KR20140077830A - 전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지, 전자 사진 장치 및 프탈로시아닌 결정 - Google Patents

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

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Abstract

전자 사진 감광체의 감광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 함유된 프탈로시아닌 결정을 함유한다.
<화학식 1>
Figure pat00011

Description

전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지, 전자 사진 장치 및 프탈로시아닌 결정 {ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER, PROCESS CARTRIDGE, ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS AND PHTHALOCYANINE CRYSTAL}
본 발명은, 전자 사진 감광체, 각각 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치, 및 프탈로시아닌 결정에 관한 것이다.
전자 사진 감광체의 화상 노광 디바이스에 통용되는 반도체 레이저는 650 내지 820 nm 범위의 장파장의 발진 파장을 갖기 때문에, 장파장 범위의 빛에 대해 고감도를 갖는 전자 사진 감광체가 현재 개발되고 있다.
프탈로시아닌 안료는 이러한 장파장 영역까지의 범위의 빛에 대해 고감도를 갖는 전하 발생 물질로서 효과적이다. 옥시티타늄 프탈로시아닌 및 갈륨 프탈로시아닌은 특히 우수한 감도 특성을 갖고, 현재까지 다양한 결정 형태가 보고되었다.
프탈로시아닌 안료를 사용한 전자 사진 감광체가 우수한 감도 특성을 갖기는 하나, 생성된 포토 캐리어가 감광층에 잔류되어 메모리로서 작용하는 경향이 있어, 고스트 현상과 같은 전위 변동을 일으키기 쉽다는 것이 문제이다.
일본 특허 출원 공개 번호 2001-40237에는, 산 페이스팅 동안 프탈로시아닌 안료에 특정 유기 전자 수용체를 첨가하는 것이 증감 효과를 갖는다고 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법은, 첨가물(유기 전자 수용체)이 화학 변화를 일응킬 수 있고, 일부 경우에 요망되는 결정 형태로의 변환이 어렵다는 문제를 갖는다.
일본 특허 출원 공개 번호 2006-72304에는, 안료 및 특정 유기 전자 수용체를 습식 분쇄 처리함으로써 결정 변환 및 결정 표면 내의 유기 전자 수용체의 혼입이 동시에 가능해져, 전자 사진 특성이 개선된다고 개시되어 있다.
일본 특허 출원 공개 번호 H07-331107에는, 극성 유기 용매를 함유하는 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정이 개시되어 있다. N,N-디메틸포름아미드 등의 변환 용매를 사용함으로써, 극성 유기 용매가 결정 내에 혼입되어, 우수한 감도 특성을 갖는 결정이 제조된다.
상기와 같이 전자 사진 감광체를 개선시키기 위한 다양한 시도가 이루어졌다. 최근 고화질에 대한 추가 개선을 위해, 다양한 환경에서 고스트 현상으로 인한 화질 열화를 막는 것이 요망된다. 일본 특허 출원 공개 번호 2006-72304에 따른 방법에서는, 생성된 프탈로시아닌 결정 중에 유기 전자 수용체가 충분히 함유되지 않고, 단순 혼합물 상태로 또는 표면에 부착되어 존재한다. 따라서, 개선의 필요성이 있다. 일본 특허 출원 공개 번호 H07-331107에 따른 방법에서는, 생성된 포토 캐리어가 감광층에 잔류되어 메모리로서 작용하는 경향이 있어, 일부 경우에 고스트 현상을 일으키기 쉬운 것으로 나타났다.
본 발명의 목적은, 상온 상습 환경 하에서 뿐만 아니라 저온 저습 환경, 특히 혹독한 조건 하에서도 고스트 현상으로 인한 화상 결함이 감소된 화상을 출력할 수 있는 전자 사진 감광체를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 각각 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또한 또 다른 목적은, 특정 피페라진 화합물이 함유된 프탈로시아닌 결정을 제공하는 것이다.
본 발명은, 지지체; 및 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하며; 감광층이 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 함유된 프탈로시아닌 결정을 포함하는 것인 전자 사진 감광체를 제공한다.
<화학식 1>
Figure pat00001
상기 식에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 포르밀 기, 아세틸 기, 알케닐 기, 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기를 나타내며, 단, R1 및 R2 둘 다 동시에 수소 원자는 아니고, 또한 치환된 아릴 기의 치환기는 아세틸 기 또는 벤조일 기가 아니다.
본 발명은 또한, 상기 전자 사진 감광체, 및 대전 디바이스, 현상 디바이스, 전사 디바이스 및 클리닝 디바이스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 디바이스를 일체형으로 지지하는, 전자 사진 장치의 본체에 탈착가능하게 부착가능한 프로세스 카트리지를 제공한다.
본 발명은 또한, 전자 사진 감광체와, 대전 디바이스, 화상 노광 디바이스, 현상 디바이스 및 전사 디바이스를 갖는 전자 사진 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 결정 중에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 프탈로시아닌 결정을 제공한다.
<화학식 1>
Figure pat00002
상기 식에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 포르밀 기, 아세틸 기, 알케닐 기, 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기를 나타내며, 단, R1 및 R2 둘 다 동시에 수소 원자는 아니고, 또한 치환된 아릴 기의 치환기는 아세틸 기 또는 벤조일 기가 아니다.
본 발명은, 상온 상습 환경 하에서 뿐만 아니라 저온 저습 환경, 특히 혹독한 조건 하에서도 고스트 현상으로 인한 화상 결함이 감소된 화상을 출력할 수 있는 전자 사진 감광체를 제공할 수 있다. 본 발명은 또한, 각각 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 전하 발생 물질로서 우수한 특성을 갖는 프탈로시아닌 결정을 제공할 수 있다.
본 발명의 추가의 특징은, 첨부된 도면을 참조로 하여 하기 예시적 실시양태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지가 제공된 전자 사진 장치의 개략도이다.
도 2는 실시예 1-1에서 얻어진 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 차트이다.
도 3은 실시예 1-4에서 얻어진 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 차트이다.
도 4는 실시예 1-5에서 얻어진 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 차트이다.
도 5는 실시예 1-7에서 얻어진 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 차트이다.
도 6은 비교예 1-1에서 얻어진 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 차트이다.
이제, 본 발명의 바람직한 실시양태를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 전자 사진 감광체는, 지지체, 및 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하며, 감광층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 함유된 프탈로시아닌 결정을 포함한다.
<화학식 1>
Figure pat00003
화학식 1에서, R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 포르밀 기, 아세틸 기, 알케닐 기, 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기를 나타내며, 단, R1 및 R2 둘 다 동시에 수소 원자는 아니고, 또한 치환된 아릴 기의 치환기는 아세틸 기 또는 벤조일 기가 아니다.
