KR20070088963A - 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 전자사진감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하발생층이 바인더로서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 전자사진 감광체 및 이를 포함하는 전자사진 화상형성장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전자사진 감광체는 정전특성 및 화상특성이 우수하다.

Description

전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치{Electrophotographic photoreceptor containing polymer binder capable of transporting electrons in charge generating layer and electrophotographic imaging apparatus employing the same}

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전자사진 감광체(100)의 개략적인 단면도로서 도전성 지지체(1) 위에 도전층(3), 전하발생층(5), 및 전하수송층(7)이 순차적으로 적층되어 있다.

도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 전자사진 감광체(200)의 개략적인 단면도로서, 도전성 지지체(1) 위에 중간층(9), 전하발생층(5), 및 전하수송층(7)이 순차적으로 적층되어 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 전자사진 감광체(300)의 개략적인 단면도로서, 도전성 지지체(1)위에 중간층(9), 도전층(3), 전하발생층(5), 및 전하수송층(7)이 순차적으로 적층되어 있다.

도 4는 본 발명의 전자사진 감광체를 구비한 본 발명의 전자사진 화상형성장치의 일 구현예를 나타내는 모식도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1 : 반도체 레이저 2: 보정광학계

3: 회전다면경 4: 주사렌즈

5: 전자사진 감광체 6: 대전장치

7: 현상 유니트 8: 전사장치

9: 크리닝 장치 10: 정착장치

11: 제어회로 12: 화상 수용체

본 발명은 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하여 정전특성 및 화상특성이 향상된 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치에 관한 것이다.

팩시밀리 머신, 레이저 프린터, 복사기, CRT 프린터, LED 프린터, 액정 프린터 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 감광 층의 표면 상에 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 크게 두가지 유형으로 구분된다. 제1 유형은 적층형으로서 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 단층형으로서 바인더 수지, 전하발생물질, 정공수송물질 및 전자수송물질(ETM; electron transporting material)을 모두 한 층에 포함하는 구조이며, 일반적으로 (+)형의 전자사진 감광체의 제조에 이용된다.

전하발생물질의 목적은 노광시 전하 캐리어(즉, 정공 및/또는 전자)를 생성하는 것이다. 전하수송물질의 목적은 이러한 전하 캐리어 중의 적어도 한 가지 유형을 수용하고, 감광체상에서 표면 전하의 방전을 용이하게 하기 위해서 그들을 전하수송층을 통하여 수송하는 것이다.

적층형 전자사진 감광체의 전하발생층에 있어서 일반적으로 전하발생물질의 함량이 높아야 고감광도 특성의 전자사진 감광체를 얻을 수 있다. 그러나 전하발생물질 함량이 너무 높으면 전하발생층 형성용 코팅 슬러리의 안정성이 저하되어 전하발생층의 코팅품질이 저하되며 또한 전하발생층과 도전성 지지체의 접착성 및 전하발생층과 전하수송층의 접착성이 저하되는 문제점이 발생할 염려가 있다. 이와 반대로, 전하발생물질의 함량이 낮으면 전하발생층 형성용 코팅 슬러리의 안정성, 전하발생층의 코팅품질, 전하발생층과 도전성 지지체의 접착성 및 전하발생층과 전하수송층의 접착성은 개선되지만 전자사진 감광체의 감광도가 저하되고 노광전위가 상승하는 등 정전특성이 급격히 저하되는 문제점이 발생한다. 또한, 전하발생층내의 전하발생물질의 함량의 대소에 관계없이 공통적으로 전하발생층 내에서는 전자수송이 원활하지 못하기 때문에 전자사진 감광체의 감광도가 낮고 노광전위가 높은 등 전자사진 감광체의 정전특성에 악영향을 미친다. 특히, 감도를 증가시키기 위하여 전하발생층의 두께를 크게 하면 전하발생물질에서 발생한 전자가 효과적으로 도전성 지지체로 이동하기 어렵기 때문에 오히려 이로 인하여 전하발생도 원활하지 못하게 되고 감도는 저하되며 노광전위는 상승하는 문제점이 나타난다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 시도의 결과로서 개발된 전자사진 감광체의 구체적인 예는 일본 특허공개공보 평5-027457호에 개시된 것을 포함한다.

일본 특허공개공보 평5-027457호는 도전성 지지체，전하발생층，전하수송층을 필수의 구성요소로 하고, 전하발생층 중에 하기 일반식으로 표시되는 나프탈렌테트라 카르복실산 디이미드 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한 전자사진 감광체를 개시한다:

여기서, R은 탄소수 8 이하의 알킬기 또는 아랄킬기，R'，R"는 동일 또는 다 르고 탄소수 8 이하의 알킬렌기，Rc는 탄소수 8 이하의 시클로알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타낸다．A₁，A₂는 동일 또는 다르고，수소 원자，탄소수 4 이하의 알킬기，니트로기，시아노기，카르복실산 에스테르기 또는 할로겐 원자를 나타낸다．k，m，n은, 동일 또는 다를 수 있는데, 0 또는 1의 정수이고，k，m，n 모두가 0이 되는 경우는 없다.

상기한 일본 특허공개공보 평5-027457호에 개시된 전자사진 감광체는 전하발생층에 전하발생물질 이외에 전자수송물질로서 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 저분자 화합물을 더 투입하여 정전특성의 향상을 도모한 것이지만 상기한 문제점을 해결한 것이라고는 할 수 없다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 정전특성, 및 화상품질이 모두 개선된 전자사진 감광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전자사진 감광체를 채용한 전자사진 화상형성장치을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 일 태양에 있어서 본 발명은,

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하발생층이 바인더로서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 전자사진 감광 체를 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 다른 태양에 있어서 본 발명은,

전자사진 감광체를 포함하는 전자사진 화상형성장치로서,

상기 전자사진 감광체는,

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하발생층이 바인더로서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치를 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 전자수송능을 갖는 고분자 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가지며, 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 100,000인 것일 수 있다:

[화학식 1]

여기서, R_{1 ,} R_{2 ,} R_{3 ,} 및 R₄는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고; 및

R₅는 결합, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 탄소수 6 내 지 20의 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기를 나타낸다.

