(57)【要約】      （修正有）【課題】繰り返し成形しても、ウレタンフォーム層の硬度、通気量の変動がなく、成形耐久安定性が良いトナー供給ローラの製造方法を提供する。【解決手段】ウレタン原料液を攪拌用ローター３を備えたミキシングチャンバー１に導入して混合し混合したウレタン原料液をウレタンフォーム用材料液として成形金型に導入する工程と、これを硬化して芯金の外周にウレタンフォーム層を形成する工程と、成形されたトナー供給ローラを成形金型から取り出す工程と、を有するトナー供給ローラの製造方法であって、前記ミキシングチャンバー１の空隙率を１５％以上、４５％以下とし、かつ、前記ウレタン原料液のミキシングチャンバー１における滞留時間を５秒以上、１２秒以下とすることを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。【選択図】図１
2007298675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエーテルポリオールとイソシアネートを主成分とするウレタン原料液を、注型機のミキシングヘッドに配置された攪拌用ローターを備えたミキシングチャンバーに導入して該攪拌用ローターで混合し、混合したウレタン原料液をウレタンフォーム用材料液として、該ミキシングヘッドに設けた吐出口を経由して芯金を配置した成形金型のキャビティ内に導入する工程と、該キャビティ内に導入したウレタンフォーム用材料液を硬化して、該芯金の外周にウレタンフォーム層を形成する工程と、成形されたトナー供給ローラーを該成形金型から取り出す工程と、を有するトナー供給ローラーの製造方法であって、
前記ミキシングチャンバーの空隙率を１５％以上、４５％以下とし、かつ、前記ウレタン原料液のミキシングチャンバーにおける滞留時間を５秒以上、１２秒以下とす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】
前記攪拌用ローターが、回転により発生するウレタン原料液が羽根壁面を押す力とウレタン原料液の流れ分力の為す角度の余角を０°より大きく１０°未満とするように装着された羽根を有することを特徴とする請求項１記載のトナー供給ローラの製造方法。
【請求項３】
前記ミキシングヘッドが、前記ミキシングチャンバーの内径に対する内径の割合が３％以上、２５％以下である吐出口を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のトナー供給ローラの製造方法。
【請求項４】
前記ミキシングチャンバーからの前記ウレタンフォーム用材料液の吐出量が、１５ｇ／ｍｉｎ以上、８０ｇ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトナー供給ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注型機のミキシングチャンバー内の汚染を抑制し、繰り返し成形しても、コンタミが無く、硬度、通気量の変動がなく、成形耐久安定性が良い、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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンター、ファクシミリ等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電体等からなる像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像している。このような現像装置には、ホッパー内に収容された所定のトナー（現像剤）を、現像剤担持体の表面上にムラ無く均一に供給し、かつ現像後に該現像剤担持体の表面上に残存するトナーを掻き取るためにトナー供給ローラが内蔵されている。
【０００３】
通常トナー供給ローラの製造方法においては、まず、トナー供給ローラ成形用の成形金型を準備し、成形品の脱型を容易にするため離型剤が塗布された成形金型のキヤビティ内に芯金を配設し、ウレタンフォーム層を形成するための材料液を導入する。イソシアネート成分及びポリオール成分（ポリオール、整泡剤、触媒、水などを含む）とを含有するウレタン原料液は、通常、各々別個の導入口から注型機のミキシングチャンバー内に導入される。これを、ミキシングチャンバー内に備えられた攪拌用ローターで剪断混合し、ウレタンの反応を促進し、均一に攪拌した後に、ミキシングヘッドに設けた吐出口から、ウレタンフォーム用材料液として、注型機で成形金型のキャビティに注入する。キャビティ内で該ウレタンフォーム用材料液を反応して、発泡及び硬化し、成形金型から成形されたトナー供給ローラを取り出すことにより、表面セルが開口したウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラを得る。トナー供給ローラは、通常、数ｇ〜数十ｇ程度の小重量の製品であり、ミキシングチャンバー内に導入するウレタン原料液量が多いと、成形金型にウレタンフォーム用材料液が注入されていないときの廃棄材料が増加する。このために、通常少量のウレタン原料液をミキシングチャンバー内に導入することにより廃棄材料を低減している。
