JP2010134255A - トナー供給ローラー - Google Patents

Abstract

【課題】ポリウレタンフォームの表面層が、高温高湿下でも圧縮永久歪が小さく、低温低湿下でも低ヒステリシスロス率で、環境変動から受ける影響を緩和し安定した画像形成を行うことができるトナー供給ローラーを提供する。
【解決手段】ポリオールとポリイソシアネートとイオン導電性付与剤とを含有する組成物を発泡、硬化して得られるポリウレタンフォームからなる表面層を有するトナー供給ローラーである。ポリオールは、総不飽和度が０.０５０ｍｅｑ／ｇ以下であり、且つ、質量平均分子量が４５００以上、８０００以下であるポリエーテルポリオールを全ポリオール１００質量部に対して５０質量部以上含有する。イオン導電性付与剤は、アニオン成分として（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基を含有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写装置、画像記録装置、ページプリンター、ファクシミリ等の電子写真装置の画像形成装置に使用するトナー供給ローラーに関する。

近年、画像をデジタル化して扱うコンピュータ等での画像の需要が増し、これに伴いより高精細、高耐久な画像が要求され、更にはカラー画像と電子写真画像の改良が求められている。また高解像度の要求を満たすため、トナーは粒径１０μｍ以下と微粒化しており、トナーへのストレスはより顕著に画像に現れる傾向にある。

この種の画像形成装置においては、感光体等に形成した静電潜像にこれを現像するトナーを現像ローラーにより搬送しているが、トナーを収納する現像容器内で現像ローラー表面上に一様にトナーを供給するトナー供給ローラーが用いられている。トナー供給ローラーは、現像ローラー表面から現像に使用されなかったトナーを掻き取り、これと同時に、現像容器内の一定量のトナーを現像ローラー表面へ供給する。トナー供給ローラーに対し、トナーへのストレス低減の観点から、より低硬度、即ち軟質性を有することが要請され、ポリウレタンフォーム等の発泡弾性体がその表面に用いられている。

一方、トナー供給ローラーには、待機状態後に画像形成を行う場合、待機状態において現像ローラーと当接して変形していた部分が即時的に回復し、圧縮永久歪が発生しないように、充分な回復性を有することが要求される。しかし、高温高湿環境では、圧縮永久歪となって回復性が悪化する場合があり、低温低湿環境では、ヒステリシスロス率が大きくなり現像ローラーによる歪に対する回復性が低下する場合がある。変形が充分に回復されていない部分では、現像ローラーへの当接圧が不足し、トナーの供給及び掻き取りが不均一となり、形成される画像において濃度ムラ等の画像不良を引き起こすという問題がある。

更に、トナー供給ローラーには、使用環境の変動に伴う特性の変化により画像に不具合が生じる場合がある。具体的には、高温高湿環境下ではローラー硬度が低下し、当接圧不足が生じ、低温低湿環境下ではローラー硬度が上昇し、トナーに対するストレスが過剰になる等が挙げられる。このような使用環境の変動から受ける影響を緩和し、安定した画像を形成することができるトナー供給ローラーが要求されている。

低硬度で、且つ、高温高湿下においても圧縮永久歪の小さいトナー供給ローラーの表面層として、総不飽和度が０．０５０ｍｅｑ／ｇ以下、質量平均分子量が４５００以上８０００以下のポリエーテルポリオールを用いたポリウレタンフフォームが報告されている。（特許文献１）。このような低不飽和度で高分子量のポリエーテルポリオールを用いたトナー供給ローラーにおいては圧縮永久歪の発生の低減を図ることができ、ヒステリシスロス率が低下する。そのため現像ローラーとの当接部分において圧縮力に対して充分な回復性を有し、現像ローラーへのトナー供給及び掻き取りが均一である上、トナー供給性が向上し、濃淡が明瞭な優れた画質の画像を得ることができる。しかし、それ故に、トナー供給性が向上し画像濃度が濃くなることから、濃度ムラが目立ちやすく、トナーの消費が速まる場合がある。

