トナー供給ロールおよびその製造方法
【課題】トナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすトナー供給ロールおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】軸体の外周面にスポンジ弾性層２が形成され、このスポンジ弾性層２の表面にスキン層２ａが形成され、スポンジ弾性層２の表面に軸方向に延びる複数の凸条Ｔが周方向に所定のピッチで形成されており、凸条Ｔにおける角部および隣り合う凸条Ｔ間の凹溝Ｍにおける角部が曲面２１，２２に形成され、スポンジ弾性層２が軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、スキン層２ａが軟質に形成され、スポンジ弾性層２の表面には、スポンジ弾性層２を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層２ａの表面には、セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布している。
【解決手段】軸体の外周面にスポンジ弾性層２が形成され、このスポンジ弾性層２の表面にスキン層２ａが形成され、スポンジ弾性層２の表面に軸方向に延びる複数の凸条Ｔが周方向に所定のピッチで形成されており、凸条Ｔにおける角部および隣り合う凸条Ｔ間の凹溝Ｍにおける角部が曲面２１，２２に形成され、スポンジ弾性層２が軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、スキン層２ａが軟質に形成され、スポンジ弾性層２の表面には、スポンジ弾性層２を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層２ａの表面には、セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンター等の電子写真装置に用いられるトナー供給ロールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真装置に用いられるトナー供給ロールには、トナーを安定して現像ロールに供給するトナー供給性能に加え、現像ロールの外周面に余ったトナーを確実に掻き取るトナー掻き取り性能も求められている。そこで、トナー供給ロールは、通常、軸体の外周面にスポンジ（発泡体）弾性層が形成されたものとなっており、そのスポンジ弾性層の外周面に開口する多数のセル（凹部）により、上記トナー供給性能およびトナー掻き取り性能を発揮している。すなわち、上記多数のセル開口により、スポンジ弾性層の外周面を均一な粗面に形成し、それにより、トナーの搬送性を向上させ、トナー供給性能を発揮している。さらに、上記セル開口の開口縁が現像ロールの外周面に圧接した際に、そのセル開口の開口縁が現像ロールの外周面のトナーを掻き取ることにより、トナー掻き取り性能を発揮している。
【０００３】
さらに、最近では、上記トナー供給性能およびトナー掻き取り性能というトナー供給ロールの基本性能の向上に加えて、トナー劣化防止性能およびトナー供給ロールの長寿命化も要求されている。
【０００４】
そこで、例えば、スポンジ弾性層の外周面に軸方向に延びる複数の凸条が周方向に所定のピッチで形成されたもの（特許文献１参照）、スポンジ弾性層の外周面にスキン層が形成されたもの（特許文献２参照）、上記凸条における角部が曲面に形成されているもの（特許文献３参照）、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成されているもの（特許文献４参照）が提案されている。
【特許文献１】特許第３５３６５９８号公報
【特許文献２】特開２００１−５１４９２号公報
【特許文献３】特開２００６−９１６９６号公報
【特許文献４】特開２００８−４０２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の、スポンジ弾性層の外周面に上記凸条が形成されているトナー供給ロールでは、その凸条が現像ロールの外周面に圧接することにより、トナー掻き取り性能を向上させている。しかしながら、トナーが、スポンジ弾性層の外周面のセル開口からスポンジ弾性層内部に侵入してスポンジ弾性層内部に徐々に詰まり、スポンジ弾性層が徐々に硬化するという問題がある。スポンジ弾性層が硬化すると、現像ロール表面に圧接した際に、トナーにストレスを与え、トナーが劣化し易くなる。すなわち、スポンジ弾性層内にトナーが侵入することにより、トナー供給ロールの寿命が短くなり、その点で改善の余地があった。
【０００６】
また、上記特許文献２の、スポンジ弾性層の外周面にスキン層を形成したトナー供給ロールでは、そのスキン層の形成により、スポンジ弾性層の外周面において開口セルをなくし、スポンジ弾性層内部へのトナーの侵入を防止している。しかしながら、上記スキン層は、スポンジ弾性層の表面部分が硬化したものであるため、現像ロール表面に圧接した際に、そのスキン層がトナーにストレスを与え、トナーが劣化し易くなる。しかも、上記特許文献２のトナー供給ロールでは、上記のように、スポンジ弾性層の外周面に形成される開口セルをなくしているため、その開口セルによる上記トナー供給性能およびトナー掻き取り性能が発揮できない。
【０００７】
また、上記特許文献３の、上記凸条における角部が曲面に形成されているトナー供給ロールは、現像ロール表面に圧接した際に、上記凸条における曲面により、トナーへのストレスが低減され、トナーの劣化を防止することができる。しかしながら、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部では、その角部にあるトナーが移動し難くなっているため、現像ロール表面に圧接した際に、トナーにストレスが加わり、トナーを劣化させる。
【０００８】
これとは逆に、上記特許文献４の、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成されているトナー供給ロールでは、現像ロール表面に圧接した際に、上記凹溝に形成された曲面により、その角部にあるトナーが移動し易くなっており、トナーへのストレスが低減され、トナーの劣化を防止することができる。しかしながら、上記凸条における角部では、現像ロール表面に圧接した際に、トナーにストレスが加わり、トナーを劣化させる。
【０００９】
このように、トナー供給ロールに要求される、上記トナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすトナー供給ロールは未だ提案されていない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすトナー供給ロールおよびその製造方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明は、軸体と、この軸体の外周面に沿って形成されたスポンジ弾性層と、このスポンジ弾性層の表面に形成されたスキン層とを有し、上記スポンジ弾性層の表面に軸方向に延びる複数の凸条が周方向に所定のピッチで形成されているトナー供給ロールであって、上記凸条における角部および隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成され、上記スポンジ弾性層が軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、上記スキン層が軟質に形成され、上記スポンジ弾性層の表面には、スポンジ弾性層を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層の表面には、上記セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布しているトナー供給ロールを第１の要旨とする。
【００１２】
また、本発明は、型面に上記凸条に対応する凹溝が形成されている成形用型を用い、その成形用型内に軟質フォーム用ウレタン発泡材料を供給することにより、軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層を形成する上記トナー供給ロールの製造方法であって、上記スポンジ弾性層の形成に先立って、上記成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆するトナー供給ロールの製造方法を第２の要旨とする。
