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Patent Searching and Data


Title:
TONER CONVEYANCE ROLLER, MOLD FOR PRODUCING ROLLER, AND METHOD OF PRODUCING THE MOLD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/004903
Kind Code:
A1
Abstract:
A toner conveyance roller having better toner conveyance ability and scraping ability than conventional products. These are achieved by improving a projection/depression structure on the surface of the roller. The toner conveyance roller conveys toner carried on the surface of the roller to an image forming body to cause the toner to be in contact with an image development roller for forming a visible image, thereby supplying the toner to the image development roller. Urethane foam is carried on the outer periphery of a shaft, and wall-like projections are formed on the surface of the urethane foam. Each wall-like projection has a maximum width w in the range of 200 - 1000 μm and a height in the range of 10 - 500μm.

Inventors:
MASUYAMA TORU (JP)
KAWANO KOTA (JP)
TAKAHASHI WATARU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/060751
Publication Date:
January 08, 2009
Filing Date:
June 12, 2008
Export Citation:
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Assignee:
BRIDGESTONE CORP (JP)
MASUYAMA TORU (JP)
KAWANO KOTA (JP)
TAKAHASHI WATARU (JP)
International Classes:
G03G15/08; B29C33/42
Foreign References:
JP2000056556A2000-02-25
JPH1138749A1999-02-12
JPH04109266A1992-04-10
JP2003334820A2003-11-25
JP2007071906A2007-03-22
JP2003080533A2003-03-19
JP2005093162A2005-04-07
JP2006064773A2006-03-09
Attorney, Agent or Firm:
SUGIMURA, Kenji et al. (3-2-1 Kasumigaseki, Chiyoda-k, Tokyo 13, JP)
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Claims:
 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。
 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。
 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。
 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。
 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の製造に用いられる円筒状のローラ製造用金型において、
 内周面に、転造加工により形成された溝状の凹部を有することを特徴とするローラ製造用金型。
 肉厚が1~10mmの範囲内である請求項5記載のローラ製造用金型。
 前記溝状凹部の最大幅が200~1000μmの範囲内である請求項5または6記載のローラ製造用金型。
 前記溝状凹部の深さが10~500μmの範囲内である請求項5~7のうちいずれか一項記載のローラ製造用金型。
 前記溝状凹部の断面形状が略三角形状である請求項5~8のうちいずれか一項記載のローラ製造用金型。
 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の製造に用いられる円筒状のローラ製造用金型の製造方法であって、内周面に溝状の凹部が形成されてなるローラ製造用金型の製造方法において、
 前記凹部を、転造加工により形成することを特徴とするローラ製造用金型の製造方法。
Description:
トナー搬送ローラ並びにローラ 造用金型及びその製造方法

 本発明は、複写機やプリンタ等の画像形 装置において、感光体や紙等の画像形成体 トナーを搬送してその表面に可視画像を形 する現像ローラに対し、トナーを供給する 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。また、 発明はローラ製造用金型(以下、単に「金型 とも称する)およびその製造方法に関し、詳 しくは、ローラの製造に用いられるローラ製 造用金型およびその製造方法に関する。

 一般に、複写機、プリンタ等の電子写真 式の画像形成装置等における現像部には、 電潜像を保持する画像形成体と、この画像 成体に当接して表面に担持したトナーを付 させることにより静電潜像を可視画像化す 現像ローラと、この現像ローラにトナーを 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 、トナーを、トナー収容部からトナー搬送 ーラおよび現像ローラを介して画像形成体 で搬送する一連のプロセスにより、画像形 が行われる。

 この現像機構において良好な画像形成を うには、トナーの薄層が現像ローラ表面に ラなく均一に形成され、担持されているこ が必要である。従って、かかる現像機構に いては、現像ローラ自体のトナー保持性能 に加え、トナー搬送ローラの性能、特には 面性能が重要となる。即ち、トナー搬送ロ 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 り、現像ローラ表面上に均一なトナー層を 成することが要求される。