一方、安定した導電性ローラーを得る方法として、導電剤としてイオン液体を含有することが報告されている（特許文献２、３）。しかしながら、イオン導電性付与剤をポリウレタンフォームへ適用することについては、検討されていない。イオン導電性付与剤をトナー供給ローラーのポリウレタンフォームの表面層に適用する場合、ポリオールとの関連でトナー供給ローラーにおける圧縮永久歪の回復性や、ヒステリシスロス率の軽減が不充分となり、画像性能については問題が生じる場合がある。また、使用するイオン導電性付与剤によっては湿度による影響が大きく、トナー供給ローラーにおいて導電性の変動が増加し、安定した画像が得られないという問題がある。
特開２００４−０３７６３０号公報 特開２００３−２０２７２２号公報 特開２００４−２６９８０５号公報

本発明の課題は、ポリウレタンフォームの表面層が、高温高湿下でも圧縮永久歪が小さく、低温低湿下でも低ヒステリシスロス率で、環境変動から受ける影響を緩和し安定した画像形成を行うことができるトナー供給ローラーを提供することにある。

本発明は、ポリオールとポリイソシアネートとイオン導電性付与剤とを含有する組成物を発泡、硬化して得られるポリウレタンフォームからなる表面層を有するトナー供給ローラーにおいて、
ポリオールは、総不飽和度が０.０５０ｍｅｑ／ｇ以下であり、且つ、質量平均分子量が４５００以上、８０００以下であるポリエーテルポリオールを全ポリオール１００質量部に対して５０質量部以上含有し、
イオン導電性付与剤は、アニオン成分として（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基を含有することを特徴とするトナー供給ローラーに関する。

本発明のトナー供給ローラーは、ポリウレタンフォームの表面層が、高温高湿下でも圧縮永久歪が小さく、低温低湿下でも低ヒステリシスロス率で、環境変動から受ける影響を緩和し安定した画像形成を行うことができる。

本発明のトナー供給ローラーは、ポリオールとポリイソシアネートとイオン導電性付与剤とを含有する組成物を発泡、硬化して得られるポリウレタンフォームからなる表面層を有するトナー供給ローラーにおいて、
ポリオールは、総不飽和度が０.０５０ｍｅｑ／ｇ以下であり、且つ、質量平均分子量が４５００以上８０００以下であるポリエーテルポリオールを全ポリオール１００質量部に対して５０質量部以上含有し、
イオン導電性付与剤は、アニオン成分として（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基を含有することを特徴とする。

本発明のトナー供給ローラーは、ポリオールとポリイソシアネートとイオン導電性付与剤とを含有する組成物を発泡、硬化して得られるポリウレタンフォームからなる表面層を有する。

［表面層形成の組成物］
表面層形成用組成物は、ポリオールと、ポリイソシアネートと、イオン導電性付与剤とを含有し、その他、これらの機能を阻害しない範囲において、触媒、発泡剤、整泡剤、その他、助剤等を含有していてもよい。
［ポリオール］
表面層を構成するポリウレタンフォームの形成に用いる組成物中に含まれるポリオールは、水酸基を２つ以上有するもの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の製造に用いられるポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等を適宜選択して使用できる。これらのうち、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ポリウレタンフォームを製造することができることから、好ましい。また、ポリオールとして、予めポリイソシアネートと重合させたプレポリマーとして用いることもできる。これらのポリオールは１種又は２種以上を組み合わせて使用することができる。

上記ポリオールは、総不飽和度が０.０５０ｍｅｑ／ｇ以下であり、且つ、質量平均分子量が４５００以上８０００以下であるポリエーテルポリオール（以下、特定ポリエーテルポリオールともいう。）を全ポリオール１００質量部に対して５０質量部以上含有する。なお、特定ポリエーテルポリオール以外のポリエーテルポリオールを通常のポリエーテルポリオールともいう。