화학식 1에서 R1 내지 R4는 수소 원자(단, R1 및 R2 둘 다 동시에 수소 원자는 아님), 포르밀 기, 알케닐 기, 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기일 수 있다.
치환된 알킬 기의 치환기의 예는 알콕시 기, 모르폴리노알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 아릴옥시 기, 헤테로시클릭 기, 할로겐 원자, 시아노 기 및 모르폴리노 기를 포함한다. 치환된 아릴 기의 치환기의 예는 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 및 모르폴리노 기를 포함한다. 치환된 헤테로시클릭 기의 치환기의 예는 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 및 모르폴리노 기를 포함한다.
화학식 1에서 R3 및 R4는 수소 원자일 수 있다.
화학식 1에서 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 치환된 또는 비치환된 아릴 기 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기일 수 있다. 이들 중에서도, R1 내지 R4 중 적어도 하나가 치환된 또는 비치환된 페닐 기 또는 치환된 또는 비치환된 피리딜 기인 것이 더욱 바람직하다.
치환된 페닐 기의 치환기의 예는 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 및 모르폴리노 기를 포함한다. 치환된 피리딜 기의 치환기의 예는 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 및 모르폴리노 기를 포함한다. 치환된 페닐 기 및 치환된 피리딜 기의 상기 치환기 중, 할로겐 원자, 히드록시 기, 시아노 기, 니트로 기, 포르밀 기, 알킬 기 및 알콕시 기가 특히 바람직하다.
화학식 1에서 R1 및 R2 중 적어도 하나는 치환된 또는 비치환된 알킬 기일 수 있다. 치환된 알킬 기의 치환기가 상기 치환기 중 할로겐 원자, 디알킬아미노 기 또는 페닐 기인 것이 더욱 바람직하다. 이들 중, 메틸 기 및 에틸 기가 특히 바람직하다.
화학식 1에서 R1 및 R2가 동일한 기인 것이 더욱 바람직하다.
화학식 1에서 알킬 기는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 기를 포함한다.
화학식 1에서 알케닐 기의 예는 2-프로페닐 기, 1-시클로헥세닐 기 및 1-시클로펜테닐 기를 포함한다.
화학식 1에서 아릴 기의 예는 페닐 기, 나프틸 기 및 비페닐 기를 포함한다.
화학식 1에서 헤테로시클릭 기의 예는 피리딜 기, 피리미디닐 기, 이미다졸릴 기, 피라지닐 기, 피리다지닐 기, 트리아지닐 기, 퀴놀릴 기, 아크리디닐 기, 페나지닐 기, 카르바졸릴 기, 인돌릴 기, 퀴녹살리닐 기, 티아졸릴 기, 티아디아졸릴 기, 옥사졸릴 기, 푸라자닐 기, 벤조푸라닐 기, 페녹사티이닐 기, 티안트레닐기, 티에닐 기 및 푸릴 기를 포함한다.
화학식 1에서 치환된 알킬 기의 치환기의 예는 알콕시 기, 예컨대 메톡시 기, 에톡시 기 및 2-(모르폴리노)-에톡시 기; 디알킬아미노 기, 예컨대 디메틸아미노 기 및 디에틸아미노 기; 알콕시카르보닐 기, 예컨대 메톡시카르보닐 기 및 에톡시카르보닐 기; 할로겐 원자, 히드록시 기, 카르복시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 및 알콕시 기 등의 치환기를 가질 수 있는 아릴 기, 예컨대 페닐 기, 나프틸 기, 비페닐릴 기, 니트로페닐 기, 톨릴 기, 브로모페닐 기, 시아노페닐 기 및 메톡시페닐 기; 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 및 알콕시 기 등의 치환기를 가질 수 있는 헤테로시클릭 기, 예컨대 피리딜 기, 피리미디닐 기, 이미다졸릴 기, 피라지닐 기, 피리다지닐 기, 트리아지닐 기, 퀴놀릴 기, 아크리디닐 기, 페나지닐 기, 카르바졸릴 기, 인돌릴 기, 퀴녹살리닐 기, 티아졸릴 기, 티아디아졸릴 기, 옥사졸릴 기, 푸라자닐 기, 벤조푸라닐 기, 페녹사티이닐 기, 티안트레닐기, 티에닐 기, 푸릴 기, 에틸피리딜 기, 클로로티아디아졸릴 기 및 포르밀옥사졸릴 기; 할로겐 원자, 예컨대 플루오린 원자, 염소 원자 및 브로민 원자; 히드록시 기; 시아노 기; 및 모르폴리노 기를 포함한다.
화학식 1에서 치환된 아릴 기의 치환기의 예는 알킬 기, 예컨대 메틸 기, 에틸 기 및 프로필 기; 알콕시 기, 예컨대 메톡시 기 및 에톡시 기; 아르알킬 기, 예컨대 페닐메틸 기, 디페닐메틸 기 및 페닐에틸 기; 디알킬아미노 기, 예컨대 디메틸아미노 기 및 디에틸아미노 기; 알콕시카르보닐 기, 예컨대 메톡시카르보닐 기 및 에톡시카르보닐 기; 할로겐 원자, 예컨대 플루오린 원자, 염소 원자 및 브로민 원자; 히드록시 기; 카르복시 기; 아세틸아미노 기; 니트로 기; 시아노 기; 및 포르밀 기를 포함한다.
화학식 1에서 치환된 헤테로시클릭 기의 치환기의 예는 알킬 기, 예컨대 메틸 기 및 에틸 기; 알콕시 기, 예컨대 메톡시 기 및 에톡시 기; 디알킬아미노 기, 예컨대 디메틸아미노 기 및 디에틸아미노 기; 할로겐 원자, 예컨대 플루오린 원자, 염소 원자 및 브로민 원자; 히드록시 기; 니트로 기; 시아노 기; 및 포르밀 기를 포함한다.
본 발명의 프탈로시아닌 결정 중에 함유되는 화학식 1로 표시되는 화합물의 바람직한 구체적 예(예시 화합물)를 하기에 기재하지만, 본 발명이 이들로 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
결정 중에 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 프탈로시아닌 결정을 구성하는 프탈로시아닌의 예는 무금속 프탈로시아닌 및 축 리간드를 가질 수 있는 금속 프탈로시아닌을 포함하고, 프탈로시아닌은 치환기를 가질 수 있다. 옥시티타늄 프탈로시아닌 결정 및 갈륨 프탈로시아닌 결정이 특히 바람직하고, 이는 고스트 현상을 일으키기 쉽지만 우수한 광 감도를 가져서, 본 발명에 있어 효과적이다.
