(57)【要約】【課題】ローラ表面の凹凸構造を改良することにより、従来に比しよりトナー搬送性および掻き取り性に優れたトナー搬送ローラを提供する。【解決手段】表面に担持したトナーを画像形成体に搬送することにより可視画像を形成する現像ローラに当接して、この現像ローラにトナーを供給するトナー搬送ローラである。軸の外周にウレタンフォームを担持してなる。ウレタンフォーム表面に壁状の凸部が形成されてなり、壁状凸部の最大幅ｗが２００〜１０００μｍの範囲内であって、かつ、高さが１０〜５００μｍの範囲内である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に担持したトナーを画像形成体に搬送することにより可視画像を形成する現像ローラに当接して、該現像ローラにトナーを供給するトナー搬送ローラであって、軸の外周にウレタンフォームを担持してなるトナー搬送ローラにおいて、
前記ウレタンフォーム表面に壁状の凸部が形成されてなり、該壁状凸部の最大幅が２００〜１０００μｍの範囲内であって、かつ、高さが１０〜５００μｍの範囲内であることを特徴とするトナー搬送ローラ。
【請求項２】
前記壁状凸部の断面形状が略三角形状である請求項１記載のトナー搬送ローラ。
【請求項３】
前記壁状凸部の形成方向が、ローラ軸方向に対し傾斜している請求項１または２記載のトナー搬送ローラ。
【請求項４】
前記壁状凸部が、ローラ表面で、全体として格子状、綾目状または千鳥状のパターンを形成してなる請求項１〜３のうちいずれか一項記載のトナー搬送ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ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を搬送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られるトナー搬送ローラ（以下、単に「ローラ」とも称する）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置等における現像部には、静電潜像を保持する画像形成体と、この画像形成体に当接して表面に担持したトナーを付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラと、この現像ローラにトナーを供給するトナー搬送ローラ（トナー供給ローラ、および、不要トナーの剥ぎ取りのためのクリーニングローラを含む）とが設けられており、トナーを、トナー収容部からトナー搬送ローラおよび現像ローラを介して画像形成体まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。  
【０００３】
この現像機構において良好な画像形成を行うには、トナーの薄層が現像ローラ表面にムラなく均一に形成され、担持されていることが必要である。従って、かかる現像機構においては、現像ローラ自体のトナー保持性能等に加え、トナー搬送ローラの性能、特には表面性能が重要となる。即ち、トナー搬送ローラには、現像ローラに当接して、摩擦帯電、トナーの供給および掻き取りを行うことにより、現像ローラ表面上に均一なトナー層を形成することが要求される。
【０００４】
上記要請を満足できる良好な表面性能を備えたトナー搬送ローラを得るために、従来より、様々な検討が重ねられてきている。かかるトナー搬送ローラとしては、一般に、ポリオール、イソシアネート、発泡剤としての水および触媒等を攪拌混合して発泡させてなるウレタンフォームを、金型内で軸と一体成形することにより得られるウレタンローラが使用されており、かかるウレタンローラにおいては、ローラ内部の発泡セルを連通化することでトナーをローラ内に保持することができ、ローラ表面の開口部を通じて保持されたトナーを現像ローラへ搬送することができる。
【０００５】
これに対し、例えば、特許文献１には、ポリウレタンフォーム層の外周面が、ロール軸方向に直線的に延びるように設けられた、２０〜３０００μｍの高さと３００〜３０００μｍのロール周方向におけるピッチを有する複数の凸条によって、凹凸表面構造とされているトナー供給ロールが開示されており、特許文献２には、ポリウレタンフォーム層の外周面が、ロール軸方向にスパイラル状に延びるように設けられた、ロール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、凹凸表面構造とされているトナー供給ロールが開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、スポンジ弾性層の外周面に、平均開口径が１０００〜３０００μｍの粗大開口凹部を点在した状態で形成するとともに、上記点在する粗大開口凹部の間に、平均開口径が１５０〜３００μｍの微細開口凹部を多数分布形成したトナー供給ロールが開示されている。
【特許文献１】特許第３５３６５９８号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２０００−５６５５６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００７−１２１６９８号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２に開示されているような溝状の凸条による凹凸表面形状を有するローラでは、流動性の高いトナーを用いた場合、溝方向の移動が制限されていないためにトナーが絶えず溝方向に沿って流動することとなり、溝内に保持されて現像ローラに搬送されるトナーの量（トナー密度）が少なくなって、画像濃度が不十分となるという問題があった。また、特許文献３の粗大開口凹部を有するローラでは、開口部形状が円形状であるために開口面積が稼げず、トナー搬送性が不十分となってしまい、また、凹部が球形状であるため、凹部の容積確保も困難であった。
【０００８】
