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KR101390211B1 - 전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 - Google Patents

전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 Download PDF

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KR101390211B1
KR101390211B1 KR1020110110417A KR20110110417A KR101390211B1 KR 101390211 B1 KR101390211 B1 KR 101390211B1 KR 1020110110417 A KR1020110110417 A KR 1020110110417A KR 20110110417 A KR20110110417 A KR 20110110417A KR 101390211 B1 KR101390211 B1 KR 101390211B1
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아끼히로 마루야마
구니히꼬 세끼도
히데아끼 나가사까
신지 다까기
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

전자사진 감광 부재는 전도성 지지체, 전도성 지지체 상에 제공된 중간층, 및 중간층 상에 제공된 감광층을 포함하며, 상기 중간층과 상기 감광층 중 적어도 하나는 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112011084326548-pat00029

Description

전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치 {ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE MEMBER, PROCESS CARTRIDGE, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC APPARATUS}
본 발명은 전자사진 감광 부재, 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치에 관한 것이다.
전자사진 분야에서는, 최근, 색채화로 대표되는 화상 품질의 개선이 진행되고 있다. 색채화는 우수한 화상 품질을 갖도록 요구되는 하프톤 화상 및 솔리드(solid) 화상의 수를 증가시킨다. 예를 들어, 반전 현상을 사용하는 전자사진 장치에서, 광이 조사된 부분이 후속 회전에서 하프톤 화상이 되는 화상 형성이 하나의 화상에서 수행될 경우, 단지 광이 조사된 부분의 화상 농도만이 증가되는 현상 (포지티브(positive) 고스트(ghost) 현상)이 일어나기 쉽다.
전자사진 감광 부재의 예로는 전하 발생 물질 (유기 광전도성 물질)을 함유하는 전하 발생층 및 정공 수송 물질을 함유하는 정공 수송층이 전도성 지지체 상에 제공된 구조를 갖는 전자사진 감광 부재; 및 전하 발생 물질 및 정공 수송 물질을 함유하는 감광층 (단층 구조를 갖는 감광층)이 전도성 지지체 상에 제공된 전자사진 감광 부재를 들 수 있다.
감광층이 전도성 지지체 상에 제공될 경우, 전자사진 감광 부재에 전압이 인가될 때 전도성 지지체에서 감광층으로 정공 주입이 일어날 수 있다. 전도성 지지체에서 감광층으로의 정공 주입은 흑점형 화상 결함(이하 "흑점"으로 칭해짐)을 유발시켜 화상 품질을 상당히 저하시킨다. 상기 문제를 해결하기 위하여, 감광층과 전도성 지지체 사이에 전기적으로 블로킹성(blocking) 중간층을 제공하는 방법이 사용된다.
그러나, 중간층의 전기 저항이 지나치게 높을 경우, 전하 발생층에서 발생된 전자가 감광층에 축적되어 고스트 현상이 유발된다. 따라서, 중간층의 전기 저항은 어느 정도로 감소될 필요가 있다. 고스트 화상 형성 억제와 흑점 억제 사이의 양호한 균형을 달성하는 것이 필요하다.
감광층에서 전자의 축적을 억제시키고, 고스트 화상의 형성이 억제된 전자사진 감광 부재를 제조하기 위하여, 표면-처리된 금속 산화물 입자를 중간층에 도입하는 방법이 사용된다. 일본 특허 공개 제3-013957호에는, 유기 티타늄 화합물로 표면 처리된 금속 산화물 입자를 중간층으로 도입시키는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2005-292821호에는 황 원자-함유 반응성 유기 화합물로 표면 처리된 금속 산화물 입자를 중간층으로 도입시키는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제9-151157호에는 전자 수송 물질을 사용하여 감광층 중에 전자를 전도성 지지체로 흐르게 하는 것이 개시되어 있다.
그러나, 표면 처리된 금속 산화물 입자 또는 전자 수송 물질이 사용되더라도, 고스트 화상 형성 억제와 흑점 억제 사이의 높은 수준의 균형이 얻어지지 않는다.
일본 특허 공개 제3-013957호 일본 특허 공개 제2005-292821호 일본 특허 공개 제9-151157호
본 발명의 측면은 전도성 지지체, 전도성 지지체 상에 제공된 중간층, 및 중간층 상에 제공된 감광층을 포함하고, 고스트 화상 형성 억제와 흑점 억제 사이에 높은 수준의 균형을 달성할 수 있는 전자사진 감광 부재를 제공한다. 또한, 본 발명의 측면은 전자사진 감광 부재를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공한다.
본 발명의 개시된 일 측면은 전도성 지지체, 전도성 지지체 상에 제공된 중간층, 및 중간층 상에 제공되고 전하 발생 물질 및 정공 수송 물질을 포함하는 감광층을 포함하고, 상기 중간층과 상기 감광층 중 적어도 하나는 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 포함하는 전자사진 감광 부재를 제공한다.
<화학식 1>
Figure 112011084326548-pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, X는 하기 화학식 X1 또는 X2로 나타내어지는 구조를 갖는 기를 나타낸다.
<화학식 X1>
Figure 112011084326548-pat00002
상기 화학식 X1에서,
R3 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자 또는 메톡시기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 3 내지 5의 정수를 나타내고, 방향족 고리는 비치환되거나, 할로겐 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기 또는 니트로기로 치환된다.
<화학식 X2>
Figure 112011084326548-pat00003
상기 화학식 X2에서,
R7 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 니트로기, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 7 내지 11의 정수를 나타낸다.
본 발명의 또다른 측면에 따라, 전자사진 감광 부재; 및 대전 장치, 현상 장치, 전사 장치 및 클리닝 장치로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 장치를 일체형으로 지지하는, 전자사진 장치의 본체에 착탈가능하게 부착가능한 프로세스 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따라, 전자사진 장치는 상기 전자사진 감광 부재, 대전 장치, 노광 장치, 현상 장치 및 전사 장치를 포함한다.
본 발명의 측면에 따라, 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물을 전자사진 감광 부재의 중간층과 감광층 중 적어도 하나에 도입시키면, 고스트 화상 형성 억제와 흑점 억제 사이에 높은 수준의 균형을 달성하는 전자사진 감광 부재가 생성된다. 또한, 본 발명의 측면은 전자사진 감광 부재를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공한다.
본 발명의 추가의 특성은 첨부된 도면을 참고로 예시적인 실시양태의 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재를 갖는 프로세스 카트리지를 포함하는, 전자사진 장치의 예시적인 구조를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재의 층 구조를 도시한다.
도 3은 고스트 화상을 평가하기 위하여 사용된 고스트 평가용 프린트를 도시한다.
도 4는 1-도트 나이트-점프(knight-jump) 패턴 화상을 도시한다.
본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재는 전도성 지지체, 전도성 지지체 상에 제공된 중간층, 및 중간층 상에 제공된 감광층을 포함하는 층 구조를 갖는다.
본 발명의 측면에서, 전도성 층은 전도성 지지체와 중간층 사이에 제공될 수 있고, 전도성 지지체의 결함 및 돌기를 피복하고 간섭 무늬 (무아레)를 억제시키기 위하여 전도성 미립자를 포함한다.
