JP3957139B2 - トナー供給ローラおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置、静電記録装置およびトナー飛翔記録装置等の画像形成装置などにおいて使用される弾性部材およびこれを装着した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置の転写用部材，トナー供給用部材，帯電用部材などとして中抵抗弾性ローラが注目され、転写ローラ，現像ローラ，トナー供給ローラ，帯電ローラなどに用いられている。そして、この中抵抗弾性ローラを形成する材料として、これまで、ゴム弾性を有する高分子エラストマーや高分子フォームが用いられてきた。
従来、このような目的に使用される部材としては、カーボンブラック等の導電性カーボン，金属酸化物，イオン導電剤などにより導電性を付与した、ＮＢＲ，ＥＰＤＭ，シリコーンゴム，ポリウレタンなどのエラストマーやフォームがあり、用途によりこれらの導電性付与剤を添加しない非導電性部材も用いられている。
これらの中でもポリウレタン材料は、上記導電性部材に適した低硬度の部材が得られ、水、低沸点化合物などの発泡剤を用いる方法、機械的攪拌による方法などにより、低硬度のフォームとすることができ、上記部材に好んで用いられている。ポリウレタンフォームは、ポリウレタンの化学構造を決定する原料およびその配合量の選択によっても硬度を下げることができる。
【０００３】
電子写真装置におけるトナー供給部材としてはウレタンフォームやシリコーンフォームからなるローラが用いられているが、ウレタンフォームはシリコーンフォームに比べて機械的強度が強く、安価であることから広く用いられている。
電子写真装置において、トナーは、トナーカートリッジからトナー供給ローラにより現像ローラ上に供給される。トナー供給ローラに対しては、トナーを均一に現像ローラに供給することが求められるため、低硬度で微細セルを有するフォームが好ましく用いられている。フォームからなるトナー供給ローラにおいて、トナーは、トナー供給ローラの表面に付着するだけでなく、フォームの内部にも入り込む。このため、ローラを長期間使用すると、ローラの柔軟性が乏しくなり、トナーが均一に現像ローラに搬送されなくなり、画像不良を引き起こすことがある。また、最近の電子写真装置においては、省エネルギー等の目的で、比較的低融点のトナーが使用されるケースが増加しているが、トナー供給ローラの硬度が高いと、ローラとトナーとの摩擦によりトナーが融着しやすくなる傾向が見られ、より低硬度のトナー供給ローラが求められている。
【０００４】
トナー供給ローラの硬度を下げる方法としては種々の方法があり、例えば水等の発泡剤の添加量を増加してフォームの密度を下げることにより、低硬度のフォームを得る方法がある。しかしながら、この方法では、フォームが低硬度になると共にセルが粗大化する傾向が見られ、低硬度と微細セルを同時に満たすことは難しい。フォームからなるトナー供給ローラの場合、低硬度かつ微細セルのフォームを得ることが大きな技術的課題であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、初期画像についてはもちろんのこと、長時間使用しても良好な画像が得られ、低硬度かつ微細セルのポリウレタンフォームからなる弾性部材、およびこの弾性部材を装着した画像形成装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、長時間使用してもトナー融着が少なく、良好な画像が得られるポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラについて鋭意探索した結果、リン酸エステルを配合したポリウレタンフォーム原料を加圧下で発泡成形することにより、低硬度かつ微細セルを有するポリウレタンフォームが得られ、このようなポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラは、画像形成装置に装着した場合、初期画像が良好で、長時間使用しても良好な画像が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、（Ａ）ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームまたは（Ｂ）ポリオールとポリイソシアネートから合成したウレタンプレポリマー、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラにおいて、ポリオールとして、プロピレンオキサイド７５〜９２重量％とエチレンオキサイドを２５〜８重量％付加させ、末端水酸基が１級水酸基である割合が６５〜１００％で、重量平均分子量２０００〜１００００、官能基数が2.０〜4.５のポリエーテルポリオールを用い、添加剤として、ポリウレタンフォーム（Ａ）におけるポリオール１００重量部またはポリウレタンフォーム（Ｂ）におけるウレタンプレポリマー１００重量部に対して0.５〜２０重量部のリン酸エステルを用い、これらの原料を攪拌混合した後、円筒状のモールドに注入し、注入口を閉じ、加圧下で発泡成形してなるトナー供給ローラ、および該トナー供給ローラを装着した画像形成装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の弾性部材は、（Ａ）ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームまたは（Ｂ）ポリオールとポリイソシアネートから合成したウレタンプレポリマー、鎖延長剤、触媒、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームからなるものである。
本発明で用いる添加剤は、リン酸エステルである。リン酸エステルとしては、非ハロゲン系リン酸エステルとハロゲン系リン酸エステルに大別されるが、本発明においてはどちらを用いても効果が得られる。非ハロゲン系リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレルジフェニルホスフェートなどが挙げられる。ハロゲン系リン酸エステルとしては、例えば、トリス・クロロエチルホスフェート、トリス・ジクロロプロピルホスフェート、トリス・β−クロロプロピルホスフェート、トリス・トリブロモネオペンチル・ホスフェート、トリス・ジブロモフェニル・ホスフェートなどが挙げられる。また、縮合タイプのリン酸エステルも好ましく用いられ、非ハロゲン縮合リン酸エステルとしては、大八化学社製のＣＲ−７３３Ｓ、ＣＲ−７３５などが用いられ、ハロゲン縮合リン酸エステルとしては、大八化学社製のＣＲ−５０５、ＣＲ−５０９、ＣＲ−５１２、ＣＲ−５３０、ＣＲ−３８０、ＣＲ−５０４、ＣＲ−５７０、ＣＲ−３８７などが用いられる。
これらのリン酸エステルの使用量は、上記ポリウレタンフォーム（Ａ）におけるポリオール１００重量部または上記ポリウレタンフォーム（Ｂ）におけるウレタンプレポリマー１００重量部に対して0.５〜２０重量部であり、好ましくは1.０〜１8.０重量部である。リン酸エステルの使用量が0.５重量部未満であると、低硬度かつ微細セルを有するポリウレタンフォームを得ることができない。また、２０重量部を超えると、圧縮残留歪が増加したり、トナー融着を起こし、良好な画像が得られないことがある。
【０００８】
