KR20090038301A

KR20090038301A - 전자수송물질로서 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드유도체를 전하수송층에 포함하는 전자사진 감광체 및 이를채용한 전자사진 화상형성장치

Info

Publication number: KR20090038301A
Application number: KR1020070103722A
Authority: KR
Inventors: 김범준; 김지욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2009-04-20
Also published as: US20090098474A1; CN101414134A

Abstract

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하수송층이 하기 화학식 1의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치가 개시된다:

[화학식 1]

본 발명의 적층형 전자사진 감광체는 고감도 및 반복사용시 낮은 잔류전위를 갖는 등 정전특성이 우수하다.

Description

전자수송물질로서 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 전하수송층에 포함하는 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치{Electrophotographic photoreceptor containing naphthalenetetracarboxylic acid diimide derivatives as electron transport materials in a charge transporting layer and electrophotographic imaging apparatus employing the same}

본 발명은 전자사진 감광체 및 이를 채용한 전자사진 화상형성장치 등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자수송물질로서 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 전하수송층에 포함하여 고감도 및 반복사용시의 낮은 잔류전위 등의 정전특성이 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 화상 이 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 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.

최근에 레이저 프린터, 복사기 등의 전자사진 화상형성장치의 출력속도가 점점 더 빨라지고 있으며 앞으로도 출력속도 증가에 대한 요청은 계속될 것으로 예상되고 있다. 이에 따라, 전자사진 감광체의 고감도화가 요구되고 있다. 또한 전자사진 화상형성장치의 소형화 요청에 수반되어 전자사진 감광체 드럼의 지름도 점점 더 작아지고 있기 때문에 같은 출력속도로 출력하기 위해서 감광체의 감도는 더욱 증가되어야 한다.

그런데, 적층형 전자사진 감광체를 반복해서 사용하는 경우, 노광시 전하발생층에서 생성된 정공이 전하수송층을 통하여 전하수송층의 표면으로 이동하지 못하고 전하수송층내에 체류하여 전하(정공) 트랩을 형성하는 경향이 있다. 이와 같은 전하 트랩이 전하수송층내에 형성되면, 감광체의 감도가 저하되고 잔류전위의 상승을 유발하게 된다. 이와 같은 현상이 발생하면, 출력속도 증가에 대응할 수 없을 뿐만 아니라 출력된 화상품질도 저하된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 일본 공개 특허공보 2005-49470호는 하기 화학식으로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 특정구조의 정공수송물질과 함께 전하수송층에 포함하는 적층형 전자사진 감광체를 개시한다.

상기 화학식에서, R은 수소 원자, 알킬기, 알콕시기이고, R1 및 R2의 각각은 치환 또는 미치환의 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이고, 이들은 서로 다르고, R3 는 수소 원자, 또는 치환 또는 미치환의 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기이다.

일본 공개 특허공보 2004-262813호는 하기 화학식으로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 전하수송층에 포함하는 적층형 전자사진 감광체를 개시한다.

상기 화학식에서, R1∼R4은 동일 또는 다르고, 알킬기, 시클로알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 이들 기는 모두 치환기를 갖고 있어도 좋다. m 및 n은 동일 또는 다르고, 0∼4의 정수를 나타낸다. X1 및 X2은 동일 또는 다르고,알킬기, 알콕시기, 아실기, 아실옥시기, 알콕시 카르보닐기, 시아노기, 니트로기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이들 기 중에서 시아노기, 니트로기 및 할로겐 원자 이외의 기는 치환기를 갖고 있어도 좋다. a 및 b은 동일 또는 다르고, 0∼2의 정수를 나타낸다.

