(57)【要約】【課題】離型性が良好で、かつ堆積物による金型汚れの少ない、トナー供給ローラの表面セルの開口安定性に優れるトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を提供すること。【解決手段】電子写真装置の現像ユニットでトナーを搬送する部材として用いるトナー供給ローラの型成形に用いるトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤において、（Ａ）水の接触角が７０°以上１００°以下であるワックスと、（Ｂ）水の接触角が５°以上１５°以下であるワックスと、（Ｃ）シリコーンオイルを含有し、水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックスの含有量が３０質量部以上６０質量部以下であり、水系離型剤（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量が１５質量部以上４５質量部以下であることを特徴とする。【選択図】図１
2010030250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置の現像ユニットでトナーを搬送する部材として用いるトナー供給ローラの型成形に用いるトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤において、
（Ａ）水の接触角が７０°以上１００°以下であるワックスと、（Ｂ）水の接触角が５°以上１５°以下であるワックスと、（Ｃ）シリコーンオイルとを、含有するトナー供給ローラ用水系離型剤であって、
前記水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックスの含有量が３０質量部以上６０質量部以下であり、
前記水系離型剤中の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量が１５質量部以上４５質量部以下であることを特徴とするトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤。
【請求項２】
前記（Ｂ）ワックスが炭素原子数２４〜４５の脂肪族カルボン酸塩であることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤。
【請求項３】
前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤の各成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、各々別の乳化成分であることを特徴とする請求項１、又は２に記載のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤。
【請求項４】
電子写真装置の現像装置に搭載して使用する、芯金と、該芯金上に設けられたポリウレタンフォーム層とを有するトナー供給ローラの製造方法において、
前記ポリウレタンフォーム層は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を内側に塗布した金型内で発泡成形することを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤及びトナー供給ローラの製造方法に関する。特にエマルション型トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用、現像用、転写用、トナー供給用などに供される部品の部材として、ゴム弾性を有する高分子材料を含む部材が注目されており、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ等のローラの形態で用いられている。
【０００３】
近年、画像をデジタル化して扱うコンピュータなどでの画像の需要が増している。それに伴い、より高精細、高品位な画像が要求され、さらにはカラー画像と電子写真画像の改良が求められている。これらの目的に使用されるゴム弾性を有する高分子材料からなる部材には、通常ゴム、又はポリウレタンなどの高分子エラストマーやフォームが用いられ、トナーへのストレス低減や再生画像の画質向上のために低硬度の発泡弾性体材料、特にはポリウレタンフォームの適用が増加してきている。ポリウレタンフォームをトナー供給ローラなどの画像形成装置用弾性部材の用途に供する場合、低硬度であると同時に、表面セルの開口が良いこと、外形の寸法精度が良いこと、表面の毛羽立ち、キズ、ボイドなどがないこと、および低コストであることが要求される。
【０００４】
ローラ表面にセルが開口したローラ製造において、煩雑な工程を要することなくトナー供給ローラを提供する方法として、一体成形後のローラ表面に対する後加工を要しないウレタンフォーム製ローラの製造方法が提案されている。具体的には、成形キャビティを与える型内面に弗素樹脂コーティング層を形成すると共に、かかる弗素樹脂コーティング層表面の表面粗さ：Ｒｚが５〜２０μｍとなるように加工してなる成形型を用い、軟質ポリウレタンスポンジ層を形成する（例えば特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、粗し加工を施すことにより、セル開口性、離型性の効果を得ることができるが、加工工数がかかる上、粗さを均一に施すことが困難である。また弗素樹脂コートは柔らかく、清掃等で表面が傷つくと離型性、セル開口性が低下するため、継続して使用することが難しくなる場合がある。
