(57)【要約】【課題】トナー掻き取り性能に優れるとともに、振動，回転むら，掻き取りむらの発生を抑制することができる弾性ロールを提供する。【解決手段】軸体１と、この軸体１の外周面に沿って形成されたスポンジ弾性層２とを有し、そのスポンジ弾性層２の表面に軸方向に延びるスリットＳが形成されている弾性ロールであって、上記スリットＳがロールの中心軸Ａに対して角度θだけ傾斜して形成されている。【選択図】図２
2006065227.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弾性層とを有し、その弾性層の表面に軸方向に延びるスリットが形成されている弾性ロールであって、上記スリットがロールの中心軸に対して角度θだけ傾斜して形成されていることを特徴とする弾性ロール。
【請求項２】
上記弾性層がスポンジ弾性層である請求項１記載の弾性ロール。
【請求項３】
上記スリットとロールの中心軸とのなす角度θが０．５°〜９°の範囲に設定されている請求項１または２記載の弾性ロール。
【請求項４】
上記スリットの深さが、上記弾性層の厚みの３５〜７０％の範囲に設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の弾性ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンター，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等の弾性ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機等の電子写真装置における複写は、感光ドラム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、トナー供給ロールがトナーボックスから現像ロールの表面にトナーを供給し、この現像ロールの表面のトナーを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の表面に残った残余のトナーは、トナー供給ロールにより掻き取られ、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、現像ロールの表面に残った残余の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、そのトナー掻き取り性能を向上させるために、図５に示すように、トナー供給ロールＲ1 の表面に、中心軸Ａと平行に延びる複数のスリット（切込み）Ｓを周方向に所定のピッチで形成し、そのスリットＳのエッジでもトナーを掻き取るようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９６５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、トナー供給ロールは、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。そして、上記特許文献１のトナー供給ロールＲ1 では、そのトナー掻き取り性能を向上させるために、上記スポンジ弾性層２の表面にスリットＳが形成されている。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のトナー供給ロールＲ1 を組み込んだ複写機では、二重画像（ゴースト画像）が発生したり、濃淡むらが発生したりし、良質な複写画像の現実には難点があった。そこで、本発明者は、この原因について研究を重ねた結果、その原因は、図６に示すように、スポンジ弾性層２をもつトナー供給ロールＲ1 が、現像ロールＲ2 と圧接する際の圧接圧力によって、トナー供給ロールＲ1 のスポンジ弾性層２の圧接部が変形し、圧接圧力がなくなると復元変形することにあることを突き止めた。すなわち、上記特許文献１のトナー供給ロールＲ1 は、スリットＳが中心軸Ａと平行に形成されているため、そのトナー供給ロールＲ1 と現像ロールＲ2 とがそれぞれ矢印方向の回転に伴って圧接を開始する（これにより、トナー供給ロールＲ1 から現像ロールＲ2 にトナーを付着させることが行われる）と、その圧力で、スポンジ弾性層２のスリットＳ間の部分Ｔ1 は、後方（図示の右側）に撓む。このとき、上記部分Ｔ1 よりも回転方向側に位置する、スリットＳ間の部分Ｔ2 は、現像ロールＲ2 に対して正面から当接し、圧力でやや潰れた状態になり、現像ロールＲ2 の表面の残余のトナーを掻き取る動作をする。この状態では、上記部分Ｔ2 は、自由な動きが現像ロールＲ2 によって止められている。このとき、上記部分Ｔ1 は、上記のように後方に撓んでいるため、上記部分Ｔ1 と部分Ｔ2 との間隔が広くなる。また、上記部分Ｔ2 よりも回転方向側に位置する、スリットＳ間の部分Ｔ3 は、掻き取り動作を終了し始めているが、現像ロールＲ2 に当接しているため、自由な動きが止められている。このとき、上記部分Ｔ3 よりも回転方向側に位置する、スリットＳ間の部分Ｔ4 は、現像ロールＲ2 との圧接が解け、スポンジの弾性により勢いよく復元する。