KR20110048438A - 전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치 - Google Patents

전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 도전성 지지체 상에 체적 평균 입경이 0.1㎛ 이상인 도전성 입자를 함유하는 도전층, 중간층 및 감광층을 이 순서대로 형성해서 얻어지는 전자 사진 감광체이며, 상기 도전층이 특정한 반복 구조 단위를 특정한 비율로 포함하는 폴리올레핀 수지를 함유하는 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 각각 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것이다.
도전성 지지체, 도전성 입자, 도전층, 중간층, 감광층, 전자 사진 감광체, 폴리올레핀 수지

Description

전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER, PROCESS CARTRIDGE, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은, 전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것이다.
전자 사진 감광체는, 적용되는 전자 사진 프로세스에 따른 감도, 전기 특성, 광학 특성 및 화상 결함이 없는 고화질의 화상이 요구된다. 화상 결함의 대표적인 예로는, 화상 줄무늬, 백지 부분의 흑점, 흑색 부분의 백색점, 및 백지 부분의 배경 흐려짐(ground fogging)을 들 수 있다. 또한, 임의의 하나의 전자 사진 감광체가 디지털 복사기 또는 레이저 빔 프린터의 레이저 다이오드를 광원으로서 사용하여 노광될 경우에는, 감광체의 지지체의 표면 형상 또는 감광체의 막 두께 불균일로 인하여 발생하는 간섭 무늬를 예로 들 수 있다. 상기한 화상 결함을 억제하는 방법으로서, 예를 들어 임의의 하나의 전자 사진 감광체의 감광층과 지지체 사이에 층을 형성하는 방법이 있다. 감광층과 지지체 사이의 층에는, 전자 사진 감광체에 전압을 인가했을 때 지지체로부터 전하의 주입이 일어나지 않도록 전기적 블로킹 기능이 요구된다. 이것은 지지체로부터 전하의 주입이, 전자 사진 감광체의 대전 성능의 저하, 화상 콘트라스트의 저하, 반전 현상 방식의 경우에는 상술한 백지에서의 흑점 및 배경 흐려짐으로 인해 화질을 저하시키는 원인이 되기 때문이다.
한편, 감광층과 지지체 사이의 층의 전기적 저항이 지나치게 높으면, 감광층에서 발생한 전하가 감광층 내부에 체류하고, 결과적으로 전자 사진 감광체의 잔류 전위의 상승 또는 반복 사용에 의한 전자 사진 감광체의 전위 변동의 원인이 된다. 따라서, 전기적 블로킹 기능 이외에도, 감광층과 지지체 사이의 층의 전기적 저항치를 어느 정도 감소시킬 필요가 있다. 감광층과 지지체 사이의 층의 전기 저항 값을 감소시키는 방법으로는, 예를 들면 층 중에 금속 산화물을 분산시키는 방법이 있다. 일본 특허 공개 제2004-077976호 공보, 일본 특허 공개 제2005-010591호 공보 및 일본 특허 공개 제2005-017470호 공보 각각에 개시된 감광층과 지지체 사이의 층은 이하의 특성을 포함한다: 감광층과 지지체 사이의 층에 아나타제형 산화티탄을 함유시킴으로써 층의 저항치를 감소시켜 층은 도전성을 확보할 수 있고, 전기적 블로킹 기능을 갖는다.
그러나, 지지체와 감광층 사이의 층에는, 도전성 및 전기적 배리어 특성 이외에, 지지체의 결함을 은폐시키는 은폐성 기능도 요구될 수 있다. 이들의 특성을 달성하기 위한 수단으로서 공지된 것 중 하나는, 지지체 상에 도전성 재료를 함유한 두꺼운 층을 형성하고, 이 두꺼운 층 상에 전기적 블로킹 기능을 갖고 임의의 도전성 재료를 함유하지 않는 얇은 수지층을 형성하여 얻어지는 적층형의 층이 있다.
일반적으로, 감광층과 지지체 사이의 적층형의 층 중에서 상기의 도전성 재료를 함유한 층은 도전층이라고 불리며, 층 중에 임의의 도전성 재료를 함유하지 않는 층은 중간층, 언더코팅층 또는 배리어층이라고 불린다. 상기 도전층에는, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 멜라민 수지와 같은 열경화성 수지가 사용된다. 도전층에 사용하는 다른 수지로서, 유전 특성이 우수한 폴리올레핀 수지를 사용하는 것도 검토되었다. 그러나, 폴리올레핀 수지는 용해성이 불량하고, 안정된 도전층용 도포액을 제조하는 것이 용이하지 않기 때문에, 폴리올레핀 수지를 도전층용 수지로서 사용하는 것은 곤란했다.
또한, 전자 사진 감광체에 접촉 배치한 대전 부재(접촉 대전 부재)에 전압을 인가하여, 전자 사진 감광체를 대전시킬 수 있는 접촉 대전 방식을 채용한 전자 사진 장치가 널리 보급되고 있다. 이러한 상술한 방식 중에서, 롤러 형상의 접촉 대전 부재를 전자 사진 감광체의 표면에 접촉시키고, 직류 전압에 교류 전압을 중첩하여 얻어지는 전압을 부재에 인가함으로써 전자 사진 감광체를 대전할 수 있는 방식이 AC/DC 접촉 대전 방식이다. 또한, 상술한 이러한 방식 이외에, 접촉 대전 부재에 직류 전압만으로 형성된 전압을 인가함으로써 전자 사진 감광체를 대전할 수 있는 방식이 DC 접촉 대전 방식이다.
그러나, 상술한 이러한 접촉 대전 방식은, 예를 들어 대전의 불균일성 및 전압을 직접 인가하는 것에 의한 감광체의 방전 절연 파괴의 발생과 같은 문제점을 갖는다. 대전의 불균일성은 특히 DC 접촉 대전 방식에 있어서 현저해진다. 대전의 불균일성은, 감광체 표면의 부분들이 균일하게 대전되지 않아서, 대전되는 면의 이동 방향에 대하여 직각 방향으로 줄무늬 형상의 대전 불균일(대전 줄무늬)이 발생하는 것이다.
본 발명은, 전자 사진 감광체가 상술한 DC 접촉 대전 방식에 사용되었을 경우라도, 대전 불균일에 기인한 화상 결함을 억제하고, 막의 상태가 우수한 도전층을 갖는 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 각각 구비한 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 이하의 전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치가 제공된다.
도전성 지지체,
체적 평균 입경이 0.1㎛ 이상인 도전성 입자를 함유하는 도전층,
중간층 및
감광층을 포함하는 전자 사진 감광체로서,
상기 도전층, 상기 중간층 및 상기 감광층은 이 순서대로 상기 도전성 지지체 상에 형성되며,
상기 도전층은 하기 반복 구조 단위 (A1), (A2) 및 (A3)을 갖는 폴리올레핀 수지를 함유하고,
상기 폴리올레핀 수지에서의 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 질량 비율(％)이 하기 수학식 1을 만족시키는 전자 사진 감광체.
