(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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って、
少なくとも外周面が発泡体により形成され、この外周面を構成する発泡体が、複数の発泡セルが互いに連通した連通気泡を有すると共に、表面部分の発泡セルが外周面に開口したものであり、かつ外周面に開口する表面セル数が１インチ当たり６０〜１００個であると共に、外周面に開口しない内部セル数が１インチ当たり４０〜６０個である（ただし、表面セル数と内部セル数が共に１インチ当たり６０個である場合を除く）ことを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項２】
上記発泡体の発泡セルがローラ外周面に開口していると共に、その開口径が１００〜５００μｍである請求項１記載のトナー供給ローラ。
【請求項３】
上記外周面を形成する発泡体が軟質ポリウレタンフォームである請求項１又は２記載のトナー供給ローラ。
【請求項４】
シャフトの外周面に軟質ポリウレタンフォームからなる単層構造の弾性層を形成したものである請求項３記載のトナー供給ローラ。
【請求項５】
円筒状の成形型内にシャフト又はシャフトの外周に中間層を形成した基体を配置し、該成形型内に発泡原料を注入して発泡成形することにより、上記シャフト又は中間層の外周にローラ外周面を構成する発泡体層を形成したものである請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。
【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、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置等における現像機構部で現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から、複写機、プリンター等の電子写真画像形成装置や静電記録装置では、まず、感光体（画像形成体）の表面を帯電ローラ等の帯電手段により一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して光の当たった部分の帯電を消去することによって静電潜像を形成し、次いで、この静電潜像に現像ローラからトナーを供給してトナーの静電的付着によりトナー像を形成し、これを転写ローラ等の転写手段により紙等の記録媒体へと転写し、更に転写した画像を定着ローラ等の定着手段により記録媒体に加熱定着させて、プリント画像を得る方法が採られている。
【０００３】
例えば、図２に示したように、感光ドラム（潜像保持体）３に現像ローラ２を当接又は近接させた状態に配置すると共に、更にこの現像ローラ２にトナー供給ローラ１を当接させた状態に配置して、これら感光ドラム３、現像ローラ２、及びトナー供給ローラ１をそれぞれ図中矢印方向に回転させることにより、トナーカセット内のトナー溜りからトナー供給ローラ１によってトナーｔを現像ローラ１の表面に供給し、このトナー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、薄層に形成されたトナーｔが現像ローラ２から感光ドラム３の潜像に付着して、該潜像を可視化することにより、現像が行われる。ここで、図中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。なお、図２では、帯電ローラ等の帯電手段は省略されている。
【０００４】
ここで、このような現像方式にあっては、上記トナー供給ローラ１によるトナーの供給性能が得られる画像に大きく影響し、良好な画像を確実に得るためには、トナー供給ローラ１のトナー搬送性能（トナー供給性能）が現像ローラ２や感光ドラム３の性能と共に非常に重要である。
【０００５】
上記トナー供給ローラ１としては、シャフトの外周に軟質ポリウレタンフォームなどの発泡体からなる弾性層を形成したものが知られているが、このようなトナー供給ローラ１の技術的課題として、
▲１▼  長期使用による発泡体の内部セルへのトナー詰まりの改善、
▲２▼  現像ローラ２へのトナーの均一供給性、
▲３▼  現像ローラ２に残存するトナーの掻きとり性の向上、
▲４▼  ウレタンフォームのちぎれカスによる画像不良の発生防止、
などがあり、これらの課題を解決したトナー供給ローラが求められている。
【０００６】
従来、上記課題を解決するために、ウレタンフォームの発泡セルを、ローラ表面に開口させ、その開口径と開口面積を規定することにより、上記▲２▼〜▲４▼の課題の解決を図り、かつウレタンフォームの通気性を比較的低く抑えることのより上記▲１▼の課題を達成しようとすることが、特開平９−２７４３７３号公報に提案されている。
【０００７】
しかしながら、同公報に記載されたトナー供給ローラは、必ずしも上記▲１▼〜▲４▼の課題を十分に解決し得るものではなく、特に▲１▼のトナー詰まりの防止に関しては十分な効果を得ることは困難である。即ち、このトナー供給ローラは、トナー詰まりの防止に関しては、通気性を低く抑えることにより対応しようとするものであるが、ローラの通気性は、単にポリウレタンフォームの連通度を示す代用特性であり、この通気性は必ずしもトナー詰まりの指標とはなり得ず、このため現実的にはこのトナー詰まりの課題は解決されていない。
【０００８】
