JP2002311617A - 感光ドラム用基体、及び該感光ドラム用基体を用いた感光ドラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性に優れ、特にＯＰＣ塗膜の乾燥工程に
おいても、高い寸法精度を維持し得る感光ドラム用基体
及感光ドラムが得られる。 【解決手段】 電子写真プロセスに用いられる感光ドラ
ムの基体を構成する円筒状の感光ドラム用基体におい
て、前記感光ドラム用基体が、樹脂基材に導電剤と充填
材を混合分散した導電性樹脂組成物で形成されると共
に、該感光ドラム用基体の荷重たわみ温度が１５０℃以
上であることを特徴とする感光ドラム用基体及び該感光
ドラム用基体を用いた感光ドラム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置や静
電記録装置に用いられる感光ドラムの円筒状基体、該基
体を用いた感光ドラムに関する。

【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
から用いられており、また近年このアルミニウム合金製
の基体に代わるものとして、熱可塑性樹脂にカーボン等
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
た樹脂パイプを上記円筒状基体１として用いることも行
われている。

【０００６】ここで、上記感光ドラムには、その機能か
ら、内外径精度、真直度、真円度などの高い寸法精度が
要求され、高温高湿、低温低湿などのあらゆる使用条件
下において性能が維持される必要がある。この場合特
に、ＯＰＣ塗膜の乾燥工程では、１２０〜１４０℃で１
時間の高温にさらされる場合があり、かかる高温条件下
において、樹脂の変形が生じ、内外径精度、回転振れの
悪化が発生し、その結果、画像特性に悪影響を与えてし
まうという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達
成することを課題とする。即ち、本発明は、高温高湿、
低温低湿などのあらゆる使用条件下において寸法精度が
維持されると共に、特にＯＰＣ塗膜の乾燥工程において
も、寸法安定性に優れた感光ドラム用基体、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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】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、荷重たわみ温度が
１５０℃以上の樹脂を用いて感光ドラム用基体を形成す
ることにより、高温高湿、低温低湿などのあらゆる使用
条件下において寸法精度が維持されると共に、特にＯＰ
Ｃ塗膜の乾燥工程においても、寸法安定性に優れた感光
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。

【０００９】即ち、本発明は、下記の感光ドラム用基
体、及び該感光ドラム用基体を用いた感光ドラムを提供
する。

【００１０】請求項１の発明は、電子写真プロセスに用
いられる感光ドラムの基体を構成する円筒状の感光ドラ
ム用基体において、前記感光ドラム用基体が、樹脂基材
に導電剤と充填材を混合分散した導電性樹脂組成物で形
成されると共に、該感光ドラム用基体の荷重たわみ温度
が１５０℃以上であることを特徴とする感光ドラム用基
体である。

【００１１】請求項２の発明は、感光ドラム用基体の荷
重たわみ温度が１７０℃以上である請求項１記載の感光
ドラム用基体である。

【００１２】請求項３の発明は、電子写真プロセスに用
いられる感光ドラムの基体を構成する円筒状の感光ドラ
ム用基体において、前記感光ドラム用基体が、樹脂基材
に導電剤と充填材を混合分散した導電性樹脂組成物で形
成されると共に、該感光ドラム用基体を１２０℃で２時
間放置前後の感光ドラム用基体の真直度変化（放置後−
放置前）が４０μｍ以下であることを特徴とする感光ド
ラム用基体である。

【００１３】請求項４の発明は、感光ドラム用基体を１
２０℃で２時間放置前後の感光ドラム用基体の真直度変
化（放置後−放置前）が２０μｍ以下である請求項３記
載の感光ドラム用基体である。

【００１４】請求項５の発明は、樹脂基材の主成分とし
て、ポリアミド系樹脂を用いる請求項１乃至４のいずれ
か１項記載の感光ドラム用基体である。

【００１５】請求項６の発明は、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、前記円
筒状基体として、請求項１乃至５のいずれか１項記載の
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
である。

【００１６】

【発明の実施の形態】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、
感光ドラム用基体の荷重たわみ温度が１５０℃以上とな
るように調整して十分な耐熱性を維持しつつ軽量化を達
成したものである。なお、感光ドラム用基体の荷重たわ
み温度はＪＩＳ Ｋ７２０７に準拠して測定したもので
ある。