 上記要請を満足できる良好な表面性能を えたトナー搬送ローラを得るために、従来 り、様々な検討が重ねられてきている。か るトナー搬送ローラとしては、一般に、ポ オール、イソシアネート、発泡剤としての および触媒等を攪拌混合して発泡させてな ウレタンフォームを、金型内で軸と一体成 することにより得られるウレタンローラが 用されており、かかるウレタンローラにお ては、ローラ内部の発泡セルを連通化する とでトナーをローラ内に保持することがで 、ローラ表面の開口部を通じて保持された ナーを現像ローラへ搬送することができる

 これに対し、例えば、特許第3536598号公報 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、特開2000-56556号公報 は、ポリウレタンフォーム層の外周面が、 ール軸方向にスパイラル状に延びるように けられた、ロール周方向に歯車形状の断面 もって延びる複数の凸条によって、凹凸表 構造とされているトナー供給ロールが開示 れている。

 また、特開2007-121698号公報には、スポン 弾性層の外周面に、平均開口径が1000~3000μm 粗大開口凹部を点在した状態で形成すると もに、上記点在する粗大開口凹部の間に、 均開口径が150~300μmの微細開口凹部を多数分 形成したトナー供給ロールが開示されてい 。

 一方、上述のウレタンロールの製造に関 ては、例えば、最終ロール形状を与える成 キャビティ内での発泡成形により、芯金の りに軟質ポリウレタンスポンジ層を一体的 形成するトナー供給ロールの製造方法が公 である(特許第3881719号公報参照)。

 また、上述の特開2000-56556号公報には、ポ リウレタンフォーム層外周面のスパイラル状 の凸条を成形型内面に設けた螺旋状凹溝の転 写により形成すること、および、この螺旋状 凹溝が、型内面のエッチング加工、放電加工 (ワイヤカット)、ヘリカルブローチ加工等に る螺旋溝入れ切削加工や、電鋳めっきや鋳 による形状転写により形成されうることに いても開示されている。

 また、特開2002-236416号公報には、ウレタ フォーム層が、表面に高さ10~200μmの突起部 有し、かつ、この突起部が、金軸およびウ タンフォーム層を一体成形する型内にて形 されてなるトナー供給ローラが開示されて り、かかるトナー供給ローラが、内壁表面 突起部に対応する凹部を設けた成形型を用 て一体成形時に形成されること、また、こ 凹部が、放電加工等により直接、またはフ ルム等にあらかじめ所望の凹みをつけたも を型内に密着もしくは貼り付ける等の方法 より形成されることについても開示されて る。

 さらに、特開2007-121698号公報には、スポ ジ弾性層の外周面に、平均開口径が1000~3000μ mの粗大開口凹部を点在した状態で形成する 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 布形成したトナー供給ロールが開示されて り、かかるトナー供給ロールが、内周面に 上記粗大開口凹部を賦形するための凸部が 定間隔で突設された円筒型を用いて得られ ことについても開示されている。さらにま 、特開2003-334820号公報には、UV硬化樹脂加工 、EB硬化樹脂加工、光造形加工、電子ビーム 工、プラズマ加工、プラズマエッチング加 、イオンビーム加工、レーザ加工、フォト エッチング加工、ウェット・エッチング加 及び機械加工から選ばれる加工方法で、円 、楕円形、レーストラック形、三角形、四 形、五角形、六角形もしくは八角形に近似 た形状の複数個の凹部又は凸部が配列した 細なパターン、平行する複数の溝形状の微 なパターン又はスパイラルの溝形状の微細 パターンを、ローラの外径と同一の外径を する円柱状の母型の表面に形成し、この母 を用いて電鋳法又はセラミックシェルモー ド法により、上記母型に形成されたパター が筒の内面に転写されてなる筒型モールド 開示されている。

 しかしながら、特許第3536598号公報及び特 開2000-56556号公報に開示されているような溝 の凸条による凹凸表面形状を有するローラ は、流動性の高いトナーを用いた場合、溝 向の移動が制限されていないためにトナー 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 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、特開2007-121698号公報の粗大開口凹部を有 るローラでは、開口部形状が円形状である めに開口面積が稼げず、トナー搬送性が不 分となってしまい、また、凹部が球形状で るため、凹部の容積確保も困難であった。

