トナー供給ローラ
【課題】ポリウレタンフォーム層の目詰まりによるトナー搬送力の低下や硬度の増大等の問題を防止した、トナーの供給、掻き取りを良好かつ均一に行うことのできるトナー供給ローラを提供する。
【解決手段】芯金１と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層３を有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンフォーム層が、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。
【解決手段】芯金１と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層３を有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンフォーム層が、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置において用いられるトナー供給ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘導体などの現像ローラ上に形成した静電潜像を現像装置により現像して、トナー像として可視化することが行われている。このような現像装置においては、トナー（現像剤）を現像ローラに供給するためのトナー供給ローラが内蔵せしめられている。トナー供給ローラは、表面セルが開口した、ポリウレタンフォーム等の発泡弾性体からなる表面層を有している。
【０００３】
発泡弾性体は、気泡の形態により、連続気泡発泡体と独立気泡発泡体とに分類される。このような分類法は周知である（例えば、非特許文献１参照）。トナー供給ローラは、ポリウレタンフォーム層として独立気泡型の発泡弾性体を用いることにより、内部のセルへのトナーの侵入が抑制され、長期使用後におけるローラ硬度の変化は生じないとされる（特許文献１）。
【０００４】
また、表面から内部に向かって通気性が小さくなるよう設定したポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラの製法が提案されている（特許文献２）。しかし、このような低通気性の独立気泡発泡体のポリウレタンフォーム層を備えたトナー供給ローラを長期間使用すると、ポリウレタンフォーム層へ繰り返し加えられる機械的応力により気泡間の隔壁が破壊され、ポリウレタンフォーム層に目詰まりが生じる。これにより、トナー供給ローラのトナー搬送力の低下や硬度の増大等の問題が発生することがあった。またローラ表面にセルが開口したポリウレタンフォーム層では独立気泡発泡体を作製することが難しい。ポリウレタンフォーム層の連通度が低い場合、一旦侵入したトナーは排出され難く、かえってポリウレタンフォーム層の目詰まりによる硬度増加が大きくなる場合があった。トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層として単に連続気泡発泡体を用いただけでは、ポリウレタンフォーム層の気泡内部にトナーが入り込みやすく、硬度の増大等の問題が発生することがあった。
【０００５】
【特許文献１】特許３５１１８３０号公報
【特許文献２】特許３７４７７９５号公報
【非特許文献１】牧廣、小坂田篤、「プラスチックフォームハンドブック」、日刊工業新聞社、昭和４８年２月２８日初版発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の事情を背景になされたものである。本発明の目的は、ポリウレタンフォーム層の目詰まりによるトナー搬送力の低下や硬度の増大等の問題を防止した、トナーの供給、掻き取りを良好かつ均一に行うことのできるトナー供給ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決した本発明は、芯金と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンフォーム層が、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とするトナー供給ローラである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポリウレタンフォーム層の目詰まりによるトナー搬送力の低下や硬度の増大等の問題を防止した、トナーの供給、掻き取りを良好かつ均一に行うことのできるトナー供給ローラ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】
【０００９】
本発明は、芯金と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラに関する。前記ポリウレタンフォーム層は、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とする。
【００１０】
以下、本発明について述べる。
【００１１】
（トナー供給ローラ）
図１−１に本発明のトナー供給ローラの実施形態の一例及び本発明におけるトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の硬度、内部硬度低下率及びヒステリシスロス率の測定方法を示す。図１−１中の（ａ）、（ｂ）に示されているように、本発明のトナー供給ローラ１は、芯金２と、該芯金２の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層３を有している。トナー供給ローラ１の芯金２の両端部位は、画像形成装置のトナー供給ローラ駆動部等と組み合わされる部位であり、該部位にはポリウレタンフォーム層３を設けない。
【００１２】
芯金２として、従来のトナー供給ローラ用の芯金を用いることができる。芯金２は、例えば、鉄等の金属で作製することができる。芯金２の外径は、通常、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１３】
また、ポリウレタンフォーム層３は、表面に内部に連通した複数のセル開口部を有している。
【００１４】
ポリウレタンフォーム層３の層厚は、通常、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするとより好ましい。層厚がこれらの範囲にあることによってトナー供給ローラはより良好なトナー搬送性を有するようになる。
【００１５】
本発明のトナー供給ローラは、上記芯金２とポリウレタンフォーム層３との間に、接着剤層や弾性体層等を必要に応じて有していても良い。
【００１６】
上記ポリウレタンフォーム層３は、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることが好ましい。さらに上記ポリウレタンフォーム層３は、ヒステリシスロス率が１５％以下であり、かつ、前記Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上１．５以下であるとより好ましい。
【００１７】
ポリウレタンフォーム層３のヒステリシスロス率が２０％を超えると、充分に回復しきれない部分において現像ローラへのトナー供給及び掻き取りが不均一となる。また、濃度ムラ等の画像不良を引き起こすことがある。