본 발명의 전자사진 감광체는 적층형 전자사진 감광체로서 전하발생물질과 전자수송능이 없는 통상의 고분자 바인더 수지로 이루어지는 통상의 전하발생층에 바인더 수지의 일부로서 전자수송능이 있는 고분자 바인더를 더 포함시킴으로써 전하발생층의 접착성, 정전특성, 및 화상품질이 모두 개선된 것을 특징으로 한다. 이는 상기한 화학식 (1)로 표시되는 고분자 바인더 수지와 같은 전자수송능을 갖는 고분자 수지가 바인더 수지의 역할을 하면서도 전자수송능을 발휘할 수 있으므로 전하발생층의 접착성 및 전자수송특성을 향상시킴으로써 전자사진 감광체의 정전특성도 향상되었기 때문인 것으로 추정된다.

이하, 본 발명에 따른 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치 등에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전자사진 감광체(100)의 개략적인 단면도로서 도전성 지지체(1) 위에 도전층(3), 전하발생층(5), 및 전하수송층(7)이 순차적으로 적층되어 있다.

도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 전자사진 감광체(200)의 개략적인 단면도로서, 도전성 지지체(1) 위에 중간층(9), 전하발생층(5), 및 전하수송층(7)이 순차적으로 적층되어 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 전자사진 감광체(300)의 개략적인 단면도로서, 도전성 지지체(1)위에 중간층(9), 도전층(3), 전하발생층(5), 및 전하 수송층(7)이 순차적으로 적층되어 있다.

도 1 내지 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 전자사진 감광체는 도전성 지지체(1) 상에 감광층으로서 전하발생층(5) 및 전하수송층(7)이 차례로 적층된 적층형 구조를 갖는다. 그러나 본 발명에 따른 전자사진 감광체의 층배열이 이에 한정된 것은 아니며 전하수송층(7) 및 전하발생층(5)의 층배열이 역전될 수 있다.

상기 도전성 지지체(1)로서는 도전성이 있는 재료이면 그 종류에 특별히 제한받지 않으며 금속, 도전성 폴리머 등으로 이루어진 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등을 들 수 있다. 상기 금속으로서는 알루미늄, 바나듐，니켈，구리，아연，팔라듐，인디움，주석，백금，스테인리스 스틸 또는 크롬 등을 들 수 있다. 상기 폴리머로서는 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 및 이들의 혼합물, 상기 수지를 제조하는데 사용된 모노머들의 공중합체 등에 도전성 카본, 산화 주석, 산화 인듐 등의 도전성 물질을 분산시킨 것을 들 수 있다. 금속 시트 또는 금속을 증착하거나 라미네이트 한 유기 폴리머 시트 등도 사용될 수 있다.

도전성 지지체(1)위에는 도전층(3) 및/또는 중간층(9)가 더 형성될 수 있다. 도전층(3)은 카본 블랙, 그래파이트, 금속 분말, 또는 TiO₂와 같은 금속 산화물 분말과 같은 도전성 분말을 폴리아미드 등의 바인더 수지에 분산시켜 형태일 수 있다. 상기 도전층(3)의 두께는 약 5 내지 약 50㎛ 범위인 것이 바람직하다.

중간층(9)은 접착성의 향상, 혹은 지지체로부터의 전하주입을 저지할 목적으 로 형성된다. 이러한 중간층(9)으로서는 알루미늄의 양극 산화층; 산화티타늄, 산화주석 등의 금속산화물 분말의 수지 분산층; 폴리비닐알콜, 카제인, 에틸셀룰로오스, 젤라틴, 페놀 수지, 폴리아미드 등의 수지층을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 상기 중간층의 두께는 약 0.05 내지 약 5㎛의 범위가 바람직하다.

본 발명에 따른 적층형 전자사진 감광체의 도전성 지지체(1)위에는 감광층으로서 전하발생층(5)과 전하수송층(7)이 형성된다.

전하발생층에 있어서 전하발생물질로서는 프탈로시아닌계 안료, 아조계 화합물, 비스아조계 화합물，트리아조계 화합물，퀴논계 안료, 페릴렌계 화합물, 인디고계 화합물, 비스벤조이미다졸계 안료, 안트라퀴논계 화합물，퀴나크리돈계 화합물, 아줄레늄계 화합물, 스쿠아릴륨(squarylium)계 화합물, 피릴륨(pyrylium)계 화합물, 트리아릴메탄계 화합물, 시아닌계 화합물, 페리논계 화합물，폴리시클로퀴논 화합물, 피롤로피롤 화합물 또는 나프탈로시아닌 화합물 등의 공지의 전하발생물질이 제한없이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다. 상기 전하발생물질은 바람직하게는 프탈로시아닌계 안료이다. 상기 프탈로시아닌계 안료로서는 분말 X선 회절피크에 있어서 약 27.1°의 브래그 각(2θ±0.2°)에서 가장 강한 회절피크를 가지는 D형 또는 Y형 티타닐옥시 프탈로시아닌, 약 26.1°의 브래그 각(2θ±0.2°)에서 가장 강한 회절피크를 가지는 베타(β)형 티타닐옥시 프탈로시아닌, 약 7.5°의 브래그 각(2θ±0.2°)에서 가장 강한 회절피크를 가지는 알파형 티타닐옥시 프탈로시아닌 등의 티타닐옥시 프탈로시아닌 안료; 또는 분말 X선 회절피크에 있어서 약 7.5°및 약 9.2°의 브래그 각(2θ±0.2°)에 서 가장 강한 회절피크를 가지는 X형 무금속 프탈로시아닌 또는 타우형 무금속 프탈로시아닌과 같은 무금속 프탈로시아닌 안료를 들 수 있다. 이들 프탈로시아닌계 안료는 780nm~800nm 파장범위의 광에 가장 우수한 감광도를 나타내고 결정구조에 따라서 감광도 선택의 폭이 있으므로 본 발명에서 효과적으로 사용할 수 있다.

