(57)【要約】【課題】本発明は、煩雑な工程を要することなく、さらには繰り返し成型を行っても安定して脱型性およびセル開口性を両立させ得るトナー供給ローラの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】芯金と、該芯金上に形成された少なくとも一層以上のポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラの製造方法において、該ポリウレタンフォーム層が、内側にワックス成分およびシリコーンオイルを含有し、且つワックス成分に対するシリコーンオイルの混合割合が５０％以上、９０％未満である水系離型剤を塗布した金型内で発泡成形を行うことにより得られることを特徴とするトナー供給ローラの製造方法により得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、該芯金上に形成された少なくとも一層以上のポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラの製造方法において、該ポリウレタンフォーム層が、ワックス成分およびシリコーンオイルを含有し、且つワックス成分に対するシリコーンオイルの混合割合が５０％以上、９０％未満である水系離型剤を内側に塗布した金型内で発泡成形を行うことにより得られることを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。
【請求項２】
該ワックス成分の融点が５０℃以上、１２０℃未満であることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給ローラの製造方法。
【請求項３】
該ワックス成分の融点が、該ポリウレタンフォーム層の発泡形成時の金型温度以上であることを特徴とする請求項１乃至２に記載のトナー供給ローラの製造方法。
【請求項４】
該水系離型剤がさらにフッ素化合物を含有することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のトナー供給ローラの製造方法。
【請求項５】
該水系離型剤がさらに界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のトナー供給ローラの製造方法。
【請求項６】
請求項１から5の何れかに記載のトナー供給ローラの製造方法によって製造され、該トナー供給ローラの平均セル開口率が５０％以上、９０％以下である事を特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項７】
請求項6に記載のトナー供給ローラを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡弾性体からなるトナー供給ローラに関する。特には、複写機やプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において、感光体や紙等の画像形成体にトナー（現像剤）を供給してその表面に可視画像を形成する現像ローラに対しトナーを供給するために用いるトナー供給ローラの製造方法に関する。およびそれによって得られるトナー供給ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用、現像用、転写用、トナー供給用などに供される部品の部材として、ゴム弾性を有する高分子材料を含む部材が注目されている。これは帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ等のローラの形態で用いられている。
【０００３】
近年、画像をデジタル化して扱うコンピュータなどでの画像の需要が増している。それに伴い、より高精細、高品位な画像が要求され、さらにはカラー画像と電子写真画像の改良が求められている。
【０００４】
これらの目的に使用されるゴム弾性を有する高分子材料からなる部材には、通常ゴム又はポリウレタンなどの高分子エラストマーやフォームが用いられる。トナーへのストレス低減や再生画像の画質向上のために低硬度の発泡弾性体材料、特にはポリウレタンフォームの適用が増加してきている。ポリウレタンフォームをトナー供給ローラなどの画像形成装置用弾性部材の用途に供する場合、低硬度であると同時に、表面セルの開口が良いこと、外形の寸法精度が良いこと、表面の毛羽立ち、キズ、ボイドなどがないこと、および低コストであることが要求される。
【０００５】
従来、そのような発泡弾性体ローラの製法としては下記（Ａ）または（Ｂ）が一般的である。すなわち、
（Ａ）スラブ発泡若しくは型発泡のフォーム材からローラ素材を切り出し、それに芯金を通した後、表面を研磨して、ローラ形状に仕上げる方法、
（Ｂ）芯金と一体で型内発泡した後、不要部分を研磨してローラ形状に仕上げる方法等が提案されている。
【０００６】