그러나 이와 같은 선행기술에 개시된 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체는 대칭구조이기 때문에 유기용제에의 용해성 및 바인더 수지와의 사용성이 충분하지 않기 때문에 감광층내에서 결정으로서 석출함으로써 전자사진 감광체의 감도 특성을 저하시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술에 개시된 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체의 구조와는 다른 구조의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 이용하여 고감도 및 반복 사용시의 낮은 잔류전위 특성을 만족시키는 전자사진 감광체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 전자사진 감광체를 채용한 전자사진 화상형성장치를 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 전하수송층이 하기 화학식 1의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 전자사진 감광체를 제공한다:

[화학식 1]

여기서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내 지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고;

R₃는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 또는 식 -(CH₂)_n-Y-R₄의 기를 나타내고;

Ar은 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고;

여기서, Y는 산소 원자, 황 원자 또는 NH를 나타내며;

R₄는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기이고; 및

n은 1 내지 12의 정수이다.

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 전하수송층이 하기 화학식 1의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치를 제공한다.

본 발명에 따른 전자사진 감광체는 전하수송층내에 포함된 상기 화학식 1로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 전자수송물질은 정공수송물질과 전 하이동착체(charge transfer complex)를 형성할 수 있다. 이 전하이동착체는 600 ~ 780 nm의 장파장 영역의 광을 흡수할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 전자사진 감광체는 전자사진 화상형성장치의 노광장치로서 사용되는 레이저 스캐닝 유니트로부터 방출된 노광광(exposure light: 파장 780 nm) 또는 소거장치(eraser)로부터 방출된 소거광(erasure light: 파장 600 nm)을 흡수하여 전하수송층내에서도 전하를 발생할 수 있다. 이와 같이 발생된 전하는 전하수송층 내에 생성된 전하 트랩(charge trap)을 제거할 수 있다. 이에 의하여, 본 발명에 따른 적층형 전자사진 감광체는 고감도 및 반복사용시 낮은 잔류전위 등 우수한 정전특성을 발휘할 수 있다.

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

본 발명에 따른 전자사진 감광체는 도전성 지지체 상에 감광층으로서 전하발생층 및 전하수송층이 차례로 적층된 적층형 구조를 갖는다. 그러나 본 발명에 따른 전자사진 감광체의 층배열이 이에 한정된 것은 아니며 전하수송층 및 전하발생층의 층배열 순서가 역전될 수 있다.

상기 도전성 지지체로서는 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 라미네이트한 유기 폴리머 시트 등도 사용될 수 있다.

도전성 지지체 위에는 도전성 지지체와 감광층의 사이에는 도전성 지지체로부터 감광층으로의 전하 주입을 방지하고 및/또는 접착성을 향상시키기 위하여 하도층이 더 형성되어 있을 수 있다.

하도층은 카본 블랙, 그래파이트, 금속 분말, 인듐산화물, 주석산화물, 인듐주석 산화물 또는 티타늄 산화물과 같은 금속 산화물 분말과 같은 도전성 분말을 폴리아미드, 폴리 비닐알콜, 카제인, 에틸 셀룰로오스, 젤라틴, 또는 페놀 수지 등의 바인더 수지에 분산시켜 형태일 수 있다. 이러한 형태의 하도층의 두께는 바람직하게는 약 5 내지 약 50㎛ 범위인 것이 바람직하다. 하도층은 또한 알루미늄의 양극 산화층, 산화알루미늄, 또는 수산화 알루미늄 등의 무기층으로 이루어질 수 있다. 이러한 알루미늄의 양극 산화층 등의 무기층의 두께는 바람직하게는 약 0.05 내지 약 5㎛의 범위일 수 있다. 상기 두 가지 타잎의 하도층은 함께 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 적층형 전자사진 감광체의 도전성 지지체 위에는 감광층으로서 전하발생층과 전하수송층이 형성된다.

전하발생층에 있어서 전하발생물질로서는 유기 안료 또는 무기 안료가 사용 될 수 있다. 전자사진 감광체의 전기적 특성을 용이하게 조절할 수 있고 합성 방법 및 가공 조건에 따라서 다양한 결정 구조를 얻을 수 있다는 장점 때문에 유기 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 전하발생물질의 구체적 예는 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 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다. 전하발생물질은 바람직하게는 프탈로시아닌계 안료이다. 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°)에서 가장 강한 회절피크를 가지는 X형 무금속 프탈로시아닌 또는 타우형 무금속 프탈로시아닌과 같은 무금속 프탈로시아닌 안료를 들 수 있다. 이들 여러 결정형의 프탈로시아닌 안료의 조합도 사용될 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 전하발생물질은 바인더 수지내에 분산되어 있다. 사용할 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, 폴리노보닐, 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.