【００１３】
本発明者は、トナー供給ロールのトナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすようにすべく、多数のスポンジ弾性層のサンプルをつくり、そのスポンジ弾性層の表面状態について研究を重ねた。その結果、軟質フォーム用ウレタン発泡材料を用い、スポンジ弾性層を形成すると、スポンジ弾性層の表面に形成されるスキン層が軟質になることを突き止めた。そして、さらに研究を重ねた結果、上記スポンジ弾性層の表面に、軸方向に延びる複数の凸条を周方向に所定のピッチで形成し、上記凸条における角部および隣り合う上記凸条間の凹溝における角部を曲面に形成し、かつ、上記スキン層により、スポンジ弾性層表面に多数開口するセル開口を適宜塞ぎ、スキン層表面の開口の開口率を１０％以下に設定すると、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトナー供給ロールは、軟質フォーム用ウレタン発泡材料を用いてスキン層自体を軟質にするとともに、上記スキン層表面の開口率を１０％以下に設定している。すなわち、スキン層の軟質化と上記開口率とにより、トナーがスキン層表面の開口を通ってスポンジ弾性層表面のセル開口からスポンジ弾性層の内部に侵入するのを有効に防止している。その結果、スポンジ弾性層内部でのトナー滞留に基づくスポンジ弾性層の硬度上昇を防止し、トナー供給ロールの長寿命化を図っている。ここで、上記スキン層表面の開口率を１０％以下に設定すると、その開口自体によるトナー供給性能およびトナー掻き取り性能は若干低下するものの、スポンジ弾性層の表面に形成された複数の凸条が軟質でトナー供給ロールの回転に伴って変形し易くなって接触面積を増やすことにより、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能をより発揮し、全体的に充分なトナー供給性能およびトナー掻き取り性能が得られるようになる。さらに、上記のようにスキン層自体を軟質なものとし、かつ、上記凸条における角部を曲面に形成することにより、その凸条における曲面でのトナーへの圧力を緩和し、トナーの劣化を防止している。また、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部を曲面に形成することにより、その凹溝における曲面でのトナーの移動を容易にしてトナーへのストレスを低減し、トナーの劣化を防止している。しかも、上記凸条における角部を曲面に形成し、かつ、上記凹溝における角部を曲面に形成することにより、スキン層に対するストレスも低減し、スキン層が破損を防止している。これにより、スポンジ弾性層表面においてセル開口を適宜に塞いでトナーの侵入を防止するという、スキン層による効果を、長期にわたって維持し、トナー供給ロールの長寿命化を図っている。以上のように、本発明のトナー供給ロールは、トナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすことができる。
【００１５】
特に、上記凸条の高さが０．１〜０．７ｍｍの範囲内に、上記凸条の形成ピッチが０．５〜１．５ｍｍの範囲内にそれぞれ設定されている場合には、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能がより優れたものになる。
【００１６】
また、下記（Ａ）により測定した荷重で示される、上記スキン層が形成されているスポンジ弾性層の表面硬度が、２．４５Ｎ以下になっている場合には、スポンジ弾性層の表面硬度がより適正になり、トナーの劣化をより防止することができる。
（Ａ）スポンジ弾性層をスキン層の表面から、５０ｍｍ×５０ｍｍの板体にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧したときの、１ｍｍ変位時の荷重を測定する。
【００１７】
そして、本発明のトナー供給ロールの製造方法は、スポンジ弾性層の形成に先立って、成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆することにより、スキン層が形成され難く、開口し易い軟質フォーム用ウレタン発泡材料を用いても、スポンジ弾性層表面に分布するセル開口を適宜塞いだ状態にすることができ、そのセル開口に由来する、スキン層表面の開口の開口率を１０％以下に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１９】
図１は、本発明のトナー供給ロールの一実施の形態を示している。このトナー供給ロールは、軸体１の外周面にスポンジ弾性層２が形成されており、このスポンジ弾性層２の外周面には、複数の凸条Ｔが、ロールの中心軸と平行に、周方向に一定のピッチで形成されている。上記凸条Ｔは、略均一高さ、略均一幅に形成され、スポンジ弾性層２の一端縁から他端縁まで連続したものとなっている。上記凸条Ｔの、トナー供給ロールの軸に直交する断面形状は、図２に拡大して示すように、この実施の形態では、台形状になっており、凸条Ｔの頂面から両側面に至る部分（凸条Ｔにおける角部）がなだらかな曲面２１に形成されている。さらに、隣り合う凸条Ｔの間の凹溝Ｍにおいても、上記凸条Ｔの両側面（凹溝Ｍの両側面）から凹溝Ｍの底面に至る部分（凹溝Ｍにおける角部）がなだらかな曲面２２に形成されている。また、上記スポンジ弾性層２は、軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、その表面（凸条Ｔの表面および凹溝Ｍの表面）には、軟質なスキン層２ａが形成されている。上記スポンジ弾性層２の表面には、スポンジ弾性層２を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層２ａは、スポンジ弾性層２表面に多数開口するセル開口を適宜塞いでいる。これにより、上記スキン層２ａの表面では、上記セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布した状態になっている（図２ではスキン層２ａ表面の開口の開口率が０％を超えるものを図示している。スキン層２ａ表面の開口の開口率が０％のものは図３に示す）。なお、図１では、理解を容易にするために、上記凸条Ｔを大きく図示するとともに、その本数を少なく図示しており、図２では、円周方向を水平方向に図示している。
【００２０】
より詳しく説明すると、上記凸条Ｔおよび凹溝Ｍの寸法は、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能をより優れたものにする観点から、凸条Ｔの頂面の幅ａが０．３〜０．５ｍｍの範囲内、高さｂが０．１〜０．７ｍｍの範囲内、凸条Ｔの形成ピッチｃが０．５〜１．５ｍｍの範囲内、凸条Ｔにおける曲面２１および凹溝Ｍにおける曲面２２の曲率半径ｄが０．１〜０．３ｍｍの範囲内にそれぞれ設定されることが好ましい。より好ましくは、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能がさらに優れたものになる観点から、凸条Ｔの高さｂが０．２〜０．５ｍｍの範囲内、凸条Ｔの形成ピッチｃが０．７〜１．３ｍｍの範囲内にそれぞれ設定される。
【００２１】
上記スポンジ弾性層２は、型成形により、軟質フォーム用ウレタン発泡材料を発泡させることにより形成される。そのうち、成形用型の型面に接触する部分が、上記材料に由来して軟質なスキン層２ａに形成される。そのスキン層２ａが形成されているスポンジ弾性層２の表面硬度は、トナーの劣化をより防止する観点から、下記（Ａ）により測定される荷重が２．４５Ｎ以下になるような表面硬度であることが好ましい。なお、上記スポンジ弾性層２は、連泡性でも独泡性でもよい。
（Ａ）図４（ａ），（ｂ）に示すように、トナー供給ロールＡを、その両端の軸体１部分において支持し、その状態で、スポンジ弾性層２を、板状押圧面〔５０ｍｍ×５０ｍｍ×７ｍｍ（厚さ）〕を有する治具Ｂにて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧し、その時の、１ｍｍ変位時の荷重を測定する。
【００２２】
上記スキン層２ａは、上記スポンジ弾性層２を型成形した際に、スポンジ弾性層２の表面に多数開口するセル開口を適宜塞ぎ、スキン層２ａ表面の開口の開口率を１０％以下にする。上記スキン層２ａ表面の開口の開口率は、スキン層２ａの表面を電子顕微鏡等で観察し、開口の面積と開口以外（開口していない部分）の面積とを画像処理装置等により実測することにより確認することができる。なお、上記スキン層２ａの厚みは、上記開口の開口率を１０％以下に設定し易くなる観点から、５μｍ以上５０μｍ以下に設定することが好ましい。