【００１７】この場合、上記感光ドラム用基体の荷重た
わみ温度が１５０℃未満であるとＯＰＣ塗膜の乾燥工程
などの高温環境下では、樹脂に変形が生じて高い寸法精
度を維持することができず、本発明の目的を達成するこ
とができない。なお、上記感光ドラム用基体の荷重たわ
み温度のより好ましい範囲は、１７０℃以上、更に好ま
しくは２００℃以上である。

【００１８】また、本発明においては、感光ドラム用基
体を１２０℃で２時間放置前後の感光ドラム用基体の真
直度変化（放置後−放置前）が４０μｍ以下、好ましく
は２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。
この場合、１２０℃で２時間放置後の真直度が１００μ
ｍ以下であることが好ましく、８０μｍ以下であること
がより好ましい。

【００１９】ここで、真直度とは、ＪＩＳ Ｂ００２１
に定義されているように、幾何学的な公差を示す尺度で
あり、その測定は下記のとおりである。高い直線精度を
もった基準エッジに対して、円筒状基体をほぼ平行に配
置し、該基準エッジと円筒状基体表面との間隔をレーザ
ー検出機と発信器を用いて長さ方向に測定し、得られた
データをプロットしてグラフを作成し、その両端に接す
る基準線を引いて該基準線からの最大差を真直度とし
た。

【００２０】本発明の感光ドラム用基体は、上記荷重た
わみ温度の条件を満足すればよく、その材質に特に制限
はないが、基材樹脂に導電剤と充填材を配合した導電性
樹脂組成物が用いられる。

【００２１】この場合、導電性樹脂組成物を構成する基
材樹脂としては、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
系樹脂を主材として好適に用いられる。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６１
０、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系樹脂が例示され、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。

【００２２】また、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系樹脂に添加混合
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（ＰＰ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰ
Ｅ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などが例
示され、上記ポリアミド系樹脂との相溶性などを考慮し
て適宜選択すればよい。前記非吸水性樹脂をポリアミド
系樹脂に対して、通常１〜７０質量％、好ましくは５〜
５０質量％配合する。

【００２３】上記ブレンドに際しては、更にポリアミド
系樹脂と非吸水性樹脂との相溶性を向上させて分散性を
高め、強度などの機械的特性や、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、ＰＡ−ＰＰＳ系やＰＡ−ＰＰＥ系に対
しては、エポキシ変性ポリスチレン−ポリメチルメタク
リレート共重合体などを挙げることができる。

【００２４】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、導電性樹脂組成物の５〜３０質量％、特に５〜２０
質量％とすることが好ましく、これにより成形物の表面
抵抗値を１０⁴Ω／□（オーム／スクエア）以下、特に
１０²Ω／□以下とすることが好ましい。

【００２５】この導電性樹脂組成物には、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，導電性ガラス繊維等の導電性繊維やウィスカ，
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
カーボンブラックの使用を減らすことができる。

【００２６】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、通常は導電性樹脂組成物の
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％程度とすることが好まし
い。また、この充填材の配合の有無，種類，配合割合な
どを調整することにより、上記重量比を調整することも
可能である。

【００２７】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。

【００２８】本発明の感光ドラム用基体は、円筒状に成
形したものであるが、この場合その成形方法は、特に制
限されるものではなく、本発明の感光ドラムを形成する
材料に応じて適宜な成形法を採用することができる。例
えば、上記導電性樹脂組成物を用いて本発明の感光ドラ
ム用基体を得る場合には、射出成形法、押出成形法など
を用いる樹脂材料に応じて適宜選択することができる
が、この場合には特に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。

【００２９】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。

【００３０】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。フランジと共
に、駆動用ギア６を導電性樹脂組成物で一体に成形する
こともできる。

【００３１】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
０．８μｍ以下、特に０．２μ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、これらＲａ，Ｒｍａｘ，Ｒｚが大きすぎ
ると、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。

【００３２】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、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の外周面に塗工し、加熱乾燥
することにより形成される。なお、感光層を形成するた
めの上記塗液は、公知の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。

【００３３】なお、本発明の感光ドラムは、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。

【００３４】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、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。