【０００５】
また、モールド内において該混合物を発泡成形させることを特徴とする弾性部材の製造方法において、モールドの円筒空洞面のぬれ性を低下させる方法が提案されている。具体的には、モールド内に樹脂によるコーティング処理、プラズマ処理による表面加工およびスキンレス離型剤コーティング処理などの表面処理を施し、このモールドを用いてスキンレスポリウレタンフォームを成形する（例えば特許文献２参照）。しかしながら、この方法では、樹脂によるコーティング処理、プラズマ処理による表面加工は非常に手間がかかる作業であり、また、そのような処理をしても繰り返し（耐久）性に劣る場合があった。
【０００６】
一方、ポリウレタンフォーム等の発泡成形品を製造するに際して、金型からの成形品の脱型を容易にするため、予め金型の内面への離型剤の塗布が一般に行われている。従来から汎用されている離型剤としては、フッ素樹脂コート、ワックス系離型剤が挙げられる。水をベースにして、離型成分としてシリコーンオイルや弗素化合物、ワックスなどを含有させた水系離型剤（乳化液）を使用する方法も提案されている（例えば特許文献３参照）。この方法によれば、セル開口性、脱型性等の成形性に優れたトナー供給ローラが得られる。しかしながら、離型成分中のワックスの蓄積による金型汚れや、金型汚れによる離型剤成分の不均一化により、表面セルの開口性が不安定になる場合があった。
【０００７】
また、脂肪族カルボン酸塩を含有させた、より良好な乳化力と型汚れ防止効果のあるウレタンフォーム用水系離型剤が提案されている（例えば特許文献４参照）。しかしながら、脂肪族カルボン酸塩は乳化を良好にする目的として、全ワックス成分１００質量部に対し３７．５質量部までしか添加しておらず、それ以上添加した場合の効果についてはなんら検討されていない。離型回数を重ねてトナー供給ローラ成形に使用したときに型汚れがひどくなり、表面セルの開口性が不安定になる場合があった。
【特許文献１】特許第３８８１７１９号公報
【特許文献２】特開２００１−３４１１３９号公報
【特許文献３】特開２００５−２３４０１７号公報
【特許文献４】特開２００１−９６５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、離型性が良好で、かつ堆積物による金型汚れの少ない、トナー供給ローラの表面セルの開口安定性に優れるトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための、本発明は、以下の通りである。
（１）電子写真装置の現像ユニットでトナーを搬送する部材として用いるトナー供給ローラの型成形に用いるトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤において、
（Ａ）水の接触角が７０°以上１００°以下であるワックスと、（Ｂ）水の接触角が５°以上１５°以下であるワックスと、（Ｃ）シリコーンオイルとを含有するトナー供給ローラ用水系離型剤であって、
前記水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックスの含有量が３０質量部以上６０質量部以下であり、
前記水系離型剤（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量が１５質量部以上４５質量部以下であることを特徴とするトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤。
（２）電子写真装置の現像装置に搭載して使用する、芯金と、該芯金上に設けられたポリウレタンフォーム層とを有するトナー供給ローラの製造方法において、前記ポリウレタンフォーム層は、上記のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を内側に塗布した金型内で発泡成形することを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、離型性が良好で、かつ堆積物による金型汚れの少ない、トナー供給ローラの表面セルの開口安定性に優れるトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、電子写真装置の現像ユニットでトナーを搬送する部材として用いるトナー供給ローラの型成形に用いるトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤において、
（Ａ）水の接触角が７０°以上１００°以下であるワックスと、（Ｂ）水の接触角が５°以上１５°以下であるワックスと、（Ｃ）シリコーンオイルとを含有するトナー供給ローラ用水系離型剤であって、
前記水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックスの含有量が３０質量部以上６０質量部以下であり、
前記水系離型剤中の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量が１５質量部以上４５質量部以下であることを特徴とするトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤に関する。
【００１２】
トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤は、水などの水系媒体中に、上記水系離型剤の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を、乳化分散させた形態で好適に用いられる。当該成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）のそれぞれの成分は個別に乳化分散して調製されることが好ましい。また、本発明は、上記水系離型剤の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を、全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対して（Ｂ）ワックスが３０質量部以上６０質量部以下となり、水系離型剤（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対して（Ｃ）シリコーンオイルが１５質量部以上４５質量部以下となる割合で、別個に分離して備える、トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤のキットを提供する。
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
〈トナー供給ローラ〉
図１はトナー供給ローラの一例を示す斜視図である。図１に示すように、トナー供給ローラ１は、円柱状の芯金２と、芯金２の両端部を除いて芯金２の周りに設けられた発泡弾性体であるポリウレタンフォームからなる表面層３を備える。
【００１５】
芯金２は、従来のトナー供給ローラ用の芯金を用いることができ、例えば鉄等の金属で作製することができる。芯金の外径は２〜１０ｍｍが好ましい。
【００１６】
また、ポリウレタンフォームからなる表面層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。表面層の厚さは１〜２０ｍｍであることが好ましく、２〜１０ｍｍであることがより好ましい。厚さ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。前記トナー供給ローラは、上記の芯金と表面層の間に、後述する接着層や弾性層等を必要に応じて有していても良い。
【００１７】
前記トナー供給ローラは、本発明の水系離型剤をトナー供給ローラ成形用金型に塗布し、ポリウレタンフォーム材料を金型内で発泡硬化させたものである。前記トナー供給ローラの表面セル開口は、金型に塗布された離型剤膜の撥水性とポリウレタンフォーム材料の発泡圧により、表面近傍のセルの破膜により生じるものである。この場合、セル開口率は６０％以上９０％以下であることが好ましい。前記セル開口率とは、全表面積に対する開口した部分（セル）の割合である。セル開口率が６０％未満の場合、トナー搬送量が不安定化し、トナーを均一に供給することが出来ないため好ましくない。また、トナー供給ローラのセル開口率を９０％以上とすることは、製造手法上から容易なことではない。
【００１８】
〈（Ａ）ワックス〉
本発明では、（Ａ）水の接触角が７０°以上１００°以下であるワックスを用いる。本発明の（Ａ）ワックスは特に制限は無く、従来公知の各種ワックスの中から適宜選択して使用することが出来る。例えば、酸化ワックス、ポリエチレンワックス、天然ワックス、パラフィンワックスなどが使用出来る。（Ａ）ワックスは、一種でも良く、二種以上を組み合せても良い。
【００１９】
前記（Ａ）ワックスは、トナー供給ローラの表面セル開口を得るためのものである。水の接触角を７０°以上１００°以下にすることで、離型剤膜の撥水性が得られ表面セルが開口するのである。すなわち、水の接触角が７０°未満である場合は、離型剤膜の撥水性が低下するため十分な表面セル開口が得られない。また、１００°を超えると、その他成分（Ｂ）ワックス、（Ｃ）シリコーンオイルとの分散性が低下し、本発明の離型剤性能を得ることが困難である。
【００２０】
前記（Ａ）ワックスの融点は６０℃以上１１０℃以下であることが好ましく、７０℃以上１１０℃以下であることがより好ましい。
【００２１】
前記（Ａ）ワックスの融点が６０℃以上であると、発泡成形時の金型温度を６０℃以上のワックスの融点前まで上昇させることが出来、トナー供給ローラを短時間で効果的に成形することが出来る。また、金型温度を１１０℃未満にするとポリウレタン形成時のガス化が急激に起こらず発泡制御が容易となり、ボイド、エア溜まりが発生しにくく本発明には好適である。前記（Ａ）ワックスの融点は、発泡成形時の金型温度以上であることが好ましい。ワックスの融点が発泡成形時の金型温度以下であると、ワックスが成形時に溶解しウレタン材料中に溶解したワックスが入り込み、異常発泡を起こし、ウレタンフォーム表面が荒れ、均一なセルを得ることができない。
【００２２】
〈（Ｂ）ワックス〉
本発明では、（Ｂ）水の接触角が５°以上１５°以下であるワックスを用いる。本発明の（Ｂ）ワックスは、炭素原子数２４〜４５の脂肪族カルボン酸塩であるが、炭素原子数が３０〜４０であることがより好ましい。塩としてはアミン塩であり、より好ましくは、モノエタノールアミン、２−（メチルアミノ）エタノールの塩である。（Ｂ）としてのワックスは、一種でも良く、二種以上を組み合せても良い。
【００２３】