【００２３】
このようなトナー供給ロールを実機（複写機等）に組み込み、その実機を作動させる（複写等を行う）と、そのトナー供給ロールは、現像ロールに摺接しながら回転する。この摺接開始時に、トナー供給ロールから現像ロールにトナーが供給され、摺接終了時に、現像ロール表面のトナーがトナー供給ロールにより掻き取られる。このような摺接状態において、上記凸条Ｔは軟質であることから変形し易く、現像ロールとの接触面積が増える。このため、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能をより発揮することができる。
【００２４】
そして、上記トナー供給およびトナー掻き取りが長時間行われても、上記トナー供給ロールは、スキン層２ａ自体が軟質であるとともに、そのスキン層２ａ表面の開口の開口率が１０％以下に設定されているため、トナーがスキン層２ａ表面の開口を通ってスポンジ弾性層２の表面のセル開口からスポンジ弾性層２の内部に侵入するのを防止することができる。その結果、トナーがスポンジ弾性層２の内部に溜まることがなく、トナー滞留に基づくスポンジ弾性層２の硬度上昇が防止され、トナー供給ロールの長寿命化を図ることができる。
【００２５】
また、上記凸条Ｔでは、角部が曲面２１に形成され、しかも、その表面のスキン層２ａが軟質に形成されているため、上記現像ロールとの摺接状態において、上記凸条Ｔにおける曲面２１でのトナーへの圧力を緩和し、トナーの劣化を防止することができる。また、上記凹溝Ｍでは、角部が曲面２２に形成されているため、上記現像ロールとの摺接状態において、上記凹溝Ｍにおける曲面でのトナーの移動を容易にしてトナーへのストレスを低減し、トナーの劣化を防止することができる。
【００２６】
さらに、上記凸条Ｔにおける角部が曲面２１に形成され、かつ、上記凹溝Ｍにおける角部が曲面２２に形成されることにより、スキン層２ａに対するストレスも低減される。このため、スキン層２ａが破損し難くなり、スポンジ弾性層２表面においてセル開口を適宜に塞いでトナーの侵入を防止するという、スキン層２ａによる効果を、長期にわたって維持することができる。その結果、トナー供給ロールの長寿命化を図ることができる。
【００２７】
上記トナー供給ロールは、例えば、つぎのようにして製造することができる。
【００２８】
まず、スポンジ弾性層２を形成するための成形用型を準備する。この成形用型は、型面（内周面）に、上記凸条Ｔに対応する凹溝が形成された円筒状のものとなっている。そして、上記成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆する。
【００２９】
ついで、軸体１を準備し、その軸体１の外周面に、必要に応じて接着剤等を塗布し、これを上記成形用型の中空部に同軸的に設置し、密封する。なお、上記軸体１は、中実でも中空でもよく、その形成材料としては、例えば、鉄，ステンレス，アルミニウム等の金属材料、またはポリアセタール（ＰＯＭ），アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ），ポリカーボネート，ナイロン等のプラスチックがあげられる。
【００３０】
そして、上記成形用型の型面と軸体１との間に、上記スポンジ弾性層２形成用の軟質フォーム用ウレタン発泡材料を注入した後、加熱し、発泡硬化させ、スポンジ弾性層２を形成する。これにより、成形用型の型面の凹溝が転写されて、上記スポンジ弾性層２の表面に上記凸条Ｔが形成されるとともに、上記軟質のスキン層２ａが形成される。その後、脱型する。このようにして、上記トナー供給ロールを製造することができる。
【００３１】
本発明のトナー供給ロールの他の実施の形態として、上記凸条Ｔを、ロールの中心軸に対して０°を超え４５°以下の角度で傾斜するよう螺旋状に形成してもよい。上記螺旋状の凸条Ｔの形成は、型面に螺旋状の凹溝を形成した成形用型を用いてスポンジ弾性層２を形成することにより行われる。それ以外の部分は、図１に示す実施の形態（凸条Ｔが中心軸と平行、すなわち凸条Ｔの傾斜角度が０°になっている形態）と同様である。
【００３２】
この実施の形態では、凸条Ｔが螺旋状になって軸方向に延びているため、現像ロールに対して、凸条Ｔは、その一部分で圧接する（点接触状に圧接する）ようになり、両ロールの回転に伴って、凸条Ｔの圧接部分がトナー供給ロールの軸方向に順次移動し、凸条Ｔの圧接が連続的となる。このため、両ロールの振動および回転むらを防止することができる。
【００３３】
なお、上記各実施の形態では、スポンジ弾性層２の表面に形成する凸条Ｔの断面形状を台形状としたが、凸条Ｔの断面形状は、長方形状，正方形状等の他の四角形でもよいし、また、三角形状でもよいし、五角形状以上の多角形でもよい。
【００３４】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例１】
【００３５】
〔軸体〕
直径５ｍｍのＳＵＭ２２製中実円柱状の軸体を準備した。
【００３６】
〔スポンジ弾性層の形成材料の調製〕
ポリエーテルポリオール（三井化学社製、ＥＰ−５５３）９０重量部、ポリマーポリオール（三井化学社製、ＰＯＰ−９３）１０重量部、ジエタノールアミン２重量部、シリコン整泡剤（日本ユニカー社製、Ｌ−５３０９）３重量部、水２重量部、アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）０．５重量部、アミン触媒（東ソー社製、トヨキャットＨＸ−３５）０．１重量部、ＤＢＴＤＬ０．１重量部、およびイソシアネート（住友バイエルウレタン社製、スミジュールＶＴ−８０）３０．５重量部を配合してスポンジ弾性層の形成材料を調製した。
【００３７】
〔トナー供給ロールの製造〕
内周面（型面）に断面台形状の凹溝が形成された円筒状の成形用型を準備した。そして、その型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックス（中京油脂社製、Ｎ−８００）を塗布した。つぎに、その成形用型に上記軸体を同軸的にセットし、成形空間内に上記スポンジ弾性層の形成材料を充填した後、その成形用型をオーブン内に入れ、発泡硬化させる（６０℃×３０分間）ことにより、上記軸体の外周面にスポンジ弾性層（外径１６ｍｍ）を形成した。このスポンジ弾性層の表面には、厚み２５μｍのスキン層が形成され、スポンジ弾性層表面のセル開口に由来する、スキン層表面の開口の開口率は１０％であった。上記スキン層の厚みは、トナー供給ロールの断面を電子顕微鏡で見て、任意の１０ヶ所で測定し、それらの平均値をとった。上記スキン層表面の開口の開口率は、スキン層の表面を電子顕微鏡で観察し、開口の面積と開口以外（開口していない部分）の面積とを画像処理装置により実測し算出した。また、上記スポンジ弾性層の外周面には、断面台形状の複数の凸条がロールの中心軸と平行に、周方向に所定のピッチ０．５ｍｍで形成されており、上記凸条および隣り合う凸条の間の凹溝の寸法は、凸条の頂面の幅が０．３ｍｍ、高さが０．１ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径が０．１ｍｍであった。上記凸条および凹溝の各寸法は、トナー供給ロールの断面を電子顕微鏡で見て、任意の１０個の凸条および凹溝について測定し、それらの平均値をとった。
【実施例２】
【００３８】
上記実施例１において、成形用型の内周面に形成した凹溝の寸法を変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条の高さを０．２ｍｍ、凸条の形成ピッチを０．７ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径を０．２ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【実施例３】
【００３９】
上記実施例１において、成形用型の内周面に形成した凹溝の寸法を変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条の頂面の幅を０．５ｍｍ、凸条の高さを０．５ｍｍ、凸条の形成ピッチを１．３ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径を０．２ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【実施例４】
