(57)【要約】【課題】部材全体にわたり均一で微細なセル構造および均一な硬度を有するローラ部材を得ることができるローラ部材の製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】中空状の金型１の中心線上に軸２が配置された状態で、金型１内に液状原料を注入することによりローラ部材の成形を行うローラ部材の製造装置である。金型１の液状原料注入側とは反対側の端部に内挿された略筒形状のキャップ部材６と、軸２の両端部に夫々装着され、金型１の対応する両端開口部を実質的に閉塞可能な栓状部材３ａ，３ｂと、を備え、キャップ部材６の内周面が、金型１の端部方向に向かって、少なくとも３段階で内径の小さくなる段々形状に形成され、内周面の内径が、対応する栓状部材３ｂを、最大径内周面にて嵌入可能に、かつ、他の内周面にて圧入可能に形成され、最大径内周面に、縦溝状のベントホールが設けられている。【選択図】        図１
2005001219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状の金型の中心線上に軸が配置された状態で、該金型内に液状原料を注入することによりローラ部材の成形を行うローラ部材の製造装置において、
前記金型の液状原料注入側とは反対側の端部に内挿された略筒形状のキャップ部材と、前記軸の両端部に夫々装着され、前記金型の対応する両端開口部を実質的に閉塞可能な栓状部材と、を備え、
前記キャップ部材の内周面が、金型の端部方向に向かって、少なくとも３段階で内径の小さくなる段々形状に形成され、該内周面の内径が、対応する前記栓状部材を、最大径内周面にて嵌入可能に、かつ、他の内周面にて圧入可能に形成され、
前記最大径内周面に、縦溝状のベントホールが設けられていることを特徴とするローラ部材の製造装置。
【請求項２】
前記ベントホールが、前記キャップ部材の周方向に等間隔に、少なくとも４個設けられている請求項１記載の製造装置。
【請求項３】
前記金型の液状原料注入側開口部および反対側開口部が対応する前記栓状部材により夫々閉塞された際に、前記キャップ部材の金型側端面と、前記反対側開口部に対応する栓状部材の金型側端面とが、実質的に同一平面を形成する請求項１または２記載の製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載の製造装置を用いたローラ部材の製造方法であって、
前記金型の内部に液状原料が所定量注入された直後に、前記キャップ部材を該金型の内方に押し込んで、前記軸を介して、該金型の液状原料注入側開口部、および反対側開口部を、対応する前記栓状部材により順次閉塞した後、前記液状原料の加熱硬化を行うことを特徴とするローラ部材の製造方法。
【請求項５】
前記キャップ部材を、前記ベントホールからの該液状原料の流出の開始とともに前記金型の内方に押し込む請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記液状原料として、ポリウレタン原料を用いる請求項４または５記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置等に用いられるローラ部材の製造装置および製造方法に関し、詳しくは、あらかじめ発泡させた液状原料を金型内に注入して、加熱硬化させることにより、軸と発泡体層とを一体成形する手法に用いられるローラ部材の製造装置、および、それを用いる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置においては、電子写真プロセスにおける現像、トナー層形成、クリーニング、給紙、搬送等の各工程で、現像ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ、給紙ローラ、搬送ローラ等の各種ローラ部材が多様な枠割を果たしている。
【０００３】
これらローラ部材は、軸の外周に、ゴム材料や樹脂材料からなる弾性体層を担持させた構造を有しており、特に、弾性体層を低硬度の高分子弾性フォームからなる発泡体にて形成した、発泡体層を備えるローラ部材が多く使用されている。このような発泡体層を備えるローラ部材においては、発泡体層が部材全体にわたり微細で均一なセル構造を有し、これにより均一な硬度が実現されていることが重要となる。
【０００４】
一方、かかるローラ部材の製造方法としては、あらかじめ軸を配設した型を用いて、軸との一体成形により発泡体層を形成する手法が一般的であり、例えば、以下のような、図３〜５に示す各種構造の成形型を用いた製造方法が知られている。
▲１▼上方が開放された直方体の型枠１１に金属軸１２を配置しておき、あらかじめ発泡させた液状原料を注入ノズル１３より注入して、加熱硬化させた後、切削加工により所望の形状を得る方法（図３参照）。
▲２▼軸２２の配設された割型２１に、注入ノズル２３より液状原料を注入して、加熱硬化させた後、切削加工により所望の形状を得る方法（（図４参照、尚、図中の符号２４はエア抜き孔を表す）。