通常、離型剤成分中のワックスは、成形を重ねることで徐々に蓄積し金型汚れを生じる。また、金型汚れによる離型剤成分の不均一化により、表面セル開口が不安定にある。それに対し、前記（Ｂ）ワックスは、金型表面を親水性にすることが可能である。仮に、成形を重ねワックスが蓄積した場合でも、水系離型剤を毎回均一に安定して塗布出来、安定した表面セル開口性を得ることが出来る。
【００２４】
〈（Ｃ）シリコーンオイル〉
本発明の（Ｃ）シリコーンオイルは特に制限は無く、従来公知の各種シリコーンオイルの中から、適宜選択して使用することが出来る。本発明において使用する（Ｃ）シリコーンオイルとしては側鎖にアルキル基、フォニル基、又はフルオロアルキル基を有するポリシロキサン等が例示される。これらのシリコーンオイルも所望により、２種以上適宜併用してもよい。また、これらのシリコーンオイルは添加剤、例えば、シリコーン樹脂等を含有していてもよい。
【００２５】
また、シリコーンオイルの粘度は１ｃＳｔ／２５℃以上１０００００ｃＳｔ／２５℃未満であることが好ましく、１０ｃＳｔ／２５℃以上１００００ｃＳｔ／２５℃未満であることがより好ましい。粘度がこれらの範囲内にあることによって、より効果的に成形型への水系離型剤の塗布性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の（Ｃ）シリコーンオイルは、トナー供給ローラの表面セルを、微細に均一開口させるためのものである。仮に、成形を重ねワックスが蓄積した場合でも、（Ｃ）シリコーンオイルが存在すると、表面セルが微細に均一開口するため、安定した表面セル開口性を得ることが出来る。
【００２７】
〈水の接触角〉
水の接触角は、協和界面科学株式会社製の接触角計（画像処理式）ＣＡ−Ｘ型で測定を行った。具体的には、接触角θは、水滴と測定試料との接点における水滴の接線と試料がなす角度である。
【００２８】
〈（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分比〉
前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックスの含有量は、３０質量部以上６０質量部以下である。
【００２９】
一般的に、トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤成分中のワックスは、成形を重ねることで徐々に蓄積し金型汚れを生じる。前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックスの含有量が３０質量部未満であると、疎水性ワックスの蓄積によりトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤の均一塗布が阻害され、安定した表面セル開口性が得られない。また、前記水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックス含有量が６０質量部を超えると、疎水性ワックスによる撥水性が十分に得られないため、表面セル開口性が低下する。
【００３０】
前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤中の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量は、１５質量部以上４５質量部以下である。
【００３１】
前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤成分中のワックスは、ポリウレタンフォームの離型性を得るためのものである。一方、シリコーンオイルは、トナー供給ローラの表面セルを均一に開口させるものである。前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤中の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量が１５質量部未満であると、安定した表面セル開口性が得られない。また、前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤中の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量が４５質量部を超えると、離型性が低下しポリウレタンフォーム層が欠落する。
【００３２】
〈界面活性剤〉
本発明のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤成分を、乳化分散せしめる界面活性剤（乳化剤、分散剤）は特に制限は無く、従来公知の各種界面活性剤の中から、適宜選択して使用することが出来る。界面活性剤は、１種、又は２種以上のものを組み合せて用いても良い。水系離型剤成分を乳化分散させる媒体としては、水などの水系媒体を好適に用いることができる。
【００３３】
界面活性剤は非イオン性界面活性剤およびイオン性界面活性剤のいずれでもよく、これらから選択される１種、又は２種以上を使用することが好ましい。これらの界面活性剤を使用することによって、より安定してトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤成分を水中に溶解、分散等させることができる。
【００３４】
界面活性剤の水と油（水に不溶性の有機化合物）への親和性の程度を表す値として、ＨＬＢ値（親水親油バランス）がある。ＨＬＢ値は０〜２０までの値で、０に近いほど親油性が高く、２０に近いほど親水性が高くなる。ＨＬＢ値は、計算によって決定する方法がいくつか提案されている。例えば、グリフィン法では以下のように定義される。