감광층의 전형적인 예는 정공 수송 물질 및 전하 발생 물질이 하나의 층에 함유된 단층 구조를 갖는 감광층; 및 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층 및 정공 수송 물질을 함유하는 정공 수송층을 포함하는 적층 구조 (기능적으로 분리된 구조)를 갖는 감광층을 포함한다. 본 발명의 측면에서, 적층 구조 (기능적으로 분리된 구조)를 갖는 감광층이 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재의 예시적인 구조를 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 전자사진 감광 부재에서, 전도성 층(22), 중간층(23), 전하 발생층(24), 정공 수송층(25)은, 이 순서로 전도성 지지체(21) 상에 적층된다. 필요할 경우, 보호층이 정공 수송층(25) 상에 제공될 수 있다.
전도성 지지체에서 감광층으로의 정공 주입을 억제시키기 위하여 전도성 지지체와 감광층 사이에 중간층이 제공된다. 중간층은 전자 수송 능력을 갖고, 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물을 함유하므로, 고스트 화상 형성 억제와 흑점 억제 사이에 높은 수준의 균형을 달성할 수 있다.
본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재가 고스트 화상 형성 억제와 흑점 억제 사이에 높은 수준의 균형을 달성하는 이유는 다음과 같이 추측된다.
고스트 현상은 전계 강도와 감광층 (전하 발생층)에 잔류하는 전하량과 관련이 있을 것으로 추측된다. 감광 부재의 노광으로 인하여 낮은 표면 전위를 갖는 명부에서는, 감광층 중 전계 강도가 감소되어 감광층 (전하 발생층)에 잔류하는 전하량을 증가시킨다. 다음 대전시에 상당한 영향이 끼치는 경우, 고스트 현상이 일어난다. 흑점은 고 전계 강도하에 전도성 지지체 측에서 감광층 (전하 수송층)으로의 정공 주입에 의해 야기되는 것으로 추측된다.
본 발명의 측면에 따른 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물은, 피리미딘트리온 골격 부분(moiety)이 높은 전자 끌기성을 갖고, 이중 결합에 의해 공액 불포화 시클릭 구조와 연결되어 전하를 더 안정화시키기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성을 효과적으로 제공할 수 있다. 따라서, 단지 피리미딘트리온 골격 부분만이 존재하거나, 피리미딘트리온 골격 부분이 이중 결합이 아닌 단일 결합에 의해 공액 불포화 시클릭 구조에 연결된 경우, 전자 주입성과 전자 수송성 사이에 양호한 균형이 달성되지 않을 것으로 추측된다. 화합물은 높은 전자 끌기성 구조를 가지므로, 높은 이온화 전위를 가져서, 높은 정공-블로킹성을 제공하는 것으로 생각된다. 화합물이 감광층 (전하 발생층)으로 도입될 경우, 감광층 (전하 발생층) 중 화합물은 전자를 수용하고, 전자를 전도성 지지체를 향해 수송하여, 전하 수송에 불리한 낮은 전계 강도에서도 잔류 전하를 감소시킬 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 화합물을 중간층에 도입할 경우, 전자를 쉽게 수용하는 화합물의 구조로 인하여, 화합물이 중간층과 감광층 (전하 발생층) 사이의 계면에서 전자를 수용하고, 전도성 지지체를 향해 전자를 수송하여 전도성 지지체로부터의 정공 주입을 억제시키는 것으로 생각된다. 이것은 고스트 화상 형성 억제와 흑점 억제 사이에 균형을 달성하는데 상당히 효과적일 수 있다.
본 발명의 측면에서, 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물이 감광층과 중간층 중 하나 또는 둘다에 함유될 수 있다. 감광층은 전하 발생층 및 전하 발생층 상에 제공된 정공 수송층을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물은 중간층과 전하 발생층 중 적어도 하나에 함유된다.
화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물.
본 발명의 측면에 따른 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물은 전자사진 감광 부재의 중간층과 감광층 중 적어도 하나에 함유된다.
<화학식 1>
Figure 112011084326548-pat00004
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, X는 하기 화학식 X1 또는 X2로 나타내어지는 구조를 갖는 기를 나타낸다.
<화학식 X1>
Figure 112011084326548-pat00005
상기 화학식 X1에서,
R3 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자 또는 메톡시기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 3 내지 5의 정수를 나타내고, 방향족 고리는 비치환되거나, 할로겐 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기 또는 니트로기로 치환되고, R3 내지 R6으로부터 선택된 Rn 및 Rn +1을 서로 연결함으로써 형성되는 방향족 고리 (방향족 고리 구조)의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌 및 피리딘을 들 수 있다.
<화학식 X2>
Figure 112011084326548-pat00006
상기 화학식 X2에서,
R7 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 니트로기, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 7 내지 11의 정수를 나타낸다.
R7 내지 R12와 관련하여, Rn 및 Rn+1을 서로 연결함으로써 형성되는 방향족 고리 (방향족 고리 구조)의 예로는 벤젠이 있다.
화학식 1로 나타내어지는 화합물은 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 나타내어지는 화합물이다.
<화학식 1-1>
Figure 112011084326548-pat00007
상기 화학식 1-1에서,
R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 15 내지 17의 정수를 나타내고, 방향족 고리는 비치환되거나, 할로겐 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기, 또는 니트로기로 치환되고, Rn 및 Rn+1을 서로 연결함으로써 형성되는 방향족 고리 (방향족 고리 구조)의 예로는 벤젠, 나프탈렌, 페난트렌 및 피리딘을 들 수 있다.
<화학식 1-2>
Figure 112011084326548-pat00008
상기 화학식 1-2에서,
R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R23 내지 R28은 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 니트로기, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 23 내지 27의 정수를 나타내고, Rn 및 Rn+1을 서로 연결함으로써 형성되는 방향족 고리 (방향족 고리 구조)의 예로는 벤젠이 있다.
표 1 및 2는 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 예시적 화합물을 예시한다.
이러한 예시적 화합물은 공지된 실시예(문헌 [Indian Journal of Chemistry, Section B: Organic Chemistry-Including Medicinal Chemistry, 44B, 6, p. 1252, 2005])와 동일한 방식으로 합성될 수 있다. 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물은 다양한 피리미딘트리온 유도체를 다양한 디온 유도체와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 피리미딘트리온 유도체의 예로는 바르비투르산 (2,4,6(1H,3H,5H)-피리미딘트리온), 1-메틸-2,4,6(1H,3H,5H)-피리미딘트리온 및 1,3-디메틸-2,4,6(1H,3H,5H)-피리미딘트리온을 들 수 있다. 디온 유도체의 예로는 9,10-페난트렌퀴논, 피렌-4,5-디온, 4-니트로-9,10-페난트렌디온, 2-니트로페난트렌퀴논, 11,12-디히드로크리센-11,12-디온, 4,5,9,10-피렌테트랄론, 1-이소프로필-7-메틸-9,10-페난트렌퀴논, 4,5-디니트로-9,10-페난트렌퀴논, 디벤조[A,H]안트라센-5,6-디온, 아세나프텐퀴논, 3-메틸아세나프텐퀴논, 아세안트렌퀴논, 5,6-디니트로아세나프틸렌-1,2-디온, 1,10-페난트롤린-5,6-디온, 3,5-디-tert-부틸-o-벤조퀴논, 3,6-디-tert-부틸벤조-1,2-퀴논, 3,4,5,6-테트라클로로-1,2-벤조퀴논 및 3,4,5,6-테트라브로모-1,2-벤조퀴논을 들 수 있다.
