JP2018173497A

JP2018173497A - トナー供給ローラとその製造方法

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Publication number: JP2018173497A
Application number: JP2017070575A
Authority: JP
Inventors: 水野　英治; Eiji Mizuno; 英治水野; 武則日下部; Takenori Kusakabe
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP7025846B2; JP2022016656A

Abstract

【課題】トナー供給性及びトナー掻き取り性が良好であって、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式画像形成装置に好適なトナー供給ローラの提供を目的とする。【解決手段】シャフト１１の外周に筒状のポリウレタンフォーム２１を設けたトナー供給ローラ１０であって、筒状のポリウレタンフォーム２１は、外周面にポリウレタンフォーム２１の内部２２よりもセルが圧縮された状態の被膜２３を有し、被膜２３の表面にはピンホール状の孔が散在している構成とすることにより、トナー供給性及びトナー掻き取り性を良好にした。【選択図】図２

Description

本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式画像形成装置において使用されるトナー供給ローラとその製造方法に関する。

トナー供給ローラは、電子写真感光体からなる像担持体上に形成した静電潜像にトナーを付着させてその表面にトナー像として可視化する現像ローラに、トナーを供給するためのローラであり、シャフトの外周に発泡体を設けたものが多用されている。トナー供給ローラには現像ローラに対するトナー供給機能とトナー掻き取り機能が要求とされる。

トナー供給ローラにおけるシャフトの外周の発泡体としては、ポリウレタンフォーム、ＥＰＤＭフォーム等が挙げられる。特にポリウレタンフォームは、低密度ながら適度な硬度があること、圧縮永久歪が小さいことなど、利点が多い材質であるため、前記シャフトの外周の発泡体として主流となっている。

ポリウレタンフォームをシャフトの外周に設けたトナー供給ローラの製造方法としては、（１）スラブポリウレタンフォームにシャフト挿通孔を形成し、次いでローラ１本分の大きさで切り出した後、ポリウレタンフォームのシャフト挿通孔にシャフトを挿通し、その後にポリウレタンフォームの表面を切削研磨して円周面に加工する製造方法、（２）シャフトを挿通したスラブポリウレタンフォームの切り出し品の外周を、通電により発熱させたニクロム線によって溶融切断して円筒形とする製造方法、（３）シャフトの外周に形成したポリウレタンフォームをピーリング加工で円筒形にする製造方法、（４）シャフトを配置したローラ形状の分割発泡成形型内でポリウレタンフォームを発泡（型発泡）し、ポリウレタンフォームをシャフトと一体に形成する製造方法等がある。なお、スラブポリウレタンフォームは、混合撹拌したポリウレタンフォーム原料をベルトコンベア上に吐出し、コンベアベルトが移動する間に原料を常温、大気圧下で自然発泡させ、硬化させることで連続的に製造し、その後に乾燥炉内で硬化（キュア）させた後、所定サイズのブロック（通常は直方体形状）に裁断したものである。

しかしながら、スラブポリウレタンフォームの切り出し品にシャフトを挿通して切削研磨加工する方法は、研磨後の表面にセルの切り残しがケバ状に逆立って残留し、ケバ状の切り残しにより現像ローラと接する面が均一ではなくなり、掻き取性やクリーニング性が悪くなる原因となっている。
さらに、スラブポリウレタンフォームは、発泡方向と該発泡方向に対して直交する方向とではセル形状が異なる異方性を有するため、切削研磨後の表面に比較的大きめの楕円の凹部を有する箇所と、小さめの真円に近い凹部を有する箇所を生じ、トナー供給性能及びトナー掻き取り性能が劣ると共に画像に悪影響を与える問題がある。

また、ニクロム線によって溶融切断する製造方法及びピーリング加工する製造方法では、溶融切断あるいはピーリング加工によってポリウレタンフォームの表面に大きく開口したセルが形成されるため、トナー供給性能及びトナー掻き取り性能が劣る問題がある。

また、シャフトを配置したローラ形状の分割発泡成形型内でポリウレタンフォームを発泡（型発泡）してポリウレタンフォームをシャフトと一体に形成する方法は、ポリウレタンフォームの表面に分割発泡成形型によるパーティングラインがシャフトの軸と平行に形成され、画像に悪影響を与える問題がある。
また、パーティングラインが形成されないようにするには、分割発泡成形型に高価な縦型を使用しなければならず、製品コストが高くなる問題及び発泡後の脱型が難しい問題がある。

