(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と該芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラにおいて、
該発泡弾性体層の、該芯金の長手方向に直交する断面が、歯車形状を有し、
該歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
該長手方向と該螺旋形状とのなす角度が０．３°以上１０°以下であり、かつ、
該歯車形状のピッチ幅が０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である
ことを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項２】
前記長手方向と該螺旋形状とのなす角度が０．５°以上５．０°以下である
請求項１記載のトナー供給ローラ。
【請求項３】
前記歯車形状の歯先端部が半径０．１ｍｍ以上のアール形状を有する
請求項１または２記載のトナー供給ローラ。
【請求項４】
前記歯先端部が半径０．３ｍｍ以上のアール形状を有する
請求項３記載のトナー供給ローラ。
【請求項５】
前記歯車形状が、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の歯先幅、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の歯底幅、および０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の歯高を有する
請求項１から４のいずれか一項記載のトナー供給ローラ。
【請求項６】
前記歯車形状が、Ｘで表される歯先幅、Ｙで表される歯底幅を有し、次式
【数１】
0004790477.tif 000007
が満たされる請求項１から５のいずれか一項記載のトナー供給ローラ。
【請求項７】
前記発泡弾性体層がポリウレタンフォームからなる
請求項１から６のいずれか一項記載のトナー供給ローラ。
【請求項８】
前記発泡弾性体層の硬度が１００ｇ／ｍｍ以上７５０ｇ／ｍｍ以下であり、
該発泡弾性体層の表面に、開口径が１００μｍ以上８００μｍ以下の開口セルが存在し、かつ、
該開口セルの開口全面積が、該発泡弾性体層の表面の面積に対して、２０％以上９０％以下である
請求項７記載のトナー供給ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘導体からなる像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用される現像装置に内蔵されるトナー供給ローラに関する。トナー供給ローラは、所定のトナー（現像剤）を供給して、静電潜像が形成されている感光体の如き像担持体の表面において、目的とするトナー像を形成するために用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘導体などからなる像担持体上に形成した静電潜像を現像装置により現像して、トナー像として可視化することが行われている。そのような現像装置においては、ホッパー内に収容された所定のトナー（現像剤）を像担持体側に供給するための、軟質の弾性ローラからなるトナー供給ローラが内蔵せしめられている。
【０００３】
トナー供給ローラには、ポリウレタンフォーム（スポンジ）からなる発泡弾性体層を有する発泡弾性体ローラが用いられているのが一般的である。
【０００４】
一方、かかるトナー供給ローラにて供給されるトナーに関しては、画質の向上とプリントスピードの向上のニーズから、近年、小粒径で低融点のものが用いられる傾向にある。それに伴い、トナーが、帯電や長期放置によって、より凝集し易くなってきており、このために、現像ローラ上に凝集、付着したトナーがトナー供給ローラにて掻き取られ得ず、かかる現像ローラ表面に残存（トナーのフィルミング）しやすくなってきている。これに起因して、画像上のムラが現れ、ゴースト等が生じることがある。即ち、現像ローラに対して、トナー供給ローラが押し付けられて、現像ローラと同一方向に回転せしめられる。それによって、それら両ローラの接触部においては、現像ローラ表面に付着せるトナーをトナー供給ローラにて掻き取り、除去せしめる一方、現像ローラ上には、新たに、均一にトナーが供給されるようになっている。このとき、現像ローラ上に凝集、付着したトナーが、トナー供給ローラによる掻き取り作用にては良好に除去されないと、そのまま現像ローラ上に残存するトナーのフィルミング現象を惹起することとなる。そのために、現像ローラ上の画像形成に関与するトナーの分布が不均一となって、ゴースト等として画像上のムラを惹起するようになるのである。
【０００５】
