(57)【要約】【課題】トナーの帯電を抑制することができるトナー供給ロールを提供する。【解決手段】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は、フッ素変性ポリオールが配合されたスポンジ組成物から形成されている。【選択図】図１
2006276753.tif 000002
【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を有するトナー供給ロールであって、上記スポンジ弾性層が、フッ素変性ポリオールが配合されたスポンジ組成物からなるものであることを特徴とするトナー供給ロール。
【請求項２】
上記スポンジ組成物におけるフッ素変性ポリオールの配合割合が、スポンジ組成物に用いられるポリオール成分１００重量部中、０．１〜３０重量部の範囲内である請求項１記載のトナー供給ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンタ，ファクシミリ等の電子写真装置に用いられるトナー供給ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真装置における複写は、感光ドラムＤ（図４参照）の表面に原稿像を静電潜像として形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙上に転写定着することにより行なわれている。この複写における上記トナー像の形成は、図４に示すように、トナー供給ロールＡ’がトナーボックスから現像ロールＧの表面にトナーを供給し、この現像ロールＧの表面のトナーを、現像ロールＧと層形成ブレードＢとの摩擦帯電により帯電させた後、上記静電潜像に付着させることにより行われている。そして、上記静電潜像に付着されずに現像ロールＧの表面に残った残余のトナーは、トナー供給ロールＡ’により掻き取られ、トナーボックスに戻された後、トナーボックス内のアジテータ（攪拌機）により攪拌され、再使用に供される。
【０００３】
したがって、トナー供給ロールＡ’には、トナーを安定して現像ロールＧに供給するトナー供給性能に加え、現像ロールＧの表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Ａ’は、一般に、軸体１と、その外周面に成形されたスポンジ弾性層２’とからなる弾性ロールであり、そのスポンジ弾性層２’の表面の粗面により、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（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−４５６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、実機（複写機等）により画像出しを行うと、トナーフィルミングやゴーストが発生するという問題点があった。そこで、本発明者らがこの原因について研究を重ねた結果、その原因は、現像ロールＧとトナー供給ロールＡ’の帯電性が強いと、トナー供給ロールＡ’からトナーを現像ロールＧに供給する際に帯電が起こり、その後の層形成ブレードＢによる摩擦帯電と相俟って、トナーが過剰帯電することにあることを突き止めた。
【０００５】
本発明は、このような知見に鑑みなされたもので、トナーの帯電を抑制することができるトナー供給ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のトナー供給ロールは、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を有するトナー供給ロールであって、上記スポンジ弾性層が、フッ素変性ポリオールが配合されたスポンジ組成物からなるものであるという構成をとる。
【０００７】
本発明者らは、トナー供給ロールからトナーを現像ロールに供給する際に起こる帯電を抑制すべく、先の知見に基づき、さらに研究を重ねた。その研究の結果、スポンジ弾性層のスポンジ組成物に、フッ素変性ポリオールを配合すると、トナー供給ロールと現像ロールとの間の摩擦力が低下することを見出した。しかも、そのフッ素変性ポリオールを配合したスポンジ組成物は、マイナスに帯電し易い特徴を持つため、マイナス帯電のトナーに対しては、トナーの摩擦帯電がより一層抑制されることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のトナー供給ロールは、スポンジ弾性層のスポンジ組成物に、フッ素変性ポリオールを配合させているため、現像ロールとの間の摩擦力が低下し、トナー供給ロールからトナーを現像ロールに供給する際に起こる帯電を抑制してトナーの帯電を抑制することができる。このため、その後の現像ロールと層形成ブレードとの摩擦帯電が行われても、トナーが過剰帯電することがなく、その結果、トナーフィルミングやゴーストも起こらない。