바인더 수지의 함량은 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 단점이 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-펜탄온, 이소프로필아세테이트, t-부틸 아세테이트, 이소프로필알콜, 이소부틸 알콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온, 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, 자일렌, 메틸벤젠, 에틸벤젠, 시클로헥산, 아니솔 등을 포함한다. 이들은 단독 혹은 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.

이어서 전하발생층 형성용 코팅 슬러리의 제조에 대하여 설명한다. 먼저 프탈로시아닌 안료와 같은 전하발생물질 100중량부 및 바인더 수지 5~350중량부, 더욱 바람직하게는 10~200중량부에 적당량의 용매 예를 들면 100~10,000중량부, 바람직하게는 500~8,000중량부를 혼합한다. 이 혼합물에 유리 비드, 스틸 비드, 지르코니아 비드, 알루미나 비드, 지르코니아 볼, 알루미나 볼 혹은 스틸볼을 첨가하여 분산기를 사용하여 2~50시간 분산시킨다. 사용될 수 있는 분산장치로는 어트리 터(attritor), 볼 밀(ball-mill)，샌드 밀(sand-mill)，밴버리 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 분산장치는 단독 혹은 2종 이상을 복합하여 사용할 수 있다.

이와 같이 제조된 전하발생층 형성용 코팅 슬러리를 위에서 설명한 도전성 지지체 위에 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.

이어서, 전하 발생층 위에 정공수송물질, 상기 화학식 1로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 전자수송물질 및 바인더 수지를 포함하는 전하수송층이 적층된다.

본 발명에 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. 상기 화학식 1로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 전자수송물질과 조합되어 사용될 때 전하이동착체를 원활하게 형성할 수 있는 관점에서 상기 정공수송물질은 아릴아민계 화합물이 바람직하다.

본 발명의 전하수송층은 정공수송물질 이외에 하기 화학식 1로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 전자수송물질을 포함한다:

[화학식 1]

여기서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고;

여기서, Y는 산소 원자, 황 원자 또는 NH를 나타내며;

n은 1 내지 12의 정수이다.

화학식 1로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체는 이미드 결합의 질소 원자를 기준으로 α위치에 아릴기가 치환된 분지된 알킬기를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 출원인의 대한민국 특허출원번호 2004-0024503호에서는 정대전형 단층형 전자사진 감광체에 사용되었으며, 또한 본 출원인의 대한민국 특허출원번호 2005-0050495호에서는 부대전형 적층형 전자사진 감광체의 전하발생층에 사용된 바 있는 것이다. 이의 합성방법은 대한민국 특허출원번호 2004-0024503호의 명세서에 상쇄하게 설명되어 있다.

전하수송층내에 포함된 화학식 1로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 전자수송물질은 정공수송물질과 전하이동착체(charge transfer complex)를 형성할 수 있다. 이 전하이동착체는 정공수송물질과 전자수송물질이 전자를 주고 받아서 생성된 분자결합체이다. 정공수송물질은 양전하를 수송하기 위해서 전자를 공여하기 쉬운 분자구조로 되어 있고, 전자수송물질은 음전하를 수송하기 위해서 전자를 수용하기 쉬운 분자구조로 되어 있다. 따라서 이들은 전하수송층에서 혼합되어 있으면 이들의 분자가 서로 접근하여 정공수송물질이 공여한 전자를 전자수송물질이 수용하여 전하이동착체를 형성하게 된다. 이와 같이 하여 형성된 전하이동착체는 정공수송물질과 전자수송물질의 흡수피크가 나타나는 파장 이외에 다른 파장에서 광을 흡수하는 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 일반적으로 이 새로운 흡수 파장은 정공수송물질과 전자수송물질의 흡수파장 보다는 장파장 영역에서 나타나므로 전하이동착체는 600 ~ 780 nm의 장파장 영역의 광을 흡수할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 전자사진 감광체는 전자사진 화상형성장치의 노광장치로서 사용되는 레이저 스캐닝 유니트로부터 방출된 노광광(780 nm) 또는 소거장치로부터 방출된 소거광(600 nm)을 흡수하여 전하수송층내에서도 전하를 발생할 수 있다. 이와 같이 발생된 전하는 전하수송층 내에 형성된 전하 트랩(charge trap)을 제거할 수 있다. 이에 의하여, 본 발명에 따른 적층형 전자사진 감광체는 고감도 및 반복사용시 낮은 잔류전위를 갖는 등 정전특성이 우수하게 된다.