本発明においては、整泡剤の配合量は、上記ポリウレタンフォーム（Ａ）におけるポリオール１００重量部または上記ポリウレタンフォーム（Ｂ）におけるポリウレタンプレポリマー１００重量部に対して0.５〜5.０重量部が好ましく、0.８〜3.０重量部がより好ましい。
【０００９】
本発明で用いるポリオールは、エチレンオキサイドを８〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％付加させ、末端水酸基が１級水酸基である割合が６５〜１００％、好ましくは７０〜１００％で、重量平均分子量２０００〜１００００、好ましくは２５００〜９０００、平均官能基数が２.0〜4.５、好ましくは2.５〜4.５のものである。本発明においては、このようなポリオールと他の種類のポリオールとをブレンドして用いることもできる。この場合、本発明に係るポリオールと他のポリオールの使用割合は、本発明に係るポリオール／他のポリオール＝７０〜１００／３０〜０（重量比）とすることができる。他のポリオールとしては、上記以外のポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリイソプレンポリオール，ポリブタジエンポリオール，水素添加ポリブタジエンポリオール，ポリマーポリオールなどが挙げられる。
【００１０】
本発明で用いるポリイソシアネートとしては、イソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ），ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ），粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ），イソホロンジイソシアネート，水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート，水素添加トリレンジイソシアネート，ヘキサメチレンジイソシアネート等の不飽和結合を持たないポリイソシアネート類やこれらのイソシアヌレート変性物，カルボジイミド変性物，グリコール変性物等の変性物などが好ましく用いられる。特に好ましくは、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比率が重量比で８０／２０であるＴＤＩ−８０、ＴＤＩ−８０と粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）との比率が重量比で８０／２０であるブレンドイソシアネート（例えは、日本ポリウレタン社製のコロネート１０２１）である。
【００１１】
本発明で用いるポリイソシアネートは、ポリオールとワンショット法で反応させても、あらかじめポリオールと反応させてウレタンプレポリマーとし、これを水等の発泡剤および整泡剤と反応させても、添加剤としてリン酸エステルを用いることにより、低硬度で微細セルを有するポリウレタンフォームを得ることができる。
本発明の弾性部材は、非導電性部材および導電性部材の両方に適用することができ、非導電性部材の場合は導電剤を添加する必要がない。導電性部材とする場合、カーボン導電剤やイオン導電剤により導電性を付与することが好ましい。カーボン導電剤としては、例えば電化ブラック，ケッチェンブラック，アセチレンブラックなどのガスブラック，インクブラックを含むオイルファーネスブラック，サーマルブラック，チャンネルブラック，ランプブラックなどが挙げられる。カーボンの添加によりポリウレタンフォーム原料の粘度が上昇し、このため攪拌混合が不十分となるのを回避するために水分散カーボンも好ましく用いられる。イオン導電剤としては、例えば過塩素酸リチウム，過塩素酸ナトリウム，過塩素酸カルシウムなどの無機塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどのドデシルトリメチルアンモニウムクロライド，ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドなどのオクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド，ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド，変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート，過塩素酸テトラエチルアンモニウム，過塩素酸テトラブチルアンモニウム，ホウフッ化テトラエチルアンモニウム，ホウフッ化テトラブチルアンモニウム，塩化テトラブチルアンモニウムなどの第４級アンモニウム塩などが好ましく用いられる。また、金属酸化物粉末、金属粉末などを導電剤として用いることもできる。
【００１２】
フォームを硬化させるための触媒としては、例えばトリエチルアミン，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などのジアミン類、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，ジブチル錫マーカブチド，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。これらの中で、有機錫触媒が特に好ましい。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。
鎖延長剤としては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。本発明においては、必要に応じて、難燃剤，打抜・裁断加工性改良剤，有機充填剤，無機充填剤等の他の添加剤を、攪拌混合の際に添加することができる。
【００１３】
本発明の弾性部材は、ポリウレタンフォーム原料を攪拌混合した後、円筒状のモールドに注入し、注入口を閉じ、加圧下で発泡成形することにより製造されるものである。注入口は、例えば円筒状のモールドの端部に設けることができ、この場合、モールドに注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をすることが好ましい。
このような条件でポリウレタンフォーム原料を発泡成形することにより、ローラ表面の初期圧縮バネ定数が0.３〜0.８Ｎ／ｍｍ、画像形成装置に組み込み、１０００枚印刷した後の圧縮バネ定数が2.０Ｎ／ｍｍ以下、かつローラ表面のフォームの開口径が４００μｍ以下、フォーム表面の面積に対する該開口の総面積の比率が４０％以上である弾性部材を得ることができる。
上記初期圧縮バネ定数が0.３Ｎ／ｍｍ未満であると、トナーの掻き取りと供給が不十分で画像の濃度低下やむらが発生するおそれがあり、0.８Ｎ／ｍｍを超えると、初期画像が良好でも耐熱性に問題があるおそれがある。１０００枚印刷した後の圧縮バネ定数が2.０Ｎ／ｍｍを超えると、色むらが発生するおそれがある。フォーム表面の面積に対する該開口の総面積の比率が４０％未満では、トナーの掻き取りと供給が不十分で画像の濃度低下やむらが発生するおそれがある。初期圧縮バネ定数は好ましくは0.４〜0.６Ｎ／ｍｍ、画像形成装置に組み込み、１０００枚印刷した後の圧縮バネ定数は好ましくは1.６Ｎ／ｍｍ以下、ローラ表面のフォームの開口径は好ましくは２５０μｍ以下、フォーム表面の面積に対する該開口の総面積の比率は好ましくは５０％以上である。