0.01≤(A2)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100≤30
(A1): 하기 화학식 11로 나타내어지는 반복 구조 단위
Figure 112009073082340-PAT00001
(여기서, R11 내지 R14는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기를 나타냄)
(A2): 하기 화학식 21 또는 22 중 하나로 나타내어지는 반복 구조 단위
Figure 112009073082340-PAT00002
Figure 112009073082340-PAT00003
(여기서, R21 내지 R24는, 각각 수소 원자, 알킬기, 페닐기 또는 -Y21COOH(여기서, Y21은, 단일 결합, 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)로 나타내어지는 1가의 기를 나타내고, R25 및 R26은, 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 페닐기를 나 타내고, X21은, -Y22COOCOY23-(여기서, Y22 및 Y23은, 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)으로 나타내어지는 2가의 기를 나타내며, 단, R21 내지 R24 중 적어도 1개는 -Y21COOH로 나타내어지는 1가의 기를 나타냄)
(A3): 하기 화학식 31, 32, 33 및 34 중 어느 하나로 나타내어지는 반복 구조 단위
Figure 112009073082340-PAT00004
Figure 112009073082340-PAT00005
Figure 112009073082340-PAT00006
Figure 112009073082340-PAT00007
(여기서, R31 내지 R35는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R41 내지 R43은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내고, R51 내지 R53은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타냄)
상기 전자 사진 감광체와,
상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 장치, 상기 전자 사진 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치 및 토너상을 전사재에 전사한 후에 상기 전자 사진 감광체 상에 잔류하는 토너를 회수하는 클리닝 장치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 장치
를 포함하는 프로세스 카트리지이며, 상기 전자 사진 감광체와 상기 적어도 1개의 장치를 일체로 지지하고, 전자 사진 장치 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지.
상기 전자 사진 감광체,
상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 장치,
대전된 상기 전자 사진 감광체를 노광해서 상기 전자 사진 감광체 상에 정전 잠상을 형성하는 노광 장치,
상기 전자 사진 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치 및
상기 전자 사진 감광체 상의 토너상을 전사재로 전사하는 전사 장치
를 포함하는 전자 사진 장치.
본 발명에 따르면, 대전 불균일에 기인한 화상 결함을 억제하고, 막의 상태가 매우 우수한 도전층을 갖는 전자 사진 감광체, 상기 전자 사진 감광체를 각각 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 추가 특징은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시형태에 관한 하기 기재로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 전자 사진 감광체는, 도전성 지지체 상에 도전층, 중간층 및 감광층을 이 순서대로 형성하여 얻어지는 전자 사진 감광체이다. 또한, 도전층은, 체적 평균 입경이 0.1㎛ 이상인 도전성 입자 및 특정한 구조를 갖는 폴리올레핀 수지를 함유한다.
본 발명에서 사용되는 폴리올레핀 수지는, 상기 반복 구조 단위 (A1), (A2) 및 (A3)을 갖고, 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 질량 비율(％)이 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
0.01≤(A2)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100≤30
상기 수학식 1은, 단위 (A1) 내지 (A3)의 총량에 대한 단위 (A2)의 질량 비율을 나타낸다. 단위 (A2)의 질량 비율(％)이 0.01 질량％ 미만의 경우에는, 상기 폴리올레핀 수지를 함유한 도전층용 도포액을 도전성 지지체 상에 도포해서 형성된 도전층이 도전성 지지체로부터 박리되므로, 양호한 도전층을 얻는 것이 곤란해진다. 한편, 단위 (A2)의 질량 비율(％)이 30 질량％보다 큰 경우는, 도전층에 기인해서 전자 사진 감광체의 유전 특성의 변화가 발생하고, 전자 사진 감광체와 상술한 DC 대전 장치의 조합을 전자 사진 프로세스에서 사용했을 경우에, 대전 불균일에 기인하는 줄무늬 화상이 발생하기 쉽다.
상기 폴리올레핀 수지의 단위 (A2)는, 카르복실산기 및 카르복실산 무수물기중 어느 하나 또는 양쪽을 가질 수 있다. 카르복실산기 및 카르복실산 무수물기 중 적어도 하나를 갖는 단위 (A2)를 구성하기 위한 단량체의 예로는, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 무수 말레산, 이타콘산, 무수 이타콘산, 푸마르산 및 크로톤산, 및 불포화 디카르복실산의 하프 에스테르 및 하프 아미드를 들 수 있다.
이들 중에서도, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 및 무수 말레산이 바람직하고, 특히 아크릴산 및 무수 말레산이 바람직하다. 카르복실산기 및 카르복실산 무수물기 중 적어도 하나를 갖는 단위 (A2)는, 폴리올레핀 수지 중에서 공중합체로서 존재한다. 또한, 공중합체의 형태는 특별히 한정되지 않고, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 및 그라프트 공중합체를 들 수 있다.
따라서, 상기 단위 (A2)를 나타내는 화학식 21 중, R21 내지 R24는, 각각 수 소 원자, 탄소수 1 내지 7의 알킬기, 페닐기 또는 -Y21COOH(여기서, Y21은, 단일 결합, 탄소수 1 내지 7의 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)로 나타내어지는 1가의 기인 것이 바람직하고, R21 내지 R24 중 적어도 1개는 -Y21COOH로 나타내어지는1가의 기인 것이 바람직하며, R21 내지 R24 중 3개가 각각 수소 원자이고, 나머지 1개가 -COOH인 경우, R21 내지 R24 중 2개가 각각 수소 원자이고, 이들 중 1개가 메틸기이고, 나머지 1개가 -COOH인 경우, 및 R21 내지 R24 중 2개가 각각 수소 원자이고, 나머지 2개가 각각 -COOH인 경우가 보다 바람직하다.
또한, 상기 단위 (A2)를 나타내는 화학식 22 중, R25 및 R26은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 7의 알킬기 또는 페닐기인 것이 바람직하고, X21은, -Y22COOCOY23-(여기서, Y22 및 Y23은, 각각 독립적으로 단일 결합, 탄소수 1 내지 7의 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)로 나타내어지는 2가의 기인 것이 바람직하며, R25 및 R26은 각각 수소이며, X21은, -COOCO-인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 무수 말레산과 같은 불포화 카르복실산 무수물은, 수지가 건조 상태일 때, 서로 인접하는 카르복실기끼리가 탈수환화하여 산 무수물 구조를 형성한다는 점을 주목해야 한다. 그러나, 예를 들어 염기성 화합물을 함유하는 수성 매체 중에서는, 불포화 카르복실산 무수물의 분자의 일부 또는 전부가 개환하여 카 르복실산 또는 그 산의 염의 구조를 취하기 쉬워질 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 수지의 카르복실기량을 기준으로 해서 카르복실산기 또는 카르복실산 무수물기를 갖는 화합물의 양을 계산할 경우에는, 수지 중의 카르복실산 무수물기는 전부 개환하여 카르복실기를 형성한다는 가정하에 계산한다.
