(57)【要約】【課題】クリーニング性が良好であって、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式画像形成装置に好適なポリウレタンフォームローラの提供を目的とする。【解決手段】シャフト１１の外周に筒状のポリウレタンフォーム２１を設けたポリウレタンフォームローラ１０であって、筒状のポリウレタンフォーム２１は、外周面が溶融被膜からなり、外周面の面粗度（Ｒｚ）が７０〜１００μｍであり、外周面にガラス板を押し付けて筒状のポリウレタンフォームを１．５ｍｍ圧縮した状態におけるポリウレタンフォームの接触面積率が３．５〜２０％である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを有するポリウレタンフォームローラにおいて、
前記筒状のポリウレタンフォームは外周面が溶融被膜からなり、前記外周面の面粗度（Ｒｚ）が７０〜１００μｍであることを特徴とするポリウレタンフォームローラ。
【請求項２】
前記筒状のポリウレタンフォームの外周面にガラス板を押し付けて該筒状のポリウレタンフォームを１．５ｍｍ圧縮した状態において、前記ガラス板で圧縮されている部分の前記筒状のポリウレタンフォームの面積に対し、前記ガラス板と接触している部分の前記ポリウレタンフォームの面積の割合を、前記ポリウレタンフォームローラの長さ方向に複数箇所で測定し、その平均値からなる接触面積率が３．５〜２０％であることを特徴とする請求項１に記載のポリウレタンフォームローラ。
【請求項３】
シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを有するポリウレタンフォームローラの製造方法において、
前記シャフトの外周に前記ポリウレタンフォームローラの外径より大径の筒状をした、セル数３５個以上／２５ｍｍのポリウレタンフォーム中間成形体を形成し、
前記ポリウレタンフォームローラの外径より大径の孔径を有する入り口側から出口側へ向けて孔径が小さくされて前記出口側の孔径が前記ポリウレタンフォームローラの外径と等しい貫通孔を有する金型を、２８０〜３６０℃に加熱し、
前記ポリウレタンフォーム中間成形体を前記金型の貫通孔に前記入り口側から３０〜９０ｃｍ／分の速度で供給し、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面を、前記金型の貫通孔の内面で加熱及び圧縮して擦りながら前記金型の貫通孔を通すことにより、
前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面に溶融被膜を形成し、前記溶融被膜が形成された外周面の面粗度（Ｒｚ）が７０〜１００μｍからなる筒状のポリウレタンフォームをシャフトの外周に形成することを特徴とするポリウレタンフォームローラの製造方法。
【請求項４】
前記溶融被膜が形成された筒状のポリウレタンフォームの外周面にガラス板を押し付けて該筒状のポリウレタンフォームを１．５ｍｍ圧縮した状態において、前記ガラス板で圧縮されている部分の前記筒状のポリウレタンフォームの面積に対し、前記ガラス板と接触している部分の前記ポリウレタンフォームの面積の割合を、前記ポリウレタンフォームローラの長さ方向に複数箇所で測定し、その平均値からなる接触面積率が３．５〜２０％であることを特徴とする請求項３に記載のポリウレタンフォームローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式画像形成装置に使用されるポリウレタンフォームローラとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式画像形成装置に使用されるポリウレタンフォームローラは、シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたものであり、クリーニングローラやトナー供給ローラに使用されている。
【０００３】
クリーニングローラは、電子写真感光体を均一に帯電して所定の電位にする帯電ローラの表面に付着した残留トナーや紙粉等の微粒子を除去するために用いられる。クリーニングローラとして使用されるポリウレタンフォームローラは、ポリウレタンフォームが帯電ローラの表面に押し付けられた状態で回転し、帯電ローラの表面の微粒子をポリウレタンフォームで除去する。クリーニング性が悪いと、得られる画像の品質が低下する。
【０００４】
トナー供給ローラは、電子写真感光体からなる像担持体上に形成した静電潜像にトナーを搬送してその表面にトナー像として可視化する現像ローラにトナーを供給するために用いられる。また、トナー供給ローラは、電子写真感光体に使用されずに現像ローラに残った余剰のトナーを現像ローラの表面から掻き取る掻き取り性も求められる。
【０００５】
ポリウレタンフォームローラの製造方法としては、（１）スラブポリウレタンフォームにシャフト挿通孔を形成し、次いでローラ１本分の大きさで切り出した後、ポリウレタンフォームのシャフト挿通孔にシャフトを挿通し、その後にポリウレタンフォームの表面を切削研磨して円周面に加工する製造方法、（２）シャフトを挿通したスラブポリウレタンフォームの切り出し品の外周を、通電により発熱させたニクロム線によって溶融切断して円筒形とする製造方法、（３）シャフトの外周に形成したポリウレタンフォームをピーリング加工で円筒形にする製造方法、（４）シャフトを配置したローラ形状の分割発泡成形型内でポリウレタンフォームを発泡（型発泡）し、ポリウレタンフォームをシャフトと一体に形成する製造方法等がある。なお、スラブポリウレタンフォームは、混合撹拌したポリウレタンフォーム原料をベルトコンベア上に吐出し、コンベアベルトが移動する間に原料を常温、大気圧下で自然発泡させ、硬化させることで連続的に製造し、その後に乾燥炉内で硬化（キュア）させた後、所定サイズのブロック（通常は直方体形状）に裁断したものである。