【００３５】
ＨＬＢ値＝２０×親水部の式量の総和／分子量
これら界面活性剤のＨＬＢ値は１以上、１９以下のものが好ましい。界面活性剤のＨＬＢ値が１未満のとき、界面活性剤は水にほとんど分散しない。また、界面活性剤のＨＬＢ値が１９を超えると、水滴が油に分散する油中水滴型（Ｏ／Ｗ）エマルションとなるため、水中に均一に分散することは困難である。界面活性剤のＨＬＢ値は、３以上、１６以下であるとより好ましい。
【００３６】
非イオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタンモノアルキレート、ソルビタントリアルキレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノアルキレート、ポリオキシエチレンソルビタントリアルキレート、ポリオキシエチレンソルビトールテトラアルキレート、グリセロールモノアルキレートなどが例示される。
【００３７】
また、イオン性界面活性剤としてはアニオン性、カチオン性および両イオン性のものがあり、このアニオン性界面活性剤としてはラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルリン酸カリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸ナトリウムなどが、カチオン性界面活性剤としてはセチルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルアミン塩酸塩、ココナットアミン塩酸塩、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライドなどが例示される。
【００３８】
さらに、この両イオン性界面活性剤としてはＮ−アシルアミドプロピル−Ｎ、Ｎ−ジメチルアンモニオベタイン類、Ｎ−アシルアミドプロピル−Ｎ、Ｎ’−ジメチル−Ｎ’−β−ヒドロキシプロピルアンモニオベタイン類などが例示される。
【００３９】
トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤固形分中の界面活性剤の含有量は０．５質量％以上、３０質量％以下の範囲であることが好ましく、１質量％以上、２０質量％以下の範囲であることがより好ましい。界面活性剤の含有量がトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤中に０．５質量％未満であると、乳化分散が困難となり粒径が大きくなりやすく、界面活性剤の含有量が３０質量％を超えると、乳化組成物の粘度が高くなり作業性が損なわれる。
【００４０】
〈その他助剤〉
本発明のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤は、上記成分の他に、乳化分散助剤や、フッ素系化合物など、必要に応じて他の添加剤を適時使用することが出来る。
【００４１】
乳化分散助剤としては、乾燥性がよい低沸点の水性の極性有機溶剤、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン、又は２−ブタノン等を適宜使用することができる。
【００４２】
また、フッ素系化合物としては、例えばフッ素処理された低分子量ポリオレフィンもしくはオレフィンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、低分子量オレフィンとポリテトラフルオロエチレンとの溶融混合物、パーフルオロアルケニルアリールエーテルのスルホン酸塩およびホスホン酸誘導体、フッ素スルホン酸塩およびホスホン酸塩、フッ素を含有する縮合多環化合物（例えばフッ素化ピッチ）などが挙げられ、これらの１種、又は２種以上のものを組み合せて用いても良い。
【００４３】
本発明のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤にはワックスのレベリング性向上のために適当な有機溶剤、例えばシクロヘキサン等を適宜配合してもよく、また、前記の成分以外に必要に応じて、酸化防止剤、アルコール、石油系溶剤、防錆剤、防腐剤、消泡剤、増粘剤等の他の添加剤を適宜添加することができる。
【００４４】
〈水系離型剤の調製〉
本発明のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を調製する場合、その各成分の配合、乳化（エマルション化）の手順は従来公知の方法で行うことができる。前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤の各成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、各々別々に乳化して乳化成分とした後混合することが好ましい。前記（Ｂ）ワックスは親水性ワックスであり比較的水に分散しやすいが、乳化して細粒径にするとより均一に水分散させやすい。例えば各成分を２種以上混合して乳化した場合には、各々の成分の特徴が得られないため、トナー供給ローラの表面セル開口が不安定になりやすい。
【００４５】
まず、本発明のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤をトナー供給ローラ成形用金型に塗布する。塗布方法は従来公知の方法を用いれば良く、例えばトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を型に浸漬、吹付、刷毛塗り等により、或いはエアゾール化して噴射、布に浸み込ませて塗り付けることにより塗布して、媒体を蒸発除去すればよい。