【０００４】
しかし、成形金型に導入するウレタンフォーム用材料液を少量とし、長時間注型し、成形を繰り返し行っていると、撹拌中にミキシングチャンバー内でウレタン原料液が反応して硬化が進み、ミキシングチャンバー内がウレタン硬化物で汚染される場合がある。生成したこれらのウレタン硬化物は、ミキシングチャンバー内壁、吐出口、攪拌用ローターなどに固着し、混合不良や吐出不良を誘発する場合がある。また、吐出口がウレタン硬化物により塞がると、ミキシングチャンバー内の内圧が上昇し、ウレタン原料液のミキシングチャンバー内への流入量が減少する。この場合、成形金型に定量のウレタンフォーム用材料液を注入できなくなることがある。成形金型内への注入量が変動すると、得られるトナー供給ローラのウレタンフォーム層の比重及び硬度、通気量が変化し、安定した物性のトナー供給ローラを得ることが困難になる。トナー供給ローラのような低重量の製品は小さな重量バラツキでウレタンフォーム層の比重及び硬度、通気量が大きく変化することから、成形を繰り返し行って成形金型内への導入量が変動することは好ましくない。
【０００５】
ミキシングチャンバー内におけるウレタン硬化物の生成を抑制する方法として、ミキシングチャンバーに設ける１つの材料導入口を、他の材料導入口よりも、攪拌用ローターの回転軸近くに配置する方法が提案されている（例えば特許文献１）。これにより、ミキシングチャンバー上部の材料導入口付近や、攪拌用ローター軸上部での硬化物の生成を抑制することができるが、ミキシングチャンバー下部がウレタン硬化物で汚染する事がある。
【０００６】
一度ミキシングチャンバー内壁に固着したウレタン硬化物を除去する方法として、頻繁に溶剤で洗浄する方法もあるが、溶剤を大量に使用するため環境上好ましくない。ミキシングチャンバー内へのウレタン硬化物の固着を抑制する方法として、遅反応性のウレタン原料を使用する方法もあるが、原料選択に制限を受けるため好ましくない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１８８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術における問題点を解決することを目的とする。本発明の目的は、注型機のミキシングチャンバーの汚染を抑制し、繰り返し成形しても、形成されたウレタンフォーム層の硬度、通気量の変動がなく、成形耐久安定性が良い、又環境に配慮した、トナー供給ローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下により、その目的が達成される。
即ち、本発明のトナー供給ローラの製造方法は、ポリエーテルポリオールとイソシアネートを主成分とするウレタン原料液を、注型機のミキシングヘッドに配置された攪拌用ローターを備えたミキシングチャンバーに導入して該攪拌用ローターで混合し、混合したウレタン原料液をウレタンフォーム用材料液として、該ミキシングヘッドに設けた吐出口を経由して芯金を配置した成形金型のキャビティ内に導入する工程と、該キャビティ内に導入したウレタンフォーム用材料液を硬化して、該芯金の外周にウレタンフォーム層を形成する工程と、成形されたトナー供給ローラーを該成形金型から取り出す工程と、を有するトナー供給ローラーの製造方法であって、前記ミキシングチャンバーの空隙率を１５％以上、４５％以下とし、かつ、前記ウレタン原料液のミキシングチャンバーにおける滞留時間を５秒以上、１２秒以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたところから明らかなように、本発明により、注型機のミキシングチャンバー内の汚染が抑制され、繰り返し成形しても、ウレタンフォーム層の硬度、通気量の変動がなく、成形耐久安定性の良いトナー供給ローラ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最良の形態】
【００１１】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明のトナー供給ローラの製造方法においては、まず、ポリエーテルポリオールとイソシアネートを主成分とするウレタン原料液を、注型機のミキシングヘッドに配置された攪拌用ローターを備えたミキシングチャンバーに導入する。そして、これを攪拌用ローターで混合し、混合したウレタン原料液をウレタンフォーム用材料液として、ミキシングヘッドに設けた吐出口を経由して芯金を配置した成形金型のキャビティ内に導入する。次に、キャビティ内に導入したウレタンフォーム用材料液を硬化して、芯金の外周にウレタンフォーム層を形成し、成形されたトナー供給ローラーを成形金型から取り出し、現像ローラを得る。そして、上述したように、本発明のトナー供給ローラの製造方法は、前記ミキシングチャンバーの空隙率を１５％以上、４５％以下とし、かつ、前記ウレタン原料液のミキシングチャンバーにおける滞留時間を５秒以上、１２秒以下とすることを特徴とする。
【００１２】
（ウレタン原料）