しかしながら、上記（Ａ）および（Ｂ）のような発泡弾性体ローラの製法においては、製造工程が煩雑であり、また研磨によるローラ表面の毛羽立ち、寸法精度が悪いなどの問題が発生する場合があった。現像装置におけるトナー供給ローラには、現像ローラに対してトナーを供給し、またその不要分を掻き取り、現像ローラ上に均一にトナーを供給する機能が求められている。しかし、前記（Ａ）および（Ｂ）の方法において得られる発泡弾性体ローラにおけるローラ表面の毛羽立ちは、トナー搬送量を不安定化し、画像不良の問題をひきおこす場合があった。また、ロール表面から毛羽が欠落した場合には、電子写真システムの他の部位に詰まるなどの異物となり、画像不良や故障の原因となる場合があった。
【０００７】
そこで、ローラ表面にセルが開口したローラ製造において、煩雑な工程を要することなくトナー供給ローラを提供する方法として、一体成形後のローラ表面に対する後加工を要しないウレタンフォーム製ローラの製造方法が提案されている。これは、成形キャビティを与える型内面に弗素樹脂コーティング層を形成すると共に、かかる弗素樹脂コーティング層表面の表面粗さ：Ｒｚが５〜２０μｍとなるように加工してなる成形型を用い、軟質ポリウレタンスポンジ層を形成するトナー供給ローラの製造法が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、粗し加工を施すことにより、セル開口性、離型性の効果を得ることができるが、加工工数がかかる上、粗さを均一に施すことが困難である。また弗素樹脂コートは柔らかい。そのため、清掃等で表面が傷つくと離型性、セル開口性が低下し、成形型内表面を再度弗素樹脂コーティング剤などでコートしなければならず、煩雑な工程を要することから好ましくない。
【０００８】
また、モールド内において該混合物を発泡成形させることを特徴とする弾性部材の製造方法において、モールドの円筒空洞面のぬれ性を低下させるために、樹脂によるコーティング処理、プラズマ処理による表面加工およびスキンレス離型剤コーティング処理などの表面処理を施し、このモールドを用いて成形したスキンレスポリウレタンフォームが提案されている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、この方法では、樹脂によるコーティング処理、プラズマ処理による表面加工は非常に手間がかかる作業であり、また、そのような処理をしても繰り返し（耐久）性に劣る場合があった。
【０００９】
一方、ポリウレタンフォーム等の発泡成形品を製造するに際して、金型からの成形品の脱型を容易にするため、予め金型の内面への離型剤の塗布が一般に行われている。従来から汎用されている離型剤としては、有機溶剤、例えば、石油系溶剤やフロン系溶剤にワックスやシリコーンオイル又は弗素系化合物を配合した、溶剤系離型剤が上げられる（例えば特許文献３参照）。しかしながら、従来使用されている溶剤型の離型剤を使用すると溶剤に起因する臭気による作業性の低下、また環境や人体に悪影響を与える場合があった。
【００１０】
また、水をベースにして、離型成分としてシリコーンオイルや弗素化合物、ワックスなどを含有させた水系離型剤を使用する方法も提案されている（例えば特許文献４参照）。この方法によれば、セル開口性、脱型性等の成形性に優れたローラが得られる。しかし、この場合、実施例ではワックスの比率の高い水系離型剤を用いて、洗浄された金型に離型剤を塗布して１回の成型を行って評価がなされている。しかし金型の洗浄にはかなりの労力が必要であり、成型後洗浄しないで金型に離型剤を塗布して繰返し成型することは検討されていない。
【特許文献１】特開平９-２７４３７３号公報
【特許文献２】特開２００１−３４１１３９号公報
【特許文献３】特開２００４−１７３９８号公報
【特許文献４】特開２００５−２３４０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
また、引用文献４の実施例の結果を用いて多数のローラを製造する場合は、上記に記載のように成型毎に金型を洗浄し、再度離型剤を塗布して次の成型をするという範囲しか検討されていない。特許文献４の方法は、離型成分としてのシリコーンオイルやワックスの含有比率に関する検討が不十分であり、繰り返し成型を行った場合、離型成分、特にワックスが型内面に蓄積し、十分な洗浄工程を経ることなしに繰り返し成型を行うと、離型性の低下や、成形後ローラ表面のセル開口性低下の原因となる場合があった。
【００１２】
上記洗浄は通常有機溶媒を用いて複雑な操作を必要とする。例えば使用後の金型をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に約１０分間浸け置きして金型内部に堆積した堆積物を剥離しやすいように膨潤させた後、真鍮ブラシで金型内部をよくこすり、金型内部中にある堆積物をそぎ落とす。次に水中でブラシを用いて金型内面をブラシで洗浄し、圧縮空気を吹きかけて水を飛ばした後、１００℃の乾燥機で乾燥する洗浄工程を経て、最後に離型剤を塗布して次の成型を行うという複雑な金型の処理が必要となる。この操作はローラ製造工程を極めて複雑にした上に、金型の回転率が低下するので多数の金型の準備およびそのスペースが必要で、しかも金型内面を痛める可能性も大きくなるのでこの改善が望まれえていた。