トナー供給ローラのトナーの掻き取り性を改良する方策が提案されている（特許文献１及び特許文献２）。すなわち、ウレタンフォーム層の外周面が、回転軸方向に回転軸と平行な直線状又は螺旋状に延びるように設けられた、ローラ周方向に歯車形状の断面をもって延びる複数の凸条によって、凹凸構造とされる。これにより、現像ローラ上のトナー掻き取りが向上する。さらには掻き取られたトナーがローラより積極的に排出されることにより、現像ローラ上にトナーが残存することによるゴーストを解消し、現像ローラの摩耗による傷の発生やトナー劣化の促進を抑制できる。また、ローラ表面の歯車形状が、芯金長手方向に対する歯車形状歯先（又は歯底）の連なりで螺旋形状を形成するように設けた場合、現像ローラ上のトナー掻き取りが極めて有利になされるとされる（特許文献３）。
【特許文献１】特開平０５−６１３５０号公報
【特許文献２】特許第０２８３４７１６号公報
【特許文献３】特開２０００−０５６５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、前述のような断面が歯車形状のローラを用いてもトナー掻き取りが良好に行えない場合がある。
【０００７】
このようなローラは、ローラ表面が凹凸構造であるが故、歯車凸部（歯先）、特に凸部の角部はトナーを良く掻き取るが、歯車凹部（歯底）は、ローラが押し潰されつつ回転してトナーを掻きとるので、歯車凸部に比べ掻き取り性能が落ちる。又、凸部の角部は、より強く押し当てられる事になるのでローラ周方向でのトナー掻き取り性にムラができる場合がある。そのため、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生する恐れがあり、筋状のムラの発生も懸念される。これらの結果、常に安定した高品質の画像を得ることが難しい場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、現像ローラに対するトナーの供給性および掻き取り性を安定させ、特にトナー掻き取りをよりムラなく均一にし、もって濃度ムラ等の画像異常の発生を抑え、トナー劣化を抑制し、常に安定した高品質の画像を得ることを可能とするトナー供給ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために研究を重ねた結果、ローラ断面の歯車形状や、歯車形状の連なりによって形成される螺旋形状が、トナー掻き取り性等に影響するという知見が得られた。例えば、螺旋形状の螺旋が芯金の長手方向に対してなす角度や、歯車形状のピッチがトナー掻き取り性等に影響するという知見を得た。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものである。また、歯車形状の歯先の凸部に角がある場合より、角が無くて丸くなっている場合のほうが、トナー掻き取り性等が優れるという知見が得られた。
【００１０】
本発明により、芯金と該芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラにおいて、
該発泡弾性体層の、該芯金の長手方向に直交する断面が、歯車形状を有し、
該歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
該長手方向と該螺旋形状とのなす角度が０．３°以上１０°以下であり、かつ、
該歯車形状のピッチ幅が０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である
ことを特徴とするトナー供給ローラが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、現像ローラに対するトナーの供給性および掻き取り性を安定させ、特にトナー掻き取りをよりムラなく均一にし、もって濃度ムラ等の画像異常の発生を抑え、トナー劣化を抑制し、常に安定した高品質の画像を得ることを可能とするトナー供給ローラが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
〔第１の形態〕
本形態のトナー供給ローラは、芯金と芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラであって、
発泡弾性体層の、芯金の長手方向に直交する断面が、歯車形状を有し、
この歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
芯金の長手方向とこの螺旋形状とのなす角度が０．３°以上１０°以下であり、かつ、
この歯車形状のピッチ幅が０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
【００１４】
以下、本形態について図面を用いてより詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本発明で用いる発泡弾性体層１は回転軸となる芯金２の長手方向に直交する断面が歯車形状である。また、図２に示すように、歯車形状歯先（又は歯底）の連なりで形成された螺旋形状が芯金長手方向に対してなす角度（傾斜角度）θが０．３°〜１０°であり、好ましくは０．５°〜５．０°である。このようなトナー供給ローラが現像ローラに対して押し付けられて回転することにより、現像ローラ上のトナー掻き取り性が向上される。