또한, 본 발명에 사용하는 폴리올레핀 수지는, 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 질량 비율(％)이 하기 수학식 2 및 하기 수학식 3을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
0.01≤(A2)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100≤10
(A1)/(A3)=55/45 내지 99/1
또한, 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 질량 비율(％)이 하기 수학식 4를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
0.01≤(A2)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100≤5
폴리올레핀 수지가 상기 수학식 2 및 3을 만족함으로써, 본 발명의 효과가 향상되기 때문에 바람직하다. 또한, 상기 수학식 4를 만족함으로써, 본 발명의 효과가 더욱 향상되기 때문에 보다 바람직하다.
또한, 상기 (A1)/(A3) 비율은, 60/39≤(A1)/(A3)≤93/1의 관계를 만족함으로써, 본 발명의 효과가 향상되기 때문에 보다 바람직하다. 또한, 상기 폴리올레핀 수지에 있어서의 상기 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 전체 질량 비율(％)은, 폴리올레핀 수지 중의 임의의 다른 성분의 영향에 의해 본 발명의 효과가 저해되지 않는 한, 90％ 내지 100％인 것이 바람직하다.
상기 단위 (A1)을 구성하기 위한 단량체의 예로는, 에틸렌, 프로필렌, 이소부틸렌, 1-부텐, 1-펜텐 및 1-헥센과 같은 알켄을 들 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지는 이들 단량체를 공중합해서 얻어지는 공중합체로서 단위 (A1)을 함유한다. 상기 알켄은 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서, 에틸렌, 프로필렌, 이소부틸렌 및 1-부텐과 같은 탄소수 2 내지 4의 알켄이 보다 바람직하고, 에틸렌이 특히 바람직하다.
따라서, 단위 (A1)을 나타내는 상기 화학식 11 중, R11 내지 R14는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기인 것이 바람직하고, R11 내지 R14는 모두 수소인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 단위 (A3)을 구성하기 위한 단량체의 예로는, 이하의 화합물을 들 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀 수지는 이들의 단량체를 공중합해서 얻어지는 공중합체로서 단위 (A3)을 함유한다.
식(31): (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸 및 (메트)아크릴산 부틸과 같은 (메트)아크릴레이트류.
식(32): 말레산 디메틸, 말레산 디에틸 및 말레산 디부틸과 같은 말레에이트류.
식(33): (메트)아크릴산 아미드류.
식(34): 메틸비닐 에테르 및 에틸비닐 에테르와 같은 알킬비닐 에테르류, 및 비닐 에스테르류를 염기성 화합물로 감화해서 얻어지는 비닐 알코올.
이들 단량체 중 1종류는 단독으로 사용되거나 또는 이들 중 2종류 이상은 혼합물로서 사용할 수 있다. 이들 중에서, 식(31)로 나타내어지는 (메트)아크릴레이트류가 보다 바람직하고, (메트)아크릴산 메틸 또는 (메트)아크릴산에틸이 특히 바람직하다.
화학식 31 내지 34 중, R31 내지 R35는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R41 내지 R43은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내고, R51 내지 R53은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내지만, 상기의 관점에서, 상기 단위 (A3)은, R41이 메틸기 또는 에틸기인 화학식 31로 나타내어지는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리올레핀 수지는, 단량체로서 에틸렌과, (메트)아크릴산 메틸 또는 (메트)아크릴산 에틸과, 무수 말레산을 공중합해서 얻어지는 삼원 공중합체를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 상기 삼원 공중합체의 구체예로서, 에틸렌-아크릴레이트-무수 말레산 삼원 공중합체 및 에틸렌-메타크릴레이트-무수 말레산 삼원 공중합체를 들 수 있다. 일부 경우에, 수지가 수성화될 때에, 아크릴레이트 구조 단위의 에스테르 결합의 지극히 일부가 가수분해되어, 구조 단위 가 아크릴산 구조 단위로 변화할 수 있고, 이러한 경우 이들 변화를 고려한 각 구조 단위의 비율이 특정 범위에 속하면 된다.
본 발명에 사용되는 폴리올레핀 수지에는, 상술한 단위 (A1) 내지 (A3) 이외의 다른 성분을, 공중합체의 성분으로서 본 발명의 효과를 저해하지 않는 정도로 함유할 수 있다. 단위 (A1) 내지 (A3) 이외의 성분을 구성하는 단량체의 구체예로서, 디엔류, (메트)아크릴로니트릴, 할로겐화 비닐류, 할로겐화 비닐리덴류, 일산화탄소 및 이황화탄소를 들 수 있다.
본 발명에 사용하는 폴리올레핀 수지의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 통상 분자량이 10,000 내지 50,000의 수지가 사용되고, 바람직하게는 분자량이 20,000 내지 30,000의 수지가 사용된다. 또한, 폴리올레핀 수지의 합성 방법도 특별히 한정되지 않는다. 상기 폴리올레핀 수지는, 예를 들어 폴리올레핀 수지를 구성하기 위한 단량체를 라디칼 발생제의 존재하에, 고압 라디칼 공중합해서 얻을 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는, 수성 매체에 분산 또는 용해되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 수성 매체는, 물을 주성분으로 하는 액체로 형성된 매체이며, 수용성의 유기 용제를 함유할 수 있다. 유기 용제의 예로는, 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올과 같은 알코올을 들 수 있고, 수성 매체 중 유기 용제의 함량은 10 내지 40 질량％인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 도전층은, 체적 평균 입경이 0.1㎛ 이상인 도전성 입자를 함유한다. 도전성 입자로서는, 카본 블랙, 금속 입자 또는 금속 산화물 입자를 사용할 수 있지만, 도전성 입자 각각에 산화아연, 산화티탄 또는 산화주석과 같은 도전성 금속 산화물을 사용하는 것이 바람직하며, 도전성 입자 각각에 산소 결함형의 산화주석으로 산화티탄을 코팅한 타입의 금속 산화물을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 도전성 입자의 체적 평균 입경이 0.1㎛ 미만의 경우에는, 도전층의 저항이 높아져서 대전 불균일에 기인하는 줄무늬 화상이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 본 발명의 효과를 발휘하지 않는다. 또한, 상기 도전성 입자의 체적 평균 입경은 0.1㎛ 내지 1.0㎛인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.6㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 도전층에 있어서의 상기 도전성 입자의 질량 비율은, 50 내지 80 질량％인 것이 바람직하고, 67 내지 75 질량％인 것이 보다 바람직하다. 또한, 도전층에 있어서의 상기 폴리올레핀 수지의 질량 비율(％)은 20％ 내지 50％인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 체적 평균 입경의 측정 방법은 이하와 같다. 도전성 입자만이 용액 중에 분산된 조성의 도전층용 도포액의 체적 평균 입경을 액상 침강법으로 측정했다. 구체적으로는, 도전층용 도포액을 용액에 사용한 용제로 희석하고, (주)호리바 제작소제의 초원심식 자동 입도 분포 측정 장치 (CAPA700)를 사용해서 희석된 용액의 체적 평균 입경을 측정했다.