【００１３】
本願発明者は、上記方法で離型剤を塗布して成型した後に、上記のような金型の洗浄工程を省略して、金型を簡単に清掃したあと離型剤を塗布して繰返して成型すると製造工程が大幅に合理化できるので特許文献４の方法での繰り返し成型について検討を行った。
【００１４】
本発明は、かかる事情を背景にして為されたもので、煩雑な洗浄工程を要することなく、簡単な清掃のあと離型剤を塗布して繰り返し成型を行っても安定して脱型性およびセル開口性を両立させ得るトナー供給ローラの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するための、本発明は、以下の通りである。
【００１６】
（１）  芯金と、該芯金上に形成された少なくとも一層以上のポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラの製造方法において、該ポリウレタンフォーム層が、ワックス成分およびシリコーンオイルを含有し、且つワックス成分に対するシリコーンオイルの混合割合が５０％以上、９０％未満である水系離型剤を内側に塗布した金型内で発泡成形を行うことにより得られることを特徴とするトナー供給ローラの製造方法による。
【００１７】
（２）  該ワックス成分の融点が５０℃以上、１２０℃未満であることを特徴とする（１）に記載のトナー供給ローラの製造方法による。
【００１８】
（３）  該ワックス成分の融点が、該ポリウレタンフォーム層の発泡形成時の金型温度以上であることを特徴とする（１）または（２）に記載のトナー供給ローラの製造方法による。
【００１９】
（４）  該水系離型剤がさらにフッ素化合物を含有することを特徴とする（１）から（３）の何れかに記載のトナー供給ローラの製造方法による。
【００２０】
（５）  該水系離型剤がさらに界面活性剤を含有することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のトナー供給ローラの製造方法による。
【００２１】
（６）  （１）から（５）の何れかに記載のトナー供給ローラの製造方法によって製造され、該トナー供給ローラの平均セル開口率が５０％以上、９０％以下である事を特徴とするトナー供給ローラ。
【００２２】
（７）  （６）に記載のトナー供給ローラを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、煩雑な工程を要することなく、さらに成型毎には金型の洗浄を要しなないで離型剤を塗布して、繰り返し成型を行っても安定して脱型性およびセル開口性を両立させ得るトナー供給ローラの製造方法を提供できる。
【００２４】
開口率とは、表面画像の全面積における穴の空いている部分の面積の割合で、トナーを搬送する機能を最大限にするため、開口率は大きいほどトナー供給ローラとしては良好である。開口径は、またムラなくトナーを搬送するため、開口径はできるだけ均一であることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
本発明のトナー供給ローラの製造方法は、芯金と、該芯金上に形成された少なくとも一層以上のポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラの製造方法において、該ポリウレタンフォーム層が、ワックス成分およびシリコーンオイルを含有し、且つワックス成分に対するシリコーンオイルの混合割合が５０％以上、９０％未満である水系離型剤を内側に塗布した金型内で発泡成形を行うことにより得られることを特徴とするトナー供給ローラの製造方法である。
【００２７】
本発明の水系離型剤は少なくとも一種以上のワックス成分、およびシリコーンオイルを含有し、且つワックス成分に対するシリコーンオイルの混合割合が５０％以上、９０％未満であることが必要である。水系離型剤中のワックス成分に対するシリコーンオイルの混合割合がこの範囲にあるとき、成形後の成形型からのローラの脱型性を向上し、寸法精度に優れたローラとなり、また繰り返し成型しても安定して脱型性とセル開口性が両立したトナー供給ローラを提供できる。
【００２８】
ワックス成分およびシリコーンオイルの配合量は、ワックス成分とシリコーンオイルの合計量として、水系離型剤中に１質量％以上、１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上、１０質量％以下であることがより好ましい。ワックス成分およびシリコーンオイルの配合量が１質量％以上のとき充分な成膜性を保つことができ、１０質量％以下であるとウレタン成形型枠への堆積が問題とならない。
【００２９】
水系離型剤の２５℃での粘度は１Ｐａ・ｓ以上、１０００Ｐａ・ｓ未満であることが好ましく、１Ｐａ・ｓ以上、５００Ｐａ・ｓ未満であることがより好ましい。粘度がこれらの範囲内にあることによって、良好な成形型への塗布性を有することができる。
【００３０】
さらに水系離型剤はフッ素化合物を含有していることが好ましい。水系離型剤がフッ素化合物を含有することで、ローラのセル開口性を向上させることができる。