【０００６】
しかしながら、スラブポリウレタンフォームの切り出し品にシャフトを挿通して切削研磨加工する方法は、研磨加工時に発生した研磨粉がポリウレタンフォーム表面のセル孔に入り込み、使用時に悪影響を及ぼすことがあった。
【０００７】
また、ニクロム線によって溶融切断する製造方法及びピーリング加工する製造方法では、溶融切断あるいはピーリング加工によってポリウレタンフォームの表面に大きく開口したセルが形成されるため、トナー供給性能及びトナー掻き取り性が劣る問題がある。
【０００８】
また、シャフトを配置したローラ形状の分割発泡成形型内でポリウレタンフォームを発泡（型発泡）してポリウレタンフォームをシャフトと一体に形成する方法は、ポリウレタンフォームの表面に分割発泡成形型によるパーティングラインがシャフトの軸と平行に形成され、画像に悪影響を与える問題がある。
また、パーティングラインが形成されないようにするには、分割発泡成形型に高価な縦型を使用しなければならず、製品コストが高くなる問題及び発泡後の脱型が難しい問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−３３４９７１号公報
【特許文献２】特開平８−３３２６７９号公報
【特許文献３】特開平１０−１０４９３７号公報
【特許文献４】特開２００６−３３７６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、電子写真方式画像形成装置におけるクリーニング性が良好なポリウレタンフォームローラとその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを有するポリウレタンフォームローラにおいて、前記筒状のポリウレタンフォームは外周面に溶融被膜を有し、前記外周面の面粗度（Ｒｚ）が７０〜１００μｍであることを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記筒状のポリウレタンフォームの外周面にガラス板を押し付けて該筒状のポリウレタンフォームを１．５ｍｍ圧縮した状態において、前記ガラス板で圧縮されている部分の前記筒状のポリウレタンフォームの面積に対し、前記ガラス板と接触している部分の前記ポリウレタンフォームの面積の割合を、前記ポリウレタンフォームローラの長さ方向に複数箇所で測定し、その平均値からなる接触面積率が３．５〜２０％であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを有するポリウレタンフォームローラの製造方法において、前記シャフトの外周に前記ポリウレタンフォームローラの外径より大径の筒状をしたセル数３５個以上／２５ｍｍのポリウレタンフォーム中間成形体を形成し、前記ポリウレタンフォームローラの外径より大径の孔径を有する入り口側から出口側へ向けて孔径が小さくされて前記出口側の孔径が前記ポリウレタンフォームローラの外径と等しい貫通孔を有する金型を、２８０〜３６０℃に加熱し、前記ポリウレタンフォーム中間成形体を前記金型の貫通孔に前記入り口側から３０〜９０ｃｍ／分の速度で供給し、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面を、前記金型の貫通孔の内面で加熱及び圧縮して擦りながら前記金型の貫通孔を通すことにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面に溶融被膜を形成し、前記溶融被膜が形成された外周面の面粗度（Ｒｚ）が７０〜１００μｍからなる筒状のポリウレタンフォームをシャフトの外周に形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３において、前記溶融被膜が形成された筒状のポリウレタンフォームの外周面にガラス板を押し付けて該筒状のポリウレタンフォームを１．５ｍｍ圧縮した状態において、前記ガラス板で圧縮されている部分の前記筒状のポリウレタンフォームの面積に対し、前記ガラス板と接触している部分の前記ポリウレタンフォームの面積の割合を、前記ポリウレタンフォームローラの長さ方向に複数箇所で測定し、その平均値からなる接触面積率が３．５〜２０％であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によって得られるポリウレタンフォームローラは、筒状のポリウレタンフォームの外周面が溶融被膜からなり、溶融被膜からなる外周面の面粗度（Ｒｚ）が７０〜１００μｍからなるため、その面粗度に相当する外周面の凹凸によって良好なクリーニング性が得られる。さらに、本発明によって得られるポリウレタンフォームローラは、前記接触面積率が３．５〜２０％であることにより、筒状のポリウレタンフォームの外周面が帯電ローラの表面に押し付けられた状態で回転する際に、帯電ローラの表面に対するポリウレタンフォーム外周面との接触が適度になり、前記外周面の凹凸によるクリーニング効果がより良好になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るポリウレタンフォームローラの側面図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】接触面積率の測定時にガラス板で圧縮する位置の例を示す図である。
【図４】接触面積率の測定時にガラス板で圧縮された筒状のポリウレタンフォームの外周面の部分を示す模式図である。
【図５】ポリウレタンフォームローラの初期成形体と中間成形体を示す斜視図である。
