JP2002156771A

JP2002156771A - 感光ドラム用基体及び該基体を用いた感光ドラム

Info

Publication number: JP2002156771A
Application number: JP2000353380A
Authority: JP
Inventors: Munenori Iizuka; 宗紀飯塚; Takahiro Suzuki; 隆弘鈴木; Kunio Machida; 邦郎町田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な機械的強度を有し、かつ良好な表面平
滑性を有する樹脂製の感光ドラム用基体を提供すること
を目的目的とする。【解決手段】補強用無機質充填材を配合した導電性樹
脂組成物からなる円筒状の感光ドラム用基体において、
上記補強用無機質充填材として、微小球状物質、フレー
ク状物質又はこれらの双方を配合したことを特徴とする
感光ドラム用基体を提供する。

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の感光ドラムに、円
筒状の基体として用いられる感光ドラム用基体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】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，ＯＨＰ，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、従来、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、樹脂基材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用いて、樹脂製
の円筒状基体１を形成することも提案されており、これ
によれば、より軽量な円筒状基体１を射出成形法等によ
り比較的容易に成形することが可能であり、また上記フ
ランジ２ａ，２ｂのいずれか一方を同樹脂組成物によっ
て円筒状基体１と一体に成形することも可能である。

【０００８】このような、導電性樹脂組成物により感光
ドラム用基体を形成する場合、補強や増量の目的で、カ
ーボン繊維、ウィスカー、ガラス繊維等の繊維状物質を
補強用充填材として適量配合することが一般に行われて
いる。

【０００９】

【発明に解決しようとする課題】しかしながら、上記補
強用充填材の配合は、得られる成形物の表面平滑性を低
下させることとなり、感光ドラム用基体の場合このよう
な表面平滑性の低下は、感光ドラムの生産性や性能の低
下に直接的に影響することとなる。

【００１０】即ち、円筒状樹脂基体の外周に感光層を塗
工形成して感光ドラムを得る場合、基体の表面平滑性が
劣ると、感光剤の塗布工程で塗工不良が発生したり、ま
た表面に微小凹凸により得られる感光ドラムに帯電特性
の異常が生じて画像劣化などの深刻な問題を生じること
となる。

【００１１】このように、補強用充填材の配合は、感光
ドラム用基体の表面平滑性を低下させる原因となるが、
その一方で、補強用充填材の配合を省略若しくは減量す
ると、感光ドラム用基体として十分な機械的強度を得る
ことが困難となってしまう。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、導電性樹脂組成物からなる感光ドラム用基体におい
て、表面平滑性の向上と十分な機械的強度の確保という
二律背反的な課題を解決して、十分な機械的強度を有
し、かつ良好な表面平滑性を有する感光ドラム用基体、
及び該基体を用いた感光ドラムを提供することを目的と
する。

【００１３】

【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重ねた結
果、導電性樹脂組成物に補強用の無機質充填材を配合し
て、円筒状の感光ドラム用基体を形成する場合に、上記
無機質充填材として、微小球状物質及び／又はフレーク
状物質を用いることにより、表面平滑性と機械的強度と
を両立し得ることを見出した。

【００１４】即ち、ガラスビーズ，シリカバルーン，フ
ライアッシュなどの微小球状物質は、樹脂中に混合分散
させた場合、樹脂中に微小に分散して凝集が少なく、こ
のため得られる樹脂成形物の表面平滑性を低下させるこ
とが非常に少なく、またアルミニウムフレーク，Ｎｉコ
ートマイカ，マスコバイト，フロコバイトなどのフレー
ク状物質は、そのアスペクト比が大きいため樹脂中に混
合分散させた場合その機械的強度の向上効果が大きく、
比較的少ない充填量で表面平滑性をさほど低下させるこ
となく、十分な機械的強度の向上を図ることができ、こ
れら微小球状物、フレーク状物質又はこれらの双方を補
強用充填材として用いることにより、十分な機械的強度
を有し、かつ良好な表面平滑性を有する感光ドラム用基
体が得られることを見出し、本発明を完成したものであ
る。

