JP2001249476A

JP2001249476A - 感光ドラム

Info

Publication number: JP2001249476A
Application number: JP2000395802A
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、円筒状基体として特定の熱伝導率を有する樹脂パイ
プを用いたことにより、該円筒状基体の外周面に感光層
を塗工する際の塗工性に優れ、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得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】円筒状基体の外周面に感光剤を含有する
塗液を塗工し乾燥させて感光層を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、導電性樹脂組成物
からなる熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の導電性樹脂
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、円筒状基体として特定の
熱伝導率を有する樹脂パイプを用いたことにより、該円
筒状基体の外周面に感光層を塗工する際の塗工性に優
れ、良好な感光層を確実に形成して優れた印字性能が付
与された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、樹脂製の基体は、感光層の
塗工性に劣るという欠点がある。即ち、感光層はフタロ
シアニンやジフェニルヒドラゾン等の感光剤及びバイン
ダーをアルコールやクロロホルム、トルエンなどの溶剤
に溶解した塗液を円筒状基体の外周面に塗工した後、１
００〜１２０℃で３０〜１２０分程度加熱乾燥して溶剤
を除去することにより形成されるが、従来の樹脂製基体
は、加熱乾燥時の温度上昇が遅く、上記溶剤除去に時間
がかかり、これが量産性を低下させる原因となってい
る。この場合、溶剤の除去が不十分であると、印字時に
黒点が生じるなどの画像不良が発生する場合もあり、感
光層の塗工性は得られる感光ドラムの印字性能に大きく
影響する。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、樹脂製円筒状基体の塗工性を改善して、量産性よく
生産することができ、しかも黒点発生などの画像不良を
生じることなく良好な印字を確実に得ることができる感
光ドラムを提供することを目的とする。

【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、感光ドラムの円筒状基体を導電性樹脂組成物により
形成する場合に、該円筒状基体の熱伝導率を適性化する
ことにより、感光層の塗工性を極めて効果的に向上させ
得ることを見出し、更に検討を進めた結果、樹脂製円筒
状基体の熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上とすることに
より、塗液塗工後の乾燥工程で容易に塗液中の溶媒を除
去し得て、生産性よく良好な感光層を容易に形成するこ
とができ、良好な印字性能を有する感光ドラムが確実か
つ生産性よく得られることを見出し、本発明を完成した
ものである。

【００１２】従って、本発明は、円筒状基体の外周面に
感光剤を含有する塗液を塗工し乾燥させて感光層を形成
してなる感光ドラムにおいて、上記円筒状基体として、
導電性樹脂組成物からなる熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
以上の導電性樹脂パイプを用いたことを特徴とする感光
ドラムを提供するものである。

【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、円筒状基体として導電性樹脂組
成物からなる０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する
樹脂パイプを用いたものである。

【００１４】上記導電性樹脂組成物に用いられる樹脂成
分としては、上記熱伝導率を達成し得るものであればい
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
基材として用いることにより、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。

【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、上記熱伝導率を達成す
るため複数の樹脂を混合してもよく、上記ナイロンＭＸ
Ｄ６、ナイロン６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６
１０、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３
０〜１００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。

【００２６】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、円筒状基体の表面抵抗値は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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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具備するものであり、
この場合かかる導電性樹脂組成物により円筒状基体を成
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。

【００３１】本発明の感光ドラムは、上記導電性樹脂組
成物で形成される円筒状基体の熱伝導率を、０．２Ｗ／
ｍ・Ｋ以上、好ましくは０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上としたも
のであり、これにより感光層の塗工性を向上させ、高性
能な感光ドラムを生産性よく得られるようにしたもので
ある。この場合、上記熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋより
も低いと、感光層の形成時に塗液を塗布した後に塗液中
の溶媒を加熱除去する際に円筒状基体の温度上昇が遅く
なって、溶媒除去に長時間を要し生産性が低下する上、
場合によっては溶媒除去が不十分になって、基体表面で
塗膜のハジキが生じ、更に得られる感光ドラムに印字不
良が発生する恐れがある。なお、熱伝導率は高ければ高
いほど塗液の塗工性が向上して生産性等を向上させるこ
とができるが、樹脂の性質などを考慮すると、通常、
０．２〜１Ｗ／ｍ・Ｋ、更に好ましくは０．３〜０．５
Ｗ／ｍ・Ｋであることが好ましい。

【００３２】ここで、上記熱伝導率は、上記導電性樹脂
組成物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剤及び導電
剤を選択することや、これらの混合割合を調整すること
により行うことができる。

【００３３】この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、上記適正化された熱伝導率を有する樹脂パイプであ
り、通常は図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が嵌着固定しているが、フラ
ンジ２ａ，２ｂの少なくとも一方を円筒状基体１と一体
に成形することもできる。また、上記補強用の無機充填
材を添加することにより、強度，剛性に優れた成形物を
得ることができる点から、上記フランジに加えて、更に
駆動用ギアを一体に成形することもできる。

【００３５】本発明の感光ドラムは、図１に示すよう
に、導電性樹脂組成物からなる上記熱伝導率を有する円
筒状基体１の外周面に感光層３を形成したものである
が、この場合、感光層３は、感光剤、バインダー成分を
アルコールやクロロホルム、トルエンなどの有機溶媒に
溶解した塗液を円筒状基体１の外周面に塗工し、加熱乾
燥することにより形成できる。本発明の感光ドラムは、
円筒状基体の熱伝導率が高いため、短時間でほぼ完全に
溶媒除去して感光層を形成することができ、高性能な感
光ドラムを生産性よく得ることができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の感光ドラムは、円筒状基体の熱
伝導率が適正化されているので、円筒状基体に感光層を
塗工する際の塗工性が改善され、量産性よく生産するこ
とができ、しかも黒点発生などの画像不良を生じること
なく良好な印字性能を有するものである。

【００３７】

【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。

【００３８】〔実施例１，２、比較例１〜３〕表２に示
す組成の熱伝導率の異なる成形物が得られる導電性樹脂
組成物を常法に従って調製し、外径３０ｍｍ，長さ２３
０ｍｍ，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。

【００３９】導電性樹脂組成物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」）得られた各円筒状基体の外周面に下記組成からなる塗液
を塗布し、１２０℃で６０分間加熱乾燥させて塗液中の
溶媒を除去し、各円筒状基体の外周面に感光層を形成し
て感光ドラムを作成した。

【００４０】感光層形成用組成物第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

【００４１】得られた各感光ドラム表面に形成された塗
膜（感光層）の状態を目視により調べた。結果を表２に
示す。また、得られた各感光ドラムをレーザービームプ
リンターに装着して印字を行い、実際の印字性能を評価
した。結果を表２に併記する。

【００４２】

【表２】

【００４３】表２の結果より、導電性樹脂組成物からな
る熱伝導率が適正化された円筒状基体を用いた本発明の
感光ドラムは、１２０℃，６０分の加熱乾燥条件で良好
な感光層が得られ、生産性に優れると共に、良好な印字
性能を有するものであ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 77/02 Ｃ０８Ｌ 77/02 77/06 77/06 101/12 101/12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状基体の外周面に感光剤を含有する
塗液を塗工し乾燥させて感光層を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、導電性樹脂組成物
からなる熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ以上の導電性樹脂
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。