本発明に使用するポリエーテルポリオールは、特に制限は無く、従来公知の各種ポリエーテルポリオールの中から適宜選択すればよい。例えば、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エーテルポリオール、ポリエステルポリエーテルポリオール、ポリマーポリエーテルポリオール等の公知のポリエーテルポリオール類の中から適宜選択すればよい。これらは、一種又は二種以上を組み合せて用いても良い。
【００１３】
上記ポリエーテルポリオールは、耐湿熱耐久性に優れた軟質高弾性のウレタンフォーム層を形成するに好適である。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プレポリマーとして用いても差し支えない。
【００１４】
また、本発明に使用するイソシアネートは、特に制限は無く、従来公知の各種イソシアネートの中から、適宜選択して使用すればよい。例えば２、４−及び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）、及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を挙げることができる。これらのイソシアネートは、単独で、又は二種以上を組み合せて用いても良い。また、前記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、イソシアネートとして使用することができる。
【００１５】
本発明において使用するウレタンフォーム用材料液のＮＣＯインデックスは、６０〜１２０であることが好ましく、７０〜１００であることがより好ましい。なお、ＮＣＯインデックスとは、ウレタンフォーム用材料液に含まれるイソシアネート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を乗じた値である。即ち、イソシアネート基と反応する活性水素数とイソシアネート基数と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。
【００１６】
（その他のウレタン原料）
本発明に使用することのできる触媒は、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ればよい。具体的には、例えば、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）エチルエーテル等を挙げることができる。
【００１７】
本発明に使用することのできる整泡剤は、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ればよい。例えば、シリコーン系界面活性剤として、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（商品名）、Ｌ−５２０（商品名）等を挙げることができる。
【００１８】
また、本発明に使用するウレタンフォーム用材料液は、更に、架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、破泡剤等が含まれていてもよい。これらは、形成されるウレタンフォーム層の構造、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配合となるように添加される。
【００１９】
また、本発明に使用するウレタンフォーム用材料液には、形成されるウレタンフォーム層に、必要に応じて所望の導電性を付与するために、導電性付与剤や帯電防止剤を添加せしめてもよい。導電性付与剤や帯電防止剤は、従来公知のものを用いることができる。
【００２０】
例えば、導電性付与剤としては、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、これら導電性付与剤を粒子表面に被覆して導電化した粒子などを挙げることができる。これらの導電性付与剤は、単独で、又は複数種を組み合わ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。
【００２１】
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を用いることができる。
【００２２】
そして、混合操作の容易性や形成されるウレタンフォーム層の特性の見地から、ウレタンフォーム用材料液におけるイソシアネート、ポリエーテルポリオール、整泡剤を、次のような組み合わせとすることが好ましい。すなわち、イソシアネートを、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、ポリエーテルポリオールを、ポリエーテルポリエーテルポリオール、整泡剤を、水溶性ポリエーテルシロキサンとする組み合わせである。
【００２３】
（ウレタンフォーム用材料液の調製）
本発明のトナー供給ローラの製造方法においては、まず、ウレタンフォーム用材料液を調製する。例えば、ポリエーテルポリオール、触媒及び所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤などのウレタン原料を均質に混合して原料液（Ａ）を調製し、この原料混合液（Ａ）とイソシアネートを含む原料液（Ｂ）とを混合し、混合されたウレタン原料液を、ウレタンフォーム用材料液として用いる。