【００１６】
ローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラを抑制し、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生することを防止する観点から、螺旋の傾斜角度θを０．３°以上、好ましくは０．５°以上とする。また、トナーが歯車形状歯底に停滞しやすくなってトナーの劣化（細粒化）が促進されることを防止し、もって異常帯電の発生を防止する観点から、傾斜角度θを１０°以下、好ましくは５°以下とする。傾斜角度θの測定方法については、三次元測定機や光学顕微鏡等を使用し測定することができ、ローラ外周から任意に１０箇所を測定し、その平均値を傾斜角度θとすることができる。
【００１７】
また、歯車形状のピッチ幅４（図３に示す）は０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとする。歯車形状によるトナー掻き取り性の向上効果を得る観点から、ピッチ幅を０．３ｍｍ以上とする。また、ローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラを抑制し、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生することを防止する観点から、ピッチ幅を１．０ｍｍ以下とする。ピッチ幅の測定方法については、投影機、或いは光学顕微鏡、３次元測定器等で測定することができる。
【００１８】
〔第２の形態（参考用）〕
参考用の形態である本形態のトナー供給ローラは、芯金と該芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラであって、
発泡弾性体層の、芯金の長手方向に直交する断面が、歯車形状を有し、
この歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
この歯車形状の歯先端部が半径０．１ｍｍ以上のアール形状を有する。
【００１９】
以下、この形態について図を用いてより詳細に説明する。
【００２０】
図１に示すように、発泡弾性体層１は回転軸となる芯金２の長手方向に直交する断面が歯車形状である。この歯車形状の歯先の連なりにより、螺旋形状が形成される。歯車形状の歯先端部３（図３に示す）が、半径Ｒが０．１ｍｍ以上のアール形状を有する。
【００２１】
このようなトナー供給ローラが、その外周面が現像ローラに対して押し付けられて回転することにより、凹凸表面構造であるが故に発生するおそれのあるローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラが改善される。さらには、長期的に使用した場合、歯先端部３が現像ローラにより強く押し当てられる事によって起こり得るローラ表面の欠落や形状破損等を防止することができる。
【００２２】
歯先端部３が、半径Ｒが０．１ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上のアール形状であると、ローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラが抑制され、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生することを防止できる。また、トナーへ過剰なストレスを与えることを防止し、トナーの劣化（細粒化）促進を抑制し、長期使用においても濃度低下、地汚れ等の画像不具合が発生することを防止することができる。
【００２３】
上記アール形状の半径は、投影機、或いは光学顕微鏡、３次元測定器等で歯先端部を拡大し、角部の半径を測定することで求めることができる。
【００２４】
第１の形態と第２の形態の両方の特徴を併せ持つトナー供給ローラは、本発明の効果が顕著に得られ、好ましいものである。
【００２５】
〔歯先幅、歯底幅、歯高〕
本発明において、上記歯車形状の歯先幅５は０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましく、歯底幅５は０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。ここで言う歯先幅は、図２に示すように、歯車歯先の概略平坦部と歯車凸部の側面部との延長線交点間の距離として決められる。歯底幅６は、歯車歯底の概略平坦部と歯車凸部の側面部との延長線交点間の距離として決められる。
【００２６】
