JP2003176402A - 導電性樹脂組成物、及びこれを用いた感光ドラム用基体並びに感光ドラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度、加工性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、特に
高温高湿の使用条件においても高い寸法安定性を有する
導電性樹脂組成物、及びそれを用いた感光ドラム用基体
並びに感光ドラムを提供すること。 【解決手段】 導電剤が添加された熱可塑性の導電性樹
脂組成物において、ベース樹脂はポリエステル系樹脂を
含むことを特徴とする導電性樹脂組成物である。この導
電性樹脂組成物は、好ましくは、温度５０℃、相対湿度
９０％の環境下で２４時間放置した際の吸水率として、
ＡＳＴＭ Ｄ−５７０に準拠して測定された値が１．０
％未満である。この組成物は、感光ドラム用基体や感光
ドラムに適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性樹脂組成
物、及びこれを用いた感光ドラム用基体並びに感光ドラ
ムに関する。さらに詳しくは、本発明は、成形加工が容
易で、かつ寸法安定性に優れた導電性樹脂組成物、及び
これを用いた感光ドラム用基体並びに該基体を用いてな
る感光ドラムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンターなど
の電子写真装置や静電記録装置などにおける静電記録プ
ロセスにおいては、一般にまず、光導電性物質〔例えば
ＺｎＯ、ＣｄＳ、Ｓｅ、ＯＰＣ（有機半導体）、アモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）など〕層を有する感光ドラ
ム表面を一様に帯電させ、該感光ドラム表面に光学系か
ら映像を投射し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転写し
て画像を形成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
感光ドラムにおいて、ドラム基体としては、従来、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、アルミニウム合金を円筒状や円柱状に加工
したドラム基体が用いられていたが、近年、このアルミ
ニウム合金製基体に代わるものとして、例えばポリアミ
ド系樹脂などの熱可塑性樹脂にカーボンブラックなどの
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
なる樹脂製基体を用いることも行われている。この樹脂
製基体は、フランジやギアなどの付属品も基体本体と共
に一体成形が可能である、低振動・低騒音である、電荷
リーク性が小さい、電位の減衰特性が緩やかである、リ
サイクル性が向上する、などの長所を有している。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が、現在では、特に高温高湿の使
用環境において寸法精度が低下し、十分満足できるもの
が得られていないのが実状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、このよ
うな状況下で、従来における諸問題を解決し、機械的強
度の低下や、加工性の低下などを招くことなく、特に高
温高湿の使用条件においても高い寸法安定性を有する導
電性樹脂組成物、及びこれを用いた感光ドラム用基体並
びに感光ドラムを提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の優
れた機能を有する感光ドラム用基体及び感光ドラムに適
用する樹脂組成物の開発を鋭意研究を重ねた結果、ベー
ス樹脂にポリエステル系樹脂を用いることにより、その
目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知
見に基づいて完成したものである。すなわち本発明は、
導電剤が添加された熱可塑性の導電性樹脂組成物におい
て、ベース樹脂がポリエステル系樹脂を含むことを特徴
とする導電性樹脂組成物を提供するものである。また本
発明は、電子写真プロセスに用いられる感光ドラム用樹
脂製基体であって、該記基体が上記の導電性樹脂組成物
からなることを特徴とする感光ドラム用基体を提供する
ものである。さらに、本発明は、前記感光ドラム用基体
上に感光層を有することを特徴とする感光ドラムをも提
供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の導電性樹脂組成物におい
ては、ベース樹脂として少なくともポリエステル系樹脂
を含むことが必要とされる。このような導電性樹脂組成
物を感光ドラムの円筒状基体に適用した場合には、該基
体製品の寸法変化を小さく抑え、高い寸法精度を維持す
ることができる。本発明の感光ドラム用基体は、公知の
方法、例えば導電性樹脂組成物を、射出成形法や押出し
成形法、好ましくは射出成形法により、所定の円筒形状
や円柱形状に成形することにより作製することができ
る。