かかる特定ポリエーテルポリオールとしては、総不飽和度は０．０５０ｍｅｑ／ｇ以下であり、０．０３５ｍｅｑ／ｇ以下であることが好ましい。一般に、ポリエーテルポリオール中には、モノオールが、数質量％から数十質量％含まれており、ポリエーテルポリオール中に含まれるモノオールの含有量を総不飽和度として表記する。総不飽和度の数値が小さい程、モノオールの含有量が低いことを示す。ポリエーテルポリオールの総不飽和度が０．０５０ｍｅｑ／ｇ以下であると、含有するモノオールが少なく、ポリイソシアネートとの反応により均一な網目構造を有し、高温高湿下での圧縮永久歪の発生が抑制されたポリウレタンフォームを形成することができる。

ここで、総不飽和度としては、ＪＩＳ Ｋ−１５５７に準じた方法で測定した値を採用することができる。

更に、上記特定ポリエーテルポリオールは、通常のポリエーテルポリオールと比較してポリイソシアネートの添加比率（イソシアネートインデックス）を低減させ効率よく網目構造を形成することができる。この理由として、特定ポリエーテルポリオールは、網目構造の形成を妨げるモノオールとポリイソシアネートとの反応が少ないことを挙げることができる。

上記特定ポリエーテルポリオールを含めたポリオール全体のイソシアネートインデックスが７０以上、１２０以下であることが好ましく、９０以上、１０５以下であることが好ましい。イソシアネートインデックスが７０以上であれば、樹脂化を容易とし、成形性の向上を図ることができ、１２０以下であれば、低硬度のポリウレタンフォームを得ることができる。

ここで、イソシアネートインデックスは、イソシアネートとの反応において、反応に与る活性水素基に対するＮＣＯ基の当量比（ＮＣＯ基当量／活性水素基当量）×１００で表されるものである。

更に、上記特定ポリエーテルポリオールは、質量平均分子量が４５００以上、８０００以下を有する。質量平均分子量が４５００以上であれば、低温低湿下で物性が急激に変化することなく、ポリウレタンフォームのヒステリシスロス率を低く抑えることができ、低硬度とすることができる。質量平均分子量が８０００以下であれば、高粘度となるのを抑制し、取り扱いが容易であり、ポリイソシアネートとの均一な混合を図り、注型等を容易に行うことができる。そして、低温低湿から高温高湿までいずれの使用環境においても好適な物性を有するポリウレタンフォームを得ることができる。

上記特定ポリエーテルポリオールは、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、且つ、平均官能基数２.５以上、４.０以下であることが好ましい。水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であれば、若しくは平均官能基数が２.５以上であれば、高温高湿下でのトナー供給ローラーにおける圧縮永久歪の発生を抑制することができる。また、水酸基価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であれば、若しくは平均官能基数が４.０以下であれば、トナー供給ローラーを低硬度とし、現像ローラーに対するトナーの供給、掻き取りを良好に行うことができる。上記水酸基価は２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがより好ましい。

ここで、水酸基価はＪＩＳ Ｋ−１５５７に準じた測定方法による測定値を採用することができる。

このようなポリエーテルポリオールとしては、例えばエチレンオキシドやプロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを付加重合して得られたポリエーテルポリオールを挙げることができる。また、テトラヒドロフランなどを開環重合して得られたポリエーテルポリオールや、多価アルコールの縮重合物などを用いることができる。更に、エチレンオキシドを５質量％以上含有するポリエーテルポリオールは成形性がよいことから、好ましい。これらは１種又は２種以上を組み合せて使用することができる。

上記ポリエーテルポリオールの含有量は、全ポリオール１００質量部に対して、５０質量部以上である。ポリエーテルポリオールを５０質量部以上含有することにより、耐湿性、耐熱性に優れ耐久性に優れる軟質高弾性ポリウレタンフォームを得ることができる。

