JP4060591B2 - 弾性部材及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセス等で利用する弾性部材及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【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部材、トナー供給部材、帯電部材等として中乃至高抵抗弾性ローラが注目されており、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ロ−ラなどに用いられている。中抵抗弾性ローラは、これまでに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材料として用いられてきた。
従来、このような目的に使用された部材としては、カーボンブラック、金属酸化物、イオン性物質などにより導電性を付与したＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、ポリウレタン等のエラストマーやフォームがある。また、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。
【０００３】
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るため、好んで用いられている。すなわち、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等によりフォーム状の低硬度の部材を得ることができ、ポリウレタンの化学構造を決定する原料および配合の選択によっても硬度を下げることができる。
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。
【０００４】
モールド発泡軟質ウレタンフォームは、ホットキュアー・モールドフォームとコールドキュアー・モールドフォーム（ハイレジリエンス・フォーム：High resilience Foam：ＨＲフォームとも言われる）に大別され、自動車用シート・パッド、家具、ＯＡ部材、玩具などの用途で幅広く使用されている。モールド発泡軟質ウレタンフォームの表面形態をホットキュアー・モールドフォームとコールドキュアー・モールドフォームで比較すると、ホットキュアーでは表皮に通気性のないスキン層を形成するのに対して、コールドキュアー・フォームではスキン層が極めて薄く、使用するモールドにスキンレス離型剤を塗布したり、接触角の大きいフッ素コートを施したモールドを使用することにより容易にスキン層がなくなり、表皮に開口部を有する通気性のある表面層が得られることが知られている。
このようなフォーム表面にスキン層を有さないモールドフォームはスキンレス・モールドフォームと一般的に呼ばれているが、例えば自動車用シートパッドの用途では、布製あるいは塩ビ・レザー製などの自動車シートの表皮材をスキンレス・モールドフォームに接着し自動車シートを製造している。このような自動車シートは表皮接着シートと呼ばれ、外観、デザイン面で人気があり、１９８０年代から多くの自動車メーカーが採用している。（「ポリウレタン樹脂ハンドブック」１７８〜２０５頁、日刊工業新聞社、１９８７年）
【０００５】
電子写真装置において、トナーはトナー供給ローラによりトナー・カートリッジから現像ローラ上に供給される。このトナー供給ローラには、現像ローラ上に付着した使用済みのトナーを効率良く掻き取るとともに、トナー・カートリッジの中の新しいトナーを現像ローラ上に均一に供給する機能が要求され、トナー供給ローラによるトナーの掻き取りが不十分あるいは不均一であったり、トナーの供給が不十分あるいは不均一であると良好な電子写真画像が得られず、例えば画像の濃度低下を引き起こし鮮明な画像が得られない。
しかし、トナー供給ローラに上記のようなスキンレス・モールドフォームを用いた場合、従来から使用されている研磨加工、裁断加工（ピーリング加工）した表面層を持つトナー供給ローラに比べ表面層が平滑で開口部が少ないため、トナーの掻き取り性能、供給性能ともに低下し、画像の濃度むら等が発生し、良好な画像が得にくい。
【０００６】
モールド内発泡によるウレタンフォーム製のトナー供給ローラのトナー掻き取り性能およびトナーの供給性能を向上させるには種々の方法がある。例えばフォームの密度、硬度、通気性、表面摩擦力、開口径、開口率などのフォーム特性の最適化、現像ローラ／供給ローラの押し付け圧、接触面積、回転速度等のマシンの設計の最適化などにより掻き取り性能およびトナーの供給性能を向上が計られている。しかしながら、これらの方法だけでは良好な画像を安定して得るためには不十分で、初期の画像濃度、耐久試験後の画像濃度が不足したり、鮮明な画像を定常的に得ることが困難であり、従来から使用されている研磨加工、裁断加工（ピーリング加工）した表面層を持つトナー供給ローラと同等な良好な画像を得にくく、トナーの掻き取り性能、供給性能の改良が課題となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、トナー供給ローラの場合、トナーの掻き取り性能とトナーの供給性能を向上させることが大きな技術的課題であった。
本発明の目的は、トナーの掻き取り性能とトナーの供給性能に優れ、画像のいろむらが少なく、良好な画像が得られるウレタンフォーム製弾性部材を見出すことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、トナーの掻き取り性能とトナーの供給性能を向上させ、良好な画像が得られるウレタンフォーム製弾性部材を鋭意探索した結果、モールド内発泡により成形されたポリウレタン・フォーム製弾性部材において、ウレタンフォームの表面に均一形状の複数の開口部が規則的に配列された弾性部材を用いることにより、十分な初期画像濃度を有し、耐久試験後の画像濃度の低下が少ないウレタン・フォーム製弾性部材が得られることを見出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の弾性部材は、モールド内発泡により成形されたポリウレタンフォーム製弾性部材であって、ポリウレタンフォームの表面に、円形、楕円形、レーストラック形（陸上競技場のトラックの形状で、２個の円がその両方に接する２本の直線で結ばれた形状）、三角形、四角形又は六角形に近似した形状の複数個の開口部が規則的に配列されているものである。
この規則的な配列としては、複数個の開口部が、各々の中心点が正方形、長方形、正三角形又は二等辺三角形の頂点の位置になるような配列を挙げることができる。
【００１０】
図１〜１０は、開口部の形状及び配列の例を示す平面図である。
図１に示す例では、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図２に示す例では、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図３に示す例では、複数のレーストラック形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図４に示す例では、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