【０００９】
特に、上記スポンジ弾性層のスポンジ組成物におけるフッ素変性ポリオールの配合割合が、スポンジ組成物に用いられるポリオール成分１００重量部中、０．１〜３０重量部の範囲内である場合には、トナーの帯電をより効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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Ａ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は、フッ素変性ポリオールが配合されたスポンジ組成物から形成されている。
【００１２】
ここで、本発明のトナー供給ロールＡを構成する軸体１の形成材料，スポンジ弾性層２のスポンジ組成物等について説明する。
【００１３】
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。そして、上記軸体１の外周面には、必要に応じて、接着剤やプライマー等を塗布してもよい。
【００１４】
上記スポンジ弾性層２のスポンジ組成物には、軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール成分およびイソシアネート成分が用いられ、そのうちポリオール成分の一部は、フッ素変性ポリオールが用いられる。このフッ素変性ポリオールが用いられることにより、現像ロールＧ（図４参照）との間の摩擦力を低下させることができる。その結果、トナー供給ロールＡからトナーを現像ロールＧに供給する際に起こる帯電を抑制し、トナーの帯電を抑制することができる。このトナーの帯電抑制の観点から、フッ素変性ポリオールの配合割合は、上記ポリオール成分１００重量部中、０．１〜３０重量部の範囲内であることが好ましい。上記フッ素変性ポリオールとしては、例えば、ルミフロンＬＦ２００（旭硝子社製），ゼッフルＧＫ５１０（ダイキン社製），フォブリンＺ−ＤＯＬ１０００（ソルベイ・ソレクシス社製），フォブリンＺ−テトラオール（ソルベイ・ソレクシス社製），ＭＦ−１００（ジェムコ社製）等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１５】
上記ポリオール成分としては、例えば、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があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。上記イソシアネート成分としては、２官能以上のポリイソシアネートであれば特に限定はなく、例えば、２，４−（または２，６−）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、オルトトルイ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）、カーボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。また、必要に応じて、上記ポリオール成分およびイソシアネート成分に加えて、架橋剤，発泡剤（水，低沸点物，ガス体等），界面活性剤，触媒，難燃剤，充填剤，導電性付与剤，帯電防止剤等を適宜に配合してもよい。
【００１６】
つぎに、上記トナー供給ロールＡの製法について説明する。すなわち、まず、スポンジ弾性層２を形成するための成形用金型を準備する。ついで、軸体１の外周面に、必要に応じて接着剤等を塗布し、これを上記成形用金型の中空部に同軸的に設置し、密封した後、スポンジ弾性層２のスポンジ組成物を注入する。そして、発泡硬化させ、スポンジ弾性層２を形成する。その後、脱型し、上記トナー供給ロールＡを得ることができる。
【００１７】
このようにして得られたトナー供給ロールＡにおいて、上記スポンジ弾性層２の外周面部分は、スポンジ弾性層２を形成するセルＣの殆どが外部に開口しており、その平均開口径（この平均開口径は、任意の１０個のセルＣの開口径の平均値であり、各セルＣの開口径は、電子顕微鏡による表面観察で、各セルＣの任意の１個所の開口径を測定したものである。）は、特に限定されるものではないが、通常、１００〜８００μｍの範囲に設定される。すなわち、平均開口径が１００μｍを下回ると、セルＣ内に侵入したトナーが出難くなる傾向にあり、８００μｍを上回ると、トナー搬送量が減少する傾向にあり、いずれの場合も画質が悪化するおそれがあるからである。そして、スポンジ弾性層２内部のセルＣの平均セル径（この平均セル径は、任意の１０個のセルＣのセル径の平均値であり、各セルＣのセル径は、上記スポンジ弾性層２を厚み方向に切断し、各セルＣの任意の１個所の直径を電子顕微鏡で見て測定したものである。）は、上記平均開口径以上であり、１００〜１０００μｍの範囲に設定されていることが好ましい。すなわち、平均セル径が１００μｍを下回ると、トナーがセルＣ内で詰まり易くなる傾向にあり、１０００μｍを上回ると、セルＣ内に侵入するトナー量が多過ぎる傾向にあり、いずれの場合も画質が悪化するおそれがあるからである。さらに、スポンジ弾性層２内部は、トナーの劣化を抑制できる点で、隣り合うセルＣの境界部に存在するセル膜３の全てまたは一部に上記平均開口径程度の開口部４が形成されて、セルＣ同士が３次元的に全てまたは一部つながった連泡構造となっていることが好ましいが、そのようになっていない独泡構造となっていてもよい。