【００３１】
さらに水系離型剤は界面活性剤を含有し、該界面活性剤によって上記ワックス成分、シリコーンオイルおよびフッ素化合物などの成分を溶解、分散あるいは乳化分散させても良い。界面活性剤を使用することによって、水系離型剤の安定性および均一性を向上させることができる。また、この水系離型剤を用いて製造したローラの品質安定性も向上させることができる。
【００３２】
本発明の水系離型剤成分としてのワックス成分は特に制限は無く、従来公知の各種ワックスの中から適宜選択して使用することが出来る。
【００３３】
例えばモンタンワックス、モンタン酸エステルワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、カルナバワックス、ビーズワックス、ポリエチレンワックスなどの天然あるいは合成ワックス、これらの１種または２種以上を組み合せて用いても良い。
【００３４】
これらのワックス成分はウレタン原料との反応性が全くないかあるいは殆どないため、ポリウレタンフォーム成形時に悪影響を及ぼすことがない。なかでもモンタン酸エステルワックスを用いることが好ましい。モンタン酸エステルワックスは離型性能を阻害せず、水中への乳化分散を容易に行うことができる。
【００３５】
該ワックス成分の融点は５０℃以上、１２０℃未満であることが好ましく、５０℃以上、１００℃未満であることがより好ましい。発泡成形時の金型温度を１２０℃未満にするとウレタンのガス化が急激に起こらず発泡コントロールが容易となり、ボイド、エア溜まり等発生しにくく本発明には好適である。また、５０℃以上であると短時間で効果的にポリウレタンの発泡成形を行うことができる。
【００３６】
特に、ワックス成分の融点がポリウレタンフォームで金型内が充填された時（発泡成形時）の金型温度以上であることが好ましい。ワックス成分の融点が発泡成形時の金型温度以上であれば、ワックス成分が成形前に溶解して異常発泡を起さないので、ウレタンフォーム表面の荒れがなく、均一なセルを得ることができる。
【００３７】
本発明の水系離型剤成分としてのシリコーンオイルは特に制限は無く、従来公知の各種シリコーンオイルの中から、適宜選択して使用することが出来る。本発明において使用するシリコーンオイルとしては側鎖にアルキル基、フォニル基またはフルオロアルキル基を有するポリシロキサン等が例示され、これらのシリコーンオイルも所望により、２種以上適宜併用してもよい。また、これらのシリコーンオイルは添加剤、例えば、シリコーン樹脂等を含有していてもよい。
【００３８】
シリコーンオイルの２５℃での粘度は１Ｐａ・ｓ以上、１０００００Ｐａ・ｓ未満であることが好ましく、１０Ｐａ・ｓ以上、１００００Ｐａ・ｓ未満であることがより好ましい。粘度がこれらの範囲内にあることによって、より効果的に成形型への水系離型剤の塗布性を向上させることができる。
【００３９】
本発明の水系離型剤成分としてのフッ素系化合物を添加しても良い。このフッ素系化合物の種類は特に制限は無く、従来公知の各種フッ素系化合物の中から、適宜選択して使用することが出来る。例えばフッ素処理された低分子量ポリオレフィンもしくはオレフィンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、低分子量ポリオレフィンとポリテトラフルオロエチレンとの溶融混合物、パーフルオロアルケニルアリールエーテルのスルホン酸塩およびホスホン酸誘導体、フッ素スルホン酸塩およびホスホン酸塩、フッ素を含有する縮合多環化合物（例えばフッ素化ピッチ）などが挙げられ、これらの１種または２種以上のものを組み合せて用いても良い。
【００４０】
本発明による水性離型剤におけるフッ素化合物の配合量は、成形品の原料樹脂の種類、成形温度、成形品の表面状態および離型成分の種類等に応じて適宜選定すればよく、特に限定されないが、０．１質量％以上１５質量％未満の範囲であることが好ましい。また、０．５質量％以上５質量％未満の範囲であることがより好ましい。水性離型剤におけるフッ素化合物の配合量がこれらの範囲で添加すると、ローラの開口性がより良好となり、より均一なセルが得られる。
【００４１】
本発明の水系離型剤成分を水に溶解、分散、あるいは乳化分散せしめる界面活性剤は特に制限は無く、従来公知の各種界面活性剤の中から、適宜選択して使用することが出来る。例えば一般的な乳化剤、分散剤、これらの１種または２種以上のものを組み合せて用いても良い。
【００４２】
乳化剤は非イオン性乳化剤とイオン性乳化剤から選択される１種または２種以上を使用することが好ましい。これらの乳化剤を使用することによって、より安定して水系離型剤成分を水中に溶解、分散等させることができる。この非イオン性乳化剤としてはポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタンモノアルキレート、ソルビタントリアルキレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノアルキレート、ポリオキシエチレンソルビタントリアルキレート、ポリオキシエチレンソルビトールテトラアルキレート、グリセロールモノアルキレートなどが例示され、これらは単独で、または２種以上の併用で用いることができる。また、これらの一般的な非イオン性乳化剤のほかにフッ素系乳化剤あるいはシリコーン系非イオン系乳化剤も使用することができるが、この非イオン性乳化剤はＨＬＢが１．５以上、２０以下の範囲のものが好ましく、７．０以上、１５．０以下の範囲のものとすることがより好ましい。