特開平８−３３４９７１号公報特開平８−３３２６７９号公報特開平１０−１０４９３７号公報特開２００６−３３７６５７号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、トナー供給性及びトナー掻き取り性が良好なトナー供給ローラと、その製造方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたトナー供給ローラにおいて、前記筒状のポリウレタンフォームは、外周面に前記ポリウレタンフォームの内部よりもセルが圧縮され溶融固化された状態の被膜を有し、該被膜の表面にはピンホール状の孔が散在していることを特徴とする。

請求項２の発明は、シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたトナー供給ローラの製造方法において、前記シャフトの外周に前記トナー供給ローラの外径より大径の筒状をしたポリウレタンフォーム中間成形体を形成し、前記トナー供給ローラの外径より大径の孔径を有する入り口側から出口側へ向けて孔径が小さくなっている貫通孔を有する口金を加熱し、前記ポリウレタンフォーム中間成形体を前記口金の貫通孔に前記入り口側から供給し、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面を、前記口金の貫通孔の内面で加熱及び圧縮して擦りながら前記口金の貫通孔を通すことにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面にピンホール状の孔が表面に散在する被膜を、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の内部よりもセルが圧縮され溶融固化された状態で形成することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、筒状のポリウレタンフォームの外周面には、切削研磨によるセルの切り残しが表面に存在せず、ポリウレタンフォームの内部よりもセルが圧縮され溶融固化された状態の被膜を有するため、トナーの掻き取り性が向上する。このため、現像ローラ上に残存する古いトナーを清掃でき、印字品位が向上するとともにカートリッヂの寿命を長くすることができる。また、筒状のポリウレタンフォームの外周面の被膜の表面に散在するピンホール状の小孔によって、良好なトナー供給性が得られる。
請求項２の発明によれば、筒状のポリウレタンフォームの外周面にポリウレタンフォームの内部よりもセルが圧縮され溶融固化された状態の被膜を形成したトナー掻き取り性に優れたトナー供給ローラを製造することができる。また、前記被膜の表面にピンホール状の小孔が散在したトナー供給性に優れるトナー供給ローラを製造することができる。すなわち、トナー掻き取り性およびトナー供給性の両機能を満たすトナー供給ローラを製造することができる。

本発明の一実施形態のトナー供給ローラの側面図である。図１の２−２断面図である。図１における筒状のポリウレタンフォームの表面の拡大図である。トナー供給ローラの初期成形体と中間成形体を示す斜視図である。被膜形成装置の平面図及び側面図である。口金の斜視図である。被膜の状態の断面拡大写真である。実施例及び比較例の構成及び性能評価を示す表である。圧縮荷重の測定方法を示す図である。通気性の測定方法を示す図である。トナー掻き取り性の測定時におけるサンプリング位置を示す図である。

以下、本発明のトナー供給ローラの実施形態について説明する。図１及び図２に示す本発明の一実施形態のトナー供給ローラ１０は、シャフト１１とその外周に設けられた筒状のポリウレタンフォーム２１からなり、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置等におけるトナー供給ローラとして用いられる。なお、ｄは前記トナー供給ローラ１０の外径であり、前記筒状のポリウレタンフォーム２１の外径と一致する。またａは前記筒状のポリウレタンフォーム２１の全長であり、前記シャフト１１の全長より短い。前記外径ｄ及び全長ａは、前記トナー供給ローラ１０が取り付けられる機器に応じて設定される。

前記シャフト１１は、前記トナー供給ローラ１０の中心軸となるもので、金属等、所要の剛性を有する材質で構成され、中空、中実の何れでもよく、前記トナー供給ローラ１０に応じた材質、サイズとされる。

前記筒状のポリウレタンフォーム２１は、外形が円筒状からなり、横断面の中心に前記シャフト１１が貫通している。前記筒状のポリウレタンフォーム２１は、加熱溶融状態や圧縮状態により被膜層の厚みや境界が不明瞭となる場合があるものの、図２に示すように、外周面に被膜２３を有する。前記被膜２３は、筒状のポリウレタンフォーム２１の内部２２よりもセル（気泡）が圧縮され溶融固化された状態となっており、前記被膜２３の拡大表面を示す図３のように、表面にはピンホール状の孔２４が散在している。
前記被膜２３の厚みは、３０〜３００μｍが好ましく、より好ましくは５０〜１５０μｍである。

