JP2001249474A

JP2001249474A - 感光ドラム

Info

Publication number: JP2001249474A
Application number: JP2000395680A
Authority: JP
Inventors: Munenori Iizuka; 宗紀飯塚; Kunio Machida; 邦郎町田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子
写真装置に用いられる感光ドラムに関し、更に詳述する
と、円筒状基体を高硬度の導電性樹脂組成物で形成する
ことにより、円筒状基体の表面が成形後のハンドリング
時の傷付着を可及的に防止して、この円筒状基体表面に
感光層を塗工形成する際に生じる不都合の発生を防止し
得、良好感光層を確実に形成し得て、優れた印字性能を
確実に達成し得る感光ドラムを得ることを目的とする。【解決手段】円筒状基体の外周面に感光層を塗工形成
してなる感光ドラムにおいて、上記円筒状基体として、
ビッカース硬度１５以上の樹脂をベース樹脂として含有
する導電性樹脂組成物からなる導電性樹脂パイプを用い
たことを特徴とする感光ドラムを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の電子写真装置に用いられる感光ド
ラムに関し、更に詳述すると、円筒状基体を高硬度の導
電性樹脂組成物で形成することにより、円筒状基体の表
面が成形後のハンドリング時に傷付くことを可及的に防
止して、この円筒状基体表面に感光層を塗工形成する際
に生じる不都合の発生を防止し得、良好な感光層を形成
し得て、優れた印字性能を有する感光ドラムに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】複写
機、ファクシミリ、プリンター等における静電記録プロ
セスでは、まず、感光ドラムの表面を一様に帯電させ、
この感光ドラム表面に光学系から映像を投射して光の当
たった部分の帯電を消去することによって静電潜像を形
成し、次いで、この静電潜像にトナーを供給してトナー
の静電的付着によりトナー像を形成し、これを紙，ＯＨ
Ｐ，印画紙等の記録媒体へと転写することにより、プリ
ントする方法が採られている。

【０００３】このような静電記録プロセスに用いられる
感光ドラムとしては、図１に示した構造のものが一般に
用いられている。

【０００４】即ち、良導電性を有する円筒状基体１の両
端にフランジ２ａ，２ｂを嵌合固定すると共に、該円筒
状基体１の外周面に感光層３を形成したものが一般に用
いられており、通常、この感光ドラムは、図１に示され
ているように、電子写真装置の本体ａに設けられた支持
軸４，４が両フランジ２ａ，２ｂに設けられた軸孔５，
５に挿入されて回転自在に支持され、一方のフランジ２
ｂに形成された駆動用ギア６にモータ等の駆動源と連結
されたギア７を歯合させ、回転駆動されるようになって
いる。

【０００５】この場合、上記円筒状基体１を形成する材
料としては、比較的軽量で機械加工性にも優れ、かつ良
好な導電性を有することから、アルミニウム合金が従来
から用いられている。

【０００６】しかしながら、アルミニウム合金からなる
円筒状基体は、厳しい寸法精度に対する要求や所定の表
面粗さを満足するために、個々に高精度の機械加工を施
す必要があり、また両端に上記フランジ２ａ，２ｂを嵌
合固定させるための加工を施す必要もあり、更に場合に
よっては表面の酸化などを防止するための加工を要する
場合もある。このため、製造工数が多くなって製造コス
トが高くなるという問題を有しており、アルミニウム合
金は、感光ドラムを構成する円筒状基体用の材料として
必ずしも満足し得るものではない。

【０００７】一方、熱可塑性樹脂にカーボンブラック等
の導電剤を混合分散した導電性樹脂組成物を射出成形し
て導電性樹脂からなる円筒状基体を得、かかる導電性樹
脂製の基体外周面に感光層を塗工して感光ドラムを得る
ことも行われている。

【０００８】この樹脂製の基体を用いた感光ドラムによ
れば、上述したアルミニウム合金製の基体を用いる場合
に必要であった多くの加工工程を省略することができ、
また感光ドラムの軽量化を図ることもできる。