【図６】溶融被膜形成装置の平面図及び側面図である。
【図７】金型の斜視図である。
【図８】実施例及び比較例の構成及び性能評価を示す表である。
【図９】実施例で使用した金型の径及び厚みを示す図である。
【図１０】比較例２〜４の加工装置を示す図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】通気性の測定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のポリウレタンフォームローラの実施形態について説明する。図１及び図２に示す本発明の一実施形態のポリウレタンフォームローラ１０は、シャフト１１とその外周に設けられた筒状のポリウレタンフォーム２１からなり、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置等におけるクリーニングローラやトナー供給ローラなどに用いられる。なお、ｄは前記筒状のポリウレタンフォーム２１の外径であり、前記ポリウレタンフォームローラ１０の外径と一致する。またａは前記筒状のポリウレタンフォーム２１の全長であり、前記シャフト１１の全長より短い。前記筒状のポリウレタンフォーム２１の外径ｄ及び全長ａは、前記ポリウレタンフォームローラ１０が取り付けられる機器に応じて設定される。
【００１８】
前記シャフト１１は、前記ポリウレタンフォームローラ１０の中心軸となるものであり、金属等、所要の剛性を有する材質で構成され、中空、中実の何れでもよく、前記ポリウレタンフォームローラ１０に応じた材質、サイズとされる。
【００１９】
前記筒状のポリウレタンフォーム２１は、外形が円筒状からなり、横断面の中心に前記シャフト１１が貫通している。前記筒状のポリウレタンフォーム２１は、図２に示すように、外周面２３が溶融被膜２４からなる。前記溶融被膜２４は、筒状のポリウレタンフォーム２１の外周面が溶融固化したものである。前記溶融被膜２４は、筒状のポリウレタンフォーム２１の内部２２よりもセル（気泡）が圧縮されて溶融固化した状態となっており、前記溶融被膜２４の表面である外周面２３にはピンホール（孔）が殆ど存在していない。
前記溶融被膜２４の厚みは、３０〜１７００μｍが好ましく、より好ましくは５０〜１０００μｍである。
【００２０】
前記外周面２３は、面粗度（Ｒｚ）が７０〜１００μｍであるのが好ましい。面粗度は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１に基づいて測定される値である。面粗度の値は、小ほど凹凸差が小さく滑らかであり、大ほど凹凸の差が大であることを示す。外周面２３の面粗度が小さくなり過ぎると、外周面２３の凹凸差がなくなって平滑になるため、画像形成装置におけるクリーニング性が低下するようになる。逆に外周面２３の面粗度が大きくなり過ぎると、外周面２３の凹凸差が大になってクリーニング対象面との接触面積が減少し、この場合にもクリーニング性が低下するようになる。
【００２１】
前記ポリウレタンフォームローラ１０は、次の方法で測定した接触面積率が
３．５〜２０％であるのが好ましい。図３に示すように、筒状のポリウレタンフォーム２１の外周面にガラス板３１を押し付けて該筒状のポリウレタンフォームを１．５ｍｍ圧縮した状態において、前記ガラス板で圧縮されている部分の前記筒状のポリウレタンフォーム２１の面積に対し、前記ガラス板３１と接触している部分の前記ポリウレタンフォーム２１の面積の割合を、前記ポリウレタンフォームローラ１０の長さ方向に複数箇所で測定し、その平均値を接触面積率とする。測定箇所の数は、前記シャフト１１の一端からの距離を異ならせた３箇所以上が好ましい。後述の実施例では、シャフト１１の一端からの距離Ｘ１が５６ｍｍ位置と、距離Ｘ２が１２６ｍｍの位置と、距離Ｘ３が１９６ｍｍの位置の３箇所、更に各々の箇所における周方向４か所（０°／９０°／１８０°／２７０°）で測定し、平均値を接触面積率とした。図４は、ガラス板で圧縮された筒状のポリウレタンフォームの外周面の状態を示す模式図であり、図４の全体が圧縮された部分であり、斜線の部分がガラス板に接触した部分である。なお、各測定箇所における接触面積率は、株式会社ニコン製  ＬＶ１５０Ｎ（デジタルカメラ：ＤＳ−Ｆｉ２−Ｕ３）を用いて計算することができる。
【００２２】
前記接触面積率は、前記筒状のポリウレタンフォーム２１の外周面が帯電ローラの表面に押し付けられた状態でポリウレタンフォームローラ１０が回転する際に、前記筒状のポリウレタンフォームの外周面が帯電ローラの表面に接触する面積の大小を示す指標となる。前記接触は、筒状のポリウレタンフォーム２１の外周面において主に凸部で生じ、凹部では非接触になり易い。前記接触面積率が小であると、筒状のポリウレタンフォーム２１の外周面において帯電ローラの表面に接触する面積が小になり、逆に接触面積率が大であると、筒状のポリウレタンフォーム２１の外周面において帯電ローラの表面に接触する面積が大になる。接触面積率が小過ぎると、筒状のポリウレタンフォームの外周面２１において帯電ローラの表面に接触する部分が僅かになって、クリーニング性が低下する。その逆に、接触面積率が大過ぎると、筒状のポリウレタンフォームの外周面２１に凹部が少なくなって、この場合にもクリーニング性が低下し、また、トナー供給性も低下するようになる。これらの観点から、接触面積率は３．５〜２０％が好ましい。
【００２３】
前記筒状のポリウレタンフォーム２１の通気性は、後述の測定方法で測定した数値が０．５ｋＰａ以上であるのが好ましい。通気性は、数値が大きいほど通気性が低く、数値が小さいほど通気性が高い。通気性が高いと、クリーニング時やトナー供給時に筒状のポリウレタンフォーム２１の外周面に付着したトナーが、筒状のポリウレタンフォーム２１の内部に進入し、固着して固まるという不具合を起こす場合がある。