본 발명에 있어서, 도전층용 도포액은, 상기 도전성 입자를 하기 유기 용제와 함께 분산 처리하고, 얻어진 분산액을 상술한 폴리올레핀 수지 수성 분산체와 혼합하고, 혼합물을 교반함으로써 얻어진다. 이후, 상기 방법에 의해 얻어진 도전층용 도포액을 도전성 지지체 상에 도포하고, 도포된 용액을 건조시킴으로써 도전 층을 형성한다.
상기 도전성 입자의 분산 방법으로서는, 페인트 셰이커, 샌드밀, 볼밀, 액 충돌형 고속 분산기 등을 사용한 방법을 들 수 있다.
상기 도전층용 도포액에 사용하는 유기 용제의 예로는 메탄올, 에탄올 및 이소프로판올과 같은 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 시클로헥사논과 같은 케톤, 테트라히드로푸란, 디옥산, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르와 같은 에테르나, 아세트산메틸 및 아세트산에틸과 같은 에스테르, 및 톨루엔 및 크실렌과 같은 방향족 탄화수소를 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이, 유기 용제에서 분산된 도전성 입자와 폴리올레핀 수지를 혼합함으로써 도전층용 도포액을 제조한다. 도전층용 도포액 중의 유기 용제량에 대하여, 사용하는 유기 용제의 종류에 따라서는 수성 분산체의 안정성이 저하될 수 있기 때문에, 안정성이 저하되지 않는 정도로 유기 용제를 함유시키는 필요가 있다. 즉, 도포할 도전층의 막 두께를 고려한 도포액의 점도 및 분산체의 안정성을 고려하여, 도전성 입자를 분산 처리하여 얻은 분산액의 고형분 함유량, 폴리올레핀 수지 수성 분산액의 고형분 함유량 및 유기 용제 혼합 비율, 및 분산액과 분산체의 혼합 비율을 선택한다.
도전층에는, 상기 폴리올레핀 수지뿐만 아니라, 페놀 수지 또는 폴리우레탄 수지와 같은 경화성 수지를, 도전층의 특성을 만족하는 범위에서 도전층에 혼합할 수 있다. 또한, 도전층의 표면에서 반사한 광 빔이 서로 간섭해서 출력 화상에 간섭 무늬가 발생하는 현상을 억제하기 위해서, 도전층에 도전층의 표면을 조면화하 기 위한 표면 조도 부여재를 첨가하는 것도 가능하다.
표면 조도 부여재로서는, 평균 입경 1 내지 6㎛의 수지 입자가 바람직하다. 수지 입자의 예로는 경화성 고무 또는 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지 또는 아크릴-멜라민 수지와 같은 경화성 수지로 형성된 입자를 들 수 있다. 이들 중에서도, 응집하기 어려운 실리콘 수지로 형성된 입자가 바람직하다. 또한, 도전층의 표면 특성을 개선하기 위해서, 공지의 레벨링제(leveling agent)를 첨가할 수 있다.
또한, 도전성 지지체의 표면 결함을 은폐해야 한다는 관점에서, 도전층의 막 두께는 10 내지 35㎛인 것이 바람직하고, 15 내지 30㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서 도전층을 포함하는 전자 사진 감광체의 각 층의 막 두께는, (주) 피셔 인스트루먼츠사제의 FISHERSCOPE mms로 측정했다.
본 발명에 있어서, 도전층으로부터 감광층으로의 전하 주입을 억제하기 위해서, 전기적 배리어성을 갖는 중간층을 도전층과 감광층 사이에 형성할 필요가 있다. 중간층의 체적 저항률은 1×109 내지 1×1013Ωㆍcm인 것이 바람직하다. 중간층의 체적 저항률이 지나치게 작으면, 중간층의 전기적 배리어성이 불량하여, 도전층으로부터의 전하 주입에 기인하는 스폿 또는 흐려짐의 발생이 현저해지는 경향이 있다. 한편, 중간층의 체적 저항률이 지나치게 크면, 화상 형성 시에 전하(캐리어)의 흐름이 둔해져서, 전자 사진 감광체의 잔류 전위의 상승(전자 사진 감광체의 전위 안정성의 결여)이 현저해지는 경향이 있다. 중간층의 막 두께는 0.05 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 특히 0.3 내지 5㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 중간층의 구성 및 제조 방법은, 상기 파라미터를 참고하여 공지된 구성 및 공지된 제조 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 전자 사진 감광체는, 상기 중간층 상에 형성된 감광층을 갖는다. 상기 감광층은 특별히 한정되지 않고, 전하 수송 물질과 전하 발생 물질을 동일한 층에 함유하는 단층형 감광층이거나, 또는 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층으로 분리된 적층형(기능 분리형) 감광층일 수 있으며, 전자 사진 감광체의 전자 사진 특성의 관점으로부터 적층형 감광층이 바람직하다. 또한, 적층형 감광층의 유형은, 도전성 지지체 측으로부터 전하 발생층 및 전하 수송층의 순서대로 적층하여 얻어지는 순층형 감광층, 및 도전성 지지체 측으로부터 전하 수송층 및 전하 발생층의 순서대로 적층하여 얻어지는 역층형 감광층으로 분류되며, 전자 사진 특성의 관점에서는 순층형 감광층이 바람직하다.
도 2는 본 발명에서의 전자 사진 감광체의 바람직한 구성의 개략을 나타낸다. 도 2의 전자 사진 감광체에 있어서, 도전성 지지체(21) 상에 도전층(22), 중간층(23), 및 후술하는 전하 발생층(24) 및 전하 수송층(25)이 적층되어 있다.
상기 도전성 지지체용 재질로는 도전성을 갖는 재료이면 특별히 한정되지 않으며, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 스테인리스와 같은 금속제(합금제) 지지체를 사용할 수 있다. 또한, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 산화인듐-산화주석 합금의 진공 증착에 의해 상부에 코팅막을 형성한 층을 갖는 상기 금속제 지지체 또는 이 러한 층을 갖는 플라스틱제 지지체를 사용할 수도 있다. 또한, 예를 들어 카본 블랙, 산화주석 입자, 산화티탄 입자 및 은 입자와 같은 도전성 입자를 적당한 결착 수지와 함께 플라스틱 또는 종이에 함침하여 얻어진 지지체, 또는 도전성 결착 수지를 갖는 플라스틱제 지지체를 사용할 수도 있다.
상기 전하 발생층에 사용되는 전하 발생 물질의 예로는, 모노아조, 디스아조 및 트리스아조와 같은 아조 안료, 금속 프탈로시아닌 및 비금속 프탈로시아닌과 같은 프탈로시아닌 안료, 인디고 및 티오인디고와 같은 인디고 안료, 페릴렌산 무수물 및 페릴렌산 이미드와 같은 페릴렌 안료, 안트라퀴논, 피렌퀴논, 및 디벤즈피렌퀴논과 같은 다환 퀴논 안료, 스쿠아릴륨 염료, 피릴륨염 및 티아피릴륨염, 트리페닐메탄 염료, 셀레늄, 셀레늄-텔루륨 및 비결정질 실리콘과 같은 무기 물질, 퀴나크리돈 안료, 아줄레늄염 안료, 퀴노시아닌과 같은 시아닌 염료, 안탄트론 안료, 피란트론 안료, 크산텐 염료, 퀴논이민 염료, 스티릴 염료, 황화카드뮴, 및 산화아연을 들 수 있다. 이들 전하 발생 물질은 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 사용할 수 있다.