【００１８】
本発明にて規定されるヒステリシスロス率を有するポリウレタンフォーム層は、ポリウレタン原料を構成する成分の選択、例えば、高分子量のポリオール成分の使用、イソシアネート成分のＴＤＩ/ＭＤＩの比率の調整等を行うことによって形成することができる。
【００１９】
また、前記Ｄｉ／Ｄｓの値を好ましくは１以上２以下、さらに好ましくは１以上１．５以下とすると、トナーのポリウレタンフォーム層への出入りが均一化されてポリウレタンフォーム層内部でトナーの移動が速やかとなる。これにより、目詰まりや硬度の上昇を抑制し、現像ローラへのトナー供給及び掻き取りを均一化することができる。前記Ｄｉ／Ｄｓの値が１より小さいと、トナーが内部から速やかに排出されるが、現像ローラへのトナー供給が過剰になり消費が早く、また現像ローラ上のトナー掻き取りが不均一となる。前記前記Ｄｉ／Ｄｓの値が２を超えるとポリウレタンフォーム層内部でトナーの移動が速やかであるが内部に侵入したトナーが表面から出にくくなり、硬度の上昇により画像に色抜けや濃度むらが発生するおそれがある。
【００２０】
本発明にて規定される範囲の前記Ｄｉ／Ｄｓ値を有するポリウレタンフォーム層は、原料の配合組成や成形型への充填量、攪拌混合性といった成形条件等の選択によって、形成することができる。具体的には、成形型を用いて成形する場合においては、例えば、成形型への充填量を増やすとＤｉ/Ｄｓを大きくすることができる。一方、例えば、泡がつぶれるほど攪拌を行うとＤｉ/Ｄｓを小さくすることができる。それ故、これらを調整してポリウレタンフォーム層を形成することによって前記Ｄｉ／Ｄｓの値を容易に１以上２以下にすることができる。
【００２１】
また、ポリウレタンフォーム層３の内部硬度低下率は２０％以下とすることが好ましく、１５％以下とするとより好ましい。通常、トナー供給ローラは、現像ローラへ１．５ｍｍ程度侵入させた状態で使用される。内部硬度低下率を２０％以下とすると現像ローラからのトナー掻き取りを容易に行うことができ、濃度ムラ等の画像不良が発生することもない。内部硬度低下率が小さいほど掻き取り均一性が良好となり好ましい。なお、本発明にて規定する内部硬度低下率を有するトナー供給ローラは、原料の配合組成や成形型への充填量、成形温度といった成形条件等の選択によって、実現することができる。具体的には、例えば、材料粘度が低く表面の開口性が良好な配合や、充填量を少なめとし、成形温度を高めることにより２０％以下の内部硬度低下率のポリウレタンフォーム層を形成することができる。
【００２２】
本発明においては、ポリウレタンフォーム層３の通気量が２．６Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以上６．５Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以下であると、有利に用いられる。ポリウレタンフォーム層３の通気量をこの範囲とすると、トナー供給ローラによるトナー供給性が安定する。なお、このような通気量を有するポリウレタンフォーム層は、原料の配合組成や成形型への充填量、あるいはクラッシング方法等の選択によって、実現することができる。具体的には、例えば、充填量を少なめとし、エアーによるクラッシングを用いることで規定の通気量のポリウレタンフォーム層を形成することができる。
【００２３】
また、ポリウレタンフォーム層３の表面セル径は２００μｍ以上７００μｍ以下とすることが好ましい。ポリウレタンフォーム層３の表面セル径を２００μｍ以上とすると内部に侵入したトナーが表面から出やすくなり、硬度の上昇に起因する画像の色抜けや濃度むらが発生するおそれもない。また表面セル径を７００μｍ以下とすると現像ローラへのトナー供給及び掻き取りが均一となり、濃度ムラ等の画像不良を引き起こすこともない。
【００２４】
なお、トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の硬度は０．４９Ｎ／ｍｍ以上２．９４Ｎ／ｍｍ以下（５０ｇｆ／ｍｍ以上３００ｇｆ／ｍｍ以下）であることが好ましい。さらに、０．９８Ｎ／ｍｍ以上２．４５Ｎ／ｍｍ以下（１００ｇｆ／ｍｍ以上２５０ｇｆ／ｍｍ以下）であるとより好ましい。トナー供給ローラの硬度がこの範囲にあるとトナー供給ローラにおけるトナー供給性に優れ好ましい。
【００２５】
なお、前記各物性は、実施例に記載の方法に従って測定することができる。
【００２６】
本発明のトナー供給ローラは、公知の方法で製造することができる。例えば、まず、離型剤を塗布したパイプ状金型などの成形型のキャビティ内に、キャビティの中心線と芯金の中心線とが一致するように配置する。次に、ポリオールとポリイソシアネートを含むポリウレタン原料を前記成形型のキャビティ内に注入し、加熱して発泡硬化させることにより作製することができる。
【００２７】
ポリウレタン原料は、ポリオール、イソシアネート、及び、所望により用いられる触媒、発泡剤、整泡剤、導電性付与剤、その他助剤を含むものが好ましく用いられる。
【００２８】
（ポリオール）
本発明で用いるポリオールは、２５℃での粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であるものが好ましい。粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であると表面セル径が大きくなりやすく、また、内部硬度低下率を容易に小さくすることができる。
【００２９】
また、本発明で用いるポリオールは、質量平均分子量が４５００以上８０００以下であるものが好ましい。質量平均分子量が８０００以下のものは適度の粘度を有しており、取扱いやすく、注型、イソシアネートとの均一な混合が容易になる。また質量平均分子量が４５００以上のポリオールを用いると、得られるポリウレタンフォーム層の低温低湿下での物性値の変化が小さく、ヒステリシスロス率が小さく、硬度が高くなりすぎてしまうこともない。すなわち、質量平均分子量がこの範囲内にあるポリオールを用いることによって、低温低湿から高温高湿な使用環境において、トナー供給ローラとしての使用に好適な物性を有するポリウレタンフォーム層とすることができる。
【００３０】
ポリオールは一種を用いてもよいし、二種以上を用いてもよく、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、各種ポリオールを適宜組み合わせて用いることができる。例えば、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等の公知のポリオール類の中から適宜選択して使用することが出来る。また、あらかじめポリイソシアネートと重合させたプレポリマーとして用いても差し支えない。
【００３１】
（ポリイソシアネート）
