(57)【要約】【課題】トナーの搬送性、及びトナーの掻き取り性に優れるトナー搬送ローラ、及びその製造方法を提供する。【解決手段】シャフトと、その外周に設けられた発泡体からなる弾性層とを有するトナー搬送ローラにおいて、前記弾性層が表面にセル開口部とリブとを有し、前記セル開口部の丸さが０．８３以上であり、且つ前記セル開口部の面積に対する前記リブの面積の比が０．３５以上であることを特徴とするトナー搬送ローラ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、その外周に設けられた発泡体からなる弾性層とを有するトナー搬送ローラにおいて、前記弾性層が表面にセル開口部とリブとを有し、前記セル開口部の丸さが０．８３以上であり、且つ前記セル開口部の面積に対する前記リブの面積の比が０．３５以上であることを特徴とするトナー搬送ローラ。
【請求項２】
前記セル開口部の面積に対するリブの面積の比が、０．４０〜１．２０であることを特徴とする、請求項１に記載のトナー搬送ローラ。
【請求項３】
前記セル開口部の直径が１００〜６００μｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のトナー搬送ローラ。
【請求項４】
前記弾性層の嵩比重が１８０ｋｇ／ｍ３以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のトナー搬送ローラ。
【請求項５】
前記弾性層の厚みが１．０〜８．０ｍｍ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トナー搬送ローラ。
【請求項６】
成形型のキャビティにポリオール成分とイソシアネート成分とを含むウレタン原料を注入し弾性層を成型するトナー搬送ローラの製造方法において、
前記成形型のキャビティ面に成型時の成形型の温度よりも高融点の離型剤を塗布した後、ウレタン原料を注入することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のトナー搬送ローラの製造方法。
【請求項７】
前記離型剤の融点が６０〜１２５℃であることを特徴とする、請求項６に記載のトナー搬送ローラの製造方法。
【請求項８】
前記ポリオール成分の水酸基価が、５〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることを特徴とする、請求項６又は７に記載のトナー搬送ローラの製造方法。
【請求項９】
成型時の前記成形型の温度と前記離型剤の融点との差が、５〜５５℃であることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載のトナー搬送ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー搬送ローラ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザープリンタ、及びファクシミリ等の電子写真装置においては、感光ドラム等の静電潜像担持体にトナーを付着させるトナー担持体や、このトナー担持体にトナーを供給するためのトナー供給ローラが搭載されている。このトナー供給ローラは前記トナー担持体に当接させて使用するものであって、トナー供給部からトナー担持体へのトナー搬送と、トナー担持体に残存するトナーを掻き取る機能とを有している。また、電子写真装置にはクリーニングローラが搭載されており、前記静電潜像担持体の表面に残存するトナーを除去し、搬送する機能を有している。このように電子写真装置においては、トナー供給ローラやクリーニングローラのようにトナーを搬送する機能とトナーを掻き取る機能とを併せ持つトナー搬送ローラが用いられており、このトナー搬送ローラについて、トナーの搬送性及びトナーの掻き取り性を向上させるための検討がなされている。
例えば特許文献１には、ウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、トナーの搬送性を向上させることを目的として、セル開口面積及びセル壁幅を規定したトナー供給ローラが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９８６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のトナー供給ローラによれば、従来のトナー供給ローラと比較してトナーの搬送性が向上しているものの、その性能は十分とはいえず、更なる改善が望まれていた。
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたものであって、トナーの搬送性、及びトナーの掻き取り性に優れるトナー搬送ローラ、及びその製造方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、前記問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、発泡体からなる弾性層を有するトナー搬送ローラにおいて、弾性層の表面に設けられたセル開口部の丸さと、セル開口部の面積に対するリブの面積の比とが特定の範囲を満たす場合に、トナーの搬送性及びトナーの掻き取り性が向上することを見出した。