하기에 기재되는 바와 같이, 결정 중에 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 갈륨 프탈로시아닌 결정을 구성하는 갈륨 프탈로시아닌의 예는 갈륨 원자가 할로겐 원자, 히드록시 기 또는 알콕시 기의 축 리간드를 갖는 갈륨 프탈로시아닌 분자를 포함한다. 프탈로시아닌 고리는 할로겐 원자 등의 치환기를 가질 수 있다.
결정 중에 N,N-디메틸아미노포름아미드를 추가로 함유하는 갈륨 프탈로시아닌 결정이 바람직하다.
갈륨 프탈로시아닌 결정 중, 우수한 감도를 갖는, 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정, 브로모-갈륨 프탈로시아닌 결정 및 아이오도-갈륨 프탈로시아닌 결정이 본 발명에 있어 효과적이고, 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정이 특히 바람직하다. 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정은 히드록시 기의 축 리간드를 갖는 갈륨 원자를 포함한다. 브로모-갈륨 프탈로시아닌 결정은 브로민 원자의 축 리간드를 갖는 갈륨 원자를 포함한다. 아이오도-갈륨 프탈로시아닌 결정은 아이오딘 원자의 축 리간드를 갖는 갈륨 원자를 포함한다.
히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중, CuKα선의 X-선 회절에서 7.4°± 0.3° 및 28.3°± 0.3°의 브래그각 2θ에서 피크를 갖는 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정이 특히 더욱 바람직하고, 고스트 현상으로 인한 화상 결함 감소에 있어 효과를 갖는다.
프탈로시아닌 결정 중에 함유되는 화학식 1로 표시되는 아민 화합물의 함량은 0.1 질량% 이상 3.0 질량% 이하일 수 있다.
결정 중에 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 프탈로시아닌 결정에서, 화학식 1로 표시되는 화합물은 결정 중에 혼입되어 있다.
결정 중에 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 프탈로시아닌 결정의 제조 방법을 하기에 기재한다.
결정 중에 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 프탈로시아닌 결정은, 산 페이스팅에 의해 제조된 프탈로시아닌 및 화학식 1로 표시되는 화합물을 용매와 함께 혼합하고, 습식 밀링 처리에 의해 결정으로 전환시킴으로써 얻어질 수 있다.
밀링 처리는 분산제, 예컨대 유리 비드, 강철 비드 및 알루미나 볼을 사용하여 밀링 디바이스, 예컨대 샌드 밀 및 볼 밀에서 처리하는 것이다. 밀링 시간은 약 10 내지 60시간일 수 있다. 특히 바람직한 방법에서는, 샘플링을 결정의 브래그각 검사를 위해 5 내지 10시간의 간격으로 수행한다. 밀링 처리에서 분산제의 양은 질량 기준으로 갈륨 프탈로시아닌의 양의 10 내지 50배일 수 있다. 사용되는 용매의 예는 아미드 용매, 예컨대 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드, N-메틸포름아미드, N-메틸아세토아미드, N-메틸프로피온아미드 및 N-메틸-2-피롤리돈, 할로겐 용매, 예컨대 클로로포름, 에테르 용매, 예컨대 테트라히드로푸란, 술폭시드 용매, 예컨대 디메틸 술폭시드를 포함한다. 사용되는 용매의 양은 질량 기준으로 프탈로시아닌의 양의 5 내지 30배일 수 있다. 사용되는 화학식 1로 표시되는 화합물의 양은 질량 기준으로 프탈로시아닌의 양의 0.1 내지 30배일 수 있다.
본 발명에서는, NMR 측정 및 열중량 (TG) 측정에 의한 얻어진 프탈로시아닌 결정의 측정 데이터를 분석하여 본 발명의 프탈로시아닌 결정이 결정 중에 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는지를 결정한다.
예를 들어, 화학식 1로 표시되는 화합물을 용해시키는 용매를 사용하여 밀링 처리를 수행하거나, 또는 밀링 후에 클리닝을 수행하는 경우에는, 얻어진 프탈로시아닌 결정의 NMR 측정을 수행하였다. 화학식 1로 표시되는 화합물이 검출된 경우, 화학식 1로 표시되는 화합물이 결정 중에 함유된 것으로 결정하였다.
한편, 화학식 1로 표시되는 화합물이 밀링 처리에 사용되는 용매 중에서 불용성이고 밀링 후 클리닝 용매 중에서 불용성인 경우에는, 얻어진 프탈로시아닌 결정의 NMR 측정을 수행하였다. 화학식 1로 표시되는 화합물이 검출된 경우, 하기 방법에 의해 결정하였다.
화학식 1로 표시되는 화합물을 첨가하여 얻어진 프탈로시아닌 결정, 화학식 1로 표시되는 화합물을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방식으로 제조된 프탈로시아닌 결정, 및 단독의 화학식 1로 표시되는 화합물 각각의 TG 측정을 개별적으로 수행하였다. 화학식 1로 표시되는 화합물을 첨가하여 얻어진 프탈로시아닌 결정의 TG 측정 결과가, 화학식 1로 표시되는 화합물 첨가 없이 제조된 프탈로시아닌 결정과 화학식 1로 표시되는 화합물의 개별적 측정 결과를 소정 비율로 혼합한 것으로 해석되는 경우, 프탈로시아닌 결정 및 화학식 1로 표시되는 화합물이 단순 혼합물을 형성한 것으로, 또는 화학식 1로 표시되는 화합물이 프탈로시아닌 결정의 표면에 부착된 것으로 결정하였다.
한편, 화학식 1로 표시되는 화합물을 첨가하여 얻어진 프탈로시아닌 결정의 TG 측정 결과가, 화학식 1로 표시되는 화합물의 첨가 없이 제조된 프탈로시아닌 결정의 TG 측정 결과에 비해, 화학식 1로 표시되는 화합물 중량 감소의 완료 온도보다 더 높은 온도에서 중량 감소 증가를 나타내는 경우, 화학식 1로 표시되는 화합물이 결정 중에 함유된 것으로 결정하였다.
본 발명의 프탈로시아닌 결정의 TG 측정, X-선 회절 분석 및 NMR 측정은 하기 조건 하에 수행하였다.