【００４６】
〈トナー供給ローラの製造方法〉
本発明は、電子写真装置の現像装置に搭載して使用する、芯金と、該芯金上に設けられたポリウレタンフォーム層とを有するトナー供給ローラの製造方法を包含し、ポリウレタンフォーム層を本発明のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を内側に塗布した金型内で発泡成形することを特徴とする。
【００４７】
本発明の芯金は、従来のトナー供給ローラ用の芯金を用いることができ、外径は２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましい。該芯金の材質は特に限定されず、例えば硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルなどのメッキを施した金属部材、アルミニウム、ステンレス鋼、マグネシウム合金などの金属部材が挙げられる。
【００４８】
本発明のポリウレタンフォーム層は、少なくともポリオールとポリイソシアネートとを含むポリウレタン材料から形成されたものである。
【００４９】
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出来る。例えば、そのような液状のポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、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、一種、又は二種以上を組み合せて用いても良い。
【００５０】
なお、上記ポリオールのうち、ポリエーテルポリオールを用いると、耐湿熱耐久性に優れた軟質高弾性ポリウレタン製造に好適である。更に、エチレンオキシドを５モル％以上含有するポリエーテルポリオールを使用すると、成形性が良く好ましい。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。
【００５１】
また、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出来る。例えば２、４−および２、６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４、４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、およびカーボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等が、単独で、又は二種以上を組み合せて用いても良い。なお、該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もできる。
【００５２】
ポリウレタン原料のＮＣＯインデックスは６０以上、１２０以下であることが好ましく、７０以上、１００以下であることがより好ましい。なお、ＮＣＯインデックスとは、ポリイソシアネート中のイソシアネート基の総数をイソシアネート基と反応する活性水素の総数で除したものに１００を乗じた値とする。即ち、イソシアネート基と反応する活性水素数とポリイソシアネート中のイソシアネート基が化学量論的に等しい場合にそのＮＣＯインデックスは１００となる。
【００５３】
また、その他のポリウレタンフォーム用原料としては、必要に応じて適宜使用して差し支えないが、以下の例が挙げられる。
【００５４】
触媒としては特に制限は無く、従来公知の各種触媒の中から適宜選択して使用することが出来る。トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、ビス（ジメチルアミノ）エチルエーテル等、従来公知の触媒が使用できる。
【００５５】
整泡剤としては特に制限は無く、従来公知の各種整泡剤の中から適宜選択して使用することが出来る。例えば、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のＳＲＸ−２７４Ｃ、Ｌ−５３０９、Ｌ−５２０等のシリコーン系界面活性剤が使用できる。
【００５６】
また、これらポリオール成分とポリイソシアネート成分とが配合されてなるポリウレタン原料には更に、従来と同様に架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、破泡剤等が、目標とする発泡成形後のポリウレタンスポンジ層の構造、即ち、連続気泡型若しくは独立気泡型の何れか一方を生ぜしめ易い公知の配合となるように添加されて、反応性の発泡原料とされる。また、そのような原料には必要に応じて所望の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、従来と同様に公知のものが添加せしめられる。導電付与剤は公知の物を使用することができ、例えば導電付与剤としては、カーボンブラック、グラフアイト、酸化チタン、酸化錫などの導電性の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇなどの金属、これら導電性材料を粒子表面に被覆して導電化した粒子などが挙げられる。これらの導電付与剤は単独、あるいは複数種を組み合せて用いることができる。特に、カーボンブラックは、比較的少量（重量比）の添加によって、所望の導電性を付与できる点で好ましい。その他添加剤として、難燃剤、減粘剤、顔料、安定剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤等を必要に応じて配合することが出来る。架橋剤としてはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン等の従来公知のものが挙げられる。