［ポリイソシアネート］
上記ポリウレタンフォームの形成に用いるポリイソシアネートとしては、複数のイソシアネート基を有するものであればよいが、トルイレンジイソシアネートを含有することが好ましい。更に、トルイレンジイソシアネートに、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート若しくはジフェニルメタンジイソシアネートの何れか又はこれらの両者を混合して用いることが好ましい。上記ポリオールを用いる場合、トルイレンジイソシアネートを含むポリイソシアネートを用いて形成したポリウレタンフォームは、低硬度で成形性がよく、高温高湿環境下においてもトナー供給ローラーの圧縮永久歪の発生を抑制することができる。更に、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート若しくはジフェニルメタンジイソシアネートを含むことにより、かかる効果をより顕著に奏するポリウレタンフォームが得られる。イソシアネートを公知の活性水素化合物の１種又は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、上記ポリイソシアネートとして使用することもできる。

［イオン導電性付与剤］
上記ポリウレタンフォームの形成に用いる組成物に含有されるイオン導電性付与剤は、アニオン成分として（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基を含有する。イオン導電性付与剤がアニオン成分として（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基を含有することにより、（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基が低い格子エネルギーを有し、上記特定ポリエーテルポリオール中に容易に溶解可能な電解質となる。ＣＦ₃ＳＯ₂基の強い電子吸引効果によって電荷が非局在化するため、ポリエーテルポリオールに対しても高い溶解性を発現することができる。（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基を有するイオン導電性付与剤は、ポリウレタンフォームに１×１０⁴Ω以上、１×１０¹⁰Ω以下の中抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、電圧依存性が低い上に、更に、環境変化に対する抵抗の変動が少ない特性を与える。上記のように総不飽和度が低く高分子量のポリエーテルポリオールを用いることによりトナー供給ローラーの圧縮永久歪が向上し、ヒステリシスロス率が低下し、トナー供給性が向上し画像濃度が濃くなるため濃度むらが目立ちやすくなる。これに対し、ポリウレタンフォームが、高導電性であって、且つ、電圧や環境の変動に対して一定の抵抗値を保持するイオン導電性付与剤を含有することにより、トナー供給性の過度の上昇を抑制し、トナーの浪費を抑制し均一な濃度の画像が得られる。

一方、イオン導電性付与剤のカチオン成分としては、アルカリ金属、環状アミジン、ピリジニウム化合物及びピロリジン系化合物の中から選択されることが好ましい。イオン導電性付与剤がカチオン成分として上記のものを含有することにより、アニオン成分と相俟ってポリウレタンフォームの導電性の向上を図ることができる。イオン導電性付与剤のカチオン成分としてのアルカリ金属としては、具体的には、リチウム、ナトリウム等を挙げることができる。環状アミジンとしては、具体的には、１−エチル−３−メチルイミダゾールイオンを挙げることができる。ピリジニウム化合物としては、具体的には、１−ブチルピリジニウム、Ｎ−ブチル−３−メチルピリジニウム等を挙げることができる。ピロリジン系化合物としては、具体的には、Ｎ−エチル−Ｎ−メチルピロリジンイオンを挙げることができる。

イオン導電性付与剤として、イオン液体であるＮ−ブチル−３−メチルピリジニウム・ビストリフルオロメタンスルホニルイミドが、ポリオール、特に上記特定ポリエーテルポリオールとの相溶性がよく均一に分散されやすく、水に不溶であり、好適である。

イオン導電性付与剤は、ポリオール１００質量部に対して０．０１質量部以上、１０質量部以下の範囲で含有されることが好ましい。イオン導電性付与剤の含有量がポリオール１００質量部に対し０．０１質量部以上であれば、ポリウレタンフォームに所望の導電性を付与することができる。イオン導電性付与剤の含有量がポリオール１００質量部に対し１０質量部以下であれば、ポリウレタンフォーム成形において反応性の低下を抑制し、低コストでポリウレタンフォームが得られる。また、得られるポリウレタンフォームにおいて脆弱となるのを抑制し、低ヒステリシスロス率、耐久性を有する。

上記イオン導電性付与剤と共に、カーボンブラック、金属粉、金属酸化物等のフィラー系導電材料や過塩素酸リチウム等のイオン導電性付与剤を上記イオン導電性付与剤の機能を阻害しない範囲において使用することもできる。