【００１５】従って、本発明は、補強用無機質充填材を
配合した導電性樹脂組成物からなる円筒状の感光ドラム
用基体において、上記補強用無機質充填材として、微小
球状物質、フレーク状物質又はこれらの双方を配合した
ことを特徴とする感光ドラム用基体、及び、円筒状基体
の外周面に感光層を形成してなる感光ドラムにおいて、
円筒状基体として上記本発明の感光ドラム用基体を用い
たことを特徴とする感光ドラムを提供する。

【００１６】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用基体は、上述のように、補強
用無機質充填材として、微小球状物質及び／又はフレー
ク状物質を配合した導電性樹脂組成物により形成したも
のである。

【００１７】上記導電性樹脂組成物を構成する樹脂基材
としては、特に制限されるものではないが熱可塑性樹脂
が好適に用いられる。この熱可塑性樹脂としては、従来
から感光ドラム用の基体に用いられている公知の樹脂材
料を用いることができるが、特に感光層を形成するに良
好な表面平滑性を有し、かつ耐薬品性及び機械的強度に
優れることから、各種ナイロン等のポリアミド樹脂が好
ましく用いられる。具体的には、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン４６、ナイロン６、ナイロン６６、ナ
イロンＭＸＤ６、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
アミド樹脂が例示され、これらの１種又は２種以上を混
合して用いることができる。

【００１８】また、吸湿による成形物の寸法変化、即ち
得られる感光ドラム用基体の吸湿による寸法変化を抑制
するため、非吸湿性の樹脂を上記ポリアミド樹脂に添加
混合することもできる。この非吸湿性の樹脂としては、
ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニ
レンサルファイドなどが例示され、上記ポリアミド樹脂
との相溶性などを考慮して適宜選択すればよい。

【００１９】上記導電性樹脂組成物は、通常上記樹脂基
材に導電剤を添加して導電性を付与したものであるが、
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重量％、特に５〜２０重量％とす
ることが好ましく、これにより成形物の表面抵抗値を１
０⁴Ω／□（オーム／スクエア）以下、特に１０²Ω／□
以下とすることが好ましい。

【００２０】本発明の感光ドラム用基体は、上記導電性
樹脂組成物に補強用充填材を配合して、機械的強度を向
上されたものであるが、この場合本発明では、この補強
用充填材として、微小球状物質、フレーク状物質又はこ
れらの双方を用いるものである。

【００２１】上記微小球状物質としては、ガラスビー
ズ、シリカバルーン、フライアッシュ等が例示され、こ
れらの１種又は２種以上を用いることができる。これら
の微小球状物質は、分散性に優れ上記樹脂基材に混合し
た場合、微細に分散して凝集が非常に少なく、得られる
感光ドラム用基体の表面平滑性を低下させることなく機
械的強度を効果的に向上させることができる。この場
合、特に制限されるものではないが、この微小球状物質
の大きさは、平均粒子径で５０μｍ以下であることが好
ましく、平均粒子径が５０μｍを超えると、表面平滑性
が低下する場合がある。

【００２２】この微小球状物質は、上述のように良好か
つ微細に分散して凝集しにくいため、比較的大量に配合
しても、得られる感光ドラム用基体の表面平滑性を低下
させることがなく、十分な配合量により良好な強度向上
効果を得ることができる。具体的には、導電性樹脂組成
物全体に対して１０〜２５重量％、特に１５〜２０重量
％を配合することができる。

【００２３】次に、上記フレーク状物質としては、アル
ミニウムフレーク、Ｎｉコートマイカ、マスコバイト、
フロコバイト等が例示され、これらの１種又は２種以上
を用いることができる。これらフレーク状物質は、アス
ペクト比（長さ／厚さ）が大きいために強度向上効果に
優れ、このため充填量の減量によって十分な機械的強度
を維持しつつ、良好な表面平滑性を得ることが可能であ
る。この場合、特に制限されるものではないが、このフ
レーク状物質のアスペクト比は、長さ／厚さ＝１０〜７
０、特に２０〜６５であることが好ましい。この場合、
上記アスペクト比が１０未満であると、少ない配合量で
十分な強度を得ることが困難になり、このため十分な強
度が得られなかったり強度確保のための増量により表面
平滑性が損なわれる場合があり、一方上記アスペクト比
が７０を超えると、良好な表面平滑性を得ることが困難
になる場合がある。