ポリイソシアネートとしてはトルイレンジイソシアネートを７０％以上含有するものが好ましい。さらには、トルイレンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及び／又はジフェニルメタンジイソシアネートの混合物であることが好ましい。トルイレンジイソシアネートを７０％以上含有するものを用いると、内部セル径が大きく、内部硬度低下率の小さいポリウレタンフォーム層を形成することができる。さらに、ポリイソシアネートとしてトルイレンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及び／又はジフェニルメタンジイソシアネートの混合物を用いると、ポリウレタンフォーム層の成形性が良くなる。また、低硬度で、かつ、引き裂き強度が大きいトナー供給ローラが容易に得られる。また、ポリイソシアネートを公知の活性水素化合物の１種又は２種以上と反応させることにより得られるイソシアネート基末端プレポリマーもポリイソシアネートとして使用することができる。
【００３２】
〈整泡剤〉
本発明においては、必要に応じて整泡剤を用いることができる。整泡剤として、ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド（ＥＯ）／プロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサンを用いることができる。また、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等が挙げられる。これらの整泡剤の中で、ポリジメチルシロキサンとＥＯ／ＰＯ共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。特に、分子量の小さいＥＯ/ＰＯ共重合物を用いて調製した、ＥＯ率が低く、末端に反応性基を持たない水溶性ポリエーテルシロキサンを用いると、得られるポリウレタンフォーム層の連通化が高く、内部硬度低下率が低くなり好ましい。
【００３３】
整泡剤の使用量は、通常、ポリオール１００質量部に対して、０．１質量部以上３質量部以下とすることが好ましい。
【００３４】
また、ポリウレタン原料には、更に、架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、界面活性剤、触媒等を、必要に応じて用いることができる。また、難燃剤や充填剤、更には導電性を付与するための導電性付与剤や、帯電防止剤等も、添加することができる。
【実施例】
【００３５】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
本実施例及び比較例で作製したトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率、硬度、内部硬度低下率、表面セル径、内部セル径及び通気量は、下記方法により測定した。
【００３７】
（ヒステリシスロス率、硬度及び内部硬度低下率）
まず、本実施例、比較例で作製したトナー供給ローラの軸方向に３ヶ所、各軸方向に於いて周方向の９０度毎に４ヶ所、計１２ヶ所においてポリウレタンフォーム層を押圧していく時と開放していく時の荷重−変形量曲線を、ＪＩＳ Ｋ ６４００に準じ測定した。この荷重−変形量曲線の測定方法を、図１−１及び図１−２に基き説明する。
【００３８】
図１−１中の（ａ）及び（ｂ）に示したように、トナー供給ローラ１を、芯金２の両端部において圧縮試験機の支持部材（不図示）で支持した。また、該圧縮試験機に長さ５０ｍｍ（トナー供給ローラ長手方向）×幅１０ｍｍ×厚さ１０ｍｍの板状押圧面を有する冶具４を取り付けた。次に、該圧縮試験機にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度でポリウレタンフォーム層３を冶具４で押圧して２ｍｍ変形させた後、該冶具を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で開放して、押圧していく時と開放していく時の荷重−変形量曲線を記録した。記録された荷重−変形量曲線の一例を図１−２に模式的に示す。
【００３９】
トナー供給ローラの上記１２ヶ所での測定で得られた荷重−変形量曲線から、ヒステリシスロス率、硬度及び内部硬度低下率の各々を次のようにして求めた。
【００４０】
（１）硬度
温度２３℃、相対湿度５３％の環境下で測定した前記荷重−変形量曲線の各々から、押圧して変形量Δ（ｍｍ）が１ｍｍとなった時の該ローラ表面にかかる荷重Ｓ１（Ｎ）を求め、下記式にて硬度Ｈｓ（Ｎ／ｍｍ）を求める。そして、その平均値をポリウレタンフォーム層の硬度とした。この数値が大きくなるほど、ポリウレタンフォーム層３が硬いことを示している。
Ｈｓ＝Ｓ１／Δ
【００４１】
（２）内部硬度低下率
温度２３℃、相対湿度５３％の環境下で測定した前記荷重−変形量曲線の各々から、押圧して変形量Δ（ｍｍ）が１ｍｍとなった時の該ローラ表面にかかる荷重Ｓ１（Ｎ）、２ｍｍとなった時の該ローラ表面にかかる荷重Ｓ２（Ｎ）を求める。次に、これらの値から下記式にて内部硬度低下率を求め、その平均値をポリウレタンフォーム層の内部硬度低下率とした。
内部硬度低下率＝１００×（（２×Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）
【００４２】
（３）ヒステリシスロス率
温度１５℃、相対湿度１０％の環境下で測定した前記荷重−変形量曲線の各々から、面積ＯａｂｃＯ及び面積ＯａｂｅＯを求め、下記式にてヒステリシスロス率を求め、その平均値をポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率とした。
ヒステリシスロス率＝１００×（面積ＯａｂｃＯ／面積ＯａｂｅＯ）
【００４３】
（表面セル径及び内部セル径）
リアルタイム走査型レーザー顕微鏡で得られた、芯金に垂直なポリウレタンフォーム層断面の画像を倍率５０倍で取り込んだ。取り込んだ画像から、無作為に５０個のセルの径を読み取り、ローラの表面１層目に位置するセルのセル径の平均値を表面セル径とし、１層目より内部に位置するセルのセル径の平均値を内部セル径とした。
【００４４】
（通気量）
図２は、本実施例及び比較例のトナー供給ローラの通気量の測定方法を示す説明図である。
本実施例及び比較例のトナー供給ローラの外径より１ｍｍ小さい内径を有する通気量測定用冶具６は、周面に第一の貫通孔６ａ及び第二の貫通孔６ｂ（いずれも径１ｃｍ）を有している。これら貫通孔は円筒体６の中心軸について互いに略対称な位置に配されている。
この通気量測定用冶具６に本実施例及び比較例のトナー供給ローラを挿入した。次に、通気量測定用治具６に覆われていないトナー供給ローラの両端部分に密閉用冶具７で密閉した。第一の貫通孔６ａ及び第二の貫通孔６ｂのうちの一方を大気圧に曝し、他方をチャンバー５に接続し１２５Ｐａの減圧下に曝した。大気圧下に曝された貫通孔から減圧状態の貫通孔へと吸引される１ｍｉｎあたりの外気の流量を測定し、その測定値を貫通孔の断面積で除することによって、ポリウレタンフォーム層の通気量を求めた。
【００４５】
また、本実施例及び比較例で作製したトナー供給ローラを備えた画像形成装置の画像評価は下記方法により行った。
【００４６】
（画像評価）
本実施例及び比較例において作製した各トナー供給ローラをフルカラーレーザービームプリンタ（キヤノン（株）製；ＬＢＰ−２５１０、商品名）用のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーカートリッジに組みこんだ。このカートリッジを前記フルカラーレーザービームプリンタに搭載し、温度１５℃、相対湿度１０％環境下に１２時間以上放置し、初期画像として各色ベタ画像を作像した。その後、前記環境下で連続耐久試験用のテキストページを連続４０００枚出力した。出力終了後１２時間以上放置してから耐久画像として各色ベタ画像を作像し、得られた画像を目視で検査し、下記評価基準に基づき評価した。