특히 본 발명에서 사용되는 화학식 1의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체는 α위치에 아릴기가 치환된 분지된 알킬기를 포함하기 때문에 종래의 α위치에 알킬기 또는 페닐기가 치환된 구조의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체 보다 유기용매에 대한 용해성 및 고분자 바인더 수지와의 상용성이 우수하기 때문에 전하수송층에서의 전하이동착체의 형성에 더욱 효과적이다.

상기 화학식 1에서 할로겐 원자는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 나타낸다.

상기 화학식 1에서 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 직선형 또는 분지형 알킬기이며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 12인 직선형 또는 분지형 알킬기, 더 바람직하게는 탄소수 1 내지 8인 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 바람직하게는 탄소수 1 내지 12인 직선형 또는 분지형 알콕시기, 더 바람직하게는 탄소수 1 내지 8인 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 아랄킬기는 탄소수 7 내지 30의 직선형 또는 분지형 아랄킬기이며, 바람직하게는 탄소수 7 내지 15의 직선형 또는 분지형 아랄킬기, 더 바람직하게는 탄소수 7 내지 12인 직선형 또는 분지형이다. 상기 아랄킬기의 구체적인예는 벤질기, 메틸벤질기, 페닐에틸기, 나프틸메틸기, 나프틸에틸기 등을 들 수 있다. 상기 아랄킬기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드와 같은 할로겐 원자, 알킬기, 알콕시기, 니트로기, 히드록시기, 술폰산기 등으로 치환될 수 있다.

상기 화학식 1에서 R₃ 및 R₄는 독립적으로 -(CH₂)_n-Y-R₄로 표시되는 기(group)일 수 있다. 여기서, Y는 산소 원자 또는 황 원자를, n은 1 내지 12의 정수, 바람 직하게는 1 내지 6의 정수, 및 R₅는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타낸다. 이의 구체적인 예로서는 히드록시메틸, 히드록시에틸, -CH₂-S-CH₃를 들 수 있다.

상기 화학식 1에서 Ar로 표시된 아릴기는 탄소수 6 내지 30의 방향족 고리, 바람직하게는 탄소수 6 내지 12의 방향족 고리를 의미한다. 그 예로는 페닐, 톨릴, 자일릴, 비페닐, o-터페닐, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐 등을 들 수 있다. 상기 아릴기는 알킬기, 알콕시기, 니트로기, 히드록시기, 술폰산기 또는 할로겐 원자로 치환될 수 있다.

본 발명의 화학식 1에 따른 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체의 구체적 예는 다음의 화합물들을 포함한다:

(ETM-1),

(ETM-2),

(ETM-3),

(ETM-4),

(ETM-5),

(ETM-6),

(ETM-7),

(ETM-8),

(ETM-9),

(ETM-10),

(ETM-11),

(ETM-12),

(ETM-13),

(ETM-14),

(ETM-15),

(ETM-16),

(ETM-17),

(ETM-18).

상기 화학식 1의 전자수송물질의 함량은 정공수송물질의 중량을 기준으로 1 중량% 이상 10중량% 미만인 것이 바람직하고, 1~5중량%인 것이 더욱 바람직하다. 1중량% 미만이면 전하수송층내에 전하이동착체의 양이 충분하지 않기 때문에 감도 증가 및 잔류전위 안정화 효과가 불충분한 문제점이 있다. 10중량% 이상이면 전하수송층내에 정공수송물질의 상대적인 양이 감소하기 때문에 감도 저하가 발생할 수 있다.

