JP2004347903A - 感光ドラム用基体及び感光ドラム - Google Patents

Abstract

【解決手段】樹脂基材と導電材とを含む導電性樹脂組成物から形成される円筒状の感光ドラム用基体であって、該樹脂基材が（Ａ）ポリエステル樹脂と（Ｂ）ポリカーボネート樹脂とを、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜９０／１０（質量比）の割合で配合してなる混合樹脂を主成分として含むことを特徴とする感光ドラム用基体。
【効果】本発明の感光ドラム用基体は、耐薬品性、成形性、寸法精度、及び感光層との密着性に優れ、しかも寸法安定性に優れるものである。該感光ドラム用基体を用いた感光ドラムは、良好な印字性能と、優れた耐久性を有する感光ドラムである。
【選択図】 図１

Description

【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適した感光ドラム、及び、該感光ドラムを形成する際にその基体として好適な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２ｂ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を用いる場合、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は、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場合があるという点で、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させ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、例えば特許文献１：特開２００２−３７２７９４号公報には、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂から選ばれる少なくとも１種を樹脂基材の主成分とし、低吸水性樹脂を配合して導電性樹脂組成物の吸水率を１．５％以下とすることにより、高温高湿の使用条件においても高い寸法安定性を備えた感光ドラムを得る技術が開示されている。
【０００８】
しかしながら、ポリエステル系樹脂を樹脂基材の主成分とした導電性樹脂組成物により形成された円筒状基体上に感光層を形成する際には、感光層と円筒状基体との密着性が不十分な場合がある。そのような場合には後加工によって基体表面を粗面化することも行われるが、そのような後加工は製造コストの上昇を招く原因となりかねない。また、ポリエステル樹脂は結晶性の熱可塑性樹脂であるため収縮性が高く、成形物の寸法精度という点においては、なお改善の余地を有するものであった。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−３７２７９４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、耐薬品性、成形性、寸法精度、及び感光層との密着性に優れ、しかも寸法安定性に優れる感光ドラム用基体、並びに該感光ドラム用基体を用いた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の結果、樹脂基材と導電材とを含む導電性樹脂組成物から形成される円筒状の感光ドラム用基体であって、該樹脂基材が（Ａ）ポリエステル樹脂と、（Ｂ）ポリカーボネート樹脂とを、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜９０／１０（質量比）の割合で配合してなる混合樹脂を主成分として含むことを特徴とする感光ドラム用基体が、耐薬品性、成形性、寸法精度、及び感光層との密着性に優れ、しかも寸法安定性に優れる感光ドラム用基体であり、該感光ドラム用基体を用いて形成した感光ドラムは良好な印字性能を有し、しかも耐久性に優れるものであることを知見し、本発明をなすに至った。
【００１２】
即ち、本発明は、以下の感光ドラム用基体及び感光ドラムを提供する。
請求項１：
樹脂基材と導電材とを含む導電性樹脂組成物から形成される円筒状の感光ドラム用基体であって、該樹脂基材が（Ａ）ポリエステル樹脂と（Ｂ）ポリカーボネート樹脂とを、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜９０／１０（質量比）の割合で配合してなる混合樹脂を主成分として含むことを特徴とする感光ドラム用基体。
請求項２：
前記（Ａ）ポリエステル樹脂が、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びこれらの共重合物よりなる群から選択された１種又は２種以上である請求項１記載の感光ドラム用基体。
請求項３：
前記導電材が、カーボンブラックを主成分として含む請求項１又は２記載の感光ドラム用基体。
請求項４：
前記導電材が、前記樹脂基材１００質量部に対して１０〜４０質量部配合される請求項１，２又は３記載の感光ドラム用基体。
請求項５：
前記導電性樹脂組成物が、強化材として無機充填材を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の感光ドラム用基体。
請求項６：
前記無機充填材が、前記樹脂基材１００質量部に対して１５〜５０質量部配合される請求項５記載の感光ドラム用基体。
請求項７：
請求項１〜６のいずれか１項に記載の感光ドラム用基体の外周面に、感光層を形成してなる感光ドラム。
【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用基体は、樹脂基材と導電材とを含む導電性樹脂組成物から形成される円筒状の感光ドラム用基体（以下、円筒状基体と略記することがある。）であって、該樹脂基材が（Ａ）ポリエステル樹脂と（Ｂ）ポリカーボネート樹脂とを、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜９０／１０（質量比）の割合で配合してなる混合樹脂を主成分（樹脂基材に占める当該混合樹脂の割合が、５０質量％以上であることを意味する。）として含むことを特徴とする感光ドラム用基体である。