また、ポリウレタンフォームのセル個数と通気性を規定して、上記課題を解決しようとする提案もなされているが（特開平１１−２８８１６１号公報）、このトナー供給ローラも上記▲１▼〜▲４▼の課題をバランスよく十分に解決し得るものではない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、上記▲１▼〜▲４▼の課題をバランスよく解決し、長期に亘って良好なトナー供給性能を安定的に発揮し得るトナー供給ローラを提供することを目的とする。
【００１０】
【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、少なくともローラの外周面が発泡体により形成され、この外周面を構成する発泡体が、複数の発泡セルが互いに連通した連通気泡を有すると共に、表面部分の発泡セルが外周面に開口したものであるトナー供給ローラを得る場合に、ローラ外周面に開口する表面セルを比較的細かくし、その内側の表面に開口しない内部セルをそれよりも大きめに形成することによって、上記トナー詰まりの問題を確実に解消することができると共に、他の特性も十分に満足するバランスとれたトナー供給ローラが得られることが見出された。そこで、上記表面セルと内部セルとの具体的関係につき更に検討を進めた結果、上記表面セル数を１インチ当たり６０〜１００個とし、上記内部セル数を１インチ当たり４０〜６０とする（ただし、表面セル数と内部セル数が共に１インチ当たり６０個である場合を除く）ことにより、上記１〜４の全ての課題を十分に解決し、長期に亘って良好なトナー供給性能を発揮し得る、高性能で高耐久性を有するトナー供給ローラが確実に得られることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
従って、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って、
少なくとも外周面が発泡体により形成され、この外周面を構成する発泡体が、複数の発泡セルが互いに連通した連通気泡を有すると共に、表面部分の発泡セルが外周面に開口したものであり、かつ外周面に開口する表面セル数が１インチ当たり６０〜１００個であると共に、外周面に開口しない内部セル数が１インチ当たり４０〜６０個である（ただし、表面セル数と内部セル数が共に１インチ当たり６０個である場合を除く）ことを特徴とするトナー供給ローラを提供する。
【００１２】
以下、本発明につき、更に詳しく説明する。
本発明のトナー供給ローラは、上述のように、少なくとも外周面が発泡体により形成され、かつこの発泡体が、例えば図１に示したように、複数の発泡セル９，１０が適宜な連通孔１１により互いに連通した連通気泡を有すると共に、表面部分の発泡セル９が外周面に開口１２したものである。
【００１３】
ここで、上記発泡体は、従来からトナー供給ローラの外周面を構成する発泡体として用いられる公知の材料により形成することができ、具体的には、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム等のエラストマーを、発泡剤を用いて化学的に発泡させたものや、成形時に空気を機械的に巻き込んで発泡させたフォーム体が用いられるが、本発明においては、成形時に空気を機械的に巻き込んで発泡させた軟質ポリウレタンフォームが特に好ましく用いられる。
【００１４】
また、本発明のトナー供給ローラの外周面を構成する上記発泡体は、上述のように、複数の発泡セルが互いに連通した連通気泡となっているものであるが、このような連通気泡は、発泡原料の組成や成形条件，発泡条件等を適宜調整することにより容易に形成することができる。
【００１５】
更に、上記発泡体は、図１に示されているように、その表面部分の発泡セル９がローラ表面に開口１２したものであり、この開口を通して発泡セル内部にトナーが保持され、また保持されたトナーが現像ローラに供給されるようになっている。この場合、この開口１２は成形後に表面切削加工を行って形成したものであっても、成形時に自然に形成されるものであってもよいが、製造コストなどの点から成形後の切削加工等を行うことなく、成形時に上記開口１２が形成されたものであることが好ましい。本発明のトナー供給ローラは、このように後加工を行うことなく得られたローラにおいても、上述した▲１▼〜▲４▼の課題を解決したバランスのよい良好な性能が確実に得られるものである。
【００１６】
本発明のトナー供給ローラは、上記発泡体の表面部分に開口する表面セル９のセル数を１インチ当たり６０〜１００個、好ましくは７０〜９０個とし、かつ表面部分に開口しない内部セル１０のセル数を１インチ当たり４０〜６０個、好ましくは５０〜６０個としたもの（ただし、表面セル数と内部セル数が共に１インチ当たり６０個である場合を除く）であり、これにより上述した課題１〜４を解決したものである。この場合、後述する実施例，比較例に示されているように、上記表面セルの個数が６０個未満であると、上記課題２及び３のトナーの均一供給性及びトナー掻きとり性が低下し、また上記内部セルの個数が６０個を超えると長期使用時にトナー詰まりが発生し易くなり上記課題１を解決することができない。
【００１７】
本発明のトナー供給ローラは、少なくとも外周面が上記発泡体で形成されたものであり、通常は金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に上記発泡体からなる弾性層を形成した構成とされる。この場合、シャフトとローラ外周面を構成する上記発泡体からなる最外層との間に各種エラストマー等からなる１又は２層以上の中間層を成形することもできるが、本発明では、特にシャフトの外周に最外層を構成する上記発泡体が直接形成されたローラとすることが好ましい。