［触媒］
上記組成物は、必要に応じて、ポリオールとポリイソシアネートの反応に使用される触媒を含有していてもよい。かかる触媒としては、アミン系触媒、有機金属系触媒、これらアミン系触媒や有機金属系触媒の初期反応を遅延化する効果を有する酸塩触媒等を挙げることができる。アミン系触媒としては、具体的にはトリエチレンジアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７。１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５、１，２−ジメチルイミダゾール、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−メチルモルホリン等を挙げることができる。有機金属系触媒としては、具体的には、オクチル酸錫、オレイン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）チタン等を挙げることができる。酸塩触媒としては、具体的には、カルボン酸塩、ギ酸塩、オクチル酸塩、ホウ酸塩等を使用することができる。これらは１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。

触媒の使用量は、全ポリオール１００質量部に対して、０．００５〜１０質量部であることが好ましい。

［発泡剤］
上記組成物は、必要に応じて発泡剤を含有していてもよい。発泡剤として、水は、ポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生することから、特に好適である。その他の発泡剤として、地球環境保護の目的で開発されたクロロフルオロカーボン類（ＨＦＣ−１３４Ａ等）、炭化水素（シクロペンタン等）等を用いることができ、またこれらと水と併用することもできる。

発泡剤の使用量としては、具体的には、全ポリオール１００質量部に対して、０．１質量部以上、１０質量部以下が好ましく、より好ましくは、０．１質量部以下、５質量部以上である。

［整泡剤］
上記組成物は、必要に応じて整泡剤を含有していてもよい。整泡剤としては、具体的に以下のものを挙げることができる。ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド（ＥＯ）／プロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサン、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等。これらの整泡剤の中で、ポリジメチルシロキサンとＥＯ／ＰＯ共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。使用量は全ポリオール１００質量部に対して、０．１質量部以下３質量部以上が好ましい。

［その他助剤］
上記組成物には、これに含まれる各組成物の機能を阻害しない範囲において、必要に応じてその他、架橋剤、難燃剤、着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、酸化防止剤等を含有していてもよい。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公知のものを用いることができる。

［表面層（ポリウレタンフォーム）］
表面層は、上記組成物を発泡、硬化して得られるポリウレタンフォームからなる。ポリウレタンフォームの成形、即ち、上記組成物の発泡、硬化の一例を示す。まず、前記のポリオール、ポリイソシアネート、イオン導電性付与剤及び必要に応じて、整泡剤、触媒、水等の発泡剤、その他助剤等を均質に混合した後、混合物を注型するか又は板状、若しくは円筒状等所定の形状に成形し、自由発泡させる。その後、加熱して反応硬化を行い、ポリウレタンフォームを成形する方法等を例示することができる。

各原料を混合する際の温度や時間については特に制限はないが、例えば、混合温度は、１０℃以上９０℃以下、好ましくは２０℃以上６０℃以下の範囲、混合時間は、１秒〜１０分間、好ましくは３秒〜５分間程度である。

また、反応硬化方法としては、発泡と同時進行で行うことができる。発泡方法については特に制限はなく、上記発泡剤を用いる方法の他、機械的な撹拌により気泡を混入する方法も用いることができる。発泡倍率は、適宜定めることができる。

反応硬化方法として、具体的には、芯金を配設して予め４０℃以上、８０℃以下の範囲に予熱した金型に、２０℃以上、４０℃以下の混合液を注入し、４０℃以上、８０℃以下の範囲で、５〜３０分間程度加熱する方法を挙げることができる。

表面層は、ポリウレタンフォームと芯金とを接合して形成する。ポリウレタンフォームと芯金の接合方法としては、モールド（成形型）内部に芯金を配設しておき、組成物（混合物）を注型硬化する方法を用いることができる。また、組成物（混合物）を成形したポリウレタンフォームから所定形状を切り出し芯金の周囲に接着する方法を用いることができる。いずれの方法においても、ポリウレタンフォームと芯金の接着にはホットメルトシートや接着剤等を用いることができる。