전하발생층에서 상기 전하발생물질은 바인더 수지내에 분산되어 있다. 본 발명의 적층형 전자사진 감광체에서 전하발생층은 바인더로서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함한다. 즉 본원 발명의 감광체에서 전하발생층은 전하발생물질과 전자수송능이 없는 통상의 고분자 바인더 수지로 이루어지는 통상의 전하발생층에 전자수송능이 있는 고분자 바인더를 더 포함한다. 상기 바인더 수지는 전자수송능이 없는 통상의 고분자 수지와 전자수송능이 있는 특수한 고분자 수지로 이루어져 있다. 상기한 통상의 고분자 수지로서 사용될 수 있는 바인더 수지는 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세탈, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-메타크릴산 메틸 공중합체, 비닐리덴클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체, 비닐클로라이드-비닐아세테이트 공중합체, 비닐클로라이드-비닐아세테이트-무수말레인산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 메틸셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리실리콘, 실리콘-알키드 수지, 페놀-포름알데히드 수지, 크레졸-포름알데히드 수지, 페녹시수지, 스티렌-알키드 수지, 폴리-N-비닐카바졸 수지, 폴리비닐포르말, 폴리히드록시스티렌, 폴리노보 닐, 폴리시클로올레핀, 폴리비닐피롤리돈, 폴리(2-에틸-옥사졸린), 폴리술폰, 멜라민 수지, 우레아 수지, 아미노 수지, 이소시아네이트 수지, 에폭시 수지 등을 포함한다. 이들은 단독 혹은 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.

상기한 전자수송능을 갖는 특수한 고분자 수지로서는, 전자수송능을 갖는 것이라면 굳이 한정되지 않지만, 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지가 접착성 및 전자수송능을 조화시킬 수 있는 측면에서 바람직하다.

[화학식 1]

여기서, R_{1 ,} R_{2 ,} R_{3 ,} 및 R₄는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고; 및

R₅는 결합, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기를 나타낸다.

화학식 1에서 할로겐기는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 나타낸다.

상기 화학식 1에서 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 직선형 또는 분지형 알킬기 이며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12인 직선형 또는 분지형 알킬기, 더 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직선형 또는 분지형 알킬기이다. 상기 알킬기의 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 1,2-디메틸-프로필, 2-에틸-헥실 등을 들 수 있다. 상기 알킬기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자로 치환될 수 있다.

상기 화학식 1에서 알콕시기는 탄소수 1 내지 20의 직선형 또는 분지형 알콕시기이며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12인 직선형 또는 분지형 알콕시기, 더 바람직하게는 탄소수 1 내지 6의 직선형 또는 분지형 알콕시기이다. 상기 알콕시기의 예로는 메톡시, 에톡시기, 프로폭시기 등을 들 수 있다. 상기 알콕시기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자로 치환될 수 있다.

상기 화학식 1에서 알킬렌기는 2가의 치환기인 점을 제외하고는 상기한 알킬기와 동일한 것이다. 예를 들면, 메틸기에 대응하는 알킬렌기는 메틸렌기, 에틸기에 대응하는 알킬렌기는 에틸렌기이다.

상기 화학식 1에서 아릴렌기는 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 바람직하게는 탄소수 6 내지 12인 직선형 또는 분지형 아릴렌기이다. 여기서 탄소수는 알킬기와 같은 치환기에 포함된 탄소수를 제외하고 아릴렌기의 방향족 골격을 이루는 탄소의 수만을 의미한다. 상기 아릴렌기의 구체적인 예로서는 페닐렌기, 톨릴렌기, 자일릴렌기, 비페닐렌기, o-터페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기, 페난트레닐렌기 등을 들 수 있다. 상기 아릴기는 알킬기, 알콕시기, 니트로기, 히드록시기, 술폰산기 또는 할로겐 원자로 치환될 수 있다.

상기 화학식 1에서 아르알킬렌기는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기, 바람직하게는 탄소수 7 내지 20의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기, 더 바람직하게는 탄소수 7 내지 14의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기이다. 이 아르알킬렌기에서 탄소수는 지방족 부분에 해당하는 알킬렌기와 방향족 부분에 해당하는 아릴렌기에 포함된 모든 탄소수를 의미한다. 상기 아르알킬렌기의 구체적인 예는 벤질렌기(-C₆H₆CH₂-), 메틸렌벤질렌기(-CH₂C₆H₆CH₂-), 페닐렌에틸렌기, 나프틸렌메틸렌기, 나프틸렌에틸렌기 등을 들 수 있다. 상기 아르알킬렌기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 니트로기, 히드록시기, 술폰산기 등으로 치환될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 상기 특수 고분자 바인더 수지의 평균분자량은 특히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 중량평균분자량이 겔퍼미에이션크로마토그래피(이하, "GPC" 함)에 의한 폴리스티렌 환산으로 1,000~100,000의 범위, 더 바람직하게는 5,000~50,000, 더더욱 바람직하게는 7,000~50,000의 범위이다. 본 명세서 중, 상기 특수 고분자 바인더 수지의 중량평균분자량은, 하기 GPC 측정조건에 의해 측정되는 값이다. 상기 화학식 1에서 평균중합도 n은 이와 같이 하여 구한 중량평균분자량 및 반복단위의 분자량으로부터 구할 수 있다.