【００４０】
上記実施例１において、成形用型の内周面に形成した凹溝の寸法を変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条の頂面の幅を０．５ｍｍ、凸条の高さを０．７ｍｍ、凸条の形成ピッチを１．５ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径を０．３ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【実施例５】
【００４１】
上記実施例３において、発泡硬化させる温度条件を６０℃から５０℃に変更することにより、スキン層表面の開口の開口率を０％にした。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４２】
〔比較例１〕
上記実施例３において、成形用型の型面に塗布する離型剤をフッ素樹脂系のもの（セイケミカル社製、モールドスパットＭＲ−Ｋ６７１）に変えてスポンジ弾性層を形成した。その結果、スキン層表面の開口の開口率が４０％になった。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４３】
〔比較例２〕
上記実施例３において、成形用型の内周面に形成した凹溝の角部を曲面加工していないもの（角部のままのもの）に変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条における角部および凹溝における角部が曲面に形成されていないものとした。その角部の曲率半径は０．１ｍｍよりも非常に小さく、測定できなかった。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４４】
〔比較例３〕
上記実施例４において、成形用型の内周面に形成した凹溝の角部を曲面加工していないもの（角部のままのもの）に変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条における角部および凹溝における角部が曲面に形成されていないものとした。その角部の曲率半径は０．１ｍｍよりも非常に小さく、測定できなかった。それ以外は、上記実施例４と同様にした。
【００４５】
〔比較例４〕
上記実施例３において、スポンジ弾性層の形成材料の調製に用いられる成分のうち、ポリエーテルポリオールとポリマーポリオールとを、スキンフォーム用のものに変えた。すなわち、ポリエーテルポリオールを三井化学社製のＥＰ−８２８に変え、ポリマーポリオールを三井化学社製のＰＯＰ−３１−２８に変えた。その結果、スポンジ弾性層の表面硬度が上昇した。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４６】
〔成形性〕
上記実施例１〜５および比較例１〜４の各トナー供給ロールを製造した際に、スポンジ弾性層表面に形成されるスキン層の破損発生率が２０％未満のものを○、２０％以上のものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００４７】
〔スポンジ弾性層の表面硬度〕
得られた実施例１〜５および比較例１〜４の各トナー供給ロールのスポンジ弾性層の表面硬度を、図４（ａ），（ｂ）に示すようにして測定した。すなわち、トナー供給ロールＡを、その両端の軸体１部分において支持し、その状態で、スポンジ弾性層２を、板状押圧面〔５０ｍｍ×５０ｍｍ×７ｍｍ（厚さ）〕を有する治具Ｂにて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧し、その時の、１ｍｍ変位時の荷重を測定した。測定ポイントは、軸方向の両側２ヶ所×周方向の９０°毎に４ヶ所の、計８ヶ所とし、その平均値を上記表面硬度として示した。
【００４８】
〔トナー耐侵入性〕
実施例１〜５および比較例１〜４の各トナー供給ロールを市販のレーザービームプリンターに組み込み、１０００枚の画像出しを行った後、トナー供給ロールを取り出し、そのスポンジ弾性層の表面硬度を、上記と同様にして〔図４（ａ），（ｂ）参照〕測定した。その結果、画像出し前後の硬度変化を比較し、画像出し後の硬度上昇が、スポンジ弾性層全体的に０．２９４Ｎ未満のものを○、局所的に０．２９４Ｎ以上の硬度上昇があったものを△、全体的に０．２９４Ｎ以上の硬度上昇があったものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００４９】
〔トナー供給性能〕
画像出し５枚目（初期）の画像および上記１０００枚の画像出しを行った後（耐久後）の画像について、その画像濃度を反射濃度計（マクベス社製）を用いて測定した。その結果、画像濃度が１．１以上のもの、濃度むらがない（画像濃度差が０．０３未満）ものをトナー供給性能に非常に優れるとして◎、画像濃度が１．０以上１．１未満のもの、濃度むらが小さい（画像濃度差が０．０３以上０．０５未満）ものをトナー供給性能に優れるとして○、画像濃度が１．０未満のもの、画像濃度にトナー供給ロール形状起因のピッチむらがあるものをトナー供給性能に劣るとして×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００５０】
〔トナー掻き取り性能〕
画像出し５枚目（初期）の画像および上記１０００枚の画像出しを行った後（耐久後）の画像について、濃淡むらを目視により確認した。その結果、濃淡むらがないものを◎、濃淡むらが非常に小さいものを○、濃淡むらが明確に確認できるものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００５１】
〔スキン層の耐破損性〕
上記１０００枚の画像出しを行った後、トナー供給ロールを取り出し、スキン層の状態を目視により確認した。その結果、スキン層に破損がないものを○、破損があるものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
上記結果から、実施例１〜５のトナー供給ロールは、比較例１〜４と比較して、トナー供給性能，トナー掻き取り性能等に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のトナー供給ロールの一実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】上記トナー供給ロールの表面部分を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のトナー供給ロールの他の実施の形態の表面部分を拡大して模式的に示す断面図である。
【図４】スポンジ弾性層の表面硬度の測定方法を模式的に示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
２ スポンジ弾性層
２ａ スキン層
２１，２２ 曲面
Ｔ 凸条
Ｍ 凹溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンター等の電子写真装置に用いられるトナー供給ロールおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真装置に用いられるトナー供給ロールには、トナーを安定して現像ロールに供給するトナー供給性能に加え、現像ロールの外周面に余ったトナーを確実に掻き取るトナー掻き取り性能も求められている。そこで、トナー供給ロールは、通常、軸体の外周面にスポンジ（発泡体）弾性層が形成されたものとなっており、そのスポンジ弾性層の外周面に開口する多数のセル（凹部）により、上記トナー供給性能およびトナー掻き取り性能を発揮している。すなわち、上記多数のセル開口により、スポンジ弾性層の外周面を均一な粗面に形成し、それにより、トナーの搬送性を向上させ、トナー供給性能を発揮している。さらに、上記セル開口の開口縁が現像ロールの外周面に圧接した際に、そのセル開口の開口縁が現像ロールの外周面のトナーを掻き取ることにより、トナー掻き取り性能を発揮している。
【０００３】
さらに、最近では、上記トナー供給性能およびトナー掻き取り性能というトナー供給ロールの基本性能の向上に加えて、トナー劣化防止性能およびトナー供給ロールの長寿命化も要求されている。
