JP2002311622A

JP2002311622A - 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

Info

Publication number: JP2002311622A
Application number: JP2001115765A
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: 2001-04-13
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】アンダーコート層の形成を省略することがき
る感光ドラム用基体、及び該基体を用いた感光ドラムを
得る。【解決手段】熱可塑性樹脂に導電剤を配合した導電性
樹脂組成物を成形してなる感光ドラム用基体において、
前記感光ドラム用基体の周壁の表面抵抗値が周壁厚さ方
向に沿って漸次低くなるように形成したこと、又は前記
感光ドラム用基体の周壁の導電剤の存在量が周壁厚さ方
向に沿って漸次高くなるように形成した感光ドラム用基
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。

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及び該
円筒状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
から用いられている。

【０００６】また近年、軽量で加工性に優れることか
ら、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円筒状基
体１とし、かかる導電性樹脂パイプの基体１外周面に感
光層３を塗工して感光ドラムを得ることも行われてい
る。この場合、上記導電性樹脂組成物でフランジや駆動
用ギアを基体と一体に形成することにより、これらフラ
ンジ及び駆動用ギアと基体との間の導通を極めて安定的
に行うことができる。

【０００７】ここで、感光ドラムは、上記基体１上に上
記感光層３を塗工形成することにより製造されるが、こ
の場合、図１では図示していないが、通常基体１と感光
層３との間にアンダーコート層を形成することが行われ
ている。このアンダーコート層は、感光層の接着性を高
めるためのプライマーとしての役割や、基体表面の微小
な異常（バリ，傷など）をカバーし、徐々に電荷を逃が
して良好な電気的性能を保持するためのもので、通常は
ナイロン１２を主体とした非晶性共重合ナイロンなどか
らなる絶縁層であり、基体がアルミニウム製でも導電性
樹脂製であっても、このようなアンダーコート層が設け
られるのが普通である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このア
ンダーコート層の形成のために樹脂を塗工する工程が必
要となり、コスト削減の観点からこのようなアンダーコ
ート層を省略することが望まれる。

【０００９】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、アンダーコート層の形成を省略
することがき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。

【００１０】

【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、感光ドラムの円筒
状基体に導電性樹脂を用いる場合、樹脂に微粒子状の導
電剤を分散させることで導電性を発現させるが、これら
は通常均一に分散しているため、その導電性も均一と考
えてよい。しかしながら、周壁厚さ方向に沿って導電剤
の分散を変化させ、導電性が変化（表面抵抗値が変化）
するような傾斜材料にすることにより、主として抵抗調
整の目的で設けられるアンダーコート層の形成を省略し
ても良好な性能を有する感光ドラムが得られることを見
出し、本発明を完成したものである。

【００１１】従って、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。

【００１２】請求項１の発明は、熱可塑性樹脂に導電剤
を配合した導電性樹脂組成物を成形してなる感光ドラム
用基体において、前記感光ドラム用基体の周壁の表面抵
抗値が周壁厚さ方向に沿って漸次低くなるように形成し
たことを特徴とする感光ドラム用基体である。

【００１３】請求項２の発明は、感光ドラム用基体の周
壁の最外表面部の表面抵抗値が、周壁厚さ方向最内表面
部の１００倍以上である請求項１記載の感光ドラム用基
体である。

【００１４】請求項３の発明は、感光ドラム用基体の周
壁の最外表面部の表面抵抗値が、１０^５〜１０¹³Ω／□
である請求項１又は２記載の感光ドラム用基体である。

【００１５】請求項４の発明は、熱可塑性樹脂に導電剤
を配合した導電性樹脂組成物を成形してなる感光ドラム
用基体において、前記感光ドラム用基体の周壁の導電剤
の存在量が周壁厚さ方向に沿って漸次高くなるように形
成したことを特徴とする感光ドラム用基体である。

【００１６】請求項５の発明は、感光ドラム用基体の周
壁の最外表面部における導電剤の存在量が周壁厚さ方向
最内表面部の１／１０以下である請求項４記載の感光ド
ラム用基体である。

