(57)【要約】【目的】トナー供給ローラとして用いた場合に、優れたトナー搬送性及びトナー掻き取り性を長期に亘って安定的に発揮することができる発泡体ローラを提供することを目的とする。【解決手段】表面層を構成する三次元網状骨格２２を部分的に切断し、該骨格２２の切断により連続した複数の発泡セル２１ａ〜２１ｄを１つのセルとしてカウントした場合に、ローラ表面における所定面積当たりのセル数の減少率が切断処理前のセル数の−１０〜−５０％であることを特徴とする発泡体ローラを提供する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともローラ外周面を構成する表面層が三次元網状骨格を有する発泡体で形成された発泡体ローラであり、該表面層の少なくとも外表面部分を構成する上記三次元網状骨格を部分的に切断し、該骨格の切断により連続した複数の発泡セルを１つのセルとしてカウントした場合に、ローラ表面における所定面積当たりのセル数の減少率が切断処理前のセル数の−１０〜−５０％であることを特徴とする発泡体ローラ。
【請求項２】
上記表面層が、ローラ外周面に上記発泡セルが開口したスキンレスタイプの発泡体層である請求項１記載の発泡体ローラ。
【請求項３】
上記切断処理前における２．６７ｍｍ×３．５５ｍｍ当たりのセル数が１２０〜２５０個である請求項１又は２記載の発泡体ローラ。
【請求項４】
上記表面層を構成する発泡体がポリウレタンフォームである請求項１〜３のいずれか１項に記載の発泡体ローラ。
【請求項５】
電子写真装置や静電記録装置の現像機構部で、現像ローラ表面に当接して回転し、トナー溜り内のトナーを外周面に担持して搬送し、上記現像ローラ表面にトナーを供給するトナー供給ローラである請求項１〜４のいずれか１項に記載の発泡体ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置の現像機構部において、現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラとして好適に用いられる発泡体ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機やプリンター等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置において、その現像機構として図３に示した現像装置が用いられている。即ち、図３の現像装置は、静電潜像を表面に保持する感光ドラム３に現像ローラ２を接触又は近接した状態に配置すると共に、この現像ローラ２にトナーｔを供給するためのトナー供給ローラ１を当接状態に配置し、これらトナー供給ローラ１、現像ローラ２及び感光ドラム３を図中矢印方向に回転させることにより、トナー溜りに貯留されたトナーｔをトナー供給ローラ１により現像ローラ２の表面に供給し、この現像ローラ２表面のトナーｔを成層ブレード４により均一な薄層に整え、この状態で現像ローラ２が感光ドラム３と接触又は近接した状態で回転することにより、薄層に成層した上記トナーｔを現像ローラ２から感光ドラム３表面の潜像に付着させ、感光ドラム３上の静電潜像を可視化するものである。なお、図３中５は転写部であり、ここで紙等の記録媒体６にトナー画像を転写するようになっており、また７はクリーニング部であり、そのクリーニングブレード８により転写後に感光ドラム３表面に残留するトナーを除去するようになっている。
【０００３】
このような、現像装置において、上記トナー供給ローラ１としては、図１に示されているように、軸芯１１の外周にポリウレタン発泡体、シリコーンゴム発泡体、ＥＰＤＭ発泡体などの発泡体層１２を形成したものが知られている（例えば、特許文献１：特開２００３−３９４４９号公報、特許文献２：特開２００２−３３７１６２号公報参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３９４４９号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３７１６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
トナー供給ローラは、上述のように、トナー溜りに貯留されたトナーを現像ローラ表面へと供給するものであるが、この場合、図３に矢印で示されているように、トナー供給ローラ１と現像ローラ２とは互いの当接面で擦れ合う方向に回転し、現像操作後の現像ローラ２の表面に残留する残留トナーをトナー供給ローラ１が掻き落すように構成されている。