<GPC에 의한 분자량의 측정조건>

사용칼럼: Guard + Plgel-mixed C*2 컬럼

용리액: THF

투입량: 0.5%용리액 용액 100μL

용리액 유속: 1.0 mL/min

칼럼온도: 40℃

표준물질: 폴리스티렌, 피크톱분자량(Mp) 1,270, 21,000, 186,000, 1,124,000

검출기: PL_GPC 210 검출기

상기한 화학식 1에 따른 전자수송능을 갖는 특수한 고분자 수지의 구체적인 예는 다음을 포함한다:

고분자 수지(1):

,

고분자 수지(2):

,

고분자 수지(3):

,

고분자 수지(4):

.

상기 전하발생층의 바인더 수지중에서 전자수송능을 갖는 특수 고분자 바인더는 상기 바인더 수지 총중량의 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 90중량%, 더 바람직하게는 15 내지 85중량%이다. 상기 전자수송능을 갖는 특수 바인더 수지의 함량이 5 중량% 미만이면 잔류전위가 충분히 낮아지지 않는 경향이 있으며, 95중량%를 초과하면 전하발생층의 접착력이 불량해지고 제조코스트가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명의 전자사진 감광체에서 바인더 수지(통상의 고분자 바인더 수지 + 전자수송능이 있는 특수 고분자 수지)의 총함량은 전하발생물질 100중량부에 대하여 5~350중량부인 것이 바람직하고, 10~200중량부인 것이 더욱 바람직하다. 5중량부 미만이면 전하발생물질의 분산이 불충분하여 분산액의 안정성이 저하되며 도전성 지지체에 코팅시 균일한 전하발생층을 얻기 어렵고 접착력 또한 저하될 염려가 있다. 350중량부를 초과하면 대전전위의 유지가 곤란하고 과량의 바인더 수지로 인한 불충분한 감광도로 원하는 화상을 얻을 수 없는 염려가 있다.

전하발생층 형성용 코팅 슬러리 제조에 사용되는 용매는 사용한 바인더 수지의 종류에 따라 달라질 수 있으며，전하발생층 코팅시에 인접한 층에 영향을 주지 않는 것을 선택하는 것이 바람직하다．구체적인 용매의 예는 메틸이소프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 4-메톡시-4-메틸-2-펜타논, 이소프로필아세테이트, 터셔리부틸아세테이트, 이소프로필알콜, 이소부틸 알콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 1,1,1-트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에탄, 디클로로메탄, 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 디옥솔란, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 1-메톡시-2-프로판올, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디메틸설폭사이드, 메틸셀로솔브, 부틸아민, 디에틸아민, 에틸렌디아민, 이소프로판올아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, N,N'-디메틸포름아미드, 1,2-디메톡시에탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메틸벤젠, 에틸벤젠, 시클로헥산, 아니솔 등을 포함한다. 이들은 단독 혹은 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.

이어서 전하발생층 형성용 코팅 슬러리의 제조에 대하여 설명한다. 먼저 티타닐옥시 프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 안료를 포함하는 전하발생물질 100중량부, 총바인더 수지 5~350중량부(바인더 수지중에서 전자수송능을 갖는 상기한 특수 고분자 바인더 수지는 상기 바인더 수지 총중량의 5 내지 95 중량%), 더욱 바람직하게는 10~200중량부에 적당량의 용매 예를 들면 100~10,000중량부, 바람직하게는 500~8,000중량부를 혼합한다. 이 혼합물에 유리비드, 스틸비드, 지르코니아비드, 알루미나비드, 지르코니아볼, 알루미나볼 혹은 스틸볼을 첨가하여 분산기를 사용하 여 2~50시간 분산시킨다. 이때 기계적 밀링방법을 사용할 수 있다. 사용될 수 있는 밀링장치로는 어트리터(attritor), 볼 밀(ball-mill)，샌드 밀(sand-mill)，밴 바리 믹서，스백 믹서，롤 밀(roll-mill)，3롤 밀，나노 마이저，마이크로플루다이저, 스탬프 밀，유성 밀，진동 밀，니더(kneader), 호모나이저, 다이노밀, 마이크로나이저, 페인트셰이커, 고속교반기, 얼티마이저, 초음파분쇄기 등을 들 수 있다．이들 밀링장치는 단독 혹은 2종 이상을 복합하여 사용할 수 있다.

이와같이 제조된 전하발생층 형성용 코팅 슬러리를 위에서 설명한 도전성 지지체위에 코팅한다. 코팅 방법으로는 침지 코팅법, 링 코팅법, 롤 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 들 수 있다. 이와 같은 방법으로 코팅된 지지체를 90~200℃에서 0.1~2시간 건조하면 전하발생층을 형성시킬 수 있다.

상기 전하발생층의 두께는 바람직하게는 0.001~10㎛, 더욱 바람직하게는 0.01~10㎛이고, 더더욱 바람직하게는 0.05~3㎛이다. 전하 발생층의 두께가 0.001㎛ 미만이면 전하발생층을 균일하게 형성하는 것이 곤란해지고 10㎛를 초과하면 전자 사진 특성이 저하되는 경향이 있다.

상기 전하 발생층 위에는 전하수송물질과 바인더 수지를 포함하는 전하수송층이 적층된다.