【００５７】
さらに、混合操作の容易性や得られるポリウレタンフォームの特性の見地から、前記ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤の好適な組み合せは、ポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネートとＴＤＩを混合したものを用い、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、整泡剤としては水溶性ポリエーテルシロキサンとを用いた組み合せである。
【００５８】
本発明のトナー供給ローラ成型用の金型は特に限定されず、従来公知の材質、形状の中から適宜選択して使用することが出来る。例えば、ＳＵＳ３０４製で、ベントホール（型内にガスがたまり発泡体に欠肉を生じるのを未然に防止するため設けられた孔径約１ｍｍ程度の金型内外に連通する小孔）を有し、内面に凹凸形状を有するパイプ状成形金型等が挙げられる。
【００５９】
本発明のトナー供給ローラの製造方法は特に限定されず、常法によれば良い。その一例を示せば次の通りである。まず、金型にトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤をスポンジに含ませて均一に塗布し、５０℃に加温乾燥した。
【００６０】
この加熱乾燥の温度は、トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤の融点未満で行うことが好ましく、トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤塗布面を十分に乾燥させることが好ましい。前記ポリエーテルポリオール、ポリイソシアネート、触媒および所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤などを均質に混合してウレタン原料を調整した後、これを型に注入し、加熱して反応硬化させることによりポリウレタンフォームを形成することができる。
【００６１】
前記ウレタン原料を混合する際の温度や時間については特に制限は無いが、混合温度は、通常１０℃以上９０℃以下、好ましくは２０℃以上６０℃以下の範囲であり、混合時間は、通常１秒以上１０分以下、好ましくは３秒以上５分以下である。
【００６２】
また、加熱して反応硬化させる際、従来公知の方法で発泡させることにより、ポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラを作製することが出来る。発泡方法については特に制限は無く、発泡剤を用いる方法、機械的な撹拌により気泡を混入する方法など、いずれの方法をも用いることが出来る。発泡時の成形型の温度は６０℃以上１００℃以下にすることが好ましく、６０℃以上８０℃以下にすることがより好ましい。なお、発泡倍率は適宜定めれば良く、特に制限はない。
【００６３】
本発明のトナー供給ローラはこのようにして得られたポリウレタンフォームを用いたものであって、通常、鉄にメッキを施したものやステンレス鋼などからなる例えば直径が４〜６ｍｍ、長さが２００〜４００ｍｍの芯金を、前記ポリウレタンフォームで被覆して弾性体層を形成することにより製造することができる。用途によっては、導電性や半導電性、或いは絶縁性の塗料により、その外側を塗装してもよい。本発明のトナー供給ローラの外径は特に限定されず、その目的によりさまざまな外径を有するものとすることができるが、一般的には１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の外径を有する。芯金とポリウレタンフォームとの接合方法については特に限定されないが、芯金を予めモールド（成形型）内部に配設し、ポリウレタン原料を注型し硬化する方法や、ポリウレタンフォームを所定の形状に成形した後接着する方法などを用いることが出来る。どちらの方法においても、必要に応じて芯金とポリウレタンフォームの間に接着層を設けることが出来る。この接着層としては、接着剤やホットメルトシートなどの公知の材料を用いることが出来る。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例および比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１〜５、比較例１〜５）