芯金の周囲に接合させたポリウレタンフォームを研磨処理により所定の寸法に研磨して表面層を作製してもよい。

上記製造方法のうち、特に、芯金を予め成形型内部に配設しておき、組成物を注型硬化する方法が好ましい。より具体的には、まず、所定の成形型内に棒状芯金を配置する。成形型としてはパイプ状型や割型等の成形型等を用いることができるが、パイプ状型を用いることがより好ましい。そして、上記原料混合物を上記成形型に注入し、発泡、硬化してトナー供給ローラーを得る。

［トナー供給ローラー］
本発明のトナー供給ローラーは、温度１５℃以上３２.５℃以下、相対湿度１０％以上８０％以下（以下、環境変動範囲ともいう。）において、ヒステリシスロス率が２０％以下、また、圧縮永久歪率が２０％以下であることが好ましい。ヒステリシスロス率及び、圧縮永久歪率が２０％以下であれば、圧縮変形が充分に回復しきれない部分で現像ローラーへの当接圧が不十分となることに起因する、濃度ムラ等の画像不良が生じるのを抑制することができる。トナー供給ローラーの電気抵抗値は、環境変動範囲において、１×１０⁴Ω以上、１×１０¹⁰Ω以下であることが好ましく、より好ましくは１×１０⁵Ω以上、１×１０⁸Ω以下である。また、この環境変動範囲において、トナー供給ローラーの電気抵抗値の変動率が０．０５以上、５０以下であることが好ましく、より好ましくは０．１以上、１０以下である。トナー供給ローラーの電気抵抗値がこの範囲にあると、温湿度の変動により表面層の硬度が変化してトナーが受ける摩擦の影響を相殺し、トナーのトリボの適正化を図り、画像濃度の均一性を良好にすることができる。

また、本発明のトナー供給ローラーの硬度は、環境変動範囲において、５０ｇ以上３５０ｇ以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｇ以上２８０ｇ以下である。トナー供給ローラーの硬度がこの範囲であれば、現像ローラーに対するトナーの掻き取り、供給を良好に行うことができる。

上記圧縮永久歪、ヒステリシスロス率、電気抵抗値、硬度は後述する測定方法による測定値を採用することができる。

本発明のトナー供給ローラーの一例として、図１に示すものを具体的に例示することができる。図１に示すトナー供給ローラー１は、円柱状の芯金２と、芯金２の両端部を除いて芯金２の周囲に設けられた発泡弾性体であるポリウレタンフォームからなる表面層３とを備えている。

芯金２は、鉄等の金属で作製することができる。芯金の外径は、例えば、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下とすることができる。

表面層３は、表面に内部に連通した複数のセル開口部を有している。表面層の厚さは１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることがより好ましい。厚さがこれらの範囲にあることによってトナー供給ローラーはより良好な柔軟性を有するようになる。

トナー供給ローラーとしては、芯金と表面層間に適宜、弾性層等の機能層を有していてもよく、これらを相互に接合するための接着剤からなる接着層を設けることもできる。

以下に、本発明のトナー供給ローラーを具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
［実施例１〜４、比較例１〜４］
表１に示す各成分を、混合機を使用し混合した。この混合物を、直径５ｍｍ、長さ２９０ｍｍの金属製シャフトを設置した、内径１６ｍｍ、６０℃のパイプ状金型に、密度０．１０ｇ／ｃｍ³になるように注入した。６０℃のオーブン中で３０分間加熱し発泡硬化して、ポリウレタンフォームを作製した。その後、脱型してトナー供給ローラーを得た。

得られたトナー供給ローラーについて、密度、硬度、ヒステリシスロス率、電気抵抗値を、以下の方法で測定した。使用したポリエーテルポリオールについて、総不飽和度、水酸基価、イソシアネ−トインデックスを、以下の方法で測定した。それぞれの結果を表１に示す。