 したがって、従来のトナー搬送ローラは ずれも十分なものではなく、よりトナー搬 性および掻き取り性に優れたトナー搬送ロ ラの実現が求められていた。

 そこで本発明の目的は、上記問題を解消 て、ローラ表面の凹凸構造を改良すること より、従来に比しよりトナー搬送性および き取り性に優れたトナー搬送ローラを提供 ることにある。

 また、上述のように、内周面を加工した 形型を用いて表面に所定の凹凸構造を有す トナー搬送ローラを得ることについては、 来より種々行われている。しかしながら、 来の溝状やランダムな突起状、半球状凹部 どの凹凸構造よりも、より微細で規則的な 面凹凸構造をローラ表面に形成しようとす 場合には、従来用いられている加工方法で 十分なものではなかった。

 例えば、ブローチ加工を用いた加工では 溝状の凹凸しか形成できず、また、放電加 による成形金型の加工は、高コストであっ 、深い凹部を設ける場合には加工時間がか るため、実用的ではなかった。また、凹み つけたフィルムを金型内に貼り付ける方法 は、フィルムの継ぎ目箇所が必ず発生する めに、この継ぎ目部分が表面に転写された ーラとなり、画像形成装置に組み付けて使 した際に、この継ぎ目跡が画像に反映され しまうという問題があった。またこの場合 金型を繰り返し用いると、フィルムの剥離 劣化、破損などが生ずるという問題も有し いた。さらに、エッチング加工についても 放電加工と同様にコスト高となるとともに 開口部のエッヂ部分がダレてしまうため、 き取り性能が低下してしまうという難点が った。

 上記のように、従来の金型加工方法は、 ずれも十分なものではなく、より低コスト つ短時間で加工が可能であって、所望の表 凹凸形状を容易にローラ表面に形成するこ のできる技術の確立が求められていた。

 そこで本発明の他の目的は、上記問題を 消して、従来に比し低コストかつ短時間で 工が可能であって、所望の表面凹凸形状を するローラを容易に製造することのできる ーラ製造用金型およびその製造方法を提供 ることにある。

 本発明者らは鋭意検討した結果、ローラ 面に、所定寸法の壁状凸部を形成すること 、上記課題を解決できることを見出して、 発明を完成するに至った。

 すなわち、本発明のトナー搬送ローラは、 面に担持したトナーを画像形成体に搬送す ことにより可視画像を形成する現像ローラ 当接して、該現像ローラにトナーを供給す トナー搬送ローラであって、軸の外周にウ タンフォームを担持してなるトナー搬送ロ ラにおいて、
 前記ウレタンフォーム表面に壁状の凸部が 成されてなり、該壁状凸部の最大幅が200~100 0μmの範囲内であって、かつ、高さが10~500μm 範囲内であることを特徴とするものである

 本発明のローラにおいては、前記壁状凸 の断面形状が略三角形状であることが好ま い。また、前記壁状凸部の形成方向が、ロ ラ軸方向に対し傾斜していることも好まし 。さらに、前記壁状凸部は、好適には、ロ ラ表面で、全体として格子状、綾目状また 千鳥状のパターンを形成してなるものとす 。

 また、本発明者らは鋭意検討した結果、 型内周面の凹凸形成を、転造加工を用いて うことで、上記課題を解決できることを見 して、本発明を完成するに至った。

 すなわち、本発明のローラ製造用金型は、 面に担持したトナーを画像形成体に搬送す ことにより可視画像を形成する現像ローラ 当接して、該現像ローラにトナーを供給す トナー搬送ローラの製造に用いられる円筒 のローラ製造用金型において、
 内周面に、転造加工により形成された溝状 凹部を有することを特徴とするものである

 本発明の金型は、肉厚が1~10mmの範囲内で ることが好ましい。また、本発明の金型に いては、前記溝状凹部の最大幅が200~1000μm 範囲内であることが好ましく、前記溝状凹 の深さが10~500μmの範囲内であることが好ま い。さらに、前記溝状凹部の断面形状は、 適には略三角形状である。