【００１４】
本発明の弾性部材は、非導電性部材および導電性部材共に種々の用途に供することができ、画像形成装置のトナー供給部材として、特に好ましく用いられる。本発明の弾性部材ををローラ形状のものとする場合、金属製シャフトの周囲にポリウレタンフォームが形成された形態とすることができる。金属製シャフトとしては、硫黄快削鋼などの鋼材に亜鉛等のメッキを施したもの、アルミニウム，ステンレス鋼，りん青銅等からなるものを用いることができる。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、実施例および比較例で得られたローラ等について、下記の要領で特性試験を行った。
【００１６】
（１）密度
ポリウレタンフォームの空気中での重量を、体積で除した。
（２）圧縮バネ定数
図１に示す測定方法によって、ローラの長手方向３箇所（中央部付近と両端部付近）の圧縮バネ定数をローラの周方向に亘って測定した。図１に示すように、ローラ２のシャフト１をＶブロック４にて水平に固定し、ローラ２のポリウレタンフォーム３上部に設置したフォースゲージ５を下方向に一定速度（0.１ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させて、フォースゲージ５の先端部に設けた直径１３ｍｍの円板状圧縮治具（円板圧子）６によって約1.０ｍｍの深さまで圧縮し、測定された応力−歪曲線から、バネ定数を算出する方法にて行った。本測定は、ローラ長手方向に対しては中央部、左端から３０ｍｍの部分、右端から３０ｍｍの部分、ローラ周方向に対しては９０度間隔で４点測定した。
（３）開口径および開口率
ハイロックス社製のＣＣＤビデオカメラを用い、約７０倍の倍率で写真撮影を行い、ポリウレタンフォーム表面の開口径を測定し、その平均を求めた。また、開口面積を算出し、ポリウレタンフォーム表面の面積で除して開口率を求めた。
【００１７】
実施例１
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびクレジルジフェニルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＣＤＰ）5.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１0.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００１８】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１００ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４９Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３９μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が６０％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.９２Ｎ／ｍｍであった。
【００１９】
実施例２
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびクレジルジフェニルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＣＤＰ）１0.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１5.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２０】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１０８ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４５Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２２９μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が５８％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.７３Ｎ／ｍｍであった。
【００２１】
実施例３
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびトリクレジルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＴＣＰ）5.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１0.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２２】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１００ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４７Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３１μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が６１％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.８４Ｎ／ｍｍであった。
【００２３】
実施例４
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびトリクレジルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＴＣＰ）１0.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１5.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２４】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１０７ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３６μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が５９％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.６７Ｎ／ｍｍであった。
【００２５】
比較例１
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部およびポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１０5.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２６】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.０９６ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.６４Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３５μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が５９％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は2.４６Ｎ／ｍｍであった。
