(57)【要約】【課題】樹脂製パイプ部１と該樹脂製パイプ部１の少なくとも一端に一体成形されたフランジ部２とを有する感光ドラム用基体であって、金型からの離型が容易で、且つ所望の表面粗さを有する感光ドラム用基体を提供する。【解決手段】上記感光ドラム用基体において、樹脂製パイプ部１及び樹脂製フランジ部２の双方に、熱可塑性樹脂に対して導電剤と300℃での揮発量が10質量％以下の滑剤とを配合してなり、該滑剤の含有率が0.1〜10質量％である導電性樹脂組成物を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の樹脂製パイプ部と、該樹脂製パイプ部の少なくとも一端に一体成形された樹脂製フランジ部とを備えた感光ドラム用基体において、
前記樹脂製パイプ部及び樹脂製フランジ部に、熱可塑性樹脂に対して導電剤と300℃での揮発量が10質量％以下の滑剤とを配合してなり、該滑剤の含有率が0.1〜10質量％である導電性樹脂組成物を用いることを特徴とする感光ドラム用基体。
【請求項２】
前記樹脂製フランジ部が少なくとも１つのハス歯ギアと少なくとも１つのプーリーとを有することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム用基体。
【請求項３】
前記樹脂製フランジ部が少なくとも１つのハス歯ギアと少なくとも１つの平歯ギアとを有することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム用基体。
【請求項４】
前記樹脂製フランジ部が少なくとも１つの平歯ギアとフランジとを有することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム用基体。
【請求項５】
前記樹脂製パイプ部の外周面は、中心線平均粗さ（Ｒａ）が0.8μm以下で且つ最大高さ（Ｒmax）が3.0μm以下であることを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム用基体。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂がポリエステルであることを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム用基体。
【請求項７】
前記ポリエステルがポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項６に記載の感光ドラム用基体。
【請求項８】
前記滑剤がモンタン酸系ワックスであることを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム用基体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の感光ドラム用基体と、該感光ドラム用基体の樹脂製パイプ部上に配設された感光層とを備えることを特徴とする感光ドラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関し、特に複写機、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用いられ、円筒状の樹脂製パイプ部の少なくとも一端に樹脂製フランジ部が一体成形されてなる感光ドラム用基体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真装置の静電記録プロセスにおいては、先ず、感光ドラムの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。ここで、上記感光ドラムは、一般に感光ドラム用基体と該基体の外表面上に配設された感光層とからなり、また、該感光ドラム用基体は、円筒状の本体部とその両端に嵌合固定されたフランジ部とからなる。
【０００３】
従来、上記静電記録プロセスに用いられる感光ドラム用基体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、且つ良好な導電性を有するアルミニウム合金が用いられている。しかしながら、アルミニウム合金を感光ドラム用基体に用いる場合、所定の寸法精度及び表面粗さを満たすには、個々に高精度の機械加工を施す必要があり、また、円筒状の本体部の両端にフランジ部を嵌合固定するための加工や、場合によっては表面の酸化等を防止するための加工を施す必要がある。このため、製造工程数が多くなり製造コストが高くなるという問題があった。
【０００４】