【００１７】請求項６の発明は、上記熱可塑性樹脂が、
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
リアミド樹脂及び／又はε−カプロラクタムから得られ
るポリアミド樹脂を含むものである請求項１乃至５のい
ずれか１項記載の感光ドラム用基体である。

【００１８】請求項７の発明は、熱可塑性樹脂に導電剤
を配合した樹脂組成物を射出成形したものである請求項
１乃至６のいずれか１項記載の感光ドラム用基体であ
る。

【００１９】請求項８の発明は、上記熱可塑性樹脂が、
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
リアミド樹脂及び／又はε−カプロラクタムから得られ
るポリアミド樹脂を含むものであり、射出成形時の樹脂
冷却速度を１５０℃／分以下とし、比較的ゆっくりと冷
却固化させて得られたものである請求項７記載の感光ド
ラム用基体である。

【００２０】請求項９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８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。

【００２１】

【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、第１に、感光ド
ラム用基体の周壁の表面抵抗値が厚み方向に沿って漸次
低くなるように形成し、これにより、感光ドラム用基体
の周壁の最外表面の残留電位を少なくし得、主として抵
抗調整の目的で設けられるアンダーコート層の形成を省
略することが可能となるものである。

【００２２】具体的には、図２に示したように、感光ド
ラム用基体の周壁８の最外表面部の表面抵抗値が、周壁
厚さ方向最内表面部の表面抵抗値の１００倍以上であ
り、特に１００００倍以上であることが好ましい。感光
ドラム用基体の周壁の最外表面部の表面抵抗値が、周壁
厚さ方向最内表面部の表面抵抗値の１００倍未満である
と、感光ドラム用基体の周壁の最外表面に電荷が蓄積し
残留電位が高くなって、感光体としての感度が低下し、
画像劣化が生じてしまう。

【００２３】この場合、感光ドラム用基体の周壁の最外
表面部の表面抵抗値が、１０^５〜１０^１３Ω／□、特に
１０^７〜１０^1２Ω／□であることが好ましい。また、
周壁の中央部の表面抵抗値は１０^２〜１０^６Ω／□、特
に１０^３〜１０^５Ω／□であることが好ましく、周壁の
最内表面部の表面抵抗値は１０^１〜１０^５Ω／□、特に
１０^２〜１０^４Ω／□であることが好ましい。

【００２４】また、本発明の感光ドラム用基体は、第２
に、感光ドラム用基体の周壁の導電剤の存在量が周壁厚
さ方向に沿って漸次高くなるように形成し、これによ
り、感光ドラム用基体の周壁の最表面の残留電位を少な
くし得、主として抵抗調整の目的で設けられるアンダー
コート層の形成を省略することが可能となるものであ
る。

【００２５】この場合、図２に示したように、感光ドラ
ム用基体の周壁８の最外表面部における導電剤の存在量
が周壁厚さ方向最内表面部の１／１０以下であり、好ま
しくは１／５０以下、より好ましくは１／１００以下で
ある。感光ドラム用基体の周壁の最外表面部の導電剤の
存在量が、周壁厚さ方向最内表面部の１／１０を超える
と、感光ドラム用基体の周壁の最表面に電荷が蓄積し残
留電位が高くなって、感光体としての感度が低下し、画
像劣化が生じてしまう。なお、導電剤と共に上記各種ウ
ィスカ等の無機充填材を配合した場合には、これら無機
充填材も同様に１／１０以下、好ましくは１／５０以
下、より好ましくは、１／１００以下とするものであ
る。

【００２６】上記のような特性を有する感光ドラム用基
体は、熱可塑性樹脂に導電剤を配合した導電性樹脂組成
物を成形することにより得ることができ、この場合、射
出成形時の金型表面温度を高く成形し、また、結晶化速
度の遅い樹脂を用いることで、金型内での冷却中に導電
剤微粒子が表面付近から内部へと徐々に高濃度に集まる
ため、感光ドラム用基体の周壁の厚さ方向最外表面部の
表面抵抗値を、周壁中央部及び周壁最内表面部の表面抵
抗値に比べて高くすることができる。