▲３▼両端が開放されている筒型３１に対し貫通穴３５を有するキャップ３４を適用して、あらかじめ軸３２を配設した状態にて、筒型３１に注入ノズル３３より液状原料を注入し、筒型３１の上方を開放したままの状態で加熱硬化を行った後、切削加工により所望の形状を得る方法（図５参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼〜▲３▼の方法には、夫々以下のような問題点があった。即ち、上記▲１▼の方法では、ローラ部材の周方向に硬度およびセル径のバラツキが発生してしまい、また、硬化時に自由膨張するためにセルの微細化が図れないという問題があった。また、上記▲２▼の方法では、割線部Ｘにおいて硬度異常やセル径のバラツキなどの不良が発生するという問題があった。さらに、上記▲３▼の方法では、貫通穴３５の形状によりローラ長手方向において硬度のバラツキが発生したり、貫通穴３５に対応する部分でウェルドラインが生じて、外観性が著しく悪化してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消して、部材全体にわたり均一で微細なセル構造および均一な硬度を有するローラ部材を得ることができるローラ部材の製造装置および製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより、セル径や硬度のバラツキを防止して、均一で微細なセル構造および均一な硬度を有するローラ部材が実現できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のローラ部材の製造装置は、中空状の金型の中心線上に軸が配置された状態で、該金型内に液状原料を注入することによりローラ部材の成形を行うローラ部材の製造装置において、
前記金型の液状原料注入側とは反対側の端部に内挿された略筒形状のキャップ部材と、前記軸の両端部に夫々装着され、前記金型の対応する両端開口部を実質的に閉塞可能な栓状部材と、を備え、
前記キャップ部材の内周面が、金型の端部方向に向かって、少なくとも３段階で内径の小さくなる段々形状に形成され、該内周面の内径が、対応する前記栓状部材を、最大径内周面にて嵌入可能に、かつ、他の内周面にて圧入可能に形成され、
前記最大径内周面に、縦溝状のベントホールが設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の製造装置においては、前記ベントホールが、前記キャップ部材の周方向に等間隔に、少なくとも４個設けられていることが好ましい。また、好適には、前記金型の液状原料注入側開口部および反対側開口部が対応する前記栓状部材により夫々閉塞された際に、前記キャップ部材の金型側端面と、前記反対側開口部に対応する栓状部材の金型側端面とが、実質的に同一平面を形成する。
【００１０】
また、本発明のローラ部材の製造方法は、上記本発明の製造装置を用いたローラ部材の製造方法であって、
前記金型の内部に液状原料が所定量注入された直後に、前記キャップ部材を該金型の内方に押し込んで、前記軸を介して、該金型の液状原料注入側開口部、および反対側開口部を、対応する前記栓状部材により順次閉塞した後、前記液状原料の加熱硬化を行うことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の製造方法においては、前記キャップ部材を、前記ベントホールからの該液状原料の流出の開始とともに前記金型の内方に押し込むことができる。また、本発明の製造方法は、特に、前記液状原料としてポリウレタン原料を用いるポリウレタンフォーム製ローラ部材の製造に好適に適用することが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の好適実施形態のローラ部材の製造装置を示す。図示する装置は、中空状、図示する例では筒形状の金型１を本体とし、その中心線上に軸２が配置された状態で、あらかじめ発泡させた液状原料を金型１内に注入して、加熱、硬化させることにより、軸２の外周に発泡体層を形成する一体成形の手法に用いられる。
【００１３】
図示するように、本発明の製造装置は、軸２の両端部に夫々装着される栓状部材３ａ、３ｂを備えており、これら栓状部材３ａ、３ｂは、夫々金型１の対応する両端開口部を実質的に閉塞することが可能な形状に形成されている。図示する例では、上方の栓状部材３ａは圧入部４ａに、下方の栓状部材３ｂは圧入部４ｂに、夫々圧入されて係止される。
【００１４】
ここで、下方の栓状部材３ｂが圧入される圧入部４ｂは、金型１の下方端部５ｂに内挿された、略筒形状を呈するキャップ部材６の内周面により形成される。即ち、図示するように、キャップ部材６の内周面は、上方から下方に向かって内径の小さくなる段々形状に形成されており、最大径の内周面においては対応する栓状部材３ｂが嵌入可能となり、また、他の内周面においては、圧入部４ｂとして栓状部材３ｂが圧入可能となるよう形成されている。この段々形状は、後述する密閉作業を円滑に行うために、図示するように、少なくとも３段階で形成することが必要である。