<표 1>
Figure 112011084326548-pat00009
<표 2>
Figure 112011084326548-pat00010
중간층
본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재의 중간층에 사용되는 수지의 예로는 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아믹산 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴산 공중합체, 아크릴 수지, 폴리메타크릴레이트 수지, 폴리비닐 알코올 수지, 폴리비닐 아세탈 수지, 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리비닐 포르말 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리아크릴아미드 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 폴리비닐 클로라이드, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체, 셀룰로스, 알키드 수지, 멜라민 수지, 알키드-멜라민 수지, 우레탄 수지, 아밀로스, 아밀로펙틴, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰 및 실리콘 수지를 들 수 있다. 양호한 고스트 화상 형성 억제 효과를 얻기 위한 관점에서, 폴리올레핀 수지, 폴리아미드 수지, 알키드-멜라민 수지 및 우레탄 수지가 사용될 수 있다. 이러한 수지의 공중합체가 사용될 수 있다. 1종 이상의 수지의 혼합물이 사용될 수 있다.
중간층이 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물을 함유할 경우, 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물의 비율은, 수지 및 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물의 총 질량(중간층의 총 질량)을 기준으로 30 질량％ 내지 80 질량％, 예컨대 50 질량％ 내지 75 질량％ 범위일 수 있다. 30 질량％ 내지 80 질량％의 비율은 코팅액의 충분한 안정성, 양호한 코팅성 및 탁월한 고스트 화상 형성 억제성을 생성한다. 중간층은 0.01 내지 40 μm, 예컨대 0.1 내지 5 μm의 두께를 가질 수 있다.
중간층은 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물과 함께 금속 산화물 입자를 더 함유할 수 있다. 중간층에 함유될 수 있는 금속 산화물 입자의 예로는 산화티타늄(TiO2), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화인듐(In2O3)의 입자를 들 수 있다. 금속 산화물 입자를 산화알루미늄, 산화지르코늄, 또는 표면-처리제, 예컨대 실란 커플링제로 표면 처리시킬 수 있다. 금속 산화물 입자 및 화학식 1로 나타내어지는 화합물의 총 비율은 수지 1 질량부에 대하여 0.5 질량부 내지 28 질량부, 예컨대 1.6 질량부 내지 28 질량부 범위일 수 있다.
중간층에 사용되는 금속 산화물 입자는 5 nm 내지 100 nm의 수 평균 입도를 가질 수 있다. 본 발명의 측면에 따른 금속 산화물 입자의 수 평균 입도는 하기 방법에 의해 측정될 수 있다.
금속 산화물의 입도는 동적 광 산란법에 의해 측정될 수 있다. 구체적으로, 금속 산화물 입자가 응집 또는 겔화되지 않는 농도를 갖는 측정액을 준비한다. 본 발명의 측면에서, 측정액은 분산 매질 (측정액)에 대하여 약 0.5 질량％ 내지 약 1 질량％의 농도를 가질 수 있다. 측정액을 동적 광 산란을 사용하여 입도 측정 장치 (모델: 제타사이저 나노 시리즈(Zetasizer Nano series), 시스멕스 코포레이션(Sysmex Corporation) 제조)에 의해 분석한다.
본 발명의 측면에 따라 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물을 중간층으로 도입시킬 경우, 중간층용 코팅액을 제조하고, 전도성 지지체 상에 도포하여 중간층을 형성할 수 있다. 별법으로, 전도성 층을 전도성 지지체 상에 형성하고, 중간층용 코팅액을 상기와 동일한 방식으로 전도성 층 상에 도포하여 중간층을 형성할 수 있다. 중간층용 코팅액의 제조 방법을 하기에 설명한다.
수지 및 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물을 용매에 용해 또는 분산시켜 중간층용 코팅액을 제조한다.
분산 방법의 예로는 페인트 진탕기(shaker), 균질화기, 초음파 분산기, 비드 밀, 볼 밀, 샌드 밀, 롤 밀, 진동 밀, 아트라이터(attritor), 호모믹서(homomixer) 및 액체-충돌형 고속 분산기를 사용하는 방법을 들 수 있다.
중간층용 코팅액에 사용하기 위한 용매의 예로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 테트랄린, 클로로벤젠, 디클로로메탄, 클로로포름, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 사염화탄소, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 시클로헥사논, 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 디옥산, 메틸알, 테트라히드로푸란, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올, 부틸 알코올, 메틸 셀로솔브, 메톡시프로판올, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸 술폭시드 및 물을 들 수 있다. 이러한 용매 중에서, 에틸 아세테이트, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 시클로헥사논, 디옥산, 메틸알, 테트라히드로푸란, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 부틸 알코올, 메톡시프로판올 및 물이 사용될 수 있다.
감광층
적층 구조를 갖는 감광층에서, 전하 발생층이 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물을 함유할 경우, 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물의 비율은 전하 발생 물질의 비율에 대하여 0.1 질량％ 내지 50 질량％, 예컨대 1 질량％ 내지 30 질량％ 범위일 수 있다. 0.1 질량％ 내지 50 질량％의 비율은 코팅액의 충분한 안정성, 양호한 코팅성 및 탁월한 고스트 화상 형성 억제성을 생성한다.
적층 구조를 갖는 감광층에서, 본 발명의 측면에 따른 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물을 전하 발생층으로 도입할 경우, 상기와 동일한 방식으로, 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물 및 전하 발생 물질을 결착 수지와 함께 용매에 분산시켜 전하 발생층용 코팅액을 제조한다. 전하 발생층용 코팅액을 중간층 상에 도포하고, 건조시켜 전하 발생층을 형성할 수 있다.
본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재의 감광층 및 전하 발생층에 사용되는 전하 발생 물질의 예로는 유기 광전도성 물질, 예컨대 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 인디고 안료, 페릴렌 안료, 폴리시클릭 퀴논 안료, 스쿠아릴륨 염료, 피릴륨 염, 티아피릴륨 염, 트리페닐메탄 염료, 퀴나크리돈 안료, 아줄레늄 염 안료, 시아닌 염료, 안탄트론 안료, 피란트론 안료, 크산텐 염료, 퀴논-이민 염료 및 스티릴 염료를 들 수 있다. 프탈로시아닌 안료가 사용될 수 있다.
프탈로시아닌 안료의 예로는 비금속 프탈로시아닌, 옥시티타닐 프탈로시아닌, 히드록시갈륨 프탈로시아닌 및 할로겐화 갈륨 프탈로시아닌, 예컨대 클로로갈륨 프탈로시아닌을 들 수 있다. 이러한 전하 발생 물질은 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
적층 구조를 갖는 감광층에서, 본 발명의 측면에 따른 전하 발생층에 사용하기 위한 결착 수지의 예로는 아크릴 수지, 알릴 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 디알릴 프탈레이트 수지, 실리콘 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 페놀 수지, 부티랄 수지, 벤잘 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리알릴 에테르 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리술폰, 폴리비닐 아세탈 수지, 폴리부타디엔 수지, 폴리프로필렌 수지, 메타크릴 수지, 우레아 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체, 비닐 아세테이트 수지 및 비닐 클로라이드 수지를 들 수 있다. 부티랄 수지가 사용될 수 있다. 이러한 수지는 단독으로 사용될 수 있다. 또한, 이러한 수지의 1종 이상의 혼합물 및 공중합체가 사용될 수 있다.