【００２４】
上記原料液（Ａ）及び（Ｂ）の混合は、注型機のミキシングヘッドに配置された、攪拌用ローターを備えたミキシングチャンバーに導入し、攪拌用ローターを用いて行うのが好ましい。混合されたウレタン原料液は、ウレタンフォーム用材料液として、ミキシングチャンバーに設けた吐出口を経由して芯金を配置した成形金型のキャビティ内に導入される。
【００２５】
図１に、本発明において使用することのできる、注型機に配置された、攪拌用ローターを備えたミキシングチャンバーを有するミキシングヘッドの一例の断面模式図を示す。図１に示したミキシングヘッドは、ミキシングチャンバー１上部の二カ所に材料導入口２を備えている。その一方から、例えば、前記ウレタン原料液（Ａ）を、もう一方の材料導入口２から前記ウレタン原料液（Ｂ）をミキシングチャンバー１に導入することができる。
【００２６】
導入されたウレタン原料液はミキシングチャンバー１内に備えられた攪拌用ローター３で剪断を与え混合される。ウレタン原料液に効率よく剪断を与えるために、攪拌用ローター３には羽根５が装着されている。図２に示したように、羽根５は羽根５の回転により発生するウレタン原料液が羽根壁面を押す力とウレタン原料液の流れ分力の為す角度の余角θを０°より大きく１０°未満とするように攪拌用ローターに装着することが好ましい。余角θが０°より大きい場合、材料導入口２からミキシングチャンバー１に充填されたウレタン原料液をミキシングチャンバー上部に押し上げる力が強く、ミキシングチャンバー１内にウレタン原料液が十分に充填される。これによりミキシングチャンバー１内にエアーが存在しない状態でウレタン原料液を混合し、吐出口からウレタンフォーム用材料液として吐出することができる。そして、吐出口４から吐出されるウレタンフォーム用材料液に、エアーが巻き込まれることを防止し、トナー供給ローラのウレタンフォーム層内にエアー溜まりが形成することを防ぐことができる。また、ロット内で、ウレタンフォーム層の硬度、通気量のバラツキが大きくなることを防止することができ好ましい。一方、余角θを１０°未満にすると、材料導入口２からミキシングチャンバー１に充填されたウレタン原料液をミキシングチャンバー上部に押し上げる力が適切な範囲となり、ミキシングチャンバー内の内圧が上昇し過ぎるのを防ぐことができる。また、材料導入口２からウレタン原料液を容易にミキシングチャンバー内に導入することができる。このため、定量のウレタンフォーム用材料液を吐出し成形金型に導入することができる。トナー供給ローラの様な低重量の製品は小さな重量バラツキでトナー供給ローラのウレタンフォーム層の特性である比重、硬度、通気量が大きく変化する。このことから、成形を繰り返し行ったとき、成形金型内へのウレタンフォーム用材料液の導入量が変動することは好ましくない。
【００２７】
本発明において使用する攪拌用ローター３の材質は特に限定されない。鉄などの鋼材にニッケルやクロムなどのメッキを施した金属部材、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属部材、ポリカーボネート、ポリアミドなどの樹脂やセラミックなどを適宜使用すればよい。
【００２８】
本発明において、ミキシングチャンバー内にウレタン原料液の導入を開始した時からミキシングチャンバー内の空隙部がウレタン原料液で完全に充填される時までの時間をミキシングチャンバーにおけるウレタン原料液の滞留時間とする。本発明における、上記ミキシングチャンバーにおけるウレタン原料液の滞留時間は、内部を観察することのできるアクリル樹脂製のミキシングチャンバーを用いて、ウレタンフォーム原料液が材料導入口から導入され始めた時から、攪拌用ローターを備えたミキシングチャンバーの空隙が充填されるまでの過程を目視で確認し、完全充填されたときまでの時間を計測する事により求めることができる。
【００２９】
本発明においては、上記ミキシングチャンバーにおけるウレタン原料液の滞留時間は５秒以上、１２秒以下とする。滞留時間が５秒未満の場合、ウレタン原料液が材料導入口から導入され、ウレタンフォーム用材料液として吐出口から吐出されるまでの時間が短く、ミキシングチャンバー内で十分に攪拌混合されず、不均一のまま吐出される。このため、均一に発泡されたウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラが得られなくなるので好ましくない。また、ミキシングチャンバーにおける滞留時間が１２秒を超える場合、ウレタン原料液が材料導入口から導入され、ウレタンフォーム用材料液として吐出口から吐出されるまでの時間が長くなる。このため、ミキシングチャンバー内でウレタン反応が進み、ミキシングチャンバー内がウレタン硬化物で汚染される場合があり好ましくない。
【００３０】
