JP2001249475A - 感光ドラム - Google Patents

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、特定物性を有する樹脂材料により形成した樹脂パイ
プを基体として用いたことにより、フランジの組み付け
工程時に基体が破損することを可及的に防止し得、不良
品の発生率を効果的に減少させて歩留まりよく、生産す
ることができる感光ドラムを得ることを目的とする。 【解決手段】 樹脂パイプの少なくとも一方の開口部に
別体に形成された樹脂製のフランジを圧入嵌着した基体
の外周面に感光層を形成してなる感光ドラムにおいて、
上記樹脂パイプが樹脂材料により形成された曲げ強さ１
００ＭＰａ以上のものである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、特定物性を有する樹脂材
料により形成した樹脂パイプを基体として用いたことに
より、フランジの組み付け工程時に基体が破損すること
を可及的に防止し得、不良品の発生率を効果的に減少さ
せて歩留まりよく、生産することができる感光ドラムに
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、この樹脂製の基体を用いた
感光ドラムは、上述した円筒状基体１にフランジ２ａ又
は２ｂを組み付ける工程中に、円筒状基体１が破損して
しまう場合があり、不良品が発生する確立が比較的高く
なってしまい、これが歩留まりを低下させる原因の１つ
となっている。

【００１０】即ち、図１に示された感光ドラムのよう
に、感光ドラムを構成する円筒状基体１には通常その一
方又は両方の開口部（図では両端開口部）に別体に形成
されたフランジ２ａ，２ｂが嵌入固定されるが、この場
合樹脂製の基体では、通常フランジ２ａ，２ｂにも樹脂
製のものが用いられ、このときフランジの嵌入部外径は
円筒状基体１の内径よりも１００μｍ程度大きく形成さ
れ、これを円筒状基体１の端部に圧入して固定される。
そして、このようにやや小径の円筒状基体に圧入嵌着さ
れた樹脂製フランジはその分僅かながら収縮した状態で
固定される。従って、円筒状基体１の開口端部にはフラ
ンジ組み付け時に非常に大きな外力がかかることにな
り、また組み付け後も常にフランジによる押圧力がかか
ることとなり、この開口端部に亀裂が生じるなどの破壊
が発生しやすい。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、フランジの組み付け工程時に基体が破損することを
可及的に防止し得、不良品の発生率を効果的に減少させ
て歩留まりよく、生産することができる感光ドラムを提
供することを目的とする。

【００１２】

【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、樹脂パイプの少なくとも一方の開口部に別体に形成
された樹脂製のフランジを圧入嵌着して感光ドラムの基
体を構成する場合に、上記樹脂パイプを樹脂材料により
曲げ強さ１００ＭＰａ以上に形成することにより、上記
フランジを圧入嵌着する際の負荷にも確実に耐えること
ができ、亀裂等の破壊を生じることなく確実にフランジ
を圧入嵌着して感光ドラム用の基体を得ることができ、
不良品の発生率を効果的に減少させて歩留まりよく感光
ドラムを生産することができることを見出し、本発明を
完成したものである。

【００１３】従って、本発明は、樹脂パイプの少なくと
も一方の開口部に別体に形成された樹脂製のフランジを
圧入嵌着した基体の外周面に感光層を形成してなる感光
ドラムにおいて、上記樹脂パイプが樹脂材料により形成
され曲げ強さ１００ＭＰａ以上のものであることを特徴
とする感光ドラムを提供するものである。

【００１４】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、樹脂材料で形成された曲げ強さ
１００ＭＰａ以上の樹脂パイプの開口部に樹脂製のフラ
ンジを圧入嵌着した基体を用いたものである。

【００１５】ここで、上記樹脂パイプを形成する樹脂材
料は、上記曲げ強さが達成されるものであれば、単独の
合成樹脂であってもよいが、通常は熱可塑性樹脂又は複
数の熱可塑性樹脂を混合した混合樹脂に、導電剤や補強
用の無機充填材を混合分散した樹脂組成物を用いること
ができる。

【００１６】この場合、上記樹脂組成物を構成する樹脂
成分としては、最終的に上記曲げ強さ１００ＭＰａ以上
を達成することができるものであればよく、特に制限さ
れるものではないが、特に感光層を形成するに良好な表
面平滑性を有し、かつ機械的強度に優れた樹脂パイプが
得られることから、各種ナイロン樹脂等のポリアミド樹
脂が好ましく用いられる。中でも、良好な表面平滑性が
得られ、かつ良好な耐薬品性，機械的強度が得られるこ
とから、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種を好ましく用いることができる。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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、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
基材としたことにより、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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】

【表１】

【００２７】また、本発明では、上記曲げ強さを達成す
るため複数の樹脂を混合して用いてもよく、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６１
２、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、樹脂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種又はこれらの混合物となるようにすることが好
ましい。

【００２８】また、通常上記樹脂組成物には、導電剤が
配合されて適度な導電性が付与される。この場合、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、得られる樹脂パイプの表面抵抗値は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。

【００２９】更に、上記樹脂組成物中には、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。

【００３０】これら充填材の配合量は、用いる充填材の
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効果的に向上させること
ができる。

【００３１】なお、本発明に用いられる樹脂組成物に
は、必要に応じて上記導電剤及び充填材の他に、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、上記導電剤や充填材に表面処理を施しても
よい。

【００３２】本発明の感光ドラムは、樹脂材料で形成さ
れた所定の曲げ強さを有する樹脂パイプを用いたもので
あり、この場合かかる樹脂材料により樹脂パイプを成形
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。