발명의 전하수송층에는 상기 화학식 1로 표시되는 전자수송물질 이외에 본 발명의 효과를 훼손시키지 않은 범위내에서 다른 전자수송물질도 포함될 수 있다. 병용될 수 있는 다른 전자수송물질의 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，상기 화학식 1로 표시되는 것 이외의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 화합물, 벤조퀴논이민계 화합물，디페노퀴논계 화합물，스틸벤 퀴논계 화합물，디이미노퀴논계 화합물，디옥소테트라센디온 화합물 및 황화피란계 화합물 등의 전자수용성 저분자 화합물을 포함한다.

상기한 정공수송물질 및 전자수송물질을 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 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. 이 바인더 수지의 사용량은 바인더 수지 100중량부에 대하여 정공수송물질 및 전자수송물질의 총합 5~200중량부의 비율인 것이 바람직하고, 10~150중량부의 비율인 것이 더욱 바람직하다.

전하수송층은 내마모성을 향상시키고 전하수송층 표면의 슬립성을 부여하기 위하여 포스페이트계 화합물, 포스핀옥사이드계 화합물, 실리콘 오일 등을 적정량 포함할 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，시클로헥산온 등의 케톤류; 메탄올，에탄올, 이소프로판올등의 알코올류; 초산 에틸，메틸 셀로솔브 등의 에스테르류; 4염화탄소，클로로포름，디클로로메탄，디클로로에탄，트리클로로에틸렌 등의 지방족 할로겐화 탄화수소류; 테트라히드로퓨란，디옥산，디옥소란，에틸렌 글리콜, 모노메틸 에테르 등의 에테르류; N,N－디메틸 포름아미드, N,N－디메틸 아세트아미드 등의 아미드류; 및 디메틸설폭시드 등의 설폭시드류 중에 적당한 것이 선택된다. 상기 용매는 1종 또는 2종의 조합으로 사용될 수 있다.

이어서 전하수송층 형성용 코팅액의 제조에 대하여 설명한다.

먼저 바인더 수지 100중량부, 정공수송물질 및 전자수송물질의 총합 5~200중량부, 및 기타 적정량의 선택적인 성분을 적당량의 용매 예를 들면 100~1,500중량부, 바람직하게는 300~1,200중량부와 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.

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.

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. 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. 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 전자사진 화상형성장치로서, 상기 전자사진 감광체는, 도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하수송층이 하기 화학식 1의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 상기한 본 발명의 전자사진 화상형성장치의 일 구현예를 나타내는 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 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 크리닝 장치(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.

실시예 1

전하발생물질로서 하기 화학식 (1)의 y-TiOPc(titanyloxy phthalocyanine) 20부, 바인더 수지로서 화학식 (2)의 폴리비닐부티랄(Denka, PVB 6000-C) 10부, 1,2-디메톡시에탄 890부, 및 시클로헥산온 80부를 2시간 동안 샌드밀링한 후 초음파로 더욱 분산시켰다. 이렇게 얻어진 전하발생층용 조성물을 양극산화 처리된 직경 30mm의 알루미늄 드럼위에 링 바(ring bar)이용하여 코팅한 후, 120℃에서 20분 동안 건조하여 두께 약 0.3μm의 전하발생층(CGL)을 제조하였다.

정공수송물질(HTM)로서 하기 화학식 (3)으로 표시되는 아릴아민계 화합물 20부 및 하기 화학식 (4)로 표시되는 아릴아민계 화합물 8.6부, 전자수송물질로서 상기 화합물 (ETM-1) 0.57부, 바인더 수지로서 화학식 (5)의 폴리카보네이트 Z수지(Mitsubishi Gas Chemical, PCZ200) 70부를 THF/톨루엔 혼합용매(중량비=3/1) 500부에 용해시켜 얻은 전하수송층용 조성물을 상기 전하발생층이 형성된 양극산화 처리된 알루미늄 드럼상에 링 바를 이용하여 코팅한 후, 120℃에서 30분 동안 건조하여 전하수송층(CTL)을 제조하였다. 형성된 전하발생층과 전하수송층의 총두께는 약 30μm이었다.