전하 발생층은 0.1 내지 5 μm, 예컨대 0.1 내지 2 μm의 두께를 가질 수 있다. 전하 발생층은, 필요할 경우, 다양한 첨가제, 예컨대 증감제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 가소제를 더 함유할 수 있다.
분산 방법의 예로는 페인트 진탕기, 균질화기, 초음파 분산기, 비드 밀, 볼 밀, 샌드 밀, 롤 밀, 진동 밀, 아트라이터, 호모믹서 및 액체-충돌형 고속 분산기를 사용하는 방법을 들 수 있다. 결착 수지 함량은 전하 발생 물질 1 질량부에 대하여 0.3 질량부 내지 4 질량부 범위일 수 있다.
전도성 지지체
본 발명의 측면에 사용되는 전도성 지지체용 물질의 예로는 금속 및 합금, 예컨대 알루미늄, 니켈, 구리, 금, 철 및 스테인레스 강을 들 수 있다. 전도성 지지체의 추가의 예로는 금속, 예를 들어 알루미늄, 은 또는 금, 또는 전도성 물질, 예를 들어 산화인듐 또는 산화주석으로 제조된 박막이, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 또는 유리로 제조된 절연성 베이스(base) 상에 제공된 전도성 지지체; 및 수지에 분산된 탄소 또는 전도성 충전제를 함유하는 전도성 층이 절연성 베이스 상에 제공된 전도성 지지체를 들 수 있다. 전도성 지지체는 원통 형상 또는 필름형 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재를, 예를 들어 단일 파장 레이저광을 사용하는 프린터에 사용할 경우, 간섭 무늬를 억제하기 위하여, 전도성 지지체의 표면을 적절히 조면화시킬 수 있다. 구체적으로, 전도성 지지체의 표면에 호닝(honing), 블라스팅, 절삭, 전계연마 등을 수행하여 제조된 전도성 지지체, 또는 알루미늄 성분 또는 알루미늄 합금 성분 상에 제공된 전도성 층을 포함하는 지지체를 사용할 수 있다. 전도성 층의 표면으로부터 반사된 광의 간섭으로 인한 출력 화상의 간섭 무늬를 억제하기 위하여, 전도성 층은 전도성 층의 표면을 조면화시키는 표면-조면화 물질을 더 함유할 수 있다.
전도성 지지체 상에 전도성 미립자 및 결착 수지를 포함하는 전도성 층을 형성할 경우, 전도성 층은 전도성 미립자를 포함하는 분말을 포함한다. 사용될 수 있는 전도성 미립자의 예로는 산화티타늄 입자 및 황산바륨 입자를 들 수 있다. 전도성 미립자는 필요할 경우, 예를 들어 산화주석을 함유하는 전도성 코팅층으로 각각 피복시켜 충전제로서 적절한 비저항을 갖게 한다. 전도성 미립자는 0.1 내지 1000 Ω·cm, 예컨대 1 내지 1000 Ω·cm의 비저항을 가질 수 있다. 충전제 함량은 전도성 층에 대하여 1 질량％ 내지 90 질량％, 예컨대 5 질량％ 내지 80 질량％ 범위일 수 있다.
전도성 층에 사용하기 위한 결착 수지의 예로는 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드-이미드 수지, 폴리아믹산 수지, 폴리비닐 아세탈 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 멜라민 수지 및 폴리에스테르 수지를 들 수 있다. 이러한 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 이러한 수지 중에서, 특히, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리아믹산 수지가 사용될 수 있다. 이러한 수지의 사용은 전도성 지지체에 대한 만족스러운 접착력, 충전제의 분산성 개선 및 필름 형성 후 만족스러운 내용매성을 생성한다.
레이저 광의 난반사로 인한 간섭 무늬의 억제 효과를 개선시키기 위하여, 전도성 층은 표면-조면화 물질을 함유할 수 있다. 표면-조면화 물질로서, 1 내지 6 μm의 평균 입도를 갖는 수지 입자가 사용될 수 있다. 그의 구체적인 예로는 경화성 고무, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 알키드 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 실리콘 수지, 및 경화성 수지, 예컨대 아크릴산-멜라민 수지의 입자를 들 수 있다. 이러한 수지 입자 중에서, 응집이 덜 되는 실리콘 수지 입자가 사용될 수 있다. 전도성 층의 표면 특성을 개선시키기 위하여, 공지된 레벨링제(leveling agent)가 첨가될 수 있다.
전도성 층은 침지 코팅 또는 예를 들어, 메이어 바(Meyer bar)를 사용한 용액 코팅에 의해 형성될 수 있다. 전도성 층은 0.1 내지 35 μm, 예컨대 5 내지 30 μm의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재의 감광층 및 정공 수송층에 사용될 수 있는 정공 수송 물질의 예로는 트리아릴아민-기재 화합물, 히드라존 화합물, 스틸벤 화합물, 피라졸린-기재 화합물, 옥사졸-기재 화합물, 트리알릴메탄-기재 화합물 및 티아졸-기재 화합물을 들 수 있다. 이러한 정공 수송 물질은 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
적층 구조를 갖는 감광층에서, 정공 수송층에 사용하기 위한 결착 수지의 예로는 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리메타크릴산 에스테르 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리술폰 및 폴리스티렌 수지를 들 수 있다. 이러한 수지 중에서, 폴리카르보네이트 수지 및 폴리아릴레이트 수지가 특히 사용될 수 있다. 이러한 수지는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
정공 수송층은 5 내지 40 μm, 예컨대 10 내지 35 μm의 두께를 가질 수 있다. 정공 수송층은, 필요할 경우, 예를 들어 증감제, 산화방지제, 자외선 흡수제 및 가소제를 더 함유할 수 있다. 또한, 정공 수송층은, 예를 들어 불소 원자-함유 수지 및 실리콘-함유 수지를 함유할 수 있다. 또한, 정공 수송층은 수지로 이루어진 미립자, 금속 산화물 미립자 및 무기 미립자를 함유할 수 있다.
필요할 경우, 본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재의 감광층 상에 보호층이 제공될 수 있다. 보호층은 수지, 예를 들어 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지 (예를 들어, 폴리카르보네이트 Z 또는 개질된 폴리카르보네이트), 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 페놀 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체를 함유할 수 있다. 보호층은, 수지를 적절한 유기 용매에 용해시켜 용액을 제조하고, 용액을 감광층 상에 도포하고, 도포된 용액을 건조시킴으로써 형성된다. 보호층은 0.05 내지 20 μm의 두께를 가질 수 있다. 보호층은, 예를 들어 전도성 미립자 및 자외선 흡수제를 함유할 수 있다.
상기한 코팅액의 도포에 사용될 수 있는 도포 방법의 예로는 침지 코팅, 분무 코팅, 스핀 코팅, 롤러 코팅, 메이어 바 코팅 및 블레이드 코팅을 들 수 있다.
전자사진 장치
도 1은 본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재 및 프로세스 카트리지를 포함하는 전자사진 장치를 개략적으로 도시한다.