【００２４】
前記ポリウレタンフォームローラの製造方法の実施形態について説明する。ポリウレタンフォームローラの製造方法は、初期成形体形成工程、中間成形体形成工程、溶融被膜形成工程とよりなる。
【００２５】
初期成形体形成工程では、スラブポリウレタンフォームをポリウレタンフォームローラ１本分の大きさで切り出し、次いでシャフト挿通孔を形成し、その後、スラブポリウレタンフォームのシャフト挿通孔にシャフトを挿通することにより、図５の（５−Ａ）に示すポリウレタンフォームローラ初期成形体１０Ａを作製する。符号１１はシャフト、１４はシャフト挿通孔、２１Ａはスラブポリウレタンフォーム切り出し品である。前記シャフト挿通孔１４は、シャフト１１の外径よりも所定寸法小さく形成し、シャフト１１の挿通によってシャフト１１がスラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａに固定されるようにする。前記シャフト１１の外周には接着剤を塗布してもよい。前記スラブポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳ  Ｋ７２２２：２００５）１０〜３５０ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）２０〜８０／２５ｍｍのものが好ましい。より好ましくは、密度（ＪＩＳ  Ｋ７２２２：２００５）１０〜１００ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）４０〜８０／２５ｍｍのスラブポリウレタンフォームである。また、硬さ（２５％ＩＬＤ：ＪＩＳ  Ｋ  ６４００−２）は１３０〜２９０Ｎが好ましい。
【００２６】
また、前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａは、前記ポリウレタンフォームローラの外径ｄよりも大の断面形状、例えば一辺がポリウレタンフォームローラの外径ｄよりも大の四角形断面形状からなる角柱等で形成される。
【００２７】
中間成形体形成工程では、前記ポリウレタンフォームローラ初期成形体１０Ａにおける前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａの外周に、研磨加工等を行って、前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａを円筒状にする。それによって、前記ポリウレタンフォームローラの外径ｄよりも大径の円筒形状からなる図５の（５−Ｂ）に示すポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂを形成し、該ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂと前記シャフト１１からなるポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを得る。前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径は、使用するポリウレタンフォームのセル数にもよるが、目標とするポリウレタンフォームローラの設定外径よりも０．２〜５ｍｍ程度大にするのが好ましい。セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）が２０〜８０／２５ｍｍの場合は、目標とするポリウレタンフォームローラの設定外径よりも１〜５ｍｍ程度大にするのが、溶融被膜の形成性の点で好ましい。より好適には、セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）が２０〜４０／２５ｍｍの場合は、目標とするポリウレタンフォームローラの設定外径よりも２．５〜４ｍｍ程度大にするのが好ましく、セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）が４０〜８０／２５ｍｍの場合は、目標とするポリウレタンフォームローラの設定外径よりも１〜３ｍｍ程度大にするのが、溶融被膜の形成性の点で好ましい。なお、ポリウレタンフォームローラの設定外径は、ポリウレタンフォームローラの製造時に目標とする外径であり、実際の製品外径（前記ｄに相当）は、設定外径（目標外径）に製造時のバラツキを加えた値となる。
【００２８】
溶融被膜形成工程では、溶融被膜形成装置を用いて前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に溶融被膜を形成する。
図６に溶融被膜形成装置７１の一例を示す。前記溶融被膜形成装置７１は、モータ等の駆動装置によって回転する複数のコンベアローラ７２と、前記コンベアローラ７２上に載置された搬送台７３と、前記搬送台７３上に立設された一組の成形体保持部７５，７９と、前記搬送台７３を跨ぐようにして立設された金型支持部８５と、前記金型支持部８５上に固定された金型８７とを備える。
【００２９】
前記複数のコンベアローラ７２は、一方向へ回転することにより前記搬送台７３を、該搬送台７３上の成形体保持部７５，７９及び該成形体保持部７５，７９間に保持される前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂと共に一方向へ搬送し、また、逆方向へ回転することにより逆方向へ搬送する。なお、搬送手段はコンベアローラに限られず、コンベアベルトやその他の方法によるものでもよい。
【００３０】