실시예 2

ETM-1 대신 ETM-2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

실시예 3

전하발생물질로서 화학식 (1)의 y-TiOPc 20부, 바인더 수지로서 화학식 (2)의 폴리비닐부티랄(Denka, PVB 6000-C) 10부, 1,2-디메톡시에탄 890부, 및 시클로헥산온 80부를 2시간 동안 샌드밀링한 후 초음파로 더욱 분산시켜 전하발생층용 조성물 1을 얻었다. 전하발생물질로서 화학식 (1)의 α-TiOPc 20부, 바인더 수지로서 화학식 (2)의 폴리비닐부티랄(Denka, PVB 6000-C) 10부, 1,2-디메톡시에탄 890부, 및 시클로헥산온 80부를 2시간 동안 샌드밀링한 후 초음파로 더욱 분산시켜 전하발생층용 조성물 2를 얻었다. 상기 조성물 1과 조성물 2를 7:3의 중량비로 혼합하여 얻은 전하발생층용 조성물을 양극산화 처리된 직경 30mm의 알루미늄 드럼위에 링 바(ring bar)이용하여 코팅한 후, 120℃에서 20분 동안 건조하여 두께 약 0.3μm의 전하발생층(CGL)을 제조하였다.

정공수송물질(HTM)로서 하기 화학식 (3)으로 표시되는 아릴아민계 화합물 20부 및 하기 화학식 (4)로 표시되는 아릴아민계 화합물 8.6부, 전자수송물질로서 상기 화합물 (ETM-1) 0.57부(정공수송물질의 중량 대비 약 1.99 중량%), 바인더 수지로서 화학식 (5)의 폴리카보네이트 Z수지(Mitsubishi Gas Chemical, PCZ200) 70부를 THF/톨루엔 혼합용매(중량비=3/1) 500부에 용해시켜 얻은 전하수송층 형성용 조성물을 상기 전하발생층이 형성된 양극산화 처리된 알루미늄 드럼상에 링 바를 이용하여 코팅한 후, 120℃에서 30분 동안 건조하여 전하수송층(CTL)을 제조하였다. 형성된 전하발생층과 전하수송층의 총두께는 약 30μm이었다.

실시예 4

ETM-1 대신 ETM-2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

실시예 5

ETM-1의 사용량을 1.43중량부(정공수송물질의 중량 대비 약 5중량%)로 증가시킨 것을 제외하고는 실시예 1에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

실시예 6

ETM-2의 사용량을 1.43중량부(정공수송물질의 중량 대비 약 5중량%)로 증가시킨 것을 제외하고는 실시예 2에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

비교예 1

전하수송층 형성시 ETM-1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

비교예 2

전하수송층 형성시 ETM-1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

비교예 3

ETM-1의 사용량을 3.15중량부(정공수송물질의 중량 대비 약 11중량%)로 증가시킨 것을 제외하고는 실시예 1에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

비교예 4

ETM-2의 사용량을 3.15중량부(정공수송물질의 중량 대비 약 11중량%)로 증가시킨 것을 제외하고는 실시예 2에서 설명한 방법에 따라 전자사진 감광체 드럼을 제조하였다.

표 1에 실시예 1~6 및 비교예 1~3의 감광체의 구성성분 및 그 함량을 종합하였다.

(1),

(2),

(3),

(4),

(5).

정전특성시험:

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 전자사진 감광체의 정전특성을 드럼 감광 체 평가장치(Gentec사 제품, 모델명: Cynthia 92)를 사용하여 측정하였다. 측정조건은 다음과 같았다: (1) 감광체의 회전속도 : 50 rpm, (2) 대전시 인가전압 : DC (-) 800V, (3) 노광시 사용된 광의 파장: 780 nm 단색광.

