JP2002328523A - トナー供給ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 「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るトナー供給ローラ
を提供することを目的とする。 【解決手段】 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
９，１０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９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９の数が１インチ当たり６
０〜１００個であると共に、外周面に開口しない内部セ
ル１０の数が１インチ当たり４０〜６０個であることを
特徴とするトナー供給ローラを提供する。

Description

【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、 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、 現像ローラ２へのトナーの均一供給性、 現像ローラ２に残存するトナーの掻きとり性の向
上、 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〜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〜の課題を十分に解決
し得るものではなく、特に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〜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〜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とすること
により、上記〜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、本発明は、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９，１
０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１
２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１
２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〜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
ものであり、これにより上述した課題〜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、上記課題及び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】

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿知葉 功二 神奈川県横浜市戸塚区柏尾町１番地 株式 会社ブリヂストン横浜工場内 Ｆターム(参考） 2H077 AC04 AD06 FA01 FA12 FA22 GA03 3J103 AA14 BA41 FA05 FA07 GA57 GA58 HA04 HA18 HA48 4F100 AB01A AK51B AT00A AT00C BA02 BA03 BA07 BA10A BA10B DA11 DJ01B DJ03B EH31B EJ02B GB41 JG01A JK07B JK13B JL00 JL05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   個であることを特徴とするトナー供給ローラ。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。