歯車歯先幅５が０．１ｍｍ以上であると、現像ローラとの摩擦抵抗が大きい場合や掻き取るトナー量が多い場合であっても、凸部（歯先）が欠落して電子写真システムの他の部位に詰まる等の異物となり、画像不良や故障の原因となることを優れて抑制できる。０．５ｍｍ以下の歯車歯先幅であると、現像ローラ上のトナー掻き取りにムラがおこることを優れて防止でき、画像のムラやゴースト等の画像不良を優れて防止できる。また、歯車歯底幅６が０．０５ｍｍ以上であると、現像ローラから排出されたトナーが凹部に閉塞することを優れて防止できる。歯車歯底幅が０．５ｍｍ以下であると、現像ローラ上のトナー掻き取りにムラがおこることを優れて防止できる。更にまた、歯底から歯先迄の高さである歯高７は０．０５ｍｍから１．０ｍｍが好ましい。歯高７が０．０５ｍｍ以上であると、ローラ表面が緩やかな凹凸構造となってローラ全体のトナー掻き取りが低下することが優れて防止される。歯高が１．０ｍｍ以下であると、歯先と歯底の現像ローラに対する押圧差が大きくなってトナーの摩擦帯電量のムラがおこることを優れて防止でき、画像上にピッチムラが現れることを優れて防止できる。
【００２７】
〔歯先幅と歯底幅の関係〕
本発明において、歯車歯先幅５をＸ、歯車歯底幅６をＹとしたとき、歯先幅と歯底幅の和に対する歯先幅の比が、次式を満たすことが好ましい。
【００２８】
【数１】
0004790477.tif 000002
【００２９】
上記比が好ましくは２０％以上、より好ましくは４０％以上であると、ローラ全体でのトナー掻き取り性能に優れ、高品質な画像を得ることが優れて容易となる。上記比が好ましくは９０％以下、より好ましくは７０％以下であると、トナー掻き取り性に優れ、現像ローラへ対する摺擦力が抑えられ、トナー劣化を防止する効果に優れる。
【００３０】
〔金型など〕
なお、上記歯車形状を有する発泡弾性体層を形成する為に、適宜の金型成形技術を用いることができる。型内面に対して、電鋳めっきによって形状転写することにより、あるいは鋳造によって形状転写する等の手法によって、目的とする型内面形状を有する金型を得ることができる。さらにまた、パイプ型を縦に二分割し、それぞれの内面に対して、目的とする型内面形状の電極を用いて放電加工を行ない、その後、その分割されたパイプ型を結合して、或いは結合することなく縦分割金型として用いることにより、上記歯車形状を形成するための金型を得ることも可能である。
【００３１】
芯金としては、公知のトナー供給ローラに用いられる芯金から適宜選んで用いることができる。芯金として、金属製の円筒体を用いることができる。このとき、芯金の長手方向は円筒体の中心軸が延在する方向と一致する。
【００３２】
〔発泡弾性体層〕
本発明において、芯金の外周面に形成された発泡弾性体層がポリウレタンフォームからなる層（ポリウレタンフォーム層）であることが好ましい。
【００３３】
特には、硬度が１００ｇ／ｍｍ〜７５０ｇ／ｍｍであるポリウレタンフォーム層であることが好ましい。硬度が１００ｇ／ｍｍ以上であると、現像ローラとの摺擦力（摩擦力）が小さくなってトナー掻き取り性が低下することを優れて防止することができる。また、硬度が７５０ｇ／ｍｍ以下であると、現像ローラとの摺擦力が大きくなって現像ローラの摩耗や傷が発生したりトナーの劣化が起こることを優れて防止することができる。
【００３４】
芯金２と発泡弾性体層１を有するトナー供給ローラについて、ここで言う硬度の測定を行うために図４に示すように、長さ５０ｍｍ幅１０ｍｍの平板状押し圧面を有する冶具８を用いる。この治具をトナー供給ローラ表面に１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧して、発泡弾性体層を１ｍｍ変形させた時のローラ表面にかかる荷重を測定する。このときの測定ポイントはローラ長手方向３点、この長手方向の３点についてそれぞれ周方向４点、合計１２点とする。この１２カ所における上記荷重（弾性体層が１ｍｍ変形したときの荷重）の算術平均を上記硬度とする。
【００３５】
発泡弾性体層であるポリウレタンフォーム層の表面の各開口セルは、開口径が１００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
開口径が１００μｍ以上であると、トナー供給量が減少して濃度低下やスジ発生を惹起する恐れを優れて防止することができる。開口径が８００μｍ以下であると、歯車形状が形成し難くなることを優れて防止することができる。開口径の測定方法については、ローラをリアルタイム走査型レーザー顕微鏡で表面の画像を倍率５０倍で取り込み、無作為に５０個のセル径を読み取り、その平均値を開口径として算出することができる。
【００３７】
また、ポリウレタンフォーム層の表面の開口セルの開口全面積が、ポリウレタンフォーム層の表面の面積の２０％以上９０％以下であることが好ましい。このとき開口がポリウレタンフォーム層の表面に極力均一に存在していることがより好ましい。
【００３８】
セル開口部の開口全面積がポリウレタンフォーム層の表面面積の２０％以上であると、トナー供給性能が低くなりさらにはポリウレタンフォーム層内部にトナーが詰まり易くなることによって部分的な硬化が惹起されて画像の悪化を招くことを優れて防止することができる。また、９０％以下にすることにより、ローラ表面の毛羽立ちや欠落が発生する可能性およびそれによる画像不良を招く可能性を優れて抑制することができる。