[TG 측정]
측정 기기: 세이코 인스트루먼츠사(Seiko Instruments Inc.)에서 제조된 동시 TG/DTA 측정 디바이스 (상표명: TG/DTA 220U)
분위기: 질소 스트림 (300 cm3/min)
측정 범위: 35℃ 내지 600℃
온도 증가 속도: 10℃/min
[분말 X-선 회절 분석]
측정 기기: 리가쿠사(Rigaku Corporation)에서 제조된 X-선 회절 분석기 RINT-TTRII
X-선 튜브: Cu
X-선 튜브 전압: 50 KV
X-선 튜브 전류; 300 mA
스캐닝 방법: 2θ/θ 스캔
스캐닝 속도: 4.0°/min
샘플링 간격: 0.02°
출발 각도 (2θ): 5.0°
중단 각도 (2θ): 40.0°
부착: 표준 샘플 홀더
필터: 사용 안함
인시던트 모노크롬: 사용함
카운터 모노크로미터: 사용 안함
발산 슬릿: 개방
수직 발산 제한 슬릿: 10.00 mm
산란 슬릿: 개방
광 수용 슬릿: 개방
평판 모노크로미터: 사용함
카운터: 섬광 카운터
[NMR 측정]
측정 기기: 브루커(Bruker)에서 제조된 어반스(AVANCE) III 500
용매: 중수소황산 (D2SO4)
결정 중에 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유하는 프탈로시아닌 결정은 광도전 재료로서 우수한 기능을 갖고, 전자 사진 감광체 이외에도, 태양 전지, 센서, 스위칭 디바이스 등에 적용가능하다.
전자 사진 감광체의 전하 발생 물질로서 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물이 함유된 프탈로시아닌 결정의 사용을 하기에 기재한다.
감광층은, 전하 발생 물질 및 전하 수송 물질을 함유하는 단일층을 갖는 단층형 감광층; 및 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층 및 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층의 적층 구조를 갖는 적층형 감광층을 포함한다. 전하 발생층 및 전하 수송층의 적층 순서는 역전될 수 있다.
도전성을 갖는 지지체(도전성 지지체)가 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 지지체는, 예를 들어 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 아연, 스테인레스 강철, 바나듐, 몰리브덴, 크로뮴, 티타늄, 니켈, 인듐, 금 또는 백금으로 제조될 수 있다. 다르게는, 지지체는 알루미늄, 알루미늄 합금, 산화인듐, 산화주석 또는 산화인듐-산화주석 합금의 증착된 층으로 코팅된 플라스틱(예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 아크릴 수지 및 폴리플루오로에틸렌); 도전성 입자(예를 들어 알루미늄 입자, 산화티타늄 입자, 산화주석 입자, 산화아연 입자, 카본 블랙 및 은 입자) 및 결착 수지로 코팅된 플라스틱 또는 플라스틱 지지체; 도전성 입자로 함침시킨 플라스틱 또는 종이 지지체; 도전성 중합체를 포함하는 플라스틱 등으로 제조될 수 있다.
본 발명에서는, 지지체와 감광층 사이에 배리어 기능 및 접착 기능을 갖는 언더코트층(또한 배리어층 또는 중간층으로서 언급됨)이 배치될 수 있다.
언더코트층은 폴리비닐 알콜, 폴리에틸렌 옥시드, 에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 카세인, 폴리아미드(예를 들어 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 공중합체 나일론, N-알콕시메틸화 나일론), 폴리우레탄, 글루, 산화알루미늄 및 젤라틴 등의 원료로부터 제조될 수 있다. 언더코트층은 0.1 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎛의 필름 두께를 갖는다.
단층형 감광층은, 본 발명의 프탈로시아닌 결정의 전하 발생 물질 및 전하 수송 물질을 결착 수지 용액 중에서 혼합하고, 혼합액을 지지체에 도포하고, 생성된 코팅 필름을 건조시킴으로써 형성될 수 있다.
적층형 감광층의 전하 발생층은, 본 발명의 프탈로시아닌 결정을 결착 수지 중에 분산시켜 전하 발생층용 코팅액을 제조하고, 코팅액을 도포하고, 생성된 코팅 필름을 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 다르게는, 전하 발생층은 증착에 의해 형성될 수 있다.
전하 수송층은, 전하 수송층용 코팅액을 도포하고, 생성된 코팅 필름을 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 전하 수송층용 코팅액은, 전하 수송 물질 및 결착 수지를 용매 중에 용해시킴으로써 얻어진다.
전하 수송 물질의 예는 트리아릴아민계 화합물, 히드라진계 화합물, 스틸벤계 화합물, 피라졸린계 화합물, 옥사졸계 화합물, 티아졸계 화합물 및 트리알릴메탄계 화합물을 포함한다.
각 층에 사용되는 결착 수지의 예는 폴리에스테르, 아크릴 수지, 폴리비닐카르바졸, 페녹시 수지, 폴리카르보네이트, 폴리비닐부티랄, 폴리스티렌, 폴리비닐 아세테이트, 폴리술폰, 폴리아릴레이트, 비닐리덴 클로라이드, 아크릴로니트릴 공중합체 및 폴리비닐 벤잘을 포함한다.
감광층을 형성하는 도포 방법의 예는 딥 코팅, 분무 코팅, 스피너 코팅, 비드 코팅, 블레이드 코팅 및 빔 코팅을 포함한다.
단층형 감광층은 5 내지 40 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 ㎛의 필름 두께를 가질 수 있다.
적층형 감광층의 전하 발생층은 0.01 내지 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3 ㎛의 필름 두께를 가질 수 있다. 전하 수송층은 5 내지 40 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 ㎛의 필름 두께를 가질 수 있다.
적층형 감광층의 전하 발생 물질 함량은 전하 발생층의 총 질량에 대하여 20 내지 90 질량%, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 질량%일 수 있다. 전하 수송 물질의 함량은 전하 수송층의 총 질량에 대하여 20 내지 80 질량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 70 질량%일 수 있다.
단층형 감광층의 전하 발생 물질의 함량은 감광층의 총 질량에 대하여 3 내지 30 질량%일 수 있다. 전하 수송 물질의 함량은 감광층의 총 질량에 대하여 30 내지 70 질량%일 수 있다.
전하 발생 물질로서 사용되는 본 발명의 프탈로시아닌 결정은 또 다른 전하 발생 물질과 혼합될 수 있다. 이 경우, 프탈로시아닌 결정의 함량은 총 전하 발생 물질에 대하여 50 질량% 이상일 수 있다.
필요에 따라 보호층이 감광층 상에 제공될 수 있다. 보호층은, 수지를 유기 용매 중에 용해시킴으로써 제조된 보호층용 코팅액을 감광층 상에 도포하고, 제조된 코팅 필름을 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 보호층에 사용되는 수지의 예는 폴리비닐부티랄, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트(예를 들어, 폴리카르보네이트 Z 및 개질된 폴리카르보네이트), 나일론, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체 및 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 포함한다. 보호층은 0.05 내지 20 ㎛의 필름 두께를 가질 수 있다.