前記筒状のポリウレタンフォーム２１の好ましい通気性は、後述の測定方法で測定した値が０．０１〜０．７０ｋＰａ、より好ましくは０．０１〜０．４０ｋＰａである。数値が大きいほど通気性が低く、数値が小さいほど通気性が高い。上記数値が０．０１ｋＰａよりも小さく通気性が高すぎると、トナー供給時に前記筒状のポリウレタンフォーム２１の表面に付着したトナーが、前記筒状のポリウレタンフォーム２１の内部に進入し、固着して固まるという不具合を起こす場合がある。一方、０．７０ｋＰａより大きくなると、通気性が低くなりすぎてトナーの供給性が低下するようになる。

前記トナー供給ローラの製造方法の実施形態について説明する。トナー供給ローラの製造方法は、初期成形体形成工程、中間成形体形成工程、被膜形成工程とよりなる、
初期成形体形成工程では、スラブポリウレタンフォームをトナー供給ローラ１本分の大きさで切り出し、次いでシャフト挿通孔を形成し、その後、スラブポリウレタンフォームのシャフト挿通孔にシャフトを挿通することにより、図４の（４−Ａ）に示すトナー供給ローラ初期成形体１０Ａを作製する。符号１１はシャフト、１４はシャフト挿通孔、２１Ａはスラブポリウレタンフォーム切り出し品である。前記シャフト挿通孔１４は、シャフト１１の外径よりも所定寸法小さく形成し、シャフト１１の挿通によってシャフト１１がスラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａに固定されるようにする。前記シャフト１１の外周には接着剤を塗布してもよい。前記スラブポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳＫ７２２２：２００５）１０〜３５０ｋｇ／ｍ^３、セル数（ＪＩＳＫ６４００）２０〜８０／２５ｍｍのものが好ましい。さらに好ましくは、前記スラブポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳＫ７２２２：２００５）１０〜１００ｋｇ／ｍ^３、セル数（ＪＩＳＫ６４００）４０〜８０／２５ｍｍのものが、トナー供給ローラの外周面に形成される被膜の状態をトナー掻き取り性に適したものとする点で、好ましい。
また、前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａは、トナー供給ローラの外径ｄよりも大の断面形状、例えば一辺がトナー供給ローラの外径ｄよりも大の四角形断面形状からなる角柱等で形成される。

中間成形体形成工程では、前記トナー供給ローラ初期成形体１０Ａにおける前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａの外周に、研磨加工等を行って、前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品２１Ａを円筒状にする。それによって、前記トナー供給ローラの外径ｄよりも大径の円筒形状からなる図４の（４−Ｂ）に示すポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂを形成し、該ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂと前記シャフト１１からなるトナー供給ローラ中間成形体１０Ｂを得る。前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径は、使用するポリウレタンフォームのセル数にもよるが、目標とするトナー供給ローラの設定外径よりも０．２〜５ｍｍ程度大にするのが好ましい。セル数（ＪＩＳＫ６４００）が２０〜８０／２５ｍｍの場合は、目標とするトナー供給ローラの設定外径よりも１〜５ｍｍ程度大にするのが、被膜の形成性やトナー掻き取り性の点で、好ましい。より好適には、セル数（ＪＩＳＫ６４００）が２０〜４０／２５ｍｍの場合は、目標とするトナー供給ローラの設定外径よりも２．５〜４ｍｍ程度大にするのが好ましく、セル数（ＪＩＳＫ６４００）が４０〜８０／２５ｍｍの場合は、目標とするトナー供給ローラの設定外径よりも１〜３ｍｍ程度大にするのが、被膜の形成性や形成される被膜の状態をトナー掻き取り性に適したものとする点で、好ましい。
なお、トナー供給ローラの設定外径は、トナー供給ローラの製造時に目標とする外径であり、実際の製品外径は、設定外径（目標外径）に製造時のバラツキを加えた値となる。