【０００９】しかしながら、樹脂製の円筒状基体は成形
後の脱型時や、脱型後に行われるアニール処理、感光層
の塗工処理などに供する際のハンドリング時に、外周面
が傷付きやすい。この場合、外周面に付いた傷が感光層
の塗工性を低下させ、感光層の塗工不良を生じる原因と
なる場合がある。この場合、感光層の形成状態は、感光
ドラムの印字性能に大きく影響し、感光ドラムの印字性
能を低下させることとなる。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、樹脂製の円筒状基体を形成した後の脱型時や該円筒
状基体をその後の工程に供する際のハンドリング時に、
該円筒状基体表面が傷付くことを可及的に防止して、感
光層の塗工性が向上し、良好な感光層が形成され、優れ
た印字性能を有する感光ドラムを提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、円筒状基体を形成する導電性樹脂組成物を、ビッカ
ース硬度が１５以上の樹脂をベース樹脂として調製する
ことにより、円筒状基体成形後の脱型時やその後の工程
に供する際のハンドリング時に、かかる円筒状基体の外
周面が傷付くことを可及的に防止し得、これにより感光
層の塗工性が向上し、良好な感光層を確実に形成して、
優れた印字性能を確実に付与できることを知見し、本発
明をなすに至ったものである。

【００１２】従って、本発明は、円筒状基体の外周面に
感光層を塗工形成してなる感光ドラムにおいて、上記円
筒状基体として、ビッカース硬度１５以上の樹脂をベー
ス樹脂として含有する導電性樹脂組成物からなる導電性
樹脂パイプを用いたことを特徴とする感光ドラムを提供
する。

【００１３】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の感光ドラムは、円筒状基体としてビッカース硬
度が１５以上の樹脂をベース樹脂とした導電性樹脂組成
物からなる樹脂パイプを用いたものである。

【００１４】ここで、上記導電性樹脂組成物に用いられ
るベース樹脂としては、ビッカース硬度が１５以上、好
ましくは２０以上のものであればいずれのものでもよ
く、特に制限されるものではないが、良好な耐薬品性、
機械的強度、表面平滑性が得られることから、ポリアミ
ド樹脂が好ましく用いられ、特にメタキシリレンジアミ
ンとアジピン酸とから得られるポリアミド樹脂、ε−カ
プロラクタムから得られるポリアミド樹脂及びポリアミ
ド樹脂と吸水率が０．３％以下の樹脂とをブレンドした
アロイ系樹脂から選ばれる少なくとも１種であることが
好ましい。

【００１５】なお、上記メタキシリレンジアミンとアジ
ピン酸との重縮合反応によって製造されるポリアミド樹
脂は一般にナイロンＭＸＤ６と呼ばれるものであり、ま
た、ε−カプロラクタムを開環重合反応することによっ
て得られるポリアミド樹脂は一般にナイロン６と称され
るものである。

【００１６】また、本発明のポリアミド樹脂と吸水率が
０．３％以下の樹脂とをブレンドしたアロイ系樹脂は、
以下の理由から好適に使用することができる。

【００１７】即ち、これまでにポリアミド樹脂をベース
とした導電性樹脂で円筒状基体を形成することが提案さ
れているが、これらポリアミド樹脂（ＰＡ）は、ＰＡ６
６やＰＡ６などのように吸水性が高く、吸水率（ＡＳＴ
Ｍ−Ｄ５７０に準拠）としては、ＰＡ６６が約０．６〜
３％、ＰＡ６が約０．７〜１．８％と他の樹脂に比べて
比較的高くなっている。このため製品の寸法精度保持の
面で問題が生じる場合があり、３０℃〜、９０％ＲＨ〜
などの高温高湿条件下においては、２〜３時間程度さら
された状態でも、吸水により寸法の膨張が起こる場合が
ある。このため、感光体の機能に影響を与え、結果とし
て画像品質に重大な影響を与える場合がある。

【００１８】本発明においては、ポリアミド樹脂のよう
に吸水性の高い樹脂に対して、吸水率が０．３％以下の
樹脂をブレンドし、アロイ化したものを基材としたこと
で、吸水率を低くし、高温高湿環境下においても寸法変
化の少ない性質を付与することができる。

【００１９】上記ブレンドするポリアミド樹脂として
は、公知のものを使用でき、具体的には、ナイロンＭＸ
Ｄ６、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイ
ロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６
１２、ナイロン１２１２、及びこれらの共重合物などの
他のポリアミド樹脂を挙げることができ、特に制限され
るものではない。

【００２０】また、上記ポリアミドに対してブレンドす
る吸水率が０．３％以下の樹脂（以下、ブレンド用樹脂
という）としては、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＥ
（ポリフェニレンエーテル）、ＰＰＳ（ポリフェニレン
スルフィド）等を挙げることができ、好ましくはＰＰ
Ｓ、ＰＰＥが、更に好ましくはＰＰＥを挙げることがで
きる。