【００４３】
また、このイオン性乳化剤としてはアニオン性、カチオン性および両イオン性のものがあり、このアニオン性乳化剤としてはラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルリン酸カリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸ナトリウムなどが、カチオン性乳化剤としてはセチルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルアミン塩酸塩、ココナットアミン塩酸塩、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライドなどが例示される。
【００４４】
さらに、この両イオン性乳化剤としてはＮ−アシルアミドプロピル−Ｎ、Ｎ−ジメチルアンモニオベタイン類、Ｎ−アシルアミドプロピル−Ｎ、Ｎ’−ジメチル−Ｎ’−β−ヒドロキシプロピルアンモニオベタイン類などが例示される。
【００４５】
水系離型剤中の乳化剤の含有量は０．５質量％以上、３０質量％以下の範囲であることが好ましく、１質量％以上、２０質量％以下の範囲であることがより好ましい。乳化剤の含有量が水系離型剤中に０．５質量％以上のとき、乳化分散が容易で剥離性能が低下しない。乳化剤の含有量が水系離型剤中に３０質量％以下であるとき、乳化組成物の粘度が高くならずに作業性が損なわれない。
【００４６】
本発明の水系離型剤は、上記成分の他に、乳化分散助剤など、必要に応じて他の添加剤を適時使用することができる。
【００４７】
本発明の水性離型剤における上記離型成分の乳化分散助剤としては、乾燥性がよい低沸点の水性の極性有機溶剤、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトンまたは２−ブタノン等を適宜使用することができる。
【００４８】
本発明の離型剤にはワックス成分の塗布ムラを向上させるために適当な有機溶剤、例えばシクロヘキサン等を適宜配合してもよい。また、前記の成分以外に必要に応じて、酸化防止剤、アルコール、石油系溶剤、防錆剤、防腐剤、消泡剤、増粘剤等の他の添加剤を適宜添加することができる。
【００４９】
本発明の水系離型剤組成物を調整する場合、その各成分の配合、エマルジョン化の手順は従来公知の方法で行うことができる。例えば、融点の異なる２種類以上のワックスを使用する場合には、そのワックスは乳化前に混合してもよく、別々に乳化した後、混合してもよい。後者の乳化した後に混合する方法は融点が１１０℃以上のワックス成分が少量で効果を発揮でき、脱型時の抵抗が小さくなるので有利な方法である。すなわち、乳化剤と水の混合物を９０〜９５℃に加熱して石けんを作製する。別の容器にワックス成分、酸化防止剤および溶剤その他添加剤を入れて加熱してワックス成分を溶解する。この溶液を前記石けん液中に攪拌下で添加して、予備乳化液を調製する。次いで、ホモジナイザー処理を行い、室温まで急冷して離型剤組成物を得ることができる。
【００５０】
本発明の水系離型剤を型に塗布するには従来公知の方法を用いれば良く、例えば離型剤を型に浸漬、吹付、刷毛塗り等により、或いはエアゾール化して噴射したり、布に浸み込ませて塗り付けることにより塗布して、媒体を蒸発除去すればよい。
【００５１】
本発明のトナー供給ローラは円柱状の芯金と、芯金の両端部を除いて芯金の周りに設けられたポリウレタンフォーム層を備える。該ポリウレタンフォーム層は、必要に応じてその表面に内部から連通したセル開口部を備えたスキン層を有しても良い。この場合、セル開口率は５０％以上、９０％以下であることが好ましい。前記セル開口率とは、全表面積に対する開口した部分（セル）の割合である。セル開口率が５０％以上の場合、トナー搬送量が安定化し、トナーを均一に供給することが出来るので好ましい。また、トナー供給ローラの平均セル開口率を９０％以下とすることで、製造手法上、製造が容易である。
【００５２】
本発明の芯金は、従来のトナー供給ローラ用の芯金を用いることができ、外径は２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましい。該芯金の材質は特に限定されず、例えば硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルなどのメッキを施した金属部材、アルミニウム、ステンレス鋼、マグネシウム合金などの金属部材が挙げられる。
【００５３】