また、本発明においてミキシングチャンバーの空隙率は、ミキシングチャンバーに攪拌用ローターが備えられていないときの該ミキシングチャンバーの容積に対する、該攪拌用ローターが備えられたときのミキシングチャンバー内の空隙部の容積の百分率をいう。ミキシングチャンバーに攪拌用ローターが備えられていないときの該ミキシングチャンバーの容積は、ミキシングチャンバーに装着している吐出口４を塞いだ状態で風袋を量り、その後水をミキシングチャンバー内に充填させて重量を量り、風袋を差し引いて求めることができる。また、ミキシングチャンバーに攪拌用ローターが備えられたときの該ミキシングチャンバーの空隙部の容積は、攪拌用ローターをミキシングチャンバーに装着した状態の風袋を量り、その後水をミキシングチャンバー内に充填させて重量を量り、風袋を差し引いて求めることができる。
【００３１】
本発明において、上記ミキシングチャンバーの空隙率は１５％以上、４５％以下とする。ミキシングチャンバーの空隙率を１５％未満とすると、ミキシングチャンバー内の空隙部の容積が少ないため、上記滞留時間とするには、吐出口から吐出されるウレタンフォーム用材料液の単位時間当たりの吐出量を少なくする必要がある。しかし、吐出量が少量であると制御は難しく、吐出量にばらつきが発生し、成形金型に定量のウレタンフォーム用材料液を注入することができなくなることがある。成形金型内への注入量が変動すると、得られたトナー供給ローラのウレタンフォーム層の比重及び硬度、通気量が変化し、安定した物性のトナー供給ローラを得ることが困難になり好ましくない。また、空隙率が４５％を超える場合、ミキシングチャンバー内の空隙部の容量が大きいため、ミキシングチャンバー内のウレタン原料液を均一に混合するのが困難となる。このため、ミキシングチャンバー内が短時間でウレタン硬化物によって汚染される場合あり好ましくない。
【００３２】
ミキシングヘッドに設ける吐出口４は、例えば、図１に示したように、通常、断面形状が円形の通路を有している。本発明において、吐出口の内径は、図１に示したミキシングヘッドにおいては、吐出口４の上端（ミキシングチャンバー１と接する側の端部をいう）と下端との間の部位における内径をいう。通常、吐出口の内径は、φ１〜１０とすることが好ましい。また、吐出口の長さは、通常、０．５ｃｍ〜２ｃｍとすれば良い。長さを０．５ｃｍ以上とするとミキシングチャンバーからウレタンフォーム用材料液が真下に吐出され易くなる。また２ｃｍ以下とすると、吐出口内でウレタンフォーム用材料液の反応が始まってしまうことがないため好ましい。
【００３３】
また、本発明においては、ミキシングヘッドに設ける吐出口の内径は、ミキシングチャンバーの内径に対し、３％以上、２５％以下とすることが好ましい。具体的には、図１に示した本発明におけるミキシングチャンバーにおいては、一定の内径を有するミキシングチャンバーの部位６における内径に対し、３％以上、２５％以下とすることが好ましい。上記吐出口の内径をミキシングチャンバーの内径に対し３％以上とすると、該吐出口の内径が充分に広く、ウレタンフォーム用材料液は吐出口を速やかに通過することが出来る。また、吐出口の内径を２５％以下とすると、該吐出口の内径が適切な広さとなり、ウレタンフォーム用材料液の吐出量と材料導入口からのウレタン原料液の導入量とのバランスが良好となり、吐出口外部から吐出口へエアーが入り込むことを防止することができる。これにより、エアーを含有するウレタンフォーム用材料液が、該成形金型内に導入され、エアーを巻き込んだまま硬化されることを防ぐことができる。吐出口の内径を上記範囲とすると、形成されたトナー供給ローラのウレタンフォーム層内にエアー溜まりがなく、ロット内でウレタンフォーム層の硬度、通気量のバラツキがなく好ましい。
【００３４】
また、前記ミキシングチャンバーの吐出口からのウレタンフォーム用材料液の吐出量は１５ｇ／ｍｉｎ以上、８０ｇ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。ウレタンフォーム用材料液の吐出量が１５ｇ／ｍｉｎ以上の場合、吐出量が多く、通常の注型機で定量吐出の制御が容易となり好ましい。一方、ウレタンフォーム用材料液の吐出量が８０ｇ／ｍｉｎ以下の場合、吐出量が適切な範囲となるため、成形金型にウレタンフォーム用材料液が注入されていないときの廃棄材料が増加するのを防ぐことができる。
【００３５】
（トナー供給ローラの成形）
本発明のトナー供給ローラの製造方法においては、トナー供給ローラーの成形は次のようにして行われる。まず、ウレタンフォーム用材料液を、ミキシングヘッドに設けた吐出口を経由して、芯金を配置した成形金型のキャビティ内に導入する。そしてキャビティ内に導入したウレタンフォーム用材料液を硬化して、芯金の外周にウレタンフォーム層を形成し、成形されたトナー供給ローラを成形金型から取り出す。
【００３６】
具体的には、まず、成形金型のウレタンフォーム用材料液と接触するキャビティ等に離型剤を均一に塗布しキャビティ内に芯金を配置する。また、例えば、前記ポリエーテルポリオール、触媒及び所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤などのウレタン原料を均質に混合した原料液（Ａ）及びイソシアネートを含む原料液（Ｂ）を準備する。そして、注型機のミキシングヘッドに配置されたミキシングチャンバー１の上部に設けられた材料導入口２の一方から前記原料液（Ａ）を、もう一方の材料導入口２から原料液（Ｂ）をミキシングチャンバー１内に導入する。ミキシングチャンバー１内に導入された原料液（Ａ）及び（Ｂ）を攪拌用ローター３にて混合する。混合したウレタン原料液を、ウレタンフォーム用材料液として、ミキシングヘッドに設けた吐出口を経由して成形金型に導入する。そして、加熱して反応硬化させることによりウレタンフォーム層を芯金の外周に形成し、成形されたトナー供給ローラを該成形金型から取り出してトナー供給ローラを得る。