【０００４】
そこで、例えば、スポンジ弾性層の外周面に軸方向に延びる複数の凸条が周方向に所定のピッチで形成されたもの（特許文献１参照）、スポンジ弾性層の外周面にスキン層が形成されたもの（特許文献２参照）、上記凸条における角部が曲面に形成されているもの（特許文献３参照）、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成されているもの（特許文献４参照）が提案されている。
【特許文献１】特許第３５３６５９８号公報
【特許文献２】特開２００１−５１４９２号公報
【特許文献３】特開２００６−９１６９６号公報
【特許文献４】特開２００８−４０２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の、スポンジ弾性層の外周面に上記凸条が形成されているトナー供給ロールでは、その凸条が現像ロールの外周面に圧接することにより、トナー掻き取り性能を向上させている。しかしながら、トナーが、スポンジ弾性層の外周面のセル開口からスポンジ弾性層内部に侵入してスポンジ弾性層内部に徐々に詰まり、スポンジ弾性層が徐々に硬化するという問題がある。スポンジ弾性層が硬化すると、現像ロール表面に圧接した際に、トナーにストレスを与え、トナーが劣化し易くなる。すなわち、スポンジ弾性層内にトナーが侵入することにより、トナー供給ロールの寿命が短くなり、その点で改善の余地があった。
【０００６】
また、上記特許文献２の、スポンジ弾性層の外周面にスキン層を形成したトナー供給ロールでは、そのスキン層の形成により、スポンジ弾性層の外周面において開口セルをなくし、スポンジ弾性層内部へのトナーの侵入を防止している。しかしながら、上記スキン層は、スポンジ弾性層の表面部分が硬化したものであるため、現像ロール表面に圧接した際に、そのスキン層がトナーにストレスを与え、トナーが劣化し易くなる。しかも、上記特許文献２のトナー供給ロールでは、上記のように、スポンジ弾性層の外周面に形成される開口セルをなくしているため、その開口セルによる上記トナー供給性能およびトナー掻き取り性能が発揮できない。
【０００７】
また、上記特許文献３の、上記凸条における角部が曲面に形成されているトナー供給ロールは、現像ロール表面に圧接した際に、上記凸条における曲面により、トナーへのストレスが低減され、トナーの劣化を防止することができる。しかしながら、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部では、その角部にあるトナーが移動し難くなっているため、現像ロール表面に圧接した際に、トナーにストレスが加わり、トナーを劣化させる。
【０００８】
これとは逆に、上記特許文献４の、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成されているトナー供給ロールでは、現像ロール表面に圧接した際に、上記凹溝に形成された曲面により、その角部にあるトナーが移動し易くなっており、トナーへのストレスが低減され、トナーの劣化を防止することができる。しかしながら、上記凸条における角部では、現像ロール表面に圧接した際に、トナーにストレスが加わり、トナーを劣化させる。
【０００９】
このように、トナー供給ロールに要求される、上記トナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすトナー供給ロールは未だ提案されていない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすトナー供給ロールおよびその製造方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明は、軸体と、この軸体の外周面に沿って形成されたスポンジ弾性層と、このスポンジ弾性層の表面に形成されたスキン層とを有し、上記スポンジ弾性層の表面に軸方向に延びる複数の凸条が周方向に所定のピッチで形成されているトナー供給ロールであって、上記凸条における角部および隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成され、上記スポンジ弾性層が軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、上記スキン層が軟質に形成され、上記スポンジ弾性層の表面には、スポンジ弾性層を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層の表面には、上記セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布しているトナー供給ロールを第１の要旨とする。
【００１２】
また、本発明は、型面に上記凸条に対応する凹溝が形成されている成形用型を用い、その成形用型内に軟質フォーム用ウレタン発泡材料を供給することにより、軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層を形成する上記トナー供給ロールの製造方法であって、上記スポンジ弾性層の形成に先立って、上記成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆するトナー供給ロールの製造方法を第２の要旨とする。
【００１３】
本発明者は、トナー供給ロールのトナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすようにすべく、多数のスポンジ弾性層のサンプルをつくり、そのスポンジ弾性層の表面状態について研究を重ねた。その結果、軟質フォーム用ウレタン発泡材料を用い、スポンジ弾性層を形成すると、スポンジ弾性層の表面に形成されるスキン層が軟質になることを突き止めた。そして、さらに研究を重ねた結果、上記スポンジ弾性層の表面に、軸方向に延びる複数の凸条を周方向に所定のピッチで形成し、上記凸条における角部および隣り合う上記凸条間の凹溝における角部を曲面に形成し、かつ、上記スキン層により、スポンジ弾性層表面に多数開口するセル開口を適宜塞ぎ、スキン層表面の開口の開口率を１０％以下に設定すると、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトナー供給ロールは、軟質フォーム用ウレタン発泡材料を用いてスキン層自体を軟質にするとともに、上記スキン層表面の開口率を１０％以下に設定している。すなわち、スキン層の軟質化と上記開口率とにより、トナーがスキン層表面の開口を通ってスポンジ弾性層表面のセル開口からスポンジ弾性層の内部に侵入するのを有効に防止している。その結果、スポンジ弾性層内部でのトナー滞留に基づくスポンジ弾性層の硬度上昇を防止し、トナー供給ロールの長寿命化を図っている。ここで、上記スキン層表面の開口率を１０％以下に設定すると、その開口自体によるトナー供給性能およびトナー掻き取り性能は若干低下するものの、スポンジ弾性層の表面に形成された複数の凸条が軟質でトナー供給ロールの回転に伴って変形し易くなって接触面積を増やすことにより、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能をより発揮し、全体的に充分なトナー供給性能およびトナー掻き取り性能が得られるようになる。さらに、上記のようにスキン層自体を軟質なものとし、かつ、上記凸条における角部を曲面に形成することにより、その凸条における曲面でのトナーへの圧力を緩和し、トナーの劣化を防止している。また、隣り合う上記凸条間の凹溝における角部を曲面に形成することにより、その凹溝における曲面でのトナーの移動を容易にしてトナーへのストレスを低減し、トナーの劣化を防止している。しかも、上記凸条における角部を曲面に形成し、かつ、上記凹溝における角部を曲面に形成することにより、スキン層に対するストレスも低減し、スキン層が破損を防止している。これにより、スポンジ弾性層表面においてセル開口を適宜に塞いでトナーの侵入を防止するという、スキン層による効果を、長期にわたって維持し、トナー供給ロールの長寿命化を図っている。以上のように、本発明のトナー供給ロールは、トナー供給性能，トナー掻き取り性能，トナー劣化防止性能および長寿命化を全て満たすことができる。
【００１５】
特に、上記凸条の高さが０．１〜０．７ｍｍの範囲内に、上記凸条の形成ピッチが０．５〜１．５ｍｍの範囲内にそれぞれ設定されている場合には、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能がより優れたものになる。