本発明のポリウレタンフォーム層は、少なくともポリオールとポリイソシアネートとを含むウレタン原料から形成されたものである。
【００５４】
該ポリオールとしては特に制限は無く、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。例えば、そのような液状のポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等の、公知のポリオール類の中から適宜選択して使用することが出来、一種又は二種以上を組み合せて用いても良い。
【００５５】
なお、上記ポリオールのうち、ポリエーテルポリオールを用いると、耐湿熱耐久性に優れた軟質高弾性ポリウレタン製造に好適である。更に、エチレンオキシドを５モル％以上含有するポリエーテルポリオールを使用すると、成形性が良く好ましい。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を用いても差し支えない。
【００５６】
また、該ポリイソシアネートとしては特に制限は無く、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。例えば２、４−および２、６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４、４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、およびカーボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等が、単独で、又は二種以上を組み合せて用いても良い。なお、該ポリイソシアネートを公知の活性水素化合物の１種または２種以上と反応させることにより得られるイソシアネート基末端プレポリマーも、ポリイソシアネートとして使用することもできる。
【００５７】
ポリウレタン原料のＮＣＯインデックスは６０以上、１２０以下であることが好ましく、７０以上、１００以下であることがより好ましい。なお、ＮＣＯインデックスとは、ポリイソシアネート中のイソシアネート基の総数をイソシアネート基と反応する活性水素の総数で除したものに１００を乗じた値とする。即ち、イソシアネート基と反応する活性水素数とポリイソシアネート中のイソシアネート基が化学量論的に等しい場合にそのＮＣＯインデックスは１００となる。
【００５８】
また、その他のポリウレタンフォーム用原料としては、必要に応じて適宜使用して差し支えないが、以下の例が挙げられる。
【００５９】
触媒としては特に制限は無く、従来公知の各種触媒の中から適宜選択して使用することが出来る。トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、ビス（ジメチルアミノ）エチルエーテル等、従来公知の触媒が使用できる。
【００６０】
整泡剤としては特に制限は無く、従来公知の各種整泡剤の中から適宜選択して使用することが出来る。例えばシリコーン系界面活性剤としては、東レ・ダウコーニング社製のＳＲＸ−２７４Ｃ（商品名）、日本ユニカ社製のＬ−５３０９、Ｌ−５２０（商品名）等が使用できる。
【００６１】
また、これらポリオール成分とポリイソシアネート成分とが配合されてなるポリウレタン原料には更に、従来と同様に架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、破泡剤等が、目標とする発泡成形後のポリウレタンスポンジ層の構造、即ち、連続気泡型若しくは独立気泡型の何れか一方を生ぜしめ易い公知の配合となるように添加されて、反応性の発泡原料とされる。また、そのような原料には必要に応じて所望の導電性を付与するための導電性付与剤や帯電防止剤等も、従来と同様に公知のものが添加せしめられる。導電付与剤は公知の物を使用することができ、例えば導電付与剤としては、カーボンブラック、グラフアイト、酸化チタン、酸化錫などの導電性の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇなどの金属、これら導電性材料を粒子表面に被覆して導電化した粒子などが挙げられる。これらの導電付与剤は単独、あるいは複数種を組み合せて用いることができる。特に、カーボンブラックは、比較的少量（重量比）の添加によって、所望の導電性を付与できる点で好ましい。その他添加剤として、難燃剤、減粘剤、顔料、安定剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤等を必要に応じて配合することが出来る。架橋剤としてはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン等の従来公知のものが挙げられる。
【００６２】
さらに、混合操作の容易性や得られるポリウレタンフォームの特性の見地から、前記ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤の好適な組み合せは、ポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネートとＴＤＩを混合したものを用い、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、整泡剤としては水溶性ポリエーテルシロキサンとを用いた組み合せである。