【００２７】この場合、金型キャビティとコアの温度を
適宜調節し、最適な結晶化速度を持つ樹脂を用いること
で、周壁厚さ方向に所望の表面抵抗値、導電性分布を持
たせることができる。例えば、熱可塑性樹脂として上記
ナイロンＭＸＤ６及び／又はナイロン６を含む導電性樹
脂組成物を射出成形して上記樹脂パイプを得る場合に
は、成形時の冷却速度を遅くしてゆっくりと冷却固化さ
せることにより、容易に周壁厚さ方向に所望の表面抵抗
値、導電性分布を持たせることができる。

【００２８】具体的には、通常ナイロンＭＸＤ６及び／
又はナイロン６は樹脂温度２８０℃程度の溶融樹脂を８
０℃程度の金型に射出注入して２００℃／分程度の速度
で冷却することにより成形されるが、これを金型温度１
００〜１５０℃、特に１２０〜１４０℃とし、冷却速度
１５０℃／分以下、特に８０〜１３０℃／分の比較的遅
い速度で冷却固化させることにより、周壁厚さ方向に所
望の表面抵抗値、導電性分布を持たせることができる。

【００２９】前記樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂と
しては、カーボンブラックなどの導電剤を混合して成形
した場合に、周壁厚さ方向に所望の表面抵抗値、導電性
分布を持たせることが可能なものであればいずれのもの
でもよく、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。中でも、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
ド樹脂及び／又はε−カプロラクタムから得られるポリ
アミド樹脂は、他の結晶化樹脂に比べて結晶化速度が遅
いため、カーボンブラックなどの導電剤と混合して成形
する場合に、成形時の冷却速度を制御することにより、
比較的容易に周壁厚さ方向に所望の表面抵抗値、導電性
分布を持たせることができ、本発明に好ましく用いられ
る。

【００３０】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。

【００３１】また、本発明では、複数の樹脂を混合して
上記パイプの成形材料としてもよく、例えば上記ナイロ
ンＭＸＤ６及び／又はナイロン６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１
２、ナイロン４６、ナイロン６６、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
中の少なくとも５〜７０質量％、特に１０〜５０質量％
が上記ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６又はこれらの混合
物となるようにすることが好ましい。

【００３２】また、上記樹脂組成物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５〜４
０質量％、特に８〜３０質量％とすることが好ましい。

【００３３】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、導電性繊維は、導電剤としても作用すること
かでき、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。

【００３４】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５〜４０
質量％とすることが好ましく、より好ましくは１０〜３
０質量％、さらに好ましくは１５〜２０質量％程度とす
ることが好ましい。

【００３５】上記樹脂組成物中には、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（ＭｏＳ
₂）、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。

【００３６】本発明の感光ドラム用基体は、上記樹脂組
成物を円筒状に成形した導電性樹脂パイプからなるもの
であるが、この場合成形法としては、特に制限はなく、
射出成形法や押出成形法などの公知の方法を採用するこ
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、射出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て上述したように、適宜調整する
ことができる。

【００３７】また、前記感光ドラム用基体の周壁の厚さ
は５μｍ〜５０００μｍとすることが好ましい。

【００３８】本発明の感光ドラム用基体は、例えば図１
に示された円筒状基体１と同様に表面に感光層３が形成
されて感光ドラムとされるが、この場合本発明の感光ド
ラム用基体によれば、基体１と感光層３との間にアンダ
ーコート層を形成する必要がなく、本発明の基体外周面
に感光層を直接形成することができる。なお、感光層
は、公知の材料及び方法により塗工形成することがで
き、またその層構成も公知の構成とすることができる。
またその他の構成は通常の感光ドラムと同様とすること
ができる。

【００３９】ここで、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、フランジ２ａ，２ｂの少なくとも一
方を上記樹脂パイプからなる本発明の基体と一体に形成
することもでき、更にフランジと共に起動用ギア６を一
体に形成することも可能である。

【００４０】

【実施例】以下、実施例を示し、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。

【００４１】下記組成の樹脂組成物を調製し、これを下
記条件で射出成形して、直径（外径）３０ｍｍ、長さ２
６０ｍｍ、周壁の肉厚１．５ｍｍの導電性樹脂パイプを
成形した。