したがって、従来のトナー搬送ローラはいずれも十分なものではなく、よりトナー搬送性および掻き取り性に優れたトナー搬送ローラの実現が求められていた。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、ローラ表面の凹凸構造を改良することにより、従来に比しよりトナー搬送性および掻き取り性に優れたトナー搬送ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討した結果、ローラ表面に、所定寸法の壁状凸部を形成することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明のトナー搬送ローラは、表面に担持したトナーを画像形成体に搬送することにより可視画像を形成する現像ローラに当接して、該現像ローラにトナーを供給するトナー搬送ローラであって、軸の外周にウレタンフォームを担持してなるトナー搬送ローラにおいて、
前記ウレタンフォーム表面に壁状の凸部が形成されてなり、該壁状凸部の最大幅が２００〜１０００μｍの範囲内であって、かつ、高さが１０〜５００μｍの範囲内であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のローラにおいては、前記壁状凸部の断面形状が略三角形状であることが好ましい。また、前記壁状凸部の形成方向が、ローラ軸方向に対し傾斜していることも好ましい。さらに、前記壁状凸部は、好適には、ローラ表面で、全体として格子状、綾目状または千鳥状のパターンを形成してなるものとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記構成としたことにより、従来に比しよりトナー搬送性および掻き取り性に優れたトナー搬送ローラを実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（ａ）に、本発明のトナー搬送ローラの一例の斜視図を示す。本発明のトナー搬送ローラ１０は、表面に担持したトナーを画像形成体に搬送することにより可視画像を形成する現像ローラに当接して、この現像ローラにトナーを供給するものであって、図示するように、軸１の外周にウレタンフォーム２を担持してなるものである。
【００１５】
図２に、本発明のトナー搬送ローラの一例の表面凹凸構造を示す。図示するように、本発明のローラのウレタンフォーム表面には、壁状の凸部が形成されている。表面にかかる壁状凸部を設けることで、掻き取り性能を維持しながら開口面積を稼ぐことが可能であり、これにより搬送量を向上することが可能となる。また、本発明に係る表面凹凸構造によれば、従来のように凹部に含まれるトナーが凹溝を伝って流れ落ちる現象を防止でき、凹部に蓄えて搬送されるトナーの量が増大するため、この点でも、画像濃度を向上することが可能となる。すなわち、壁状凸部を適宜配置で設けることによりトナーの流動性が抑えられるため、壁状凸部により形成される開口部（凹部）に含まれるトナー密度が上がって、搬送されるトナーの量が増大するのである。また、現像ローラに押し付けられた際のトナーの流動が低減できるため、この点からもトナーの搬送効率を向上することができる。
【００１６】
本発明に係る壁状凸部の最大幅ｗは、２００〜１０００μｍの範囲内とすることが必要である。壁状凸部の最大幅ｗを薄くすることで、さらに搬送量を向上することができる一方、最大幅ｗが薄すぎると、脱型時や使用時に千切れなどが生じやすくなる。
【００１７】
また、本発明に係る壁状凸部の高さは、１０〜５００μｍの範囲内とすることが必要である。壁状凸部の高さを上記範囲とすることで、トナー搬送性と掻き取り性能とをいずれも良好に向上することができる一方、この高さが５００μｍを超えると掻き取り性能が低下するおそれがあり、また、１０μｍ未満であると搬送性が低下するおそれがある。
【００１８】
また、壁状凸部は、開口部の容積を大きく確保する観点からは、例えば、図示するように、図示するように、断面略三角形状とすることが好ましい。
【００１９】
本発明においては、図示するように、壁状凸部が、ローラ表面で、全体として格子状のパターンを形成してなることが好ましい。壁状凸部を組合せて、規則的な格子状パターンの凸部を形成することで、容積効率を高めて、搬送性を向上することができる。この場合の各格子の形状は、矩形のみならずひし形、平行四辺形などでもよく、その寸法は例えば、各格子を形成する凸部間の間隔Ｘ，Ｙについて、０．５〜３ｍｍとすることができる。
【００２０】
なお、各図中、矢印はローラの軸方向を示しており、特に限定はされないが、本発明において壁状凸部は、図示するように、ローラ軸方向に対し傾斜させて設けることが好ましい。これにより、トナーの掻き取りムラを低減することができる。具体的には例えば、ローラ軸方向に対し２０〜７０°をなすように設けることができる。特に、図示する格子状パターンの場合には、その格子の対角線の方向がローラ軸方向およびそれに直交する方向と略一致するよう設けることが好ましい。
【００２１】
また、図４（ａ），（ｂ）および図５（ａ），（ｂ）はそれぞれ、ローラ表面に形成された壁状凸部の他の例を示しており、壁状凸部を、前者は綾目状に配置した場合、後者は千鳥状に配置した場合を示す。このように、壁状凸部を互いに接触させずに配置した場合には、ローラ表面に形成される開口凹部が互いに連通することとなるため、これにより、凹部内のトナー密度をある程度確保しつつ、凹部の底付近にトナーが滞留した場合でも、各凹部間でトナーを流動させることができ、循環性を向上させることが可能となる。この場合の各部の好適寸法は、壁状凸部間の距離Ａ，Ａ１，Ａ２が０．５〜３ｍｍ、壁状凸部のローラ軸方向（図中の矢印方向）に対しなす角βが２０〜７０°である。なお、本発明において、壁状凸部の配置パターンは、これらに制限されないことはいうまでもない。
【００２２】