전하 발생층에 사용되는 결착 수지의 예로는, 아크릴 수지, 알릴 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 페놀 수지, 부티랄 수지, 벤잘 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아릴에테르 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리술폰 수지, 폴리비닐아세탈 수 지, 폴리부타디엔 수지, 폴리프로필렌 수지, 메타크릴 수지, 우레아 수지, 염화비닐-아세트산 비닐 공중합체, 아세트산 비닐 수지 및 염화비닐 수지를 들 수 있다. 특히, 부티랄 수지 등이 바람직하다. 이들은 단독으로 사용하거나, 또는 2종류 이상을 혼합물 또는 공중합체로서 사용할 수 있다.
전하 발생층은, 전하 발생 물질을 결착 수지 및 용제와 함께 분산 처리해서 얻어지는 전하 발생층용 도포액을 도포하고, 도포된 용액을 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 분산 방법으로는, 예를 들어 호모게나이저, 초음파 분산기, 볼밀, 샌드밀, 롤밀, 진동밀, 아트라이터 또는 액 충돌형 고속 분산기를 사용한 방법을 들 수 있다. 전하 발생 물질과 결착 수지와의 비율은, 1:0.3 내지 1:4(질량비)의 범위가 바람직하다.
전하 발생층용 도포액에 사용되는 용제는, 사용하는 결착 수지 및 전하 발생 물질 각각의 용해성 및 분산 안정성을 고려하여 선택된다. 도포액에 사용될 수 있는 유기 용제로서는, 예를 들어, 알코올, 술폭시드, 케톤, 에테르, 에스테르, 지방족 할로겐화 탄화수소 또는 방향족 화합물을 들 수 있다. 전하 발생층의 막 두께는 5㎛ 이하인 것이 바람직하게, 특히 0.1 내지 2㎛인 것이 보다 바람직하다. 또한, 전하 발생층에는, 다양한 증감제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 가소제 중 임의의 하나를 필요에 따라서 첨가할 수도 있다.
상기 전하 수송층에 사용되는 전하 수송 물질의 예로는, 트리아릴아민계 화합물, 히드라존 화합물, 스틸벤 화합물, 피라졸린계 화합물, 옥사졸계 화합물, 트리아릴메탄계 화합물 및 티아졸계 화합물을 들 수 있다. 이들 전하 수송 물질은 단독으로 사용하거나, 또는 2종류 이상을 사용할 수 있다. 전하 수송층의 막 두께는 5 내지 40㎛인 것이 바람직하고, 특히 10 내지 35㎛인 것이 보다 바람직하다.
또한, 전하 수송층에는, 산화방지제, 자외선 흡수제 또는 가소제를 필요에 따라서 첨가할 수도 있다. 또한, 불소 원자 함유 수지나 실리콘 함유 수지 등을 층 중에 함유시킬 수 있다. 또한, 전하 수송층은 이러한 수지에 의해 구성되는 미립자를 함유할 수 있다. 또한, 전하 수송층은 금속 산화물 미립자 또는 무기 미립자를 함유할 수 있다. 단, 전하 수송층을 전자 사진 감광체의 표면층으로서 사용하는 경우에는, 층의 마찰전기 열의 위치에 영향을 미치지 않는 범위에서 상술한 것들 중 임의의 하나를 층 중에 함유시킬 수 있다.
상기 각 층의 도포액을 도포하는 데 사용되는 도포법의 예로는 침지 도포법(침지 코팅법), 스프레이 코팅법, 스피너 코팅법, 롤러 코팅법, 메이어(Meyer) 바 코팅법 및 블레이드 코팅법을 들 수 있다.
본 발명의 프로세스 카트리지는, 본 발명의 전자 사진 감광체와, 상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 장치, 상기 전자 사진 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치 및 토너상을 전사재에 전사한 후에 전자 사진 감광체 상에 잔류하는 토너를 회수하는 클리닝 장치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 장치를 포함하며, 상기 전자 사진 감광체와 상기 적어도 1개의 장치를 일체로 지지하고, 전자 사진 장치 본체에 착탈가능하다.
본 발명의 전자 사진 장치는, 본 발명의 전자 사진 감광체, 상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 장치, 대전된 상기 전자 사진 감광체를 노광해서 상기 전 자 사진 감광체 상에 정전 잠상을 형성하는 노광 장치, 상기 전자 사진 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치 및 전자 사진 감광체 상의 토너상을 전사재에 전사하는 전사 장치를 포함한다.
다음에, 도 1에 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 포함한 전자 사진 장치의 개략 구성의 일례를 나타낸다.
도 1에 있어서, 드럼 형상의 전자 사진 감광체(1)는 축(2)을 중심으로 화살표 방향으로 소정의 주속도로 회전한다. 이렇게 회전하는 전자 사진 감광체(1)의 둘레면은, 대전 장치(3)(1차 대전 장치)에 의해 부(negative)의 소정 전위로 균일하게 대전되고, 계속해서 슬릿 노광 또는 레이저 빔 주사 노광과 같은 노광 장치(도시하지 않음)으로부터 출력되는 노광 광(화상 노광 광)(4)을 수용한다. 이렇게 해서, 전자 사진 감광체(1)의 둘레면에, 원하는 화상에 대응한 정전 잠상이 순차 형성된다. 대전 장치(3)에 인가되는 전압은, 직류 성분에 교류 성분을 중첩하여 얻어지는 전압일 수 있거나, 또는 직류 성분만으로 형성된 전압일 수 있으며, 본 발명에서 사용되는 대전 장치에는 직류 성분만을 인가하였다.
전자 사진 감광체(1)의 둘레면(표면)에 형성된 정전 잠상은, 각각 현상 장치(5)로부터 토너에 의해 현상되어서 토너상이 된다. 계속해서, 전자 사진 감광체(1)의 둘레면에 형성 및 담지된 토너상이, 전사 장치(6)(전사 롤러)로부터 전사 바이어스에 의해 순차 전사된다. 전사재(P)(종이 등)은, 전사재 공급 장치(도시하지 않음)로부터 전자 사진 감광체(1)과 전사 장치(6)의 사이(접촉부)에 전자 사진 감광체(1)의 회전과 동기해서 취출되어 급송된다. 토너상이 전사된 전사재(P)는, 전자 사진 감광체(1)의 둘레면으로부터 분리된 후에, 정착 장치(8)에 도입되어 상 정착이 이루어진다. 결과로서, 전사재는 화상 형성물(프린트 또는 카피)로서 장치로부터 프린트아웃된다.
