発泡弾性体ローラの製造方法及びトナー供給ローラ
【課題】本発明は、きわめて簡便な製造方法によって、気泡の巻込みが無く、バリの無い均質な発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られたトナー供給ローラを提供する。
【解決手段】筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られたトナー供給ローラである。
【解決手段】筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られたトナー供給ローラである。
【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、電子写真感光体や静電記録誘導体からなる像担持体上に形成した静電潜像を現像して、可視化するのに使用される現像装置に搭載される弾性体ローラ、特に発泡弾性体からなるトナー供給ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等を製造する際に、予備注型容器としてカップを用いて製造する発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られたトナー供給ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の発泡体で構成されローラは、一般に成形型の中心に芯金を配し、この芯金に周囲に発泡弾性体形成材料を該成形型の上端部または下端部に設けられた注入孔から直接成形型内部に注入し、発泡、固化させている（例えば特許文献１参照）。更に成形型の両端部が閉塞されており、かつ少なくとも一方の端部にウレタン原料を注入するための複数の注入孔が設けられており、該注入孔から成形型内にウレタン原料を注入し、成形型内で固化させているものがある（例えば特許文献２参照）。しかしながら、直接成形用型への注入時の際に、圧力をかける必要があり、更に高い精度での圧力調整を必要とする。また、これらの方法では原料注入の際に、成形型内部のエアを巻き込んでボイドなどができてしまう問題がある。これに対して、円筒金型の両端の一方に発泡室を設け、そこにウレタン材料を注入し、円筒金型への通路を経て、ウレタンフォームを円筒金型内に形成する方法によりエアの巻き込み等を回避することが紹介されている（例えば特許文献３参照）。しかし、底部からの膨張する工程の場合には、金型内壁面や、中央に設置した軸との摩擦によって、エアの巻き込みが懸念される点が記載されており、「円筒金型の両端の一方に発泡室を設ける」とはしているが、上端に発泡室を設ける方が主たる構成と思われる。
【０００３】
更に他には、成形型における円筒部材を下部円筒部材と上部円筒部材とに分割して、下部円筒部材に発泡弾性体形成材料を注入した後、該下部円筒部材と上部円筒部材とを連結して上下円筒部材内で発泡させているものがある（例えば特許文献４参照）。しかし、成形型を上部円筒部材と下部円筒部材に分割する場合、ローラ成形物に上記成形型の嵌合部分のバリや合わせ目の段差ができやすくなる。また、下部円筒部材の内径が上部円筒部材の少なくとも下部が挿入可能な内径を有しており、該下部円筒部材に発泡弾性体形成材料を注入した後に、下部円筒部材に成形型の円筒部材を連結して発泡させる場合、該発泡弾性体形成材料が下部円筒部材からあふれてしまい、計量精度が不安定になりやすく、得られるローラ弾性体密度にばらつきが生じ、安定した硬度等の物性が得られにくい。更に、直接下部円筒部材に発泡弾性体形成材料を注入すると、下部円筒部材に溜まった発泡弾性体形成材料の上に順次注入されていくので、発泡弾性体形成材料が注入により泡立ち、大きな気泡を巻き込んでしまい、成形したローラにエアの巻き込みによるボイドができてしまうという問題がある。
【特許文献１】特許第３３０５９１４号公報
【特許文献２】特開２００２−６７０５９号公報
【特許文献３】特開２００２−１７２６３１号公報
【特許文献４】特開２００２−３５５８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、きわめて簡便な製造方法によって、気泡の巻込みが無く、バリの無い均質な発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られたトナー供給ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するための本発明の構成は、以下の通りである。
【０００６】
（１）筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法。
【０００７】
（２）該吐出材料の滴下方向が重力方向であり、該カップの内壁と重力方向のなす角度を１５〜８０°にして該吐出材料を滴下注入することを特徴とする（１）の発泡弾性体ローラの製造方法。
【０００８】
（３）該カップを次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない高度に調節する工程を有することを特徴とする（１）または（２）の発泡弾性体ローラの製造方法。
【０００９】
（４）該カップを該吐出材料の滴下始点から８００ｍｍ以下の高度に調節して該吐出材料を滴下注入することを特徴とする（３）の発泡弾性体ローラの製造方法。
【００１０】
（５）該発泡弾性体形成材料がポリウレタンフォーム材料であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかの発泡弾性体ローラの製造方法。
【００１１】
（６） （１）〜（５）のいずれかの製造方法によって製造されたことを特徴とするトナー供給ローラ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、きわめて簡便な製造方法によって、気泡の巻込みが無く、バリの無い均質な発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られた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】