【００１４】
上記（Ａ）ポリエステル樹脂としては公知のものを使用することができ、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びこれらの共重合物などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらは１種を単独で、又は２種以上を併用することができる。中でも、成形性、コスト等の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びこれらの共重合物よりなる群から選択された１種又は２種以上であることが好ましい。
【００１５】
上記（Ａ）ポリエステル樹脂としてポリブチレンテレフタレートを用いる場合、その固有粘度としては、特に限定されるものではないが、通常０．７〜１．０、好ましくは０．７５〜０．９５である。固有粘度が０．７未満であると、耐衝撃性が確保できない場合があり、一方１．０を超えると、成形性が劣る場合がある。
また、上記（Ａ）ポリエステル樹脂としてポリエチレンテレフタレートを用いる場合、その固有粘度としては、特に限定されるものではないが、通常０．７〜１．０、好ましくは０．７５〜０．９５である。固有粘度が０．７未満であると、耐衝撃性が確保できない場合があり、一方１．０を超えると、成形性が劣る場合がある。
なお、ここでいう固有粘度とは、オルトクロロフェノールを溶媒として２５℃にて測定した値である。
【００１６】
上記（Ｂ）ポリカーボネート樹脂の分子量としては、特に限定されるものではないが、粘度平均分子量の値として通常１５０００〜２５０００であり、好ましくは１６０００〜２２０００である。粘度平均分子量が１５０００未満であると、耐衝撃性が確保できない場合があり、一方、２５０００を超えると、成形性が劣る場合がある。
【００１７】
上記（Ａ）ポリエステル樹脂と（Ｂ）ポリカーボネート樹脂との配合比としては（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜９０／１０（質量比）、好ましくは６０／４０〜８０／２０（質量比）である。上記（Ａ）樹脂と（Ｂ）樹脂とを配合してなる混合樹脂中の、（Ａ）ポリエステル樹脂の配合量が５０質量％未満であると、本発明における導電性樹脂組成物の成形性に劣り、耐薬品性、低吸湿性が低下するため本願発明の目的を達成し得ない。一方、９０質量％を超えると、本発明の感光ドラム用基体の寸法精度に劣り、また、該感光ドラム用基体と感光層との十分な密着性が得られないため、本願発明の目的を達成し得ない。
また、本発明における樹脂基材に占める、上記（Ａ）樹脂と（Ｂ）樹脂とを混合してなる混合樹脂の割合としては、５０質量％以上、好ましくは５５質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上であり、上限としては通常８０質量％以下、好ましくは７５質量％以下である。上記混合樹脂が樹脂基材に占める割合が５０％質量未満であると、流動性が悪化し、成形が困難となって、本願発明の目的を達成し得ない。
【００１８】
上記樹脂基材には、上記（Ａ）樹脂と（Ｂ）樹脂との相溶性を高めて樹脂基材自体、あるいは導電性樹脂組成物自体の耐衝撃性を向上させ、又は導電性樹脂組成物の成形性を向上させる観点から、相溶化剤を添加することが好適である。このような相溶化剤としては、上記（Ａ）樹脂及び（Ｂ）樹脂の両方の樹脂に対して親和性の高い樹脂などが用いられ、例えばエポキシ化変性エチレンコポリマー、エポキシ化変性スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、マレイン酸変性スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体等が挙げられるが、これに限定されるものではない。その使用量としても、本発明の目的を損なわない範囲で適宜設定することができるが、通常は上記樹脂基材中の２〜２０質量％、特に５〜１０質量％程度とすることができる。
また、上記樹脂基材には、さらに各種の添加剤、例えば衝撃改良剤として、ポリエステル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマーなどの各種エラストマーを配合することも好適である。
【００１９】
本発明において、上記のような樹脂基材と共に導電性樹脂組成物に含まれる導電材としては、上記樹脂基材中に均一に分散することが可能なものであれば特に限定されないが、例えばカーボンブラック、グラファイトや、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。これらは１種を単独で、または２種以上を併用することも可能である。中でも、混練性、低コストの観点から、カーボンブラックを用いることが好ましい。２種以上の導電材を併用する場合にも、低コスト等の観点から、カーボンブラックを主成分（導電材に占めるカーボンブラックの割合が、５０質量％以上であることを意味する。）として含むことが好適である。導電材に占めるカーボンブラックの割合としてより具体的には、通常５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、更に好ましくは７０質量％以上であり、１００質量％とすることも可能である。
【００２０】
上記導電材の配合量としては、特に制限されるものではないが、上記樹脂成分１００質量部に対して通常１０質量部以上、好ましくは１５質量部以上、上限として通常４０質量部以下、好ましくは３５質量部以下である。樹脂基材１００質量部に対する導電材の添加量が１０質量部未満であると、所望の導電性が得られない場合があり、一方４０質量部を超えると、耐衝撃性、成形性が劣る場合がある。
【００２１】