【０００７】前記ポリエステル系樹脂としては、芳香族
系のジカルボン酸と脂肪族系アミンとの反応によって得
られるものが好ましく、具体的にはポリブチレンテレフ
タレート(ＰＢＴ)，ポリエチレンテレフタレート(ＰＥ
Ｔ)，ポリエチレンナフタレート〈ＰＥＮ〉，ポリプロ
ピレンテレフタレート(ＰＰＴ)などが挙げられる。この
中でもポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレ
フタレートあるいはポリエチレンナフタレートが好まし
い。

【０００８】また、ベースとなるポリエステル系樹脂以
外に、衝撃強度改良や流動性、加工性などの改良を目的
として適宜、他の樹脂や添加剤、滑剤等を添加すること
ができる。ここで、他の樹脂としては、特に制限はない
が、成形性の向上や低コスト性の点からは、ナイロン６
やナイロン６６などのポリアミド系樹脂を添加すること
ができる。また、低吸湿性樹脂として、例えばポリプロ
ピレン、ポリフェニレンエーテル，ポリフェニレンサル
ファイド等を添加することもできる。また、添加剤とし
ては、衝撃改良剤としてポリエステル系エラストマー
（ポリエステル−ポリエーテル共重合体），ポリオレフ
ィン系エラストマー（エチレン−プロピレン三元共重合
体）などの各種エラストマーや、流動性改良剤としてス
テアリン酸ナトリウム，モンタン酸ナトリウムなどの金
属石鹸，ステアリン酸アミド，アルキル系ビスアミドな
どのアミド系滑剤等の添加剤が一般的に用いられる。こ
れら他の樹脂や添加剤はその添加量が多すぎると、得ら
れる導電性樹脂組成物の吸水性、耐薬品性、曲げ弾性
率、衝撃強度等の機械特性が低下することがあるので、
ポリエステル樹脂１００重量部に対して、他の樹脂の場
合は０〜１００重量部、特に０〜３０重量部の範囲の添
加が好ましく、流動性・加工性改良剤の場合は０〜５０
重量部、特に０〜２０重量部の範囲の添加が好ましい。
また、本発明における導電性樹脂組成物は、温度５０
℃、相対湿度９０％の環境下で２４時間放置した際の吸
水率として、ＡＳＴＭ Ｄ−５７０に準拠して測定した
吸水率が１．０％未満であることが好ましく、さらに
０．５％以下、特に０．２％以下であることが好まし
い。

【０００９】さらに、本発明の導電性樹脂組成物におい
て用いられる導電剤としては、前記樹脂成分に均一に分
散可能であればよく特に制限されず、例えば、カーボン
ブラック、グラファイト、さらにはアルミニウム、銅、
ニッケル等の金属粉、導電性ガラス粉等が挙げられる
が、この中ではカーボンブラックが好ましい。この導電
剤の配合量としては、樹脂分１００重量部に対して、好
ましくは５〜４０重量部、さらに好ましくは２０〜３５
重量部の範囲で選定される。導電剤が多すぎる場合は衝
撃強度などの機械特性の低下がおこり、少なすぎる場合
は所望の導電性が発現されないことがある。

【００１０】また、本発明の導電性樹脂組成物には、所
望により、各種繊維やウィスカ等の無機充填材を含有す
ることができる。該無機充填材としては、例えば、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
性の繊維やウィスカ、ガラス繊維等の非導電性樹脂など
が挙げられる。特に、弾性率や強度の向上を重視する観
点からは、強化材としては、繊維状のケイ酸カルシウ
ム，チタン酸カリウムや、炭化ケイ素，窒化ケイ素、酸
化マグネシウム，チタン酸カリウム，水酸化アルミニウ
ム等の通常のウィスカ繊維を用いることができる。その
中でもケイ酸カルシウムの繊維状フィラーとりわけウィ
スカが好ましい。ここで、繊維状フィラーとしてのケイ
酸カルシウムは、例えば「ワラストナイト」として入手
することができる。このワラストナイトは、天然鉱物で
あるケイ灰石を粉砕・精製したものであり、繊維径は平
均６〜２５μｍの微細な繊維状をしてあり白色粉末状で
ある。また、上記の無機充填材は、例えばアミノシラ
ン，エポキシシラン，ウレイドシラン，ビニルシランな
どのシラン系カップリング剤やチタネート系カップリン
グ剤により表面処理して樹脂との親和性を高めて使用す
ることもできる。