これに対して、感光ドラム用基体の材料として、樹脂にカーボンブラック等の導電剤を混合・分散させてなる導電性樹脂組成物を用いることが提案されている。この場合、所望の形状の金型を用いて、所望の寸法精度及び表面粗さを満足する感光ドラム用基体を比較的容易に製造できるという利点がある。
【０００５】
また、導電性樹脂組成物を用いた感光ドラム用基体において、円筒状の樹脂製パイプ部（本体部）の少なくとも一端に樹脂製フランジ部を一体成形することも提案されている（特許文献１参照）。ここで、パイプ部とフランジ部とを一体成形することで、部品の数が減少し、更にはパイプ部へのフランジ部の嵌合工程を省略することができ、感光ドラム用基体の生産性を向上させることができる。
【０００６】
更に、昨今では、感光ドラムのフランジ部の形状が複雑化する傾向にあり、例えば、複数のギア等をフランジ部に形成することが要求される場合、より具体的には、１つ以上のハス歯ギアと１つ以上のプーリー、１つ以上のハス歯ギアと１つ以上の平歯ギア、又は１つ以上の平歯ギアとフランジをフランジ部に形成することが要求される場合がある。しかしながら、複数のギア等を有するフランジ部とパイプ部とを一体成形しようとすると、形状が複雑なため成形体の金型からの離型が難しく、所望の形状の成形体を安定して製造することができなかった。
【０００７】
これに対し、一般的な離型剤を用いることで成形体の金型からの離型性を改善できるが、この場合、樹脂製パイプ部の表面粗さが増してしまい、所望の表面粗さを有する感光ドラム用基体が得られないという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３２８２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、樹脂製パイプ部とその少なくとも一端に一体成形されたフランジ部とを有する感光ドラム用基体、好ましくは複雑な形状のフランジ部を有する感光ドラム用基体であって、金型からの離型が容易で、且つ所望の表面粗さを有する感光ドラム用基体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の物性を有する滑剤を所定量含有する導電性樹脂組成物を感光ドラム用基体に用いることで、感光ドラム用基体の金型からの離型性を改善し、更には感光ドラムの樹脂製パイプ部分の表面粗さを所望の範囲に制御できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明の感光ドラム用基体は、円筒状の樹脂製パイプ部と、該樹脂製パイプ部の少なくとも一端に一体成形された樹脂製フランジ部とを備えた感光ドラム用基体において、前記樹脂製パイプ部及び樹脂製フランジ部に、熱可塑性樹脂に対して導電剤と300℃での揮発量が10質量％以下の滑剤とを配合してなり、該滑剤の含有率が0.1〜10質量％である導電性樹脂組成物を用いることを特徴とする。
【００１２】
本発明の感光ドラム用基体の好適例においては、前記樹脂製フランジ部が少なくとも１つのハス歯ギアと少なくとも１つのプーリーとを有する。また、前記樹脂製フランジ部が少なくとも１つのハス歯ギアと少なくとも１つの平歯ギアとを有する態様、前記樹脂製フランジ部が少なくとも１つの平歯ギアとフランジとを有する態様も、本発明の感光ドラム用基体の好適態様の一つである。フランジ部がかかる複雑な形状を有する場合でも、本発明の感光ドラム用基体は、金型からの離型性に優れつつ、パイプ部の表面粗さが充分に低い。
【００１３】
本発明の感光ドラム用基体においては、前記樹脂製パイプ部の外周面は、中心線平均粗さ（Ｒａ）が0.8μm以下で且つ最大高さ（Ｒmax）が3.0μm以下であるのが好ましい。この場合、樹脂製パイプ部の外周面上に良好な感光層を確実に形成することができる。
【００１４】
本発明の感光ドラム用基体においては、前記熱可塑性樹脂がポリエステルであるのが好ましく、ポリブチレンテレフタレートであるのが更に好ましい。また、前記滑剤がモンタン酸系ワックスであるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の感光ドラムは、上記の感光ドラム用基体と、該感光ドラム用基体の樹脂製パイプ部上に配設された感光層とを備えることを特徴とする。