전하수송물질은 정공을 전달하는 정공수송물질과 전자를 전달하는 전자수송물질이 있다. 적층형 감광체를 부(-)대전형으로 이용하는 경우에는 전하수송물질로서 정공수송물질을 사용하고, 또한 정(+)/부(-)대전형의 양극성의 특성이 모두 요구되는 경우에는 정공수송물질과 전자수송물질을 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발 명에 사용될 수 있는 정공수송물질로는 예를 들면 히드라존계 화합물，부타디엔계 아민 화합물, N,N'-비스-(3-메틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘, N,N,N',N'-테트라키스(3-메틸페닐)벤지딘, N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)벤지딘, N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디(4-메틸페닐)벤지딘, 및 N,N'-디(나프탈렌-2-일)-N,N'-디(3-메틸페닐)벤지딘 등을 포함하는 벤지딘계 화합물, 피렌계화합물, 카바졸계 화합물, 아릴메탄계 화합물, 티아졸계 화합물, 스티릴계 화합물, 피라졸린계 화합물, 스티릴계 화합물，아릴아민계 화합물, 옥사졸계 화합물，옥사디아졸계 화합물,　피라졸린계 화합물，피라졸론계 화합물, 스틸벤계 화합물，폴리아릴 알칸계 화합물，폴리비닐카바졸계 화합물 및 그 유도체，N-아크릴아미드메틸카바졸 중합체，트리페닐메탄 중합체，스티렌 공중합체，폴리아세나프텐，폴리인덴，아세나프틸렌과 스티렌의 공중합체 및 포름알데히드계 축합수지 등의 함질소 환식 화합물, 축합 다환식 화합물, 이들의 치환기를 주쇄 혹은 측쇄에 갖는 고분자 화합물을 들 수 있다.

본 발명의 전하수송층에 전자수송물질이 포함되는 경우 사용될 수 있는 전자수송물질은 특별히 제한되지 않으며 공지의 전자수송물질을 포함한다. 이의 구체적인 예는 벤조퀴논계 화합물，나프토퀴논계 화합물，안트라퀴논계 화합물，말로노니트릴계 화합물，플루오레논계 화합물，시아노에틸렌계 화합물, 시아노퀴노디메탄계 화합물, 크산톤계 화합물, 페난트라퀴논계 화합물, 무수프탈산계 화합물, 티오피란계 화합물, 디시아노플루오레논계 화합물，나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 화합물, 벤조퀴논이민계 화합물，디페노퀴논계 화합물，스틸벤 퀴논계 화합물，디이미노퀴논계 화합물，디옥소테트라센디온 화합물 및 황화피란계 화합물 등의 전자수 용성 저분자 화합물을 포함한다.

그러나, 본 발명에 사용될 수 있는 전하수송물질은 상기한 정공수송물질 또는 전자수송물질에 한정되지 아니하며, 전하이동도가 10^-8 ㎠／Vㆍｓec 보다 빠른 특성을 갖는 것이라면 위에 열거된 것이 아니라도 사용될 수 있으며, 상기한 전하수송물질은 1종 또는 2종 이상을 조합되어 사용될 수 있다.

전하수송물질 자체가 피막 형성능력을 갖는 경우에는 바인더 수지 없이 전하수송층을 형성할 수 있지만 보통 저분자 물질은 피막 형성능력이 없다. 따라서 바인더 수지에 용해 또는 분산시킨 용액 또는 분산액 상태의 전하수송층 형성용 조성물을 조제한 후 이를 전하발생층위에 코팅하고 건조시킴으로써 전하수송층을 형성한다. 본 발명의 전자사진 감광체의 전하수송층에 사용될 수 있는 바인더 수지는 필름 형성능이 있는 절연성 수지, 바람직하게는 폴리비닐부티랄, 폴리아릴레이트(비스페놀Ａ와 프탈산의 축중합체등)，폴리카보네이트，폴리에스테르 수지，페녹시 수지，폴리초산 비닐，아크릴 수지，폴리아크릴 아미드 수지，폴리아미드，폴리비닐 피리딘，셀룰로오스계 수지，우레탄 수지，에폭시 수지，실리콘 수지，폴리스티렌，폴리케톤，폴리염화 비닐，염화비닐-비닐산 공중합체，폴리비닐아세탈, 폴리아크릴로니트릴，페놀 수지，멜라민 수지，카세인，폴리비닐알코올，폴리비닐피롤리돈 등의 절연성 수지를 포함하며, 폴리 N-비닐카바졸, 폴리비닐안트라센 또는 폴리비닐피렌등의 유기 광도전성 수지도 포함된다.

그러나 본 발명자들은 본 발명의 전하수송층용 바인더 수지로서는 폴리카보 네이트 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. 이 바인더 수지의 사용량은 바인더 수지 100중량부에 대하여 전하수송물질 5~200중량부의 비율인 것이 바람직하고, 10~150중량부의 비율인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 전자사진 감광체에 있어서 상기 전하수송층은 내마모성을 향상시키고 전하수송층 표면의 슬립성을 부여하기 위하여 포스페이트계 화합물, 포스핀옥사이드계 화합물 또는 이들의 혼합물과 실리콘 오일 등을 포함할 수 있다. 사용할 수 있는 포스페이트계 화합물의 구체적인 예는 이에 한정되는 것은 아니지만 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트, 옥틸디페닐 포스페이트, 트리클로로에틸 포스페이트, 크레실디페닐 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 트리-2-에틸헥실 포스페이트를 포함한다. 사용할 수 있는 포스핀옥사이드계 화합물은 이에 한정되는 것은 아니지만 트리페닐 포스핀옥사이드, 트리크레실 포스핀옥사이드, 트리옥틸 포스핀옥사이드, 옥틸디페닐 포스핀옥사이드, 트리클로로에틸 포스핀옥사이드, 크레실디페닐 포스핀옥사이드, 트리부틸 포스핀옥사이드, 트리-2-에틸헥실 포스핀옥사이드 등을 포함한다.