【００１６】
また、下記（Ａ）により測定した荷重で示される、上記スキン層が形成されているスポンジ弾性層の表面硬度が、２．４５Ｎ以下になっている場合には、スポンジ弾性層の表面硬度がより適正になり、トナーの劣化をより防止することができる。
（Ａ）スポンジ弾性層をスキン層の表面から、５０ｍｍ×５０ｍｍの板体にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧したときの、１ｍｍ変位時の荷重を測定する。
【００１７】
そして、本発明のトナー供給ロールの製造方法は、スポンジ弾性層の形成に先立って、成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆することにより、スキン層が形成され難く、開口し易い軟質フォーム用ウレタン発泡材料を用いても、スポンジ弾性層表面に分布するセル開口を適宜塞いだ状態にすることができ、そのセル開口に由来する、スキン層表面の開口の開口率を１０％以下に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１９】
図１は、本発明のトナー供給ロールの一実施の形態を示している。このトナー供給ロールは、軸体１の外周面にスポンジ弾性層２が形成されており、このスポンジ弾性層２の外周面には、複数の凸条Ｔが、ロールの中心軸と平行に、周方向に一定のピッチで形成されている。上記凸条Ｔは、略均一高さ、略均一幅に形成され、スポンジ弾性層２の一端縁から他端縁まで連続したものとなっている。上記凸条Ｔの、トナー供給ロールの軸に直交する断面形状は、図２に拡大して示すように、この実施の形態では、台形状になっており、凸条Ｔの頂面から両側面に至る部分（凸条Ｔにおける角部）がなだらかな曲面２１に形成されている。さらに、隣り合う凸条Ｔの間の凹溝Ｍにおいても、上記凸条Ｔの両側面（凹溝Ｍの両側面）から凹溝Ｍの底面に至る部分（凹溝Ｍにおける角部）がなだらかな曲面２２に形成されている。また、上記スポンジ弾性層２は、軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、その表面（凸条Ｔの表面および凹溝Ｍの表面）には、軟質なスキン層２ａが形成されている。上記スポンジ弾性層２の表面には、スポンジ弾性層２を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層２ａは、スポンジ弾性層２表面に多数開口するセル開口を適宜塞いでいる。これにより、上記スキン層２ａの表面では、上記セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布した状態になっている（図２ではスキン層２ａ表面の開口の開口率が０％を超えるものを図示している。スキン層２ａ表面の開口の開口率が０％のものは図３に示す）。なお、図１では、理解を容易にするために、上記凸条Ｔを大きく図示するとともに、その本数を少なく図示しており、図２では、円周方向を水平方向に図示している。
【００２０】
より詳しく説明すると、上記凸条Ｔおよび凹溝Ｍの寸法は、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能をより優れたものにする観点から、凸条Ｔの頂面の幅ａが０．３〜０．５ｍｍの範囲内、高さｂが０．１〜０．７ｍｍの範囲内、凸条Ｔの形成ピッチｃが０．５〜１．５ｍｍの範囲内、凸条Ｔにおける曲面２１および凹溝Ｍにおける曲面２２の曲率半径ｄが０．１〜０．３ｍｍの範囲内にそれぞれ設定されることが好ましい。より好ましくは、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能がさらに優れたものになる観点から、凸条Ｔの高さｂが０．２〜０．５ｍｍの範囲内、凸条Ｔの形成ピッチｃが０．７〜１．３ｍｍの範囲内にそれぞれ設定される。
【００２１】
上記スポンジ弾性層２は、型成形により、軟質フォーム用ウレタン発泡材料を発泡させることにより形成される。そのうち、成形用型の型面に接触する部分が、上記材料に由来して軟質なスキン層２ａに形成される。そのスキン層２ａが形成されているスポンジ弾性層２の表面硬度は、トナーの劣化をより防止する観点から、下記（Ａ）により測定される荷重が２．４５Ｎ以下になるような表面硬度であることが好ましい。なお、上記スポンジ弾性層２は、連泡性でも独泡性でもよい。
（Ａ）図４（ａ），（ｂ）に示すように、トナー供給ロールＡを、その両端の軸体１部分において支持し、その状態で、スポンジ弾性層２を、板状押圧面〔５０ｍｍ×５０ｍｍ×７ｍｍ（厚さ）〕を有する治具Ｂにて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧し、その時の、１ｍｍ変位時の荷重を測定する。
【００２２】
上記スキン層２ａは、上記スポンジ弾性層２を型成形した際に、スポンジ弾性層２の表面に多数開口するセル開口を適宜塞ぎ、スキン層２ａ表面の開口の開口率を１０％以下にする。上記スキン層２ａ表面の開口の開口率は、スキン層２ａの表面を電子顕微鏡等で観察し、開口の面積と開口以外（開口していない部分）の面積とを画像処理装置等により実測することにより確認することができる。なお、上記スキン層２ａの厚みは、上記開口の開口率を１０％以下に設定し易くなる観点から、５μｍ以上５０μｍ以下に設定することが好ましい。
【００２３】
このようなトナー供給ロールを実機（複写機等）に組み込み、その実機を作動させる（複写等を行う）と、そのトナー供給ロールは、現像ロールに摺接しながら回転する。この摺接開始時に、トナー供給ロールから現像ロールにトナーが供給され、摺接終了時に、現像ロール表面のトナーがトナー供給ロールにより掻き取られる。このような摺接状態において、上記凸条Ｔは軟質であることから変形し易く、現像ロールとの接触面積が増える。このため、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能をより発揮することができる。
【００２４】
そして、上記トナー供給およびトナー掻き取りが長時間行われても、上記トナー供給ロールは、スキン層２ａ自体が軟質であるとともに、そのスキン層２ａ表面の開口の開口率が１０％以下に設定されているため、トナーがスキン層２ａ表面の開口を通ってスポンジ弾性層２の表面のセル開口からスポンジ弾性層２の内部に侵入するのを防止することができる。その結果、トナーがスポンジ弾性層２の内部に溜まることがなく、トナー滞留に基づくスポンジ弾性層２の硬度上昇が防止され、トナー供給ロールの長寿命化を図ることができる。
【００２５】
また、上記凸条Ｔでは、角部が曲面２１に形成され、しかも、その表面のスキン層２ａが軟質に形成されているため、上記現像ロールとの摺接状態において、上記凸条Ｔにおける曲面２１でのトナーへの圧力を緩和し、トナーの劣化を防止することができる。また、上記凹溝Ｍでは、角部が曲面２２に形成されているため、上記現像ロールとの摺接状態において、上記凹溝Ｍにおける曲面でのトナーの移動を容易にしてトナーへのストレスを低減し、トナーの劣化を防止することができる。
【００２６】
さらに、上記凸条Ｔにおける角部が曲面２１に形成され、かつ、上記凹溝Ｍにおける角部が曲面２２に形成されることにより、スキン層２ａに対するストレスも低減される。このため、スキン層２ａが破損し難くなり、スポンジ弾性層２表面においてセル開口を適宜に塞いでトナーの侵入を防止するという、スキン層２ａによる効果を、長期にわたって維持することができる。その結果、トナー供給ロールの長寿命化を図ることができる。
【００２７】
上記トナー供給ロールは、例えば、つぎのようにして製造することができる。
【００２８】
まず、スポンジ弾性層２を形成するための成形用型を準備する。この成形用型は、型面（内周面）に、上記凸条Ｔに対応する凹溝が形成された円筒状のものとなっている。そして、上記成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆する。
【００２９】
ついで、軸体１を準備し、その軸体１の外周面に、必要に応じて接着剤等を塗布し、これを上記成形用型の中空部に同軸的に設置し、密封する。なお、上記軸体１は、中実でも中空でもよく、その形成材料としては、例えば、鉄，ステンレス，アルミニウム等の金属材料、またはポリアセタール（ＰＯＭ），アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ），ポリカーボネート，ナイロン等のプラスチックがあげられる。