◎：画像に不良（色抜け、濃度むら）なし
○：部分的に画像に不良（色抜け、濃度むら）発生
×：画像全面に不良（色抜け、濃度むら）発生
【００４７】
実施例及び比較例のトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層を形成するための原材料として下記のものを準備した。
（１）ポリエーテルポリオール
・ＦＡ−９０８（商品名）
（三洋化成工業（株）製、質量平均分子量７０００、粘度１４００ｍＰａ・ｓ）
・ＦＡ−７０３（商品名）
（三洋化成工業（株）製、質量平均分子量５１００、粘度９０４ｍＰａ・ｓ）
・ＧＬ−３０００（商品名）
（三洋化成工業（株）製、質量平均分子量３０００、粘度５２６ｍＰａ・ｓ）
（２）ポリイソシアネート
・コスモネートＴ−８０
（三井化学ポリウレタン（株）製、トルイレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ＮＣＯ％＝４８）
・コスモネートＭ−２００
（三井化学ポリウレタン（株）製、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、モノメリック及びポリメリックＭＤＩ混合物、ＮＣＯ％＝３１．４）
（３）架橋剤
・１，４−ブタンジオール（キシダ化学（株）製）
（４）シリコーン整泡剤
・ＳＺ−１３３３（商品名、東レ・ダウコーニング（株）製）
・ＳＺ−１３２８（商品名、東レ・ダウコーニング（株）製）
（５）触媒
・ＴＯＹＯＣＡＴ ＥＴ（東ソー（株）製、第三級アミン系）
・Ｄａｂｃｏ ３３ＬＶ（三共エアプロダクツ（株）製、第三級アミン系）
【００４８】
（実施例１〜３）
内径１６ｍｍ円筒状キャビティを有するパイプ状金型の内壁面に離型剤を塗布し、直径５ｍｍ、長さ２９０ｍｍの金属製の芯金を該芯金の中心線と該キャビティの中心線とが一致するように該キャビティ内に配置した。表１に示す各実施例にて使用する原材料を機械的攪拌により混合し、この混合物を前記パイプ状金型のキャビティ内に注入し、該パイプ状金型を６０℃のオーブン中に入れ１５分間加熱することにより発泡硬化させた。その後、脱型、エアーを吹き付けてクラッシングしてトナー供給ローラを作製した。作製したトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率、硬度、内部硬度低下率、表面セル径、内部セル径及び通気量を上記方法により測定した。また各実施例にて得られたトナー供給ローラを備えた画像形成装置を用いて作製した画像を上記方法により評価した。結果を表１に示す。
【００４９】
また、実施例１〜３のポリウレタンフォーム層の比重（あらかじめ芯金の重さを計っておき、得られたトナー供給ローラ重量を計り、ポリウレタンフォーム層の重量を求め、これをポリウレタンフォーム層の体積で割った値。ポリウレタンフォーム層の体積は、トナー供給ローラの径、芯金の径、ポリウレタンフォーム層の長手方向長さを計測して求めればよい。）は、いずれも０．１０ｇ／ｃｍ3であった。
【００５０】
（比較例１）
表１に示す原材料を用いたこと及び混合物の充填量をポリウレタンフォーム層の比重が所定の値となるよう調整したこと以外は前記実施例と同様にしてトナー供給ローラを作製した。さらに、前記実施例と同様にしてポリウレタンフォーム層の物性を測定し、画像評価を行った。結果を表１に示す。また、前記実施例と同様にしてポリウレタンフォーム層の比重を測定したところ、０．１０ｇ／ｃｍ3であった。
【００５１】
（比較例２）
表１に示す各原材料を用いたこと及び混合物の充填量をポリウレタンフォーム層の比重が所定の値となるよう調整したこと以外は前記実施例と同様にしてトナー供給ローラを作製し、ポリウレタンフォーム層の物性を測定し、画像評価を行った。結果を表１に示す。また、前記実施例と同様にしてポリウレタンフォーム層の比重を測定したところ、０．１２ｇ／ｃｍ3であった。
【００５２】
【表１】
【００５３】
実施例１〜３のトナー供給ローラでは、ヒステリシスロス率が２０％以下、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下、内部硬度低下率が２０％以下、通気量が２．６Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以上である。これに対して、比較例１のトナー供給ローラではヒステリシスロス率が２０％より大きく、比較例２のトナー供給ローラではＤｉ／Ｄｓの値が２よりも大きく、画像評価において色抜け、濃度むらなどが発生した。本結果より本実施例のトナー供給ローラは、トナーの供給、掻き取りに優れ、本発明のトナー供給ローラを備えた画像形成装置により色抜けや濃度むらのない画像が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１−１】本発明のトナー供給ローラの実施形態の一例及び本発明におけるトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の硬度、内部硬度低下率及びヒステリシスロス率の測定方法を示す図である。（ａ）は圧縮試験機の支持部材（不図示）に支持された本発明のトナー供給ローラを正面から見た図である。（ｂ）は圧縮試験機の支持部材（不図示）に支持された本発明のトナー供給ローラを側面から見た図である。
【図１−２】測定された荷重−変形量曲線の一例を模式的に示した図である。
【図２】トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の通気量の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ トナー供給ローラ
２ 芯金
３ ポリウレタンフォーム層
４ 冶具
５ チャンバー
６ 通気量測定用治具
６ａ 第一の貫通孔（貫通孔）
６ｂ 第二の貫通孔（貫通孔）
７ 密閉用治具
８ 圧力計
９ 流量計
１０ 吸引ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置において用いられるトナー供給ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘導体などの現像ローラ上に形成した静電潜像を現像装置により現像して、トナー像として可視化することが行われている。このような現像装置においては、トナー（現像剤）を現像ローラに供給するためのトナー供給ローラが内蔵せしめられている。トナー供給ローラは、表面セルが開口した、ポリウレタンフォーム等の発泡弾性体からなる表面層を有している。
【０００３】
発泡弾性体は、気泡の形態により、連続気泡発泡体と独立気泡発泡体とに分類される。このような分類法は周知である（例えば、非特許文献１参照）。トナー供給ローラは、ポリウレタンフォーム層として独立気泡型の発泡弾性体を用いることにより、内部のセルへのトナーの侵入が抑制され、長期使用後におけるローラ硬度の変化は生じないとされる（特許文献１）。
【０００４】