 また、本発明のローラ製造用金型の製造方 は、表面に担持したトナーを画像形成体に 送することにより可視画像を形成する現像 ーラに当接して、該現像ローラにトナーを 給するトナー搬送ローラの製造に用いられ 円筒状のローラ製造用金型の製造方法であ て、内周面に溝状の凹部が形成されてなる ーラ製造用金型の製造方法において、
 前記凹部を、転造加工により形成すること 特徴とするものである。

 本発明によれば、上記構成としたことに り、従来に比しよりトナー搬送性および掻 取り性に優れたトナー搬送ローラを実現す ことが可能となった。また、本発明によれ 、上記構成としたことにより、従来に比し コストかつ短時間で加工が可能であって、 望の表面凹凸形状を有するローラを容易に 造することのできるローラ製造用金型およ その製造方法を実現することが可能となっ 。

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、図1(b)はその 造に用いられる、本発明のローラ製造用金 の一例を示す略斜視図である。 図2は、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は、本発明の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は、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は、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は、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は、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。 図8は、金型内周面に綾目状に形成され た溝状凹部の一例を示す説明図である。 図9は、金型内周面に千鳥状に形成され た溝状凹部の一例を示す説明図である。

符号の説明

 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

 以下、本発明の好適実施形態につき、図面 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 送することにより可視画像を形成する現像 ーラに当接して、この現像ローラにトナー 供給するものであって、図示するように、 1の外周にウレタンフォーム2を担持してな ものである。

 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、 送されるトナーの量が増大するのである。 た、現像ローラに押し付けられた際のトナ の流動が低減できるため、この点からもト ーの搬送効率を向上することができる。

 本発明に係る壁状凸部の最大幅wは、200~10 00μmの範囲内とすることが必要である。壁状 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 すぎると、脱型時や使用時に千切れなどが じやすくなる。

 また、本発明に係る壁状凸部の高さは、1 0~500μmの範囲内とすることが必要である。壁 凸部の高さを上記範囲とすることで、トナ 搬送性と掻き取り性能とをいずれも良好に 上することができる一方、この高さが500μm 超えると掻き取り性能が低下するおそれが り、また、10μm未満であると搬送性が低下 るおそれがある。

 また、壁状凸部は、開口部の容積を大き 確保する観点からは、例えば、図示するよ に、図示するように、断面略三角形状とす ことが好ましい。

 本発明においては、図示するように、壁 凸部が、ローラ表面で、全体として格子状 パターンを形成してなることが好ましい。 状凸部を組合せて、規則的な格子状パター の凸部を形成することで、容積効率を高め 、搬送性を向上することができる。この場 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 、各格子を形成する凸部間の間隔X,Yについ 、0.5~3mmとすることができる。

 なお、各図中、矢印はローラの軸方向を しており、特に限定はされないが、本発明 おいて壁状凸部は、図示するように、ロー 軸方向に対し傾斜させて設けることが好ま い。これにより、トナーの掻き取りムラを 減することができる。具体的には例えば、 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。

 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,A 1 ,A 2 が0.5~3mm、壁状凸部のローラ軸方向(図中の矢 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。

 本発明のトナー搬送ローラは、例えば、 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 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 形成体13に搬送することにより、静電潜像 可視化を行う現像プロセスの一部を構成す 。

 本発明のトナー搬送ローラは、表面に上 特定寸法の壁状凸部を有する点のみが重要 あり、これにより本発明の所期の効果が得 れるものであって、それ以外の具体的なロ ラ形状、材料等については、特に制限され ものではない。

 ところで、本発明のローラは、図1(b)に示 すように、内周面Aに凹凸を形成した円筒状 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、本発明の金型20においては、 周面Aに、転造加工により形成された溝状の 部を有する点が重要である。転造加工を用 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 えることができるとともに、繰り返し使用 も耐え得る成形金型を、安価にかつ短時間 作製することが可能となった。また、凹凸 状の角部をシャープに形成することができ ので、掻き取り性能をより向上することが きる。特に、転造加工は規則的な連続凹凸 形成するのに適しているため、本発明の金 を用いることで、所望の規則的な表面凹凸 状を有するトナー搬送ローラを容易に得る とが可能となる(図1(a))。