【０００６】
本発明は、下記［１］及び［２］を要旨とするものである。
［１］シャフトと、その外周に設けられた発泡体からなる弾性層とを有するトナー搬送ローラにおいて、前記弾性層が表面にセル開口部とリブとを有し、前記セル開口部の丸さが０．８３以上であり、且つ前記セル開口部の面積に対する前記リブの面積の比が０．３５以上であることを特徴とするトナー搬送ローラ。
［２］成形型のキャビティにポリオール成分とイソシアネート成分とを含むウレタン原料を注入し弾性層を成型するトナー搬送ローラの製造方法において、前記成形型のキャビティ面に成型時の成形型の温度よりも高融点の離型剤を塗布した後、ウレタン原料を注入することを特徴とする、前記［１］に記載のトナー搬送ローラの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トナーの搬送性、及びトナーの掻き取り性に優れるトナー搬送ローラ、及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［トナー搬送ローラ］
本発明のトナー搬送ローラは、シャフトと、その外周に設けられた発泡体からなる弾性層とを有するトナー搬送ローラにおいて、前記弾性層が表面にセル開口部とリブとを有し、前記セル開口部の丸さが０．８３以上であり、且つ前記セル開口部の面積に対する前記リブの面積の比が０．３５以上であることを特徴とするものである。
【０００９】
＜セル開口部の丸さ＞
本発明における弾性層は表面にセル開口部とリブとを有し、前記セル開口部の丸さが０．８３以上である。前記セル開口部の丸さが０．８３以上、すなわち、セル開口部が真円に近いほど、トナー搬送ローラを他のローラに押し付けた時に、ローラ全体に均一に荷重がかかるため、他のローラからムラなくトナーを掻き取ることができる。
【００１０】
本発明においてセル開口部の丸さは、以下の方法で計算した値をいう。
まず、無作為に選んだセル開口部の２００倍画像を光学顕微鏡を用いて取得し、該セル開口部の最大長さを直径とする仮想円を描く。次いで、該仮想円の中心を該セルの中心とし、該中心から該セルの外縁までの距離を円周方向に７．２度ずつ等間隔で５０箇所測定し、該セル開口部の中心から外縁までの距離の平均及び標準偏差を求めて下記式（１）よりセル開口部の丸さを算出する。
セル開口部の丸さ＝１−｛（セル開口部の中心から境界までの距離の標準偏差）／（セル開口部の中心から境界までの距離の平均）｝・・・式（１）
そして、前記計算を１００個のセル開口部について行い、その平均値を「セル開口部の丸さ」とする。なお、値が１に近いほど真円であることを示す。
【００１１】
本発明におけるセル開口部の丸さは、トナーの搬送性及び掻き取り性を向上させる観点から、０．８３以上であり、好ましくは０．８５以上、より好ましくは０．８７以上、更に好ましくは０．８９以上、より更に好ましくは０．９０以上である。
【００１２】
＜セル開口部の直径＞
前記セル開口部の直径は、トナーの搬送性及びトナーの掻き取り性を向上させる観点から、好ましくは１００μｍ以上、より好ましくは、１２０μｍ以上、更に好ましくは１４０μｍ以上、より更に好ましくは１５０μｍ以上、より更に好ましくは１６０μｍ以上、より更に好ましくは１７０μｍ以上、より更に好ましくは１８０μｍ以上、より更に好ましくは１９０μｍ以上、より更に好ましくは２００μｍ以上、より更に好ましくは２１０μｍ以上、より更に好ましくは２２０μｍ以上であり、そして、好ましくは６００μｍ以下、より好ましくは５５０μｍ以下、更に好ましくは５００μｍ以下、より更に好ましくは４５０μｍ以下、より更に好ましくは４００μｍ以下、より更に好ましくは３５０μｍ以下、より更に好ましくは３２０μｍ以下、より更に好ましくは３００μｍ以下、より更に好ましくは２８０μｍ以下、より更に好ましくは２６０μｍ以下、より更に好ましくは２５０μｍ以下、より更に好ましくは２４０μｍ以下、より更に好ましくは２３０μｍ以下である。
なお、本発明におけるセル開口部の直径は、以下のように測定する。まず、無作為に選んだセル開口部の２００倍画像を光学顕微鏡を用いて取得し、該セル開口部の最大長さを直径とする仮想円を描く。次いで、該仮想円の中心を該セルの中心とし、該中心から該セルの外縁までの距離を円周方向に７．２度ずつ等間隔で５０箇所測定して平均を算出した後、それを２倍したものを直径とする。そして、この計算を１００個のセル開口部について行い、その平均値を「セル開口部の直径」とする。
【００１３】
＜セル開口部の面積に対するリブの面積の比＞