また、表面から内部に向かって通気性が小さくなるよう設定したポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラの製法が提案されている（特許文献２）。しかし、このような低通気性の独立気泡発泡体のポリウレタンフォーム層を備えたトナー供給ローラを長期間使用すると、ポリウレタンフォーム層へ繰り返し加えられる機械的応力により気泡間の隔壁が破壊され、ポリウレタンフォーム層に目詰まりが生じる。これにより、トナー供給ローラのトナー搬送力の低下や硬度の増大等の問題が発生することがあった。またローラ表面にセルが開口したポリウレタンフォーム層では独立気泡発泡体を作製することが難しい。ポリウレタンフォーム層の連通度が低い場合、一旦侵入したトナーは排出され難く、かえってポリウレタンフォーム層の目詰まりによる硬度増加が大きくなる場合があった。トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層として単に連続気泡発泡体を用いただけでは、ポリウレタンフォーム層の気泡内部にトナーが入り込みやすく、硬度の増大等の問題が発生することがあった。
【０００５】
【特許文献１】特許３５１１８３０号公報
【特許文献２】特許３７４７７９５号公報
【非特許文献１】牧廣、小坂田篤、「プラスチックフォームハンドブック」、日刊工業新聞社、昭和４８年２月２８日初版発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来技術の事情を背景になされたものである。本発明の目的は、ポリウレタンフォーム層の目詰まりによるトナー搬送力の低下や硬度の増大等の問題を防止した、トナーの供給、掻き取りを良好かつ均一に行うことのできるトナー供給ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決した本発明は、芯金と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンフォーム層が、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とするトナー供給ローラである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポリウレタンフォーム層の目詰まりによるトナー搬送力の低下や硬度の増大等の問題を防止した、トナーの供給、掻き取りを良好かつ均一に行うことのできるトナー供給ローラ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】
【０００９】
本発明は、芯金と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラに関する。前記ポリウレタンフォーム層は、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とする。
【００１０】
以下、本発明について述べる。
【００１１】
（トナー供給ローラ）
図１−１に本発明のトナー供給ローラの実施形態の一例及び本発明におけるトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の硬度、内部硬度低下率及びヒステリシスロス率の測定方法を示す。図１−１中の（ａ）、（ｂ）に示されているように、本発明のトナー供給ローラ１は、芯金２と、該芯金２の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層３を有している。トナー供給ローラ１の芯金２の両端部位は、画像形成装置のトナー供給ローラ駆動部等と組み合わされる部位であり、該部位にはポリウレタンフォーム層３を設けない。
【００１２】
芯金２として、従来のトナー供給ローラ用の芯金を用いることができる。芯金２は、例えば、鉄等の金属で作製することができる。芯金２の外径は、通常、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１３】
また、ポリウレタンフォーム層３は、表面に内部に連通した複数のセル開口部を有している。
【００１４】
ポリウレタンフォーム層３の層厚は、通常、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下とすることが好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするとより好ましい。層厚がこれらの範囲にあることによってトナー供給ローラはより良好なトナー搬送性を有するようになる。
【００１５】
本発明のトナー供給ローラは、上記芯金２とポリウレタンフォーム層３との間に、接着剤層や弾性体層等を必要に応じて有していても良い。
【００１６】
上記ポリウレタンフォーム層３は、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることが好ましい。さらに上記ポリウレタンフォーム層３は、ヒステリシスロス率が１５％以下であり、かつ、前記Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上１．５以下であるとより好ましい。
【００１７】
ポリウレタンフォーム層３のヒステリシスロス率が２０％を超えると、充分に回復しきれない部分において現像ローラへのトナー供給及び掻き取りが不均一となる。また、濃度ムラ等の画像不良を引き起こすことがある。
【００１８】
本発明にて規定されるヒステリシスロス率を有するポリウレタンフォーム層は、ポリウレタン原料を構成する成分の選択、例えば、高分子量のポリオール成分の使用、イソシアネート成分のＴＤＩ/ＭＤＩの比率の調整等を行うことによって形成することができる。
【００１９】
また、前記Ｄｉ／Ｄｓの値を好ましくは１以上２以下、さらに好ましくは１以上１．５以下とすると、トナーのポリウレタンフォーム層への出入りが均一化されてポリウレタンフォーム層内部でトナーの移動が速やかとなる。これにより、目詰まりや硬度の上昇を抑制し、現像ローラへのトナー供給及び掻き取りを均一化することができる。前記Ｄｉ／Ｄｓの値が１より小さいと、トナーが内部から速やかに排出されるが、現像ローラへのトナー供給が過剰になり消費が早く、また現像ローラ上のトナー掻き取りが不均一となる。前記前記Ｄｉ／Ｄｓの値が２を超えるとポリウレタンフォーム層内部でトナーの移動が速やかであるが内部に侵入したトナーが表面から出にくくなり、硬度の上昇により画像に色抜けや濃度むらが発生するおそれがある。
【００２０】
本発明にて規定される範囲の前記Ｄｉ／Ｄｓ値を有するポリウレタンフォーム層は、原料の配合組成や成形型への充填量、攪拌混合性といった成形条件等の選択によって、形成することができる。具体的には、成形型を用いて成形する場合においては、例えば、成形型への充填量を増やすとＤｉ/Ｄｓを大きくすることができる。一方、例えば、泡がつぶれるほど攪拌を行うとＤｉ/Ｄｓを小さくすることができる。それ故、これらを調整してポリウレタンフォーム層を形成することによって前記Ｄｉ／Ｄｓの値を容易に１以上２以下にすることができる。
【００２１】