【００１５】
本発明の製造装置においては、上記のような構造とすることで、液状原料の注入直後に軸２により金型１を密閉して、密閉状態の金型１内で液状原料の加熱硬化を行う点が重要である。これにより、金型１内部の液状原料は実質的に加圧された状態で硬化することになるので、硬化時における液状原料の自由膨張が抑制されて、セル径が小さく、かつ、セル径や硬度のバラツキが少ないローラ部材の製造が可能となる。また、従来方法におけるようなウェルドラインの発生もないので、外観性にも優れたローラ部材を得ることができる。
【００１６】
図２（イ）に、図１（イ）中のＡ−Ａ’断面、即ち、キャップ部材６の最大径内周面における断面図を示す。図示するように、キャップ部材６のこの部分の内周面には、縦溝状のベントホール７が設けられている。ベントホール７を設けることにより、注入される液状原料の流れをスムースにして、エアー溜りの発生を防止し、金型１内に液状原料を確実に充填することができる。また、金型１内に液体原料が充満すると、ベントホール７からはエアーに代わって液体原料が流出し始めるので、後述する本発明の製造方法においては、この液体原料の流出の開始とともに金型１の密閉を行うことができる。ベントホール７は、キャップ部材６の周方向に等間隔に設けることが好ましく、特には、周方向に等間隔に、少なくとも４個設けることで、エアー溜りの発生をより効果的に防止して、金型１への液状原料の充填をより均一かつスムースに行うことができる。
【００１７】
また、図示する例では、金型１の上方端部５ａには、略筒形状の上部キャップ８が装着されており、この上部キャップ８の内周面が、栓状部材３ａの圧入される圧入部４ａを形成している。上部キャップ８は、上方で注入ノズルの口径に対応する内径を有し、下方で栓状部材３ａが圧入可能な内径を有し、かつ、金型１を密閉した状態で栓状部材３ａを係止できるものであれば、形状や構造、材質等に特に制限はない。同様に、栓状部材３ａ、３ｂおよびキャップ部材６についても、上述したような条件を満足するものであれば、材質等は特に制限されるものではない。例えば、図１（ハ）および（ニ）に示すように、上部キャップ８’の内周面における圧入部４ａ’と、栓状部材３ａ’の外周面とを、互いに係合し合う凹凸形状を有するように形成することもできる。図示する例では、上部キャップ８’の圧入部４ａ’の凸部と、栓状部材３ａ’の凹部とを、圧入により嵌合させることで、より確実に強固な密閉状態を形成することができる。この凹凸構造は、ローラ部材の脱型時に、栓状部材３ａ’を軸ごと引き抜くことで容易に上部キャップ８’から取り外せる程度の嵌め合いにて形成することが必要である。凹凸を形成する際の具体的な形状は、図示する例には限られず、また、凹部と凸部とは逆に形成してもよい。図示するように、圧入側の先端をテーパー状に尖らせた栓状部材３ａ’としてもよく、これにより、金型密閉時の圧入作業をより容易にすることができる。また、これら各部材の材質としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂材料を用いることができる。
【００１８】
図示する装置を用いて、液状原料の注入直後に軸２により金型１を密閉する手順としては、まず、図１（イ）に示すように、軸２の下方の栓状部材３ｂをキャップ部材６の最大径内周面（図２（イ）に示すＡ−Ａ’断面に対応）に嵌入した状態で、注入ノズル１０を用いて、上方開口部から金型１の内部に、あらかじめ発泡させた液状原料を注入する。このとき、軸２の上方の栓状部材３ａは自由な状態であり、軸２は下方の栓状部材３ｂのみにより支持されている。
【００１９】
液状原料が金型１内に充満して、ベントホール７（図２（イ）参照）から液状原料が流出し始めたところで、キャップ部材６を押し上げて、金型１の密閉を開始する。キャップ部材６を押し上げると、キャップ部材６とともに軸２が押し上げられるので、軸２を介して、軸２の上方の栓状部材３ａが圧入部４ａに圧入され、最初に、液状原料注入側である、金型１の上方開口部が閉塞される。さらにキャップ部材６を押し上げ続けると、次いで、下方の栓状部材３ｂがキャップ部材６内で移動して、最大径内周面（図１（イ）中のＡ−Ａ’断面）から、これより小径の他の内周面（図１（イ）中のＢ−Ｂ’断面、圧入部４ｂ）まで押し込まれる（図１（ロ）参照）。図２（ロ）中に示すように、キャップ部材６のこのＢ−Ｂ’断面に対応する内周面にはベントホールが設けられていないので、栓状部材３ｂが圧入部４ｂに圧入されることで、金型１の下方開口部も実質的に閉塞されて、これにより金型１は密閉される。従って、その後、密閉状態での加圧下で液状原料の加熱硬化を行うことにより、均一で微細なセル構造を有し、硬度のバラツキの少ないローラ部材を得ることができる。
【００２０】