まず、表１、及び表２に示す各成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を、花王（株）製レオドールＡＳ−１０Ｖ（乳化剤）を各成分１００質量部に対し１０質量部用いて個別乳化し、各成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の固形分が表１、及び表２に示す配合比になるようにトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を調整した。次に、前記トナー供給ローラ成形金型用水系離型剤の固形分が３質量％になるようにイオン交換水で希釈したものを、６０℃に温調した内径１３ｍｍのＳＵＳ３０４製円筒形状金型に塗布し、０．２〜０．５ＭＰａの高圧エアを吹き付け乾燥した。次に、以下に示したポリオール成分（ポリオール、整泡剤、触媒、水など）、およびポリイソシアネートを液温２５℃に調整した。そして、両液をＮＣＯインデックスが１００となるように配合し、撹拌羽根で５秒間撹拌した後、予め鉄製の直径５ｍｍ、長さ２５４ｍｍの芯金を内部の所定位置に取り付け６０℃に温調した金型内に流し込んだ。この金型で１０分硬化し外径１３ｍｍのトナー供給ローラを製造し、離型性能、型汚れ、及び表面セル開口性を確認した後、画像評価を行った。
【００６６】
（ウレタン材料）
ポリオール成分
ＦＡ９０８（三洋化成工業製ポリオール）・・・・・・・・・・・・・１００質量部
Ｌ５３０９（東レ・ダウコーニング・シリコーン製整泡剤）・・・・・・・１質量部
ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ（東ソー製アミン触媒）・・・・・・・・・・・０．１質量部
ＴＥＤＡ−Ｌ３３（東ソー製アミン触媒）・・・・・・・・・・・・・０．５質量部
水・・・２．０質量部
ポリイソシアネート
コロネート１０２１（日本ポリウレタン工業製ポリイソシアネート）・・２５．１質量部
【００６７】
【表１】
2010030250.tif 000003
【００６８】
１）離型剤の固形分を１００％としたときの比率（％）
２）日本精鑞製ポリエチレンワックス（接触角７０°、融点７２℃）
３）日本精鑞製ポリエチレンワックス（接触角８５°、融点９８℃、）
４）日本精鑞製ポリエチレンワックス（接触角１００°、融点１０４℃）
５）ヘキスト製脂肪族カルボン酸塩（接触角５°、炭素数２４〜３４）
６）ペトロライト社製脂肪族カルボン酸塩（接触角１５°、炭素数３０〜４０）
７）東レ・ダウコーニング・シリコーン製シリコーンオイル（粘度５０００ｃＳｔ／２５℃）
８）東レ・ダウコーニング・シリコーン製シリコーンオイル（粘度５００ｃＳｔ／２５℃）
９）信越化学工業製シリコーンオイル（粘度２０ｃＳｔ／２５℃）
１０）本発明の水系離型剤中の全ワックス（Ａ＋Ｂ）１００質量部に対する（Ｂ）ワックスの含有量（質量部）
１１）本発明の水系離型剤中の成分（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）１００質量部に対する（Ｃ）シリコーンオイルの含有量（質量部）
１２）トナー供給ローラを金型から取り出す際の離型性。○：良好、×：ポリウレタン層が部分的に欠落。
１３）トナー供給ローラ成形用金型の金型汚れ。○：比較例１の１／１０、△：比較例１の１／６、×：比較例１と同等。
１４）得られたローラのセル開口について、リアルタイム走査型レーザー顕微鏡を用いて表面の画像を取り込み、画像解析により２値化処理を行いセル開口面積率を求めた。
【００６９】
表面セル開口面積率［％］＝セル開口面積／画像範囲×１００
表面セル開口面積は６０％以上９０％以下であることが好ましい。
１５）トナー供給ローラ表面のセル径を、キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＤＨ−９００にて測定した。セル径は周方向に４箇所測定し、各ポイント３０点の平均セル径とした。セルムラは周方向のセルバラツキを示したもので、以下の式に従って計算した。
【００７０】
セルムラ＝ＭＡＸ平均径／ＭＩＮ平均径
セルムラは１．２以下であることが好ましい。
１６）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−５０
５０）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込み、このカートリッジを取り付けたフルカラーレーザービームプリンタを用いて、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１晩以上放置してから各色ベタ画像を作像して評価した。
【００７１】
色抜けとはイメージのあるところにトナーが供給されていないものをいう。濃度むらとはベタ画像が不均一になることを言う。○：良好×：欠点（色抜け、濃度むら）の発生したもの
【００７２】
【表２】
2010030250.tif 000004
【００７３】
表１、２に見られるように、実施例１〜５では、本発明のトナー供給ローラ成形金型用水系離型剤を使用することにより、離型性が良好で、かつ堆積物による金型汚れの少ない、表面セルの開口安定性に優れるトナー供給ローラを得ることが出来、良好な画像評価となっている。これに対し、比較例１〜５では、離型性、金型汚れ、若しくは表面セルの開口安定性に劣る結果となり、画像評価結果が悪い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明のトナー供給ローラの概略構成を示す斜視図である。
【図２】トナー供給ローラのポリウレタンフォームからなる表面層のセル径測定方法を示す説明図であって、図はトナー供給ローラの軸方向と平行な方向から見た図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    トナー供給ローラ
２    芯金
３    表面層
【図１】
2010030250.tif 000005
【図２】
2010030250.tif 000006