前記搬送台７３は、前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂの全長よりも長い板状体からなり、上面に前記成形体保持部７５，７９が、互いに対向するようにして離して固定されている。
【００３１】
前記成形体保持部７５，７９は、垂直な支柱部７６，８０と、前記支柱部７６，８０の上部に水平方向に対向させて設けた腕部７７，８１とよりなる。前記腕部７７、８１の対向する先端間の距離は、前記シャフト１１の全長より小で、かつ前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの全長よりも大である。また、前記腕部７７、８１の先端部の上面には、前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂにおけるシャフト１１の両端部を嵌める溝７８，８２が形成されている。
【００３２】
前記金型支持部８５は、前記成形体保持部７５，７９間における一方の成形体保持部７５側近くの位置に、前記搬送台７３を跨ぐようにして立設されている。前記金型支持部８５の高さは、前記成形体保持部７５の腕部７７の位置よりも低くされ、前記金型支持部８５の上面に前記金型８７が固定されている。
【００３３】
前記金型８７は、図７に示すように、前記搬送台７３の搬送方向に厚みｂを有し、前記搬送台７３の搬送方向と平行に貫通孔８８が、前記金型８７の両面を貫通して形成されている。前記搬送台７３の搬送（移動）により、前記金型８７の貫通孔８８の中心を前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１及び該腕部７７，７８間に保持されたポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂが通過するように構成されている。前記貫通孔８８は、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１の延長線上に位置し、一方の前記成形体保持部７５と対向する側が出口側９０であり、他方の前記成形体保持部７９と対向する側が入り口側８９となっている。
【００３４】
前記金型８７の貫通孔８８は、入り口側８９の孔径ｄ１が前記ポリウレタンフォームローラ１０の外径ｄ（正確には設定外径）よりも大の径（大径）とされる。一方、貫通孔８８の出口側９０の孔径ｄ２は、前記ポリウレタンフォームローラ１０の外径ｄ(正確には設定外径、実際には加熱冷却等により伸縮膨張するため製造直後の外径)とほぼ等しい径（小径）とされる。従って、前記金型８７の貫通孔８８は前記大径の入り口側８９から前記小径の出口側９０へ向けて孔径が小さくなっている。前記大径の入り口側８９の径ｄ１は、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径より大がより好ましい。これにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂが前記入り口側８９から前記貫通孔８８内にスムーズに挿入可能となり、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの圧縮および溶融を同時に、確実に行うことが可能となる。
前記貫通孔８８の入り口側の径ｄ１と出口側の径ｄ２の差（ｄ１−ｄ２）は、１〜４０ｍｍ程度が好ましい。また、前記金型８７の厚みｂ（前記貫通孔８８の長さ）は、適宜設定されるが、例として２０〜１２０ｍｍを挙げる。
【００３５】
前記金型８７には、前記貫通孔８８の内面を加熱するための加熱装置９１，９２が設けられる。図示の加熱装置９１，９２は電源に接続されたヒータからなり、前記金型８７の両側に取り付けられている。なお、前記加熱装置９１，９２は、前記金型８７の内部にヒータ等を埋設してもよい。前記金型８７の貫通孔８８の加熱温度は、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面を溶融可能な温度であり、２８０〜３６０℃が好ましく、より好ましくは、３００〜３５０℃である。
【００３６】
溶融被膜形成工程では、まず前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，７９間が前記金型８７の貫通孔８８の入り口側８９よりも手前となるように、前記搬送台７３を位置させる。その状態で、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１に形成されている前記溝７８，８２に、前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂのシャフト１１の両端部を嵌め、前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを前記成形体保持部７５，７９間に保持する。
【００３７】
次に、前記搬送台７３を前記成形体保持部７９側から前記成形体保持部７５側へ向けて搬送し、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１に保持されている前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂを、加熱した前記金型８７の貫通孔８８に前記入り口側８９から供給し、前記貫通孔８８に通す。その際、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面を、前記金型８７の貫通孔８８の内面で加熱及び圧縮して擦りながら前記貫通孔８８内を移動させる。それにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの内部よりも圧縮されて溶融固化した溶融被膜を形成し、前記シャフト１１の外周に図１に示した前記筒状のポリウレタンフォーム２１を有するポリウレタンフォームローラ１０を製造する。前記ポリウレタンフォーム中間成形体を前記金型の貫通孔に供給する速度は、３０〜９０ｃｍ／分（５〜１５ｍｍ／秒）が好ましい。供給速度が速すぎると、前記溶融被膜の形成が難しくなる。逆に供給速度が遅すぎると、ポリウレタンフォームが過大に熱溶融され、冷えて固まりとなった部分と、樹脂が存在しない空間部分とがそれぞれ点在し、平滑面（円筒形状）を保つことができなくなり、ローラ表面の滑らかさがなくなる。