 本発明は特に、高低差が大きい凹凸を形 する際に有用であり、例えば、深さが10~500 mである溝状凹部についても、角部のダレを ずることなく形成することができる点でメ ットが大きい。このような深い溝状凹部を する金型とすることで、得られるトナー搬 ローラのトナー搬送量を向上するとともに 掻き取り性能をより向上することができる なお、溝状凹部の深さが500μmを超えると、 き取り性能が低下するおそれがあり、一方 10μm未満であると搬送性が低下するおそれ ある。

 図3に、本発明の金型内周面Aに形成され 溝状凹部の一例を示す。図示する例では、 状凹部を組合せて、規則的な格子状パター の凹部を内周面Aに形成している。内周面Aに このような格子状パターンの凹部を有する金 型を用いることで、図2に示すような格子状 凸部を表面に有するトナー搬送ローラを容 に得ることができ、これにより、凹凸の高 差とあいまって、搬送量の向上と掻き取り 能の向上とを、効果的に実現することが可 である。また、現像ローラに押し付けられ 際のトナーの流動が低減できるため、この からもトナーの搬送効率を向上することが きる。かかる規則的な格子状パターンの凹 は、凹凸のピッチを内周面Aの円周に合わせ ことで、転造加工により容易に形成するこ が可能である。

 なお、各図中、矢印はローラの軸方向を しており、特に限定はされないが、本発明 おいて溝状凹部は、図示するように、ロー 軸方向に対し傾斜させて設けることが好ま い。これにより、トナーの掻き取りムラを 減することができる。具体的には例えば、 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。

 また、格子状パターンの場合の各格子の 状は、矩形のみならずひし形、平行四辺形 どでもよく、その寸法は例えば、各格子を 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。

 さらに、溝状凹部の断面形状は、ローラ 面における開口部(凹部)の容積を大きく確 する観点からは、例えば、図示するように 三角形状とすることができ、ローラ表面の 部の最大幅wに対応する溝状凹部の最大幅は 例えば、200~1000μmとすることができる。こ 最大幅を薄くすることで、さらに搬送量を 上することができる一方、最大幅が薄すぎ と、脱型時や使用時に千切れやすくなって まう。

 図8(a),(b)および図9(a),(b)はそれぞれ、金型内 周面に形成された溝状凹部の他の例を示して おり、溝状凹部を、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。 これらの凹凸パターンを有する金型を用いる ことで、それぞれ綾目状または千鳥状の凸部 を表面に有するトナー搬送ローラを容易に得 ることができる。このように、溝状凹部を互 いに接触させずに配置した場合には、得られ るローラの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、溝状凹部間の距離A ,A 1 ’,A 2 ’が0.5~3mm、溝状凹部のローラ軸方向(図中の 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、溝状凹部の配置パター ンは、これらに制限されないことはいうまで もない。

 なお、本発明においては、転造加工前の 型として、肉厚が1~10mmのものを用いること 好ましい。加工前の金型の肉厚が薄すぎる 、加工時に金型が変形して、ローラ形状に を生ずる場合がある。かかる厚肉の金型に 造加工を施すことで、肉厚が1~10mmの範囲内 金型20を得ることができる。ここで、転造 工は、金型の内側から行うことが好適であ が、外側から行ってもよく、この場合には 金型の肉厚を小さくしておくことが好まし 。例えば、加工前の金型の肉厚を0.5~2mmとす ばよい。

 本発明においては、金型の内周面に、転 加工により上記溝状凹部を設けるものであ ば、それ以外の金型の材質や具体的構造、 造加工以外の金型の製造工程の詳細等につ ては、常法に従い実施することができ、特 制限されるものではない。

 また、本発明の金型を用いてローラを製 する際の具体的な方法についても特に制限 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 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 2を担持してなり、その表面に凹凸が形成さ てなるローラ10を得ることができる(同図(a)) 。

 なお、本発明の金型を用いてトナー搬送 ーラを製造するにあたっては、金型内周面 幅が狭く深さの深い溝状凹部により、幅が く高さの高い凸部をローラ表面に形成する とになるため、脱型時にこの凸部が金型内 面の凹凸に引っ掛かったり、千切れたり、 羽立ったりすることなく、スムーズに脱型 ることができることが重要である。かかる 点から、ローラ材料としては、伸び性に優 、かつ、強度の高い軟質ウレタンフォーム 用いることが好ましい。好適には、伸び率1 00%以上のウレタンフォームを用いる。