【００２１】本発明のポリアミド樹脂と吸水率が０．３
％以下の樹脂とをブレンドしたアロイ系樹脂を得るに
は、上記ブレンド用樹脂をそのブレンド比がＰＡ６６な
どのポリアミド樹脂に対して、通常１〜７０質量％、好
ましくは５〜５０質量％、更に好ましくは１０〜４０質
量％になるように配合することにより得ることができ
る。

【００２２】上記ブレンドに際しては、更にポリアミド
樹脂とブレンド樹脂との相溶性を向上させて分散性を高
め、強度などの機械特性や、吸水性、耐薬品性を向上さ
せるために、両方の樹脂成分に対して親和性の高い相溶
化剤を適宜用いることができる。相溶化剤としては、例
えば、ＰＡ−ＰＰ系に対しては、マレイン酸変性ポリプ
ロピレン（マレイン酸変性ＰＰ）、ＰＡ−ＰＰＳ系やＰ
Ａ−ＰＰＥ系に対しては、エポキシ変性ポリスチレン
（エポキシ変性ＰＳ）−ポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）共重合体などを挙げることができる。

【００２３】本発明のポリアミド樹脂と吸水率が０．３
％以下の樹脂とのブレンドしたアロイ系樹脂は、上述し
たように、樹脂成分として他のポリアミド樹脂を単独で
使用した成形品に比べて優れた寸法安定性を有する。こ
の点について比較した参考例を下記表に示す。下記表１
に示された吸水率と寸法変化は、５０℃−９５％ＲＨ環
境下の高温高湿槽に２４時間放置前後の差を測定したも
ので、ポリアミド樹脂に吸水率の低い樹脂をブレンドす
ることで、成形品の高温高湿環境下での吸水率、寸法変
化が飛躍的に改善されることが認められる。

【００２４】

【表１】

【００２５】また、本発明では、上記ビッカース硬度を
達成するため、又は機械的強度、耐薬品性などのその他
の物性を調整するため複数の樹脂を混合してもよく、上
記ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６、ポリアミド樹脂と吸
水率が０．３％以下の樹脂とをブレンドしたアロイ系樹
脂から選ばれる少なくとも１種と他の樹脂とを混合して
用いてもよい。この場合、他の樹脂としては、特に制限
されるものではないが、ナイロン１１、ナイロン１２、
ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロ
ン６１２、ナイロン１２１２、及びこれらの共重合物な
どの他のポリアミド樹脂を用いることが好ましい。これ
ら他の樹脂を混合する場合、その混合割合は、特に制限
されるものではないが、組成物を構成する樹脂成分中の
他のポリアミド樹脂に対して少なくとも３０〜１００質
量％、特に４０〜１００質量％が上記ナイロンＭＸＤ
６、ナイロン６、ポリアミド樹脂と吸水率が０．３％以
下の樹脂とをブレンドしたアロイ系樹脂から選ばれる少
なくとも１種又はこれらの混合物となるようにすること
が好ましい。

【００２６】ここで、上記ベース樹脂は、上記ビッカー
ス硬度が高ければ高いほど表面の傷付きを確実に防止す
ることができるが、機械的強度などの他の物性との関係
から、ベース樹脂のビッカース硬度は、通常、１５〜３
５、特に２０〜３０とされる。

【００２７】また、上記導電性樹脂組成物中に配合され
る導電剤としては、上記樹脂中に均一に分散させること
が可能なものであればいずれのものでもよく、例えばカ
ーボンブラック、グラファイト、アルミニウム，銅，ニ
ッケル等の金属粉、導電性ガラス粉などが挙げられる
が、特にカーボンブラックを用いることが好ましい。導
電剤の添加量は、特に制限されるものではないが、組成
物の５〜３０質量％、特に５〜２０質量％とすることが
好ましく、これにより円筒状基体の表面抵抗値１０⁶Ω
／□（オーム／スクエア）以下、特に１０⁵Ω／□以
下、好ましくは１０⁴Ω／□以下であることが推奨され
る。

【００２８】更に、上記導電性樹脂組成物中には、補強
や増量の目的で、各種繊維等の無機充填材を配合するこ
とができる。この無機充填材としては、カーボン繊維，
導電性ウィスカー，導電性ガラス繊維等の導電性繊維や
ウィスカー，ガラス繊維等の非導電性繊維などを用いる
ことができる。この場合、上記導電性繊維は、導電剤と
しても作用することができ、導電性繊維を用いることに
より、上記導電剤の使用量を減らすことができる。