被膜形成工程では、被膜形成装置を用いて前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に被膜を形成する。
図５に被膜形成装置７１の一例を示す。前記被膜形成装置７１は、モータ等の駆動装置によって回転する複数のコンベアローラ７２と、前記コンベアローラ７２上に載置された搬送台７３と、前記搬送台７３上に立設された一組の成形体保持部７５，７９と、前記搬送台７３を跨ぐようにして立設された口金支持部８５と、前記口金支持部８５上に固定された口金８７とを備える。

前記複数のコンベアローラ７２は、一方向へ回転することにより前記搬送台７３を、該搬送台７３上の成形体保持部７５，７９及び該成形体保持部７５，７９間に保持される前記トナー供給ローラ中間成形体１０Ｂと共に一方向へ搬送し、また、逆方向へ回転することにより逆方向へ搬送する。なお、搬送手段はコンベアローラに限られず、コンベアベルトやその他の方法によるものでもよい。

前記搬送台７３は、前記トナー供給ローラ中間成形体１０Ｂの全長よりも長い板状体からなり、上面に前記成形体保持部７５，７９が、互いに対向するようにして離して固定されている。

前記成形体保持部７５，７９は、垂直な支柱部７６，８０と、前記支柱部７６，８０の上部に水平方向に対向させて設けた腕部７７，８１とよりなる。前記腕部７７、８１の対向する先端間の距離は、前記シャフト１１の全長より小で、かつ前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの全長よりも大である。また、前記腕部７７、８１の先端部の上面には、前記トナー供給ローラ中間成形体１０Ｂにおける前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの両端から突出したシャフト１１の両端部を嵌める溝７８，８２が形成されている。

前記口金支持部８５は、前記成形体保持部７５，７９間における一方の成形体保持部７５側近くの位置に、前記搬送台７３を跨ぐようにして立設されている。前記口金支持部８５の高さは、前記成形体保持部７５の腕部７７の位置よりも低くされ、前記口金支持部８５の上面に前記口金８７が固定されている。

前記口金８７は、図６に示すように、前記搬送台７３の搬送方向に厚みｂを有し、前記搬送台７３の搬送方向と平行に貫通孔８８が、前記口金８７の両面を貫通して形成されている。前記搬送台７３の搬送（移動）により、前記口金８７の貫通孔８８の中心を前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１及び該腕部７７，７８間に保持されたトナー供給ローラ中間成形体１０Ｂが通過するように構成されている。前記貫通孔８８は、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１の延長線上に位置し、一方の前記成形体保持部７５と対向する側が出口側９０であり、他方の前記成形体保持部７９と対向する側が入り口側８９となっている。

前記口金８７の貫通孔８８は、入り口側８９の孔径ｄ１が前記トナー供給ローラ１０の外径ｄ（正確には設定外径）よりも大の径（大径）とされる。一方、貫通孔８８の出口側９０の孔径ｄ２は、前記トナー供給ローラ１０の外径ｄ(正確には設定外径、実際には加熱冷却等により伸縮膨張するため製造直後の外径)とほぼ等しい径（小径）とされる。従って、前記口金８７の貫通孔８８は前記大径の入り口側８９から前記小径の出口側９０へ向けて孔径が小さくなっている。前記大径の入り口側８９の径ｄ１は、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径より大がより好ましい。これにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂが前記入り口側８９から前記貫通孔８８内にスムーズに挿入可能となり、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの圧縮および溶融を確実に行うことが可能となる。
前記貫通孔８８の入り口側の径ｄ１と出口側の径ｄ２の差（ｄ１−ｄ２）は、１〜４０ｍｍ程度が好ましい。また、前記口金８７の厚みｂ（前記貫通孔８８の長さ）は、適宜設定されるが、例として２０〜１００ｍｍを挙げる。

前記口金８７には、前記貫通孔８８の内面を加熱するための加熱装置９１，９２が設けられている。図示の加熱装置９１，９２は電源に接続されたヒータからなり、前記口金８７の両側に取り付けられている。なお、前記加熱装置９１，９２は、前記口金８７の内部にヒータ等を埋設してもよい。前記口金８７の貫通孔８８の加熱温度は、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面を溶融あるいは圧縮塑性変形可能な温度であり、３００〜４００℃が好ましく、さらにより好ましくは、３４０〜３８０℃である。