【００３５】〔実施例１〜５、比較例１，２〕表１の配
合組成の実施例１〜５及び比較例１，２の導電性樹脂組
成物をそれぞれ調製し、各導電性樹脂組成物を用いて外
径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍ、周壁の厚さ１．７ｍｍの
ドラム基体を射出成形法により成形した。得られたドラ
ム基体について、下記方法により荷重たわみ温度及び１
２０℃で２時間放置前後の真直度変化（放置後−放置
前）を評価した。結果を表１に示す。

【００３６】<荷重たわみ温度>ＪＩＳ Ｋ７２０７に準
拠して測定した。

【００３７】<真直度>真直度とは、ＪＩＳ Ｂ００２１
に定義されているように、幾何学的な公差を示す尺度で
あり、その測定は下記のとおりである。高い直線精度を
もった基準エッジに対して、円筒状基体をほぼ平行に配
置し、該基準エッジと円筒状基体表面との間隔をレーザ
ー検出機と発信器を用いて長さ方向に測定し、得られた
データをプロットしてグラフを作成し、その両端に接す
る基準線を引いて該基準線からの最大差を真直度とし
た。

【００３８】

【表１】 ＊ＰＡ６６（ナイロン６６）：宇部興産製「ＵＢＥナイ
ロン」 ＊ＰＡ６（ナイロン６）：宇部興産製「宇部ナイロン」 ＊ＰＡＭＸＤ６（ポリアミドＭＸＤ６）：東洋紡製「東
洋紡ナイロンＴ６００」 ＊カーボンブラック：ライオン製「ケッチェンブラッ
ク」 ＊チタン酸カリウムウィスカ：大塚化学製「ティスモ」

【００３９】表１の結果から、荷重たわみ温度が１５０
℃以上である実施例１〜５のドラム基体は、放置前後で
の真直度変化（放置後−放置前）が４０μｍ以下であ
り、ＯＰＣ塗膜の乾燥工程でも寸法精度に優れたもので
ある。

【００４０】これに対して、荷重たわみ温度が１５０℃
未満である比較例1，２のドラム基体は、放置前後での
真直度変化（放置後−放置前）が４０μｍを超えてお
り、ＯＰＣ塗膜の乾燥工程において寸法精度が低下し、
画像特性に悪影響が生じて実用に供することは困難であ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
機械的強度、加工性、寸法精度などの低下を招くことな
く、軽量化を容易に達成することができると共に、耐熱
性が向上し、ＯＰＣ塗膜の乾燥工程においても優れた寸
法安定性を有する感光ドラム用基体を確実に得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】感光ドラムの一般的な構成を説明する断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 円筒状基体（感光ドラム用基体） ２，２ａ，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） 2H068 AA52 AA54 AA58 BB28

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真プロセスに用いられる感光ドラ
   ムの基体を構成する円筒状の感光ドラム用基体におい
   て、 前記感光ドラム用基体が、樹脂基材に導電剤と充填材を
   混合分散した導電性樹脂組成物で形成されると共に、該
   感光ドラム用基体の荷重たわみ温度が１５０℃以上であ
   ることを特徴とする感光ドラム用基体。
2. 【請求項２】 感光ドラム用基体の荷重たわみ温度が１
   ７０℃以上である請求項１記載の感光ドラム用基体。
3. 【請求項３】 電子写真プロセスに用いられる感光ドラ
   ムの基体を構成する円筒状の感光ドラム用基体におい
   て、 前記感光ドラム用基体が、樹脂基材に導電剤と充填材を
   混合分散した導電性樹脂組成物で形成されると共に、該
   感光ドラム用基体を１２０℃で２時間放置前後の感光ド
   ラム用基体の真直度変化（放置後−放置前）が４０μｍ
   以下であることを特徴とする感光ドラム用基体。
4. 【請求項４】 感光ドラム用基体を１２０℃で２時間放
   置前後の感光ドラム用基体の真直度変化（放置後−放置
   前）が２０μｍ以下である請求項３記載の感光ドラム用
   基体。
5. 【請求項５】 樹脂基材の主成分として、ポリアミド系
   樹脂を用いる請求項１乃至４のいずれか１項記載の感光
   ドラム用基体。
6. 【請求項６】 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、前記円筒状基体として、
   請求項１乃至５のいずれか１項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。