【００１３】
本発明は、筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法である。
【００１４】
以下、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
本発明によるローラの製造方法は、図１に示すように、注型機９より吐出された材料の滴下方向に対して、次に滴下する吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した吐出材料を泡立ちせしめない角度にカップ１を傾けて吐出材料２を滴下注入するものである。落下衝撃による材料の泡立ちは、該発泡弾性体内部にボイドとして滞在する場合が殆どであり、均質な発泡弾性体ローラを得ることができない。材料粘度や吐出量等の注入条件により、泡立ち方は多少変化するが、吐出材料の滴下方向が重力方向のとき、該カップの内壁と重力方向のなす角度を１５〜８０°に傾けて吐出材料を滴下注入することが好ましく、更に好ましくは３０〜６０°である。該角度が１５°未満の場合、吐出材料が注型装置の振動や外部からの風力により滴下位置がずれた場合、吐出材料がカップ内壁に当たらずにそのまま堆積している材料に直接注入される恐れがあり、それによって、材料の泡立ちが発生する。また、該角度が８０°を超えると、該滴下位置に前に吐出された材料が残っている可能性があり、材料が残っていると、次に吐出される材料の落下衝撃により泡立ちが発生することとなる。
【００１６】
本発明における、カップ１及びローラ成形金型３は、例えば、図２に示すような筒状金型５に芯金６の両端部を支持する上駒７と下駒８からなり、該カップが該下駒に嵌合連結されるものを用いることができる。該上駒７にはガス抜きとなるエアベント４が施されており、該下駒８には、嵌合連結された該カップ１から材料が該筒状金型５内に発泡されるように注入孔１０が設けられている。また、該カップ及び該ローラ成形金型の材質は特に限定されず、鉄などの鋼材にニッケルやクロムなどのメッキを施した金属部材、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属部材のほか、ポリカーボネート、ポリアミドなどの合成樹脂やセラミックなどを適宜使用することができる。なお、カップ内壁面は、材料がスムースに流れるようにする事を考慮すれば、当然、平滑な面としておくことが望ましい。本発明の実施系としては、内壁面の粗さがＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１）＝１０μｍ程度のものを採用して行った。
【００１７】
該カップは次に滴下する吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した吐出材料を泡立ちせしめない高度に調節する必要がある。該カップと吐出材料の滴下始点の距離が適当でないと、該カップを傾けることによる吐出材料の落下衝撃の緩和が有効とならない。該カップを吐出材料の滴下始点から８００ｍｍ以下の高度に調節して吐出材料を滴下注入することが好ましく、より好ましくは、３００ｍｍ以下である。８００ｍｍを超える高度であると、吐出材料が該カップに当たる直前の落下速度が大きいため、落下衝撃時に材料が該カップ内壁面で大きくバウンドしてしまい、泡立ちが生じてしまう。
【００１８】
本発明による製造方法において、該発泡弾性体形成材料としてはポリウレタンフォーム材料が好ましい。ポリウレタンフォーム材料として、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤及び所望により用いられる導電性付与剤、触媒、整泡剤などを含有するものが使用される。
【００１９】
該ポリオールとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリオールの中から、適宜選択して使用することができる。このポリオールの例としては、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペート（ＰＨＡ）、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体、ダイマー酸系ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオールや、ポリオキシアルキレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。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。
【００２０】
該ポリイソシアネートとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することができる。例としては、トルエンジイソシアネートやジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート及びその誘導体、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート及びその誘導体などが挙げられる。
【００２１】
該ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いられる整泡剤としては、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、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。この中でもポリエーテルポリオール系整泡剤としては、水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。
【００２２】
該ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いられる発泡剤は、水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロライド、トリクロロフルオロメタン、ｎ−及びイソ−ペンタン、特にこれらの工業的混合物、ｎ−及びイソ−ブタン、プロパンのような液状炭化水素、フラン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メチルホルマート、ジメチルオキサラート、エチルアセタート等のカルボン酸アルキルエステル等、二酸化炭素等が単独または混合して使用されるが、環境保護の観点より水を単独で使用することが好ましい。
【００２３】
本発明に用いられる触媒としては、公知のもので特に限定はないが、例えば、アミン系触媒としては、１，２−ジメチルイミダゾール、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−オクタデシルモルホリン、ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ブタンアミン、ビス〔２−（Ｎ．Ｎ−ジメチルアミノ）エチル〕エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンの塩類、第一及び第二アミンのアミノ基のオキシアルキレン付加物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５、Ｎ，Ｎ−ジアルキルピペラジン類のようなアザシクロ化合物、種々のＮ，Ｎ′，Ｎ″−トリアルキルアミノアルキルヘキサヒドロトリアミン類等があり、有機金属系ウレタン化触媒としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オクテタン酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジブチル錫ジクロリド、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）チタン、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等がある。
【００２４】
また、必要により使用される架橋剤の構造は特に限定されないが、アルキレングリコール、１，４−ブタンジオール（１，４ＢＤ）等のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）等のトリオール類、ペンタエリスルトール等のテトラオール類、エチレンジアミン（ＥＤＡ）等のジアミン類、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）等のアミノアルコール類等を、単独、または混合して使用することができる。
【００２５】
必要により導電性を付与するための導電性材料としては、一般の導電性付与剤が使用でき、例えばイオン導電性物質も用いることができる。イオン導電剤としては、第四級アンモニウム塩等が挙げられ、単独でもしくは併せて用いられる。
【００２６】
その他添加剤として、難燃剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤、破泡剤等を必要に応じて使用することができる。
【００２７】
本発明におけるローラの製造方法にて成形され、該発泡弾性体形成材料としてはポリウレタンフォーム材料からなるローラは帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラなどの弾性を有するローラ等の形態で用いられるが、好ましくはトナー供給ローラとして使用するのが最適である。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
まず、混合ポリオールとして、ＦＡ−９０８（三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオール）１００質量部、ジエタノールアミン０．５質量部、Ｌ５３６６（日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤）１質量部、ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴ（東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．１質量部、ＴＥＤＡ−Ｌ３３（東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．５質量部、水（発泡剤）２質量部を混合し、その後、Ｔ８０（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝４８）と、Ｍ２００（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝３１）を１：１で調合したものをＮＣＯインデックス１００となるように混合攪拌し、次に、その混合物５．０ｇを温度６０℃に予熱されたカップに注型し、該カップを温度６０℃に予熱されたローラ成形金型に嵌合連結され、温度６０℃の加熱を行ない発泡成形することにより、図３に示されるが如き回転軸となる芯金６の周りに、ポリウレタンフォーム層１１を一体的に形成せしめてなるポリウレタンフォームローラ１２を製造した。なお、使用したカップ及び成形金型の内径はΦ１４ｍｍであり、成形されたポリウレタンフォームローラ１２の芯金径は６ｍｍである。
【００３０】
図４に示すように、ローラ製造条件であるカップ内壁面と重力方向のなす角度１３及び該カップの吐出材料落下点と滴下始点の距離１４をそれぞれ表１に示す値に設定した。また、材料吐出時におけるカップ内での材料の泡立ちを目視にて観察し、その結果を表１に示した。その評価においては、○が泡立ちの認められないもの、△がやや泡立っているもの、×が泡立ちの発生が顕著に認められるものを示す。更には、成形後のローラ表面及び内部のボイドを目視で観察し、その結果を表１に示した。その評価においては、○がボイドの発生が認められないもの、△がややボイドの発生が認められるもの、×がボイドの発生が顕著であることを示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