図５に示す例では、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
図６に示す例では、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図７に示す例では、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
図８に示す例では、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
図９に示す例では、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図１０に示す例では、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【００１１】
開口部は、円相当径の平均値が５０〜５００μｍ、隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離が５０〜６００μｍ、開口部総面積の全表面積に占める比率（開口率）が５０〜９５％である。なお、円相当径とは、１つの開口部の面積と同じ面積を有する円の直径を意味し、その平均値とは、複数の開口部の円相当径の平均を意味する。また、隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離とは、隣り合った２つの開口部の中心間の距離が２種以上異なってある場合はその平均を意味するのであって、例えば、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている場合は、長方形の長軸と短軸との長さの平均値を意味し、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている場合は、二等辺三角形の長さの異なる２種の辺の長さの平均値を意味する。
【００１２】
円相当径の平均値が５０μｍ未満であると目づまりやトナー供給不足により画像不良となる恐れがあり、５００μｍを超えるとトナーが不均一に現像ローラに供給されて画像不良となる恐れがある。隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離が５０μｍ未満であると目づまりやトナー供給不足により画像不良となる恐れがあり、６００μｍを超えるとトナーが不均一に現像ローラに供給されて画像不良となる恐れがある。開口部総面積の全表面積に占める比率が５０％未満であるとトナーが不均一に現像ローラに供給されて画像不良となる恐れがある。
これらの開口部が配列されたローラ表面のウレタンフォームは、圧縮バネ定数が０．３０未満であるとトナーの掻き取りと供給が不十分で画像濃度の低下やむらが発生する恐れがあり、０．８０Ｎ／ｍｍを超えると初期画像は良好でも耐久性が不足し、画像不良となる恐れがある。
【００１３】
表面にこのような開口部を有するウレタンフォームをモールド内発泡での成形は、開口部の形状に対応した形状の凸部を内面に有する筒型のモールドを使用することにより行うことができるのであり、筒型モールドの内面の凸部の形状に類似する形状の開口部が、該凸部に位置に対応する位置に形成される。従って、モールドの内面の凸部の形状及び配列を調節することにより、ウレタンフォーム表面の開口部の形状および開口部の配列を制御することができるのである。
而して、本発明の弾性部材は、内面に円形、楕円形、レーストラック形、三角形、四角形又は六角形の微細な凸部が規則的に配列されたモールド内の発泡により成形されたものであり、前記凸部は、各々の中心点が正方形、長方形、正三角形又は二等辺三角形の頂点の位置になるように規則的に配列されたものが好ましく、又、凸部の円相当径の平均値が５０〜５００μｍ、隣り合った２つの凸部の中心から中心までの平均距離が５０〜６００μｍ、凸部の深さが５〜５００μｍ、凸部の面積のモールド内面の全面積に占める比率が５０〜９５％である。
【００１４】
このような筒型モールドは、内面をあらかじめエッチング加工、機械加工、レーザー加工、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂加工、電鋳加工などの方法で微細な凹凸加工を施して前記のような凸部を設け、更に、好ましくは、表面を接触角の大きいコート材料、例えばフッ素樹脂、シリコーン樹脂などでコートするか、スキンレス離型剤をあらかじめ表面に塗布して使用する。
【００１５】
本発明のウレタンフォーム製弾性体は、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、触媒、整泡剤、および必要とすればその他の配合剤、添加剤などを攪拌混合した後、上記のような筒型モールドに注入し、発泡成形することにより得られる。
ポリオールとしてはエチレンオキサイドを２〜２５％付加させた末端１級ＯＨ％が５０〜１００％である分子量２０００〜１００００の２〜４官能ポリオールが好ましく用いられるが、このようなポリオールと他の種類のポリオールをブレンドして使用することも可能である。
【００１６】
ポリイソシアネ−トとしては、イソシアネ−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ナート，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それらのイソシアヌレート；カルボジイミド；グリコール等の変性物等が好ましく用いられる。特に好ましくは２，４−トルエンジイソシアネートと２，６−トルエンジイソシアネートの比率が８０／２０の混合物であるＴＤＩ−８０あるいは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）の比率が８０／２０であるブレンドイソシアネート（例えば日本ポリウレタン製コロネート１０２１）が用いられる。
また、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ウレタンプレポリマーとした後、蟻酸、水、鎖延長剤等と反応させても、低硬度かつ微細セルのフォームを得ることができる。
【００１７】
弾性部材は、非導電性部材および導電性部材の何れでも良く、非導電性部材では導電剤を添加する必要がなく、導電性部材の場合にはカーボン導電剤、イオン導電剤が好ましく用いられる。
カーボン・ブラックの種類としては、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、ランプブラック等が挙げられる。カーボンによる原料粘度の上昇による攪拌混合の不足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。
また、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の如き無機塩、ラウリ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、オクタデシル・トリメチル・アンモニウム・クロライド、ドデシル・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、変成脂肪族・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、塩化テトラブチルアンモニウムの如き第４級アンモニウム塩等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。