本発明においてセル開口部の面積に対するリブの面積の比は、０．３５以上である。面積の比が０．３５以上であると、リブが細くなり過ぎずトナーを掻き取るのに十分な力を得ることができるため、効率的にトナーを掻き取ることが可能になる。
なお、本発明においてはセル開口部の面積に対するリブの面積の比の算出方法は以下のとおりである。まず、セル開口部の２００倍画像を光学顕微鏡を用いて取得し、該画像に対して画像処理(２値化処理)を行うことによりセル開口部及びリブの領域を抽出する。次いで、それぞれの領域を構成するピクセル数より各面積を算出し、面積比を算出する。
【００１４】
本発明におけるセル開口部の面積に対するリブの面積の比［リブ面積／セル開口部面積］は、トナーの搬送性及びトナーの掻き取り性を向上させる観点から、０．３５以上であり、好ましくは０．４０以上、より好ましくは０．４５以上、更に好ましくは０．５０以上、より更に好ましくは０．５５以上、より更に好ましくは０．６０以上であり、そして、好ましくは１．２０以下、より好ましくは１．１５以下、更に好ましくは１．１０以下、より更に好ましくは１．０５以下、より更に好ましくは１．００以下、より更に好ましくは０．９５以下、より更に好ましくは０．９０以下、より更に好ましくは０．８５以下、より更に好ましくは０．８０以下、より更に好ましくは０．７５以下、より更に好ましくは０．７０以下である。
【００１５】
＜弾性層を形成する発泡体＞
弾性層を形成する発泡体としては、ウレタンフォームやゴムスポンジを挙げることができる。
〔ウレタンフォーム〕
ウレタンフォームにより弾性層を形成する場合、その原料（ウレタン原料）としては、例えば、下記ポリオール成分及び下記イソシアネート成分を用いることができる。
ポリオール成分としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、プロピレンオキサイド（ＰＯ）変性ポリブタジエンポリオール及びポリイソプレンポリオール等が挙げられる。
【００１６】
ポリエステルポリオールは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、トリメチロールエタン、及びトリメチロールプロパン等の多価アルコールと、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、セバシン酸、ピメリン酸、及びスベリン酸等の多塩基カルボン酸とを反応させることにより得られる。
また、ポリエーテルポリオールは、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、及びグリセリン等の多価アルコールに、エチレンオキシドやプロピレンオキシド、ＴＨＦ等のアルキレンオキサイドを付加させることにより得られる。
ポリエーテルポリオールの重量平均分子量は、２官能の場合、好ましくは３００〜６０００、より好ましくは４００〜３０００である。また、３官能の場合、好ましくは９００〜９０００、より好ましくは１５００〜６０００である。
なお、本発明においては、２官能のポリエーテルポリオールと３官能のポリエーテルポリオールを混合して用いてもよい。
【００１７】
本発明において用いるポリオール成分の水酸基価は、セル開口部の丸さを真円にする観点から、好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より好ましくは１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、更に好ましくは１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より更に好ましくは２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より更に好ましくは２５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より更に好ましくは２８ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、より更に好ましくは３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であり、そして、好ましくは７０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは６０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、更に好ましくは５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より更に好ましくは４５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より更に好ましくは４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より更に好ましくは３５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。