被膜形成工程では、まず前記成形体保持部７５，７９間が前記口金８７の貫通孔８８の入り口側８９よりも手前となるように、前記搬送台７３を位置させる。その状態で、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１に形成されている前記溝７８，８２に、前記トナー供給ローラ中間成形体１０Ｂのシャフト１１の両端部を嵌め、前記トナー供給ローラ中間成形体１０Ｂを前記成形体保持部７５，７９間に保持する。

次に、前記搬送台７３を前記成形体保持部７９側から前記成形体保持部７５側へ向けて搬送し、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１に保持されている前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂを、加熱した前記口金８７の貫通孔８８に前記入り口側８９から供給し、前記貫通孔８８に通す。その際、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面を、前記口金８７の貫通孔８８の内面で加熱及び圧縮して擦りながら前記貫通孔８８内を移動させる。それにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの内部よりも圧縮され溶融固化された被膜を形成し、前記シャフト１１の外周に図１に示した前記筒状のポリウレタンフォーム２１を有するトナー供給ローラ１０を製造する。前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に形成された被膜は、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの内部（すなわち前記筒状のポリウレタンフォーム２１の内部）よりもセルが圧縮され小さくつぶれた状態と、ポリウレタンフォームの全部または一部が溶融固化された状態と、が混在された状態となっており、かつ表面にピンホール状の孔が散在している。この被膜の状態の断面拡大写真を図７に示す。前記ピンホール状の孔は、前記口金８７の貫通孔８８に通す前のポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの表面に存在している気孔が、前記口金８７の貫通孔８８を通過する際に潰されて形成されたものである。

このようにして製造された本発明のトナー供給ローラは、切削研磨によるセルのケバ状の切り残しが前記筒状のポリウレタンフォームの表面に存在しないため、トナー掻き取り性が向上し、プリンタ、ファクシミリ等の画質が向上する。また、前記筒状のポリウレタンフォームの外周面の被膜の表面に散在するピンホール状の孔によって、良好なトナー供給性が得られる。

図８の表に示す実施例１〜６及び比較例１〜３のポリウレタンフォームに直径５ｍｍのシャフト挿通孔を形成し、次いで一辺２５ｍｍの四角形断面からなる長さ２２０ｍｍの角柱状に切り出した後、ポリウレタンフォームのシャフト挿通孔に直径４ｍｍ、長さ２３５ｍｍの金属製シャフトを挿通し、図４の（４−Ａ）に示したトナー供給ローラ初期成形体１０Ａを作製した。

実施例１、２及び比較例１に使用したポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳＫ７２２２：２００５）５７ｋｇ／ｍ^３、セル数（ＪＩＳＫ６４００）５２個／２５ｍｍのポリウレタンフォーム（品番：ＳＭ−５５、（株）イノアックコーポレーション製）である。
実施例３、４及び比較例２に使用したポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳＫ７２２２：２００５）３１ｋｇ／ｍ^３、セル数（ＪＩＳＫ６４００）２８個／２５ｍｍのポリウレタンフォーム（品番：ＳＣ、（株）イノアックコーポレーション製）である。
実施例５、６及び比較例３に使用したポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳＫ７２２２：２００５）２２ｋｇ／ｍ^３、セル数（ＪＩＳＫ６４００）３２個／２５ｍｍのポリウレタンフォーム（品番：ＵＥＨ、（株）イノアックコーポレーション製）である。

その後、実施例１〜６については、前記トナー供給ローラ初期成形体のポリウレタンフォームを切削研磨してポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂを形成し、図４の（４−Ｂ）に示したトナー供給ローラ中間成形体１０Ｂを作製した。切削研磨は研磨機により行った。
得られた実施例１〜６のトナー供給ローラ中間成形体１０Ｂについて、ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外径をレーザーマイクロ測定機（ミツトヨ製ＬＳＭ−６２００）により測定した。

次に、実施例１〜６のトナー供給ローラ中間成形体１０Ｂについては、図６に示した被膜形成装置７１を用いて後述のように加工した。なお、前記口金８７は、貫通孔８８の入り口側８９の孔径ｄ１が４０ｍｍ、前記出口側９０の孔径ｄ２が１３ｍｍ、図６に示した厚みｂが５０ｍｍ、前記口金８７の加熱温度が３６０℃であり、各実施例で共通とした。