【００１８】
本発明における導電性弾性部材は種々用途に利用できるが、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。
以下、実施例、比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００１９】
実施例１
グリセリンにエチレンオキサイド１３重量％とプロピレンオキサイド８７重量％を付加した分子量５，０００である官能基数が３で末端１級ＯＨ％が８０％であるポリエーテルポリオール１００．００重量部、水１．８０重量部、ジエタノールアミン１．００重量部、トリエチレンジアミン３３％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液０．６５重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン０．２８重量部、エーテル変性シリコーンオイル（ＳＦ２９６５、トーレダウコーニングシリコーン株式会社製）２．００重量部をあらかじめ攪拌混合し、これをＡ成分とする。一方ポリイソシアネートとしてＴＤＩ−８０が８０重量％とクルードＭＤＩが２０重量％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式会社製コロネート１０２１）をＢ成分とする。
モールドとしては、内径１６．０ｍｍ、長さ２２ｃｍの筒型で、内面に直径２２０μｍ、深さ５０μｍの円形の凸部を中心間距離２５０μｍにて、図１のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けたモールドを用意した。
Ａ成分とＢ成分をそれぞれ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率がＡ成分／Ｂ成分＝１０５．７０／２６．７７になるように流量を合わせ、中心部分に芯金を配置したモールドに、インペラー回転数約３０００ｒｐｍにて攪拌混合したＡ成分とＢ成分の混合液を吐出ノズルより注入し、注入したウレタン原料が発泡してパイプの端部から漏れ出す前に端部に蓋をした。
【００２０】
これを７０℃の熱風循環式オーブンの中に入れ１０分間加熱キュアーした後、芯金とウレタンフォームからなるローラをパイプから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブンの中に入れ１５分間加熱キュアーし非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面には、モールドの内面の凸部に対応して、円形の開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４６Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径（直径）は２１０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６３％であった。
【００２１】
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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３２であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べて画像のむらが少ないことが分かった。
【００２２】
実施例２
モールド内面の凸部を、直径２２０μｍ、深さ１００μｍの円形とし、中心間距離を２５０μｍにて、図１のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面には、モールド内面の凸部に対応して、円形の開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径（直径）は２００μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６５％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０２８であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２３】
実施例３
モールド内面の凸部を、１辺が１５６μｍ、深さ５０μｍの正方形とし、中心間距離を２５０μｍにて、図２のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面には、モールド内面の凸部に対応して、正方形の開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４２Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径（１辺）は１５０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６４％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３９であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２４】
実施例４
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ５０μｍのレーストラック形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図３のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、レーストラック形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４１Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６３％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３３であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２５】
実施例５
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ１００μｍのレーストラック形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図３のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、レーストラック形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は長径が４４０μｍ、短径が２１５μｍで、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６２％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２６】