【００２７】
比較例２
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.５０重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部およびポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１０6.４０／３4.６７となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２８】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.０８７ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.６０Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が３１６μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が６２％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、画像に濃度むらが現れた。
【００２９】
比較例３
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびシクロペンタン3.０重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１０8.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００３０】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.０８６ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４７Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が３８６μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が４７％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、画像に濃度むらが現れた。
【００３１】
比較例４
グリセリンにエチレンオキサイド１０重量％とプロピレンオキサイド９０重量％を付加した、重量平均分子量が３０００、平均官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が５５％であるポリエーテルポリオール９0.００重量部、水2.００重量部、触媒としてトリエチレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ−メチルモルフォリン0.３０重量部、エーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＲＸ２９４Ａ）2.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。次に、上記ポリオール１0.００重量部とスタナスオクトエート0.１２重量部を攪拌混合し、混合物（Ｂ成分）を得た。ポリイソシアネートとして、ＴＤＩ−８０（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネートＴ−８０）（Ｃ成分）を用いた。
上記Ａ成分、Ｂ成分およびＣ成分をそれぞれ小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分、Ｂ成分およびＣ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分／Ｃ成分＝９4.９０／１0.１２／３0.２２となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして３成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを１００℃の熱風循環式オーブン中で２０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００３２】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム表面に開口部を持たず、フォーム密度が0.１２１ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.８６Ｎ／ｍｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が０％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、画像に濃度むらが現れた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、画像に更に大きな濃度むらが現れた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の弾性部材は、長時間使用してもトナー融着が少なく、良好な画像が得られるものであり、トナー供給ローラなどの画像形成装置用部材として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例に示したトナー供給ローラの圧縮バネ定数の測定法を示す概略図である。
【符号の説明】
１：ローラ
２：シャフト
３：ポリウレタンフォーム
４：Ｖブロック
５：フォースゲージ
６：圧縮治具（円板圧子）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置、静電記録装置およびトナー飛翔記録装置等の画像形成装置などにおいて使用される弾性部材およびこれを装着した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置の転写用部材，トナー供給用部材，帯電用部材などとして中抵抗弾性ローラが注目され、転写ローラ，現像ローラ，トナー供給ローラ，帯電ローラなどに用いられている。そして、この中抵抗弾性ローラを形成する材料として、これまで、ゴム弾性を有する高分子エラストマーや高分子フォームが用いられてきた。
従来、このような目的に使用される部材としては、カーボンブラック等の導電性カーボン，金属酸化物，イオン導電剤などにより導電性を付与した、ＮＢＲ，ＥＰＤＭ，シリコーンゴム，ポリウレタンなどのエラストマーやフォームがあり、用途によりこれらの導電性付与剤を添加しない非導電性部材も用いられている。
これらの中でもポリウレタン材料は、上記導電性部材に適した低硬度の部材が得られ、水、低沸点化合物などの発泡剤を用いる方法、機械的攪拌による方法などにより、低硬度のフォームとすることができ、上記部材に好んで用いられている。ポリウレタンフォームは、ポリウレタンの化学構造を決定する原料およびその配合量の選択によっても硬度を下げることができる。