【００３７】
前記ミキシングチャンバー内に導入した原料液（Ａ）及び（Ｂ）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１０〜９０℃とすることが好ましく、２０〜６０℃の範囲とすることがより好ましい。また、滞留時間は、通常５秒〜１２秒とすることが好ましい。
【００３８】
また、加熱して反応硬化させる方法は、特に限定されず、従来公知の方法により、反応硬化させることができる。発泡方法についても、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。また、反応硬化時の成形金型の温度は、通常３５〜１００℃にすることが好ましく、４０〜８０℃にすることがより好ましい。なお、発泡倍率は、適宜定めればよく、特に制限はない。
【００３９】
（トナー供給ローラ）
本発明のトナー供給ローラの製造方法によって製造されたトナー供給ローラの一例について説明する。
図３は、本発明の製造方法により製造したトナー供給ローラの一例を示す斜視図である。図３に示したように、トナー供給ローラ１１は、円柱状の芯金１２と、芯金１２の外周にウレタンフォーム用材料液を硬化して形成したウレタンフォーム層１３を有する。このトナー供給ローラ１１は、その両端部を除いて芯金１２の外周にウレタンフォーム層１３が設けられている。
【００４０】
芯金１２としては、従来トナー供給ローラ用に用いられているものと同様のものを用いることができる。例えば、鉄、ステンレス鋼等の金属で作製された円柱状又は円筒状の芯金、又は、これらにメッキを施したもの等を用いることができる。芯金１２の直径は、通常、４〜６ｍｍ、長さは、２００〜４００ｍｍとすることが好ましい。
【００４１】
トナー供給ローラ１１の用途によっては、導電性や半導電性、或いは絶縁性の塗料をウレタンフォーム層１３の表面に塗布し、乾燥し、所望の場合にはこれを硬化して樹脂被覆層を設けてもよい。ウレタンフォーム層１３の厚さは、通常、１〜２０ｍｍであることが好ましい。
【００４２】
また、本発明の製造方法で製造したトナー供給ローラ１１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。一般的には、１０〜２０ｍｍの外径を有する。
【００４３】
芯金１２とウレタンフォーム層１３の接合方法については特に限定されないが、必要に応じて芯金１２とウレタンフォーム層１３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。
【実施例】
【００４４】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明について具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００４５】
本実施例においては次に示すウレタン原料を使用した。
（１）ポリオール
ポリオール１：ＥＰ−５５０Ｎ（商品名：三井武田ケミカル（株）製）
（２）イソシアネート
コロネート１０２１（商品名：日本ポリウレタン（株）製、［ＴＤＩ（トリレン・ジイソシアネート）／ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）／他＝８０／８／１２（質量比］の混合物、ＮＣＯ％＝４４．５）
（３）触媒
触媒１：ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴ（商品名：東ソー（株）製三級アミン触媒）
触媒２：ＴｏｙｏＣａｔ−ＭＲ（商品名：東ソー（株）製三級アミン触媒）
（４）整泡剤
Ｌ５３６６（商品名：日本ユニカー（株）製シリコーン系整泡剤）
（５）発泡剤
水
【００４６】
［実施例１〜５、比較例１〜４］
キャビティ内に外径５ｍｍのＳＵＳ材からなる芯金を配置した６０℃に温調した成形金型を準備した。この成形金型の内面には、ワックス系離型剤（フリリース３９０（商品名）、ネオス（株）製）をコートした。また、ポリオール、整泡剤、触媒及び発泡剤を用いて原料液（Ａ）を調整するとともにイソシアネートを含む原料液（Ｂ）を準備した。原料液（Ａ）の配合は、上記ポリオール１００質量部、上記触媒１  １質量部、上記触媒２  ０．３質量部、上記整泡剤  １質量部、上記発泡剤（水）  ２質量部とした。また原料液（Ｂ）の配合は、上記イソシアネート  ２５質量部とした。
【００４７】