상기 포스페이트계 화합물 및 포스핀옥사이드계 화합물은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이의 사용량은 전하수송층의 바인더 수지 100중량부에 대해서 0.01~10중량부, 바람직하게는 0.1~5중량부이다. 0.01중량부 미만이면 접착력 및 내 구성 향상에 대한 효과가 미미하며 10중량부를 초과하면 정전특성을 저하시키는 단점이 있다. 포스페이트계 화합물 및 포스핀옥사이드계 화합물의 조합이 사용되는 경우 이들의 조성비는 포스페이트계 화합물:포스핀옥사이드계 화합물=100:0.1~100인 것이 바람직하다.

실리콘 오일은 전하수송층의 슬립성을 증진시켜서 전자사진 감광체의 내마모성을 증진시키기 위하여 사용하는 것이다. 사용될 수 있는 실리콘 오일은 이에 한정되는 것은 아니지만 폴리실록산 오일, 예를 들면 디메틸실리콘 오일, 메틸페닐 실리콘 오일, 메틸하이드로젠 실리콘 오일과 같은 스트레이트 실리콘 오일; 및 상기 스트레이트 실리콘 오일의 측쇄 또는 말단중의 적어도 어느 한 곳에 유기기가 도입된 변성 실리콘오일을 들 수 있다. 상기 유기기는 아미노기, 에폭시기, 카르복실기, 알콜기, 머캅토기, 알킬기, 폴리에테르기, 메틸스티릴기, 고급지방산에스테르기, 불화알킬기, (메타)아크릴기, 알콕시기 등을 들 수 있다. 이의 구체적인 예는 일본 신에츠화학공업사에서 제품명 KF96, KF50, KF54, KP301, KP302, KP306, KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341, KP354,KP355, KP356, KP357, KP358, KP359, KP362, KP363, KP365, KP366, KP368, KP369, KP316, KP360, KP361, KP390, KP391, 또는 KP392으로 구입할 수 있는 것을 포함한다.

실리콘 오일의 사용량은 상기 전하수송층의 바인더 수지 100중량부에 대해서 0.01~1중량부, 바람직하게는 0.01~0.5중량부이다. 0.01중량부 미만이면 슬립성증진 효과가 미미하고 1중량부를 초과하면 접착력을 감소시킬 염려가 있다. 포스페이트계 화합물 및/또는 포스핀옥사이드계 화합물과 실리콘 오일을 함께 사용하면 전하 수송층 표면의 슬립성 상승 효과를 통한 내마모성 향상을 기대할 수 있다.

본 발명의 전자사진 감광체의 전하수송층 형성용 코팅액 제조에 사용되는 용매는 사용한 바인더 수지의 종류에 따라 달라질 수 있으며，하부의 전하발생층에 영향을 주지 않는 것을 선택하는 것이 바람직하다．구체적으로는 벤젠，자일렌，리그로인，모노클로로벤젠，디클로로벤젠등의 방향족 탄화수소류; 아세톤，메틸에틸케톤，시클로헥사논 등의 케톤류; 메탄올，에탄올, 이소프로판올등의 알코올류; 초산 에틸，메틸 셀로솔브등의 에스테르류; 4염화탄소，클로로포름，디클로로메탄，디클로로에탄，트리클로로에틸렌등의 지방족 할로겐화 탄화수소류; 테트라히드로퓨란，디옥산，디옥소란，에틸렌 글리콜, 모노메틸 에테르등의 에테르류; N,N－디메틸 포름아미드, N,N－디메틸 아세트아미드등의 아미드류; 및 디메틸설폭시드등의 설폭시드류 중에 적당한 것이 선택된다. 상기 용매는 1종 또는 2종의 조합으로 사용될 수 있다.

상기 전하수송층 형성용 코팅액의 제조에 대하여 설명한다. 먼저 바인더 수지 100중량부, 전하수송물질 5~200중량부, 선택적으로 포스페이트계 화합물 및/또는 선택저으로 포스핀옥사이드계 화합물 0.01~10중량부, 및 선택적으로 실리콘 오일 0.01~1중량부에 적당량의 용매 예를 들면 100~1,500중량부, 바람직하게는 300~1,200중량부를 혼합하고 교반한다.

이와같이 제조된 전하수송층 형성용 코팅액을 이미 형성된 전하발생층위에 코팅한다. 코팅 방법으로는 위에서 언급한 침지 코팅법, 링 코팅법, 롤 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 마찬가지로 사용할 수 있다. 이와 같은 방법으로 전하수송층이 코팅된 지지체를 90~200℃에서 0.1~2시간 건조하면 전하수송층을 형성시킬 수 있다.

상기 전하수송층의 두께는 바람직하게는 2~100㎛, 더욱 바람직하게는 5~50㎛, 더더욱 바람직하게는 10~40㎛이다. 전하수송층의 두께가 2㎛ 미만이면 두께가 너무 얇아 내구성이 불충분하고 100㎛를 초과하면 물리적인 내마모성은 증가하나 인쇄화상의 품질이 저하되는 경향이 있다.

또한, 본 발명의 전자사진 감광체는 내환경성이나 유해한 빛에 대한 안정성을 향상시키는 목적으로 전하수송층 및/또는 전하발생층에 산화방지제, 광안정제, 가소제, 레벨링제, 및 분산안정제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.

상기 산화 방지제는 이에 한정되는 것은 아니지만 힌더드 페놀계, 황계, 포스폰산 에스테르계 화합물，아인산 에스테르계 화합물，아민계 화합물 등의 공지의 산화방지제를 포함한다. 상기 광안정제는 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 힌더드 아민계 화합물 등의 공지의 광안정제를 포함한다.

또한, 본 발명의 전자사진 감광체는 필요에 따라서 표면보호층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 전자사진 감광체는 레이저 프린터, 복사기, 팩스 머신, LED 프린터 따위의 전자사진 화상형성장치에 통합될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 전자사진 감광체를 채용한 전자사진 화상형성장치에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 전자사진 화상형성장치는, 전자사진 감광체를 포함하는 전자 사진 화상형성장치로서, 상기 전자사진 감광체는, 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하발생층이 바인더로서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 것을 특징으로 제공한다. 상기한 전자수송능을 갖는 특수한 고분자 수지로서는, 전자수송능을 갖는 것이라면 굳이 한정되지 않지만, 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지가 접착성 및 전자수송능을 조화시킬 수 있는 측면에서 바람직하다.