【００３０】
そして、上記成形用型の型面と軸体１との間に、上記スポンジ弾性層２形成用の軟質フォーム用ウレタン発泡材料を注入した後、加熱し、発泡硬化させ、スポンジ弾性層２を形成する。これにより、成形用型の型面の凹溝が転写されて、上記スポンジ弾性層２の表面に上記凸条Ｔが形成されるとともに、上記軟質のスキン層２ａが形成される。その後、脱型する。このようにして、上記トナー供給ロールを製造することができる。
【００３１】
本発明のトナー供給ロールの他の実施の形態として、上記凸条Ｔを、ロールの中心軸に対して０°を超え４５°以下の角度で傾斜するよう螺旋状に形成してもよい。上記螺旋状の凸条Ｔの形成は、型面に螺旋状の凹溝を形成した成形用型を用いてスポンジ弾性層２を形成することにより行われる。それ以外の部分は、図１に示す実施の形態（凸条Ｔが中心軸と平行、すなわち凸条Ｔの傾斜角度が０°になっている形態）と同様である。
【００３２】
この実施の形態では、凸条Ｔが螺旋状になって軸方向に延びているため、現像ロールに対して、凸条Ｔは、その一部分で圧接する（点接触状に圧接する）ようになり、両ロールの回転に伴って、凸条Ｔの圧接部分がトナー供給ロールの軸方向に順次移動し、凸条Ｔの圧接が連続的となる。このため、両ロールの振動および回転むらを防止することができる。
【００３３】
なお、上記各実施の形態では、スポンジ弾性層２の表面に形成する凸条Ｔの断面形状を台形状としたが、凸条Ｔの断面形状は、長方形状，正方形状等の他の四角形でもよいし、また、三角形状でもよいし、五角形状以上の多角形でもよい。
【００３４】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例１】
【００３５】
〔軸体〕
直径５ｍｍのＳＵＭ２２製中実円柱状の軸体を準備した。
【００３６】
〔スポンジ弾性層の形成材料の調製〕
ポリエーテルポリオール（三井化学社製、ＥＰ−５５３）９０重量部、ポリマーポリオール（三井化学社製、ＰＯＰ−９３）１０重量部、ジエタノールアミン２重量部、シリコン整泡剤（日本ユニカー社製、Ｌ−５３０９）３重量部、水２重量部、アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）０．５重量部、アミン触媒（東ソー社製、トヨキャットＨＸ−３５）０．１重量部、ＤＢＴＤＬ０．１重量部、およびイソシアネート（住友バイエルウレタン社製、スミジュールＶＴ−８０）３０．５重量部を配合してスポンジ弾性層の形成材料を調製した。
【００３７】
〔トナー供給ロールの製造〕
内周面（型面）に断面台形状の凹溝が形成された円筒状の成形用型を準備した。そして、その型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックス（中京油脂社製、Ｎ−８００）を塗布した。つぎに、その成形用型に上記軸体を同軸的にセットし、成形空間内に上記スポンジ弾性層の形成材料を充填した後、その成形用型をオーブン内に入れ、発泡硬化させる（６０℃×３０分間）ことにより、上記軸体の外周面にスポンジ弾性層（外径１６ｍｍ）を形成した。このスポンジ弾性層の表面には、厚み２５μｍのスキン層が形成され、スポンジ弾性層表面のセル開口に由来する、スキン層表面の開口の開口率は１０％であった。上記スキン層の厚みは、トナー供給ロールの断面を電子顕微鏡で見て、任意の１０ヶ所で測定し、それらの平均値をとった。上記スキン層表面の開口の開口率は、スキン層の表面を電子顕微鏡で観察し、開口の面積と開口以外（開口していない部分）の面積とを画像処理装置により実測し算出した。また、上記スポンジ弾性層の外周面には、断面台形状の複数の凸条がロールの中心軸と平行に、周方向に所定のピッチ０．５ｍｍで形成されており、上記凸条および隣り合う凸条の間の凹溝の寸法は、凸条の頂面の幅が０．３ｍｍ、高さが０．１ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径が０．１ｍｍであった。上記凸条および凹溝の各寸法は、トナー供給ロールの断面を電子顕微鏡で見て、任意の１０個の凸条および凹溝について測定し、それらの平均値をとった。
【実施例２】
【００３８】
上記実施例１において、成形用型の内周面に形成した凹溝の寸法を変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条の高さを０．２ｍｍ、凸条の形成ピッチを０．７ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径を０．２ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【実施例３】
【００３９】
上記実施例１において、成形用型の内周面に形成した凹溝の寸法を変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条の頂面の幅を０．５ｍｍ、凸条の高さを０．５ｍｍ、凸条の形成ピッチを１．３ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径を０．２ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【実施例４】
【００４０】
上記実施例１において、成形用型の内周面に形成した凹溝の寸法を変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条の頂面の幅を０．５ｍｍ、凸条の高さを０．７ｍｍ、凸条の形成ピッチを１．５ｍｍ、凸条における曲面および凹溝における曲面の曲率半径を０．３ｍｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【実施例５】
【００４１】
上記実施例３において、発泡硬化させる温度条件を６０℃から５０℃に変更することにより、スキン層表面の開口の開口率を０％にした。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４２】
〔比較例１〕
上記実施例３において、成形用型の型面に塗布する離型剤をフッ素樹脂系のもの（セイケミカル社製、モールドスパットＭＲ−Ｋ６７１）に変えてスポンジ弾性層を形成した。その結果、スキン層表面の開口の開口率が４０％になった。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４３】
〔比較例２〕
上記実施例３において、成形用型の内周面に形成した凹溝の角部を曲面加工していないもの（角部のままのもの）に変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条における角部および凹溝における角部が曲面に形成されていないものとした。その角部の曲率半径は０．１ｍｍよりも非常に小さく、測定できなかった。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４４】
〔比較例３〕
上記実施例４において、成形用型の内周面に形成した凹溝の角部を曲面加工していないもの（角部のままのもの）に変えることにより、スポンジ弾性層の外周面に形成される凸条における角部および凹溝における角部が曲面に形成されていないものとした。その角部の曲率半径は０．１ｍｍよりも非常に小さく、測定できなかった。それ以外は、上記実施例４と同様にした。
【００４５】
〔比較例４〕
上記実施例３において、スポンジ弾性層の形成材料の調製に用いられる成分のうち、ポリエーテルポリオールとポリマーポリオールとを、スキンフォーム用のものに変えた。すなわち、ポリエーテルポリオールを三井化学社製のＥＰ−８２８に変え、ポリマーポリオールを三井化学社製のＰＯＰ−３１−２８に変えた。その結果、スポンジ弾性層の表面硬度が上昇した。それ以外は、上記実施例３と同様にした。
【００４６】
〔成形性〕
上記実施例１〜５および比較例１〜４の各トナー供給ロールを製造した際に、スポンジ弾性層表面に形成されるスキン層の破損発生率が２０％未満のものを○、２０％以上のものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００４７】
〔スポンジ弾性層の表面硬度〕