이로부터, 초기 대전전위(Vo_0), 초기 잔류전위(Vr_0), 1000 사이클 후의 대전전위(Vo_1k), 1000 사이클 후의 잔류전위(Vr_1k), 전자사진 감광체의 감도의 지표로서 감광체의 표면전위가 초기 대전전위의 1/2이 되도록 하는 데 소요되는 노광에너지(E1/2), 및 감광체의 표면전위가 100V가 되도록 하는 데 소요되는 노광에너지(E100)를 구하였다. 초기 및 1000 사이클 후의 대전전위 및 잔류전위를 측정할 때, 노광광의 노광 에너지는 0.32 μJ/cm2 이었다.

표 1은 이러한 정전특성 평가결과를 나타낸다.

	CGM	ETM	ETM 함량 (정공수송물질의 중량 대비)	E1/2 (μJ/cm2)	E100 (μJ/cm2)	Vo_0 (V)	Vr_0 (V)	Vo_1k (V)	Vr_1k (V)
실시예 1	y-TiOPc	ETM-1	1.99 중량%	0.112	0.265	603	88	596	97
실시예 2	y-TiOPc	ETM-2	1.99 중량%	0.113	0.267	600	89	595	100
실시예 3	y-TiOPc:α-TiOPc = 7:3	ETM-1	1.99 중량%	0.126	0.291	605	98	603	109
실시예 4	y-TiOPc:α-TiOPc = 7:3	ETM-2	1.99 중량%	0.127	0.293	602	96	601	106
실시예 5	y-TiOPc	ETM-1	5.0 중량%	0.113	0.267	601	88	599	97
실시예 6	y-TiOPc	ETM-2	5.0 중량%	0.115	0.269	602	88	598	98
비교예 1	y-TiOPc	No ETM	-	0.119	0.287	599	90	592	113
비교예 2	y-TiOPc:α-TiOPc = 7:3	No ETM	-	0.132	0.313	603	98	598	120
비교예 3	y-TiOPc	ETM-1	11 중량%	0.124	0.303	602	94	593	111
비교예 4	y-TiOPc	ETM-2	11 중량%	0.128	0.308	603	97	598	114

표 1을 참조하면, CGM으로 y-TiOPC를 사용하고 CTL층에 ETM-1과 ETM-2를 각각 정공수송물질의 중량 대비 1.99중량% 첨가한 실시예 1 및 2의 경우, ETM을 첨가하지 않은 비교예 1과 비교하면 E1/2 및 E100 값이 현저히 낮아지는 것을 알 수 있었다. 1000 사이클링 후의 잔류전위(Vr_1k)는 초기 잔류전위(Vr_0)에 비하여 9~11V 만 상승하여 반복 사용에 안정하였다.

CGM으로 y-TiOPC과 a-TiOPc를 7:3의 비율로 혼합하여 사용하고 CTL층에 ETM-1과 ETM-2를 각각 정공수송물질의 중량 대비 1.99중량% 첨가한 실시예 3 및 4의 경우, ETM을 첨가하지 않은 비교예 2와 비교하면 E1/2 및 E100 값이 현저히 낮아지는 것을 알 수 있다. 1000 사이클링 후의 잔류전위(Vr_1k)는 초기 잔류전위(Vr_0)에 비하여 10~11V만 상승하여 반복사용에 안정하였다.

CGM으로 y-TiOPC를 사용하고 CTL층에 ETM-1과 ETM-2를 각각 정공수송물질의 중량 대비 5.0중량% 첨가한 실시예 5 및 6의 경우, ETM을 첨가하지 않은 비교예 1과 비교하면 E1/2 및 E100 값이 현저히 낮아지는 것을 알 수 있었다. 1000 사이클링 후의 잔류전위(Vr_1k)는 초기 잔류전위(Vr_0)에 비하여 8~10 V 만 상승하여 반복 사용에 안정하였다.