［水酸基価］
ＪＩＳ Ｋ−１５５７記載の方法により測定した。

［総不飽和度］
ＪＩＳ Ｋ−１５５７記載の方法により測定した。

［ヒステリシスロス率］
ヒステリシスロス率は、ＪＩＳ Ｋ ６４００法に準じて測定した。図１（ａ）に示すように、長さ５０ｍｍ×幅１０ｍ（厚さ１０ｍｍ）の板状押圧面を有する治具４を用いて測定した。トナー供給ローラー１を、芯金２の両端部で支持し、表面層３を治具４にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧して２ｍｍ変形させた後、冶具を１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で開放させた。押圧時と開放時の面積、荷重・ローラー変形量曲線を記録し、押圧時と開放時の面積比を算出し、ヒステリシスロス率として求めた。測定は、トナー供給ローラーの軸方向に３ヶ所、各軸方向の位置において周方向９０度毎に４ヶ所の測定ポイント（図１（ｂ））、計１２ヶ所で行い、その平均値をトナー供給ローラーのヒステリシスロス率として求めた。測定は、温度２３℃、相対湿度５３％（以下Ｎ／Ｎ環境という。）、温度１５℃、相対湿度１０％（以下Ｌ／Ｌ環境という。）、温度３２.５℃、相対湿度８５％（以下Ｈ／Ｈ環境という。）の各環境下で行った。

［硬度］
硬度は、上記ヒステリシスロス率の測定において、表面層を冶具４により押圧して１ｍｍ変形させたときのローラー表面にかかる荷重から求めた。ヒステリシスロス率と同様に各測定箇所から求めた平均値、同様の環境下の測定に基き、トナー供給ローラーの硬度を求めた。このようにして求めた硬度は、その数値が大きくなるほど、ポリウレタンフォームからなる表面層３が硬いことを示している。

［圧縮永久歪］
圧縮永久歪は、図２（ａ）正面図及び（ｂ）側面図に示す、口径１６ｍｍの金属製円筒５を用いて測定した。トナー供給ローラー１を、芯金２の両端部で支持し、円筒５を厚さｔ₀の表面層に当接させ更に侵入量を１．５ｍｍとして固定し、温度４０℃、湿度９５％にて７２時間放置した。円筒５を取り外し、解放後３０分経過後の表面層の厚さｔ₁を測定し、以下の式から圧縮永久歪率を算出した。周方向３ヶ所において測定を行い、その平均値を、トナー供給ローラーの圧縮永久歪とした。圧縮永久歪率からトナー供給ローラーの復元度合いを知ることができる。測定は、Ｎ／Ｎ環境下で行った。

圧縮永久歪率Ｃｓ（％）＝（ｔ₀−ｔ₁）／１．５×１００
ｔ₀：圧縮する位置における試験前の表面層の厚さ
ｔ₁：圧縮解放３０分後の圧縮した位置における表面層の厚さ
［電気抵抗値］
圧縮永久歪の測定と同様に金属製円筒５を用い、円筒５をその両端をそれぞれ５００ｇ荷重で押圧して、表面層３に１ｍｍ侵入させた状態で、金属円筒とトナー供給ローラーの芯金間に２０００Ｖを印加して測定した。測定は、ヒステリシスロス率の測定と同様の環境下で行った。