도 1에서, 참조 번호 1은 축(2)를 중심으로 화살표로 나타낸 방향으로 소정의 주속도로 회전 구동되는 원통형 전자사진 감광 부재를 나타낸다. 전자사진 감광 부재(1)의 표면은 회전 동안 대전 장치(3)에 의해 소정의 음 전위로 균일하게 대전된 후, 예를 들어 문서로부터 반사된 광을 사용하는 슬릿 노광 또는 레이저 빔 주사 노광을 사용하는 노광 장치(도시되지 않음)로부터 방출되는 노광 광(4)(화상이 노출되는 광)을 받는다. 이러한 방식으로, 표적 화상 정보에 상응하는 정전 잠상이 순차적으로 전자사진 감광 부재(1)의 표면 상에 형성된다. 대전 장치(3)에 인가된 전압과 관련하여, AC 성분을 DC 성분 상에 중첩시켜 수득된 전압 또는 DC 성분만을 갖는 전압이 사용될 수 있다. 본 발명의 측면에서, DC 성분만을 갖는 전압이 인가된 대전 장치(3)가 사용된다.
전자사진 감광 부재(1)의 표면 상에 형성된 정전 잠상은 현상제에 함유된 토너를 사용하는 현상 장치(5)에 의한 반전 현상에 의해 현상되어 토너 화상을 형성한다. 전자사진 감광 부재(1)의 표면 상에 형성된 토너 화상은 전사 바이어스에 의해 전사 장치(6)로부터 전사 물질(P)로 순차적으로 전사된다. 전사 물질(P)은 전자사진 감광 부재(1)의 회전으로 동기화하여 전사 물질 공급 유닛(도시되지 않음)으로부터 제거되고, 전자사진 감광 부재(1)와 전사 장치(6) 사이의 접촉부로 공급된다. 토너의 전하와 반대되는 극성을 갖는 바이어스 전압을 바이어스 전원(도시되지 않음)으로부터 전사 장치(6)로 인가한다. 토너 화상이 전사되는 전사 물질(P)은 전자사진 감광 부재(1)의 표면으로부터 분리되어, 정착 유닛(8)으로 반송되고, 토너 화상의 정착 처리가 수행된다. 전사된 물질(P)은 화상 형성 제품(프린트 또는 복사본)으로서 장치 밖으로 반송된다.
토너 화상의 전사 후 전자사진 감광 부재(1)의 표면은, 클리닝 장치(7)로 전사 후 잔류 현상제(전사 후 잔류 토너)를 제거함으로써 클리닝된다. 전자사진 감광 부재(1)는 예비노광 장치(도시되지 않음)로부터 방출되는 예비노광 광(11)에 의해 전하 제거 처리된 후, 화상 형성에 반복적으로 사용된다. 전사 장치로서, 벨트형 또는 드럼형 중간 전사 부재를 사용하는 중간 전사 방법을 사용하는 전사 장치가 사용될 수 있다.
본 발명의 측면에서, 전자사진 감광 부재(1), 대전 장치(3), 현상 장치(5) 및 클리닝 장치(7)와 같은 성분으로부터 선택된 복수의 구성요소가 하우징에 배열되고, 프로세스 카트리지로 일체형으로 형성된다. 프로세스 카트리지는 전자사진 장치, 예를 들어 복사기 또는 레이저 빔 프린터의 본체에 착탈가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어, 전자사진 감광 부재(1), 대전 장치(3), 현상 장치(5) 및 클리닝 장치(7)가, 전자사진 장치의 본체의 안내 부재(10), 예컨대 레일을 사용하여 전자사진 장치의 본체에 착탈가능하게 부착된 프로세스 카트리지(9)로 일체형으로 형성될 수 있다.
<실시예>
본 발명의 측면이 실시예 및 비교예에 의해 하기에 보다 상세하게 기술될 것이다. 그러나, 본 발명의 측면은 하기 실시예에 제한되지 않는다.
본 발명의 측면에서 사용된 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물은 공지된 실시예(문헌 [Indian Journal of Chemistry, Section B: Organic Chemistry Including Medicinal Chemistry, 44B, 6, p. 1252, 2005])를 바탕으로 합성될 수 있다.
합성예 1: 예시적 화합물 E-1
반응 용기에서, 바르비투르산 (시그마-알드리치 코포레이션(Sigma-Aldrich Corp.) 제조) 1.28 질량부 및 9,10-페난트렌퀴논 (시그마-알드리치 코포레이션 제조) 2.08 질량부를 혼합하였다. 이어서, 에탄올 160 질량부 및 테트라히드로푸란(THF) 16 질량부를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 질소 스트림하에 9시간 동안 가열에 의해 환류시켰다. 반응의 완결 후, 용매를 흡입 여과에 의해 제거하였다. 잔류물을 클로로포름에 용해시키고, 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 생성된 분획을 수집하고, 농축하였다. 1:3 에탄올-클로로포름으로부터 재결정화시켜 표적 예시적 화합물 E-1 1.22 질량부를 얻었다. 분자량을 질량 분광기(MALDI-TOF MS, 브루커 달토닉스 코포레이션(Bruker Daltonics Corp.) 제조, 가속 전압: 20 kV, 모드: 반사체, 분자량 표준 분자: 풀러렌 C60)에 의해 측정하였고, 피크 최고 값으로서 318인 것이 확인되었으며, 생성된 화합물이 표적 예시적 화합물 E-1임을 확인하였다.
합성예 2: 예시적 화합물 E-5
반응 용기에서, 바르비투르산 (시그마-알드리치 코포레이션 제조) 1.28 질량부 및 아세나프텐퀴논 (시그마-알드리치 코포레이션 제조) 1.82 질량부를 혼합하였다. 이어서, 에탄올 160 질량부 및 테트라히드로푸란(THF) 16 질량부를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 질소 스트림하에 9시간 동안 가열에 의해 환류시켰다. 반응의 완결 후, 용매를 흡입 여과에 의해 제거하였다. 잔류물을 클로로포름에 용해시키고, 실리카-겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하였다. 생성된 분획을 수집하고, 농축하였다. 1:3 에탄올-클로로포름으로부터 재결정화시켜 표적 예시적 화합물 E-5 1.1 질량부를 얻었다. 분자량을 질량 분광기(MALDI-TOF MS, 브루커 달토닉스 코포레이션 제조, 가속 전압: 20 kV, 모드: 반사체, 분자량 표준 분자: 풀러렌 C60)에 의해 측정하였고, 피크 최고 값으로서 292인 것이 확인되었으며, 생성된 화합물이 표적 예시적 화합물 E-5임을 확인하였다.
또한, 상기한 화합물 이외의 예시적 화합물을 상기와 동일한 방식으로 합성하였다. 예시적 화합물에 대한 원료로서 작용하는 피리미딘트리온 유도체 및 디케톤 유도체를 표 3 및 4에 나타내었다.