得られた実施例１〜５および比較例１〜４の各トナー供給ロールのスポンジ弾性層の表面硬度を、図４（ａ），（ｂ）に示すようにして測定した。すなわち、トナー供給ロールＡを、その両端の軸体１部分において支持し、その状態で、スポンジ弾性層２を、板状押圧面〔５０ｍｍ×５０ｍｍ×７ｍｍ（厚さ）〕を有する治具Ｂにて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧し、その時の、１ｍｍ変位時の荷重を測定した。測定ポイントは、軸方向の両側２ヶ所×周方向の９０°毎に４ヶ所の、計８ヶ所とし、その平均値を上記表面硬度として示した。
【００４８】
〔トナー耐侵入性〕
実施例１〜５および比較例１〜４の各トナー供給ロールを市販のレーザービームプリンターに組み込み、１０００枚の画像出しを行った後、トナー供給ロールを取り出し、そのスポンジ弾性層の表面硬度を、上記と同様にして〔図４（ａ），（ｂ）参照〕測定した。その結果、画像出し前後の硬度変化を比較し、画像出し後の硬度上昇が、スポンジ弾性層全体的に０．２９４Ｎ未満のものを○、局所的に０．２９４Ｎ以上の硬度上昇があったものを△、全体的に０．２９４Ｎ以上の硬度上昇があったものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００４９】
〔トナー供給性能〕
画像出し５枚目（初期）の画像および上記１０００枚の画像出しを行った後（耐久後）の画像について、その画像濃度を反射濃度計（マクベス社製）を用いて測定した。その結果、画像濃度が１．１以上のもの、濃度むらがない（画像濃度差が０．０３未満）ものをトナー供給性能に非常に優れるとして◎、画像濃度が１．０以上１．１未満のもの、濃度むらが小さい（画像濃度差が０．０３以上０．０５未満）ものをトナー供給性能に優れるとして○、画像濃度が１．０未満のもの、画像濃度にトナー供給ロール形状起因のピッチむらがあるものをトナー供給性能に劣るとして×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００５０】
〔トナー掻き取り性能〕
画像出し５枚目（初期）の画像および上記１０００枚の画像出しを行った後（耐久後）の画像について、濃淡むらを目視により確認した。その結果、濃淡むらがないものを◎、濃淡むらが非常に小さいものを○、濃淡むらが明確に確認できるものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００５１】
〔スキン層の耐破損性〕
上記１０００枚の画像出しを行った後、トナー供給ロールを取り出し、スキン層の状態を目視により確認した。その結果、スキン層に破損がないものを○、破損があるものを×と評価し、下記の表１，２に併せて表記した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
【表２】
【００５４】
上記結果から、実施例１〜５のトナー供給ロールは、比較例１〜４と比較して、トナー供給性能，トナー掻き取り性能等に優れていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のトナー供給ロールの一実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】上記トナー供給ロールの表面部分を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のトナー供給ロールの他の実施の形態の表面部分を拡大して模式的に示す断面図である。
【図４】スポンジ弾性層の表面硬度の測定方法を模式的に示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
２ スポンジ弾性層
２ａ スキン層
２１，２２ 曲面
Ｔ 凸条
Ｍ 凹溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、この軸体の外周面に沿って形成されたスポンジ弾性層と、このスポンジ弾性層の表面に形成されたスキン層とを有し、上記スポンジ弾性層の表面に軸方向に延びる複数の凸条が周方向に所定のピッチで形成されているトナー供給ロールであって、上記凸条における角部および隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成され、上記スポンジ弾性層が軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、上記スキン層が軟質に形成され、上記スポンジ弾性層の表面には、スポンジ弾性層を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層の表面には、上記セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布していることを特徴とするトナー供給ロール。
【請求項２】
上記凸条の高さが０．１〜０．７ｍｍの範囲内に、上記凸条の形成ピッチが０．５〜１．５ｍｍの範囲内にそれぞれ設定されている請求項１記載のトナー供給ロール。
【請求項３】
下記（Ａ）により測定した荷重で示される、上記スキン層が形成されているスポンジ弾性層の表面硬度が、２．４５Ｎ以下になっている請求項１または２記載のトナー供給ロール。
（Ａ）スポンジ弾性層をスキン層の表面から、５０ｍｍ×５０ｍｍの板体にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧したときの、１ｍｍ変位時の荷重を測定する。
【請求項４】
型面に上記凸条に対応する凹溝が形成されている成形用型を用い、その成形用型内に軟質フォーム用ウレタン発泡材料を供給することにより、軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層を形成する請求項１記載のトナー供給ロールの製造方法であって、上記スポンジ弾性層の形成に先立って、上記成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆することを特徴とするトナー供給ロールの製造方法。
【請求項１】
軸体と、この軸体の外周面に沿って形成されたスポンジ弾性層と、このスポンジ弾性層の表面に形成されたスキン層とを有し、上記スポンジ弾性層の表面に軸方向に延びる複数の凸条が周方向に所定のピッチで形成されているトナー供給ロールであって、上記凸条における角部および隣り合う上記凸条間の凹溝における角部が曲面に形成され、上記スポンジ弾性層が軟質フォーム用ウレタン発泡材料からなっていて、上記スキン層が軟質に形成され、上記スポンジ弾性層の表面には、スポンジ弾性層を構成するセルにより形成されるセル開口が分布しており、上記スキン層の表面には、上記セル開口に由来する開口が開口率１０％以下の割合で分布していることを特徴とするトナー供給ロール。
【請求項２】
上記凸条の高さが０．１〜０．７ｍｍの範囲内に、上記凸条の形成ピッチが０．５〜１．５ｍｍの範囲内にそれぞれ設定されている請求項１記載のトナー供給ロール。
【請求項３】
下記（Ａ）により測定した荷重で示される、上記スキン層が形成されているスポンジ弾性層の表面硬度が、２．４５Ｎ以下になっている請求項１または２記載のトナー供給ロール。
（Ａ）スポンジ弾性層をスキン層の表面から、５０ｍｍ×５０ｍｍの板体にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧したときの、１ｍｍ変位時の荷重を測定する。
【請求項４】
型面に上記凸条に対応する凹溝が形成されている成形用型を用い、その成形用型内に軟質フォーム用ウレタン発泡材料を供給することにより、軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層を形成する請求項１記載のトナー供給ロールの製造方法であって、上記スポンジ弾性層の形成に先立って、上記成形用型の型面に、離型剤としてポリエチレン系ワックスを被覆することを特徴とするトナー供給ロールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−５４７０９（Ｐ２０１０−５４７０９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８３２０（Ｐ２００８−２１８３２０）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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