本発明における導電性樹脂組成物には、成形される円筒状基体の強度を向上させる観点から、無機充填材を配合することが好適である。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、導電材としても作用することができ、無機充填材として導電性繊維を用いることにより、上記導電材の使用量を低減することができる。また、このような無機充填材の形状としても特に限定されるものではないが、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ことが可能である。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。
【００２２】
上記無機充填材の配合量としては、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、前記樹脂基材１００質量部に対して通常１５質量部以上、好ましくは２０質量部以上、上限として通常５０質量部以下、好ましくは４５質量部以下である。樹脂基材１００質量部に対する無機充填材の添加量が１５質量部未満であると、機械的強度が劣る場合があり、一方５０質量部を超えると、成形性が劣る場合がある。
【００２３】
なお、本発明における導電性樹脂組成物には、必要に応じて上記導電材及び無機充填材の他に、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配合してもよい。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、上記導電材や無機充填材に表面処理を施してもよい。
【００２４】
本発明の感光ドラム用基体は、上記各成分により構成される導電性樹脂組成物によって円筒状基体を形成したものである。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としては、特に制限されるものではなく、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、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。
【００２５】
上記円筒状基体の表面抵抗値としては、特に制限されるものではないが、好ましくは１０^６Ω／□（オーム／スクエア）以下、より好ましくは１０^５Ω／□以下、更に好ましくは１０^４Ω／□以下である。
【００２６】
本発明の感光ドラム用基体は、通常は図１に示されている円筒状基体１と同様に、両端面に別体に形成したフランジ２ａ，２ｂが嵌着固定されているが、フランジ２ａ，２ｂの少なくとも一方を感光ドラム用基体（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ので、フランジと共に、駆動用ギア６を一体に成形することもできる。
【００２７】
本発明の感光ドラム用基体の外周面の表面粗さとしては、特に制限されるものではないが、中心線平均粗さＲａとしては通常０．８μｍ以下、好ましくは０．２μ以下であり、最大高さＲｍａｘとしては通常１．６μｍ以下、好ましくは０．８μｍ以下である。また、１０点平均粗さＲｚとしては通常１．６μｍ以下、好ましくは０．８μｍ以下である。これらＲａ，Ｒｍａｘ，Ｒｚの各値が大きすぎると、円筒状基体１表面の凹凸が感光層３上に現れて、感光ドラムを用いて印刷される画像の不良の原因となる場合がある。
【００２８】
本発明の感光ドラムは、図１のように、上記円筒状基体１に対応する本発明の感光ドラム用基体の外周面に感光層を形成したものであるが、感光層の形成方法としては、感光剤や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感光ドラム用基体の外周面に塗工し、加熱乾燥する方法を採用することができる。本発明の感光ドラム用基体は上述のような特定の組成の混合樹脂を主成分として含む樹脂基材を用いて形成されているため、耐薬品性、成形性、寸法精度、及び寸法安定性に優れるのみならず、感光層との良好な密着性を有するため、感光層形成の際には塗液の塗工性に優れ、欠陥のない感光層を確実に形成することが可能である。また、このように作成された本発明の感光ドラムは、良好な寸法精度と寸法安定性とが相俟って、優れた印字性能を有し、しかも感光層の密着性に優れるため、耐久性に優れた感光ドラムとなる。
なお、感光層を形成するための上記塗液としては、公知の組成の塗液を用いることができ、また形成する感光層の層構成としても、公知の構成とすることができる。
【００２９】
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。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の感光ドラム用基体は、耐薬品性、成形性、寸法精度、及び感光層との密着性に優れ、しかも寸法安定性に優れる。該感光ドラム用基体を用いた感光ドラムは、良好な印字性能と、優れた耐久性を有する感光ドラムである。
【００３１】
【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。
【００３２】
〔実施例１〜４、比較例１，２〕
表１に示した割合で配合した混合物を、バレル温度２５０℃に設定した３１ｍｍ径の２軸押出機にて溶融混練して導電性樹脂組成物を調製した。この導電性樹脂組成物を用いてシリンダー温度２６０℃、金型温度１１０℃に設定した射出成型機により、外径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍ、周壁厚さ１．５ｍｍの円筒状の感光ドラム用基体を成型した。
得られた感光ドラム用基体に１４０℃で２時間アニール処理を施し、常温にて冷却後、その寸法精度と吸湿性を測定した。
次に、この感光ドラム用基体に、下記の感光層形成用塗工液を浸漬塗工法により塗布し、１３０℃、６０分間の条件で加熱乾燥させて感光層を形成し、感光ドラムを得た。
【００３３】
感光層形成用塗工液
電荷発生材料：フタロシアニン ５質量部
電荷輸送材料：ジフェニルヒドラゾン ６０質量部
バインダー樹脂：ポリカーボネート １００質量部
溶剤：テトラヒドロフラン ６００質量部
【００３４】
得られた各感光ドラムを用いて、感光層の密着性を測定した。結果を表１に併記する。
【００３５】
【表１】