【００２４】このフレーク状物質は、上述のように、強
度向上効果に優れ、このため比較的少量の配合により、
得られる感光ドラム用基体の表面平滑性を低下させるこ
となく、十分な機械的強度を得ることができる。具体的
には、導電性樹脂組成物全体に対して１０〜２５重量
％、特に１５〜２０重量％を配合することができる。

【００２５】本発明で用いる導電性樹脂組成物は、補強
用無機質充填材として、上記微小球状物質又はフレーク
状物質を配合したものであるが、場合によってはこの微
小球状物質とフレーク状物質とを併用することもでき
る。これにより両者の欠点を補うと共に、上述の効果の
相乗によって、より高度な表面平滑性及び機械的強度を
達成することも可能である。

【００２６】また、場合によっては、上記微小球状物質
又は／及びフレーク状物質と、通常補強用無機質充填材
として用いられている繊維状無機物とを併用することも
できる。この場合、この繊維状無機物としては、繊維長
８〜５０μｍ，直径０．１〜５μｍ、好ましくは繊維長
８〜５０μｍ，直径０．１〜５μｍの微細なものを用い
ることが好ましく、このような繊維状無機物としては、
例えばガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム、ホウ
酸アルミニウム、炭化ケイ素、塩基性硫酸マグネシウ
ム、酸化亜鉛、硫酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、
ケイ酸カルシウムなどが例示される。

【００２７】これら繊維状無機物質は、上記微小球状物
質又は／フレーク状物質による補強効果の補助として用
いられ、その配合量は少量とすることが好ましい。具体
的には、組成物の５〜３０重量％程度、特に８〜２０重
量％程度とすることが好ましい。

【００２８】なお、この導電性樹脂組成物には、必要に
応じて上記導電剤及び補強用充填材の他に、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。

【００２９】本発明の感光ドラム用基体は、上記導電性
樹脂組成物を円筒状に成形したものであり、この場合そ
の成形方法は、特に制限されるものではないが、射出成
形法を採用することが好ましい。なお、成形温度や射出
圧力などの成形条件は、導電性樹脂組成物を構成する樹
脂成分の種類等に応じた通常の条件とすることができ
る。

【００３０】次に、本発明の感光ドラムは、例えば図１
に示された感光ドラムのように、円筒状基体１の外周面
に感光層３を形成したものであり、本発明ではその円筒
状基体１として、上記本発明の感光ドラム用基体を用い
たものである。

【００３１】この場合、図１の感光ドラムでは、円筒状
基体１の両端面に別体に形成したフランジ２ａ，２ｂを
嵌着固定しているが、本発明では、フランジ２ａ，２ｂ
の少なくとも一方を上記導電性樹脂組成物を用いて円筒
状基体１と一体に成形することもできる。この場合、本
発明導電性樹脂組成物は、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
とができるので、フランジと共に、駆動用ギア６を本発
明導電性樹脂組成物で一体に成形することもできる。

【００３２】ここで、上記円筒状基体１の外周面、即ち
本発明感光ドラム用基体の外周面は、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
０．２μｍ以下、特に０．１μｍ以下、最大高さＲｍａ
ｘで０．８μｍ以下、特に０．６μｍ以下とすることが
好ましく、これらＲａ及びＲｍａｘが大きいと円筒状基
体１表面の凹凸が感光層３上に現れて、これが画像不良
の原因となる場合があるが、上記本発明の円筒状基体に
よれば、補強用無機質充填材として、上記微小球状物質
又は／及びフレーク状物質を用いたことにより、十分な
機械的強度を保持した上で、上記Ｒａ及びＲｍａｘを容
易に達成することができる。

【００３３】上記円筒状基体１の外周面に感光層３を形
成することにより、本発明の感光ドラムが構成される
が、この場合、感光層３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。