かかる表１の結果より明らかなように、本発明に従う実施例１〜４に関しては、材料吐出時におけるカップ内での材料の泡立ちがないので、成形されたローラは気泡の巻込みが無く、バリの無い均質なローラであり、本発明が優位であることを認めた。
【００３３】
比較例１〜４に関しては、材料吐出時におけるカップ内での材料の泡立ちがみられたため、成形後のローラ表面及び内部にボイドが発生した。また、比較例４については、泡立ちが顕著にみられたため、ボイドも大きくなった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明におけるローラの製造方法の吐出材料を滴下注入する工程の概略図である。
【図２】本発明におけるローラ成形で使用したローラ成形金型の断面図である。
【図３】本発明におけるポリウレタンフォームローラの概略図である。
【図４】本発明におけるローラの製造方法の吐出材料を滴下注入する工程のカップ調整位置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１‥‥カップ
２‥‥吐出材料
３‥‥ローラ成形金型
４‥‥エアベント
５‥‥筒状金型
６‥‥芯金
７‥‥上駒
８‥‥下駒
９‥‥注型機
１０‥‥注入孔
１１‥‥ポリウレタンフォーム層
１２‥‥ポリウレタンフォームローラ
１３‥‥カップ内壁面と重力方向のなす角度
１４‥‥カップの吐出材料落下点と滴下始点の距離
【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、電子写真感光体や静電記録誘導体からなる像担持体上に形成した静電潜像を現像して、可視化するのに使用される現像装置に搭載される弾性体ローラ、特に発泡弾性体からなるトナー供給ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等を製造する際に、予備注型容器としてカップを用いて製造する発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られたトナー供給ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の発泡体で構成されローラは、一般に成形型の中心に芯金を配し、この芯金に周囲に発泡弾性体形成材料を該成形型の上端部または下端部に設けられた注入孔から直接成形型内部に注入し、発泡、固化させている（例えば特許文献１参照）。更に成形型の両端部が閉塞されており、かつ少なくとも一方の端部にウレタン原料を注入するための複数の注入孔が設けられており、該注入孔から成形型内にウレタン原料を注入し、成形型内で固化させているものがある（例えば特許文献２参照）。しかしながら、直接成形用型への注入時の際に、圧力をかける必要があり、更に高い精度での圧力調整を必要とする。また、これらの方法では原料注入の際に、成形型内部のエアを巻き込んでボイドなどができてしまう問題がある。これに対して、円筒金型の両端の一方に発泡室を設け、そこにウレタン材料を注入し、円筒金型への通路を経て、ウレタンフォームを円筒金型内に形成する方法によりエアの巻き込み等を回避することが紹介されている（例えば特許文献３参照）。しかし、底部からの膨張する工程の場合には、金型内壁面や、中央に設置した軸との摩擦によって、エアの巻き込みが懸念される点が記載されており、「円筒金型の両端の一方に発泡室を設ける」とはしているが、上端に発泡室を設ける方が主たる構成と思われる。
【０００３】
更に他には、成形型における円筒部材を下部円筒部材と上部円筒部材とに分割して、下部円筒部材に発泡弾性体形成材料を注入した後、該下部円筒部材と上部円筒部材とを連結して上下円筒部材内で発泡させているものがある（例えば特許文献４参照）。しかし、成形型を上部円筒部材と下部円筒部材に分割する場合、ローラ成形物に上記成形型の嵌合部分のバリや合わせ目の段差ができやすくなる。また、下部円筒部材の内径が上部円筒部材の少なくとも下部が挿入可能な内径を有しており、該下部円筒部材に発泡弾性体形成材料を注入した後に、下部円筒部材に成形型の円筒部材を連結して発泡させる場合、該発泡弾性体形成材料が下部円筒部材からあふれてしまい、計量精度が不安定になりやすく、得られるローラ弾性体密度にばらつきが生じ、安定した硬度等の物性が得られにくい。更に、直接下部円筒部材に発泡弾性体形成材料を注入すると、下部円筒部材に溜まった発泡弾性体形成材料の上に順次注入されていくので、発泡弾性体形成材料が注入により泡立ち、大きな気泡を巻き込んでしまい、成形したローラにエアの巻き込みによるボイドができてしまうという問題がある。
【特許文献１】特許第３３０５９１４号公報
【特許文献２】特開２００２−６７０５９号公報
【特許文献３】特開２００２−１７２６３１号公報
【特許文献４】特開２００２−３５５８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、きわめて簡便な製造方法によって、気泡の巻込みが無く、バリの無い均質な発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られたトナー供給ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するための本発明の構成は、以下の通りである。
【０００６】
（１）筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法。
【０００７】
（２）該吐出材料の滴下方向が重力方向であり、該カップの内壁と重力方向のなす角度を１５〜８０°にして該吐出材料を滴下注入することを特徴とする（１）の発泡弾性体ローラの製造方法。
【０００８】
（３）該カップを次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない高度に調節する工程を有することを特徴とする（１）または（２）の発泡弾性体ローラの製造方法。
【０００９】
（４）該カップを該吐出材料の滴下始点から８００ｍｍ以下の高度に調節して該吐出材料を滴下注入することを特徴とする（３）の発泡弾性体ローラの製造方法。
【００１０】