【００１１】上記の無機充填材の配合量としては、特に
制限はなく、無機充填材の種類、繊維の長さ及び径等に
応じて適宜選択されるが、樹脂分１００重量部に対し
て、好ましくは１０〜５０重量部、さらに好ましくは２
５〜４５重量部の範囲で選定される。無機充填材が多す
ぎる場合には衝撃強度などの機械特性の低下がおこり、
少なすぎる場合は曲げ強度・曲げ弾性率などの機械特性
の低下がおこることがある。なお、当該導電性樹脂組成
物には、所望により、前記配合剤以外に、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコーン樹脂、二硫化
モリブデン（ＭｏＳ ₂）、各種金属石鹸などの公知の添
加剤を適量添加することができる。

【００１２】本発明の感光ドラム用基体の形状として
は、回転により、容易に記録媒体に画像を形成し得る点
で、円筒状や円柱状等が好ましい。該基体の成形方法と
しては、特に制限はなく、例えば、射出成形法、押出成
形法等が挙げられるが、射出成形法が特に好ましい。成
形温度や射出圧力等の成形条件は、基体を構成する樹脂
成分の種類等に応じて適宜選択される。本発明の感光ド
ラム用樹脂製基体の外周面は、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０．８μ
ｍ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、これらＲａ，Ｒｍａｘ，Ｒｚが大きすぎると、
樹脂製基体表面の凹凸が、感光ドラムの感光層上に現れ
て、これが画像不良の原因とする場合がある。

【００１３】本発明の感光ドラムは、前述の高速画像形
成装置に装着されるものであって、前記本発明の感光ド
ラム用樹脂製基体上に、感光層及び必要に応じその他の
層、例えば下引き層や保護層などを有するものである。
前記感光層としては、少なくとも電荷発生層及び電荷輸
送層を有するものが好ましい。ここで、電荷発生層は、
通常電荷発生化合物及び結着樹脂から構成される。前記
電荷発生化合物としては、特に制限はなく、従来、感光
体の電荷発生層に用いられる公知の化合物の中から適宜
選択され、各種無機系導電性化合物、有機系導電性化合
物等が挙げられる。これらの中でも、電荷発生能の高い
化合物等が好ましい。また、結着樹脂としては、特に制
限はなく、従来、感光体の電荷発生層等に用いられる公
知の樹脂の中から適宜選択される。この電荷発生層は、
公知の塗布、蒸着等の方法によって形成することができ
る。

【００１４】一方、電荷輸送層は、不均一電荷輸送層及
び均一電荷輸送層を有するものが好ましく、前記不均一
電荷輸送層としては、特に制限はないが、粒子分散型不
均一電荷輸送層や、相分離型不均一電荷輸送層等が好ま
しい。該不均一電荷輸送層は、高分子材料等の、前記不
均一電荷輸送層に含有させる材料を、溶剤に分散させ、
公知の塗布等の方法によって形成することができる。前
記均一電荷輸送層としては、特に制限はないが、電荷輸
送能が高く、成膜性に優れる高分子化合物を含有するも
のが好ましい。該均一電荷輸送層は、前記高分子材料等
の、前記均一電荷輸送層に含有させる材料を、溶剤に分
散させ、公知の塗布等の方法によって形成することがで
きる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、樹脂組成物の吸水率と感光
ドラム用基体の外形変化率は、以下に示す方法に従って
求めた。 <吸水率>試料を、温度５０℃，相対湿度９０％の環境下
で２４時間放置し、その際の吸水率をＡＳＴＭ Ｄ−５
７０に準拠して測定した。