また、ポリウレタンフォーム層３の内部硬度低下率は２０％以下とすることが好ましく、１５％以下とするとより好ましい。通常、トナー供給ローラは、現像ローラへ１．５ｍｍ程度侵入させた状態で使用される。内部硬度低下率を２０％以下とすると現像ローラからのトナー掻き取りを容易に行うことができ、濃度ムラ等の画像不良が発生することもない。内部硬度低下率が小さいほど掻き取り均一性が良好となり好ましい。なお、本発明にて規定する内部硬度低下率を有するトナー供給ローラは、原料の配合組成や成形型への充填量、成形温度といった成形条件等の選択によって、実現することができる。具体的には、例えば、材料粘度が低く表面の開口性が良好な配合や、充填量を少なめとし、成形温度を高めることにより２０％以下の内部硬度低下率のポリウレタンフォーム層を形成することができる。
【００２２】
本発明においては、ポリウレタンフォーム層３の通気量が２．６Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以上６．５Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以下であると、有利に用いられる。ポリウレタンフォーム層３の通気量をこの範囲とすると、トナー供給ローラによるトナー供給性が安定する。なお、このような通気量を有するポリウレタンフォーム層は、原料の配合組成や成形型への充填量、あるいはクラッシング方法等の選択によって、実現することができる。具体的には、例えば、充填量を少なめとし、エアーによるクラッシングを用いることで規定の通気量のポリウレタンフォーム層を形成することができる。
【００２３】
また、ポリウレタンフォーム層３の表面セル径は２００μｍ以上７００μｍ以下とすることが好ましい。ポリウレタンフォーム層３の表面セル径を２００μｍ以上とすると内部に侵入したトナーが表面から出やすくなり、硬度の上昇に起因する画像の色抜けや濃度むらが発生するおそれもない。また表面セル径を７００μｍ以下とすると現像ローラへのトナー供給及び掻き取りが均一となり、濃度ムラ等の画像不良を引き起こすこともない。
【００２４】
なお、トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の硬度は０．４９Ｎ／ｍｍ以上２．９４Ｎ／ｍｍ以下（５０ｇｆ／ｍｍ以上３００ｇｆ／ｍｍ以下）であることが好ましい。さらに、０．９８Ｎ／ｍｍ以上２．４５Ｎ／ｍｍ以下（１００ｇｆ／ｍｍ以上２５０ｇｆ／ｍｍ以下）であるとより好ましい。トナー供給ローラの硬度がこの範囲にあるとトナー供給ローラにおけるトナー供給性に優れ好ましい。
【００２５】
なお、前記各物性は、実施例に記載の方法に従って測定することができる。
【００２６】
本発明のトナー供給ローラは、公知の方法で製造することができる。例えば、まず、離型剤を塗布したパイプ状金型などの成形型のキャビティ内に、キャビティの中心線と芯金の中心線とが一致するように配置する。次に、ポリオールとポリイソシアネートを含むポリウレタン原料を前記成形型のキャビティ内に注入し、加熱して発泡硬化させることにより作製することができる。
【００２７】
ポリウレタン原料は、ポリオール、イソシアネート、及び、所望により用いられる触媒、発泡剤、整泡剤、導電性付与剤、その他助剤を含むものが好ましく用いられる。
【００２８】
（ポリオール）
本発明で用いるポリオールは、２５℃での粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であるものが好ましい。粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であると表面セル径が大きくなりやすく、また、内部硬度低下率を容易に小さくすることができる。
【００２９】
また、本発明で用いるポリオールは、質量平均分子量が４５００以上８０００以下であるものが好ましい。質量平均分子量が８０００以下のものは適度の粘度を有しており、取扱いやすく、注型、イソシアネートとの均一な混合が容易になる。また質量平均分子量が４５００以上のポリオールを用いると、得られるポリウレタンフォーム層の低温低湿下での物性値の変化が小さく、ヒステリシスロス率が小さく、硬度が高くなりすぎてしまうこともない。すなわち、質量平均分子量がこの範囲内にあるポリオールを用いることによって、低温低湿から高温高湿な使用環境において、トナー供給ローラとしての使用に好適な物性を有するポリウレタンフォーム層とすることができる。
【００３０】
ポリオールは一種を用いてもよいし、二種以上を用いてもよく、本発明の効果が損なわれない範囲で、所望により、各種ポリオールを適宜組み合わせて用いることができる。例えば、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等の公知のポリオール類の中から適宜選択して使用することが出来る。また、あらかじめポリイソシアネートと重合させたプレポリマーとして用いても差し支えない。
【００３１】
（ポリイソシアネート）
ポリイソシアネートとしてはトルイレンジイソシアネートを７０％以上含有するものが好ましい。さらには、トルイレンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及び／又はジフェニルメタンジイソシアネートの混合物であることが好ましい。トルイレンジイソシアネートを７０％以上含有するものを用いると、内部セル径が大きく、内部硬度低下率の小さいポリウレタンフォーム層を形成することができる。さらに、ポリイソシアネートとしてトルイレンジイソシアネートとポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート及び／又はジフェニルメタンジイソシアネートの混合物を用いると、ポリウレタンフォーム層の成形性が良くなる。また、低硬度で、かつ、引き裂き強度が大きいトナー供給ローラが容易に得られる。また、ポリイソシアネートを公知の活性水素化合物の１種又は２種以上と反応させることにより得られるイソシアネート基末端プレポリマーもポリイソシアネートとして使用することができる。
【００３２】
〈整泡剤〉
本発明においては、必要に応じて整泡剤を用いることができる。整泡剤として、ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド（ＥＯ）／プロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサンを用いることができる。また、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等が挙げられる。これらの整泡剤の中で、ポリジメチルシロキサンとＥＯ／ＰＯ共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。特に、分子量の小さいＥＯ/ＰＯ共重合物を用いて調製した、ＥＯ率が低く、末端に反応性基を持たない水溶性ポリエーテルシロキサンを用いると、得られるポリウレタンフォーム層の連通化が高く、内部硬度低下率が低くなり好ましい。
【００３３】
整泡剤の使用量は、通常、ポリオール１００質量部に対して、０．１質量部以上３質量部以下とすることが好ましい。
【００３４】
また、ポリウレタン原料には、更に、架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、界面活性剤、触媒等を、必要に応じて用いることができる。また、難燃剤や充填剤、更には導電性を付与するための導電性付与剤や、帯電防止剤等も、添加することができる。
【実施例】
