 반전 접촉 현상 방식을 이용하는 전자사진법에 있어서 저온저습에서의 고스트나 고온 고습에서의 백그라운드 등 모든 환경에서의 화상 특성 및 전기 특성을 만족시킬 수 있는 전자사진 감광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 전자사진 감광체를 구비하는 전자사진 화상형성장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

도전성 기체상에，적어도 하인층 및 감광층을 갖는 전자사진 감광체에 있어서，상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하인 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자와 포화흡수율이 5% 미만의 폴리아미드를 포함하며, 또한 상기 감광층이 전하발생물질로서 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체를 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한

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,

도전성 기체상에，적어도 하인층 및 감광층을 갖는 전자사진 감광체에 있어서，상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하인 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자와 포화흡수율이 5% 미만의 폴리아미드를 포함하며, 또한 상기 감광층이 전하발생물질로서 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치를 제공한다.

본 발명의 상기 전자사진 감광체는 반전 현상 방식으로 작동하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자의 평균 1차 입경이 15nm 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 친수성 표면처리는 알루미나 및/또는 실리카로 표면처리된 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에서 상기 감광층은 상기 하인층상에 형성된 전하발생층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 프탈로시아닌계 전하발생물질을 포함하는 전하발생층; 및

상기 전하발생층상에 형성된 전하수송층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층을 포함하는 복층형 감광층인 것이 바람직하다.

본 발명의 전자사진 감광체는 점핑 현상 방식 이외의 반전 현상 방식을 이용하는 전자사진법에 있어서 저온저습에서의 고스트나 고온 고습에서의 백그라운드 등 모든 환경에서의 화상 특성 및 전기 특성을 만족시킬 수 있다. 이는 하인층의 산화 티탄 미립자가 친수성 표면처리되어서 하인층 도포액의 분산안정성이 향상되었기 때문이라고 생각된다.

이하 본 발명의 전자사진 감광체에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 전자사진 감광체는 도전성 기체상에，적어도 하인층 및 감광층을 갖는 전자사진 감광체에 있어서，상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하인 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자와 포화흡수율이 5% 미만의 폴리아미드를 포함하며, 또한 상기 감광층이 전하발생물질로서 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전자사진 감광체는 도전성 지지체상에 하인층 및 감광층이 형성된 구조로 되어 있다. 도전성 지지체로서는 예를 들면 알루미늄, 스테인레스 스틸, 구리, 니켈 등의 금속재료, 표면에 알루미늄, 구리, 팔라듐, 산화주석, 산화인듐 등의 도전층을 형성한 폴리에스테르 필름, 종이, 유리 등의 절연성 지지체가 사용된다. 도전성 지m지체의 형태는 드럼, 파이프, 벨트, 플레이트 등을 포함한다.

도전성 지지체와 감광층의 사이에 본 발명의 하인층이 형성된다. 상기 하인층은 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하인 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자와 포화흡수율이 5% 미만의 폴리아미드 결착수지를 포함한다.

상기 폴리아미드 결착수지는 이에 한정되지 않지만 예를 들면 나일론 6 수지, 나일론 66 수지, 나일론 610 수지, 나일론 612 수지, 공중합 나이론 수지 등을 포함한다. 그 중에서도 ASTM D570법에 따라 측정한 포화흡수율이 5% 이하인 폴리아미드 수지를 사용하는 것이 환경의존성을 감소시킬 수 있어서 바람직하다. 상기 공 중합 나일론 수지의 구체적인 예로서는 일본 도레이사로부터 제품명 CM8000으로 구입할 수 있는 공중합 나일론 수지를 들 수 있다. 상기 폴리아미드 수지의 포화흡수율이 5%를 초과하면 전자사진 감광체의 정전특성 및 화상 특성의 환경 의존성을 크게 하는 문제점이 있다.