【００６３】
本発明のトナー供給ローラ成型用の金型は特に限定されず、従来公知の材質、形状の中から適宜選択して使用することが出来る。例えば、ＳＵＳ３０４製で、ベントホール（型内にガスがたまり発泡体に欠肉を生じるのを未然に防止するため設けられた孔径約１ｍｍ程度の金型内外に連通する小孔）を有し、内面に凹凸形状を有するパイプ状成形金型等が挙げられる。
【００６４】
本発明のトナー供給ローラの製造方法は特に限定されず、常法によれば良い。その一例を示せば次の通りである。まず、金型に水系離型剤をスポンジに含ませて均一に塗布し、５０℃に加温乾燥した。この加熱乾燥の温度は、離型剤の融点未満で行うことが好ましく、離型剤塗布面を十分に乾燥させることが好ましい。前記ポリエーテルポリオール、ポリイソシアネート、触媒および所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤などを均質に混合してウレタン原料を調整した後、これを型に注入し、加熱して反応硬化させることによりポリウレタンフォームを形成することができる。
【００６５】
前記ウレタン原料を混合する際の温度や時間については特に制限は無いが、混合温度は、通常１０℃以上、９０℃以下、好ましくは２０℃以上、６０℃以下の範囲であり、混合時間は、通常１秒以上、１０分以下、好ましくは３秒以上、５分以下である。
【００６６】
また、加熱して反応硬化させる際、従来公知の方法で発泡させることにより、ポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラを作製することが出来る。発泡方法については特に制限は無く、発泡剤を用いる方法、機械的な撹拌により気泡を混入する方法など、いずれの方法をも用いることが出来る。発泡時の成形型の温度は３５℃以上、１００℃以下にすることが好ましく、４０℃以上、８０℃以下にすることがより好ましい。なお、発泡倍率は適宜定めれば良く、特に制限はない。
【００６７】
本発明のトナー供給ローラはこのようにして得られたポリウレタンフォームを用いたものである。通常、例えば直径が４〜６ｍｍ、長さが２００〜４００ｍｍの、鉄にメッキを施したものやステンレス鋼などからなる芯金を、前記ポリウレタンフォームで被覆して弾性体層を形成することにより製造することができる。用途によっては、導電性や半導電性、或いは絶縁性の塗料により、その外側を塗装してもよい。本発明のトナー供給ローラの外径は特に限定されず、その目的によりさまざまな外径を有するものとすることができるが、一般的には１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の外径を有する。
【００６８】
芯金とポリウレタンフォームとの接合方法については特に限定されないが、芯金を予めモールド（成形型）内部に配設し、ポリウレタン原料を注型し硬化する方法や、ポリウレタンフォームを所定の形状に成形した後接着する方法などを用いることが出来る。どちらの方法においても、必要に応じて芯金とポリウレタンフォームの間に接着層を設けることが出来る。この接着層としては、接着剤やホットメルトシートなどの公知の材料を用いることが出来る。
【００６９】
図１は、本発明の電子写真方式の画像形成装置の一例を示す説明図であって、本発明に係るトナー供給ローラ３と静電潜像を保持した画像形成体１との間に現像ローラ２がその外周面を画像形成体１の表面に近接させた状態で配設される。そして画像形成体１に紙などの記録媒体８を介して、転写ローラ５を当接させた構造を示している。トナー供給ローラ３、現像ローラ２及び画像形成体１を矢印方向に回転させることにより、トナーがトナー供給ローラ３により現像ローラ２の表面に供給され、層規制ブレード４によって均一な薄層に整えられた後、画像形成体１上に供給される。画像形成体１は帯電ローラ７によって所定の極性・電位に一様帯電処理され、次いで露光系（図示していない）により目的の画像情報に対応したネガ画像露光（原稿像のアナログ露光、デジタル走査露光）を受けて周面に目的画像情報の静電潜像が形成される。この静電潜像上に現像ローラから供給されたトナーが付着し、該潜像が可視化される。そして画像形成体１と転写ローラ５との間に電界を発生させることにより、画像形成体１上のトナー画像を記録媒体８に転写させる。また、６はクリーニングブレードであり、このクリーニングブレード６により、転写後に画像形成体１表面に残留するトナーが除去される。本発明の画像形成装置用ローラは例えば、上記画像形成装置内で帯電ローラ７、現像ローラ２、トナー供給ローラ３又は転写ローラ５として使用することができる。本発明のローラは寸法精度に優れているため上記ローラとして使用した場合、安定的に回転することができ該ローラとの接触体を傷つけることがない。また、上記のそれぞれのローラに要求される性能を長期間、維持することができ安定性に優れたローラとすることができる。