ここで、キャップ部材６を押し上げるタイミングとしては、金型１の内部に、その容積に対応した所定量の液状原料が充満した直後であり、実際には、ベントホール７から液状原料が少しでも流出し始めた時点で、押し上げを開始すればよい。これにより、液状原料の無駄を省いて、歩留良くローラ部材を製造することができる。
【００２１】
この際、本発明の製造装置においては、図１（ロ）に示すように、金型１の液状原料注入側開口部および反対側開口部が夫々対応する栓状部材３ａ，３ｂにより夫々閉塞された際に、キャップ部材６の金型側端面Ｘと、下方の栓状部材３ｂの金型側端面Ｙとが、実質的に同一平面を形成することが好ましい。図示するように、これにより、成形されるローラ部材の下端面を凹凸のない平坦な面に成形することができ、原料の無駄を省くと共にバリの発生を防止することができる。
【００２２】
なお、上記説明は、金型１を固定した状態でキャップ部材６の押し上げにより密閉を行う場合であるが、逆に、キャップ部材６を固定して、上部キャップ８を金型１ごと押し下げて密閉を行ってもよい。この場合においても、密閉作業の流れは上述と同様である。
【００２３】
本発明の製造方法においては、軸と発泡体層との一体成形を行う成形工程において、図１に示す製造装置を用いて、金型内に液状原料を所定量注入した直後に金型を密閉し、加熱硬化を行うことができるものであれば、成型工程以外の製造条件等については特に制限されるものではなく、常法に従い適宜行うことができる。
【００２４】
また、本発明に用いることのできるローラ部材の軸の材質や液状原料の配合等についても特に制限されるものではないが、例えば、軸として金属軸を用い、液状原料としてポリウレタン原料を用いることで、軸の外周にポリウレタンフォーム層を担持させた構造のローラ部材を得ることができる。かかるポリウレタン原料としては、例えば下記に挙げるポリイソシアネート成分およびポリオール成分を用いることができる。
【００２５】
ポリイソシアネート成分としては、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネートおよびこれらの誘導体等を用いることができ、中でも、芳香族イソシアネートおよびその誘導体、特には、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびこれらの誘導体が好適に用いられる。
【００２６】
トリレンジイソシアネートおよびその誘導体としては、例えば、粗製トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物等が用いられる。
【００２７】
また、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンおよびその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは２．０５〜４．００、より好ましくは２．５０〜３．５０のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド／ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。更に、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体等をブレンドして用いてもよい。
【００２８】
ポリオール成分としては、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。
【００２９】
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が好ましくは２〜９５重量％、より好ましくは５〜９０重量％であり、末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましい。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの配列は、ランダムであることが好ましい。
【００３０】
尚、かかるポリエーテルポリオールの分子量としては、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３００〜６０００の範囲のものが好ましく、４００〜３０００の範囲のものがより好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、重量平均分子量で９００〜９０００の範囲のものが好ましく、１５００〜６０００の範囲のものがより好ましい。更に、２官能のポリオールと３官能のポリオールとを適宜ブレンドして用いることもできる。
【００３１】
また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得ることができ、重量平均分子量が４００〜４０００の範囲、特には、６５０〜３０００の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。