【００３５】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
本実施例及び比較例で作製したトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率、硬度、内部硬度低下率、表面セル径、内部セル径及び通気量は、下記方法により測定した。
【００３７】
（ヒステリシスロス率、硬度及び内部硬度低下率）
まず、本実施例、比較例で作製したトナー供給ローラの軸方向に３ヶ所、各軸方向に於いて周方向の９０度毎に４ヶ所、計１２ヶ所においてポリウレタンフォーム層を押圧していく時と開放していく時の荷重−変形量曲線を、ＪＩＳ Ｋ ６４００に準じ測定した。この荷重−変形量曲線の測定方法を、図１−１及び図１−２に基き説明する。
【００３８】
図１−１中の（ａ）及び（ｂ）に示したように、トナー供給ローラ１を、芯金２の両端部において圧縮試験機の支持部材（不図示）で支持した。また、該圧縮試験機に長さ５０ｍｍ（トナー供給ローラ長手方向）×幅１０ｍｍ×厚さ１０ｍｍの板状押圧面を有する冶具４を取り付けた。次に、該圧縮試験機にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度でポリウレタンフォーム層３を冶具４で押圧して２ｍｍ変形させた後、該冶具を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で開放して、押圧していく時と開放していく時の荷重−変形量曲線を記録した。記録された荷重−変形量曲線の一例を図１−２に模式的に示す。
【００３９】
トナー供給ローラの上記１２ヶ所での測定で得られた荷重−変形量曲線から、ヒステリシスロス率、硬度及び内部硬度低下率の各々を次のようにして求めた。
【００４０】
（１）硬度
温度２３℃、相対湿度５３％の環境下で測定した前記荷重−変形量曲線の各々から、押圧して変形量Δ（ｍｍ）が１ｍｍとなった時の該ローラ表面にかかる荷重Ｓ１（Ｎ）を求め、下記式にて硬度Ｈｓ（Ｎ／ｍｍ）を求める。そして、その平均値をポリウレタンフォーム層の硬度とした。この数値が大きくなるほど、ポリウレタンフォーム層３が硬いことを示している。
Ｈｓ＝Ｓ１／Δ
【００４１】
（２）内部硬度低下率
温度２３℃、相対湿度５３％の環境下で測定した前記荷重−変形量曲線の各々から、押圧して変形量Δ（ｍｍ）が１ｍｍとなった時の該ローラ表面にかかる荷重Ｓ１（Ｎ）、２ｍｍとなった時の該ローラ表面にかかる荷重Ｓ２（Ｎ）を求める。次に、これらの値から下記式にて内部硬度低下率を求め、その平均値をポリウレタンフォーム層の内部硬度低下率とした。
内部硬度低下率＝１００×（（２×Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１）
【００４２】
（３）ヒステリシスロス率
温度１５℃、相対湿度１０％の環境下で測定した前記荷重−変形量曲線の各々から、面積ＯａｂｃＯ及び面積ＯａｂｅＯを求め、下記式にてヒステリシスロス率を求め、その平均値をポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率とした。
ヒステリシスロス率＝１００×（面積ＯａｂｃＯ／面積ＯａｂｅＯ）
【００４３】
（表面セル径及び内部セル径）
リアルタイム走査型レーザー顕微鏡で得られた、芯金に垂直なポリウレタンフォーム層断面の画像を倍率５０倍で取り込んだ。取り込んだ画像から、無作為に５０個のセルの径を読み取り、ローラの表面１層目に位置するセルのセル径の平均値を表面セル径とし、１層目より内部に位置するセルのセル径の平均値を内部セル径とした。
【００４４】
（通気量）
図２は、本実施例及び比較例のトナー供給ローラの通気量の測定方法を示す説明図である。
本実施例及び比較例のトナー供給ローラの外径より１ｍｍ小さい内径を有する通気量測定用冶具６は、周面に第一の貫通孔６ａ及び第二の貫通孔６ｂ（いずれも径１ｃｍ）を有している。これら貫通孔は円筒体６の中心軸について互いに略対称な位置に配されている。
この通気量測定用冶具６に本実施例及び比較例のトナー供給ローラを挿入した。次に、通気量測定用治具６に覆われていないトナー供給ローラの両端部分に密閉用冶具７で密閉した。第一の貫通孔６ａ及び第二の貫通孔６ｂのうちの一方を大気圧に曝し、他方をチャンバー５に接続し１２５Ｐａの減圧下に曝した。大気圧下に曝された貫通孔から減圧状態の貫通孔へと吸引される１ｍｉｎあたりの外気の流量を測定し、その測定値を貫通孔の断面積で除することによって、ポリウレタンフォーム層の通気量を求めた。
【００４５】
また、本実施例及び比較例で作製したトナー供給ローラを備えた画像形成装置の画像評価は下記方法により行った。
【００４６】
（画像評価）
本実施例及び比較例において作製した各トナー供給ローラをフルカラーレーザービームプリンタ（キヤノン（株）製；ＬＢＰ−２５１０、商品名）用のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーカートリッジに組みこんだ。このカートリッジを前記フルカラーレーザービームプリンタに搭載し、温度１５℃、相対湿度１０％環境下に１２時間以上放置し、初期画像として各色ベタ画像を作像した。その後、前記環境下で連続耐久試験用のテキストページを連続４０００枚出力した。出力終了後１２時間以上放置してから耐久画像として各色ベタ画像を作像し、得られた画像を目視で検査し、下記評価基準に基づき評価した。
◎：画像に不良（色抜け、濃度むら）なし
○：部分的に画像に不良（色抜け、濃度むら）発生
×：画像全面に不良（色抜け、濃度むら）発生
【００４７】
実施例及び比較例のトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層を形成するための原材料として下記のものを準備した。
（１）ポリエーテルポリオール
・ＦＡ−９０８（商品名）
（三洋化成工業（株）製、質量平均分子量７０００、粘度１４００ｍＰａ・ｓ）
・ＦＡ−７０３（商品名）
（三洋化成工業（株）製、質量平均分子量５１００、粘度９０４ｍＰａ・ｓ）
・ＧＬ−３０００（商品名）
（三洋化成工業（株）製、質量平均分子量３０００、粘度５２６ｍＰａ・ｓ）
（２）ポリイソシアネート
・コスモネートＴ−８０
（三井化学ポリウレタン（株）製、トルイレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ＮＣＯ％＝４８）
・コスモネートＭ−２００
（三井化学ポリウレタン（株）製、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、モノメリック及びポリメリックＭＤＩ混合物、ＮＣＯ％＝３１．４）
（３）架橋剤
・１，４−ブタンジオール（キシダ化学（株）製）
（４）シリコーン整泡剤
・ＳＺ−１３３３（商品名、東レ・ダウコーニング（株）製）
・ＳＺ−１３２８（商品名、東レ・ダウコーニング（株）製）
（５）触媒
・ＴＯＹＯＣＡＴ ＥＴ（東ソー（株）製、第三級アミン系）
・Ｄａｂｃｏ ３３ＬＶ（三共エアプロダクツ（株）製、第三級アミン系）
【００４８】
（実施例１〜３）