【０００３】
電子写真装置におけるトナー供給部材としてはウレタンフォームやシリコーンフォームからなるローラが用いられているが、ウレタンフォームはシリコーンフォームに比べて機械的強度が強く、安価であることから広く用いられている。
電子写真装置において、トナーは、トナーカートリッジからトナー供給ローラにより現像ローラ上に供給される。トナー供給ローラに対しては、トナーを均一に現像ローラに供給することが求められるため、低硬度で微細セルを有するフォームが好ましく用いられている。フォームからなるトナー供給ローラにおいて、トナーは、トナー供給ローラの表面に付着するだけでなく、フォームの内部にも入り込む。このため、ローラを長期間使用すると、ローラの柔軟性が乏しくなり、トナーが均一に現像ローラに搬送されなくなり、画像不良を引き起こすことがある。また、最近の電子写真装置においては、省エネルギー等の目的で、比較的低融点のトナーが使用されるケースが増加しているが、トナー供給ローラの硬度が高いと、ローラとトナーとの摩擦によりトナーが融着しやすくなる傾向が見られ、より低硬度のトナー供給ローラが求められている。
【０００４】
トナー供給ローラの硬度を下げる方法としては種々の方法があり、例えば水等の発泡剤の添加量を増加してフォームの密度を下げることにより、低硬度のフォームを得る方法がある。しかしながら、この方法では、フォームが低硬度になると共にセルが粗大化する傾向が見られ、低硬度と微細セルを同時に満たすことは難しい。フォームからなるトナー供給ローラの場合、低硬度かつ微細セルのフォームを得ることが大きな技術的課題であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、初期画像についてはもちろんのこと、長時間使用しても良好な画像が得られ、低硬度かつ微細セルのポリウレタンフォームからなる弾性部材、およびこの弾性部材を装着した画像形成装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、長時間使用してもトナー融着が少なく、良好な画像が得られるポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラについて鋭意探索した結果、リン酸エステルを配合したポリウレタンフォーム原料を加圧下で発泡成形することにより、低硬度かつ微細セルを有するポリウレタンフォームが得られ、このようなポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラは、画像形成装置に装着した場合、初期画像が良好で、長時間使用しても良好な画像が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、（Ａ）ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームまたは（Ｂ）ポリオールとポリイソシアネートから合成したウレタンプレポリマー、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラにおいて、ポリオールとして、プロピレンオキサイド７５〜９２重量％とエチレンオキサイドを２５〜８重量％付加させ、末端水酸基が１級水酸基である割合が６５〜１００％で、重量平均分子量２０００〜１００００、官能基数が2.０〜4.５のポリエーテルポリオールを用い、添加剤として、ポリウレタンフォーム（Ａ）におけるポリオール１００重量部またはポリウレタンフォーム（Ｂ）におけるウレタンプレポリマー１００重量部に対して0.５〜２０重量部のリン酸エステルを用い、これらの原料を攪拌混合した後、円筒状のモールドに注入し、注入口を閉じ、加圧下で発泡成形してなるトナー供給ローラ、および該トナー供給ローラを装着した画像形成装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の弾性部材は、（Ａ）ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームまたは（Ｂ）ポリオールとポリイソシアネートから合成したウレタンプレポリマー、鎖延長剤、触媒、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームからなるものである。
本発明で用いる添加剤は、リン酸エステルである。リン酸エステルとしては、非ハロゲン系リン酸エステルとハロゲン系リン酸エステルに大別されるが、本発明においてはどちらを用いても効果が得られる。非ハロゲン系リン酸エステルとしては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレルジフェニルホスフェートなどが挙げられる。ハロゲン系リン酸エステルとしては、例えば、トリス・クロロエチルホスフェート、トリス・ジクロロプロピルホスフェート、トリス・β−クロロプロピルホスフェート、トリス・トリブロモネオペンチル・ホスフェート、トリス・ジブロモフェニル・ホスフェートなどが挙げられる。また、縮合タイプのリン酸エステルも好ましく用いられ、非ハロゲン縮合リン酸エステルとしては、大八化学社製のＣＲ−７３３Ｓ、ＣＲ−７３５などが用いられ、ハロゲン縮合リン酸エステルとしては、大八化学社製のＣＲ−５０５、ＣＲ−５０９、ＣＲ−５１２、ＣＲ−５３０、ＣＲ−３８０、ＣＲ−５０４、ＣＲ−５７０、ＣＲ−３８７などが用いられる。
これらのリン酸エステルの使用量は、上記ポリウレタンフォーム（Ａ）におけるポリオール１００重量部または上記ポリウレタンフォーム（Ｂ）におけるウレタンプレポリマー１００重量部に対して0.５〜２０重量部であり、好ましくは1.０〜１8.０重量部である。リン酸エステルの使用量が0.５重量部未満であると、低硬度かつ微細セルを有するポリウレタンフォームを得ることができない。また、２０重量部を超えると、圧縮残留歪が増加したり、トナー融着を起こし、良好な画像が得られないことがある。
【０００８】
本発明においては、整泡剤の配合量は、上記ポリウレタンフォーム（Ａ）におけるポリオール１００重量部または上記ポリウレタンフォーム（Ｂ）におけるポリウレタンプレポリマー１００重量部に対して0.５〜5.０重量部が好ましく、0.８〜3.０重量部がより好ましい。
【０００９】
本発明で用いるポリオールは、エチレンオキサイドを８〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％付加させ、末端水酸基が１級水酸基である割合が６５〜１００％、好ましくは７０〜１００％で、重量平均分子量２０００〜１００００、好ましくは２５００〜９０００、平均官能基数が２.0〜4.５、好ましくは2.５〜4.５のものである。本発明においては、このようなポリオールと他の種類のポリオールとをブレンドして用いることもできる。この場合、本発明に係るポリオールと他のポリオールの使用割合は、本発明に係るポリオール／他のポリオール＝７０〜１００／３０〜０（重量比）とすることができる。他のポリオールとしては、上記以外のポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリイソプレンポリオール，ポリブタジエンポリオール，水素添加ポリブタジエンポリオール，ポリマーポリオールなどが挙げられる。
【００１０】