実施例６
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ１００μｍの楕円形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図９のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、楕円形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４２Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は長径が４４０μｍ、短径が２１０μｍで、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６４％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２７】
実施例７
モールド内面の凸部を、一辺が３００μｍ、深さ１００μｍの正三角を、中心間距離を２２０μｍにて、隣接する三角形は上下を逆にして、図７と同様に（但し、形は異なる）中心点が正方形（一辺が２２０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、正三角形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４１Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は一辺が２９５μｍの正三角形で、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は８０％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２８】
実施例８
モールド内面の凸部を、一辺が２２０で、深さ１００μｍの正六角形とした以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、正六角形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は一辺が２１０μｍの正六角形で、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は５２％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２９】
比較例１
内面に微細凹凸加工を施していない平滑な面を有するパイプ形状のモールドを用いた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状が不均一で、開口部の配列も不規則な外観であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は２１０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６１％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３０】
比較例２
モールド内面の凸部を、直径２２０μｍ、深さ５μｍの円形とし、中心間距離を２５０μｍにて、図１のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４２Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は２２０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６０％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５３であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３１】
比較例３
モールド内面の凸部を、１辺が５７０μｍ、深さ５０μｍの正方形とし、中心間距離を９００μｍにて、図２のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４４Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は１８０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は５９％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５１であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３２】
比較例４
モールド内面の凸部を、１辺が５７０μｍで、深さ５０μｍの正方形とし、中心間距離を９００μｍにて、図２のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は４６０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６３％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５５であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３３】
比較例５
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ１００μｍのレーストラック形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図３のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４１Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は２３０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６１％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５９であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の弾性部材は、画像のいろむらが少なく、トナー供給ローラなどの電子写真用弾性部材として好ましく利用できるものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図２】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図３】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数のレーストラック形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図４】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図５】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