【００３３】本発明の感光ドラムは、その基体となる樹
脂パイプの曲げ強さを１００ＭＰａ以上、好ましくは２
００ＭＰａ以上としたものであり、これによりフランジ
組み付け時の負荷により樹脂パイプが破壊することを可
及的に防止して、歩留まりよく製造可能になる。この場
合、上記曲げ強さは高ければ高いほどフランジ組み付け
時の破壊防止に効果的であるが、あまりにも曲げ強さが
高すぎると、フランジの固定状態が不十分になったり、
感光ドラムが変形しやすくなり、良好な画像を安定的に
得ることが困難になる場合がある。従って、通常は１０
０〜３５０ＭＰａ、特に１００〜２５０ＭＰａとされ
る。なお、上記曲げ強さは、ＡＳＴＭ Ｄ−７９０に規
定の測定法に従って測定することができる。

【００３４】ここで、上記曲げ強さの調整は、上記樹脂
材料の組成を調整することにより行うことができ、具体
的には用いる樹脂成分の種類や補強用充填材及び導電剤
を選択することや、これらの混合割合を調節することに
より行うことができる。

【００３５】この樹脂パイプの外周面は、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（Ｒ
ａ）で０．８μｍ以下、特に０．２μｍ以下、最大高さ
（Ｒｍａｘ）で０．８μｍ以下、１０点平均粗さ（Ｒ
ｚ）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、その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、この樹脂パイ
プを形成する樹脂材料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。

【００３６】本発明の感光ドラムは、上記樹脂パイプの
一方又は両方の開口部に別体に形成された樹脂製のフラ
ンジを圧入嵌着した基体を用いたものである。通常、こ
のフランジはその外径を上記樹脂パイプの開口部よりも
１００μｍ程度大きく形成したものが用いられ、これに
よりフランジを上記樹脂パイプの開口部に強固に固定す
ることができる。このフランジを上記樹脂パイプの開口
部に圧入して組み付ける際、本発明の感光ドラムの樹脂
パイプは、曲げ強さ１００ＭＰａ以上であるため、フラ
ンジ圧入による負荷によって樹脂パイプに亀裂が生じる
等の破壊を回避でき、確実にフランジを組み付けること
ができるものである。

【００３７】なお、上記フランジは、感光ドラムの基体
に用いられる通常の樹脂材料により形成されたものであ
っても、上記樹脂パイプに用いた樹脂材料と同一の材料
により形成されたものであってもよい。また、このフラ
ンジには図１に示したフランジ２ｂのように駆動用ギア
を取付けることができる。更に、フランジは、図１のよ
うに、樹脂パイプの両方の開口部に組み付けてよいが、
樹脂パイプの一方の開口部だけにフランジを組み付け、
他方には駆動用ギアと一体に形成されたフランジを取付
けることもできる。

【００３８】本発明の感光ドラムは、上記樹脂パイプに
樹脂製のフランジを組み付けた基体の外周面に感光層を
形成したものである。この感光層は、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。なお、この感光層の形成は、上
記フランジの組み付け前でも組み付け後でもよく、特に
制限されるものではない。

【００３９】

【発明の効果】本発明の感光ドラムによれば、その基体
を構成する樹脂パイプの曲げ強さが適正化されているの
で、樹脂パイプにフランジを圧入嵌着する際、樹脂パイ
プに亀裂発生などの破壊が生じることを可及的に防止し
得、不良品の発生を防止して良好な歩留まりをもって一
定品質の感光ドラムを確実に得ることができるものであ
る。

【００４０】

【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。

【００４１】〔実施例１，２、比較例１〜３〕表２に示
す組成の樹脂組成物を常法に従って調製し、外径３０ｍ
ｍ，長さ２３０ｍｍ，周壁の厚さ２ｍｍの樹脂パイプを
射出成形法により成形した。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、同様の樹脂材料を用いてテストピースを成形し、Ａ
ＳＴＭ Ｄ−７９０に従って曲げ強さを測定した。結果
を表１に示す。

【００４２】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」）

【００４３】得られた各樹脂パイプを一方の開口部を上
にして直立固定し、その開口部に逆円錐状の治具をパイ
プが破壊するまで圧入し、そのときの最大荷重をインス
トロン試験機で測定した。結果を表２に示す。また、各
樹脂パイプの開口部にフランジを圧入嵌着して感光ドラ
ム用の基体を作成した。このとき各樹脂パイプの開口部
を目視により観察し、破壊の有無を確認した。その結果
を表２に併記する（「フランジ嵌」の欄）。なお、圧入
嵌着した上記フランジの外径は、各樹脂パイプ開口部の
内径よりも１００μｍ程度大きくした。

【００４４】

【表２】

【００４５】表２の結果より、本発明の曲げ強さを有す
る樹脂パイプは、耐圧入強度に優れ、フランジ組み付け
時に破損を生じることなく感光ドラム用の基体を構成し
得ることが確認された。

【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） Ｃ０８Ｌ 101/12 Ｃ０８Ｌ 101/12 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０ Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂パイプの少なくとも一方の開口部に
   別体に形成された樹脂製のフランジを圧入嵌着した基体
   の外周面に感光層を形成してなる感光ドラムにおいて、
   上記樹脂パイプが樹脂材料により形成された曲げ強さ１
   ００ＭＰａ以上のものであることを特徴とする感光ドラ
   ム。
2. 【請求項２】 上記樹脂パイプを形成する樹脂材料が、
   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導電性樹脂組成物で
   ある請求項１記載の感光ドラム。
3. 【請求項３】 上記樹脂パイプを形成する樹脂材料が、
   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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。