【００３４】なお、本発明の感光ドラム用基体及び感光
ドラムは、図１に示されたものに限定されるものではな
く、例えば両フランジ２ａ，２ｂに、軸孔５ではなく、
外方へと突出する軸体（支持軸）を突設し、この軸体を
用いて電子写真装置の本体に回転可能に取り付けること
もできる。更に、各フランジ２ａ，２ｂの形状や感光ド
ラムの回転駆動方法など、その他の構成についても本発
明の要旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。

【００３５】

【実施例】以下、実施例，比較例を示し、本発明をより
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。

【００３６】〔実施例１〜３，比較例１，２〕表１に示
した、組成の導電性樹脂組成物を調製し、この導電性樹
脂組成物を用いて、外径３０ｍｍ，長さ２３０ｍｍ，周
壁の厚さ２ｍｍの感光ドラム用の円筒状基体を射出成形
法により成形した。得られた各基体の表面平滑性及び機
械的強度を下記方法により評価した。結果を表１に示
す。表面平滑性東京精密（株）製の表面粗さ測定器「サーフコム」で中
心線平均高さＲａ（μｍ）と最大高さＲｍａｘ（μｍ）
を測定した。機械的強度ＪＩＳＫ７２０３（ＡＳＴＭ−Ｄ７９０）に従って、
厚さ４ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ８００ｍｍのプラスチッ
ク曲げ試験用試験片を作製し、インストロン試験機によ
って３点曲げ試験を実施した。

【００３７】

【表１】１：ナイロン６６２：ポリフェニレンエーテル３：平均粒径４５μｍ４：アスペクト比（長さ／厚さ）３６５：アスペクト比（長さ／厚さ）４５

【００３８】表１に示されているように、補強用無機質
充填材として、微小球状物質やフレーク状物質を用いる
ことにより、表面平滑性を低下させることなく、機械的
強度の向上を図ることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
導電性樹脂組成物からなる感光ドラム用基体において、
表面平滑性の向上と十分な機械的強度の確保という二律
背反的な課題を解決して、十分な機械的強度を有し、か
つ良好な表面平滑性を有する感光ドラム用基体、及び該
基体を用いた感光ドラムを確実に得ることができる。

【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Ｆターム(参考） 2H035 CA07 CB02 2H068 AA52 AA54 AA59 CA06 CA32 CA46 CA52 CA60 4J002 AA001 AA002 BB122 CH072 CL011 CL031 CN012 DA006 DA096 DE106 DE186 DG046 DG056 DJ006 DJ016 DJ056 DK006 DL006 FA016 FA046 FA086 FA106 FB076 FD016 FD110 GM00 GQ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補強用無機質充填材を配合した導電性樹
脂組成物からなる円筒状の感光ドラム用基体において、
上記補強用無機質充填材として、微小球状物質、フレー
ク状物質又はこれらの双方を配合したことを特徴とする
感光ドラム用基体。
【請求項２】上記微小球状物質が、平均粒子径５０μ
ｍ以下の球状物である請求項１記載の感光ドラム用基
体。
【請求項３】上記微小球状物質がガラスビーズ、シリ
カバルーン、フライアッシュから選ばれた１種又は２種
以上である請求項１又は２記載の感光ドラム用基体。
【請求項４】上記微小球状物質の配合量が、１０〜２
５重量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の感
光ドラム用基体。
【請求項５】上記フレーク状物質が、アスペクト比
（長さ／厚さ）１０〜７０のものである請求項１〜４の
いずれか１項に記載の感光ドラム用基体。
【請求項６】上記フレーク状物質が、アルミニウムフ
レーク、Ｎｉコートマイカ、マスコバイト、フロコバイ
トから選ばれる１種又は２種以上である請求項１〜５の
いずれか１項に記載の感光ドラム用基体。
【請求項７】上記フレーク状物質の配合量が、１０〜
２５重量％である請求項１〜６のいずれか１項に記載の
感光ドラム用基体。
【請求項８】円筒状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、上記円筒状基体として請求項
１〜７のいずれか１項に記載の感光ドラム用基体を用い
たことを特徴とする感光ドラム。