보호층은 도전성 입자 또는 자외선 흡수제를 함유할 수 있다. 도전성 입자의 예는 금속 산화물 입자, 예컨대 산화주석 입자를 포함한다.
도 1은 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지가 제공된 전자 사진 장치의 개략도이다.
실린더 형상(드럼 형상)을 갖는 전자 사진 감광체(1)은, 화살표 방향으로 소정의 원주 속도(프로세스 속도)로 축(2)를 중심으로 하여 회전 구동된다.
전자 사진 감광체(1)의 표면은 회전 과정 동안 대전 디바이스(3)에 의해 소정의 양 또는 음전위로 대전된다. 이어서, 전자 사진 감광체(1)의 대전 표면에 화상 노광 디바이스(도시하지 않음)로부터 화상 노광 광(4)이 조사되어, 목적 화상 정보에 상응하는 정전 잠상이 형성된다. 화상 노광 광(4)은, 예를 들어, 슬릿 노광 또는 레이저 빔 주사 노광의 화상 노광 디바이스로부터 출력된, 목적 화상 정보의 시계열 전기 디지탈 화상 신호에 대응하여 강도-변조된다.
전자 사진 감광체(1)의 표면 상에 형성된 정전 잠상은, 현상 디바이스(5)에 저장된 토너로 현상(정상 현상 또는 반전 현상)되어 전자 사진 감광체(1)의 표면 상에 토너 화상을 형성한다. 전자 사진 감광체(1)의 표면 상에 형성된 토너 화상은 전사 디바이스(6)에 의해 전사재(7)로 전사된다. 이 때, 전사 디바이스(6)에는, 바이어스 전원(도시하지 않음)으로부터 토너 상에 보유된 전하에 대해 역극성을 갖는 바이어스 전압이 인가된다. 종이 전사재(7)가 급지부(도시하지 않음)로부터 취출되어 전자 사진 감광체(1)와 전사 디바이스(6) 사이에 전자 사진 감광체(1)의 회전과 동기(synchronization)하여 공급된다.
전자 사진 감광체(1)로부터 전사된 토너 화상을 갖는 전사재(7)는, 전자 사진 감광체(1)의 표면으로부터 분리되어 토너 화상의 정착을 위한 화상 정착 디바이스(8)로 수송된다. 따라서, 화상 형성물(프린트 또는 카피)이 전자 사진 장치로부터 출력된다.
전사재(7)에 토너 화상이 전사된 후, 전자 사진 감광체(1)의 표면은 클리닝 디바이스(9)로 클리닝되어 토너(전사 후 잔류 토너) 등의 부착 물질이 제거된다. 최근에 개발된 클리너-리스(cleaner-less) 시스템에서는, 토너가 현상 장치 등으로 전사된 후에 직접 제거될 수 있다. 이어서, 전자 사진 감광체(1)의 표면은, 전-노광 디바이스(도시하지 않음)로부터의 전-노광 광(10)에 의해 제전처리되고, 이어서 화상 형성을 위해 반복 사용된다. 대전 롤러를 갖는 접촉 대전 디바이스(3)의 경우에는 전-노광 디바이스가 반드시 필요하지는 않다.
전자 사진 감광체(1), 대전 디바이스(3), 현상 디바이스(5) 및 클리닝 디바이스(9)로 이루어진 군으로부터 선택된 다수의 구성요소가 용기 내에 함유되어 일체형으로 지지되어 전자 사진 장치 본체에 탈착가능한 프로세스 카트리지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 대전 디바이스(3), 현상 디바이스(5) 및 클리닝 디바이스(9)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 전자 사진 감광체(1)와 함께 일체형으로 지지되어 카트리지를 형성한다. 카트리지는 전자 사진 장치 본체의 레일 등의 안내 디바이스(12)에 의해 전자 사진 장치 본체에 탈착가능한 프로세스 카트리지(11)를 구성한다.
복사기 및 프린터 등의 전자 사진 장치에서, 화상 노광 광(4)은, 원고 시트로부터의 반사 빔 또는 그를 통과하는 투과 빔일 수 있다. 다르게는, 화상 노광 광(4)은 원고 판독 센서로부터의 신호에 대응하는 레이저 빔의 주사, LED 어레이의 구동 또는 액정 셔터 어레이의 구동에 의해 생성된 방사 빔일 수 있다.
본 발명의 전자 사진 감광체(1)는, 레이저 빔 프린터, CRT 프린터, LED 프린터, FAX, 액정 프린터 및 레이저 조판 등의 전자 사진 응용 분야에서 폭넓게 사용될 수 있다.
[실시예]
본 발명을 하기에서 구체적 실시예를 들어 상세히 추가로 설명하지만, 본 발명이 이들로 제한되는 것은 아니다.
하기에서, "부"는 "질량부"를 의미한다. 실시예 및 비교예에서의 전자 사진 감광체의 각 층의 필름 두께는 와전류 필름 두께 계측기(피셔 인스트루먼츠사(Fischer Instruments K.K.)에서 제조된 피셔스코프(Fischerscope))를 사용하여 얻은 것이거나, 또는 단위 면적 당 질량으로부터 환산된 비중에 기초한 것이지만, 본 발명이 이들로 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1-1]
일본 특허 출원 공개 번호 2011-94101에 기재된 합성예 1 및 후속 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 제조하였다. 이어서, 히드록시갈륨 프탈로시아닌 0.5부, 예시 화합물(7) (제품 코드: D0787, 도쿄 케미칼 인더스트리사(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 제조) 1.0부, 및 N,N-디메틸포름아미드 9.5부를 0.8 mm의 직경을 갖는 유리 비드 15부와 함께 볼 밀에 넣어 실온(23℃)에서 48시간 동안 밀링하였다. N,N-디메틸포름아미드를 사용하여 분산액으로부터 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정을 제조하였다. 여과시, 여과기를 테트라히드로푸란으로 충분히 클리닝하였다. 여과물을 진공 건조시켜 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.49부를 수득하였다. 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 차트를 도 2에 나타내었다.
NMR 측정에 의해, 양성자 비율로부터의 환산에 기초하여 0.52 질량%의 예시 화합물 (7) 및 2.08 질량%의 N,N-디메틸포름아미드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (7)은 액체이고 N,N-디메틸포름아미드와 상용성이기 때문에, 예시 화합물 (7)이 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[실시예 1-2 제조]
실시예 1-1에서의 예시 화합물 (7) 1.0부를 예시 화합물 (9) (제품 코드: D1766, 도쿄 케미칼 인더스트리사 제조) 1.0부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.46부를 수득하였다. 생성된 결정의 분말 X-선 회절 차트는 도 2와 동일하였다.