[화학식 1]

여기서, R_{1 ,} R_{2 ,} R_{3 ,} 및 R₄는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고; 및

R₅는 결합, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기를 나타낸다.

도 4는 상기한 본 발명의 전자사진 화상형성장치의 일 구현예를 나타내는 모식도이다.

도 4를 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 본 발명의 전자사진 감광체(5)의 표면상에 집광되어 화상정보의 노광을 행한다. 전자사진 감광체(5)는 미리 대전장치(6)에 의해 대전되어 있으므로 이 노광에 의하여 표면에 정전잠상이 형성되며, 이어서 현상 유니트(7)에 의해 가시화상화된다. 이 가시화상은 전사장치(8)에 의해 종이 등의 화상 수용체(12)에 전사되어, 정착장치(10)에서 정착되어 프린트물로서 제공된다. 전자사진 감광체(5)는 표면에 잔존하는 착색제를 크리닝장치(9)에 의해 제거하여 반복하여 사용될 수 있다. 한편 여기에는 드럼형태의 전자사진 감광체가 도시되어 있으나, 위에서 설명한 바와 같이 시트상, 벨트상일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 기재하지만, 이에 예시 목적을 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 실시예의 기재에서 "부"는 "중량부"를 의미한다.

합성예 : 화합물 (1)의 합성

환류콘덴서, 기계적 교반기 및 질소가스 도입구를 구비한 1ℓ 4구 유리 플라스크에 디메틸포름아미드(DMF) 300ml를 넣었다. 이어서 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디아닐린 34g(0.1몰)과 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실릭 디안하이드라이드 26g(0.1몰)을 DMF에 넣고 교반하면서 온도를 서서히 올려서 약 2시간 동안 환류시켰다. 이어서 플라스크내의 온도를 상온으로 냉각시킨 후, 반응액 내에 피리딘/아세틱 안하이드라이드=1/2의 용액 100ml를 첨가하고 상온에서 1시간 동안, 및 70 ℃에서 3시간 동안 더 반응시켰다. 얻어진 반응액을 메탄올 2000ml에 침전시켰다. 침전물을 여과하고 수세하였다. 이를 다시 테트라히드로퓨란(THF)에 용해시킨 후 메탄올에 재침전시키는 과정을 2회 반복하여 약 35g(약 60% 수율)을 얻었다. 이 특수 고분자 수지 화합물 (1)의 중량평균분자량이 약 10,700이었다.

실시예 1

전하발생물질로 하기 화합물 (10)의 y-TiOPc(titanyloxy phthalocyanine) 20부, 전자수송 고분자 바인더로서 상기 화합물 (1) 2부, 바인더 수지로서 화합물 (20)의 폴리비닐부티랄(Denka, PVB 6000-C) 11부, 테트라히드로푸란(THF) 635부를 2시간 동안 샌드밀링한 후 초음파로 더욱 분산시켰다. 이렇게 얻어진 전하발생층용 조성물로 양극산화처리된 직경 30mm의 알루미늄 드럼위에 링 바(ring bar)이용하여 코팅한 후, 120℃에서 20분 동안 건조하여 두께 약 0.5μm의 전하발생층(CGL)을 제조하였다.

정공수송물질(HTM)로서 화합물 (30)의 엔아민스틸벤계 정공수송물질 45부, 바인더 수지로서 화합물 (40)의 폴리카보네이트 Z수지(Mitsubishi Gas Chemical, PCZ200) 55부를 THF/톨루엔(중량비=4/1) 426부에 용해시켜 얻은 전하수송층용 조성물을 얻었다. 이 조성물을 상기 전하발생층이 형성된 양극산화처리된 알루미늄 드럼상에 링 바(ring bar)를 이용하여 코팅한 후, 120℃에서 30분 동안 건조하여 두께 약 20μm의 전하수송층(CTL)을 형성하여 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

실시예 2

전자수송 고분자 바인더인 상기 화합물 (1)의 함량을 5부로 변경하고 또한 화합물 (20)의 폴리비닐부티랄 바인더의 함량을 8부로 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

비교예 1

전하발생물질로 하기 화합물 (10)의 y-TiOPc(titanyloxy phthalocyanine) 20부, 바인더 수지로서 화합물 (20)의 폴리비닐부티랄(Denka, PVB 6000-C) 13부, THF 635 부를 2시간 동안 샌드밀링한 후 초음파로 더욱 분산시켰다. 이렇게 얻어진 전하발생층용 조성물로 양극산화처리된 직경 30mm의 알루미늄 드럼위에 링 바(ring bar)이용하여 코팅한 후, 120℃에서 20분 동안 건조하여 두께 약 0.5μm의 전하발생층(CGL)을 얻었다.

정공수송물질(HTM)로서 화합물 (30)의 엔아민스틸벤계 정공수송물질 45부, 바인더 수지로서 화합물 (40)의 폴리카보네이트 Z수지(Mitsubishi Gas Chemical, PCZ200) 55부를 THF/톨루엔(중량비=4/1) 426부에 용해시켜 얻은 전하수송층용 조성물을 얻었다. 이 조성물을 상기 전하발생층이 형성된 양극산화처리된 알루미늄 드럼상에 링 바(ring bar)를 이용하여 코팅한 후, 120℃에서 30분 동안 건조하여 두께 약 20μm의 전하수송층(CTL)을 형성하여 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

비교예 2

화합물 (20)의 폴리비닐부티랄 바인더의 함량을 18부로 변경한 것을 제외하고는, 비교예 1의 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

표 1에 실시예 1~2 및 비교예 1~2의 전자사진 감광체의 전하발생층의 구성성분 및 그 함량을 종합하였다.