前記被膜形成装置７１は、前記成形体保持部７５，７９間を前記口金８９の手前に位置させた状態とし、前記成形体保持部７５，７９の腕部７７，８１の先端側に前記トナー供給ローラ初期成形体１０Ｂのシャフト１１の両端部をセットし、前記成形体保持部７５，７９間に前記トナー供給ローラ中間成形体１０Ｂを保持した。続いて前記コンベアローラ７２の回転により、前記搬送台７３を前記成形体保持部７９側から前記成形体保持部７５側の方向へ１ｍ／分の速度で移動させ、前記成形体保持部７５，７９間に保持した前記トナー供給ローラ中間成形体１０Ｂのポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂを、前記口金８７の貫通孔８８内に入り口側８９から通して出口側９０から貫通孔８９外へ出した。それにより、前記ポリウレタンフォーム中間成形体２１Ｂの外周面に前記被膜２３を形成し、最終成形体である実施例の前記トナー供給ローラ１０を製造した。

この最終成形体である実施例の前記トナー供給ローラ１０について圧縮荷重を次のようにして測定した。図９に示すように、前記トナー供給ローラ１０における筒状のポリウレタンフォーム２１の表面を、シャフト方向の３箇所の位置、及び周方向の９０度毎の４箇所の位置（計１２箇所）で、直径５０ｍｍ、厚み７ｍｍの金属製円板状押圧板により、押圧速度１０ｍｍ／ｍｉｎで押圧して、１ｍｍ圧縮時の荷重（ｇ）を測定し、平均値を圧縮荷重に採用した。前記トナー供給ローラ１０の圧縮荷重は、０．０２０〜０．５００Ｎのものが好ましく、より好ましくは０．０５０〜０．２００Ｎである。

実施例１，２の圧縮荷重は０．０９７Ｎであり、実施例３，４の圧縮荷重は０．０５５Ｎであり、実施例５，６の圧縮荷重０．０４９Ｎであった。

一方、比較例１〜３については、前記トナー供給ローラ初期成形体１０Ａを作製後、研磨加工を行うことにより、最終成形体である比較例のトナー供給ローラを製造した。なお、比較例１〜３についても、最終成形体である各トナー供給ローラについて、前記の実施例と同様にして圧縮荷重を測定した。比較例１の圧縮荷重は０．０９７Ｎ、比較例２の圧縮荷重は０．０５５Ｎ、比較例３の圧縮荷重０．０４９Ｎであった。

実施例１〜６及び比較例１〜３のトナー供給ローラ（最終成形体）に対し、外径の測定、被膜の有無確認、通気性の測定、トナー残存率の測定を行った。結果は図８に示す。
外径の測定は、筒状のポリウレタンフォームの外径をレーザーマイクロにより測定した。
被膜の有無確認は、マイクロスコープにより行い、被膜が有る場合には、被膜の表面にピンホール状の孔が散在しているか否かについても確認した。

筒状のポリウレタンフォームの通気性の測定は、図１０の（１０−Ａ）に示す筒状測定治具５１を用いて行った。前記筒状測定治具５１は、内径が前記筒状のウレタンフォームの外径より小さい１２ｍｍ、長さが４３ｍｍの円筒状であり、直径７．８ｍｍの貫通孔５３、５４が互いに正反対に対向する位置に形成されている。

図１０の（１０−Ｂ）に示すように、前記筒状測定治具５１内に測定用トナー供給ローラ１００を圧入する。符号１１０はシャフト、符号２１０は筒状のウレタンフォームである。
次に、図１０の（１０−Ｃ）に示すように、前記筒状測定治具５１の貫通孔５４に測定管６３の一端を接続し、前記測定管６３の他端に送風ポンプ６７を接続する。前記測定管６３の途中には、差圧計６４と流量計６５を接続する。また前記筒状測定治具５１の両端には密閉容器６１、６２を取り付け、前記貫通孔５３を除いて密閉する。

前記送風ポンプ６７から、前記流量計６５の値（流量）が０．３リッター／ｍｉｎの値で安定するように前記筒状測定治具５１へ向けて送風し、前記送風ポンプ６７とトナー供給ローラ１００の間に位置する差圧計６４で差圧を測定し、その測定値を通気性の値とした。
この測定値が大きいほど差圧が大きくなりトナー供給ローラの断面への通気性が悪くなるので、トナー供給性も悪くなる。一方、この測定値の差圧が小さくなるほどローラの通気性が良好となるため、トナー供給性は良好となる。具体的には、測定値が０．７０ｋＰａ以下の場合にトナー供給性良好「〇」とし、０．７０ｋＰａを超える場合にトナー供給性不良「×」とした。差圧が０．０１〜０．７０ｋＰａ以下が好ましい。