【００３９】
〔ポリウレタンフォーム層〕
上記ポリウレタンフォーム層の組成は、公知のポリウレタンフォームの組成から適宜選んぶことができる。このポリウレタンフォームの製造においては、ポリウレタンフォーム形成材料として、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤及び所望により用いられる導電性付与剤、触媒、整泡剤などを含有するものが使用される。
【００４０】
ポリオールとしては、従来公知の各種ポリオールの中から、適宜選択して使用することが出来る。このポリオールの例としては、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペート（ＰＨＡ）、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体、ダイマー酸系ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオールや、ポリオキシアルキレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。また、あらかじめポリイソシアネートと重合させたプレポリマーとして用いても差し支えない。
【００４１】
ポリイソシアネートとしては、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することが出来る。このポリイソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネートやジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート及びその誘導体、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート及びその誘導体などが挙げられる。
【００４２】
ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いることのできる整泡剤としては、例えばポリジメチルシロキサンとＥＯ／ＰＯ共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサン、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等が挙げられる。この中でもポリエーテルポリオール系整泡剤としては、水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。
【００４３】
ポリイソシアネート、ポリオールとともに用ることのできる発泡剤としては、例えば水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロライド、トリクロロフルオロメタン、ｎ−およびイソ−ペンタン、特にこれらの工業的混合物、ｎ−およびイソ−ブタン、プロパンのような液状炭化水素、フラン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メチルホルマート、ジメチルオキサラート、エチルアセタート等のカルボン酸アルキルエステル等、二酸化炭素等が挙げられる。これらは単独で又は混合して使用することができる。中でも、環境に与える負荷を低減する観点より水を単独で使用することが好ましい。
【００４４】
触媒としては、公知のポリウレタン触媒から適宜選ぶことができる。例えば、アミン系触媒としては、１，２−ジメチルイミダゾール、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−オクタデシルモルホリン、ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルプロピレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルブタンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，３−ブタンアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス〔２−（Ｎ．Ｎ−ジメチルアミノ）エチル〕エーテル、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンの塩類、第一及び第二アミンのアミノ基のオキシアルキレン付加物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５、Ｎ，Ｎ−ジアルキルピペラジン類のようなアザシクロ化合物、種々のＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリアルキルアミノアルキルヘキサヒドロトリアミン類等があり、有機金属系ウレタン化触媒としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オクテタン酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジブチル錫ジクロリド、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）チタン、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等があり、前記アミン系触媒及び有機金属系触媒の初期活性を低下させた有機酸塩触媒（カルボン酸塩やホウ酸塩等）がある。