本発明で用いるポリイソシアネートとしては、イソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ），ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ），粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ），イソホロンジイソシアネート，水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート，水素添加トリレンジイソシアネート，ヘキサメチレンジイソシアネート等の不飽和結合を持たないポリイソシアネート類やこれらのイソシアヌレート変性物，カルボジイミド変性物，グリコール変性物等の変性物などが好ましく用いられる。特に好ましくは、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比率が重量比で８０／２０であるＴＤＩ−８０、ＴＤＩ−８０と粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）との比率が重量比で８０／２０であるブレンドイソシアネート（例えは、日本ポリウレタン社製のコロネート１０２１）である。
【００１１】
本発明で用いるポリイソシアネートは、ポリオールとワンショット法で反応させても、あらかじめポリオールと反応させてウレタンプレポリマーとし、これを水等の発泡剤および整泡剤と反応させても、添加剤としてリン酸エステルを用いることにより、低硬度で微細セルを有するポリウレタンフォームを得ることができる。
本発明の弾性部材は、非導電性部材および導電性部材の両方に適用することができ、非導電性部材の場合は導電剤を添加する必要がない。導電性部材とする場合、カーボン導電剤やイオン導電剤により導電性を付与することが好ましい。カーボン導電剤としては、例えば電化ブラック，ケッチェンブラック，アセチレンブラックなどのガスブラック，インクブラックを含むオイルファーネスブラック，サーマルブラック，チャンネルブラック，ランプブラックなどが挙げられる。カーボンの添加によりポリウレタンフォーム原料の粘度が上昇し、このため攪拌混合が不十分となるのを回避するために水分散カーボンも好ましく用いられる。イオン導電剤としては、例えば過塩素酸リチウム，過塩素酸ナトリウム，過塩素酸カルシウムなどの無機塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどのドデシルトリメチルアンモニウムクロライド，ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドなどのオクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド，ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド，変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート，過塩素酸テトラエチルアンモニウム，過塩素酸テトラブチルアンモニウム，ホウフッ化テトラエチルアンモニウム，ホウフッ化テトラブチルアンモニウム，塩化テトラブチルアンモニウムなどの第４級アンモニウム塩などが好ましく用いられる。また、金属酸化物粉末、金属粉末などを導電剤として用いることもできる。
【００１２】
フォームを硬化させるための触媒としては、例えばトリエチルアミン，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などのジアミン類、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，ジブチル錫マーカブチド，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。これらの中で、有機錫触媒が特に好ましい。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。
鎖延長剤としては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。本発明においては、必要に応じて、難燃剤，打抜・裁断加工性改良剤，有機充填剤，無機充填剤等の他の添加剤を、攪拌混合の際に添加することができる。
【００１３】
本発明の弾性部材は、ポリウレタンフォーム原料を攪拌混合した後、円筒状のモールドに注入し、注入口を閉じ、加圧下で発泡成形することにより製造されるものである。注入口は、例えば円筒状のモールドの端部に設けることができ、この場合、モールドに注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をすることが好ましい。
このような条件でポリウレタンフォーム原料を発泡成形することにより、ローラ表面の初期圧縮バネ定数が0.３〜0.８Ｎ／ｍｍ、画像形成装置に組み込み、１０００枚印刷した後の圧縮バネ定数が2.０Ｎ／ｍｍ以下、かつローラ表面のフォームの開口径が４００μｍ以下、フォーム表面の面積に対する該開口の総面積の比率が４０％以上である弾性部材を得ることができる。
上記初期圧縮バネ定数が0.３Ｎ／ｍｍ未満であると、トナーの掻き取りと供給が不十分で画像の濃度低下やむらが発生するおそれがあり、0.８Ｎ／ｍｍを超えると、初期画像が良好でも耐熱性に問題があるおそれがある。１０００枚印刷した後の圧縮バネ定数が2.０Ｎ／ｍｍを超えると、色むらが発生するおそれがある。フォーム表面の面積に対する該開口の総面積の比率が４０％未満では、トナーの掻き取りと供給が不十分で画像の濃度低下やむらが発生するおそれがある。初期圧縮バネ定数は好ましくは0.４〜0.６Ｎ／ｍｍ、画像形成装置に組み込み、１０００枚印刷した後の圧縮バネ定数は好ましくは1.６Ｎ／ｍｍ以下、ローラ表面のフォームの開口径は好ましくは２５０μｍ以下、フォーム表面の面積に対する該開口の総面積の比率は好ましくは５０％以上である。
【００１４】
本発明の弾性部材は、非導電性部材および導電性部材共に種々の用途に供することができ、画像形成装置のトナー供給部材として、特に好ましく用いられる。本発明の弾性部材ををローラ形状のものとする場合、金属製シャフトの周囲にポリウレタンフォームが形成された形態とすることができる。金属製シャフトとしては、硫黄快削鋼などの鋼材に亜鉛等のメッキを施したもの、アルミニウム，ステンレス鋼，りん青銅等からなるものを用いることができる。
【００１５】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、実施例および比較例で得られたローラ等について、下記の要領で特性試験を行った。
【００１６】
（１）密度
ポリウレタンフォームの空気中での重量を、体積で除した。
（２）圧縮バネ定数
図１に示す測定方法によって、ローラの長手方向３箇所（中央部付近と両端部付近）の圧縮バネ定数をローラの周方向に亘って測定した。図１に示すように、ローラ２のシャフト１をＶブロック４にて水平に固定し、ローラ２のポリウレタンフォーム３上部に設置したフォースゲージ５を下方向に一定速度（0.１ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させて、フォースゲージ５の先端部に設けた直径１３ｍｍの円板状圧縮治具（円板圧子）６によって約1.０ｍｍの深さまで圧縮し、測定された応力−歪曲線から、バネ定数を算出する方法にて行った。本測定は、ローラ長手方向に対しては中央部、左端から３０ｍｍの部分、右端から３０ｍｍの部分、ローラ周方向に対しては９０度間隔で４点測定した。