【０００６】
しかしながら、従来のトナー供給ローラには、トナーの搬送・掻き取りを繰り返すうちに、上記発泡体層の発泡セルにトナーが目詰まりしてトナーの搬送性・掻き取り性が低下し、そのため初期にはなんら問題がなくても、印刷枚数が増えるに従って画像不良が発生しやすくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、トナー供給ローラとして用いた場合に、優れたトナー搬送性及びトナー掻き取り性を長期に亘って安定的に発揮することができる発泡体ローラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ローラの外周面を構成する発泡体の発泡セルを構成する三次元網状骨格を部分的に切断し、該骨格の切断により連続した複数の発泡セルを１つのセルとしてカウントした場合の、ローラ表面における所定面積当たりのセル数の減少率を切断処理前のセル数の−１０〜−５０％とすることにより、優れたトナー搬送性及びトナー掻き取り姓を発揮する共に、目詰まりによる性能低下を可及的に防止し得、優れたトナー搬送性及びトナー掻き取り姓を長期にわたって良好に維持し得ることを見出し、本発明を完成したものである。
【０００９】
従って、本発明は、少なくともローラ外周面を構成する表面層が三次元網状骨格を有する発泡体で形成された発泡体ローラであり、該表面層の少なくとも外表面部分を構成する上記三次元網状骨格を部分的に切断し、該骨格の切断により連続した複数の発泡セルを１つのセルとしてカウントした場合に、ローラ表面における所定面積当たりのセル数の減少率が切断処理前のセル数の−１０〜−５０％であることを特徴とする発泡体ローラを提供する。
【００１０】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の発泡体ローラは、上述のように、ローラ外周面を構成する発泡体からなる表面層の三次元網状骨格を部分的に切断したものであり、例えば、図１に示されているように、軸芯１１の外周に発泡体からなる表面層１２を形成し、この表面層１２を形成する発泡体の三次元網状骨格を部分的に切断したものである。
【００１１】
上記表面層１２を構成する発泡体は、ローラの用途等に応じてポリウレタン発泡体、シリコーンゴム発泡体、ＥＰＤＭ発泡体など公知の発泡体を適宜選択して用いることができるが、通常はポリウレタン発泡体が特に好ましく用いられる。
【００１２】
この場合、上記発泡体を形成するための発泡原料は、特に制限されるものではなく、形成する発泡体の種類に応じて、適宜な組成の発泡原料を用いることができる。例えば、ポリウレタンフォームで上記表面層１２の発泡体を形成する場合は、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリエタノールプロパン、トリエタノールアミン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、プロピレングリコール、エチレングリコール等のスタート物質にポリプロピレンオキサイド及び／又はポリエチレンオキサイドを付加したポリオール成分と、トリレンジイソシアネート（ТＤＩ）、粗製ＴＤＩ、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂環式ポリイソシアネート、及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマーなどのイソシアネート化合物とを混合し、これに必要に応じて発泡剤、整泡剤、架橋反応触媒などを適宜配合した発泡原料組成物を用いることができる。
【００１３】
ここで、上記発泡体は、セル膜を有する独立気泡セルからなるものであっても、セル膜のを除去した連通気泡セルを有するものであっても、更にはセル膜の全て又は一部に連通孔が形成されてセル同士が連通したものであってもよく、発泡体ローラの用途等に応じて適宜選択し得る。また、この発泡体は、表面にスキン層を有するものであっても、スキン層がなく発泡セルが表面に開口したスキンレスタイプのものであってもよく、発泡体ローラの用途等に応じて適宜選択し得るが、トナー供給ローラとして用いる場合には、スキンレスタイプとすることが好ましい。
【００１４】