【００４５】
また、必要により使用される架橋剤の構造は特に限定されないが、アルキレングリコール、１，４−ブタンジオール（１，４ＢＤ）等のジオール類、グリセリン、トリメチローラプロパン（ＴＭＰ）等のトリオール類、ペンタエリスルトール等のテトラオール類、エチレンジアミン（ＥＤＡ）等のジアミン類、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）等のアミノアルコール類等を、単独、又は混合して使用することが出来る。
【００４６】
必要により導電性を付与するための導電性材料としては、一般の導電性付与剤が使用でき、例えばイオン導電性物質も用いることができる。イオン導電剤としては、第四級アンモニウム塩等があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。
【００４７】
その他添加剤として、難燃剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤、破泡剤等を必要に応じて使用することが出来る。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
〔実施例Ａ１〜Ａ１４、比較例Ａ１〜Ａ３〕
各実施例および比較例において、先ず、金属製パイプの内面に対して、表１にそれぞれ示されるような歯車形状となるように加工を施した成形金型を準備した。
【００５０】
一方、発泡弾性体層としてはポリウレタンフォーム層を採用した。ポリウレタンフォーム層原料として、次のものを混合して用いた。
ＦＡ−９０８（商品名。三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオール）１００重量部。
ジエタノールアミン０．５重量部。
Ｌ５３６６（商品名。日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤）１重量部。
ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴ（商品名。東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．１重量部。
ＴＥＤＡ−Ｌ３３（商品名。東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．５重量部。
水（発泡剤）２重量部。
Ｔ８０（商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝４８）２９．５重量部。
Ｍ２００（商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝３１）７．４部。
【００５１】
これらの原料から、表１に示される硬度、セル開口径、開口全面積／表面面積の比となるローラを得た。
【００５２】
各例における原料を温度６０〜８０℃に予熱されたそれぞれの成形金型に注入し、そのままの温度で１０〜２０分硬化させ、成形金型から脱型し、回転軸となる芯金２の周りにウレタンフォーム層を一体的に形成し、図１に示す構造を有する各例のトナー供給ローラを製造した。このとき使用した芯金は直径５．０ｍｍの円柱状である。
【００５３】
そして、この得られた各例のトナー供給ローラを用いた画像評価試験をおこない、画像上でローラ表面の凹凸ピッチでの濃度ムラおよびベタ濃度均一性をそれぞれ調べて、それらの結果を、表２に示した。
【００５４】
なお、かかる画像評価試験における凹凸ピッチでの濃度ムラの評価は、次のように行った。まず、それぞれのトナー供給ローラを組み込んでなるトナーカートリッジを市販の複写機に組み込み可能にしてからセットして、１５℃、相対湿度１０％の環境下における画像出しにより、４％印字画出しをそれぞれ６０００枚行なった。そして、更にハーフトーンの画出しを行なって、凹凸ピッチでの濃度ムラの発生の有無を調べた。濃度ムラのレベルについて、５段階の官能評価を実施した。その評価においては、○が凹凸ピッチでの濃度ムラ発生の認められないものである一方、×は、発生が顕著であることを示し、それらの間を５段階に分けた。評価の良い順に、○、○△、△、△×、×とした（他の５段階評価においても同じ）。
【００５５】