【００４２】 <樹脂組成物> ナイロン６６（宇部興産社製「ＵＢＥナイロン」）５０質量％ナイロンＭＸＤ６（三菱エンプラ社製「レニー」）２０質量％チタン酸カリウムウィスカ（大塚化学社製「ティスモ」）２０質量％ケッチェンブラック（ライオン社製）１０質量％

【００４３】<成形条件> 樹脂温度：２６０〜２８０℃ 金型温度：１３０℃ 冷却速度：１２０℃／分射出圧力：８００ｋｇｆ／ｃｍ²

【００４４】得られた樹脂パイプの一部を切断し、その
周壁の断面を電子顕微鏡で観察したところ、図２に示し
たように、周壁８の最外表面部は、充填材（ケッチェン
ブラック及びチタン酸カリウムウィスカ）の存在量が、
周壁厚さ方向最内表面部の１／５０以下であった。ま
た、得られた樹脂パイプの最外表面部、中央部、及び最
内表面部の表面抵抗を三菱化学（株）製四探針式抵抗
値測定計「ロレスタＧＰ」により測定した。結果を表１
に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】次に、得られた樹脂パイプの外周面に、フ
タロシアニン系顔料を含むポリエステル樹脂をクロロホ
ルムに溶解した塗料を用いて電荷発生層を塗工し、更に
ヒドラゾン系化合物を含むポリカーボネート樹脂をクロ
ロホルムに溶解した塗料で電荷輸送層を塗工して、厚さ
３０μｍの感光層を形成し、感光ドラムを作成した。得
られた感光ドラムをレーザープリンタに装着して、画像
出し試験を行ったところ、良好な画像が安定的に得られ
た。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来基体と感光層との間に主として抵抗調整の目的で設
けられているアンダーコート層の形成を省略することで
き、安価に高性能な感光ドラム用基体を得ることができ
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。

【図２】感光ドラム用基体の先端部を示す概略図であ
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８周壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H068 AA52 AA54 AA58 BB28 EA04 4F206 AA24 AA29 AG07 AG08 AH53 AH73 AK02 AR064 JA07 JL02 JN25 JN43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂に導電剤を配合した導電性
樹脂組成物を成形してなる感光ドラム用基体において、前記感光ドラム用基体の周壁の表面抵抗値が周壁厚さ方
向に沿って漸次低くなるように形成したことを特徴とす
る感光ドラム用基体。
【請求項２】感光ドラム用基体の周壁の最外表面部の
表面抵抗値が、周壁厚さ方向最内表面部の１００倍以上
である請求項１記載の感光ドラム用基体。
【請求項３】感光ドラム用基体の周壁の最外表面部の
表面抵抗値が、１０ ^５〜１０¹³Ω／□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】熱可塑性樹脂に導電剤を配合した導電性
樹脂組成物を成形してなる感光ドラム用基体において、前記感光ドラム用基体の周壁の導電剤の存在量が周壁厚
さ方向に沿って漸次高くなるように形成したことを特徴
とする感光ドラム用基体。
【請求項５】感光ドラム用基体の周壁の最外表面部に
おける導電剤の存在量が周壁厚さ方向最内表面部の１／
１０以下である請求項４記載の感光ドラム用基体。
【請求項６】上記熱可塑性樹脂が、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及び
／又はε−カプロラクタムから得られるポリアミド樹脂
を含むものである請求項１乃至５のいずれか１項記載の
感光ドラム用基体。
【請求項７】熱可塑性樹脂に導電剤を配合した樹脂組
成物を射出成形したものである請求項１乃至６のいずれ
か１項記載の感光ドラム用基体。
【請求項８】上記熱可塑性樹脂が、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及び
／又はε−カプロラクタムから得られるポリアミド樹脂
を含むものであり、射出成形時の樹脂冷却速度を１５０
℃／分以下とし、比較的ゆっくりと冷却固化させて得ら
れたものである請求項７記載の感光ドラム用基体。
【請求項９】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８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。