本発明のトナー搬送ローラは、例えば、図６に概略的に示す非磁性一成分系の現像装置に適用することができ、この場合、トナー搬送ローラ１０は、現像ローラ１２に当接して配置され、トナー収容部内のトナー１４を一旦現像ローラ１２の表面に担持させて、これを介して画像形成体１３に搬送することにより、静電潜像の可視化を行う現像プロセスの一部を構成する。
【００２３】
本発明のローラは、図１（ｂ）に示すような、内周面Ａに凹凸を形成した円筒状のローラ製造用金型２０を用いることで、容易に製造することが可能である。すなわち、内周面Ａに、ローラ表面の壁状凸部に対応する、溝状凹部が形成された金型を用いる。
【００２４】
かかる金型内周面に設ける凹凸の一例として、図３に、図２のローラ表面の凹凸構造に対応する金型内周面の凹凸構造を示す。内周面Ａに、図示するような格子状の凹部を有する金型を用いることで、図２に示すような格子状の凸部を有するトナー搬送ローラを、低コストかつ短時間で所望の深さにて形成することができる。
【００２５】
なお、本発明のローラを、上記のような金型を用いて製造する際の具体的な方法についても特に制限はなく、常法に従い行うことができ、例えば、金型２０の内周面に所望に応じシリコーン系等の離型剤を塗布した後、軸１を、図１（ｂ）に示すようにセットして、ウレタンフォーム原料に適宜添加剤を加えた混合液を注入、発泡させることにより、軸１の外周にウレタンフォーム２を担持してなり、その表面に凹凸が形成されてなるローラ１０を得ることができる（同図（ａ））。
【００２６】
本発明のローラの製造に用いられる金型内周面の凹凸は、例えば、転造加工により形成することができる。転造加工を用いることで、凹凸の表面形状に継ぎ目がなく、かつ、ローラに要求される深い凹凸形状を与えることができるとともに、繰り返し使用にも耐え得る成形金型を、安価にかつ短時間で作製することが可能である。また、凹凸形状の角部をシャープに形成することができるので、ローラの掻き取り性能をより向上することができる。特に、転造加工は規則的な連続凹凸を形成するのに適しているため、転造加工により凹凸が形成された金型を用いることで、所望の規則的な表面凹凸形状を有するトナー搬送ローラを容易に得ることが可能となる。また、転造加工を用いれば、凹凸の高低差が１０〜５００μｍの範囲内であるような形状でも、角部のダレを生ずることなく形成することができる点でもメリットが大きい。さらに、図３に示すような規則的な格子状パターンの凹凸についても、凹凸のピッチを内周面Ａの円周に合わせることで、転造加工により容易に形成することが可能である。
【００２７】
本発明のトナー搬送ローラは、表面に上記特定寸法の壁状凸部を有する点のみが重要であり、これにより本発明の所期の効果が得られるものであって、それ以外の具体的なローラ形状、材料等については、特に制限されるものではない。
【００２８】
ここで、本発明のトナー搬送ローラは表面に比較的高さの高い凹凸を有するため、上記金型を用いてローラを製造するに際しては、脱型時にローラ表面が金型内周面の凹凸に引っ掛かったり、千切れたり、毛羽立ったりすることなく、スムーズに脱型することができることが重要である。かかる観点から、ローラ材料としては、伸び性に優れ、かつ、強度の高い軟質ウレタンフォームを用いることが好ましい。好適には、伸び率１００％以上のウレタンフォームを用いる。
【００２９】
かかるウレタンフォームの材料としては、樹脂中にウレタン結合を含むものであれば、特に制限はないが、例えば、以下のようなものを用いることができる。
【００３０】
ポリオール成分としては、例えば、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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、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、３０００〜５０００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、４０００〜８０００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。後述するように、官能基数が少なく同官能基数の場合は、分子量が大きいほうが高い伸び率を実現できるため、好ましい。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
また、ウレタンフォームを構成するイソシアネートとしては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体が用いられる。これらの中でも芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）またはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはその誘導体が好適に用いられる。
【００３７】
トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、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、ポリオール等で変性したウレタン変性物等が用いられる。ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンまたは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または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または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。また、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をブレンドして用いることもできる。
【００３８】