【００２９】これら無機充填材の配合量は、用いる無機
充填材の種類や繊維の長さ，径などに応じて適宜選定さ
れ、特に制限されるものではないが、通常は組成物の１
〜３０質量％、より好ましくは５〜２５質量％、更に好
ましくは１０〜２５質量％とすることが好ましい。この
場合、このような無機充填材の添加により、表面平滑性
を低下させることなく成形物の強度や剛性を向上させる
ことができる。

【００３０】なお、本発明に用いられる導電性樹脂組成
物には、必要に応じて上記導電剤及び無機充填材の他
に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコ
ーン、二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）、各種金属石鹸等
の公知の添加剤を適量添加することができる。また、通
常用いられるシランカップリング剤やチタネートカップ
リング剤などを用いて、上記導電剤や無機充填材に表面
処理を施してもよい。

【００３１】本発明の感光ドラムは、上記導電性樹脂組
成物により形成した円筒状基体を有するものであり、円
筒状基体を成形する成形法は、特に制限されず、射出成
形法や押出成形法などの公知の方法とすることができる
が、通常は射出成形法が好ましく採用される。この場
合、成形温度や射出圧力などの成形条件は、用いる材料
などに応じた通常の条件とすることができる。

【００３２】本発明の感光ドラムは、その円筒状基体を
形成する上記導電性樹脂組成物のベース樹脂として、ビ
ッカース硬度が１５以上、好ましくは２０以上の樹脂を
用いるものであり、これにより円筒状基体成形後の脱型
時やその後の工程に供する際のハンドリング時に、外周
面に傷が付くのを可及的に防止することができ、これに
より感光層を良好に塗工形成し得、優れた印字性能が確
実に付与されるものである。

【００３３】上記導電性樹脂組成物からなる円筒状基体
の外周面は、特に制限されるものではないが、その表面
粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．８μｍ以下、特に
０．２μｍ以下、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１．６μｍ以
下、特に０．８μｍ以下、１０点平均粗さ（Ｒｚ）で
１．６μｍ以下、特に０．８μｍ以下とすることが好ま
しく、（Ｒａ）、（Ｒｍａｘ）、（Ｒｚ）が大きすぎる
と、円筒状基体表面の凹凸が感光層上に現れて、これが
画像不良の原因となる場合がある。なお、導電性樹脂組
成物の樹脂成分として上記メタキシリレンジアミンとア
ジピン酸とから得られるポリアミド樹脂、ε−カプロラ
クタムから得られるポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂と
吸水率が０．３％以下の樹脂とをブレンドしたアロイ系
樹脂から選ばれる少なくとも１種を用いることにより、
補強用の無機充填材を添加した場合でも、このような表
面粗さを容易に達成することができる。

【００３４】本発明の感光ドラムを構成する円筒状基体
は、ビッカース硬度１５以上の樹脂をベース樹脂とする
導電性樹脂組成物からなる導電性樹脂パイプであり、射
出成形法などにより成形し脱型した後、その外周面に感
光層が塗工形成されて感光ドラムが構成されるが、この
場合本発明によれば、上述のように、脱型時や塗工工程
に供する際などのハンドリング時に円筒状基体表面の傷
付着が避けられ、良好な感光層を確実に形成することが
できるものである。また、円筒状基体を脱型後、所定温
度で所定時間加熱するアニール処理を施すなど、脱型
後、感光層を塗工する前に円筒状基体に適宜な処理を施
してもよく、この場合にも表面を傷付けることなくハン
ドリング性を良好にできる。

【００３５】なお、この円筒状基体の外周面に形成され
る上記感光層は、公知の材料，組成により形成すること
ができ、またその層構成も公知の構成とすることができ
る。更に、この感光層の塗工形成方法も、通常の方法と
することができ、具体的には感光剤をバインダーと共に
有機溶媒に溶解した塗液を円筒状基体の外周面に塗布
し、所定温度で所定時間加熱乾燥して溶媒を除去する方
法等が挙げられる。

【００３６】上記円筒状基体には、通常図１に示されて
いるように両端面に別体に形成したフランジ２ａ，２ｂ
が嵌着固定されるが、この場合、フランジ２ａ，２ｂの
少なくとも一方を上記本発明の導電性樹脂組成物によ
り、円筒状基体１又は駆動用ギア等と一体に成形するこ
とができ、特にフランジと駆動用ギアとを一体化させた
ものは、上記補強用の無機充填材の添加による基体の強
度，剛性化により、好適に採用できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の感光ドラムによれば、円筒状基
体を形成する導電性樹脂組成物のベース樹脂としてビッ
カース硬度１５以上の樹脂を用いたことにより、円筒状
基体成形後の脱型時やその後の工程に供する際のハンド
リング時に、かかる円筒状基体の外周面が傷付くことを
可及的に防止し得、これにより良好な感光層の塗工性が
確保され、良好な感光層を形成して、印字性能を向上さ
せることができる。