또한 상기 폴리아미드 결착수지내에 분산되는 산화 티탄 입자는 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하이며 또한 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자이다. 상기 산화 티탄 입자의 평균 1차 입경은 25 nm 이하가 바람직하며, 20 nm 이하가 더욱 바람직하다. 상기 산화티탄 입자의 평균 1차 입경의 하한은 굳이 한정되지 않지만 약 10 nm 이상의 것이 분산안정성의 측면에서 바람직하다. 산화 티탄 입자의 평균 1차 입경이 25 nm를 초과하면 감광체의 전기특성 및 화상특성이 충분하지 않게 되는 경향이 있다. 사용될 수 있는 산화티탄의 결정형은 비정질형, 아나타제(anatase) 결정형, 루타일(rutile) 결정형 및 브루카이트(brookite) 결정형을 포함한다. 또한 본 발명의 산화티탄은 분산성, 환경의존성 및 전기특성을 개선시키기 위하여 친수성 표면처리된 것이다. 상기 친수성 표면처리로서는 산화티탄의 표면이 친수성의 알루미나 및/또는 실리카로 코팅처리된 것이 바람직하다.

상기 폴리아미드 수지와 산화 티탄의 함량비율은 특별히 한정되지 않지만, 하인층 도포액의 분산안정성 및 전기특성의 측면에서 폴리아미드 수지 100 중량부에 대하여 산화 티탄 20 ~ 350 중량부의 비율이 바람직하고, 30 ~ 250 중량부의 비율이 더욱 바람직하다. 산화 티탄의 함량이 20 중량부 미만이면 저온저습 조건에서의 전기특성 및 화상특성이 나쁘고, 350 중량부를 초과하면 전하발생안료의 분산안 정성이 나빠진다.

하인층의 두께는 0.05 ~ 10㎛가 바람직하고, 0.1 ~ 5㎛의 범위가 더욱 바람직하다. 하인층의 두께가 0.05 ㎛ 미만이면 하인층이 너무 얇아서 감광체의 절연파괴가 일어날 염려가 크고, 10㎛를 초과하면 저온저습 조건에서의 전기특성 및 화상특성이 나쁘다.

상기 하인층의 위에는 감광층이 형성된다. 상기 감광층으로서는 전하발생층 및 전하수송층이 차례로 형성된 복층형 감광층이 화상특성을 향상시킬 수 있는 측면에서 바람직하다. 즉, 본 발명의 감광층은 바람직하게는 상기 하인층상에 형성된 전하발생층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 프탈로시아닌계 전하발생물질을 포함하는 전하발생층; 및 상기 전하발생층상에 형성된 전하수송층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층을 포함하는 복층형 감광층이다.

상기 전하발생층의 두께는 바람직하게는 0.1~20㎛, 더욱 바람직하게는 1~5㎛이다. 전하 발생층의 두께가 0.3㎛ 미만이면 감광도 및 기계적 내구성이 충분하지 않고, 20㎛를 초과하면 전하수송층과 이 층의 합한 감광층의 총두께가 너무 두꺼워져서 전자 사진 특성이 저하되는 경향이 있다. 본 발명의 전하발생층에 있어서 상기 전하발생물질 및 결착수지의 함량은 특별히 제한되지 않으며 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 범위내에서 필요에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 전하발생물질의 함량은 결착수지 100 중량부를 기준으로 10 ~ 500 중량부의 범위, 바람직하게는 10 ~ 100 중량부일 수 있다. 10 중량부 미만이면, 전하발생량이 불충분하기 때문에 감도가 부족하여 잔류전위가 커지는 경향이 있으므로 바람직하지 않고, 또한 500 중량부 보다 많으면 감광층중의 수지의 함유량이 작아져서 기계적 강도가 저하하고 전하발생물질의 분산안정성이 저하되는 경향이 있으므로 바람직하지 않다.