【００３８】
前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に形成された溶融被膜は、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの内部（すなわち前記筒状のポリウレタンフォーム２１の内部）よりもセルが圧縮されて小さく潰され、同時に加熱して溶融固化した状態となっており、表面にピンホール状の孔が殆ど存在していない。
【００３９】
このようにして製造された本発明のポリウレタンフォームローラは、切削研磨によるセルのケバ状の切り残しが前記筒状のポリウレタンフォームの表面に存在しないため、プリンタ、ファクシミリ等の画質が向上する。また、前記筒状のポリウレタンフォームの外周面の面粗度により、さらには接触面積率によって、良好なクリーニング性が得られる。
【実施例】
【００４０】
図８に示す実施例１〜４及び比較例１〜４のポリウレタンフォームに直径５ｍｍのシャフト挿通孔を形成し、次いで一辺２５ｍｍの四角形断面からなる長さ２２０ｍｍの角柱状に切り出した後、ポリウレタンフォームのシャフト挿通孔に直径４ｍｍ、長さ２３５ｍｍの金属製シャフトを挿通し、図５の（５−Ａ）に示したポリウレタンフォームローラ初期成形体１０Ａを作製した。
【００４１】
実施例１〜４に使用したポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳ  Ｋ７２２２：２００５）６３．７ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）５５個／２５ｍｍ、硬さ（２５％ＩＬＤ：ＪＩＳ  Ｋ  ６４００−２）１８３Ｎのポリウレタンフォーム（（株）イノアックコーポレーション製）である。
【００４２】
比較例１に使用したポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳ  Ｋ７２２２：２００５）６２．７ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）５４個／２５ｍｍ、硬さ（２５％ＩＬＤ：ＪＩＳ  Ｋ  ６４００−２）２１９Ｎのポリウレタンフォーム（（株）イノアックコーポレーション製）である。
【００４３】
比較例２〜４に使用したポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳ  Ｋ７２２２：２００５）６６．９ｋｇ／ｍ３、セル数（ＪＩＳ  Ｋ  ６４００）５４個／２５ｍｍ、硬さ（２５％ＩＬＤ：ＪＩＳ  Ｋ  ６４００−２）２２２Ｎのポリウレタンフォーム（（株）イノアックコーポレーション製）である。
【００４４】
実施例１〜４については、ポリウレタンフォームローラ初期成形体１０Ａのポリウレタンフォームを切削研磨して円筒形のポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂをシャフト１１の外周に形成し、図５の（５−Ｂ）に示したポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを作製した。切削研磨は研磨機により行った。
得られた実施例１〜４のポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂについて、シャフト外周のポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径をレーザーマイクロ測定機（ミツトヨ製  ＬＳＭ−６２００）により測定した。
【００４５】
次に、実施例１〜４については、ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを、図６の溶融被膜形成装置７１を用い、次のようにして加工した。各実施例で使用した金型の径及び厚みは図９に示す。
【００４６】
前記溶融被膜形成装置７１は、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，７９間を前記金型８９の手前に位置させた状態とし、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１に前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂのシャフト１１の両端部をセットし、前記成形体保持部７５，７９間に前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを保持した。続いて前記コンベアローラ７２の回転により、前記搬送台７３を前記成形体保持部７９側から前記成形体保持部７５側の方向へ移動させ、前記成形体保持部７５，７９間に保持した前記ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを前記金型８７の貫通孔８８内に入り口側８９から通し、出口側９０から貫通孔８９外へ出した。金型の温度、加工時間（ポリウレタンフォームローラ全体としての加熱時間）、供給速度は図８に示す。それにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に前記溶融被膜２４を形成し、最終成形体である各実施例の前記ポリウレタンフォームローラ１０を製造した。なお、ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂの金型内の滞留時間は、金型厚み／供給速度で計算され、実施例１は１３．３秒、実施例２・３は１０秒、実施例４は１１．８秒であった。この金型内の滞留時間は、１．３秒〜２０秒がローラ表面に被膜を形成させる点および生産性の点で好ましい。ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径は、金型の入り口側の径ｄ１より小のため、中間成形体表面への実際の加熱時間は、前記滞留時間よりも短く、加熱時間は１〜１９秒が好ましい。最終成形体の外径は、レーザーマイクロ測定機（ミツトヨ製  ＬＳＭ−６２００）により測定した。
【００４７】
一方、比較例１については、前記ポリウレタンフォームローラ初期成形体１０Ａを作製後、研磨加工を行うことにより、最終成形体である比較例１のポリウレタンフォームローラを製造した。最終成形体の外径は、レーザーマイクロ測定機（ミツトヨ製  ＬＳＭ−６２００）により測定した。
【００４８】
比較例２〜４については、各実施例と同様にして、ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを作製し、シャフト１１外周のポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径をレーザーマイクロ測定機（ミツトヨ製  ＬＳＭ−６２００）により測定した。次に、ポリウレタンフォームローラ中間成形体１０Ｂを、図１０及び図１１に示すように、加熱した金型の下型５３０と上型５９０で挟んで圧縮し、その状態でシャフト１１を回転軸にして回転させることにより、ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径を製品外径に加熱回転加工し、ポリウレタンフォームローラを製造した。下型５３０と上型５９０には、図１１に示すようにポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂが嵌まる略半円形の溝５５０、６１０が型面に形成されている。また、下型５３０と上型５９０には、電熱ヒータからなる加熱手段が設けられている。下型５３０はベース７１に上向きに設置され、上型５９０は下型５３０上方の昇降装置７３０に下向きに取り付けられ、下型５３０に対して上型５９０が下降接近及び上方離間可能とされている。符号７５０、８１０はシャフト保持筒部、８３０は駆動モータからなるシャフト回転装置である。なお、図８に、金型温度、ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径を製品外径に加熱回転加工する加工時間を示す。
【００４９】
各実施例及び各比較例の最終成形体であるポリウレタンフォームローラについて、シャフト外周の筒状のポリウレタンフォームに対して溶融被膜の有無をマイクロスコープにより確認し、面粗度（μｍ）及び接触面積率（％）を前記の方法で測定し、通気性を次の方法で測定した。
【００５０】
通気性の測定は、図１２の（１２−Ａ）に示す筒状測定治具５１を用いて行った。前記筒状測定治具５１は、内径が前記筒状のウレタンフォームの外径より小さい１２ｍｍ、長さが４３ｍｍの円筒状であり、直径７．８ｍｍの貫通孔５３、５４が互いに正反対に対向する位置に形成されている。
【００５１】
図１２の（１２−Ｂ）に示すように、前記筒状測定治具５１内に測定するポリウレタンフォームローラ１００を圧入する。符号１１０はシャフト、符号２１０は筒状のウレタンフォームである。
次に、図１２の（１２−Ｃ）に示すように、前記筒状測定治具５１の貫通孔５４に測定管６３の一端を接続し、前記測定管６３の他端に送風ポンプ６７を接続する。前記測定管６３の途中には、差圧計６４と流量計６５を接続する。また前記筒状測定治具５１の両端には密閉容器６１、６２を取り付け、前記貫通孔５３を除いて密閉する。
【００５２】
前記送風ポンプ６７から、前記流量計６５の値（流量）が０．３リッター／ｍｉｎの値で安定するように前記筒状測定治具５１へ向けて送風し、前記送風ポンプ６７とポリウレタンフォームローラ１００の間に位置する差圧計６４で差圧を測定し、その測定値を通気性の値とした。
この測定値が大きいほど差圧が大きくなりポリウレタンフォームの通気性が低く（悪く）なり、逆に測定値が小さいほど差圧が小さくなりポリウレタンフォームの通気性が高く（良好に）なる。
【００５３】
また、各実施例及び各比較例のポリウレタンフォームローラのクリーニング性を判断するため、ポリウレタンフォームローラをブラザー工業株式会社製  ＨＬ−Ｌ２３２０Ｄに装着し、得られる画像の品質を評価した。評価方法は官能評価で行い、１０℃１５％ＲＨ環境でのハーフトーン画像印字における端部のトナー飛び散り画像を１０点満点に対する点数で示す。点数が高い程、残存トナーによる汚れの無い良好な画像であることを示す。
【００５４】
実施例１は、ポリウレタンフォームの中間成形体の外径（設定外径）が１４．５ｍｍ、最終成形体の外径（設定外径）が１３．０ｍｍ、金型の温度が３００℃、加工時間３０秒、供給速度７．５ｍｍ／秒の例であり、測定結果のバラツキを確認するため、同一条件で実施例１−１と１−２の２本を製造した。実施例１−１と１−２は、何れも溶融被膜有り、面粗度が９０．８μｍと９９．４μｍ、接触面積率が３．７６％と５．２３％、通気性が何れも０．５ｋＰａ以上であり、また画像評価は何れも７であった。実施例１−１と１−２は、画像品質が良好であり、クリーニング性が良好である。