【００１８】
イソシアネート成分としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（粗ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）や、これらのイソシアヌレート変性物、カルボジイミド変性物、及びグリコール変性物等が挙げられる。
【００１９】
本発明においてウレタンフォームを製造する際のイソシアネートインデックスは、９０〜１１５、より好ましくは９５〜１１０、更に好ましくは１００〜１１０である。イソシアネートインデックスがこの範囲であれば、未反応の原料を抑制することができる。
なお、イソシアネートインデックスとは、ポリオールのＯＨ基の数をＡ、ポリイソシアネートのＮＣＯ基の数をＢとしたとき、（Ｂ／Ａ）×１００で算出される値である。
【００２０】
ウレタン原料は、前記ポリオール成分及びポリイソシアネート成分に代えて、予めポリイソシアネート及びポリオールを反応させたウレタンプレポリマーを用いてもよい。なお、合成されたウレタンプレポリマーのＮＣＯ基含有率は、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは５〜１５質量％である。
前記ウレタン原料としてウレタンプレポリマーを用いる場合、ウレタンプレポリマー中に鎖延長剤を配合することが好ましい。
鎖延長剤は、ウレタンプレポリマー同士を連結する化合物であり、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、トリメチロールプロパン、ポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポリブタジエンポリオール及びポリイソプレンポリオール等が挙げられる。
鎖延長剤の水酸基（ＯＨ）に対するウレタンプレポリマー中のイソシアネート基（ＮＣＯ）のモル比［ＮＣＯ／ＯＨ］は、好ましく９０／１００〜１１５／１００、より好ましくは９５／１００〜１１０／１００である。
【００２１】
ウレタンフォームの硬化反応に用いる触媒としては、例えば、トリエチルアミン、及びジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類；
テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、及びテトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類；
ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、及びテトラメチルグアニジン等のトリアミン類；
トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、及びジメチルイミダゾール等の環状アミン類、
ジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、及びヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類；
ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコール（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類；
スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、及びオクテン酸鉛等の有機金属化合物等が挙げられる。これらの触媒は、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
トナー搬送ローラに導電性を付与する場合、ウレタン原料中に導電剤を加えることができる。導電剤としては、イオン導電剤及び電子導電剤が挙げられる。
イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等のドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンミニウム等のオクタデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等のアンモニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、及びスルホン酸塩等の有機イオン導電材；
リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、及びスルホン酸塩等の無機イオン導電剤が挙げられる。
また、電子導電剤としては、ケッチェンブラック、及びアセチレンブラック等の導電性カーボンブラック；
ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，及びＭＴ等のゴム用カーボンブラック；
酸化カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、及びグラファイト；
酸化スズ、酸化チタン、及び酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；
ニッケル、及び銅等の金属；
カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、及び導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。
【００２３】
ウレタン原料を予め発泡させるための方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法、水発泡法、及び発泡剤フロス法等の方法が挙げられるが、これらの中でも、水発泡法、及び不活性ガスを混入しながら機械的撹拌により発泡させるメカニカルフロス法が好ましい。
メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン、窒素、二酸化炭素、及び乾燥空気等のウレタン原料と反応しない気体が挙げられる。
【００２４】
ウレタン原料中には、必要に応じて、無機炭酸塩等の充填材、シリコーン整泡剤や各種界面活性剤等の整泡剤、フェノールやフェニルアミン等の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤等を適宜添加することができる。
界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や、各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。
シリコーン整泡剤や各種界面活性剤を用いる場合、その配合量は、ウレタン原料１００質量部に対して、好ましくは０．１〜１０質量部、より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００２５】
〔ゴムスポンジ〕
弾性層をゴムスポンジにより形成する場合、弾性層の成型は、ゴム原料の押出しにより行うことができる。
ゴム原料に用いるゴム材料としては、例えば、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、及びアクリルゴム等が挙げられる。これらは、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
弾性層をゴムスポンジとする場合に用いる化学発泡剤としては、特に制限はなく、公知の無機発泡剤及び有機発泡剤を用いることができる。
無機発泡剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、水素化ホウ酸ナトリウム等が挙げられ、有機発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、バリウムアゾジカルボキシレート、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、及びｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等が挙げられる。これらの化学発泡剤は、単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、緻密で均一な発泡セルを得る観点から、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）及びアゾジカルボンアミドが好ましい。
化学発泡剤を使用する場合、その使用量は、ゴム材料１００質量部に対し、好ましくは０．５〜２０質量部、より好ましくは１〜１５質量部である。
【００２７】
ゴム原料は、ゴム材料に加えて、更に導電剤、加硫剤、加硫促進剤、オイル、可塑剤、亜鉛華、ステアリン酸、炭酸カルウシム、及びマグネシア等のゴム用添加剤を添加してもよい。
導電剤としては、前述のウレタンフォームにおける導電剤と同様のものを用いることができ、その配合量は、所望の固有抵抗値をもつ弾性層が得られるように適宜調整することができる。
加硫剤としては、ゴム材料の種類に応じて、例えば、硫黄や過酸化物等の中から適宜選択することができる。
【００２８】
ゴム原料を調製する方法としては、ゴム材料及び導電剤と、化学発泡剤及び加硫剤を除く他の添加剤とを、７０〜１３０℃程度の温度で混練した後、５０〜９０℃程度の比較的低温で混練し、必要に応じて化学発泡剤及び加硫剤を添加、混練し、早期加硫や早期発泡を抑制する方法が好ましい。混練は、ロール、ニーダー、及びミキサー等を用いて行うことができる。
【００２９】
＜弾性層の厚み＞