また、イソシアネートをポリオールによりあらかじめプレポリマー化してもよく、その方法としては、ポリオールとイソシアネートを適当な容器に入れ、充分に攪拌し、３０〜９０℃、より好ましくは４０〜７０℃に、６〜２４０時間、より好ましくは２４〜７２時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオールとイソシアネートとの分量の比率は、得られるプレポリマーのイソシアネート含有率が４〜３０重量％となるように調節することが好ましく、より好ましくは６〜１５重量％である。イソシアネートの含有率が４重量％未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供することができなくなるおそれがある。また、イソシアネートの含有率が３０重量％を超えると、プレポリマー化されていないイソシアネートの含有量が増加し、このポリイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応において用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経ないワンショット製法に類似の反応機構により硬化するため、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。イソシアネートをあらかじめポリオールによりプレポリマー化したイソシアネート成分を用いる場合のポリオール成分としては、上記ポリオール成分に加えて、エチレングリコールや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やソルビトール等のポリオール類やそれらの誘導体を用いることもできる。
【００３９】
ウレタンフォームには、上記ポリオール成分およびイソシアネート成分に加え、所望に応じて導電剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤等を添加することができ、これにより所望に応じた層構造とすることができる。また、難焼剤や充填材、イオン導電剤や電子導電剤等の導電剤、公知の充填剤や架橋剤等を適宜使用することも可能である。
【００４０】
イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリ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、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリ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、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、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アンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属や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、スルホン酸塩などが挙げられる。
【００４１】
また、電子導電剤の例としては、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；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；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、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、通常は、ポリオールとイソシアネートとの総量１００重量部に対し、０．１〜４０重量部、好ましくは０．３〜２０重量部の割合である。
【００４２】
ウレタンフォーム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ビス（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、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
本発明においては、ウレタンフォーム配合中にシリコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。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が好適に用いられ、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。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。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリオール成分とイソシアネート成分との総量１００重量部に対して０．１〜１０重量部とすることが好ましく、０．５〜５重量部とすることが更に好ましい。
【００４４】
本発明におけるウレタンフォーム原料の発泡方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法（不活性ガスを混入しながら機械的攪拌により発泡させる方法）、水発泡法、発泡剤フロス法等の方法を用いることができる。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化炭素、乾燥空気等のウレタンフォーム原料と反応しない気体が挙げられる。
【００４５】