NMR 측정에 의해, 0.65 질량%의 예시 화합물 (9) 및 1.86 질량%의 N,N-디메틸포름아미드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (9)는 액체이고 N,N-디메틸포름아미드와 상용성이기 때문에, 예시 화합물 (9)가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[실시예 1-3]
실시예 1-1에서의 예시 화합물 (7) 1.0부를 예시 화합물 (3) (제품 코드: M1685, 도쿄 케미칼 인더스트리사 제조) 1.0부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.44부를 수득하였다. 생성된 결정의 분말 X-선 회절 차트는 도 2와 동일하였다.
NMR 측정에 의해, 0.63 질량%의 예시 화합물 (3) 및 1.91 질량%의 N,N-디메틸포름아미드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (3)은 N,N-디메틸포름아미드 중에서 가용성인 고체이기 때문에, 예시 화합물 (3)이 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[실시예 1-4]
실시예 1-1에서의 예시 화합물 (7) 1.0부를 예시 화합물 (29) (제품 코드: D2635, 도쿄 케미칼 인더스트리사 제조) 0.5부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.48부를 수득하였다. 생성된 결정의 분말 X-선 회절 차트를 도 3에 나타내었다.
NMR 측정에 의해, 0.30 질량%의 예시 화합물 (29) 및 1.66 질량%의 N,N-디메틸포름아미드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (29)는 N,N-디메틸포름아미드 중에서 가용성인 고체이기 때문에, 예시 화합물 (29)가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[실시예 1-5]
실시예 1-1에서의 예시 화합물 (7) 1.0부를 예시 화합물 (25) 0.5부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.45부를 수득하였다. 생성된 결정의 분말 X-선 회절 차트를 도 4에 나타내었다.
NMR 측정에 의해, 0.36 질량%의 예시 화합물 (25) 및 1.91 질량%의 N,N-디메틸포름아미드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (25)는 N,N-디메틸포름아미드 중에서 가용성인 고체이기 때문에, 예시 화합물 (25)가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[실시예 1-6]
실시예 1-1에서의 예시 화합물 (7) 1.0부를 예시 화합물 (25) 1.0부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.43부를 수득하였다. 생성된 결정의 분말 X-선 회절 차트는 도 4와 동일하였다.
NMR 측정에 의해, 0.42 질량%의 예시 화합물 (25) 및 1.98 질량%의 N,N-디메틸포름아미드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (25)는 N,N-디메틸포름아미드 중에서 가용성인 고체이기 때문에, 예시 화합물 (25)가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[실시예 1-7]
실시예 1-5에서의 N,N-디메틸포름아미드를 디메틸 술폭시드로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-5에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.19부를 수득하였다. 생성된 결정의 분말 X-선 회절 차트를 도 5에 나타내었다.
NMR 측정에 의해, 0.95 질량%의 예시 화합물 (25) 및 2.09 질량%의 디메틸 술폭시드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (25)는 테트라히드로푸란 중에서 가용성인 고체이기 때문에, 예시 화합물 (25)가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
TG 측정 결과는, 예시 화합물 (25) 단독의 증발로 인한 중량 감소에 대한 150℃ 내지 263℃의 온도 범위보다 더 높은 450℃ 이상의 온도에서 중량 감소 증가를 나타내었다. 따라서, 화학식 1로 표시되는 화합물 (예시 화합물 (25))이 실시예 1-7에서 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[실시예 1-8]
실시예 1-1에서의 예시 화합물 (7) 1.0부를 예시 화합물 (21) (제품 코드: M1624, 도쿄 케미칼 인더스트리사 제조) 1.0부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.46부를 수득하였다. 생성된 결정의 분말 X-선 회절 차트는 도 5와 동일하였다.
NMR 측정에 의해, 1.30 질량%의 예시 화합물 (21) 및 2.45 질량%의 N,N-디메틸포름아미드가 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유되었음을 확인하였다. 예시 화합물 (21)은 N,N-디메틸포름아미드 중에서 가용성인 고체이기 때문에, 예시 화합물 (21)이 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 중에 함유된 것으로 나타났다.
[비교예 1-1]
실시예 1-1에서 예시 화합물 (7) 1.0부를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.4부를 수득하였다. 생성된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 차트를 도 6에 나타내었다.
[비교예 1-2]
실시예 1-1에서 예시 화합물 (7) 1.0부를 피페라진 1.0부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.45부를 수득하였다.
[비교예 1-3]
실시예 1-1에서 예시 화합물 (7) 1.0부를 N-에틸피롤리딘 1.0부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.45부를 수득하였다.
[비교예 1-4]
실시예 1-1에서 예시 화합물 (7) 1.0부를 모르폴린 0.5부로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 1-1에서와 동일한 처리에 의해 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정 0.40부를 수득하였다.
[실시예 2-1]
먼저, 산화주석으로 코팅된 황산바륨 입자(상표명: 패스트란(Passtran) PC1, 미츠이 마이닝 & 스멜팅사(Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) 제조) 60부, 산화티타늄 입자(상표명: 티타닉스(TITANIX) JR, 태이카사(Tayca Corporation) 제조) 15부, 레졸형 페놀 수지(상표명: 페놀라이트(Phenolite) J-325, DIC사(DIC Corporation) 제조, 고형분: 70 질량%) 43부, 실리콘 오일(상표명: SH28PA, 다우 코닝 도레이사(Dow Corning Toray Co., Ltd.) 제조) 0.015부, 실리콘 수지(상표명: 토스펄(Tospearl) 120, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈사(Momentive Performance Materials Inc.) 제조) 3.6부, 2-메톡시-1-프로판올 50부, 및 메탄올 50부를 볼 밀에 넣고, 20시간 동안 분산시켜 도전층용 코팅액을 제조하였다.
도전층용 코팅액을 지지체로서 알루미늄 실린더(직경: 24 mm) 상에 침적 코팅에 의해 도포하고, 생성된 코팅 필름을 140℃에서 30분 동안 건조시켜, 15 ㎛의 필름 두께를 갖는 도전층을 형성하였다.
이어서, 공중합체 나일론 수지(상표명: 아밀란(Amilan) CM8000, 도레이 인더스트리즈사(Toray Industries, Inc.) 제조) 10부 및 메톡시메틸화 6-나일론 수지(상표명: 트레신(Tresin) EF-30T, 나가세 켐텍스사(Nagase Chemtex Corporation) 제조) 30부를 메탄올 400부 및 n-부탄올 200부의 혼합 용매 중에 용해시켜 언더코트층용 코팅액을 제조하였다.
언더코트층용 코팅액을 도전층에 침적 코팅에 의해 도포하고, 생성된 코팅 필름을 건조시켜 0.5 ㎛의 필름 두께를 갖는 언더코트층을 형성하였다.