CTL층에 ETM을 첨가하지 않은 비교예 1 및 2의 경우, 상기한 바와 같이 실시예 1~4에 비하여, 감도가 낮았으며, 1000 사이클링 후의 잔류전위(Vr_1k)는 초기 잔류전위(Vr_0)에 비하여 13~22V나 상승하여 반복사용에 안정하지 않은 것을 알 수 있었다.

CGM으로 y-TiOPC를 사용하고 CTL층에 ETM-1과 ETM-2를 각각 정공수송물질의 중량 대비 11중량% 첨가한 비교예 3 및 4의 경우, ETM을 10중량% 미만으로 첨가한 실시예 1~6과 비교하여 감도 향상 및 반복 사용시 잔류전위 안정화 효과는 더 이상 증가하지 않고 포화되는 것을 알 수 있었다.

위의 결과로부터, CTL 층에 상기 화학식 (1)로 표시되는 ETM을 정공수송물질 대비 10 중량% 미만으로 첨가하면, 감광체의 감도는 높아지며 반복 사이클링시 잔류전위가 더 안정한 것을 알 수 있었다.

상기한 바와 같이 본 발명은 고감도 및 반복사용시 낮은 잔류전위를 갖는 등 정정특성이 우수한 적층형 전자사진 감광체 및 이를 포함하는 전자사진 화상형성장치의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

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.

<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

Claims

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하수송층이 하기 화학식 1의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 전자사진 감광체:

[화학식 1]

여기서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고;

R₃는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 또는 식 -(CH₂)_n-Y-R₄의 기를 나타내고;

Ar은 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고;

여기서, Y는 산소 원자, 황 원자 또는 NH를 나타내며;

R₄는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기이고; 및

n은 1 내지 12의 정수이다.
제1항에 있어서, R₁ 및 R₂는 수소 원자이고, R₃는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 벤질기, 또는 메틸벤질기이고, Ar은 페닐, 니트로페닐기, 히드록시페닐기, 할로페닐기, 메톡시페닐기, 메틸페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 또는 페난트레닐기인 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 전하수송층은 정공수송물질로서 아릴아민계 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 전하수송층내에 포함된 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체는 정공수송물질과 전하이동착체를 형성하여 600 ~ 780 nm 영역의 장파장 광을 흡수함으로써 상기 전하수송층내에서 전하를 발생하는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체.
제1항에 있어서, 상기 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체는 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 전자사진 감광체:

　　
또는

.
전자사진 감광체를 포함하는 전자사진 화상형성장치로서,

상기 전자사진 감광체는,

도전성 지지체 및 상기 도전성 지지체 상에 형성된 전하발생층 및 전하수송층을 포함하는 적층형 전자사진 감광체로서, 상기 전하수송층이 하기 화학식 1의 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치:

[화학식 1]

화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기를 나타내고;

R₃는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아랄킬기, 또는 식 -(CH₂)_n-Y-R₄의 기를 나타내고;

Ar은 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고;

여기서, Y는 산소 원자, 황 원자 또는 NH를 나타내며;

R₄는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기이고; 및

n은 1 내지 12의 정수이다.
제6항에 있어서, R₁ 및 R₂는 수소 원자이고, R₃는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 벤질기, 또는 메틸벤질기이고, Ar은 페닐, 니트로페닐기, 하이드록시페닐기, 할로페닐기, 메톡시페닐기, 메틸페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 또는 페난트레닐기인 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제6항에 있어서, 상기 전하수송층은 정공수송물질로서 아릴아민계 화합물을 더 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제6항에 있어서, 상기 전하수송층내에 포함된 나프탈렌테트라카르복실산 디 이미드 유도체는 정공수송물질과 전하이동착체를 형성하여 600 ~ 780 nm 영역의 장파장 광을 흡수함으로써 상기 전하수송층내에서 전하를 발생하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제9항에 있어서, 상기 장파장 광은 노광광(exposure light) 또는 소거광(erasure light)에서 유래하는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치.
제6항에 있어서, 상기 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드 유도체는 하기 화학식으로 표시되는 것을 특징으로 하는 전자사진 화상형성장치:

또는

.