また、ベタ濃度均一性評価については、１５℃、相対湿度１０％の環境下において画出しすることにより行なった。即ち、４％印字画出しを６００００枚行なった後、最大濃度でベタ黒コピーを取り、印刷したベタ画像を目視し評価した。この際、凹凸ピッチでの濃度ムラは無視した。その評価において、○は濃度が均一で良好なものである一方、×は濃度が不均一であり、濃度ムラの発生が顕著であることを示し、それらの間を５段階に分けている。
【００５６】
【表１】
0004790477.tif 000003
【００５７】
【表２】
0004790477.tif 000004
【００５８】
かかる表１、表２の結果より明らかなように、実施例Ａ１〜Ａ５においては、凹凸ピッチでの濃度ムラ及びベタ濃度均一性にて示される画像評価において、優れた結果が得られた。つまり、優れたトナー掻き取り性とトナー供給性であることが認められ、高画質な画像を得ることができた。実施例Ａ６及びＡ９においては、凹凸ピッチでの濃度ムラの発生はなく、ベタ濃度均一性において、実施例Ａ１と比較し若干劣るが、良好な結果となった。また、実施例Ａ７及びＡ８では、試験終了後にローラ表面を観察すると、歯車凸部（歯先）が欠落しかけている部分がみられたが、凹凸ピッチでの濃度ムラ、ベタ濃度均一性の発生については実施例Ａ１と比較すると若干劣るものの良好な結果となった。
【００５９】
実施例Ａ１０おいては、発泡弾性体層がやや低硬度であるが故、ローラとの摺擦力が低下し、トナー掻き取り性が低下する傾向があるため、実施例Ａ１と比較してベタ濃度均一性が若干劣る結果となった。また、実施例Ａ１１においては、発泡弾性体層がやや高硬度であるが故、ローラとの摺擦力が上昇し、トナーがやや劣化したため、実施例Ａ１と比較し、ベタ濃度均一性が若干劣る結果となった。しかし、どちらも、凹凸ピッチでの濃度ムラの発生は無く、通常使用するには何ら問題のない結果となった。実施例Ａ１２及びＡ１３、Ａ１４においても、良好な結果が得られた。実施例Ａ１５においては、評価後のローラ表面を観察すると、部分的に毛羽立ちや歯車凸部（歯先）が欠落しかけている部分がみられたが、凹凸ピッチでの濃度ムラ、ベタ濃度均一性の発生については実施例Ａ１と比較すると若干劣るものの良好な結果となった。
【００６０】
比較例Ａ１及びＡ３においては、ローラ周方向のトナー掻き取り性のムラがあり、凹凸ピッチでの濃度ムラが顕著に見られた。また、比較例Ａ２においては、トナー劣化が促進され、ベタ濃度が不均一であった。
【００６１】
〔実施例Ｂ１〜Ｂ１４、比較例Ｂ１〜Ｂ３〕
ここに示す例は参考用である。
まず、混合ポリオールとして、以下のものを混合した。
ＦＡ−９０８（商品名。三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオール）１００重量部。
ジエタノールアミン０．５重量部。
Ｌ５３６６（商品名。日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤）１重量部。
ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴ（商品名。東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．１重量部。
ＴＥＤＡ−Ｌ３３（商品名。東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．５重量部。
水（発泡剤）２重量部。
【００６２】
この混合ポリオールに、次のイソシアネートをＮＣＯインデックス１００となるように混合して攪拌した。
Ｔ８０（商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝４８）２９．５重量部。
Ｍ２００（商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝３１）７．４部。
【００６３】
得られた混合物を成形金型に注型し、温度６０℃の加熱を行ない発泡成形することにより、図１に示されるが如き回転軸となる芯金２の周りに、発泡弾性体層１を一体的に形成せしめてなるトナー供給ローラを製造した。
【００６４】
その際に、成形型内面が凹凸構造（歯車形状）である成形型を使用した。型の凹凸構造は、図１に示すような、長手方向に直交する断面が歯車形状であり、長手方向に歯車形状の歯先の連なりで形成された螺旋形状を有する発泡弾性体層が得られる構造とした。このとき各例において型の凹凸構造を調整し、歯先端部のアール形状の半径Ｒ、歯先幅５、歯底幅６、歯高７、｛Ｘ／（Ｘ＋Ｙ）｝×１００％（Ｘ：歯先幅、Ｙ：歯底幅）から導かれる計算値が表３に示す値になるようにした。
【００６５】
また、比較例Ｂ２については、成形型内面が円筒状（非凹凸構造）である成形型を使用し成形を行った。比較例Ｂ３については上記方法で成形を行ない出来上がったトナー供給ローラに十分な熟成を与えた後、ローラ表面を研磨した。
【００６６】