상기 프탈로시아닌계 전하발생물질은 무금속 프탈로시아닌계 안료, 옥소티타닐프탈로시아닌계 안료, 티타닐 프탈로시아닌 안료, 구리 프탈로시아닌 안료 또는 히드록시갈륨프탈로시아닌계 안료 등이 광효율의 측면에서 바람직하다. 상기 프탈로시아닌계전하발생물질은 소망하는 영역에서 흡수파장을 갖도록 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 상기 프탈로시아닌계 전하발생물질 이외에 페릴렌계 안료, 비스아조계 안료, 비스벤조이미다졸계 안료, 무금속 나프탈로시아닌안료, 금속 나프탈로시아닌계 안료, 스쿠아라인계 안료, 스쿠아릴륨(squarylium)계 안료, 트리스아조계 안료, 인디고계 안료, 아줄레늄계 안료, 퀴논계 안료, 시아닌계 안료, 피릴륨(pyrylium)계 안료, 안트라퀴논계 안료, 트리페닐메탄계 안료, 스렌계 안료, 톨루이딘계 안료, 피아졸린계 안료, 퀴나크리돈계 안료와 같은 유기안료가 함께 사용될 수 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. 본 발명의 전하수송층에 있어서 상기 전하수송물질 및 결착수지의 함량은 특별히 제한되지 않으며 본 기술분야에서 통상적으로 사용되 는 범위내에서 필요에 따라 선택될 수 있다. 예를들면 전하수송물질의 함량은 결착수지 100 중량부를 기준으로 10 ~ 300 중량부, 바람직하게는 30 ~ 100 중량부의 범위일 수 있다. 10 중량부 미만이면, 전하수송능이 불충분하기 때문에 감도가 부족하여 잔류전위가 커지는 경향이 있으므로 바람직하지 않고, 또한 300 중량부 보다 많으면 감광층중의 수지의 함유량이 작아져서 기계적 강도가 저하하는 경향이 되므로 바람직하지 않다.

상기 전하수송층의 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질은 정공수송물질 및/또는 전자수송물질일 수 있다. 상기 정공수송물질은 저분자화합물로서는 예를 들면, 피렌계, 카르바졸계, 히드라존계, 옥사졸계, 옥사디아졸계, 피라졸린계, 아릴아민계, 아릴메탄계, 벤지딘계, 티아졸계, 스틸벤계, 부타디엔계 등의 화합물을 포함한다. 또한, 상기 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 수도 있다.

본 발명의 감광층에서 사용될 수 있는 결착수지로서는 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.

특히 감광층의 표면층인 전하수송층의 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 바람직하다.

상기 감광층은 또한 상기한 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, 벤 조페논, 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.

상기한 본 발명의 전자사진 감광체는 반전방식의 접촉 현상 방법의 전자사진법에 사용되는 것이 바람직하다. 본 발명의 감광체를 점핑 현상 방식의 전자사진법에 사용하면 고온고습의 환경에서 화상의 백그라운드 특성이 나빠지는 경향이 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전자사진 화상형성장치의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 도면번호 1로 나타낸 것은 반도체 레이저이다. 제어회로(11)에 의해 화상정보에 따라 신호변조된 레이저광은 방출후 보정광학계(2)를 통하여 평행화되어, 회전다면경(3)에 의해 반사되어 주사운동을 한다. 레이저광은 주사렌즈(4)에 의해 전자사진 감광체(5)의 표면상에 집광되어 화상정보의 노광을 행한다. 전자사진 감광체는 미리 대전장치(6)에 의해 대전되어 있으므로 이 노광에 의하여 표면에 정전잠상이 형성되며, 이어서 현상장치(7)에 의해 가시화상화된다. 이 가시화상은 전사장치(8)에 의해 종이 등의 화상수용체(12)에 전사되어, 정착장치(10)에서 정착되어 프린트물로서 제공된다. 전자사진 감광체는 표면에 잔존하는 착색제를 크 리닝장치(9)에 의해 제거하여 반복하여 사용될 수 있다. 한편 여기서는 전자사진 감광체는 드럼 형태의 것으로 도시되어 있으나, 위에서 설명한 바와 같이 시트상, 벨트상일 수 있다.

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

실시예

하인층 도포액 1의 제조

포화흡수율 3.4%의 폴리아미드 수지 (일본 도레이사제, CM8000)를 용해한 혼합 알코올(메탄올/1-프로판올=7/3(중량비)) 용액에, 미리 볼 밀에 의해 분산된 산화티탄(일본 이시하라산업제, TTO-51A, 평균 1차 입경 약 20 nm, 알루미나 및 실리카로 표면처리됨)의 혼합 알코올 용액을 혼합하였다. 이어서 이 혼합물을 초음파로 분산하여 상기 산화티탄입자/폴리아미드 수지 = 1.5/1 조성(중량비)의 하인층 도포액 1을 제조하였다. 이 도포액의 총고형분 농도는 10중량% 이었다.