（５）該発泡弾性体形成材料がポリウレタンフォーム材料であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかの発泡弾性体ローラの製造方法。
【００１１】
（６） （１）〜（５）のいずれかの製造方法によって製造されたことを特徴とするトナー供給ローラ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、きわめて簡便な製造方法によって、気泡の巻込みが無く、バリの無い均質な発泡弾性体ローラの製造方法及び該方法によって得られた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】
【００１３】
本発明は、筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法である。
【００１４】
以下、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
本発明によるローラの製造方法は、図１に示すように、注型機９より吐出された材料の滴下方向に対して、次に滴下する吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した吐出材料を泡立ちせしめない角度にカップ１を傾けて吐出材料２を滴下注入するものである。落下衝撃による材料の泡立ちは、該発泡弾性体内部にボイドとして滞在する場合が殆どであり、均質な発泡弾性体ローラを得ることができない。材料粘度や吐出量等の注入条件により、泡立ち方は多少変化するが、吐出材料の滴下方向が重力方向のとき、該カップの内壁と重力方向のなす角度を１５〜８０°に傾けて吐出材料を滴下注入することが好ましく、更に好ましくは３０〜６０°である。該角度が１５°未満の場合、吐出材料が注型装置の振動や外部からの風力により滴下位置がずれた場合、吐出材料がカップ内壁に当たらずにそのまま堆積している材料に直接注入される恐れがあり、それによって、材料の泡立ちが発生する。また、該角度が８０°を超えると、該滴下位置に前に吐出された材料が残っている可能性があり、材料が残っていると、次に吐出される材料の落下衝撃により泡立ちが発生することとなる。
【００１６】
本発明における、カップ１及びローラ成形金型３は、例えば、図２に示すような筒状金型５に芯金６の両端部を支持する上駒７と下駒８からなり、該カップが該下駒に嵌合連結されるものを用いることができる。該上駒７にはガス抜きとなるエアベント４が施されており、該下駒８には、嵌合連結された該カップ１から材料が該筒状金型５内に発泡されるように注入孔１０が設けられている。また、該カップ及び該ローラ成形金型の材質は特に限定されず、鉄などの鋼材にニッケルやクロムなどのメッキを施した金属部材、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属部材のほか、ポリカーボネート、ポリアミドなどの合成樹脂やセラミックなどを適宜使用することができる。なお、カップ内壁面は、材料がスムースに流れるようにする事を考慮すれば、当然、平滑な面としておくことが望ましい。本発明の実施系としては、内壁面の粗さがＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１）＝１０μｍ程度のものを採用して行った。
【００１７】
該カップは次に滴下する吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した吐出材料を泡立ちせしめない高度に調節する必要がある。該カップと吐出材料の滴下始点の距離が適当でないと、該カップを傾けることによる吐出材料の落下衝撃の緩和が有効とならない。該カップを吐出材料の滴下始点から８００ｍｍ以下の高度に調節して吐出材料を滴下注入することが好ましく、より好ましくは、３００ｍｍ以下である。８００ｍｍを超える高度であると、吐出材料が該カップに当たる直前の落下速度が大きいため、落下衝撃時に材料が該カップ内壁面で大きくバウンドしてしまい、泡立ちが生じてしまう。
【００１８】
本発明による製造方法において、該発泡弾性体形成材料としてはポリウレタンフォーム材料が好ましい。ポリウレタンフォーム材料として、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤及び所望により用いられる導電性付与剤、触媒、整泡剤などを含有するものが使用される。
【００１９】
該ポリオールとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリオールの中から、適宜選択して使用することができる。このポリオールの例としては、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペート（ＰＨＡ）、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体、ダイマー酸系ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオールや、ポリオキシアルキレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。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。
【００２０】
該ポリイソシアネートとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することができる。例としては、トルエンジイソシアネートやジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート及びその誘導体、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート及びその誘導体などが挙げられる。
【００２１】
該ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いられる整泡剤としては、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、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。この中でもポリエーテルポリオール系整泡剤としては、水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。
【００２２】
該ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いられる発泡剤は、水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロライド、トリクロロフルオロメタン、ｎ−及びイソ−ペンタン、特にこれらの工業的混合物、ｎ−及びイソ−ブタン、プロパンのような液状炭化水素、フラン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メチルホルマート、ジメチルオキサラート、エチルアセタート等のカルボン酸アルキルエステル等、二酸化炭素等が単独または混合して使用されるが、環境保護の観点より水を単独で使用することが好ましい。
【００２３】
本発明に用いられる触媒としては、公知のもので特に限定はないが、例えば、アミン系触媒としては、１，２−ジメチルイミダゾール、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−オクタデシルモルホリン、ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ブタンアミン、ビス〔２−（Ｎ．Ｎ−ジメチルアミノ）エチル〕エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンの塩類、第一及び第二アミンのアミノ基のオキシアルキレン付加物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５、Ｎ，Ｎ−ジアルキルピペラジン類のようなアザシクロ化合物、種々のＮ，Ｎ′，Ｎ″−トリアルキルアミノアルキルヘキサヒドロトリアミン類等があり、有機金属系ウレタン化触媒としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オクテタン酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジブチル錫ジクロリド、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）チタン、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等がある。
【００２４】
また、必要により使用される架橋剤の構造は特に限定されないが、アルキレングリコール、１，４−ブタンジオール（１，４ＢＤ）等のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）等のトリオール類、ペンタエリスルトール等のテトラオール類、エチレンジアミン（ＥＤＡ）等のジアミン類、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）等のアミノアルコール類等を、単独、または混合して使用することができる。
【００２５】
必要により導電性を付与するための導電性材料としては、一般の導電性付与剤が使用でき、例えばイオン導電性物質も用いることができる。イオン導電剤としては、第四級アンモニウム塩等が挙げられ、単独でもしくは併せて用いられる。
【００２６】
その他添加剤として、難燃剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤、破泡剤等を必要に応じて使用することができる。
【００２７】
本発明におけるローラの製造方法にて成形され、該発泡弾性体形成材料としてはポリウレタンフォーム材料からなるローラは帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラなどの弾性を有するローラ等の形態で用いられるが、好ましくはトナー供給ローラとして使用するのが最適である。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
まず、混合ポリオールとして、ＦＡ−９０８（三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオール）１００質量部、ジエタノールアミン０．５質量部、Ｌ５３６６（日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤）１質量部、ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴ（東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．１質量部、ＴＥＤＡ−Ｌ３３（東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．５質量部、水（発泡剤）２質量部を混合し、その後、Ｔ８０（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝４８）と、Ｍ２００（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝３１）を１：１で調合したものをＮＣＯインデックス１００となるように混合攪拌し、次に、その混合物５．０ｇを温度６０℃に予熱されたカップに注型し、該カップを温度６０℃に予熱されたローラ成形金型に嵌合連結され、温度６０℃の加熱を行ない発泡成形することにより、図３に示されるが如き回転軸となる芯金６の周りに、ポリウレタンフォーム層１１を一体的に形成せしめてなるポリウレタンフォームローラ１２を製造した。なお、使用したカップ及び成形金型の内径はΦ１４ｍｍであり、成形されたポリウレタンフォームローラ１２の芯金径は６ｍｍである。
【００３０】