토너상 전사 후의 전자 사진 감광체(1)의 표면으로부터, 클리닝 장치(7)(클리닝 블레이드)에 의해 전사 잔류 현상제(토너)가 제거되어 표면이 클리닝될 수 있다. 또한, 전 노광 장치(도시하지 않음)로부터 전 노광 광(11)에 의해 표면이 제전 처리된 후에, 전자 사진 감광체는 화상 형성에 반복 사용된다. 또한, 전사 장치로서, 예를 들어 벨트 형상 또는 드럼 형상의 중간 전사체를 사용한 중간 전사 방식에 기초한 전사 장치를 채용할 수 있다.
도 1에서는, 전자 사진 감광체(1), 대전 장치(3), 현상 장치(5) 및 클리닝 장치(7)을 일체로 지지하여, 전자 사진 장치 본체의 레일과 같은 가이드(10)를 사용해서 전자 사진 장치 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지(9)로 할 수 있다.
<실시예>
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다. 또한, 이하의 「부」는 「 질량부」를 의미한다.
<제조예 1: 폴리올레핀 수지 O-1>
교반기 및 히터가 장착된 밀폐가능한 내압 1리터 용적의 유리 용기에, 75부의 폴리올레핀 수지(BONDINE HX-8290, 스미토모 화학 공업(주)제), 90부의 이소프로판올, 수지 중의 무수 말레산의 카르복실기에 대하여 1.2배 당량의 트리에틸아민 및 200부의 증류수를 적재하고, 교반 날개의 회전 속도를 300rpm으로 설정하여서 혼합물을 교반기로 교반하였다. 그 결과, 용기 저부에는 수지 입상물의 침전은 확인되지 않았지만, 수지가 부유 상태인 것이 확인되었다. 따라서, 이 상태를 유지하면서, 관찰 15분 후에 히터의 전원을 넣어 혼합물을 가열하였다. 이어서, 계내 온도를 145℃로 유지하면서 추가로 60분간 혼합물을 교반했다. 그후, 계를 수조 중에 침전시키고, 혼합물을 회전 속도 300rpm으로 교반하면서 계 온도를 실온(약 25℃)까지 냉각하였다. 그후, 300 메쉬의 스테인리스제 필터(와이어 직경 0.035mm, 평직)로 혼합물을 가압 여과(공기압 0.2MPa)하였다. 그 결과, 고형분 농도 20 질량％의 폴리올레핀 수지의 불투명하고 균일한 수성 분산체를 얻었다.
이 폴리올레핀 수지 O-1은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)=80.00/2.00/18.00(질량％)이었다.
<실시예 1>
수지의 특성은, 이하의 방법에 의해 측정 또는 평가했다.
(1) 폴리올레핀 수지 중의 단위 (A2)의 함유량
폴리올레핀 수지의 산가를 JIS K5407에 준해서 측정하고, 그 값으로부터 불포화 카르복실산의 함유량(그래프트율)을 다음 식으로부터 측정했다.
단위 (A2)의 함유량(질량％)=(그래프트 불포화 카르복실산의 질량)/(원료 폴리올레핀 수지의 질량)×100
(2) 단위 (A2) 이외의 수지의 구성
단위 (A2) 이외의 성분의 함유량을 o-디클로로벤젠(d4) 중에, 120℃에서 분석기(바리언 테크놀러지즈 재팬 리미티드사제, 300MHz)를 사용하여 1H-NMR 및 13C-NMR 분석을 수행해서 측정했다. 13C-NMR 분석은 정량성을 고려한 게이트 디커플링(gated decoupling)법을 사용해서 측정했다. 폴리올레핀 수지의 합성 방법은, 제조예 1에 한정되지 않고, 예를 들어, 「새 고분자 실험학 2 고분자의 합성 및 반응(1)」의 제1 내지 4장(공립 출판 가부시끼가이샤), 일본 특허 공개 제2003-105145호 공보 및 일본 특허 공개 제2003-147028호 공보에 기술된 공지의 방법 중 임의의 하나를 사용해서 합성할 수 있다
교반기 및 히터가 장착된 밀폐가능한 내압 1리터 용적의 유리 용기에, 60.0부의 폴리올레핀 수지 O-1, 30.0부의 에탄올, 3.9부의 N,N-디메틸에탄올아민 및 206.1부의 증류수를 적재하였다. 계속해서, 얻어진 혼합물을, 교반기의 교반 날개의 회전 속도를 300rpm으로 설정하여서 교반하였다. 그 결과, 용기 저부에는 수지 입상물의 침전은 확인되지 않았지만, 수지가 부유 상태인 것이 확인되었다. 따라서, 이 상태를 유지하면서, 관찰 10분 후에 히터의 전원을 넣어 혼합물을 가열하였다. 이어서, 계내 온도를 140℃로 유지하면서 추가로 20분간 혼합물을 교반했다. 그후, 계를 수조 중에 침전시키고, 혼합물을 회전 속도 300rpm으로 교반하면서 계 온도를 실온(약 25℃)까지 냉각하였다. 그후, 300 메쉬의 스테인리스제 필터(와이어 직경 0.035mm, 평직)로 혼합물을 가압 여과(공기압 0.2MPa)하였다. 그 결과, 폴리올레핀 수지의 불투명하고 균일한 수성 분산체를 얻었다.
계속해서, 산소 결함형 SnO2을 피복한 TiO2 입자(분체 저항률 120Ωㆍcm, SnO2의 피복율(질량 비율)은 35％) 80부, 용제로서 메탄올 15부 및 메톡시프로판올 15부를 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 샌드밀에서 3시간 동안 분산 처리하였다. 그 결과, 도포액을 제조했다. 이 분산액에 있어서 산소 결함형 SnO2을 피복한 TiO2 입자의 평균 입경은 0.30㎛이었다. 계속해서, 이 분산액에, 표면 조면 부여재로서 실리콘 수지 입자(상품명: 토스펄 120, 모멘티브 퍼포먼스 매터리얼즈 인코포레이티드제, 평균 입경 2.0㎛) 3.9부 및 레벨링제로서의 실리콘 오일(상품명: SH28PA, 도레이 다우코닝 실리콘(주)제) 0.001부를 첨가하고, 혼합물을 교반하였다. 그 결과, 도전성 입자 분산액을 제조했다. 다음에, 상기 폴리올레핀 수지 수성 분산체 145부 및 도전성 입자 분산액 110부를 용기 내에서 충분히 교반하였다. 그 결과, 전자 사진 감광체의 도전층용 도포액을 제조했다.