【００７０】
以下、実施例および比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【実施例１】
【００７１】
内径Φ１４ｍｍのＳＵＳ３０４製円筒形状金型に、表１に示す組成の固形成分を、固形分が３質量％になるように乳化した水系離型剤をスポンジ等に含ませて塗布し、５０℃で２０分間加温乾燥した。次に、下記に示したポリオール成分（ポリオール、整泡剤、触媒、水など）、およびポリイソシアネート成分を液温２５℃に調整した。そして、両液をＮＣＯインデックスが１００となるように配合し、撹拌羽根で５秒間撹拌した後、予めＳＵＳ３０４製の直径６ｍｍ、長さ２７０ｍｍの芯金を内部の所定位置に取り付けた金型内に流し込んだ。トナー供給ローラ成形用金型を５０℃に温度調節し、この金型内で１０分硬化し、金型から取り出して外径が１６ｍｍのトナー供給ローラを製造した。ポリウレタンフォームで金型内が充填されるのに約１分を要し、金型温度はいずれも５０〜５５℃であった。
【００７２】
成型物を金型から取り出し、次いで、金型内面をブラシで２，３回こすり、圧縮空気を吹き付ける簡単な清掃を行い、最初と同様に水系離型剤を塗布する操作と成型を連続で１０回繰り返し、繰り返し成型実験を行った。
【００７３】
（ウレタン原料）
混合ポリオール
ポリオール：ＦＡ−９０８（三洋化成（株）製：商品名）・・・１００質量部
整泡剤：Ｌ−５３６６（日本ユニカー（株）製：商品名）・・・１質量部
触媒：ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ（東ソー（株）製：商品名）・・・０．１質量部
ＴＥＤＡ−Ｌ３３（東ソー（株）製：商品名）・・・・・０．５質量部
水・・・２．０質量部
ポリイソシアネート
コロネート１０２１（日本ポリウレタン（株）製：商品名）・・・２５．７質量部
表１および２に示したトナー供給ローラの評価は以下の通りに行った。
【００７４】
セル開口性
得られたローラのセル開口について、リアルタイム走査型レーザー顕微鏡を用いて表面の画像を取り込み、画像解析により２値化処理を行いセル開口面積率を求めた。
セル開口面積率［％］＝セル開口面積／画像範囲×１００
○：成型  １回目・・・セル開口面積率５０％以上、且つムラ無く均一にセルが開口し、セル径が１０〜１０００μｍの範囲
成型１０回目・・・セル開口面積率５０％以上、且つムラ無く均一にセルが開口し、セル径が１０〜１０００μｍの範囲
△：成型  １回目・・・セル開口面積率５０％以上、且つムラ無く均一にセルが開口し、セル径が１０〜１０００μｍの範囲外のセルが存在する。
成型１０回目・・・セル開口面積率５０％未満、および/又はセルが不均一に開口、もしくはセル開口径が１０〜１０００μmの範囲外の、セルが存在する。
×：成型  １回目・・・セル開口面積率５０％未満、および/又はセルが不均一に開口、もしくはセル開口径が１０〜１０００μmの範囲外のセルが存在する。
【００７５】
脱型性
○：成形回数１０回以上繰り返し使用しても軽剥離性が持続
△：成形回数５回以上１０回未満まで軽剥離性が持続
×：成形回数５回未満で剥離が重くなる、又は成形初期から脱型出来ない。
【００７６】
画像評価
上記各トナー供給ローラをフルカラーレーザービームプリンタ（キヤノン（株）製；
ＬＢＰ−２５１０）のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーカートリッジに組み込み、このカートリッジを取り付けたフルカラーレーザービームプリンタを用いて、連続耐久試験用のテキストページを連続４０００枚出力した。出力終了後１晩以上放置してから各色ベタ画像を作像して評価した。
【００７７】
色抜けとはイメージのあるところにトナーが供給されていないものをいう。濃度むらとはベタ画像が不均一になることを言う。
○：良好
×：欠点（色抜け、濃度むら）の発生したもの。
【００７８】
なお、画像評価は実施例1〜６、比較例１〜３はローラ成型１０回目の評価結果であり、比較例４〜６は成型１回目の画像評価の結果を示す。
【００７９】
［実施例２］〜［実施例６］、［比較例１］〜［比較例６］
離型剤を、表１および２に示す各実施例、比較例の組成に変更した他は、実施例１と同様の方法で繰り返し成型実験を行った。比較例４から６は、成型１回目でセル開口面積率が５０％以下であったので、繰り返し成型は行わなかった。
【００８０】
【表１】
2007304422.tif 000003
【００８１】
【表２】
2007304422.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の画像形成装置用ローラを装着した電子写真方式の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 画像形成体
２ 現像ローラ
３ トナー供給ローラ
４ 層規制ブレード
５ 転写ローラ
６ クリーニングブレード
７ 帯電ローラ
【図１】
2007304422.tif 000005