【００３２】
さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましい。この場合、これらのブレンド比率が、重量比で９５：５〜２０：８０の範囲、特には９０：１０〜５０：５０の範囲となるよう用いることが好適である。
【００３３】
また、上記ポリオール成分とともに、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やこれらの誘導体を併用することもできる。
【００３４】
これらポリオール成分およびポリイソシアネート成分は、ポリオールをポリイソシアネートによりあらかじめプレポリマー化して用いてもよい。その方法としては、ポリオールおよびポリイソシアネートを適当な容器に入れ、十分に撹拌して、３０〜９０℃、好ましくは４０〜７０℃にて、６〜２４０時間、好ましくは２４〜７２時間保温する方法が挙げられる。
【００３５】
ポリウレタン原料の硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、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、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、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、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、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、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、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。
【００３６】
ローラ部材に導電性を付与する場合には、ポリウレタン原料等の液状原料中に導電材を加えることができる。導電材にはイオン導電材と電子導電材があり、イオン導電材としては、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、スルホン酸塩など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また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、スルホン酸塩などの無機イオン導電材が挙げられる。また、電子導電材としては、ケッチェンブラック、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，ＭＴ等のゴム用カーボンブラック；酸化カーボンブラック等のインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、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、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカーなどが挙げられる。これら導電材を適宜添加することで、ローラ部材の体積固有抵抗を調整することができる。
【００３７】
また、ポリウレタン原料等の液状原料中には、用途に応じて、上記導電材の他、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、電荷調整剤などを適宜添加することができる。このうちシリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン・ポリオキシアルキレン共重合物等を好適に用いることができ、分子量３５０〜１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００〜４０００のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。また、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の配合量は、ポリウレタン原料１００重量部に対して好ましくは０．１〜１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部である。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例
図１に示す製造装置に、軸２として金属軸（外径：φ６ｍｍ、材質：ＳＵＳ）を適用し、液状原料として下記表１中に示す配合のポリウレタン原料を適用して、外径φ１６ｍｍのローラ部材を作製した。具体的な手順としては、まず、下記ポリウレタン原料をミキサーにて機械的に攪拌し、窒素ガス、ドライエアー等を混入して、発泡密度０．５ｇ／ｃｍ３に調整した発泡ポリウレタン原料を作製した。次いで、この発泡ポリウレタン原料を、あらかじめ６０℃に温度調整した金型１内に、図１（イ）に示すように軸２をセットした状態で上方開口部から注入して、内部に充填した。