이어서, 실시예 1-1에서 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정(전하 발생 물질) 10부, 폴리비닐부티랄(상표명: S-LEC BX-1, 세키스이 케미칼사(Sekisui Chemical Co., Ltd.) 제조) 5부, 및 시클로헥산온 250부를 1 mm의 직경을 갖는 유리 비드를 사용하는 샌드 밀에 넣어 4시간 동안 분산 처리하였다. 분산액에, 에틸 아세테이트 250부를 첨가하여 이를 희석하고, 이로써 전하 발생층용 코팅액을 제조하였다.
전하 발생층용 코팅액을 언더코트층에 침적 코팅에 의해 도포하였다. 생성된 코팅 필름을 100℃에서 10분 동안 건조시켜 0.16 ㎛의 필름 두께를 갖는 전하 발생층을 형성하였다.
이어서, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물(전하 수송 물질) 8부 및 폴리카르보네이트(상표명: 이우필론(Iupilon) Z-200, 미츠비시 엔지니어링-플라스틱스사(Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation) 제조) 10부를 모노클로로벤젠 70부 중에 용해시켜 전하 수송층용 코팅액을 제조하였다.
<화학식 3>
Figure pat00007
전하 수송층용 코팅액을 전하 발생층에 침적 코팅에 의해 도포하였다. 생성된 코팅 필름을 110℃에서 1시간 동안 건조시켜 23 ㎛의 필름 두께를 갖는 전하 수송층을 형성하였다.
따라서, 실린더 형상(드럼 형상)의 실시예 2-1의 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 2-2 내지 2-8]
실시예 2-1에서 전하 발생층용 코팅액 제조에서 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정을 실시예 1-2 내지 1-8에서 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정으로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 2-1에서와 동일한 방식으로 실시예 2-2 내지 2-8의 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 2-9]
전하 발생층용 코팅액의 분산에서 실시예 1-1에서 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정(전하 발생 물질) 10부, 폴리비닐부티랄(상표명: S-LEC BX-1, 세키스이 케미칼사 제조) 5부, 및 시클로헥산온 250부에 예시 화합물 (25) 0.5부를 추가로 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 2-1에서와 동일한 방식으로 실시예 2-9의 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[비교예 2-1 내지 2-4]
실시예 2-1에서 전하 발생층용 코팅액 제조에서 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정을 비교예 1-1 내지 1-4에서 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정으로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 2-1에서와 동일한 방식으로 비교예 2-1 내지 2-4의 전자 사진 감광체를 제조하였다.
[실시예 2-1 내지 2-9 및 비교예 2-1 내지 2-4의 전자 사진 감광체의 평가]
실시예 2-1 내지 2-9 및 비교예 2-1 내지 2-4의 전자 사진 감광체를 고스트 화상에 대해 평가하였다.
휴렛 팩커드 재팬사(Hewlett Packard Japan, Ltd)에서 제조된 레이저 빔 프린터(상표명: 컬러 레이저 젯(Color Laser Jet) CP3525dn)를, 평가를 위한 전자 사진 장치로서 사용하기 위해 개조하였다. 개조 결과, 전-노광 광이 점등되지 않았고, 대전 조건 및 화상 노광량은 가변적으로 조절되었다. 또한, 제조된 전자 사진 감광체를 시안색용 프로세스 카트리지에 장착하고, 시안용 프로세스 카트리지의 스테이션에 부착하여, 다른 색용 프로세스 카트리지를 레이저 빔 프린터 본체에 장착하지 않고 작동시켰다.
화상 출력시에는, 시안색용 프로세스 카트리지만을 본체에 부착하여 시안 토너만을 사용하여 단색 화상을 출력하였다.
대전 조건 및 화상 노광량을, 23℃/55% RH의 상온 상습 환경 하에 초기 전위가 암부에서 -500V 및 명부에서 -100V로 설정되도록 조정하였다. 전위 설정에서 드럼 형상의 전자 사진 감광체의 표면 전위 측정에서는, 카트리지를 개조하여, 현상 위치에 전위 프로브(상표명: 모델 6000B-8, 트렉 재팬사(Trek Japan Co., Ltd.) 제조)를 장착하였다. 실린더 형상의 전자 사진 감광체의 중앙부에서의 전위를 표면 전위계(상표명: 모델 344, 트렉 재팬사 제조)로 측정하였다.
이어서, 동일한 조건 하에 고스트 화상을 평가하였다. 이어서, 1,000매의 종이를 통과시켜 내구성 시험을 수행하고, 내구성 시험 직후 및 15시간 후 고스트 화상을 평가하였다. 상온 상습 환경 하에서의 평가 결과를 표 1에 기재하였다.
이어서, 전자 사진 감광체를 평가를 위한 전자 사진 장치와 함께 15℃/10% RH의 저온 저습 환경 하에 3일 동안 방치시켜 고스트 화상을 평가하였다. 동일한 조건 하에 1,000매의 종이를 통과시켜 내구성 시험을 수행하고, 내구성 시험 직후 및 15시간 후 고스트 화상을 평가하였다. 저온 저습 환경 하에서의 평가 결과를 또한 표 1에 기재하였다.
종이 통과 내구성 시험에서는, 1%의 인쇄율로 문자 E의 화상을 시안 단색으로 A4 크기의 보통 용지 상에 형성시켰다.
고스트 화상을 하기와 같이 평가하였다.
평가는 하기 순서로 연속하여 출력되는 총 8매 상의 고스트 화상에 기초하여 수행하였다: 제1매 상에 솔리드(solid) 백화상을 출력하고, 총 4매 각각에 4종의 고스트 차트를 출력하고, 1매 상에 솔리드 흑화상을 출력하고, 다시 한번 총 4매 각각에 4종의 고스트 차트를 출력하였다. 고스트 차트는, 솔리드 백배경으로서 출력 화상의 출발 위치(종이 상단으로부터 10 mm)로부터 30 mm-폭 영역에서 등간격으로 평행으로 배열된 25 mm 변의 4개의 솔리드 흑 정사각형 화상을 포함하였다. 출력 화상의 출발 위치로부터 30 mm-폭 영역 하부 영역에서는, 4종의 하프톤 출력 패턴을 출력하여 등급을 분류하였다.