(10),

(20),

(30),

(40),

정전특성시험

위의 실시예 및 비교예에서 제조한 적층형 전자사진 감광체의 전자사진특성을 드럼 감광체 평가장치(QEA사제, "PDA-2000LA")를 이용하여 온도 23℃ 및 습도 50%의 조건에서 다음과 같이 측정하였다.

코로나 전압 -6kV ~ -7 kV 및 대전기와 감광체의 상대속도 100 mm/sec의 조건에서 감광체를 대전하고, 1.0초 후에 1.0μJ/㎠의 에너지를 갖는 파장 780 nm의 단색광을 1.0초간 상기 감광체를 조사하고, 다시 1.0초 후 적색 LED 광원으로 감광체 표면의 전위를 소거한 후 1.0초간 방치하는 전자사진 방식의 순환과정을 1000회 반복하였다. 이때, 상기 감광체 드럼 표면의 초기대전전위를 V₀(V), 상기 단색광을 이용한 노광후의 감광체 표면의 대전전위를 V_L(V)로 표시하였다. 또한, 780 nm의 단색광을 감광체 드럼위에 조사하여 감광체 드럼의 초기대전전위를 1/2로 감소시키데 필요한 단위면적당 노광에너지 E_{1 /2}[μJ/㎠], 감광체 드럼의 표면전위가 -200V가 될 때까지 필요한 단위면적당 노광에너지 E₂₀₀[μJ/㎠], 및 상기 감광체 드럼을 대전한 직 후 어두운 곳에서 각각 1.0초 및 5.0초 동안 방치한 후의 감광체 드럼의 표면전위의 유지율 DD1(%) 및 DD5(%)를 평가하였다.

화상평가

상기 실시예 및 비교예에서 설명한 방법으로 제조한 전자사진 감광체 드럼을 삼성전자의 레이저 프린터(모델명: ML-1710)에 장착하여 통상의 방법으로 솔리드 ID(solid ID)값을 측정함으로써 화상평가를 실시하였다.

측정 결과를 표 2에 나타냈다.

	CGM 종류	CGM 함량 (중량부)	폴리비닐부티랄 바인더의 함량 (중량부)	전자수송 고분자 바인더 (1)의 함량(중량부)
실시예 1	y-TiOPc	20	11	2
실시예 2	y-TiOPc	20	8	5
비교예 1	y-TiOPc	20	13	-
비교예 2	y-TiOPc	20	18	-

	정전특성				표면전위		화상평가
	E1 /2 (μJ/cm2)	E200 (μJ/cm2)	DD1 (%)	DD5 (%)	V0(V)	VL(V)	Solid ID
실시예 1	0.096	0.146	99.1	96.3	978	173	1.23
실시예 2	0.095	0.149	99	95.8	975	169	1.24
비교예 1	0.101	0.162	99.1	95.2	970	185	1.21
비교예 2	0.104	0.165	98.5	93.4	977	188	1.19

표 2를 참조하면, 실시예 1 및 2의 경우 비교예 1 및 2의 경우보다 전반적으로 낮은 E_{1 /2} 값 및 낮은 E₂₀₀ 값을 나타낸 것을 알 수 있다. 이는 전자수송 고분자 바인더 (1)를 포함하는 본 발명에 따른 전자사진 감광체의 경우 전하발생층내에서 발생된 전자가 전자수송 고분자를 통해서 원활하게 수송되고 또한 이러한 원활한 전자흐름 때문에 전하발생도 촉진되기 때문으로 추정된다.

또한, 실시예 1 및 2의 경우 비교예 1 및 2의 경우보다 노광전위 V_L이 낮았으며, 또한 암감쇄율 DD1 값과 DD5 값, 및 솔리드 ID값이 높았다. 이는 본 발명에 따른 전자사진 감광체의 경우 전도성 지지체로부터의 정공유입을 억제하여 노광전위의 상승을 억제하고, 또한 대전된 정전하를 잘 유지함으로써 화상결함을 감소시키는 전기적 특성의 개선에 매우 효과적이라는 것을 나타낸다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 전자수송 고분자 바인더를 전하발생층에 포함하는 적층형 전자사진 감광체는 정전특성 및 화상특성이 우수하다.

본 발명의 몇가지 구현예가 개시되고 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 원리 및 정신으로부터 이탈하지 않고 이러한 구현예에 변경이 가해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위 및 그 균등물에 의하여 정하여진다.

Claims (5)

1. 도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하발생층이 바인더로서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 전자사진 감광체.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자수송능을 갖는 고분자 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가지며, 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 100,000인 것을 특징으로 하는 적층형 전자사진 감광체:

   [화학식 1]

   

   여기서, R_{1 ,} R_{2 ,} R_{3 ,} 및 R₄는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고; 및

   R₅는 결합, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 탄소수 6 내 지 20의 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기를 나타낸다.
3. 전자사진 감광체를 포함하는 전자사진 화상형성장치로서,

   상기 전자사진 감광체는,

   도전성 지지체; 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하발생층이 바인더로서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치:
4. 제3항에 있어서, 상기 전자수송능을 갖는 고분자 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 가지며, 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 100,000인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치:

   [화학식 1]

   

   여기서, R_{1 ,} R_{2 ,} R_{3 ,} 및 R₄는 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고; 및

   R₅는 결합, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬렌기를 나타낸다.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 전하발생층의 바인더 수지중에서 전자수송능을 갖는 고분자 바인더는 상기 바인더 수지 총중량의 5 내지 95 중량%인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체 또는 전자사진 화상형성장치.

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