本発明の発泡体ローラは、表面層１２を構成する上記発泡体の三次元網状骨格を、少なくとも表面（ローラ外周面）から所定の範囲において部分的に切断したものである。即ち、図２（Ａ）に示したように、上記表面層１２を形成する発泡体は、多数の発泡セル２１が三次元網状骨格２２により形成されたものであるが、本発明では、図２（Ｂ）に示したように、この発泡体の発泡セル２１を形成する上記三次元網状骨格２２を部分的に切断したものである。
【００１５】
この場合、本発明では、上記骨格の切断により連続した複数の発泡セルを１つのセルとしてカウントした場合に、ローラ表面における所定面積当たりのセル数の減少率を切断処理前のセル数の−１０〜−５０％としたものである。つまり、図２（Ｂ）に示した例によれば、上記骨格２２の切断により連続した４つの発泡セル２１ａ〜２１ｄを１つのセルとしてカウントし、この場合にローラ表面（表面層１２表面）における所定面積当たりのセル数の減少率が、図２（Ａ）に示された切断処理前のセル数の−１０〜−５０％となるようにしたものである。上記セル数の減少率が−１０％に満たないと、十分なトナー搬送性及びトナー掻き取り性が得なれない場合があり、またこれらの性能の耐久性が不十分となって、本発明の目的を十分に達成し得ない場合があり、一方上記セル数を−５０％を超えて減少させた場合には、適切なトナー搬送性、トナー掻き取り性が得られない場合がある。なお、上記セル数のより好ましい減少率は−１５〜−４５％、更には−２０〜−４０％である。
【００１６】
ここで、上記発泡体のセル数は、特に制限されるものではないが、上記切断処理前における２．６７ｍｍ×３．５５ｍｍ当たりのセル数が１２０〜２５０個、特に１６０〜２１０個であることが好ましく、この２．６７ｍｍ×３．５５ｍｍ当たりのセル数が上述の減少率となるように上記切断処理を施せばよい。
【００１７】
上記発泡体の三次元網状骨格を部分的に切断する方法としては、特に制限はなく、発泡体を押し潰すようにして切断する方法、気体や液体の噴流を発泡体に当てて切断する方法、剣山のように多数の針を突き立てた用具を発泡体に所定回数突き刺して切断する方法などが挙げられるが、特に針を突き刺す方法が、作業が簡便であり、突き刺し回数により上記セル数の減少率を容易に調節し得ることから好ましく採用される。
【００１８】
ここで、上記多数の針を突き立てた用具を発泡体ローラに突き刺す作業は、その目的は異なるものの、下記特許文献３（特開２００１−１１４９２６号公報）及び４（特開２００２−１７２７１０号公報）に開示されている。しかしながら、これら特許文献２，３のように単に針を突き刺しても、セル膜が穿孔されて複数のセルが連通状態にはなるもののセルを構成する骨格の切断はごく僅かであり、上述のようにセル数の減少率を−１０〜−５０％とするためには、穿孔用具の針密度にもよるが、３０〜４０回もの多数回の突き刺し作業を必要とし、これら特許文献２，３に記載の穿孔方法では、上述のセル数減少率を達成することは不可能であり、これら特許文献２，３に記載の技術と本発明のそれとは全く異なるものである。
【００１９】
【特許文献３】
特開２００１−１１４９２６号公報
【特許文献４】
特開２００２−１７２７１０号公報
【００２０】
なお、上記骨格の切断は、少なくともローラ外周面を構成する表面層の外表面部分に施されていればよい。この場合、その範囲は、特に制限されるものではないが、通常はローラ外周面を構成する表面層の外表面から深さ１〜５ｍｍ、特に１．５〜４ｍｍとすることが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記発泡体からなる表面層を有するものであり、通常は図１に示されているように、軸芯１１の外周に該表面層１２を形成した構成とすることができるが、用途等に応じて軸芯１１と表面層１２との間に、適宜な弾性体などからなる１層又は２層以上の中間層を形成してもよい。なお、軸芯１１は、金属製や樹脂製の中実体又は中空体など、ローラの用途等に応じて適宜選択すればよい。
【００２２】
本発明の発泡体ローラは、上述のように、電子写真装置や静電記録装置の現像機構部で、現像ローラ表面に当接して回転し、トナー溜り内のトナーを外周面に担持して搬送し、上記現像ローラ表面にトナーを供給するトナー供給ローラとして好適に用いられるものであり、優れたトナー搬送性及びトナー掻き取り性を長期に亘って安定的に発揮することができるものであるが、その用途は上記トナー供給ローラに限定されるものではない。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の発泡体ローラは、トナー供給ローラとして用いた場合に、優れたトナー搬送性及びトナー掻き取り性を長期に亘って安定的に発揮することができるものである。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例，比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２５】