該感光ドラムは、良質な感光層を有するため、印字性能に優れる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円筒状の樹脂製パイプ部の少なくとも一端に樹脂製フランジ部が一体成形されてなる感光ドラム用基体において、特定の物性を有する滑剤を所定量含有する導電性樹脂組成物を用いることで、金型からの離型性に優れ、且つ樹脂製パイプ部分の表面粗さが所望の範囲にある感光ドラム用基体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の感光ドラム用基体を図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の感光ドラム用基体の一例の部分断面図である。図１に示す感光ドラム用基体は、円筒状の樹脂製パイプ部１と、該樹脂製パイプ部１の少なくとも一端に一体成形された樹脂製フランジ部２とを備える。また、図１に示す感光ドラム用基体においては、フランジ部２がハス歯ギア３と該ハス歯ギア３の幅方向外側に位置するプーリー４とを有し、更に、フランジ部２の径方向中心部にシャフト貫通孔５が形成されている。また、ハス歯ギア３の外径は樹脂製パイプ部１の外径よりも大きく、プーリー４の外径はハス歯ギア３の外径よりも大きい。なお、本発明の感光ドラム用基体の構造は、これに限定されるものではなく、例えば、フランジ部２にシャフト貫通孔５に代えてフランジ部２の幅方向外側に突出するシャフトを突設してもよいし、フランジ部２の形状も適宜変更することができる。
【００１８】
図１の感光ドラム用基体を金型を用いて射出成形する場合、ハス歯ギア３とプーリー４との境で金型を分割し、プーリー４に対応するキャビティを有する金型とハス歯ギア３及びパイプ部１に対応するキャビティを有する金型とを用いるのが好ましい。ここで、ハス歯ギア３及びパイプ部１に対応するキャビティを有する金型から感光ドラム用基体を離型する場合、ハス歯ギア３部分を離型するには、金型を回転しながら離型する必要があり、従来の導電性樹脂組成物を用いた場合、樹脂製パイプ部１と金型との摩擦抵抗が非常に大きいため、金型から感光ドラム用基体を離型する際に、感光ドラム用基体に局所的に荷重が加わり、変形・破断が生じる問題があった。また、通常の離型剤を用いた場合、樹脂製パイプ部１の表面にムラ（曇り、流れ模様等）が発生してしまい、樹脂製パイプ部１の表面粗さを所望の範囲に制御することが難しかった。
【００１９】
これに対し、本発明では、樹脂製パイプ部１及び樹脂製フランジ部２の双方に、熱可塑性樹脂に導電剤と300℃での揮発量が10質量％以下の滑剤とを配合してなり、該滑剤の含有率が0.1〜10質量％である導電性樹脂組成物を用いる。該導電性樹脂組成物は、滑剤を所定量含有するため、金型からの離型が容易であり、また、滑剤の揮発性が充分低いため、樹脂製パイプ部１の表面にムラが発生することがない。
【００２０】
上記導電性樹脂組成物に用いる滑剤は、300℃での揮発量（質量減少量）が10質量％以下であることを要する。ここで、300℃での揮発量は、300℃まで昇温した場合の試料の重量減少をＴＧＡ測定した値である。滑剤の300℃での揮発量が10質量％を超えると、樹脂製パイプ部の表面にガス模様が現れ、樹脂製パイプ部の外周面の表面粗さを所望の範囲にすることができない。また、本発明の感光ドラム用基体に用いる導電性樹脂組成物は、上記滑剤の含有率が0.1〜10質量％であることを要する。該滑剤の導電性樹脂組成物における含有率が0.1質量％未満では、感光ドラム用基体の金型からの離型が困難であり、10質量％を超えると、樹脂製パイプ部の表面にしみが発生し、樹脂製パイプ部の外周面の表面粗さを所望の範囲にすることができない。
【００２１】
上記滑剤としては、モンタン酸系ワックス等の高級脂肪酸系ワックスの他、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス等が挙げられる。これら滑剤の中でも、高級脂肪酸系ワックスが好ましく、該高級脂肪酸系ワックスの中でも、モンタン酸系ワックスが特に好ましい。300℃での揮発量が10質量％以下のモンタン酸系ワックスとしては、クラリアントジャパン社製のリコモントＣＡＶ１０２、リコブルＷＥ４０等を好適に用いることができる。これら滑剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【００２２】
上記導電性樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂としては、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（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、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等のポリアミドの他、ポリアセタール、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が挙げられる。これら樹脂は、１種単独で使用してもよく２種以上を併用してもよい。