【００３８】

【実施例】以下、実施例，比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。

【００３９】〔実施例１，２、比較例１〜３〕表２に示
す組成の導電性樹脂組成物を常法に従って調製し、外径
３０ｍｍ，長さ２３０ｍｍ，周壁の厚さ２ｍｍの感光ド
ラム用円筒状基体を射出成形法により成形し、外周面の
ビッカース硬度を測定した。結果を表２に示す。なお、
いずれも同一の金型を用い、同一の成形条件で成形を行
った。また、上記導電性樹脂組成物の調製に用いた材料
は下記の通りである。一方、各導電性樹脂組成物中から
ウィスカ及びＣ／Ｂを除去した樹脂成分のみを射出成形
して試験片を作成し、その表面のビッカース硬度をベー
ス樹脂硬度として測定した。結果を表２に併記する。

【００４０】導電性樹脂組成物組成ＰＡ６６：三菱エンプラ製「ノバミッド」ＰＡ６：宇部興産製「ＵＢＥナイロン」ＰＡＭＸＤ６：三菱エンプラ製「レニー」Ｃ／Ｂ：ライオン製「ケッチェンブラック」ウィスカ：チタン酸カリウムウィスカ繊維（大塚化学製
「デントール」）上記各円筒状基体に１２０℃，６０分の条件でアニール
処理を施した後、下記組成の感光層形成用塗液を浸漬塗
工法により塗布し、１２０℃，６０分の条件で加熱乾燥
させて感光層を形成し、感光ドラムを得た。このとき、
上記感光層の塗工前に各円筒状基体の外周面をマイクロ
スコープで観察し、傷の有無を確認した。また、感光層
塗工後に感光ドラム表面を観察し、感光層の形成状態を
確認した。結果を表２に示す。

【００４１】感光層形成用組成第１層（ＣＧＬ／電荷発生層）バインダー樹脂：ポリビニルブチラール５０％感光剤（ＣＧＭ）：フタロシアニン５０％溶剤：クロロホルム第２層（ＣＴＬ／電荷輸送層）バインダー樹脂：ポリカーボネート５０％感光剤（ＣＴＭ）：ジフェニルヒドラゾン５０％溶剤：クロロホルム次いで、得られた上記各感光ドラムをレーザービームプ
リンターに装着して実際に印字を行い、印字性能を評価
した。結果を表２に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】表２に示されているように、ビッカース硬
度が適正化された樹脂をベース樹脂とした円筒状基体
は、成形脱型後の後工程におけるハンドリング時に、外
周面の傷付着が可及的に防止されて、良好な感光層を塗
工し得、濃緑色又は黄緑色の点を生じるなどの不都合の
ない優れた印字性能を有する感光ドラム用基体として好
適であることが確認された。また、表２の結果からは、
ウィスカの充填量を多くすることが、円筒状基体の表面
硬度を向上させる点で有効であることも認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】感光ドラムの一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１円筒状基体２ａ，２ｂフランジ３感光層４支持軸５軸孔６駆動用ギア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状基体の外周面に感光層を塗工形成
してなる感光ドラムにおいて、上記円筒状基体として、
ビッカース硬度１５以上の樹脂をベース樹脂として含有
する導電性樹脂組成物からなる導電性樹脂パイプを用い
たことを特徴とする感光ドラム。
【請求項２】上記導電性樹脂組成物のベース樹脂が、
メタキシリレンジアミンとアジピン酸とから得られるポ
リアミド樹脂、ε−カプロラクタムから得られるポリア
ミド樹脂及びポリアミド樹脂と吸水率が０．３％以下の
樹脂とをブレンドしたアロイ系樹脂から選ばれる少なく
とも１種を樹脂成分として含有するものである請求項１
記載の感光ドラム。
【請求項３】上記導電性樹脂組成物が、導電剤として
カーボンブラックを含有するものである請求項１又は２
記載の感光ドラム。
【請求項４】カーボンブラックの含有量が５〜３０質
量％である請求項３記載の感光ドラム。
【請求項５】上記導電性樹脂組成物が、補強用無機充
填材を混合分散したものである請求項１〜４のいずれか
１項に記載の感光ドラム。
【請求項６】上記補強用無機充填材の含有量が１〜３
０質量％である請求項５記載の感光ドラム。