このとき、上記部分Ｔ3 と部分Ｔ4 との間隔が広くなる。このような動作によると、トナー供給ロールＲ1 と現像ロールＲ2 との間に働く圧接力は、それぞれの回転に伴って、スリットＳの部分で急激に変化（減少）し、断続的となる。このため、両ロールＲ1 ，Ｒ2 に振動および回転むらが発生するとともに、上記トナーの掻き取りにむらが発生する。特に、トナーの掻き取りむらが発生すると、掻き取り不足となった部分に前の複写のトナーが残り、二重画像になったり、濃淡むらが発生したりする。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナー掻き取り性能に優れるとともに、振動，回転むら，掻き取りむらの発生を抑制することができる弾性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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の弾性ロールは、軸体と、この軸体の外周面に沿って形成された弾性層とを有し、その弾性層の表面に軸方向に延びるスリットが形成されている弾性ロールであって、上記スリットがロールの中心軸に対して角度θだけ傾斜して形成されているという構成をとる。
【０００８】
すなわち、本発明の弾性ロールは、弾性層の表面に形成されるスリットがロールの中心軸に対して角度θだけ傾斜して形成されているため、回転駆動の際、本発明の弾性ロールのスリット間の部分と現像ロールとの圧接は、上記両ロールの、例えば一方の端部から開始し、その部分では、スリット間の部分の撓み変形により、スリット間の部分同士の間隔は広くなろうとする。しかし、それ以外の部分は、現像ロールにまだ圧接していないため、変形力は生じていず、それ自身の自己保形性により、上記圧接部の、スリット間の部分同士の間隔の広がりを規制するよう作用する。このような挙動が、両ロールの回転に伴い、本発明の弾性ロールの軸方向に順次生じるため、本発明の弾性ロールと現像ロールとの間に働く圧接力は、両ロールの回転に伴って、スリットの部分で急激に変化（減少）することがなく、連続的となる。その結果、両ロールの振動および回転むら、ならびにトナーの掻き取りむらの発生が抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の弾性ロールは、弾性層の表面に、スリットがロールの中心軸に対して角度θだけ傾斜して形成されているため、現像ロールと圧接状態で回転させても、その圧接力を急激に変化（減少）させることがなく、連続的にすることができる。このため、両ロールの振動および回転むら、ならびにトナーの掻き取りむらの発生を抑制することができる。
【００１０】
特に、上記スリットとロールの中心軸とのなす角度θが０．５°〜９°の範囲に設定されている場合には、振動，回転むら，掻き取りむらの発生を抑制しつつ、トナー掻き取り性能を高度に発揮することができる。
【００１１】
また、上記スリットの深さが、上記弾性層の厚みの３５〜７０％の範囲に設定されている場合には、トナー掻き取り性能を発揮しつつ、振動，回転むら，掻き取りむらの発生を高度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】
【００１２】
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。
【００１３】
図１および図２は、本発明の弾性ロールの一実施の形態を示している。この弾性ロールは、軸体１の外周に、スポンジ弾性層２が形成されており、そのスポンジ弾性層２の表面には、複数のスリットＳがロールの中心軸Ａに対して角度θだけ傾斜して形成されている。ここで、角度θは、図２に示すように、上記弾性ロールの側面視において、スリットＳとロールの中心軸Ａとのなす、鋭角となる側の角度のことをいう。
【００１４】
このような角度θだけ傾斜したスリットＳが形成された弾性ロールを、例えばトナー供給ロールとして用いると、現像ロールとの圧接については、両ロールの回転に伴って、スリットＳ間の部分が軸方向に順次圧接するようになる。そして、その圧接部では、スリットＳ間の部分の撓み変形により、スリットＳ間の部分同士の間隔は広くなろうとするが、現像ロールにまだ圧接していない部分では、変形力が生じていないため、それ自身の自己保形性により、上記圧接部の上記間隔の広がりを規制するよう作用する。このような挙動が、両ロールの回転に伴い、上記弾性ロールの軸方向に順次生じる。このため、上記弾性ロールと現像ロールとの間に働く圧接力は、両ロールの回転に伴って、スリットＳの部分で急激に変化（減少）することがなく、連続的となる。その結果、両ロールの振動および回転むら、ならびにトナーの掻き取りむらの発生が抑制される。
【００１５】
上記角度θの大きさは、特に限定されるものではなく、０°を上回り９０°を下回る範囲であればよい。なかでも、０．５°以上９°以下の範囲に設定されていると、スリットＳの延びている方向（矢印Ｄ1 ）とロールの回転方向（矢印Ｄ2 ）とのなす角度αが直角から大きく外れないため、上記範囲を外れる場合よりも、トナー掻き取り性能がより優れたものとなる。