内径１６ｍｍ円筒状キャビティを有するパイプ状金型の内壁面に離型剤を塗布し、直径５ｍｍ、長さ２９０ｍｍの金属製の芯金を該芯金の中心線と該キャビティの中心線とが一致するように該キャビティ内に配置した。表１に示す各実施例にて使用する原材料を機械的攪拌により混合し、この混合物を前記パイプ状金型のキャビティ内に注入し、該パイプ状金型を６０℃のオーブン中に入れ１５分間加熱することにより発泡硬化させた。その後、脱型、エアーを吹き付けてクラッシングしてトナー供給ローラを作製した。作製したトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率、硬度、内部硬度低下率、表面セル径、内部セル径及び通気量を上記方法により測定した。また各実施例にて得られたトナー供給ローラを備えた画像形成装置を用いて作製した画像を上記方法により評価した。結果を表１に示す。
【００４９】
また、実施例１〜３のポリウレタンフォーム層の比重（あらかじめ芯金の重さを計っておき、得られたトナー供給ローラ重量を計り、ポリウレタンフォーム層の重量を求め、これをポリウレタンフォーム層の体積で割った値。ポリウレタンフォーム層の体積は、トナー供給ローラの径、芯金の径、ポリウレタンフォーム層の長手方向長さを計測して求めればよい。）は、いずれも０．１０ｇ／ｃｍ3であった。
【００５０】
（比較例１）
表１に示す原材料を用いたこと及び混合物の充填量をポリウレタンフォーム層の比重が所定の値となるよう調整したこと以外は前記実施例と同様にしてトナー供給ローラを作製した。さらに、前記実施例と同様にしてポリウレタンフォーム層の物性を測定し、画像評価を行った。結果を表１に示す。また、前記実施例と同様にしてポリウレタンフォーム層の比重を測定したところ、０．１０ｇ／ｃｍ3であった。
【００５１】
（比較例２）
表１に示す各原材料を用いたこと及び混合物の充填量をポリウレタンフォーム層の比重が所定の値となるよう調整したこと以外は前記実施例と同様にしてトナー供給ローラを作製し、ポリウレタンフォーム層の物性を測定し、画像評価を行った。結果を表１に示す。また、前記実施例と同様にしてポリウレタンフォーム層の比重を測定したところ、０．１２ｇ／ｃｍ3であった。
【００５２】
【表１】
【００５３】
実施例１〜３のトナー供給ローラでは、ヒステリシスロス率が２０％以下、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下、内部硬度低下率が２０％以下、通気量が２．６Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以上である。これに対して、比較例１のトナー供給ローラではヒステリシスロス率が２０％より大きく、比較例２のトナー供給ローラではＤｉ／Ｄｓの値が２よりも大きく、画像評価において色抜け、濃度むらなどが発生した。本結果より本実施例のトナー供給ローラは、トナーの供給、掻き取りに優れ、本発明のトナー供給ローラを備えた画像形成装置により色抜けや濃度むらのない画像が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１−１】本発明のトナー供給ローラの実施形態の一例及び本発明におけるトナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の硬度、内部硬度低下率及びヒステリシスロス率の測定方法を示す図である。（ａ）は圧縮試験機の支持部材（不図示）に支持された本発明のトナー供給ローラを正面から見た図である。（ｂ）は圧縮試験機の支持部材（不図示）に支持された本発明のトナー供給ローラを側面から見た図である。
【図１−２】測定された荷重−変形量曲線の一例を模式的に示した図である。
【図２】トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層の通気量の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ トナー供給ローラ
２ 芯金
３ ポリウレタンフォーム層
４ 冶具
５ チャンバー
６ 通気量測定用治具
６ａ 第一の貫通孔（貫通孔）
６ｂ 第二の貫通孔（貫通孔）
７ 密閉用治具
８ 圧力計
９ 流量計
１０ 吸引ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンフォーム層が、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項２】
前記ポリウレタンフォーム層の内部硬度低下率が、２０％以下であることを特徴とする請求項１記載のトナー供給ローラ。
【請求項３】
前記ポリウレタンフォーム層の通気量が、２．６Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以上６．５Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のトナー供給ローラ。
【請求項４】
前記ポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率が１５％以下であり、かつ、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上１．５以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトナー供給ローラ。
【請求項１】
芯金と、該芯金の外周面上にポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンフォーム層が、２０％以下のヒステリシスロス率を有し、かつ、該ポリウレタンフォーム層の内部セル径をＤｉとし、表面セル径をＤｓとしたとき、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上２以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項２】
前記ポリウレタンフォーム層の内部硬度低下率が、２０％以下であることを特徴とする請求項１記載のトナー供給ローラ。
【請求項３】
前記ポリウレタンフォーム層の通気量が、２．６Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以上６．５Ｌ／ｍｉｎ・ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のトナー供給ローラ。
【請求項４】
前記ポリウレタンフォーム層のヒステリシスロス率が１５％以下であり、かつ、Ｄｉ／Ｄｓの値が１以上１．５以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトナー供給ローラ。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図１−２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−３０９９３０（Ｐ２００８−３０９９３０Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５６２１０（Ｐ２００７−１５６２１０）
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
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