 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 のを用いることができる。

 ポリオール成分としては、例えば、エチ ンオキサイドとプロピレンオキサイドとを 加重合したポリエーテルポリオール、ポリ トラメチレンエーテルグリコール、酸成分 グリコール成分を縮合したポリエステルポ オール、カプロラクトンを開環重合したポ エステルポリオール、ポリカーボネートジ ール等を用いることができる。

 エチレンオキサイドとプロピレンオキサ ドとを付加重合したポリエーテルポリオー としては、例えば、水、プロピレングリコ ル、エチレングリコール、グリセリン、ト 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 タエリスリトール、エチレンジアミン、メ ルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビ ール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、 チレンオキサイドとプロピレンオキサイド 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 グリコール、グリセリン、トリメチロール ロパン、ヘキサントリオールを出発物質と たものが好適である。付加するエチレンオ サイドとプロピレンオキサイドの比率やミ ロ構造については、エチレンオキサイドの 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。

 なお、かかるポリエーテルポリオールの 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 2官能となり、重量平均分子量で300~6000の範 のものが好ましく、3000~5000の範囲のものが り好ましい。また、グリセリン、トリメチ ールプロパン、ヘキサントリオールを出発 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 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 ンドして用いることもできる。後述するよ 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 るため、好ましい。

 また、ポリテトラメチレンエーテルグリ ールは、例えば、テトラヒドロフランのカ オン重合によって得ることができ、重量平 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。

 さらに、ポリテトラメチレンエーテルグ コールと、エチレンオキサイドとプロピレ オキサイドとを付加重合したポリエーテル リオールとをブレンドして用いることも好 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 囲となるよう用いることが好適である。

 また、上記ポリオール成分とともに、ポ オールをアクリロニトリル変性したポリマ ポリオール、ポリオールにメラミンを付加 たポリオール、ブタンジオール等のジオー 類、トリメチロールプロパンなどのポリオ ル類やこれらの誘導体を併用することもで る。

 また、ウレタンフォームを構成するイソ アネートとしては、芳香族イソシアネート たはその誘導体、脂肪族イソシアネートま はその誘導体、脂環族イソシアネートまた その誘導体が用いられる。これらの中でも 香族イソシアネートまたはその誘導体が好 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 シアネート(MDI)またはその誘導体が好適に用 いられる。

 トリレンジイソシアネートまたはその誘 体としては、粗製トリレンジイソシアネー 、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリ ンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシ 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 ン変性物、アロハネート変性物、ウレア変 物、ビュレット変性物なども用いることが きる。また、数種類のジフェニルメタンジ ソシアネートやその誘導体をブレンドして いることもできる。

 また、イソシアネートをポリオールによ あらかじめプレポリマー化してもよく、そ 方法としては、ポリオールとイソシアネー 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 ましくは24~72時間保温する方法が挙げられ 。この場合、ポリオールとイソシアネート の分量の比率は、得られるプレポリマーの 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6~1 5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 なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化して まい、使用に供することができなくなるお れがある。また、イソシアネートの含有率 30重量%を超えると、プレポリマー化されて ないイソシアネートの含有量が増加し、こ ポリイソシアネートは、後のポリウレタン 化反応において用いるポリオール成分と、 レポリマー化反応を経ないワンショット製 に類似の反応機構により硬化するため、プ ポリマー法を用いる効果が薄れる。イソシ ネートをあらかじめポリオールによりプレ リマー化したイソシアネート成分を用いる 合のポリオール成分としては、上記ポリオ ル成分に加えて、エチレングリコールやブ ンジオール等のジオール類、トリメチロー プロパンやソルビトール等のポリオール類 それらの誘導体を用いることもできる。

 ウレタンフォームには、上記ポリオール 分およびイソシアネート成分に加え、所望 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 を添加することができ、これにより所望に じた層構造とすることができる。また、難 剤や充填材、イオン導電剤や電子導電剤等 導電剤、公知の充填剤や架橋剤等を適宜使 することも可能である。