<표 3>
Figure 112011084326548-pat00011
<표 4>
Figure 112011084326548-pat00012
실시예 1
길이 257 mm 및 직경 24 mm의 알루미늄 실린더 (JIS-A3003, 알루미늄 합금)를 제조하였다. 그 다음, 산소-결손형 산화주석 (분말의 비저항: 120 Ω·cm, SnO2의 피복률(질량％ 기준 비율): 40％)으로 코팅된 산화티타늄 입자 50 질량부, 페놀 수지 (플리오펜(Plyophen) J-325, DIC 코포레이션(DIC Corporation) 제조, 수지 고형분 함량: 60％) 40 질량부 및 메톡시프로판올 40 질량부를 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 샌드 밀을 사용하여 3시간 동안 분산시킴으로써 전도성 층용 코팅액(이하, "전도성 층 코팅액"으로 칭해짐)을 제조하였다. 전도성 층 코팅액을 침지 코팅에 의해 알루미늄 실린더 상에 도포하였다. 생성된 필름을 145℃에서 30분 동안 가열함으로써 경화시켜 15 μm의 두께를 갖는 전도성 층을 형성하였다. 전도성 층 코팅액 중 산소-결손형 산화주석으로 코팅된 산화티타늄 입자의 수 평균 입도를 입도 분포 분석기(모델: CAPA-700, 호리바 리미티드(Horiba Ltd) 제조)를 사용하여 측정하였다. 구체적으로, 산화티타늄 입자의 수 평균 입도는 5000 rpm하에 테트라히드로푸란(THF)을 사용하여 원심 침강에 의해 측정하였으며, 0.32 μm인 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 측면에 따른 전자사진 감광 부재의 중간층에 사용된 폴리올레핀을 하기 방법에 의해 합성할 수 있다. 폴리올레핀은, 예를 들어 "신중합체 실험학 2, 중합체의 제조 및 반응(1)"의 제4장(교리츠 슈판 컴파니, 리미티드(Kyoritsu Shuppan Co., Ltd.)에 의해 출판됨), 일본 특허 공개 제2003-105145호 또는 일본 특허 공개 제2003-147028호에 기재된 방법에 의해 합성될 수 있다.
가열기 및 교반기가 장착된 내압 밀봉성 1-L 유리 용기를 사용하였다. 상기 유리 용기로, 폴리올레핀 (상품명: 본드인(Bondine) HX8290, 스미또모 케미칼 컴파니, 리미티드(Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 제조) 80.0 질량부, 에탄올 30.0 질량부, N,N-디메틸에탄올아민 3.9 질량부 및 증류수 206.1 질량부를 넣었다. 혼합물을 300 rpm의 교반 날개 회전 속도로 교반하였다. 용기의 하부에서 수지 과립의 침전이 관찰되지 않았지만, 수지 과립은 부유하였다. 혼합물을 계속 교반하였다. 10분 후, 가열기를 켜고 혼합물을 가열하였다. 계를 140℃하에 유지시키면서 혼합물을 추가의 20분 동안 교반하였다. 혼합물을 수조에 넣고, 300 rpm으로 교반하면서 실온(약 25℃)으로 냉각시켰다. 혼합물을 와이어 직경이 0.035 mm인 평직 300-메쉬 스테인레스 강 필터를 사용하여 0.2 MPa의 공기압의 압력하에 여과하여 25％의 고형분 함량 및 27,000 내지 28,000의 점도-평균 분자량을 갖는 폴리올레핀 수지의 균일한 유백색 수성 분산액을 얻었다.
그 다음, 폴리올레핀 수지의 수성 분산액 5.3 질량부, 예시적 화합물 E-1 2.7 질량부, 이소프로필 알코올 40 질량부 및 물 40 질량부를, 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 12시간 동안 분산 처리시켜, 전자사진 감광 부재에 사용되는 중간층용 코팅액(이하, "중간층 코팅액"으로 칭해짐)을 제조하였다. 중간층 코팅액을 침지 코팅에 의해 전도성 층 상에 도포하였다. 생성된 필름을 120℃하에 10분 동안 건조시켜 1 μm의 두께를 갖는 중간층을 형성하였다.
그 다음, CuKα 방사선을 사용한 X-선 회절에서 측정된 7.5°, 9.9°, 16.3°, 18.6°, 25.1° 및 28.3°의 브래그 각 (2θ±0.2°)에서 강한 피크를 나타내는 결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌 (HOGaPc) 10 질량부를 제조하였다. 폴리비닐 부티랄 (S-Lec BX-1, 세끼스이 케미칼 컴파니, 리미티드(Sekisui Chemical Co., Ltd.) 제조) 5 질량부 및 시클로헥사논 260 질량부를 첨가하였다. 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 샌드 밀로 1.5시간 동안 분산 처리시켰다. 분산 처리 완료 후, 에틸 아세테이트 240 질량부를 첨가하여, 전하 발생층용 코팅액(이하, "전하 발생층 코팅액"으로 칭해짐)을 제조하였다. 전하 발생층 코팅액을 침지 코팅에 의해 중간층 상에 도포하였다. 생성된 필름을 100℃에서 10분 동안 건조시켜 0.17 μm의 두께를 갖는 전하 발생층을 형성하였다.
그 다음, 화학식 2로 나타내어지는 구조를 갖는 아민 화합물 6 질량부, 화학식 3으로 나타내어지는 구조를 갖는 아민 화합물 2 질량부 및 화학식 4로 나타내어지는 구조 단위를 갖는 폴리아릴레이트 10 질량부(중량-평균 분자량 [Mw]: 100,000, 이소프탈산 골격 대 테레프탈산 골격의 비 1:1)를 혼합 용매에 용해시켜 모노클로로벤젠 대 디메톡시메탄의 중량 기준 최종비가 7:3이 되도록 하였다. 이로써, 정공 수송층용 코팅액(이하, "정공 수송층 코팅액"으로 칭해짐)이 제조되었다. 폴리아릴레이트의 중량-평균 분자량(Mw)을 겔 투과 크로마토그래프 (모델: HLC-8120, 도소 코포레이션(Tosoh Corporation) 제조)로 측정하고, 폴리스티렌에 관하여 계산하였다.
<화학식 2>
Figure 112011084326548-pat00013
<화학식 3>
Figure 112011084326548-pat00014
<화학식 4>
Figure 112011084326548-pat00015
정공 수송층 코팅액을 침지 코팅에 의해 전하 발생층 상에 도포하였다. 생성된 필름을 120℃에서 1시간 동안 건조시켜 16 μm의 두께를 갖는 정공 수송층을 형성하였다. 이러한 방식으로, 전도성 층, 중간층, 전하 발생층 및 정공 수송층을 포함하는, 실시예 1에 따른 전자사진 감광 부재가 제조되었다.
실시예 2 내지 14
실시예 2 내지 14 각각에서, 중간층 코팅액 중 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물의 유형 및 비율을 표 5에 기재된 바와 같이 변경시킨 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
실시예 15
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 폴리아미드 (아밀란(Amilan) CM8000, 도레이 인더스트리즈, 인코포레이티드(Toray Industries, Inc.) 제조) 1 질량부, 예시적 화합물 E-1 2 질량부, 부탄올 20 질량부 및 메탄올 40 질량부의 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 10시간 동안 분산시켜 중간층 코팅액을 제조하였다.
실시예 16
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용하고, 침지 코팅 후 건조 온도를 20분 동안 150℃로 변경시킨 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 알키드 수지 (벡코라이트(Beckolite) M-6401-50, DIC 코포레이션 제조) 0.6 질량부, 멜라민 수지 (슈퍼 벡카민(Super Beckamine) G-821-60, DIC 코포레이션 제조) 0.4 질량부, 예시적 화합물 E-1 2 질량부 및 2-부타논 60 질량부의 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 12시간 동안 분산시켜 중간층 코팅액을 제조하였다.