下記組成の発泡材料を、金属製の軸芯（６ｍｍφ）をセットした円筒状の金型に流し込み、７０℃で３０分間キュアした後、脱型して、発泡セルが表面に開口したスキンレスタイプのポリウレタン発泡体で表面層が形成された発泡体ローラ（直径１８ｍｍ、長さ２３０ｍｍ）を得た。
【００２６】
発泡材料組成
サンニックス  ＦＡ７０３                          ８０重量部
［三洋化成（株）製、ポリオール（ＯＨ価：３３）］
サンニックス  ＦＡ７２８Ｒ                        ２０重量部
［三洋化成（株）製、ポリオール（ＯＨ価：２８）］
ＳＲＸ  ２７４Ｃ                                    １重量部
［東レ・ダウコーニング・シリコン（株）製、整泡剤］
ジエタノールアミン                                  ２重量部
カオライザー  Ｎｏ．３１                            １重量部
［花王（株）製、３級アミン触媒］
カオライザー  Ｎｏ．１                          ０．１重量部
［花王（株）製、脂肪族３級アミン触媒］
水                                                  ２重量部
コロネート  １０２１          ＮＣＯインデックスが１０５となる量
［日本ポリウレタン工業（株）製、イソシアネート混合物］
【００２７】
１ｃｍ２当たり１５０本の針（０．１２ｍｍφ）を立設した剣山状の用具（１００ｍｍ×２８０ｍｍ）に得られた上記発泡体ローラを押し付けて針をローラ表面に突き刺し、このローラを転がすようにしてローラの全周に針を突き刺す作業を所定回数繰り返し、発泡体ローラを得た。この方法により、突き刺し回数を変更した６種類のローラを得た。
【００２８】
この場合、上記針突き刺し作業の前と後でのローラ表面を顕微鏡で観察して、上記突き刺し作業前及び作業後における２．６７ｍｍ×３．５５ｍｍ当たりのセル数を測定し、突き刺し作業による骨格の切断によって連続した発泡セルを１つのセルとしてカウントして、セル数の減少率を算出した。結果を表１に示す。
【００２９】
次に、各ローラをレーザービームプリンターの現像機構部にトナー供給ローラとしてセットし、３万回の画像出しを行い、初期及び３万回印刷後の画像ムラを評価した結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
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画像ムラ
○：濃度ムラなし
△：若干の濃度ムラあり
×：明らかな濃度ムラあり
【００３１】
表１に示されているように、ローラ表面を形成する発泡体の三次元網状骨格を部分的に切断して、セル数を−１０〜−５０％減少させた発泡体ローラは、優れたトナー搬送性及びトナー掻き取り性を有すると共に、これらの性能を長期に亘って安定的に発揮することが確認され、トナー供給ローラとして優れた性能を有することが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明発泡体ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】発泡体ローラを構成する発泡体の三次元網状骨格をしめす模式図であり、（Ａ）は骨格切断前、（Ｂ）は骨格切断後を示す。
【図３】トナー供給ローラを用いた現像機構の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  トナー供給ローラ
１１  軸芯
１２  表面層（発泡体）
２２  骨格
２１、２１ａ〜２１ｄ  発泡セル
２  現像ローラ
３  感光ドラム
４  成層ブレード
５  転写部
６  記録媒体
７  クリーニング部
８  クリーニングブレード
ｔ  トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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