図４に示すように、ローラ製造条件であるカップ内壁面と重力方向のなす角度１３及び該カップの吐出材料落下点と滴下始点の距離１４をそれぞれ表１に示す値に設定した。また、材料吐出時におけるカップ内での材料の泡立ちを目視にて観察し、その結果を表１に示した。その評価においては、○が泡立ちの認められないもの、△がやや泡立っているもの、×が泡立ちの発生が顕著に認められるものを示す。更には、成形後のローラ表面及び内部のボイドを目視で観察し、その結果を表１に示した。その評価においては、○がボイドの発生が認められないもの、△がややボイドの発生が認められるもの、×がボイドの発生が顕著であることを示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
かかる表１の結果より明らかなように、本発明に従う実施例１〜４に関しては、材料吐出時におけるカップ内での材料の泡立ちがないので、成形されたローラは気泡の巻込みが無く、バリの無い均質なローラであり、本発明が優位であることを認めた。
【００３３】
比較例１〜４に関しては、材料吐出時におけるカップ内での材料の泡立ちがみられたため、成形後のローラ表面及び内部にボイドが発生した。また、比較例４については、泡立ちが顕著にみられたため、ボイドも大きくなった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明におけるローラの製造方法の吐出材料を滴下注入する工程の概略図である。
【図２】本発明におけるローラ成形で使用したローラ成形金型の断面図である。
【図３】本発明におけるポリウレタンフォームローラの概略図である。
【図４】本発明におけるローラの製造方法の吐出材料を滴下注入する工程のカップ調整位置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１‥‥カップ
２‥‥吐出材料
３‥‥ローラ成形金型
４‥‥エアベント
５‥‥筒状金型
６‥‥芯金
７‥‥上駒
８‥‥下駒
９‥‥注型機
１０‥‥注入孔
１１‥‥ポリウレタンフォーム層
１２‥‥ポリウレタンフォームローラ
１３‥‥カップ内壁面と重力方向のなす角度
１４‥‥カップの吐出材料落下点と滴下始点の距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項２】
該吐出材料の滴下方向が重力方向であり、該カップの内壁と重力方向のなす角度を１５〜８０°にして該吐出材料を滴下注入することを特徴とする請求項１に記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項３】
該カップを次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない高度に調節する工程を有することを特徴とする請求項１または２記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項４】
該カップを該吐出材料の滴下始点から８００ｍｍ以下の高度に調節して該吐出材料を滴下注入することを特徴とする請求項３に記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項５】
該発泡弾性体形成材料がポリウレタンフォーム材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項１】
筒状金型と芯金の両端部を支持する成形金型を用いて、該芯金外周に発泡弾性体を形成する発泡弾性体ローラの製造方法において、該筒状金型と芯金の端部を上駒と下駒の少なくとも１方に支持せしめる工程、複数の注入孔を備えた下駒に注型機より吐出された発泡弾性体形成材料を受けるカップを嵌合連結させる工程を有し、該吐出材料の滴下方向に対して、次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない角度に該カップを傾けて該吐出材料を滴下注入する工程を有することを特徴とする発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項２】
該吐出材料の滴下方向が重力方向であり、該カップの内壁と重力方向のなす角度を１５〜８０°にして該吐出材料を滴下注入することを特徴とする請求項１に記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項３】
該カップを次に滴下する該吐出材料の落下衝撃によって既に滴下した該吐出材料を泡立ちせしめない高度に調節する工程を有することを特徴とする請求項１または２記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項４】
該カップを該吐出材料の滴下始点から８００ｍｍ以下の高度に調節して該吐出材料を滴下注入することを特徴とする請求項３に記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項５】
該発泡弾性体形成材料がポリウレタンフォーム材料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発泡弾性体ローラの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とするトナー供給ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−３３４８９７（Ｐ２００６−３３４８９７Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６１４１１（Ｐ２００５−１６１４１１）
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【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１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【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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