【００１６】<ドラム基体の外径変動>下記により製造し
た各ドラム基体の端部の外径（Ａ）を測定すると共に、
これを５０℃、相対湿度９０％の環境下で２４時間放置
後の外径（Ｂ）を再測定して、放置前後における外径の
変動量〔（Ｂ）−（Ａ）〕を（Ａ）で除した値を％表示
した。 実施例１〜３、比較例１〜３ ベース樹脂として、ポリエステル系樹脂(実施例)又はポ
リアミド系樹脂(比較例)を用い、第１表の配合組成によ
り、二軸スクリュー押出機を用いて、導電性樹脂組成物
をそれぞれ調製し、前記方法により吸水率（％）を測定
した。結果を第１表に示す。また、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、前
記方法により高温高湿下（５０℃、相対湿度９０％）で
のドラム基体の外径変化率（％）を測定した。結果を第
１表に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】注； ＰＡ６６：ナイロン６６〔宇部興産（株）製，商標「Ｕ
ＢＥナイロン」〕 ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート〔ウインテックポ
リマー（株）製，商標「テイジンＰＢＴ」〕 ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート〔三菱レイヨン
（株）製，商標「ダイヤナイト」〕 ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート〔テイジン（株）
製，商標「ＰＥＮ樹脂」〕 カーボンブラック：ファーネスカーボンブラック〔旭カ
ーボン（株）製，商標「旭ＡＸ−０１５」〕 ワラストナイト: 〔川鉄鉱業（株）製，商標「ウォラス
トナイト」〕 第１表の結果から、ポリエステル系樹脂を用いた実施例
１〜３の場合は、ポリアミド系樹脂を用いた比較例１〜
３の場合と比較し、導電性樹脂組成物の吸水率は著しく
小さく、また、感光ドラム用基体としての外径変化率
は、比較例のものより１／１０以下と優れており、いず
れも高温高湿条件下においても寸法精度に極めて優れた
ものであることが分かる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
寸法安定製に優れた導電性樹脂組成物を得ることがで
き、このため、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、特に高温高湿の使用条件でも優れた寸法精度
を維持できる感光ドラム用基体を確実に得ることができ
る。また、該基体を感光ドラムに適用することにより、
画像不良の発生を抑制することが可能となる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H068 AA54 AA58 BB23 BB24 BB41 CA05 4J002 BB122 CF041 CF061 CF071 CH072 CL012 CL032 CN012 DA026 DA036 DA076 DA086 DA096 DE147 DE187 DF017 DJ007 FA047 FD116 GQ00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電剤が添加された熱可塑性の導電性樹
   脂組成物において、ベース樹脂がポリエステル系樹脂を
   含むことを特徴とする導電性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 前記導電性樹脂組成物は、温度５０℃、
   相対湿度９０％の環境下で２４時間放置した際の吸水率
   として、ＡＳＴＭ Ｄ−５７０に準拠して測定された値
   が１．０％未満である請求項１に記載の導電性樹脂組成
   物。
3. 【請求項３】 ポリエステル系樹脂が、ポリブチレンテ
   レフタレート、ポリエチレンテレフタレートあるいはポ
   リエチレンナフタレートである請求項１又は２に記載の
   導電性樹脂組成物。
4. 【請求項４】 さらに無機充填材を含む請求項１ないし
   ３のいずれかに記載の導電性樹脂組成物。
5. 【請求項５】 無機充填材の配合量が、樹脂分１００重
   量部に対し１０〜５０重量部である請求項４に記載の導
   電性樹脂組成物。
6. 【請求項６】 無機充填材が、繊維状ケイ酸カルシウム
   である請求項４又は５に記載の導電性樹脂組成物。
7. 【請求項７】 電子写真プロセスに用いられる感光ドラ
   ム用樹脂製基体であって、前記基体が請求項１ないし６
   のいずれかに記載の導電性樹脂組成物からなることを特
   徴とする感光ドラム用基体。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の感光ドラム用基体上に
   感光層を有することを特徴とする感光ドラム。