하인층 도포액 2A의 제조

산화티탄(일본 테이카(주)제, MT-150W, 평균 1차 입경 약 15 nm, 표면 처리 없음)을 이용하는 것 이외는, 하인층 도포액 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 상기 산화티탄 입자/폴리아미드 수지 = 1/1 조성(중량비)의 하인층 도포액 2A를 제조하였다. 이 도포액의 총고형분 농도는 10중량% 이었다.

하인층 도포액 2B의 제조

산화티탄(일본 테이카(주)제, MT-150W, 평균 1차 입경 약 15 nm, 표면 처리 없음)을 이용하는 것 이외는, 하인층 도포액 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 상기 산화티탄 입자/폴리아미드 수지 = 1.5/1 조성(중량비)의 하인층 도포액 2B를 제조하였다. 이 도포액의 총고형분 농도는 10중량% 이었다.

하인층 도포액 3A의 제조

산화티탄(일본 이시하라산업(주)제, TTO-55N, 평균 1차 입경 약 35 nm, 표면 처리 없음)을 이용하는 것 이외는, 하인층 도포액 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 상기 산화티탄 입자/폴리아미드 수지 = 1/1 조성(중량비)의 하인층 도포액 3A를 제조하였다. 이 도포액의 총고형분 농도는 10중량% 이었다.

하인층 도포액 3B의 제조

산화티탄(일본 이시하라산업(주)제, TTO-55N, 평균 1차 입경 약 35 nm, 표면 처리 없음)을 이용하는 것 이외는, 하인층 도포액 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 상기 산화티탄 입자/폴리아미드 수지 = 1.5/1 조성(중량비)의 하인층 도포액 3A를 제조하였다. 이 도포액의 총고형분 농도는 10중량% 이었다.

하인층 도포액 3C의 제조

산화티탄(일본 이시하라산업(주)제, TTO-55N, 평균 1차 입경 약 35 nm, 표면 처리 없음)을 이용하는 것 이외는, 하인층 도포액 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 상기 산화티탄 입자/폴리아미드 수지 = 2/1 조성(중량비)의 하인층 도포액 3A를 제조하였다. 이 도포액의 총고형분 농도는 10중량% 이었다.

전하발생층 ( CGL ) 도포액 1의 제조

τ형 무금속 프탈로시아닌 9.5 중량부 및 γ형 티타닐 프탈로시아닌 0.5중량 부에, 폴리비닐부티랄(일본 덴키화학공업(주)제, 덴카부티랄 ＃6000-C) 5 중량부와 테트라하이드로퓨란 100 중량부를 가한 후, 샌드 그라인드 밀로 분쇄, 분산시켜서 CGL 도포액 1을 제조하였다.

CGL 도포액 2의 제조

전하 발생 물질로서 γ형 티타닐 프탈로시아닌 10중량부만을 이용하는 것 이외는, CGL 도포액 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 CGL 도포액 2를 제조하였다.

전하수송층 ( CTL ) 도포액의 제조

전하수송물질로서 하기 화합물 (1) 51 중량부와 하기 화합물 (2) 27 중량부, 폴리카보네이트 수지(일본 데이진사제, TS-2050) 100중량부, 및 실리콘 오일(일본 신에츠사제p, KF-50) 0.1중량부를 테트라하이드로퓨란/톨루엔=534중량부/178중량부의 혼합용제에 용해시켜서 CTL) 도포액을 제조하였다.

(1),

(2)

분산 안정성의 측정

실온에서 방치하였을 때, 하인층 도포액 2A 및 2B의 경우 2주일후에 산화티탄 입자의 침전이 발생하였지만 하인층 도포액 1, 3A, 3B, 및 3C의 경우에는 2주일 후에 전혀 침전이 발생하지 않았다.