압출 및 드로잉(drawing) 공정에 의해 제조된 길이 260.5mm 및 직경 30mm의 알루미늄 실린더(JIS-A3003, 알루미늄 합금)을 전자 사진 감광체의 지지체로서 준비했다. 지지체 상에 상기 도전층용 도포액을 침지 코팅하여 도포한 후에, 10분간 100℃로 건조시켰다. 그 결과, 두께 30㎛의 도전층을 형성했다. 단, 후술하는 도전층의 박리를 확인할 수 있도록, 도전층의 도포 단부가 후술하는 중간층, 전하 발생층 및 전하 수송층의 각 단부보다 지지체의 단부에 가깝도록 도포를 수행하였다. 상기와 같이 형성한 도전층 중의 폴리올레핀 공중합체의 조성을 분석한 결과, 폴리 올레핀 수지 수성 분산체를 제조하기 전의 단위 (A1), (A2) 및 (A3)에 관련되는 폴리올레핀 수지 원료 재료의 질량 조성 비율과 같은 것을 확인할 수 있었다.
다음에, N-메톡시메틸화 나일론(상품명: 토레진(Toresin) EF-30T, 나가세 켐텍스 코포레이션(주)제) 4.5부 및 공중합 나일론 수지(아밀란(AMILAN) CM8000, 도레이(주)제) 1.5부를, 메탄올 65부 및 n-부탄올 30부의 혼합 용매에 용해했다. 얻어진 중간층용 도포액을 도전층 상에 침지 코팅하여 도포한 후에, 10분간 100℃로 건조시켰다. 그 결과, 막 두께가 0.8㎛의 중간층을 형성했다.
다음에, CuKα 특성 X선 회절에 있어서의 브래그 각(2θ±0.2°)의 7.5°, 9.9°, 16.3°, 18.6°, 25.1° 및 28.3°에 강한 피크를 갖는 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 10부를 준비했다. 이 결정을 폴리비닐 부티랄(상품명: S-Lex BX-1, 세키스이 화학 공업(주)제) 5부 및 시클로헥사논 250부와 혼합하고, 혼합물을 직경 1mm의 유리 비즈를 사용한 샌드밀 장치로 1시간 분산 처리했다. 다음에, 아세트산 에틸 250부를 얻어진 분산액에 첨가했다. 그 결과, 전하 발생층용 도포액을 제조했다. 이 전하 발생층용 도포액을, 중간층 상에 침지 코팅에 의해 도포한 후에, 10분간 100℃로 건조시켰다. 그 결과, 막 두께가 0.16㎛의 전하 발생층을 형성했다.
다음에, 하기 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 아민 화합물 8부, 하기 화학식 2로 나타내어지는 구조를 갖는 아민 화합물 1부, 및 하기 화학식 3으로 나타내어지는 반복 구조 단위를 갖는 폴리아릴레이트 수지(Mw: 110,000) 10부를, 최종 질량 비율 7:3의 모노클로로벤젠 및 디메톡시메탄을 함유하는 혼합 용매에 용해 시켰다. 그 결과, 전하 수송층용 도포액을 제조했다. 이 전하 수송층용 도포액을, 상기 전하 발생층에 침지 코팅에 의해 도포한 후에, 1시간 120℃로 건조시켰다. 그 결과, 막 두께 18㎛의 전하 수송층을 형성했다. 이와 같이 하여, 표면층으로서 전하 수송층을 사용한 전자 사진 감광체를 제작했다.
Figure 112009073082340-PAT00008
Figure 112009073082340-PAT00009
Figure 112009073082340-PAT00010
제작한 전자 사진 감광체를, 온도 15℃, 습도 10％ RH의 환경하에서, 휴렛 펙커드사제 레이저젯 4700에 장착하고, 초기 및 5,000매 및 10,000매 통지 내구 후의 화상 평가를 수행했다.
상세하게는, 시안색용의 프로세스 카트리지에 제작한 전자 사진 감광체를 장착하고, 시안 프로세스 카트리지를 그의 스테이션에 장착함으로써 평가를 수행했다. 또한, 프로세스 카트리지의 현상 롤러와 전자 사진 감광체간의 거리를 제어할 목적으로, 전자 사진 감광체 단부에 맞닿도록 접촉 롤러(abutting roller)가 프로세스 카트리지에 설치되며, 접촉 롤러가 도전층 단부에 접촉하도록 프로세스 카트지지를 개조하였다.
통지 시에, 각 색의 인자율 2％의 문자 화상을 레터지에서 20초 마다 1매 출력하는 간헐 모드로 풀 컬러 프린트 조작을 수행하여, 5,000매 또는 10,000매를 화상 출력하였다. 계속해서, 평가 개시 시, 5,000매 통지 종료 시 및 10,000매 통지 종료 시에 5매 (1 도트 나이트-점프(knight-jump) 패턴의 하프톤 화상)의 화상 평가용 샘플을 출력했다.
이들의 대전 줄무늬에 따라서 샘플 화상을, A로부터 E까지 랭크 분류하였다. 랭크 A에 속하는 화상은 대전 줄무늬가 전혀 없고, B, C와 같은 알파벳 순서로 순차적으로 대전 줄무늬가 현저해진다. 랭크 E에 속하는 화상은 현저하게 많은 개수의 대전 줄무늬가 발생하는 화상이다. 실용상, 랭크 A, B 및 C까지는 문제없는 레벨이다.
별도로 도전층의 평가를 수행했다. 도전층을 형성한 후에 광학 현미경(1,000배)에서 도전층의 표면의 관찰을 실시하고, 도전층의 크랙의 유무에 따라서 도전층에 랭크 A, B, C 및 D를 부여하였다. 랭크 A에 속하는 도전층은 크랙이 보이지 않는 매우 양호한 막이다. 랭크 B에 속하는 도전층은 막의 일부에 점 형상의 함몰부가 관찰되지만, 문제없는 레벨이다. 랭크 C에 속하는 도전층은 막 전면에 점 형상의 함몰부를 갖고, 랭크 D에 속하는 도전층은 막 전면에 크랙이 발생하는 것이다.
도전층의 박리에 관해서는, 상기 10,000매 내구 종료 후, 도전층 도포 단부의 박리를 확인했다. 랭크 A는 박리가 발생하지 않는 것이다. 랭크 B는 미소한 벗겨짐이 발생하지만 문제 없는 레벨이다. 랭크 C는 벗겨짐이 발생하는 것이다.
<실시예 2>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-2로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-2는 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 및 메타크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로부터 구성되고, (A1)/(A2)/(A3)의 비율이80.00/2.00/18.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 3>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-3으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-3은, 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 91.99/0.01/8.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 4>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-4로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-4는 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2) 및 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은90.00/5.00/5.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 5>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-5로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-5는, 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 말레산디에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 80.00/2.00/18.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 6>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-6으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-6은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산 아미드를 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은80.00/2.00/18.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 7>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-7로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-7은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 비닐에틸에테르를 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은80.00/2.00/18.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 8>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-8로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-8은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 아크릴산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 80.00/2.00/18.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 9>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-9로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-9는 부텐을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 80.00/2.00/18.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 10>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-10으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-10은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 80.00/10.00/10.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 11>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-11로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-11은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은49.50/10.00/40.50(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 12>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-12로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-12는 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은89.10/10.00/0.90(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 13>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-13으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-13은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 43.00/10.00/47.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 14>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-14로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-14는 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 89.20/10.00/0.80(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 15>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-15로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-15는 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 81.00/15.00/4.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 16>
실시예 1에 있어서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-16으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-16은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 65.00/30.00/5.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 전자 사진 감광체를 평가했다.