【００１８】
本発明のトナー供給ローラは、シャフト又はシャフトの外周に適宜な中間層を形成したローラ基体を円筒状の成形型内に配置し、該成形型内に発泡原料を注入して上記シャフト又は中間層の外周に上記発泡体からなる最外層を形成することにより、得ることできる。
【００１９】
この場合、上記発泡体を成形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、上記表面セル数及び内部セル数が得られるように適宜調整した組成の発泡原料を用いることができる。例えば、軟質ポリウレタンフォームで上記最外層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。
【００２０】
ここで、得られる発泡体のセル数（表面セル数、内部セル数）の調整は、成形型の型温（成形温度）、発泡原料の注入量、整泡剤の添加量などを適宜調整することにより、行うことができる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例，比較例を示し、本発明の効果をより具体的に示す。
内周面をフッ素樹脂でコートした円筒状の金型（１６φ）内に金属製のシャフトをセットし、この金型内に下記組成の軟質ポリウレタンフォーム未発泡混合液をよく攪拌して注入し、シャフトの外周に軟質ポリウレタンフォームからなる弾性層を形成して、トナー供給ローラを得た。その際、金型の温度、発泡原料の注入量、下記整泡剤（ＳＲＸ２７４Ｃ）の添加量を種々変更して、表１に示したように、発泡セル数（表面セル数、内部セル数）の異なる２５種類のトナー供給ローラを作製した。なお、表１中、二重線で囲まれた部分が本発明の実施例となる。また、発泡セル数（表面セル数、内部セル数）は次のようにして計数した。即ち、得られたローラの弾性層を軸方向に沿って裁断して、その裁断面に径方向に沿った一対の標線を１０ｍｍの間隔で書き込み、この裁断面を５倍の倍率で写真撮影し（写真上の標線間距離は５ｃｍ）、得られた写真上の標線間のセル数を表層部と内部とに分けて計数し、その数を２．５倍して１インチ当たりのセル数とした。
【００２２】
原料組成
ＦＴ７０３                                                ９０．０重量部
［三洋化成（株）製、ポリオール（ＯＨ価：３３）］
Ｐ０Ｐ３１−２８                                          １０．０重量部
［三井化学（株）製、ポリオール（ＯＨ価：２８）］
ジエタノールアミン                                          １．０重量部
水                                                          １．５重量部
ＳＲＸ２７４Ｃ                                      ０．５〜２．０重量部
［東レ・ダウコーニング・シリコン（株）製、整泡剤］
カオーライザー３１［花王（株）製、３級アミン触媒］          ０．５重量部
カオーライザーＮＯ１［花王（株）製、脂肪族３級アミン触媒］  １．０重量部
Ｔ８０［三井化学（株）製、ＴＤＩ（ＮＣＯ％：４８）］      ２５．０重量部
【００２３】
得られた各トナー供給ローラを、図２に示された現像装置にトナー供給ローラ１として装着して濃灰色ベタ画像を３万枚印刷し、下記方法により「トナー詰まり性」、「均一供給性」、「トナー掻きとり性」、「耐久チギレ性」を評価した。結果を表１に示す。
トナー詰まり性
３万枚プリント後のトナー供給ローラ表面を指触確認すると共に、得られた画像をチェックする。
均一供給性
初期画像と現像ローラ上のトナーのコートムラをチェックする。
トナー掻きとり性
３万枚プリント後の画像の濃度低下、カブリ、ゴーストの有無を調べる。
耐久チギレ性
３万枚プリント後の画像の縦スジ、白抜け発生の有無を調べる
【００２４】
【表１】
0005041111.tif 000002
【００２５】
表１の結果から明らかなように、表面セル数と内部セル数とを最適化した本発明のトナー供給ローラは、「トナー詰まり性」、「均一供給性」、「トナー掻きとり性」及び「耐久チギレ性」の４つの課題を全て解決することができ、バランスのよい優れた性能を有するものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトナー供給ローラによれば、「トナー詰まり性」、「均一供給性」、「トナー掻きとり性」及び「耐久チギレ性」の４つの課題ををバランスよく解決することができ、良好なトナー搬送性能（トナー供給性能）を長期に亘って安定的に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー供給ローラを構成する発泡体の断面を示す模式図である。
【図２】現像装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  トナー搬送ローラ
９  表面セル
１０  内部セル
１１  連通口
１２  開口
【図１】
0005041111.tif 000003
【図２】
0005041111.tif 000004