また、本発明において、ウレタンフォーム２は、表面に内部から連通するセル開口部を有することが好ましく、これにより、トナーがフォーム内部から良好に供給され、トナー搬送量の不安定化の問題が解消されることになる。好ましくは、セル開口部の径が５０〜４００μｍであり、また、開口部のウレタンフォーム表面１ｃｍ２あたりの個数が１００〜２０００個であることが好ましい。かかるセル開口部を有する構造を得るためのウレタンフォームの形成は、ポリウレタン配合と離型剤との組合せで、従来技術に基づき行うことができる。
【００４６】
さらに、本発明のローラに用いる軸１としては、特に制限はなく、いずれのものも使用し得るが、例えば、硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルや亜鉛等のめっきを施したものや、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトを用いることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
図１（ｂ）に示すような円筒状の金型（ＳＵＳ製、内径φ１２ｍｍ×長さ２９０ｍｍ（弾性層形成部長さ：２２０ｍｍ））に軸１としての鉄製シャフト（直径φ６ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）を挿入し、上型と下型とで軸１を固定した。この金型内に、下記表１に示す配合にて調製されたウレタンフォーム原料を注入、発泡させて、６０℃０．５時間で硬化させることにより、軸の外周にウレタンフォームを担持してなるトナー搬送ローラを製造した。
【００４８】
＜各実施例および比較例＞
使用する金型の内周面に、それぞれ下記表２に示すローラ表面の凸部形状に対応する凹部を転造加工により設けることで、各供試ローラの表面に、それぞれ凹凸形状を形成した。各図中、ローラ軸方向を矢印にて示す。なお、実施例５のみは、格子状の壁状凸部の形成方向をローラ軸方向に沿う方向として作製した。すなわち、実施例１，２等とは、壁状凸部の形成方向が４５°異なる。
【００４９】
【表１】
2009009065.tif 000003
＊１：三洋化成（株）製、３官能ポリエーテルポリオール（Ｍｗ：５，０００）
＊２：旭硝子（株）製、３官能ポリエーテルポリオール（Ｍｗ：７，０００）
＊３：三洋化成（株）製、２官能ポリエーテルポリオール（Ｍｗ：４，０００）
＊４：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製、シリコーン整泡剤
＊５：花王（株）製、３級アミン触媒
＊６：花王（株）製、脂肪族３級アミン触媒
【００５０】
＜トナー吐出量測定＞
得られた各供試ローラのウレタンフォームにトナーを満たして、１ｍｍ押し込んだ状態で転がし、幅２２０ｍｍ、転がし距離５０ｍｍあたりに吐き出されたトナー重量を測定した。
【００５１】
＜画像濃度測定および画像ムラの判定＞
各供試ローラを対応するプリンタに装着して画像出しテストを行い、マクベス濃度計を用いて画像濃度が規定値に達しているか否かを判定した。規定値に達しているものを○、達していないものを×とした。また、画像ムラの有無につき、○：画像ムラが見られないもの、△：画像ムラが見られるものの問題にはならないレベルのもの、×：明確な画像ムラが見られるもの、の評価基準にて判定した。
これらの結果を、下記の表２中に併せて示す。
【００５２】
【表２】
2009009065.tif 000004
【００５３】
上記表２に示すように、比較例１の供試ローラにおいては、表面に凹凸構造を形成しなかったためにトナー吐出量が上がらず、画像濃度が向上しなかった。また、ディンプル状の凹部を設けた比較例２の供試ローラにおいては、凹部の容積が小さいためにトナー吐出量が上がらず、やはり画像濃度が向上しなかった。さらに、比較例３の供試ローラでは、凸部が高すぎるために脱型時に千切れが生じて、これに起因する画像ムラが生じてしまった。
【００５４】
これに対し、実施例１，２の供試ローラにおいては、高いトナー吐出量を確保することで十分な画像濃度を得ることができ、かつ、画像ムラの発生もないことが確認できた。また、実施例３，４の平行な壁状凸部を設けた供試ローラにおいては、開口凹溝を仕切るリブがないために、現像ローラを押し付けた際にトナーが溝方向に沿って流れ、画像濃度にやや劣る結果となった。さらに、壁状凸部をローラ軸方向に対し傾けずに形成した実施例５の供試ローラにおいては、回転方向に平行にトナー掻き取りがされるため、画像に壁状凸部のパターンがわずかに現れた。さらにまた、実施例６の供試ローラでは、画像評価には現れなかったが、ウレタンフォーム配合の違いから凸部が一部千切れてしまった。なお、表中には示さないが、壁状凸部の配置を図４に示すような綾目状とした場合には、トナー詰まりが減少することから、連続使用の耐久上さらに良好な結果が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】（ａ）は、本発明のトナー搬送ローラの一例を示す概略斜視図であり、（ｂ）はその製造に用いられるローラ製造用金型の一例を示す略斜視図である。
【図２】本発明のトナー搬送ローラの表面に形成された格子状の壁状凸部の一例を示す概略斜視図である。
【図３】ローラ製造用金型の内周面に形成された格子状の凹部を示す概略斜視図である。
【図４】ローラ表面に綾目状に形成された壁状凸部の一例を示す説明図である。
【図５】ローラ表面に千鳥状に形成された壁状凸部の一例を示す説明図である。
【図６】非磁性一成分系の現像装置の一例を示す概略図である。
【図７】実施例３、４および比較例２のローラ表面に形成された凹凸形状を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  軸
２  ウレタンフォーム
１０  トナー搬送ローラ
１２  現像ローラ
１３  画像形成体
１４  トナー
２０  ローラ製造用金型
【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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