市販の低圧発泡機（Ａ−２００２型低圧発泡機（商品名）、東邦機械工業（株）製）のミキシングヘッドに配置されたミキシングチャンバーの攪拌用ローターを回転させながら、上記原料液（Ａ）を一方の導入口からミキシングチャンバーに導入した。また、上記原料液（Ｂ）をもう一方の導入口から導入した。導入したウレタン原料液におけるＮＣＯインデックスが１００となるように各々の原料液の導入量を調整した。そして、攪拌用ローターにより混合しながら、ミキシングヘッドに設けた吐出口から、混合したウレタン原料液を、ウレタンフォーム用材料液として、成形金型に注入した。６０℃で２０分間金型内で反応硬化し、成形金型から取り出して外径１４ｍｍのトナー供給ローラを得た。また、得られたトナー供給ローラについて下記物性を評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
上記低圧発泡機（Ａ−２００２型低圧発泡機（商品名）、東邦機械工業（株）製）のミキシングヘッドに配置されたミキシングチャンバーと攪拌用ローターの組図の概略を図５に示す。上記ミキシングヘッドは、ミキシングチャンバー１、攪拌用ローター３及び吐出口４を備えている。吐出口４は、円筒形状の通路を有しており、吐出口４の通路の内径はφ５、長さは１０ｍｍとした。
【００４９】
また、本実施例及び比較例においては、ミキシングチャンバーにおける滞留時間は、内部を観察することのできるアクリル樹脂製のミキシングチャンバーを用いて計測した。ウレタン原料液が材料導入口から導入され始めた時から、攪拌用ローターを備えたミキシングチャンバーの空隙が充填されるまでの過程を目視で確認し、完全充填されたときまでの時間をセイコー製ストップウォッチＳＳＢＪ０１８で測定し滞留時間とした。
本実施例及び比較例においては、上記材料導入口から導入されるウレタン原料液の単位時間当たり重量は、上記低圧発泡機に備えられたウレタン原料液（Ａ）及び（Ｂ）を原料タンクから送り出すためのギアポンプの回転数を調整することによって調整した。また、ミキシングチャンバーの空隙容量は、容量の異なるミキシングチャンバーを用いること又は体積の異なる攪拌用ローターを用いることにより調整した。ミキシングチャンバーにおける滞留時間は、これらを調整することにより調整した。
【００５０】
また、本実施例及び比較例においては、ミキシングチャンバーに攪拌用ローターが備えられていないときのミキシングチャンバーの容積を、次のようにして測定した。
まず、吐出口４を塞いだ状態でミキシングチャンバーの風袋を量った。その後、水をミキシングチャンバー内に充填して重量（容量）を量り、風袋を差し引いて、ミキシングチャンバーの容積を求めた。次に、上記と同様にして、まず、攪拌用ローターをミキシングチャンバーに装着した状態の風袋を量り、その後水をミキシングチャンバー内に充填させて重量を量り、風袋を差し引いてミキシングチャンバー内の空隙部の容積を測定した。
そして、測定されたミキシングチャンバーの容積及びミキシングチャンバー内の空隙部の容積の値から、ミキシングチャンバーの容積に対する空隙部の容積の百分率を求め空隙率とした。
【００５１】
本実施例及び比較例にて製造したトナー供給ローラの成形性、重量バラツキ、ウレタンフォーム層の硬度、ウレタンフォーム層の通気量を以下に示す方法で評価した。またこれらの結果に基づき以下に示す総合評価を行った。
【００５２】
＜成形性の評価＞
吐出開始直後に成形したトナー供給ローラのウレタンフォーム層を目視で観察し、下記の基準で成形性を評価した。
○：良好（ボイド、発泡異常等、欠陥がみられなかった）
×：不良（ウレタンフォーム層内のボイド、発泡異常がみられた）
【００５３】
＜重量バラツキ＞
（ａ）吐出開始直後に成形したトナー供給ローラの重量バラツキ
吐出開始直後に成形したトナー供給ローラ１０本の重量を秤量計にて測定し、最大重量と最小重量の差を求め下記の基準で評価した。
○：最大重量と最小重量の差が０．２ｇ以下
×：最大重量と最小重量の差が０．２ｇを越える
（ｂ）重量変動幅
また、吐出開始直後に成形したトナー供給ローラーと４時間連続して成形した後に成形したトナー供給ローラ１０本の重量を秤量計にて測定し各々の平均値を求めこれらの平均値の差を求め重量変動幅とした。測定された結果に基づき次の基準でトナー供給ローラーの重量変動幅を評価した。
○：重量変動幅が０．１ｇ以下
×：重量変動幅が０．１を超える
【００５４】
＜ウレタンフォーム層の硬度＞
図４は、トナー供給ローラのウレタンフォーム層の硬度の測定方法の概略を示す図である。図４に示したように、ウレタンフォーム層の測定には、長さ５０ｍｍ（トナー供給ローラ長手方向）、幅１０ｍｍの板状押圧面を有する冶具１４を用いた。冶具１４にて１０ｍｍ／ｍｉｎの速度でウレタンフォーム層を押圧して２ｍｍ変形させた後、該冶具を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で開放していった時の荷重を測定した。そして、押圧していった時と開放していった時の１ｍｍ変形時の該ローラ表面にかかる荷重差を求め、トナー供給ローラのウレタンフォーム層の硬度とした。トナー供給ローラのウレタンフォーム層の硬度は、ローラ長手方向３点、周方向４点、合計１２点の平均値とした。吐出開始直後に成形したトナー供給ローラーのウレタンフォーム層の硬度と４時間連続して成形した後に成形したトナー供給ローラのウレタンフォーム層の硬度を測定し、硬度の差を求め硬度の変動幅とした。測定された結果に基づき次の基準でトナー供給ローラーのウレタンフォームの硬度の変動幅を評価した。