（３）開口径および開口率
ハイロックス社製のＣＣＤビデオカメラを用い、約７０倍の倍率で写真撮影を行い、ポリウレタンフォーム表面の開口径を測定し、その平均を求めた。また、開口面積を算出し、ポリウレタンフォーム表面の面積で除して開口率を求めた。
【００１７】
実施例１
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびクレジルジフェニルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＣＤＰ）5.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１0.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００１８】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１００ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４９Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３９μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が６０％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.９２Ｎ／ｍｍであった。
【００１９】
実施例２
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびクレジルジフェニルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＣＤＰ）１0.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１5.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２０】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１０８ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４５Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２２９μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が５８％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.７３Ｎ／ｍｍであった。
【００２１】
実施例３
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびトリクレジルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＴＣＰ）5.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１0.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２２】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１００ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４７Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３１μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が６１％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.８４Ｎ／ｍｍであった。
【００２３】
実施例４
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびトリクレジルホスフェート（大八化学工業（株）製，ＴＣＰ）１0.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１１5.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２４】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.１０７ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３６μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が５９％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は1.６７Ｎ／ｍｍであった。
【００２５】
比較例１
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部およびポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１０5.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２６】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.０９６ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.６４Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が２３５μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が５９％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、良好な画像が得られた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、良好な画像が得られた。耐久試験（１０００枚印刷）後の圧縮バネ定数は2.４６Ｎ／ｍｍであった。
【００２７】
比較例２
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.５０重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部およびポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１０6.４０／３4.６７となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００２８】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.０８７ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.６０Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が３１６μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が６２％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、画像に濃度むらが現れた。