【００１８】
なお、上記セルＣの平均開口径および平均セル径は、スポンジ弾性層２を形成する際の発泡倍率を変えることにより、調節することができる。例えば、上記セルＣの寸法を上記範囲（平均開口径を１００〜８００μｍの範囲、平均セル径を１００〜１０００μｍの範囲）にする場合には、発泡倍率を５〜２０倍程度に設定する。
【００１９】
また、隣り合うセルＣの境界部に存在するセル膜３に開口部４を形成する方法としては、上記トナー供給ロールＡの作製において、脱型後、トナー供給ロールＡを回転させながら、ノズル等を用いて高圧の気体（空気や窒素等のガス）をスポンジ弾性層２に噴射する方法があげられる。これにより、高圧の気体がスポンジ弾性層２内に拡散し、セル膜３の開口作用が著しく発揮される結果、隣り合うセルＣの境界部に存在するセル膜３に開口部４が形成される。この開口部４の形成度合いは、噴射する気体の圧力を変えることにより、調節することができる。
【００２０】
本発明のトナー供給ロールの他の実施の形態は、そのスポンジ弾性層２の表面部分の横断面図（軸に直角な面での断面図）を図２に示すように、スポンジ弾性層２の外周面には、複数の凸条（断面形状が長方形状）Ｔが、ロールの中心軸と平行に、周方向に一定のピッチＰで形成されている。また、各凸条Ｔは、略均一高さＨ、略均一幅Ｗ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。そして、上記複数の凸条Ｔにより、トナー掻き取り性能を向上させている。それ以外は、図１に示すトナー供給ロールＡと同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
【００２１】
そして、このトナー供給ロールＡも、スポンジ弾性層２のスポンジ組成物として、フッ素変性ポリオールが配合されたものを用いることにより、現像ロールＧ（図４参照）との間の摩擦力を低下させ、トナー供給ロールＡからトナーを現像ロールＧに供給する際に起こる帯電を抑制し、トナーの帯電を抑制することができる。
【００２２】
このように、上記各実施の形態のトナー供給ロールＡを用いることにより、トナー供給ロールＡからトナーを現像ロールＧ（図４参照）に供給する際に帯電が抑制され、その後の現像ロールＧと層形成ブレードＢとの摩擦帯電が行われても、トナーが過剰帯電することが防止される。その結果、トナーフィルミングやゴーストも防止される。
【００２３】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【実施例１】
【００２４】
下記のように、軸体の形成材料，スポンジ弾性層のスポンジ組成物等を用いて、スポンジ弾性層の外周面に凸条が形成されたトナー供給ロール（図２参照）を作製した。なお、スポンジ弾性層の形成には、成形用金型として、内周面に、上記凸条に対応する凹溝が形成されたものを用いた。
【００２５】
〔軸体〕
直径５ｍｍのＳＵＭ２２製中実円柱状の軸体を準備した。
【００２６】
〔スポンジ弾性層のスポンジ組成物の調製〕
ポリエーテルポリオール（三井化学社製、ＥＰ−８２８、ＯＨ価＝２８）９０重量部、ポリマーポリオール（三井化学社製、ＰＯＰ−３１−２８、ＯＨ価＝２８）１０重量部、フッ素変性ポリオール（ソルベイ・ソレクシス社製、フォブリンＺ−ＤＯＬ１０００）１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、第三級アミン触媒（花王社製、ＫＡＯ．３１）０．５重量部、第三級アミン触媒（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、ＮＣＯ％＝４５）３０．５重量部を配合してスポンジ弾性層のスポンジ組成物を調製した。
【００２７】
〔トナー供給ロールの作製〕
上記成形用金型に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スポンジ組成物を充填した後、その成形金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、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外周面には、断面形状が長方形状の、複数の凸条を、ロールの中心軸と平行に、周方向に所定のピッチＰ（０．６ｍｍ）で形成した。各凸条の寸法は、幅Ｗを０．４ｍｍ、高さＨを０．２ｍｍとした。なお、上記凸条の各寸法は、トナー供給ロールの断面を電子顕微鏡で見て、任意の１０個の非等脚台形状について測定し、それらの平均値をとった。