なお、得られた各例のトナー供給ローラにおける発泡弾性体層は、何れも、前述の硬度が２００ｇ／ｍｍ、セル開口径３００〜７００μｍ、セル開口率が６５％であった。
【００６７】
そして、この得られた各例のトナー供給ローラを用いた画像評価試験をおこない、ゴースト発生状況及びベタ濃度均一性（ローラ表面の凹凸ピッチでの濃度ムラ）をそれぞれ調べて、それらの結果を、表４に示した。
【００６８】
なお、かかる画像評価試験におけるゴースト発生の有無の評価は、次のように行った。まず、各例のトナー供給ローラを組み込んでなるトナーカートリッジを市販の複写機に組み込み可能にしてからセットして、１５℃、相対湿度１０％の環境下における画像出しにより、４％印字画出しをそれぞれ６０００枚行なった。そして、更にゴースト評価用画像の画出しを行なって、ゴースト現象の発生の有無を調べた。なお、ゴーストのレベルについて、５段階の官能評価を実施した。その評価においては、○がゴースト発生の認められないものである一方、×は、ゴースト不良の発生が顕著であることを示し、それらの間を５段階に分けた。
【００６９】
また、ベタ濃度均一性評価については、１５℃、相対湿度１０％の環境下において画出しすることにより行なった。即ち、４％印字画出しを６００００枚行なった後、最大濃度でベタ黒コピーを取り、印刷したベタ画像を目視し評価した。その評価において、○は濃度ムラの発生が良好なものである一方、×は濃度ムラの発生が顕著であることを示し、それらの間を５段階に分けている。
【００７０】
【表３】
0004790477.tif 000005
【００７１】
【表４】
0004790477.tif 000006
【００７２】
かかる表３および４に示す結果より明らかなように、実施例Ｂ１及びＢ２では、ゴースト及び濃度均一性にて示される画像評価において、優れた結果が得られ、優れたトナー掻き取り性とトナー排出性が認められる。特に、実施例Ｂ２では、濃度ムラの発生がなく、高画質な画像を得ることができた。また、実施例Ｂ３では、試験終了後にローラ表面を観察すると、歯車凸部（歯先）が欠落しかけている部分がみられたが、濃度ムラの発生については実施例Ｂ１と比較すると若干劣るものの良好な結果となった。実施例Ｂ４では、トナー掻き取り性が若干低下する傾向が見られたが、比較的良好な結果であった。さらには、実施例Ｂ５〜Ｂ８では、歯車形状による凹凸ピッチでの濃度ムラの発生が見られ、実施例Ｂ１と比較し、濃度均一性が若干劣る結果となったが、いずれもゴーストの発生は無く、通常使用するには何ら問題のない結果となった。実施例Ｂ９および１０にあっては、ゴースト、濃度均一性とも実施例Ｂ１と比較し若干劣るものの、良好な結果が得られた。また、実施例Ｂ１１では、ゴーストの発生が若干みられたが、濃度均一性には何ら問題はなく、良好な結果であった。実施例Ｂ１２でも、ローラ表面の歯車凸部（歯先）が欠落しかけている部分がみられ、濃度均一性において部分的なムラがみられたが、ゴーストの発生は殆ど無く、良好な結果であった。さらには、実施例Ｂ１３では、歯先幅がやや狭いため、トナーの掻き取り性が低下する傾向がみられ、若干の濃度ムラがみられたが、比較的良好な結果であった。さらには、実施例Ｂ１４では、現像ローラに対する摺擦力が大きくなる傾向となり、トナー劣化がやや起こる傾向であったが、ゴーストの発生は実施例Ｂ１と比較し若干劣るものの、良好な結果が得られた。
【００７３】
比較例Ｂ１では、ゴーストには何ら問題はないが、ベタ画像にローラ表面の凹凸ピッチのムラが一部見られた。また、比較例Ｂ２およびＢ３では、顕著なゴースト、濃度ムラが認められ、特に、比較例Ｂ３では、ローラ表面を観察すると、毛羽立ちがひどく、表面が欠落しかけている部分が数多く認められた。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明のトナー供給ローラを説明するための模式的鳥瞰図である。
【図２】螺旋形状を説明するための模式的部分鳥瞰図である。
【図３】歯車形状を説明するための模式的部分断面図である。
【図４】トナー供給ローラの発泡弾性体層の硬度測定方法を説明するための模式図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である
【符号の説明】
【００７５】
１：発泡弾性体層
２：芯金
３：歯車形状の歯先端部
４：歯のピッチ幅
５：歯車歯先幅
６：歯車歯底幅
７：歯底から歯先までの高さ
Ｒ：歯車歯先端部のアール形状の半径
８：硬度測定装置の押板治具
θ：螺旋が芯金長手方向となす角度
【図１】
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【図２】
0004790477.tif 000009
【図３】
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【図４】
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