ＰＢＴ
ポリブチレンテレフタレート、鐘紡合繊（株）製 ＰＢＴ１２０（固有粘度 ０．８６）
ＰＥＴ
ポリエチレンテレフタレート、帝人（株）製 ＴＲ−８５８０（固有粘度 ０．８）
ＰＣ
ポリカーボネート、出光石油化学（株）製 タフロンＡ１７００（粘度平均分子量 １７０００）
安定剤
有機ホスファイト化合物、旭電化（株）製 アデカスタブＡＸ−７１
Ｃ／Ｂ
カーボンブラック、旭カーボン製 ＡＸ−０１５
強化材（無機充填材）
ウォラストナイト、川鉄鉱業（株）製 ＰＨ３３０Ｓ
寸法精度（回転振れ（μｍ））
レーザースキャンマイクロ（回転振れ測定装置）を用いて、毎秒３ｒｐｍで回転させ、毎秒２５６回の平均化処理をして感光ドラム用基体の中央部の回転触れを測定した。
密着性（剥がれたマス数）
ＪＩＳ Ｋ ５４００に準じ、２ｍｍ間隔で２５マスの碁盤目を作成し、碁盤目テープ法で感光層の密着性を測定した。
吸湿性（外径変化率（％））
５０℃、９０％ＲＨの高温高湿環境下に感光ドラム用基体を１０００時間放置し、放置前後の外径変化率を測定した。寸法安定性の指標として用いた。
【００３６】
表１の結果より、特定の組成の混合樹脂を主成分として含む樹脂基材を用いて形成された本発明の円筒状基体は感光層の密着性に優れ、寸法精度に優れ、しかも低吸湿性であるため、本発明の感光ドラム用基体を用いた感光ドラムもまた、良好な寸法精度と低吸湿性を具備するものであった。
【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

Claims (7)

1. 樹脂基材と導電材とを含む導電性樹脂組成物から形成される円筒状の感光ドラム用基体であって、該樹脂基材が（Ａ）ポリエステル樹脂と（Ｂ）ポリカーボネート樹脂とを、（Ａ）／（Ｂ）＝５０／５０〜９０／１０（質量比）の割合で配合してなる混合樹脂を主成分として含むことを特徴とする感光ドラム用基体。
2. 前記（Ａ）ポリエステル樹脂が、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、及びこれらの共重合物よりなる群から選択された１種又は２種以上である請求項１記載の感光ドラム用基体。
3. 前記導電材が、カーボンブラックを主成分として含む請求項１又は２記載の感光ドラム用基体。
4. 前記導電材が、前記樹脂基材１００質量部に対して１０〜４０質量部配合される請求項１，２又は３記載の感光ドラム用基体。
5. 前記導電性樹脂組成物が、強化材として無機充填材を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の感光ドラム用基体。
6. 前記無機充填材が、前記樹脂基材１００質量部に対して１５〜５０質量部配合される請求項５記載の感光ドラム用基体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の感光ドラム用基体の外周面に、感光層を形成してなる感光ドラム。

Images