【００１６】
また、上記スリットＳの深さｄ1 も、特に限定されるものではなく、上記スポンジ弾性層２の厚みｄ2 の０％を上回り１００％以下の範囲であればよい（１００％のときは、軸体１の外周面とスポンジ弾性層２の内周面との、例えば接着力により、スポンジ弾性層２が保持される）。なかでも、３５％以上７０％以下の範囲に設定されていると、スリットＳ間の部分における圧接部の撓み変形が、それ以外の非圧接部の自己保形性に基づく撓み変形規制力との関係で好適になり、上記範囲を外れる場合よりも、振動，回転むら，掻き取りむらの発生がより抑制されたものとなる。
【００１７】
また、上記スリットＳの幅Ｗも、特に限定されるものではなく、その形成に用いるカッター刃の刃先の厚みまたは電熱線の太さによって決まり、通常は０．１〜０．５ｍｍであり筋状であるが、それもよりも幅が広い１〜３ｍｍの溝状であってもよい。
【００１８】
また、上記スリットＳの本数も、特に限定されるものではなく、スポンジ弾性層２の外径やスリットＳの傾斜角度θによって異なり、通常、２〜４０本の範囲内に設定される。また、上記スリットＳの周方向ピッチＰ1 も、特に限定されるものではなく、通常、１〜１０ｍｍの範囲内に設定される。
【００１９】
つぎに、本発明の弾性ロールの形成材料等について説明する。上記軸体１，スポンジ弾性層２としては、通常に用いられているものが用いられ、特に限定されるものではない。
【００２０】
すなわち、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。
【００２１】
上記スポンジ弾性層２の形成材料には、通常の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る。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。なお、上記弾性層２は、上記軟質ポリウレタンフォームに限定されるものではなく、それ以外の発泡ゴムでもよい。
【００２２】
つぎに、本発明の弾性ロールの製造方法の一例について説明する。この弾性ロールの製造は、軸体１の外周面にスポンジ弾性層２を形成した後、上記スリットＳを形成するが、そのスポンジ弾性層２の形成までは、従来と同様にして行われる。
【００２３】
すなわち、まず、スポンジ弾性層２を形成するための成形型を準備する。この成形型は、スポンジ弾性層２の軸方向の長さに等しい長さの円筒型と、この円筒型の両端開口を閉塞するキャップとから構成されている。また、この成形型は、円筒型内に軸体１を装填し、その円筒型の両端開口をキャップで閉塞すると、上記軸体１がそれらキャップにより円筒型と同軸に支持され、円筒型内にスポンジ弾性層２形成用の成形キャビティが形成されるようになっている。ついで、上記成形型の円筒型内に軸体１を装填し、その円筒型の両端開口をキャップで閉塞した後、形成される成形キャビティ内にスポンジ弾性層２の形成材料を注入し、発泡硬化させ、スポンジ弾性層２を形成する。
【００２４】
そして、脱型した後、スポンジ弾性層２の一端縁にカッター刃または電熱線を当て、そのロールを中心軸Ａ周りに回転させながら、上記カッター刃または電熱線をスポンジ弾性層２の他端縁に直線状に移動させ、スリットＳを形成する。このスリットＳを所定の周方向ピッチで形成する。なお、このスリットＳの形成は、他の方法でもよく、上記カッター刃または電熱線を固定し、ロールを中心軸Ａ周りに回転させながら軸方向に直線状に移動させるようにしてもよいし、上記カッター刃または電熱線とロールの両方を互いに向かい合う方向に直線状に移動させるようにしてもよい。
【００２５】
上記スリットＳとロールの中心軸Ａとのなす角度θの大きさは、ロールの回転速度とカッター刃等の直線移動速度によって調整することができる。例えば、ロールの回転速度が一定の場合は、カッター刃等の直線移動速度が大きくなるにつれて、上記角度θは小さくなり、カッター刃等の直線移動速度が一定の場合は、ロールの回転速度が大きくするにつれて、上記角度θは大きくなる。
【００２６】
図３は、本発明の弾性ロールの他の実施の形態を示している。この弾性ロールは、スリットＳが螺旋状に１本だけ形成されているものである。この場合のスリットＳの螺旋ピッチＰ2 は、特に限定されるものではなく、通常、３〜２０ｍｍの範囲内に設定される。そして、このスリットＳの形成は、ロールの回転速度を上げ、カッター刃等をスポンジ弾性層２の一端縁から他端縁に連続的に移動させることにより行われる。それ以外は、図１に示す弾性ロールと同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。そして、この弾性ロールも、図１に示す弾性ロールと同様の作用・効果を奏する。
【００２７】