【００２９】
比較例３
グリセリンにエチレンオキサイド１２重量％とプロピレンオキサイド８８重量％を付加した、重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテルポリオール１０0.００重量部、水2.００重量部、架橋剤としてジエタノールアミン1.００重量部、触媒としてトリレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン0.３０重量部、ポリエーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＦ２９６５）2.００重量部およびシクロペンタン3.０重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。ポリイソシアネートとしては、８０重量％のＴＤＩ−８０と２０重量％のクルードＭＤＩからなるブレンドイソシアネート（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネート１０２１）（Ｂ成分）を用いた。
上記Ａ成分およびＢ成分を小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分＝１０8.９０／２9.２０となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００３０】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム密度が0.０８６ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.４７Ｎ／ｍｍ、ローラ表面のフォームの開口径の平均が３８６μｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が４７％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、画像に濃度むらが現れた。
【００３１】
比較例４
グリセリンにエチレンオキサイド１０重量％とプロピレンオキサイド９０重量％を付加した、重量平均分子量が３０００、平均官能基数が３、末端水酸基が１級水酸基である割合が５５％であるポリエーテルポリオール９0.００重量部、水2.００重量部、触媒としてトリエチレンジアミンの３３重量％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液0.６０重量部、Ｎ−メチルモルフォリン0.３０重量部、エーテル変性シリコーンオイル（東レダウコーニングシリコーン（株）製，ＳＲＸ２９４Ａ）2.００重量部を攪拌混合し、混合物（Ａ成分）を得た。次に、上記ポリオール１0.００重量部とスタナスオクトエート0.１２重量部を攪拌混合し、混合物（Ｂ成分）を得た。ポリイソシアネートとして、ＴＤＩ−８０（日本ポリウレタン工業（株）製，コロネートＴ−８０）（Ｃ成分）を用いた。
上記Ａ成分、Ｂ成分およびＣ成分をそれぞれ小型発泡機のタンクに仕込み、Ａ成分、Ｂ成分およびＣ成分の単位時間当たりの吐出量の重量比がＡ成分／Ｂ成分／Ｃ成分＝９4.９０／１0.１２／３0.２２となるように、吐出流量を調整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして３成分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシャフトを配置した、内径１6.０ｍｍ、長さ２２ｃｍの円筒形状のモールドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルにより注入し、注入されたポリウレタン原料が発泡して円筒の端部から漏れだす前に端部に蓋をした。これを１００℃の熱風循環式オーブン中で２０分間加熱して硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化させ、非導電性ポリウレタンフォームローラを作製した。
【００３２】
このポリウレタンフォームローラは、フォーム表面に開口部を持たず、フォーム密度が0.１２１ｇ／ｃｍ3 、圧縮バネ定数が0.８６Ｎ／ｍｍ、フォーム表面の面積に対する開口の総面積の比率（開口率）が０％であった。
このローラをトナー供給ローラとして乾式電子写真装置に組み込み、温度２０度、湿度５０％ＲＨにおいて４８時間放置した後、グレー（濃度８％）の画像を印刷したところ、画像に濃度むらが現れた。更に連続して白ベタ画像を１０００枚印刷した後、グレーの画像を再び印刷したところ、画像に更に大きな濃度むらが現れた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の弾性部材は、長時間使用してもトナー融着が少なく、良好な画像が得られるものであり、トナー供給ローラなどの画像形成装置用部材として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例に示したトナー供給ローラの圧縮バネ定数の測定法を示す概略図である。
【符号の説明】
１：ローラ
２：シャフト
３：ポリウレタンフォーム
４：Ｖブロック
５：フォースゲージ
６：圧縮治具（円板圧子）
Claims (3)
- （Ａ）ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームまたは（Ｂ）ポリオールとポリイソシアネートから合成したウレタンプレポリマー、鎖延長剤、触媒、発泡剤、整泡剤および添加剤を含むポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して得られるポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラにおいて、ポリオールとして、プロピレンオキサイド７５〜９２重量％とエチレンオキサイドを２５〜８重量％付加させ、末端水酸基が１級水酸基である割合が６５〜１００％で、重量平均分子量２０００〜１００００、官能基数が2.０〜4.５のポリエーテルポリオールを用い、添加剤として、ポリウレタンフォーム（Ａ）におけるポリオール１００重量部またはポリウレタンフォーム（Ｂ）におけるウレタンプレポリマー１００重量部に対して0.５〜２０重量部のリン酸エステルを用い、これらの原料を攪拌混合した後、円筒状のモールドに注入し、注入口を閉じ、加圧下で発泡成形してなるトナー供給ローラ。
- ローラ表面の初期圧縮バネ定数が0.３〜0.８Ｎ／ｍｍ、画像形成装置に組み込み、１０００枚印刷した後の圧縮バネ定数が2.０Ｎ／ｍｍ以下、かつローラ表面のフォームの開口径が４００μｍ以下、フォーム表面の面積に対する該開口の総面積の比率が４０％以上である請求項１に記載のトナー供給ローラ。
- 請求項１または２に記載のトナー供給ローラを装着してなる画像形成装置。
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