실시예 17
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용하고, 침지 코팅 후 건조 온도를 20분 동안 170℃로 변경시킨 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 블록화 이소시아네이트 (수미줄(Sumijule) 3173, 수미까 바이엘 우레탄 컴파니, 리미티드(Sumika Bayer Urethane Co., Ltd) 제조) 0.57 질량부, 부티랄 수지 (BM-1, 세끼스이 케미칼 컴파니, 리미티드 제조) 0.43 질량부, 예시적 화합물 E-1 2 질량부, 2-부타논 48 질량부 및 n-헥산 12 질량부의 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 12시간 동안 분산시켜 중간층 코팅액을 제조하였다. 이어서, 촉매로 작용하는 디옥틸 주석 디라우레이트 0.005 질량부를 분산액 100 질량부에 첨가하여 중간층 코팅액을 제조하였다.
실시예 18
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 예시적 화합물 E-1 2.1 질량부, 산화주석 입자 19 질량부 및 실시예 1에서 제조된 폴리올레핀 수지의 수성 분산액 4 질량부를 이소프로필 알코올 110 질량부와 물 110 질량부의 혼합 용매에 첨가하고, 생성된 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 16시간 동안 분산시켜 전자사진 감광 부재용 중간층 코팅액을 제조하였다.
실시예 19 및 20
실시예 19 및 20 각각에서, 중간층 코팅액 중 금속 산화물 입자 및 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물의 유형 및 비율을 표 5에 기재된 바와 같이 변경시킨 것을 제외하고는, 실시예 18에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
실시예 21
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액 및 전하 발생층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 폴리아미드 (아밀란 CM8000, 도레이 인더스트리즈, 인코포레이티드 제조) 3 질량부, 부탄올 20 질량부 및 메탄올 40 질량부의 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 10시간 동안 분산시켜 중간층 코팅액을 제조하였다. 전하 발생층 코팅액과 관련하여, 실시예 1의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 10 질량부, 예시적 화합물 E-1 3 질량부, 폴리비닐 부티랄 (S-Lec BX-1, 세끼스이 케미칼 컴파니, 리미티드 제조) 5 질량부 및 시클로헥사논 260 질량부를 혼합하였다. 생성된 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 샌드 밀로 1.5시간 동안 분산시켰다. 에틸 아세테이트 240 질량부를 분산액에 첨가하여 전하 발생층 코팅액을 생성하였다.
실시예 22 내지 28
실시예 22 내지 28 각각에서, 전하 발생층 코팅액 중 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물의 유형 및 비율을 표 5 및 6에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 21에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
실시예 29
실시예 1의 중간층 코팅액 및 실시예 21의 전하 발생층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
실시예 30 및 31
실시예 30 및 31 각각에서, 중간층 코팅액 중 화학식 1로 나타내어지는 구조를 갖는 화합물의 유형 및 비율을 표 6에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 29에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
실시예 32
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 29에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 예시적 화합물 E-4 2.1 질량부, 산화주석 입자 19 질량부 및 실시예 1에서 제조된 폴리올레핀 수지의 수성 분산액 4 질량부를 이소프로필 알코올 110 질량부와 물 110 질량부의 혼합 용매에 첨가하고, 생성된 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 16시간 동안 분산시켜 전자사진 감광 부재용 중간층 코팅액을 제조하였다.
실시예 33
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 29에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 산화아연 (부피-평균 입도: 70 nm, 다이까 코포레이션(Tayca Corporation) 제조) 100 질량부와 THF 500 질량부의 혼합물을 교반하였다. 이어서, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란 (KBM603, 신-에쯔 케미칼 컴파니, 리미티드(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 제조) 1.25 질량부를 첨가하였다. 혼합물을 추가의 2시간 동안 교반하여 분산액을 제조하였다. 생성된 분산액을 감압하에 증발시키고, 120℃에서 3시간 동안 베이킹(baking)하여 실란 커플링제로 표면 처리된 산화아연 입자를 제조하였다. 이소프로필 알코올 110 질량부와 물 110 질량부의 혼합 용매에, 예시적 화합물 E-1 1.5 질량부, 실란 커플링제로 표면 처리된 생성된 산화아연 입자 15 질량부 및 실시예 1에서 제조된 폴리올레핀 수지의 수성 분산액 4 질량부를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 16시간 동안 분산시켜 전자사진 감광 부재에 사용되는 중간층 코팅액을 제조하였다.
비교예 1
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 예시적 화합물이 사용되지 않았으며, 실시예 1의 폴리올레핀 수지의 수성 분산액 5.3 질량부를 이소프로필 알코올 230 질량부와 물 230 질량부의 혼합 용매로 희석하여 전자사진 감광 부재에 사용되는 중간층 코팅액을 제조하였다.
비교예 2
예시적 화합물 E-1 대신, 하기 화학식 C-1로 나타내어지는 비교 화합물 C-1을 사용하여 중간층 코팅액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
<화학식 C-1>
Figure 112011084326548-pat00016
비교예 3
예시적 화합물 E-1 대신, 하기 화학식 C-2로 나타내어지는 비교 화합물 C-2를 사용하여 중간층 코팅액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
<화학식 C-2>
Figure 112011084326548-pat00017
비교예 4
예시적 화합물 E-1 대신, 하기 화학식 C-3으로 나타내어지는 비교 화합물 C-3을 사용하여 중간층 코팅액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
<화학식 C-3>
Figure 112011084326548-pat00018
비교예 5
예시적 화합물 E-1 대신, 하기 화학식 C-4로 나타내어지는 비교 화합물 C-4를 사용하여 중간층 코팅액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
<화학식 C-4>
Figure 112011084326548-pat00019
비교예 6
예시적 화합물 E-1 대신, 하기 화학식 C-5로 나타내어지는 비교 화합물 C-5를 사용하여 중간층 코팅액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
<화학식 C-5>
Figure 112011084326548-pat00020
비교예 7
하기와 같이 제조된 중간층 코팅액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 18에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 예시적 화합물이 사용되지 않았으며, 산화주석 입자 21 질량부 및 실시예 1의 폴리올레핀 수지의 수성 분산액 4 질량부를 이소프로필 알코올 110 질량부와 물 110 질량부의 혼합 용매에 첨가하였다. 생성된 혼합물을 직경이 각각 1 mm인 유리 비드를 사용하는 페인트 진탕기로 16시간 동안 분산시켜 전자사진 감광 부재에 사용되는 중간층 코팅액을 제조하였다.
비교예 8 및 9
비교예 8 및 9 각각에서, 중간층 코팅액 중 금속 산화물 입자의 유형 및 비율을 표 6에 기재된 바와 같이 변경시킨 것을 제외하고는, 비교예 6에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
비교예 10
예시적 화합물 E-1 대신, 비교 화합물 C-1을 사용하여 중간층 코팅액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 21에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 전하 발생층 코팅액의 조성을 표 6에 기재하였다.
비교예 11
예시적 화합물 E-1 대신 비교 화합물 C-2를 사용하여 중간층 코팅액을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 22에서와 같이 전자사진 감광 부재를 제조하였다. 전하 발생층 코팅액의 조성을 표 6에 기재하였다.