トナー掻き取り性の測定は、次のように行った。
１．現像ローラへのトナー薄層の形成
ブラックのカートリッジをレーザープリンタにセットし、レーザープリンタの電源を入れる。自動でカートリッジのローラが空転する。その後にカートリッジをレーザープリンタから取り出す。
２．現像ローラの取り出し
カートリッジを分解し、現像ローラを取り出す。
３．ブランク時（トナー薄層状態）のサンプリング
分解した現像ローラ上に薄層状態となっているトナーにセロファンテープを押し付け、回転させてトナーを採取する。
４．トナー供給ロールセット時の現像ローラのサンプリング
トナー供給ロールを現像ローラにセット・接続する。
トナー供給ロールが現像ローラに接した状態で現像ローラを一回転分回転させる。
トナー供給ローラを現像ローラから外し、現像ローラの表面に乗っているトナーにセロファンテープを押し付け、回転させてトナーを採取する。
５．サンプリング位置
図１１に示すように、１本の現像ローラのシャフトの長手方向における２箇所をブランク時のセロファンテープ位置（サンプリング位置）とし、他の５箇所の位置をトナー供給ローラセット時のセロファンテープ位置（サンプリング位置）とする。
６．サンプリングしたトナーの濃度測定
マクベス濃度計でセロファンテープの濃度を測定し、［トナー供給ローラセット時の濃度測定値の平均値／ブランク時の濃度測定値の平均値×１００（％）］でトナー残存率を算出する。トナー残存率が２０％未満の場合に優秀「◎」、２０％以上〜２７．５％未満の場合に良好「〇」、２７．５％以上の場合に不良「×」とした。

実施例１〜６は、何れも表面にピンホール状の孔が散在する被膜を有しており、トナー供給性の評価が「〇」、トナー掻き取り性の評価が「〇」以上であり、トナー供給性及びトナー掻き取り性の何れも良好であった。
一方、比較例１〜３は、何れも表面に被膜が無く、トナー掻き取り性の評価が「×」であり、トナー掻き取り性に劣るものであった。

このように、本発明のトナー供給ローラは、筒状のポリウレタンフォームの外周面に切削研磨による切り残しが存在しないため、プリンタ、ファクシミリ等の画像に白い筋を生じさせることがない。また、本発明のトナー供給ローラは、表面にピンホール状の孔が散在する被膜を筒状のポリウレタンフォームの外周面に有するため、トナー供給性及びトナー掻き取り性が良好である。

１０トナー供給ローラ
１１シャフト
２１筒状のポリウレタンフォーム
２２ポリウレタフォームの内部
２３被膜
２４ピンホール状の孔
１０Ａトナー供給ローラ初期成形体
１０Ｂトナー供給ローラ中間成形体
２１Ａスラブポリウレタンフォーム切り出し品
２１Ｂポリウレタンフォーム中間成形体
８７口金
８８貫通孔
８９入り口側
９０出口側

Claims

シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたトナー供給ローラにおいて、
前記筒状のポリウレタンフォームは、外周面に前記ポリウレタンフォームの内部よりもセルが圧縮された状態の被膜を有し、該被膜の表面にはピンホール状の孔が散在していることを特徴とするトナー供給ローラ。
シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたトナー供給ローラの製造方法において、
前記シャフトの外周に前記トナー供給ローラの外径より大径の筒状をしたポリウレタンフォーム中間成形体を形成し、
前記トナー供給ローラの外径より大径の孔径を有する入り口側から出口側へ向けて孔径が小さくなっている貫通孔を有する口金を加熱し、
前記ポリウレタンフォーム中間成形体を前記口金の貫通孔に前記入り口側から供給し、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面を、前記口金の貫通孔の内面で加熱及び圧縮して擦りながら前記口金の貫通孔を通すことにより、
前記ポリウレタンフォーム中間成形体の外周面にピンホール状の孔が表面に散在する被膜を、前記ポリウレタンフォーム中間成形体の内部よりもセルが圧縮された状態で形成することを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。