【００３９】
【表１】
2005001219.tif 000003
【００４０】
その後、ベントホール７からポリウレタン原料が流出し始めた時点で、キャップ部材６を押し上げて、軸２の上方の栓状部材３ａおよび下方の栓状部材３ｂを順次圧入部４ａおよび４ｂに圧入することにより、金型１の上方開口部および下方開口部を閉塞し、金型１を密閉した。次いで、密閉状態の金型１内で、１１０℃で３０分間、加熱、硬化させた後、脱型し、表面を研削して、成形端部を切断することにより、実施例１のローラ部材を得た。
【００４１】
従来例１
図３に示す従来の製造装置に、実施例と同様の金属軸およびポリウレタン原料を適用して、ローラ部材を作製した。具体的には、型枠１１内に金属軸を配置した状態で、あらかじめ発泡させたポリウレタン原料を注入ノズル１３より注入して、加熱硬化させることにより、金属軸とポリウレタンフォームからなる発泡体層との一体成形を行った。成形物を型枠１１から取り出した後、発泡体層の外周面を円柱状に切削して、従来例１のローラ部材を得た。
【００４２】
従来例２
図５に示す従来の製造装置に、実施例と同様の金属軸およびポリウレタン原料を適用して、ローラ部材を作製した。具体的には、筒型３１内に金属軸を配設した状態で、あらかじめ発泡させたポリウレタン原料を注入ノズル３３より注入して、金型３１の上方を開放したままの状態で加熱硬化を行うことにより、金属軸とポリウレタンフォームからなる発泡体層との一体成形を行った。成形物を型枠１１から取り出した後、成形端部を切断して、従来例２のローラ部材を得た。
【００４３】
実施例および従来例１、２で得られた各ローラ部材につき、硬度（アスカーＣ硬度）のバラツキおよびセル径の分布を評価した。硬度のバラツキについては、各ローラ部材の金型下側部、中央部および金型上側部の３点につき、周方向に０°、９０°、１８０°、２７０°の各部位にて夫々アスカーＣ硬度を測定した。ここで、金型下側部とはローラ部材の下側端面より２０ｍｍの位置、金型上側部とは上側端面より２０ｍｍの位置を、夫々意味する。その結果、実施例のローラ部材ではローラ全域において硬度バラツキが２°以内とごく小さかったのに対して、従来例１のローラ部材では、ローラ全域において硬度のバラツキが５°程度認められた。また、従来例２においては、３．２°程度の硬度のバラツキがあった。この結果を図６〜８に夫々示す。また、セル径については、セル分布の他に、平均セル径およびそのバラツキ（偏差）の値も求めた。これらの結果を図９〜１１および下記の表２中に夫々示す。
【００４４】
【表２】
2005001219.tif 000004
【００４５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のローラ部材の製造方法および製造装置によれば、金型内を密閉した状態で加熱硬化を行うことにより、硬化時の自由膨張を抑制することができるので、部材全体にわたり均一で微細なセル構造および均一な硬度を有し、各種画像形成装置に好適に適用可能なローラ部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）、（ロ）は、本発明のローラ部材の製造装置の一好適例を示す概略断面図であり、（ハ）、（ニ）は、その上方端部近傍の他の好適構造例を示す概略断面図である。
【図２】（イ）、（ロ）は、夫々図１（イ）中のＡ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図３】従来のローラ部材の製造装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】従来のローラ部材の製造装置の他の例を示す概略断面図である。
【図５】従来のローラ部材の製造装置のさらに他の例を示す概略断面図である。
【図６】実施例のローラ部材の硬度のバラツキを示すグラフである。
【図７】従来例１のローラ部材の硬度のバラツキを示すグラフである。
【図８】従来例２のローラ部材の硬度のバラツキを示すグラフである。
【図９】実施例のローラ部材のセル径分布を示すグラフである。
【図１０】従来例１のローラ部材のセル径分布を示すグラフである。
【図１１】従来例２のローラ部材のセル径分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１  金型
２  軸
３ａ、３ｂ、３ａ’  栓状部材
４ａ、４ｂ、４ａ’  圧入部
５ａ  上方端部
５ｂ  下方端部
６  キャップ部材
７  ベントホール
８、８’  上部キャップ
１０  注入ノズル
【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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