【００５５】
実施例２は、ポリウレタンフォームの中間成形体の外径（設定外径）が１５．０ｍｍ、最終成形体の外径（設定外径）が１３．０ｍｍ、金型の温度が３２０℃、加工時間２５秒、供給速度１０．０ｍｍ／秒の例であり、測定結果のバラツキを確認するため、同一条件で実施例２−１と２−２の２本を製造した。製造した。実施例２−１と２−２は、何れも溶融被膜有り、面粗度が８６．５μｍと７５．５μｍ、接触面積率が８．４６％と９．０８％、通気性が何れも０．５ｋＰａ以上であり、また画像評価は何れも８であった。実施例２−１と２−２は、画像品質が良好であり、クリーニング性が良好である。
【００５６】
実施例３は、ポリウレタンフォームの中間成形体の外径（設定外径）が１５．５ｍｍ、最終成形体の外径（設定外径）が１３．０ｍｍ、金型の温度が３２０℃、加工時間３０秒、供給速度１０．０ｍｍ／秒の例である。実施例３は、溶融被膜有り、面粗度が７１．６μｍ、接触面積率が１０．１９％、通気性が０．５ｋＰａ以上であり、また画像評価が９であった。実施例３は、画像品質が良好であり、クリーニング性が良好である。
【００５７】
実施例４は、ポリウレタンフォームの中間成形体の外径（設定外径）が１５．５ｍｍ、最終成形体の外径（設定外径）が１３．０ｍｍ、金型の温度が３４０℃、加工時間２５秒、供給速度８．５ｍｍ／秒の例である。実施例４は、溶融被膜有り、面粗度が７４．０μｍ、接触面積率が１５．７４％、通気性が０．５ｋＰａ以上であり、また画像評価が９であった。実施例４は、画像品質が良好であり、クリーニング性が良好である。
【００５８】
比較例１は、研磨により最終成形体の外径（設定外径）を１３．０ｍｍとした例であり、測定結果のバラツキを確認するため、同一条件で比較例１−１と１−２の２本を製造した。比較例１−１と１−２は、何れも溶融被膜無し、面粗度が測定不能（ロール表面に膜がなく、セルの窪みの谷底の空間があるため、測定不能）、接触面積率が１．１３％と１．２９％、通気性は比較例１−１のみ測定した結果が０．０３ｋＰａであり、また画像評価は３と２であった。比較例１−１と１−２は、面粗度が大きく、接触面積率が小さいため、クリーニング性が悪く、画像品質が悪かった。
【００５９】
比較例２は、ポリウレタンフォームの中間成形体の外径（設定外径）を１３．５ｍｍ、最終成形体の外径（設定外径）を１３．０ｍｍとし、加熱回転加工した例であり、測定結果のバラツキを確認するため、比較例２−１と比較例２−２の２本を製造した。金型温度は２３５℃、加工時間は３０秒である。比較例２−１と２−２は、何れも溶融被膜無し、面粗度が測定不能（ロール表面に膜がなく、セルの窪みの谷底の空間があるため、測定不能）、接触面積率が２．３８％と２．８３％、通気性は比較例２−１のみ測定した結果が０．０６ｋＰａであり、また画像評価は何れも４であった。比較例２−１と２−２は、面粗度が大きく、接触面積率が小さいため、クリーニング性が悪く、画像品質が悪かった。
【００６０】
比較例３は、ポリウレタンフォームの中間成形体の外径（設定外径）を１４．１ｍｍ、最終成形体の外径（設定外径）を１３．０ｍｍとし、加熱回転加工した例であり、測定結果のバラツキを確認するため、比較例３−１と比較例３−２の２本を製造した。金型温度は２３５℃、加工時間は６０秒である。比較例３−１と３−２は、何れも溶融被膜無し、面粗度が測定不能（ロール表面に膜がなく、セルの窪みの谷底の空間があるため、測定不能）、接触面積率が３．１９％と２．７２％、通気性は比較例３−１のみ測定した結果が０．０５ｋＰａであり、また画像評価は５と４であった。比較例３−１と３−２は、面粗度が大きく、接触面積率が小さいため、クリーニング性が悪く、画像品質が悪かった。
【００６１】
比較例４は、ポリウレタンフォームの中間成形体の外径（設定外径）を１４．５ｍｍ、最終成形体の外径（設定外径）を１３．０ｍｍとし、加熱回転加工した例であり、測定結果のバラツキを確認するため、比較例４−１と比較例４−２の２本を製造した。金型温度は２３５℃、加工時間は９０秒である。比較例４−１と４−２は、何れも溶融被膜無し、面粗度が測定不能（ロール表面に膜がなく、セルの窪みの谷底の空間があるため、測定不能）、接触面積率が３．４４％と３．５０％、通気性は比較例４−１のみ測定した結果が０．０６５ｋＰａであり、また画像評価はいずれも６であった。比較例４−１と４−２は、面粗度が大きく、接触面積率が小さいため、クリーニング性が悪く、画像品質が悪かった。
【００６２】
このように、本発明により得られるポリウレタンフォームローラは、筒状のポリウレタンフォームの外周面に切削研磨による切り残しが存在せず、外周面には面粗度７０〜１００μｍの凹凸を有するため、良好なクリーニング性が得られる。さらに、ポリウレタンフォームローラは、接触面積率が３．５〜２０％であることによりクリーニング効果が大になる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  ポリウレタンフォームローラ
１１  シャフト
２１  筒状のポリウレタンフォーム
２２  ポリウレタフォームの内部
２３  外周面
２４  溶融被膜
１０Ａ  ポリウレタンフォームローラ初期成形体
１０Ｂ  ポリウレタンフォームローラ中間成形体
２１Ａ  スラブポリウレタンフォーム切り出し品
２１Ｂ  ポリウレタンフォーム中間成形体
８７  金型
８８  貫通孔
８９  入り口側
９０  出口側
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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