<실시예 17>
실시예 1에서 이하와 같이 도전층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 전자 사진 감광체를 제작하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 평가했다. 우선, 폴리올레핀 수지 수성 분산체 O-1 100부, 도전성 입자 분산액 110부, 및 페놀 수지(상품명: 플라이오펜(Plyophen) J-325, 다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주)제, 메탄올 용액, 수지 고형분 60％) 17부를 용기 내에서 1시간 교반했다. 계속해서, 이와 같이 하여 얻어진 도전층용 도포액을 지지체 상에 침지 코팅하여 도포한 후에, 140℃로 30분간 건조시켰다. 그 결과, 두께 30㎛의 도전층을 형성했다.
<실시예 18>
실시예 1에서 도전성 입자로서 비닐트리에톡시실란으로 표면 처리된 아나타제형 TiO2을 사용해서 분산 처리하여 얻은 입자(분산 후 입경 0.28㎛)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작했다. 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 평가했다.
<비교예 1>
실시예 1에서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-17로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-17은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 무수 말레산을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A2), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A2)/(A3)의 비율은 62.00/33.00/5.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 평가했다.
<비교예 2>
실시예 1에서 도전층에 사용하는 폴리올레핀 수지를 폴리올레핀 수지 O-18로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하였다. 수지 O-18은 에틸렌을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A1), 아크릴산에틸을 공중합하여 얻어지는 반복 구조 단위 (A3)으로 구성되며, (A1)/(A3)의 비율은 91.00/9.00(질량％)이었다. 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 평가했다.
<비교예 3>
실시예 1에서 임의의 폴리올레핀 수지 수성 분산체를 사용하지 않고, 이하와 같이 도전층을 형성한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 전자 사진 감광체를 제작하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 평가했다. 우선, 도전성 입자 분산액 110부에 멜라민 수지 30부 및 메탄올 30부를 혼합하고, 혼합물을 1시간 교반했다. 계속해서, 이와 같이 얻어진 도전층용 도포액을 지지체 상에 침지 코팅에 의해 도포한 후에, 140℃로 30분간 건조시켰다. 그 결과, 두께 30㎛의 도전층을 형성했다.
Figure 112009073082340-PAT00011
Figure 112009073082340-PAT00012
본 발명은 예시적인 실시형태를 참조로 기재되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태에 제한되지 않는 것으로 이해해야 한다. 하기 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변형 및 등가 구조 및 작용을 포함하도록 최대한 넓은 범위로 해석되어야 한다.
도 1은, 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 포함한 전자 사진 장치의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면.
도 2는, 본 발명의 전자 사진 감광체의 층 구성의 일례를 개략적으로 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 전자 사진 감광체
2: 축
3: 대전 장치
4: 노광 광
5: 현상 장치
6: 전사 장치
7: 클리닝 장치
8: 정착 장치
9: 프로세스 카트리지
10: 가이드
11: 전 노광 광

Claims (6)

  1. 도전성 지지체,
    체적 평균 입경이 0.1㎛ 이상인 도전성 입자를 함유하는 도전층,
    중간층 및
    감광층
    을 포함하는 전자 사진 감광체로서,
    상기 도전층, 상기 중간층 및 상기 감광층은 이 순서대로 상기 도전성 지지체 상에 형성되며,
    상기 도전층은 하기 반복 구조 단위 (A1), (A2) 및 (A3)을 갖는 폴리올레핀 수지를 함유하고, 상기 폴리올레핀 수지에서의 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 질량 비율(％)이 하기 수학식 1을 만족시키는, 전자 사진 감광체.
    [수학식 1]
    0.01≤(A2)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100≤30
    (A1): 하기 화학식 11로 나타내어지는 반복 구조 단위
    [화학식 11]
    Figure 112009073082340-PAT00013
    (여기서, R11 내지 R14는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기를 나타냄)
    (A2): 하기 화학식 21 및 22 중 하나로 나타내어지는 반복 구조 단위
    [화학식 21]
    Figure 112009073082340-PAT00014
    [화학식 22]
    Figure 112009073082340-PAT00015
    (여기서, R21 내지 R24는, 각각 수소 원자, 알킬기, 페닐기 또는 -Y21COOH(여기서, Y21은, 단일 결합, 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)로 나타내어지는 1가의 기를 나타내고, R25 및 R26은, 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 페닐기를 나타내고, X21은, -Y22COOCOY23-(여기서, Y22 및 Y23은, 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기 또는 아릴렌기를 나타냄)으로 나타내어지는 2가의 기를 나타내며, 단, R21 내지 R24 중 적어도 1개는 -Y21COOH로 나타내어지는 1가의 기를 나타냄)
    (A3): 하기 화학식 31, 32, 33 및 34 중 어느 하나로 나타내어지는 반복 구조 단위
    [화학식 31]
    Figure 112009073082340-PAT00016
    [화학식 32]
    Figure 112009073082340-PAT00017
    [화학식 33]
    Figure 112009073082340-PAT00018
    [화학식 34]
    Figure 112009073082340-PAT00019
    (여기서, R31 내지 R35는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R41 내지 R43은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타내고, R51 내지 R53은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기를 나타냄)
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 수지에서의 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 질량 비율(％)은 하기 수학식 2 및 3을 만족시키는, 전자 사진 감광체.
    [수학식 2]
    0.01≤(A2)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100≤10
    [수학식 3]
    (A1)/(A3)=55/45 내지 99/1
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 수지에서의 단위 (A1), (A2) 및 (A3)의 질량 비율(％)은 하기 수학식 4를 만족시키는, 전자 사진 감광체.
    [수학식 4]
    0.01≤(A2)/{(A1)+(A2)+(A3)}×100≤5
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 수지는, 에틸렌-아크릴레이트-무수 말레산 삼원 공중합체 및 에틸렌-메타크릴레이트-무수 말레산 삼원 공중합체 중 하나를 포함하는, 전자 사진 감광체.
  5. 제1항에 따른 전자 사진 감광체와,
    상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 장치, 상기 전자 사진 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치 및 토너상을 전 사재에 전사한 후에 상기 전자 사진 감광체 상에 잔류하는 토너를 회수하는 클리닝 장치로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 장치
    를 포함하며,
    상기 전자 사진 감광체 및 상기 적어도 1개의 장치를 일체로 지지하고, 전자 사진 장치 본체에 착탈가능한 프로세스 카트리지.
  6. 제1항에 따른 전자 사진 감광체,
    상기 전자 사진 감광체를 대전하는 대전 장치,
    대전된 상기 전자 사진 감광체를 노광해서 상기 전자 사진 감광체 상에 정전 잠상을 형성하는 노광 장치,
    상기 전자 사진 감광체 상에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 토너상을 형성하는 현상 장치 및
    상기 전자 사진 감광체 상의 토너상을 전사재에 전사하는 전사 장치
    를 포함하는 전자 사진 장치.
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