弾性層の厚みは、好ましくは１．０ｍｍ以上、より好ましくは２．０ｍｍ以上、更に好ましくは３．０ｍｍ以上、より更に好ましくは４．０ｍｍ以上、より更に好ましくは４．５ｍｍ以上であり、そして、好ましくは８．０ｍｍ以下、より好ましくは７．０ｍｍ以下、更に好ましくは６．０ｍｍ以下である。弾性層の厚みが前記範囲内であると、トナーを掻き取るのに十分な力を得ることができ、トナーの掻き取り性が向上する。
【００３０】
＜嵩比重＞
弾性層の嵩比重は、１８０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。嵩比重が１８０ｋｇ／ｍ３以下であると、弾性層が柔らかくなるためトナーによる他のローラを傷つけてしまうことを抑制することができ、結果として画像不良の発生を抑制することができる。弾性層の嵩比重は、画像不良の発生を抑制する観点から、より好ましくは１６０ｋｇ／ｍ３以下、更に好ましくは１５０ｋｇ／ｍ３以下、より更に好ましくは１４０ｋｇ／ｍ３以下、より更に好ましくは１３０ｋｇ／ｍ３以下、より更に好ましくは１２０ｋｇ／ｍ３以下、より更に好ましくは１１０ｋｇ／ｍ３以下である。一方、弾性層内部での骨格が占める割合を確保し、弾性層の破損を抑制する観点から、好ましくは４０ｋｇ／ｍ３以上、より好ましくは５０ｋｇ／ｍ３以上、更に好ましくは６０ｋｇ／ｍ３以上、より更に好ましくは７０ｋｇ／ｍ３以上、より更に好ましくは８０ｋｇ／ｍ３以上、より更に好ましくは９０ｋｇ／ｍ３以上である。
【００３１】
＜シャフト＞
本発明のトナー搬送ローラはシャフトを有するものであり、シャフトとしては、金属製又はプラスチック製の中空円筒体又は中実円柱体を使用することができる。これらの中でも、製造コストを抑える観点から、金属製の中空円筒体、及び金属製の中実円柱体が好ましく、金属製の中空円筒体がより好ましい。
【００３２】
本発明のトナー搬送ローラは、シャフトと、その外周に設けられた発泡体からなる弾性層とを有するローラであり、トナーの搬送性及びトナーの掻き取り性に優れている。本発明のトナー搬送ローラは、トナー供給ローラ及びクリーニングローラとして好適に用いることができる。
【００３３】
［トナー搬送ローラの製造方法］
本発明のトナー搬送ローラの製造方法は、成形型のキャビティにポリオール成分とイソシアネート成分とを含むウレタン原料を注入し弾性層を成型するトナー搬送ローラの製造方法において、前記成形型のキャビティ面に成型時の成形型の温度よりも高融点の離型剤を塗布した後、ウレタン原料を注入することを特徴とするものである。
前述の本発明のトナー搬送ローラは、公知の製造方法により製造することもできるが、前記セル開口部の丸さ、及び前記セル開口部の面積に対する前記リブの面積の比を満たすトナー搬送ローラを効率的に製造する観点から、本発明のトナー搬送ローラの製造方法により製造することが好ましい。
【００３４】
本発明の製造方法においては、成形型のキャビティ面に成型時の成形型の温度よりも高融点の離型剤を塗布又は噴霧するため、この離型剤が成型時においては固体の状態でキャビティ面に存在することになる。そして、ここにウレタン原料を注入すると固体状態の離型剤がウレタン原料をはじくため、結果として、セル開口部が真円に近い形状となり、更にセル開口部の面積とリブの面積との比が前記所定の範囲を満たすトナー搬送ローラを得ることが可能になる。
【００３５】
本発明の製造方法に用いることができる離型剤としては、成型時の成形型の温度よりも高融点の離型剤であれば特に制限はないが、例えば、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。
また、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。
更に、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、及び低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体又は共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
【００３６】
離型剤の融点としては、好ましくは６０℃以上、より好ましくは７０℃以上、更に好ましくは７５℃以上であり、そして、好ましくは１２５℃以下、より好ましくは１１５℃以下、更に好ましくは１１０℃以下である。なお、本明細書における離型剤の融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、試料約１０ｍｇを加熱速度１０℃／分で２０℃から１８０℃まで昇温した時のピーク温度として測定することができる。
離型剤の使用量に特に制限はなく、トナー搬送ローラを製造する場合の通常の使用量を用いることが好ましい。