図４は、本発明の弾性ロールのさらに他の実施の形態を示している。この弾性ロールは、図１に示す弾性ロールにおいて、各スリットＳがスポンジ弾性層２の一端縁から他端縁まで連続したものではなく、断続的となっているものである。すなわち、弾性ロールの外周面を軸方向に３つの領域に仮想的に区切り、この各領域に、短尺の複数のスリットＳが互い違いになるよう形成されている。それ以外は、図１に示す弾性ロールと同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。そして、この弾性ロールも、図１に示す弾性ロールと同様の作用・効果を奏する。
【００２８】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【実施例】
【００２９】
〔実施例１〕
図１に示す弾性ロールを上記と同様にして作製した。すなわち、この弾性ロールは、軸体１として直径５ｍｍのＳＵＭ２２製丸棒を用い、スポンジ弾性層２を厚み５．５ｍｍ（外径１６ｍｍ）とした。また、スポンジ弾性層２の表面のスリットＳは、ロールの中心軸Ａとのなす角度θを５°、深さを２．５ｍｍ、本数を１６本（周方向のピッチ３．１ｍｍ）とした。この弾性ロールの作製において、スポンジ弾性層２の形成材料の調製、スポンジ弾性層２の形成、スリットＳの形成を下記のようにして行った。
【００３０】
〔スポンジ弾性層２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−８２８、ＯＨ価＝２８）を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）を１０重量部、ジエタノールアミンを２重量部、シリコン整泡剤（日本ユニカー社製、Ｌ−５３０９）を３重量部、水を２重量部、第三級アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）を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）を０．１重量部、ＤＢＴＤＬを０．１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）を３０．５重量部を配合してスポンジ弾性層２の形成材料を調製した。
【００３１】
〔スポンジ弾性層２の形成〕
成形型の円筒型内に軸体１を装填し、その円筒型の両端をキャップで閉塞した後、成形キャビティ内に上記スポンジ弾性層２の形成材料を注入し、発泡硬化させ（６０℃×３０分間）、スポンジ弾性層２を形成した。
【００３２】
〔スリットＳの形成〕
スリットＳ形成用のカッター刃がスリットＳの本数分取り付けられた円筒体を準備し、その円筒体の内部を、上記スポンジ弾性層２が形成されたロール体を一定の回転速度（０．１回転／秒）で回転させながら一定速度（６０ｍｍ／秒）で通過させた。これにより、上記実施例１の弾性ロールを作製した。
【００３３】
〔比較例１〕
上記実施例１において、スリットＳの形成を、ロール体を回転させずに行なった。それ以外は、上記実施例１と同様にした。すなわち、スリットＳを弾性ロールの中心軸Ａと平行に形成した。
【００３４】
〔トナー掻き取り性能〕
このようにして得られた実施例１および比較例１の各弾性ロールをトナー供給ロールとしてトナーカートリッジに組み込み、そのトナーカートリッジを、カラーレーザープリンター（ヒューレットパッカード社製、カラーレーザージェット４５００）にセットし、画像出しを行った。そして、トナー掻き取り性能について評価を行った。この評価は、上記画像出しの画像について、濃淡むらの有無を目視により行った。
【００３５】
その結果、実施例１の弾性ロールを組み込んだカラーレーザープリンターによる画像には、濃度むらがなく、トナー掻き取り性能が優れてた。これに対して、比較例１の弾性ロールを組み込んだカラーレーザープリンターによる画像には、軽微な濃度むらがあり、トナー掻き取り性能が少し劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の弾性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】上記弾性ロールを模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の弾性ロールの他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の弾性ロールのさらに他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図５】従来のトナー供給ロールを模式的に示す斜視図である。
【図６】上記従来のトナー供給ロールと現像ロールとの関係を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  軸体
２  弾性層
Ａ  中心軸
Ｓ  スリット
θ  角度
【図１】
2006065227.tif 000003
【図２】
2006065227.tif 000004
【図３】
2006065227.tif 000005
【図４】
2006065227.tif 000006
【図５】
2006065227.tif 000007
【図６】
2006065227.tif 000008