실시예 1

외경 24mmφ, 길이 236 mm, 두께 1 mm의 알루미늄 드럼을 하인층 도포액 1에 침지도포하고 건조하여 막두께 약 1㎛의 하인층을 코팅하였다. 다음에 이 알루미늄 드럼을 CGL 도포액 1에 침지도포하고 건조하여 막두께가 약 0.4㎛의 전하발생층을 코팅하였다. 다음에 상기 전하발생층이 형성된 알루미늄 드럼을 상기 CTL 도포액에 침지도포하고 건조하여 막두께가 약 20㎛의 전하수송층을 코팅하였다. 이와 같이 하여 얻은 알루미늄 드럼을 감광체 1로 지칭한다.

비교예 1

하인층 도포액 2A를 이용한 것 이외는, 감광체 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 2A를 제조하였다.

비교예 2

하인층 도포액 2B를 이용한 것 이외는, 감광체 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 2B를 제조하였다.

비교예 3

하인층 도포액 3A를 이용한 것 이외는, 감광체 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 3A를 제조하였다.

비교예 4

하인층 도포액 3B를 이용한 것 이외는, 감광체 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 3B를 제조하였다.

비교예 5

하인층액 3C를 이용한 것 이외는, 감광체 1의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 3C를 제조하였다.

화상 특성(접촉 현상 방식)의 측정

반전(反轉) 타입의 접촉(接觸) 현상 방법의 레이저 프린터(삼성전자(주), ML-1610)를 이용하여, 온도 10℃／상대습도 10%(L/L), 23℃／50%(N/N), 및 32℃／80%(H/H)의 환경에서 다음과 같이 화상평가를 하였다.

백그라운드(BG)의 판정은 다음과 같이 하였다.

－ : 거의 발생하지 않음,

△　: 조금 발생,

○ : 분명하게 발생.

고스트의 판정은 다음과 같이 하였다.

－ : 거의 발생하지 않음,

△　: 조금 발생,

○ : 분명하게 발생.

화상 농도(ID)는, 맥배스(Mcbath) 농도계 RD-918을 이용해 측정하였다.

이들 화상 평가 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

	BG			고스트			ID
	N/N	H/H	L/L	N/N	H/H	L/L	N/N	H/H	L/L
실시예 1 (감광체1)	-	-	-	-	-	-	1.34	1.34	1.20
비교예1 (감광체2A)	-	-	-	-	-	-	1.34	1.34	1.20
비교예2 (감광체2B)	-	-	-	-	-	-	1.34	1.34	1.20
비교예3 (감광체3A)	-	-	-	△	△	-	1.32	1.32	0.99
비교예4 (감광체3B)	-	-	-	△	△	△	1.35	1.35	1.16
비교예5 (감광체3C)	-	-	-	△	△	○	1.34	1.34	1.20

표 1을 참조하면, 하인층 도포액으로서 평균 1차 입경 약 20 nm이며 알루미나 및 실리카로 표면처리된 산화티탄과 특정한 폴리아미드 수지로 이루어진 하인층을 구비한 감광체 1을 이용한 실시예 1은 비교예 1 내지 5와 비교할 때 백그라운드 특성은 비슷하였으나 고스트 성능이 특별히 뛰어난 것을 알 수 있다. 따라서 표 1로부터 본원 발명의 하인층을 구비한 실시예 1의 감광층은 반전방식의 접촉현상방법에 있어서 모든 환경에서 화상특성이 좋은 것을 알 수 있다.

실시예 2

외경 24mmφ, 길이 236 mm, 두께 1 mm의 알루미늄 드럼을 하인층 도포액 1에 침지도포하고 건조하여 막두께 약 1㎛의 하인층을 코팅하였다. 다음에 이 알루미늄 드럼을 CGL 도포액 2에 침지도포하고 건조하여 막두께가 약 0.4㎛의 전하발생층을 코팅하였다. 다음에 상기 전하발생층이 형성된 알루미늄 드럼을 상기 CTL 도포액에 침지도포하고 건조하여 막두께가 약 20㎛의 전하수송층을 코팅하였다. 이와 같이 하여 얻은 알루미늄 드럼을 감광체 4로 지칭한다.

비교예 6

하인층 도포액 2A를 이용한 것 이외는, 감광체 4의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 5를 제조하였다.