【実施例２】
【００２８】
上記実施例１と同様のスポンジ組成物を用いて、スポンジ弾性層の外周面に凸条が形成されていないトナー供給ロール（図１参照）を作製した。そのスポンジ弾性層の形成には、成形用金型として、内周面が鏡面に形成されたものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【実施例３】
【００２９】
上記実施例２のスポンジ弾性層のスポンジ組成物において、フッ素変性ポリオールの配合割合を５重量部に変えた。それ以外は、上記実施例２と同様にした。
【００３０】
〔比較例１〕
上記実施例１のスポンジ弾性層のスポンジ組成物において、フッ素変性ポリオールを配合しないものとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。
【００３１】
〔比較例２〕
上記実施例２のスポンジ弾性層のスポンジ組成物において、フッ素変性ポリオールを配合しないものとした。それ以外は、上記実施例２と同様にした。
【００３２】
このようにして得られた実施例１〜３および比較例１，２の各トナー供給ロールを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を下記の表１に併せて表記した。
【００３３】
〔トナー帯電量〕
各トナー供給ロールを市販のプリンタの現像装置に組み込み、図３に示すように、現像ロールＧの表面上にトナー層３２を形成した後、吸引ポンプ３３により上記トナー層３２のトナーを吸引し、ファラデーゲージ３４を用いてトナー帯電量を測定した。なお、図において、３５はフィルター、３６は絶縁体パイプ、３７は電位計、３８，３９は導体であり互いに分離している。
【００３４】
〔摺動性〕
平板上に、粘着テープ（日東社製、ＳＰＶ−Ａ−３０３Ｓ）を粘着面が上になるように貼り付け、その粘着面上に各トナー供給ロールを載置した後、各トナー供給ロールに１Ｎの水平方向の力を加えて転がした。その結果、各トナー供給ロールを１００ｍｍ転がすのに要する時間が４秒以下のものは粘着テープに着き難いことから摩擦係数が小さいとして○、４秒を越え５秒以下のものは△、５秒を越えるものは粘着テープに着き易いことから摩擦係数が大きいとして×と評価した。
【００３５】
〔複写画質〕
各トナー供給ロールを市販のプリンタの現像装置に組み込み、画像出しを行った後、複写画像の評価を目視により行った。その結果、ゴースト等の画像不具合がなく画像が良好なものを○、画像不具合が軽微なものを△、画像不具合が実用に供しがたいものを×と評価した。
【００３６】
〔耐久複写画質〕
各トナー供給ロールを市販のプリンタの現像装置に組み込み、トナー濃度が５％となる程度の文字列を１００００枚まで出力した。そして、その後の複写画像の評価を目視により行った。その結果、トナーフィルミングによる色抜け等画像不具合がなく画像が良好なものを○、画像不具合が軽微なものを△、画像不具合が実用に供しがたいものを×と評価した。
【００３７】
【表１】
2006276753.tif 000003
【００３８】
上記表１の結果から、実施例１〜３のトナー供給ロールは、比較例１，２のトナー供給ロールと比較して、トナーへの帯電が抑制されており、過剰帯電による画像不具合が、複写画像，耐久後の複写画像でも生じていないことがわかる。
【００３９】
また、上記実施例１〜３におけるフッ素変性ポリオールとして、ＭＦ−１００（ジェムコ社製），フォンブリンＺ−テトラオール（ソルベイ・ソレクシス社製）を用いても、上記と同様と結果を得た。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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説明図（一部拡大断面図）である。
【図２】本発明のトナー供給ロールの他の実施の形態を模式的に示す、表面部分の横断面図である。
【図３】トナー帯電量を測定する方法を示す説明図である。
【図４】トナー供給ロール，現像ロールおよび感光ドラムの配置状態を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  軸体
２  スポンジ弾性層
【図１】
2006276753.tif 000004
【図２】
2006276753.tif 000005
【図３】
2006276753.tif 000006
【図４】
2006276753.tif 000007