 イオン導電剤の例としては、テトラエチ 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 シルトリメチルアンモニウム、オクタデシ トリメチルアンモニウム(例えば、ステアリ 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。

 また、電子導電剤の例としては、ケッチ ンブラック、アセチレンブラック等の導電 カーボン;SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT 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 ン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物;ニッケ 、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙 ることができる。これらの導電剤は単独で 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。

 ウレタンフォームの硬化反応に用いる触 としては、トリエチルアミン、ジメチルシ ロヘキシルアミン等のモノアミン類、テト メチルエチレンジアミン、テトラメチルプ パンジアミン、テトラメチルヘキサンジア ン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレ トリアミン、ペンタメチルジプロピレント アミン、テトラメチルグアニジン等のトリ ミン類、トリエチレンジアミン、ジメチル ペラジン、メチルエチルピペラジン、メチ モルホリン、ジメチルアミノエチルモルホ ン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン 、ジメチルアミノエタノール、ジメチルア ノエトキシエタノール、トリメチルアミノ チルエタノールアミン、メチルヒドロキシ チルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホ 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 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。

 本発明においては、ウレタンフォーム配 中にシリコーン整泡剤や各種界面活性剤を 合することが、フォーム材のセルを安定さ るために好ましい。シリコーン整泡剤とし 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 なるものが特に好ましい。ポリオキシアル レン部分の分子構造は、エチレンオキサイ の付加重合物やエチレンオキサイドとプロ レンオキサイドとの共付加重合物が好まし 、その分子末端をエチレンオキサイドとす ことも好ましい。界面活性剤としては、カ 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 テル、各種ポリエステル等のノニオン性界 活性剤が挙げられる。これらは単独で用い 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 に好ましい。

 本発明におけるウレタンフォーム原料の 泡方法としては、従来から用いられている 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 法、発泡剤フロス法等の方法を用いること できる。ここで、メカニカルフロス法にお て用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応 おいて不活性なガスであればよく、ヘリウ 、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプト 等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化 素、乾燥空気等のウレタンフォーム原料と 応しない気体が挙げられる。

 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 1cm 2 あたりの個数が100~2000個であることが好まし 。かかるセル開口部を有する構造を得るた のウレタンフォームの形成は、ポリウレタ 配合と離型剤との組合せで、従来技術に基 き行うことができる。

 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。

 以下、実施例により本発明を具体的に説明 る。
 図1(b)に示すような円筒状の金型(SUS製、内 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 金型内に、下記表1に示す配合にて調製され 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 周にウレタンフォームを担持してなるトナ 搬送ローラを製造した。

<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 向をローラ軸方向に沿う方向として作製し 。すなわち、実施例1,2等とは、壁状凸部の 成方向が45°異なる。

*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、 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

<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 トナーを満たして、1mm押し込んだ状態で転 し、幅220mm、転がし距離50mmあたりに吐き出 れたトナー重量を測定した。

<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 画像出しテストを行い、マクベス濃度計を いて画像濃度が規定値に達しているか否か 判定した。規定値に達しているものを○、 していないものを×とした。また、画像ム の有無につき、○:画像ムラが見られないも 、△: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 。

 上記表2に示すように、比較例1の供試ロ ラにおいては、表面に凹凸構造を形成しな ったためにトナー吐出量が上がらず、画像 度が向上しなかった。また、ディンプル状 凹部を設けた比較例2の供試ローラにおいて 、凹部の容積が小さいためにトナー吐出量 上がらず、やはり画像濃度が向上しなかっ 。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。

 これに対し、実施例1,2の供試ローラにお ては、高いトナー吐出量を確保することで 分な画像濃度を得ることができ、かつ、画 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 ラにおいては、開口凹溝を仕切るリブがな ために、現像ローラを押し付けた際にトナ が溝方向に沿って流れ、画像濃度にやや劣 結果となった。さらに、壁状凸部をローラ 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 ったが、ウレタンフォーム配合の違いから 部が一部千切れてしまった。なお、表中に 示さないが、壁状凸部の配置を図4に示すよ な綾目状とした場合には、トナー詰まりが 少することから、連続使用の耐久上さらに 好な結果が得られることが確認された。




 
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