비교예 7

하인층 도포액 3A를 이용한 것 이외는, 감광체 4의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 6A를 제조하였다.

비교예 8

하인층 도포액 3C를 이용한 것 이외는, 감광체 4의 제조에서 설명한 방법과 동일한 방법을 이용하여 감광체 6C를 제조하였다.

화상 특성( 점핑 현상 방식)의 측정

점핑 현상 방식의 레이저 프린터(휴렛패커드사제, HP1150)를 이용하여, 온도 10℃/상대습도 10%(L/L), 23℃/50%(N/N), 및 32℃/80%(H/H)의 환경에서 다음과 같이 화상평가를 하였다.

백그라운드(BG)의 판정은 다음과 같이 하였다.

－ : 거의 발생하지 않음,

△　: 조금 발생,

○ : 분명하게 발생.

화상 농도(ID)는 맥배스 농도계 RD-918을 이용해 측정하였다.

이들 화상 평가 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

	BG			ID
	N/N	H/H	L/L	N/N	H/H	L/L
실시예 2 (감광체 4)	-	○	-	1.14	1.17	1.10
비교예 6 (감광체 5)	-	○	-	1.14	1.17	1.10
비교예 7 (감광체 6A)	-	○	-	1.14	1.14	1.07
비교예 8 (감광체 6C)	-	○	-	1.11	1.14	1.09

표 2를 참조하면, 비교예 6 ~ 7 뿐만 아니라 본 발명에 따른 실시예 2의 감광체모두의 경우 N/N 및 L/L의 조건에서는 백그라운드 특성이 양호하였으나 H/H의 조건에서는 백그라운드 특성이 나쁜 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 하인층을 구비한 감광체는 점핑 현상방식 보다는 반전방식의 접촉현상방법에 사용하기 적합한 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 친수성 표면처리된 산화 티탄입자를 이용하면 평균 1차 입경이 25nm 미만인 경우에도 하인층 도포액의 분산안정성을 개선할 수 있다. 또한 이러한 분산안정성이 개선된 산화 티탄 및 포화흡수율이 작은 폴리아미드 수지를 포함하는 하인층을 구비하는 본 발명의 전자사진 감광체는 반전 현상 방식을 이용하는 전자사진법에 있어서 저온저습에서의 고스트나 고온 고습에서의 백그라운드 등 모든 환경에서의 화상 특성 및 전기 특성을 만족시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 도전성 기체상에，적어도 하인층 및 감광층을 갖는 전자사진 감광체에 있어서，상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하인 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자와 포화흡수율이 5% 미만의 폴리아미드를 포함하며, 또한 상기 감광층이 전하발생물질로서 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
2. 제1항에 있어서, 전자사진 감광체는 반전 현상 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
3. 제1항에 있어서, 상기 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자의 평균 1차 입경이 15nm 이하인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
4. 제1항에 있어서, 상기 친수성 표면처리는 알루미나 및/또는 실리카로 표면처리된 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
5. 제1항에 있어서, 상기 감광층은 상기 하인층상에 형성된 전하발생층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 프탈로시아닌계 전하발생물질을 포함하는 전하발생층; 및

   상기 전하발생층상에 형성된 전하수송층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층을 포함하는 복층형 감광층인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
6. 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,

   도전성 기체상에，적어도 하인층 및 감광층을 갖는 전자사진 감광체에 있어서，

   상기 하인층이 적어도 평균 1차 입경이 25 nm 이하인 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자와 포화흡수율이 5% 미만의 폴리아미드를 포함하며, 또한 상기 감광층이 전하발생물질로서 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
7. 제6항에 있어서, 전자사진 감광체는 반전 현상 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 친수성 표면처리된 산화 티탄 입자의 평균 1차 입경이 15nm 이하인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 친수성 표면처리는 알루미나 및/또는 실리카로 표면처리된 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 감광층은 상기 하인층상에 형성된 전하발생층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 프탈로시아닌계 전하발생물질을 포함하는 전하발생층; 및

    상기 전하발생층상에 형성된 전하수송층으로서 결착수지내에 분산 또는 용해된 전하수송물질을 포함하는 전하수송층을 포함하는 복층형 감광층인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.

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