離型剤を成形型に付着させる方法としては、例えば、離型剤、分散剤及び溶剤等で構成される離型剤溶液を、スプレーを用いて成形型内部に微細霧状に塗布することが好ましい。そして、成形型を前記溶剤が揮発する温度以上、離型剤の融点未満まで加温することにより前記溶剤を揮発させ、離型剤を微粒子として成形型に積層させることが好ましい。離型剤が微粒子として成形型に積層した状態で成形型にウレタン原料を注入すると、前述のとおり離型剤がウレタン原料を弾くため、真円に近い丸さのセル開口部を有するトナー搬送ローラを得ることができる。
なお、前記離型剤溶液の塗布は成形型に対して１回でもよく２〜６回程度の複数回でもよい。また、前記溶剤は離型剤の融点よりも低い温度で揮発するものであれば特に制限はないが、例えば有機溶剤が好ましい。
【００３７】
本発明のトナー搬送ローラの製造方法において、ポリオール成分とイソシアネート成分とを含むウレタン原料を成形型に注入する際の成形型の温度としては、好ましくは４０℃以上、より好ましくは４５℃以上、更に好ましくは５０℃以上であり、そして、好ましくは８０℃以下、より好ましくは７５℃以下である。
なお、成型時の前記成形型の温度と前記離型剤の融点との差は、セル開口部の丸さ、及びセル開口部の面積とリブの面積との比を所定の範囲とする観点から、好ましくは５℃以上、より好ましくは７℃以上、更に好ましくは１５℃以上、より更に好ましくは２５℃以上、より更に好ましくは３５℃以上であり、そして、好ましくは５５℃以下、より好ましくは５０℃以下、更に好ましくは４５℃以下である。
【００３８】
本発明のトナー搬送ローラの製造方法においては、前記セルの丸さ等を満たすトナー搬送ローラを得る観点から、ライズタイムを調整することが好ましい。ライズタイムとは、ウレタンフォームの発泡成型において生成した気泡の膨張速度を表す指標であり、ライズタイムは、ウレタン発泡機の吐出ヘッドによりウレタン原料を吐出してから、ウレタン原料に対するウレタンフォームの体積が１０倍に発泡膨張するまでの時間（秒）を指す。
【００３９】
本発明のトナー搬送ローラの製造方法におけるライズタイムは、ウレタンフォームの成型性を向上させる観点から、好ましくは２０秒以上、より好ましくは３５秒以上、更に好ましくは４０秒以上、より更に好ましくは４５秒以上、より更に好ましくは５０秒以上であり、そして、セル開口部の量を増加させトナーの搬送量を向上させる観点から、好ましくは１２０秒以下、より好ましくは１００秒以下、更に好ましくは９０秒以下、より更に好ましくは８０秒、より更に好ましくは７０秒である。
【００４０】
また、本発明のトナー搬送ローラの製造方法においては、前記セルの丸さ等を満たすトナー搬送ローラを得る観点から、タックタイムも調整することが好ましい。タックタイムとは、ウレタンフォームの発泡成型においてウレタン化反応の反応速度を表す指標であり、タックタイムは、ウレタン発泡機の吐出ヘッドによりウレタン原料を吐出してから、生成するウレタンフォームが糸を曳くまでの時間（秒）である。なお、「糸を曳く」とは、吐出されたウレタン原料の表面に棒状の木片を当てて、引き離す際に、生成するウレタンフォームが木片に付着したまま５ｍｍ以上伸長する状態を指す。なお、木片は棒状であれば、これに限定されるものではなく、紙片やプラスチック片でもよい。
【００４１】
本発明のトナー搬送ローラの製造方法におけるタックタイムは、セル開口部の量を増加させトナーの搬送量を向上させる観点から、好ましくは３０秒以上、より好ましくは５０秒以上、更に好ましくは６０秒以上、より更に好ましくは７０秒以上、より更に好ましくは７５秒以上、より更に好ましくは８０秒以上であり、粗大セルの発生を抑制する観点から、好ましくは１８０秒以下、より好ましくは１５０秒以下、更に好ましくは１２０秒以下、より更に好ましくは１１０秒以下、より更に好ましくは１０５秒以下である。
【００４２】
本発明のトナー搬送ローラの製造方法において、前記ウレタン発泡機は、ウレタン原料をモールドに注入するための吐出ヘッドを備えていればよく、通常のウレタン発泡に使用されるウレタン発泡機を用いることができるが、例えば、吐出ヘッド内のウレタン原料の滞留時間を短縮することが可能なウレタン高圧発泡機を用いることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、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。
＜実施例１，２及び比較例１〜４＞
予め、直径５ｍｍ、長さ２８４ｍｍの金属製シャフトを中心に配設した内径１７ｍｍ、長さ３００ｍｍの円筒状のモールドを準備した。このモールドのキャビティ面に、エアースプレーを用いて表１に記載の離型剤を５ｇ塗布し乾燥した。次いで、表１に記載の配合にしたがってポリイソシアネート成分及びポリオール成分からなるウレタン原料を高圧発泡機を用いて、型温６８℃のモールドに注入し、発泡成型させることによりトナー搬送ローラを製造した。なお、高圧発泡は、ライズタイム及びタックタイムが表１に記載のとおりになるように調整して行った。ライズタイム及びタックタイムについては下記方法にしたがって測定した。
【００４４】
（１）ライズタイム