<표 5>
Figure 112011084326548-pat00021
<표 6>
Figure 112011084326548-pat00022
표 5 및 6의 값은 중간층 코팅액 또는 전하 발생층 코팅액 중 물질의 비율(질량부)을 나타낸다.
평가
실시예 1 내지 33 및 비교예 1 내지 11에서 제조된 전자사진 감광 부재의 평가 방법을 하기에 기술한다.
레이저 빔 프린터 (모델: 레이저 젯(Laser Jet) 3550, 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴파니(Hewlett-Packard Development Company) 제조)를 평가 장치로 사용하였다. 전자사진 감광 부재를 시안 프로세스 카트리지 상에 장착하였다. 생성된 프로세스 카트리지를 시안 프로세스 카트리지용 스테이션(station) 상에 장착하였다. 15℃의 온도 및 10％ RH의 습도를 갖는 환경하에 5000부 인쇄 후, 화상 평가를 수행하였다. 드럼의 표면 전위는 -500V의 초기 암부 전위 및 -170V의 초기 명부 전위를 갖도록 설정되었다. 전자사진 감광 부재의 표면 전위를 다음과 같이 측정하였다: 카트리지를 개조하였다. 전위 프로브 (모델 6000B-8, 트렉 재팬(TREK JAPAN) 제조)를 현상 위치에 장착하였다. 드럼의 중심부의 전위를 표면 전위계 (모델 344, 트렉 재팬 제조)로 측정하였다. 통지 시, 예비노광을 켜지 않고 풀-컬러(full-color) 프린트 작동을 수행함으로써, 각각 1％의 인쇄율을 갖는 색의 문자 화상이 A4-크기의 보통 용지 5000매 상에 출력되었다. 각각 평가 개시시 및 5000매 통과 완료시에 솔리드 백색 화상이 제1 매 상에 출력되었다. 고스트 평가용 프린트(도 3에 도시된 바와 같이, 솔리드 정사각형 화상이 흰 바탕(백색 화상) 상에 시트의 선두부에서 출력된 후, 도 4에 도시된 바와 같은 1-도트 나이트-점프 패턴 하프톤 화상이 형성되었다. 도 3에서, "고스트"로 표현된 부분은 솔리드 화상으로 인한 고스트 화상의 출현 유무를 평가하는 고스트 부분이다. 고스트 화상이 출현할 경우, 고스트 화상은 도 3에서 "고스트"에 출현하였다)를 5매 상에 연속적으로 출력하였다. 그 다음, 솔리드 흑색 화상을 1매 상에 출력한 후, 고스트 평가용 프린트를 다시 5매 상에 출력하였다.
고스트 화상 평가
고스트 화상을 하기와 같이 평가하였다. 고스트 평가용 프린트에서, 1-도트 나이트-점프 패턴 하프톤 화상과 고스트 부분 사이의 화상 농도차를 1개의 고스트 화상의 10개의 점에서 분광 농도계 X-라이트(X-Rite) 504/508 (X-라이트 제조)로 측정하고, 10개의 측정된 값의 평균을 1매에 대한 결과로서 정하였다. 10개의 고스트 화상 모두에 동일한 측정을 수행하고, 측정된 값의 평균을 결정하였다. 하프톤 화상과 고스트 부분 사이의 화상 농도 차이가 작을수록 고스트 화상 형성의 우수한 억제를 나타낸다. 표 7은 결과를 나타낸다.
흑점 화상 평가
흑점 화상을 다음과 같이 평가하였다: 솔리드 백색 화상을 광택지 상에 출력하였다. 비인쇄된 광택지와 솔리드 백색 화상이 형성된 광택지 사이의 화상 농도 차이를 반사 농도계 (TC-6DS, 도꾜 덴쇼꾸 컴파니, 리미티드(Tokyo Denshoku Co., Ltd) 제조)로 측정하였다. 화상 농도 차이를 10개의 점에서 측정하고, 값의 평균을 결정하였다. 비인쇄된 광택지와 솔리드 백색 화상이 형성된 광택지 사이의 화상 농도 차이가 작을수록 흑점 수가 적어 만족스러운 것을 나타낸다. 표 7은 결과를 나타낸다.
<표 7>
Figure 112011084326548-pat00023
본 발명은 예시적인 실시양태를 참조로 기재되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시양태에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 하기 특허청구범위의 범위는 이러한 변형 및 균등 구조 및 기능을 모두 포함하도록 가장 광범위한 해석을 따라야 한다.

Claims (7)

  1. 전도성 지지체;
    전도성 지지체 상에 제공된 중간층; 및
    중간층 상에 제공되고, 전하 발생 물질 및 정공 수송 물질을 포함하는 감광층
    을 포함하며, 상기 중간층과 상기 감광층 중 하나 이상은 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 포함하는 전자사진 감광 부재.
    <화학식 1>
    Figure 112012087472982-pat00024

    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, X는 하기 화학식 X1 또는 X2로 나타내어지는 구조를 갖는 기를 나타낸다.
    <화학식 X1>
    Figure 112012087472982-pat00025

    상기 화학식 X1에서,
    R3 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 3 내지 5의 정수를 나타내고, 방향족 고리는 비치환되거나, 할로겐 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기 또는 니트로기로 치환된다.
    <화학식 X2>
    Figure 112012087472982-pat00026

    상기 화학식 X2에서,
    R7 내지 R12는 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 니트로기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 7 내지 11의 정수를 나타낸다.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내어지는 화합물이 하기 화학식 1-1로 나타내어지는 화합물인 전자사진 감광 부재.
    <화학식 1-1>
    Figure 112012087472982-pat00027

    상기 화학식 1-1에서,
    R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R15 내지 R18은 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n는 15 내지 17의 정수를 나타내고, 상기 방향족 고리는 비치환되거나, 할로겐 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기 또는 니트로기로 치환된다.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내어지는 화합물이 하기 화학식 1-2로 나타내어지는 화합물인 전자사진 감광 부재.
    <화학식 1-2>
    Figure 112012087472982-pat00028

    상기 화학식 1-2에서,
    R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R23 내지 R28은 각각 독립적으로 수소 원자, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 할로겐 원자, 메톡시기, 니트로기, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 알킬기, 또는 Rn 및 Rn+1과 함께 방향족 고리를 형성하는 원자기를 나타내고, n은 23 내지 27의 정수를 나타낸다.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광층이,
    상기 전하 발생 물질을 포함하는 전하 발생층 및
    상기 전하 발생층 상에 제공되고 상기 정공 수송 물질을 포함하는 정공 수송층
    을 포함하고,
    상기 중간층과 상기 전하 발생층 중 하나 이상이 상기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 포함하는 전자사진 감광 부재.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간층이 금속 산화물 입자를 포함하는 전자사진 감광 부재.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 전자사진 감광 부재; 및
    대전 장치, 현상 장치, 전사 장치 및 클리닝 장치로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 장치
    를 일체형으로 지지하는, 전자사진 장치의 본체에 착탈가능하게 부착가능한 프로세스 카트리지.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 전자사진 감광 부재;
    대전 장치;
    노광 장치;
    현상 장치; 및
    전사 장치
    를 포함하는 전자사진 장치.
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