電気抵抗の変動率＝R_L/R_H
Ｒ_L：Ｌ／Ｌ環境下での電気抵抗値
Ｒ_H：Ｈ／Ｈ 環境下での電気抵抗値

表中の数値は質量部を表す。
１）三井化学ポリウレタン（株）製：ポリエーテルポリオール；質量平均分子量７０００、水酸基価２４ｍｇＫＯＨ／ｇ、総不飽和度０．０２５ｍｅｑ／ｇ
２）三井化学ポリウレタン（株）製：ポリエーテルポリオール；質量平均分子量５０００、水酸基価３４ｍｇＫＯＨ／ｇ、総不飽和度０．０２０ｍｅｑ／ｇ
３）三井化学ポリウレタン（株）製：ポリエーテルポリオール；質量平均分子量３１００、水酸基価５４ｍｇＫＯＨ／ｇ、総不飽和度０．０２８ｍｅｑ／ｇ
４）三井化学ポリウレタン（株）製：ポリエーテルポリオール；質量平均分子量７２００、水酸基価２３ｍｇＫＯＨ／ｇ、総不飽和度０．０９０ｍｅｑ／ｇ
５）日本カーリット（株）製イオン性液体：Ｎ-フ゛チル-3-メチルヒ゜リシ゛ニウム・ヒ゛ストリフルオロメタンスルホニルイミト゛
６）日本カーリット（株）製イオン性液体：１-フ゛チル-3-メチルヒ゜リシ゛ン-1-イウムトリフルオロメタンスルホナート
７）日本カーリット（株）製イオン導電性付与剤：質量平均分子量１３００、水酸基価８８ｍｇＫＯＨ／ｇ、過塩素酸リチウム１０質量％含有
８）東レ・ダウコーニング（株）製：シリコーン整泡剤
９）東ソー（株）製：第三級アミン触媒
１０）三共エアプロダクツ（株）製：第三級アミン触媒
１１）三井化学ポリウレタン（株）製：ポリイソシアネート混和物（モノメリックおよびポリメリックＭＤＩ混合物５０質量％、ＴＤＩ５０質量％の混合物）、ＮＣＯ％＝４０
１２）ＮＣＯ基数／活性水素基数×１００
１３）測定環境によらず、硬度が５０〜３００ｇ、ヒステリシスロス率２０％以下、且つ、圧縮永久歪率２０％以下、電気抵抗値の変動率が０．０５〜５０：○、いずれか範囲外である場合：×
実施例１〜４では、湿熱圧縮永久歪率２０％以下であり、いずれの測定環境下でもヒステリシスロス率２０％以下、環境変動に伴う抵抗値の変動率が０．０５以上、５０以下である。これに対して、比較例1では湿熱圧縮永久歪率５％と良好であるがＬ／Ｌ環境下でヒステリシスロス率が２９％と大きく、比較例２では湿熱圧縮永久歪率が２０％より大きく、比較例３、４ではＬ／Ｌ環境下とＨ／Ｈ環境下での電気抵抗の変動率が６６以上であった。

以上の結果から、本発明のトナー供給ローラーは、低硬度で、低温低湿下でも物性の変化（抵抗、硬度、ヒステリシスロス率）が少なく、さらに耐湿熱圧縮永久歪性に優れていることがわかる。

本発明のトナー供給ローラーの一例の（ａ）正面図、（ｂ）側面図を示す図であり、ヒステリシスロス率及び硬度の測定方法を示す説明図である。 本発明のトナー供給ローラーの圧縮永久歪の測定方法を示す説明図である。

符号の説明

１ トナー供給ローラー
２ 芯金
３ 表面層
４ 冶具

Claims (5)

1. ポリオールとポリイソシアネートとイオン導電性付与剤とを含有する組成物を発泡、硬化して得られるポリウレタンフォームからなる表面層を有するトナー供給ローラーにおいて、
   ポリオールは、総不飽和度が０.０５０ｍｅｑ／ｇ以下であり、且つ、質量平均分子量が４５００以上、８０００以下であるポリエーテルポリオールを全ポリオール１００質量部に対して５０質量部以上含有し、
   イオン導電性付与剤は、アニオン成分として（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ基を含有することを特徴とするトナー供給ローラー。
2. イオン導電性付与剤が、アルカリ金属、環状アミジン、ピリジニウム化合物及びピロリジン系化合物の中から選択されるカチオン成分を含み、ポリオール１００質量部に対して０．０１質量部以上、１０質量部以下の範囲で含有されることを特徴とする請求項１記載のトナー供給ローラー。
3. 前記ポリエーテルポリオールが、総不飽和度が０．０３５ｍｅｑ／ｇ以下であることを特徴とする請求項１記載のトナー供給ローラー。
4. ポリエーテルポリオールが、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、且つ、平均官能基数が２.５以上、４.０以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のトナー供給ローラー。
5. 表面層が、ヒステリシスロス率が２０％以下であり、圧縮永久歪率が２０％以下であり、環境変動に伴う電気抵抗値の変動率が０．０５以上、５０以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のトナー供給ローラー。

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