メスシリンダーにウレタン原料を吐出し、ウレタンフォームの体積が吐出直後のウレタン原料に対して１０倍に膨張するまでの時間（秒）を測定した。
【００４５】
（２）タックタイム
容器にウレタン原料を吐出し、吐出されたウレタン原料の表面に棒状の細い木片を当て、引き離す工程を繰り返し行った。このとき、ウレタン原料を吐出してから、生成するウレタンフォームが糸を５ｍｍ曳くまでの時間（秒）を測定した。
【００４６】
なお、セル開口部の丸さ、セル開口部の面積、リブの面積及びセル開口部の直径は前述の方法にしたがって測定した。また、弾性層の厚み、弾性層の嵩比重は下記の方法にしたがって測定した。
【００４７】
＜弾性層の厚み＞
レーザー測定機を用いて弾性層の直径を測定し、｛（弾性層直径）−（シャフト直径）｝／２の式より算出した。
【００４８】
＜弾性層の嵩比重＞
レーザー測定機を用いて弾性層の直径を測定し、また、ノギスを用いて弾性層の長さを測定し、これらの値とシャフト直径から弾性層の体積を算出した。次に｛（ローラ重量）−（シャフト重量）｝の式より弾性層の重量を算出した。そして、｛（弾性層重量）／（弾性層体積）｝の式より嵩比重を算出した。
【００４９】
＜評価＞
実施例及び比較例で製造したトナー搬送ローラをトナー供給ローラとしてプリンターカートリッジに装着して、ヒューレット・パッカード社製、Color LaserJet 4700にて画像印刷試験を行い、画像ムラ及び画像濃度（べた評価）について下記基準にしたがって評価した。なお、濃度ムラが少ないほど、また、画像濃度が濃いほど、トナーの搬送性及びトナーの掻き取り性に優れていることを示す。
【００５０】
〔画像ムラの評価基準〕
Ａ：濃度ムラがなかった。
Ｂ：印刷面の５０％以内の範囲で濃度ムラがあった。
Ｃ：印刷面の５０％超の範囲で濃度ムラがあった。
なお、濃度ムラの範囲はX-Rite社製の反射濃度計、X-Rite eXact（エックスライト・イグザクト）で測定した。
【００５１】
〔画像濃度の評価基準〕
Ａ：画像濃度が９０％以上であった。
Ｂ：画像濃度が７０％以上９０％未満であった。
Ｃ：画像濃度が７０％未満であった。
なお、画像濃度は前記画像ムラと同様の方法で測定した。
【００５２】
なお、実施例及び比較例で用いた試薬は以下のとおりである。
＜ポリオール成分＞
・サンニックスＦＡ７０３（三洋化成工業株式会社製）
ポリエーテルポリオール、水酸基価：３３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ
平均官能基数：３、重量平均分子量：５０００
・サンニックスＦＡ７０２（三洋化成工業株式会社製）
ポリエーテルポリオール、水酸基価３８．５ｍｇＫＯＨ／ｇ
平均官能基数：４、重量平均分子量：６０００
・サンニックスＫＣ９００（三洋化成工業株式会社製）
ポリマーポリオール、水酸基価２２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ
平均官能基数：３、重量平均分子量：５０００
・アクトコールＭＣ−１２（三井化学株式会社製）
ポリエーテルポリオール、水酸基価５４．０ｍｇＫＯＨ／ｇ
平均官能基数：３、重量平均分子量：３０００
・サンニックスＦＡ９２１（三洋化成工業株式会社製）
ポリエーテルポリオール、水酸基価２８．０ｍｇＫＯＨ／ｇ
平均官能基数：３、重量平均分子量：６０００
・サンニックスＦＡ１０３（三洋化成工業株式会社製）
ポリエーテルポリオール、水酸基価５０．０ｍｇＫＯＨ／ｇ
平均官能基数：３、重量平均分子量：３３００
【００５３】
＜イソシアネート成分＞
・コスモネートＴ８０（三井化学株式会社製）
トリレンジイソシアネート、ＮＣＯ質量％：４８．０質量％
・スミジュール４４Ｖ２０（住化バイエルウレタン株式会社製）
粗ＭＤＩ、ＮＣＯ質量％：３１．０質量％
【００５４】
＜シリコーン整泡剤＞
・ＳＲＸ２７４ＤＬ（東レ・ダウコーニング株式会社製）
・ＳＺ１３４６Ｅ（東レ・ダウコーニング株式会社製）
・Ｌ５８０（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）
・カオーライザーＮｏ．１（花王株式会社製）
【００５５】
＜触媒＞
・３級アミン触媒、カオーライザーＮｏ．１（花王株式会社製）
・３級アミン触媒、カオーライザーＮｏ．１２（花王株式会社製）
・３級アミン触媒、カオーライザーＮｏ．３１（花王株式会社製）
・ジエタノールアミン（日本触媒株式会社製）
【００５６】
＜離型剤＞
・離型剤Ａ：MULTIWAX W-835（WITCO CHEMICAL製）、融点７５℃
・離型剤Ｂ：POLYWAX1000（東洋アドレ株式会社製）、融点１１０℃
・離型剤Ｃ：WEISSEN 0453（日本精蝋株式会社製）、融点５５℃
【００５７】
【表１】
2019060980.tif 000002
【００５８】
実施例及び比較例の結果より、本発明のトナー搬送ローラは、トナーの搬送性、及びトナーの掻き取り性に優れていることがわかる。