【００２３】
上記熱可塑性樹脂の中でも、ポリブチレンテレフタレートは強度が低いため、滑剤の添加効果が著しい。即ち、ポリブチレンテレフタレートを主成分とする樹脂組成物に滑剤を添加しない場合、金型から成形体を離型する際の離型抵抗により、フランジ部の微細な部分が破損したり、変形したりするが、滑剤を添加することでかかる不具合を防止することができる。また、ポリブチレンテレフタレートを主成分とする樹脂組成物には、ポリブチレンテレフタレートとの相溶性及びポリブチレンテレフタレートの軟化点の観点から、滑剤として上記モンタン酸系ワックスを添加するのが好ましい。
【００２４】
上記導電性樹脂組成物に用いる導電剤としては、上記熱可塑性樹脂に均一に分散できる限り特に制限はなく、例えば、カーボンブラック、グラファイトの他、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、これらの中でもカーボンブラックが特に好ましい。これら導電剤は、１種単独で使用してもよく２種以上を併用してもよい。上記導電性樹脂組成物における導電剤の含有率は、特に限定されるものではないが、5〜30質量％が好ましく、5〜20質量％が更に好ましい。また、導電性樹脂組成物からなる感光ドラム用基体は、表面抵抗値が106Ω/□（オーム／スクエア）以下であるのが好ましく、105Ω/□以下であるのが更に好ましく、104Ω/□以下であるのがより一層好ましい。
【００２５】
上記導電性樹脂組成物には、補強・増量の目的で、所望により、無機充填剤を含有させることができる。該無機充填剤としては、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、並びにウィスカ、ガラス繊維等の非導電性繊維等が挙げられる。感光ドラム用基体の弾性率及び強度を向上させる観点からは、強化材として機能する繊維状のケイ酸カルシウム及びチタン酸カリウムの他、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無機充填剤として用いるのが好ましく、これらの中でも繊維状のケイ酸カルシウムが特に好ましい。該繊維状のケイ酸カルシウムとしては、ウォラストナイトが挙げられ、該ウォラストナイトは、天然鉱物であるケイ灰石を粉砕・精製したものであり、平均繊維径6〜25μmの微細な繊維状をした白色粉末である。なお、上記導電性繊維は、導電剤としても作用するため、導電性繊維を配合することにより、上記導電剤の配合量を減らすことができる。ここで、上記樹脂組成物における無機充填剤の含有率は、無機充填剤の種類、長さ及び径等に応じて適宜選択され、特に限定されるものではないが、1〜30質量％が好ましく、5〜25質量％が更に好ましく、10〜25質量％がより一層好ましい。
【００２６】
上記導電性樹脂組成物には、更に、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）等の公知の添加剤を本発明の目的を害しない範囲で適宜選択して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等を用い、上記導電剤、無機充填剤に表面処理を施してもよい。
【００２７】
本発明の感光ドラム用基体の樹脂パイプ部は、表面粗さの指標として中心線平均粗さ（Ｒａ）が0.8μm以下で且つ最大高さ（Ｒmax）が3.0μm以下であるのが好ましい。樹脂パイプ部のＲａが0.8μm以下且つＲmaxが3.0μm以下の場合、樹脂パイプ部の外表面に感光層を塗工形成する際の塗工性が良好で、良好な感光層を確実に形成することができる。
【００２８】
本発明の感光ドラム用基体は、フランジ部が複雑な形状を有するのが好ましく、例えば、フランジ部に複数のギアを有するのが好ましく、フランジ部に少なくとも１つのハス歯ギアと少なくとも１つのプーリーとを有するのが更に好ましい。また、フランジ部に少なくとも１つのハス歯ギアと少なくとも１つの平歯ギアとを有する態様、フランジ部に少なくとも１つの平歯ギアとフランジとを有する態様も、本発明の感光ドラム用基体の好適態様の一つである。本発明の感光ドラム用基体は、フランジ部が複雑な形状を有する場合でも、金型からの離型性に優れつつ、パイプ部の表面粗さが充分に低い。なお、本発明の感光ドラム用基体において、フランジ部に形成されるギアは、ハス歯ギア、プーリー及び平歯ギア以外の形状であってもよい。