4종의 고스트 차트는 출력 화상의 출발 위치로부터 30 mm-폭 영역 하부 영역에 배열된 차트이며, 하프톤 패턴만 차이가 있었다. 하프톤 패턴은 하기 4종류를 포함하였다:
(1) 횡* 방향으로 1 도트 및 1 스페이스의 인쇄 패턴 (레이저 노광);
(2) 횡* 방향으로 2 도트 및 2 스페이스의 인쇄 패턴 (레이저 노광);
(3) 횡* 방향으로 2 도트 및 3 스페이스의 인쇄 패턴 (레이저 노광); 및
(4) "계마(keima)" (나이트 점프(knight's jump)와 유사) 패턴의 인쇄 패턴(레이저 노광) (나이트 점프 방향과 유사한 일본 체스에서 "계마" 피스의 이동과 같은, 6개 정사각형 내에 인쇄된 2 도트의 패턴).
*: 횡 방향은 레이저 스캐너의 스캐닝 방향(출력된 용지의 수평 방향)을 의미한다.
고스트 화상을 하기와 같은 등급으로 분류하였다. 본 발명의 효과는 등급 4, 5 및 6에서는 불충분한 것으로 결정되었다.
등급 1: 임의의 고스트 차트에서 고스트 현상이 보이지 않음.
등급 2: 특정 고스트 차트에서 고스트 현상이 흐리게 보임.
등급 3: 임의의 고스트 차트에서 고스트 현상이 흐리게 보임.
등급 4: 특정 고스트 차트에서 고스트 현상이 보임.
등급 5: 임의의 고스트 차트에서 고스트 현상이 보임.
등급 6: 특정 고스트 차트에서 고스트 현상이 선명하게 보임.
[표 1]: 고스트 화상의 평가 결과
Figure pat00008
본 발명을 예시적 실시양태를 참조로 하여 설명하였지만, 본 발명이 개시된 예시적 실시양태로 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기 특허청구범위의 범주는 모든 이러한 변형 및 등가 구조 및 기능을 포함하도록 가장 광범위한 해석에 따라야 한다.

Claims (19)

  1. 지지체; 및
    상기 지지체 상에 형성된 감광층을 포함하며;
    상기 감광층이 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 함유된 프탈로시아닌 결정을 포함하는 것인 전자 사진 감광체.
    <화학식 1>
    Figure pat00009

    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 포르밀 기, 아세틸 기, 알케닐 기, 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기를 나타내며,
    단, R1 및 R2 둘 다 동시에 수소 원자는 아니고, 또한
    치환된 아릴 기의 치환기는 아세틸 기 또는 벤조일 기가 아니다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1에서 R1 내지 R4가 각각 수소 원자(단, R1 및 R2 둘 다 동시에 수소 원자는 아님), 포르밀 기, 알케닐 기, 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기이고;
    치환된 알킬 기의 치환기가 알콕시 기, 모르폴리노알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 아릴옥시 기, 헤테로시클릭 기, 할로겐 원자, 시아노 기 또는 모르폴리노 기이고;
    치환된 아릴 기의 치환기가 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 또는 모르폴리노 기이고;
    치환된 헤테로시클릭 기의 치환기가 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 또는 모르폴리노 기인 전자 사진 감광체.
  3. 제1항에 있어서, R3 및 R4가 각각 수소 원자인 전자 사진 감광체.
  4. 제2항에 있어서, R1 내지 R4 중 하나 이상이 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기인 전자 사진 감광체.
  5. 제2항에 있어서, 치환된 또는 비치환된 아릴 기가 치환된 또는 비치환된 페닐 기이고,
    치환된 페닐 기의 치환기가 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 또는 모르폴리노 기인 전자 사진 감광체.
  6. 제5항에 있어서, 치환된 페닐 기의 치환기가 할로겐 원자, 히드록시 기, 시아노 기, 니트로 기, 포르밀 기, 알킬 기 또는 알콕시 기인 전자 사진 감광체.
  7. 제2항에 있어서, 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기가 치환된 또는 비치환된 피리딜 기이고,
    치환된 피리딜 기의 치환기가 알킬 기, 알콕시 기, 디알킬아미노 기, 알콕시카르보닐 기, 할로겐 원자, 히드록시 기, 니트로 기, 시아노 기, 포르밀 기 또는 모르폴리노 기인 전자 사진 감광체.
  8. 제7항에 있어서, 치환된 또는 비치환된 피리딜 기의 치환기가 할로겐 원자, 히드록시 기, 시아노 기, 니트로 기, 포르밀 기, 알킬 기 또는 알콕시 기인 전자 사진 감광체.
  9. 제2항에 있어서, R1 및 R2 중 하나 이상이 치환된 또는 비치환된 알킬 기인 전자 사진 감광체.
  10. 제9항에 있어서, 치환된 알킬 기의 치환기가 할로겐 원자, 디알킬아미노 기 또는 페닐 기인 전자 사진 감광체.
  11. 제9항에 있어서, R1 및 R2가 각각 독립적으로 메틸 기 또는 에틸 기인 전자 사진 감광체.
  12. 제1항에 있어서, 프탈로시아닌 결정이 갈륨 프탈로시아닌 결정인 전자 사진 감광체.
  13. 제12항에 있어서, 갈륨 프탈로시아닌 결정이 N,N-디메틸포름아미드가 함유된 갈륨 프탈로시아닌 결정인 전자 사진 감광체.
  14. 제12항에 있어서, 갈륨 프탈로시아닌 결정이 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정인 전자 사진 감광체.
  15. 제14항에 있어서, 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정이, CuKα선의 X-선 회절에서 7.4°± 0.3° 및 28.3°± 0.3°의 브래그각 2θ에서 피크를 갖는 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정인 전자 사진 감광체.
  16. 제1항에 있어서, 프탈로시아닌 결정 중의 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량이 0.1 질량% 이상 3.0 질량% 이하인 전자 사진 감광체.
  17. 제1항에 기재된 전자 사진 감광체; 및 대전 디바이스, 현상 디바이스, 전사 디바이스 및 클리닝 디바이스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 디바이스를 일체형으로 지지하는, 전자 사진 장치의 본체에 탈착가능한 프로세스 카트리지.
  18. 제1항에 기재된 전자 사진 감광체와;
    대전 디바이스, 화상 노광 디바이스, 현상 디바이스 및 전사 디바이스
    를 포함하는 전자 사진 장치.
  19. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이 함유된 프탈로시아닌 결정.
    <화학식 1>
    Figure pat00010

    상기 화학식 1에서,
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 포르밀 기, 아세틸 기, 알케닐 기, 치환된 또는 비치환된 알킬 기, 치환된 또는 비치환된 아릴 기, 또는 치환된 또는 비치환된 헤테로시클릭 기를 나타내며,
    단, R1 및 R2 둘 다 동시에 수소 원자는 아니고, 또한
    치환된 아릴 기의 치환기는 아세틸 기 또는 벤조일 기가 아니다.
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