○：硬度の変動幅が１５ｇ／ｍｍに以下
×：硬度の変動幅が１５ｇ／ｍｍを超える
【００５５】
＜通気量＞
トナー供給ローラを、ウレタンフォーム層の軸方向における長さが２５ｍｍになるように切断して供試体を作製した。該供試体（外径１４ｍｍ）を外径１３ｍｍの円筒に圧入した後、該円筒の一端を、（通常、温湿度により通気量は変化しないが、）温度２０℃、相対湿度３０〜６０％の大気に晒し、一方他端を流量計を介して真空ポンプに接続した。次いで、円筒の真空ポンプに接続された側の圧力が１２５Ｐａになるように、真空ポンプを作動させ、その時の空気流量を流量計で測定した。吐出開始直後に形成したトナー供給ローラーのウレタンフォーム層の通気量と４時間連続して成形した後に成形したトナー供給ローラのウレタンフォーム層の通気量の差を求め変動幅とした。測定された結果に基づき次の基準でトナー供給ローラーのウレタンフォーム層の通気量の変動幅を評価した。
○：通気量の変動幅が０．５Ｌ／ｍｉｎ以下
×：通気量の変動幅が０．５Ｌ／ｍｉｎを超える
【００５６】
＜総合評価＞
上記評価結果に基づき、次の基準で総合評価を行った。
○：上記各評価の全てにおいて「○」評価であった
×：上記各評価のいずれかが「×」評価であった
【００５７】
【表１】
2007298675.tif 000003
【００５８】
表１に示されているように、実施例１〜５はウレタン原料液を低圧発泡機のミキシングヘッドに配置されたミキシングチャンバーに導入したとき滞留時間がいずれも５秒以上、１２秒以下であった。また、ミキシングチャンバーの空隙率も１５％以上、４５％以下であったことから、成型性が良好であり、吐出開始直後に成形したトナー供給ローラと４時間連続成形した後に成形したトナー供給ローラ間の重量、ウレタンフォーム層の硬度、通気量の変動幅が小さかった。
【００５９】
比較例１は、滞留時間が短く、材料導入口からウレタン原料液がミキシングチャンバーに導入され吐出口からウレタンフォーム用材料液として吐出されるまでの時間が短くなるため、ミクシングチャンバー内で十分に攪拌混合されず、不均一のまま吐出され、発泡異常が起き、成型性が悪かった。
【００６０】
また、比較例２は、滞留時間が長く、材料導入口からウレタン原料液が導入され吐出口からウレタンフォーム用材料液として吐出されるまでの時間が長く、経時によりミキシングチャンバー内でウレタン反応・硬化が進み、ミキシングチャンバー内がウレタン硬化物で汚染されるため、吐出開始直後に成形したトナー供給ローラと４時間連続成形した後に成形したトナー供給ローラ間の重量、ウレタンフォーム層の硬度、通気量の変動が大きかった。
【００６１】
比較例３は、ミキシングチャンバーの空隙率が低く、上記に示した滞留時間を得るには、材料導入口から導入されるウレタン原料液の単位時間当たりの導入量（重量）を少なくする必要がある。しかし、吐出量の少量制御は難しく、吐出口からウレタンフォーム用材料液を定量吐出できず、重量バラツキが発生した。
【００６２】
比較例４は、ミキシングチャンバーの空隙率が高く、ミキシングチャンバー内のウレタン原料液を攪拌用ローターで均一に混合するのが難しく、ミキシングチャンバー内が短時間でウレタン硬化物で汚染されるため、吐出開始直後に成形したトナー供給ローラと４時間連続成形した後に成形したトナー供給ローラ間の重量、ウレタンフォーム層の硬度、通気量の変動が大きかった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明におけるミキシングヘッドの概略を示す図である。
【図２】本発明における攪拌用ローターの羽根の配置を示す図である。（ａ）は図の上側から攪拌用ローター軸の回転方向を観察したとき、攪拌用ローターが時計の回転方向に回転する場合の攪拌用ローターの羽根の配置を示し、（ｂ）は攪拌用ローターが反時計方向に回転する場合の攪拌用ローターの羽根の配置を示す。
【図３】本発明の製造方法によって製造されたトナー供給ローラの一例の概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の製造方法によって製造されたトナー供給ローラの表面層の表面硬度の測定方法を示す説明図である。（ａ）はトナー供給ローラの軸方向に垂直な方向から見た図、（ｂ）はトナー供給ローラの軸方向と平行な方向から見た図である。
【図５】本実施例および比較例におけるミキシングチャンバーと攪拌用ローターの組図の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    ミキシングチャンバー
２    材料導入口
３    攪拌用ローター
４    吐出口
５    攪拌用ローターの羽根
６    一定の内径を有するミキシングチャンバーの部位
７    羽根壁面を押す力
８    ウレタン原料液の流れ
１１  トナー供給ローラ
１２  芯金
１３  ウレタンフォーム層
１４  冶具
【図１】
2007298675.tif 000004
【図２】
2007298675.tif 000005
【図３】
2007298675.tif 000006
【図４】
2007298675.tif 000007
【図５】
2007298675.tif 000008