【００２９】
本発明の感光ドラム用基体は、上記樹脂組成物を材料として金型を用いて製造される。ここで、感光ドラム用基体の成形方法としては、射出成形法等が挙げられる。なお、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の種類等に応じて適宜選択される。
【００３０】
本発明の感光ドラムは、上記感光ドラム用基体と、該感光ドラム用基体のパイプ部の外周面上に配設された感光層とを具える。該感光ドラムは、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真装置に用いることができる。本発明の感光ドラムの感光層は、感光ドラム用基体を感光層形成用塗布液に浸漬したり、該感光層形成用塗布液を感光ドラム用基体に塗布し、加熱乾燥等して形成される。ここで、感光層形成用塗布液は、特に限定されるものではないが、通常、感光剤、バインダー及び有機溶剤等を含有する。また、感光層の構造も特に限定されず、例えば、電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）、下引き層（ＵＣＬ）、保護層等を備える。
【００３１】
本発明の感光ドラムにおいては、上記感光ドラム用基体の表面粗さが所望の範囲にあり、樹脂パイプ部外周面上に感光層を形成する際の感光層形成用塗布液の塗工性に優れるため、感光層の品質が高い。そのため、本発明の感光ドラムを用いることで、電子写真装置の印字品質を向上させることができる。
【００３２】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００３３】
表１に示す配合組成の混合物を、バレル温度を240℃に設定した径が31mmの２軸押出機を用いて溶融混練し、導電性樹脂組成物を調製した。該導電性樹脂組成物を120℃で5時間乾燥した後、シリンダー温度を240℃に、金型温度を110℃に設定した射出成形機により、外径30mm、長さ230mm、厚さ2mmのパイプ部と、該パイプ部の一端に一体成形されたフランジ部とを備えた成形体を成形した。なお、該成形体のフランジ部には、ハス歯ギアと該ハス歯ギアの幅方向外側に位置するプーリーとを形成した。また、使用した金型のキャビティには、鏡面加工が施されており、成形条件は同一である。得られた成形体に対し140℃で2時間アニール処理を施し、常温に冷却後、パイプ部外周面の表面粗さをＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して形状測定機サーフコム［東京精密社製］を用いて測定した。
【００３４】
【表１】
2005172979.tif 000003
【００３５】
*1  ポリブチレンテレフタレート, ポリプラスチックス社製, 「ジュラネックス２００２」.
*2  カーボンブラック, 旭カーボン社製, 「ＡＸ-０１５」.
*3  ウォラストナイト, 川鉄鉱業社製, 「ウォラストナイトＰＨ-３３０」.
*4  クラリアントジャパン社製, 「リコモントＣＡＶ１０２」, 300℃での揮発量＝3質量％.
*5  クラリアントジャパン社製, 「リコブルＷＥ４０」, 300℃での揮発量＝5質量％.
*6  クラリアントジャパン社製, 「リコワックスＯＰ」, 300℃での揮発量＝18質量％.
*7  クラリアントジャパン社製, 「リコワックスＥ」, 300℃での揮発量＝36質量％.
【００３６】
表１から明らかなように、実施例１〜３の感光ドラム用基体は、金型からの離型が容易で、且つパイプ部の表面粗さも充分に小さかった。一方、比較例１では、使用した導電性樹脂組成物が滑剤を含まないため、比較例２では使用した導電性樹脂組成物中の滑剤含有量が不足しているため、感光ドラム用基体を金型から離型することができなかった。さらに、比較例３では使用した導電性樹脂組成物中の滑剤含有量が多すぎるため、比較例４及び５では使用した滑剤の揮発性が高すぎるため、パイプ部外周面の表面にしみが発生しており、表面粗さが大きすぎた。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の感光ドラム用基体の一例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  樹脂製パイプ部
２  樹脂製フランジ部
３  ハス歯ギア
４  プーリー
５  シャフト貫通孔
【図１】
2005172979.tif 000004