図６】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図７】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図８】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図９】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図１０】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセス等で利用する弾性部材及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【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部材、トナー供給部材、帯電部材等として中乃至高抵抗弾性ローラが注目されており、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ロ−ラなどに用いられている。中抵抗弾性ローラは、これまでに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材料として用いられてきた。
従来、このような目的に使用された部材としては、カーボンブラック、金属酸化物、イオン性物質などにより導電性を付与したＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、ポリウレタン等のエラストマーやフォームがある。また、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。
【０００３】
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るため、好んで用いられている。すなわち、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等によりフォーム状の低硬度の部材を得ることができ、ポリウレタンの化学構造を決定する原料および配合の選択によっても硬度を下げることができる。
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。
【０００４】
モールド発泡軟質ウレタンフォームは、ホットキュアー・モールドフォームとコールドキュアー・モールドフォーム（ハイレジリエンス・フォーム：High resilience Foam：ＨＲフォームとも言われる）に大別され、自動車用シート・パッド、家具、ＯＡ部材、玩具などの用途で幅広く使用されている。モールド発泡軟質ウレタンフォームの表面形態をホットキュアー・モールドフォームとコールドキュアー・モールドフォームで比較すると、ホットキュアーでは表皮に通気性のないスキン層を形成するのに対して、コールドキュアー・フォームではスキン層が極めて薄く、使用するモールドにスキンレス離型剤を塗布したり、接触角の大きいフッ素コートを施したモールドを使用することにより容易にスキン層がなくなり、表皮に開口部を有する通気性のある表面層が得られることが知られている。
このようなフォーム表面にスキン層を有さないモールドフォームはスキンレス・モールドフォームと一般的に呼ばれているが、例えば自動車用シートパッドの用途では、布製あるいは塩ビ・レザー製などの自動車シートの表皮材をスキンレス・モールドフォームに接着し自動車シートを製造している。このような自動車シートは表皮接着シートと呼ばれ、外観、デザイン面で人気があり、１９８０年代から多くの自動車メーカーが採用している。（「ポリウレタン樹脂ハンドブック」１７８〜２０５頁、日刊工業新聞社、１９８７年）
【０００５】
電子写真装置において、トナーはトナー供給ローラによりトナー・カートリッジから現像ローラ上に供給される。このトナー供給ローラには、現像ローラ上に付着した使用済みのトナーを効率良く掻き取るとともに、トナー・カートリッジの中の新しいトナーを現像ローラ上に均一に供給する機能が要求され、トナー供給ローラによるトナーの掻き取りが不十分あるいは不均一であったり、トナーの供給が不十分あるいは不均一であると良好な電子写真画像が得られず、例えば画像の濃度低下を引き起こし鮮明な画像が得られない。
しかし、トナー供給ローラに上記のようなスキンレス・モールドフォームを用いた場合、従来から使用されている研磨加工、裁断加工（ピーリング加工）した表面層を持つトナー供給ローラに比べ表面層が平滑で開口部が少ないため、トナーの掻き取り性能、供給性能ともに低下し、画像の濃度むら等が発生し、良好な画像が得にくい。
【０００６】
モールド内発泡によるウレタンフォーム製のトナー供給ローラのトナー掻き取り性能およびトナーの供給性能を向上させるには種々の方法がある。例えばフォームの密度、硬度、通気性、表面摩擦力、開口径、開口率などのフォーム特性の最適化、現像ローラ／供給ローラの押し付け圧、接触面積、回転速度等のマシンの設計の最適化などにより掻き取り性能およびトナーの供給性能を向上が計られている。しかしながら、これらの方法だけでは良好な画像を安定して得るためには不十分で、初期の画像濃度、耐久試験後の画像濃度が不足したり、鮮明な画像を定常的に得ることが困難であり、従来から使用されている研磨加工、裁断加工（ピーリング加工）した表面層を持つトナー供給ローラと同等な良好な画像を得にくく、トナーの掻き取り性能、供給性能の改良が課題となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、トナー供給ローラの場合、トナーの掻き取り性能とトナーの供給性能を向上させることが大きな技術的課題であった。
本発明の目的は、トナーの掻き取り性能とトナーの供給性能に優れ、画像のいろむらが少なく、良好な画像が得られるウレタンフォーム製弾性部材を見出すことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、トナーの掻き取り性能とトナーの供給性能を向上させ、良好な画像が得られるウレタンフォーム製弾性部材を鋭意探索した結果、モールド内発泡により成形されたポリウレタン・フォーム製弾性部材において、ウレタンフォームの表面に均一形状の複数の開口部が規則的に配列された弾性部材を用いることにより、十分な初期画像濃度を有し、耐久試験後の画像濃度の低下が少ないウレタン・フォーム製弾性部材が得られることを見出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の弾性部材は、モールド内発泡により成形されたポリウレタンフォーム製弾性部材であって、ポリウレタンフォームの表面に、円形、楕円形、レーストラック形（陸上競技場のトラックの形状で、２個の円がその両方に接する２本の直線で結ばれた形状）、三角形、四角形又は六角形に近似した形状の複数個の開口部が規則的に配列されているものである。
この規則的な配列としては、複数個の開口部が、各々の中心点が正方形、長方形、正三角形又は二等辺三角形の頂点の位置になるような配列を挙げることができる。
【００１０】
図１〜１０は、開口部の形状及び配列の例を示す平面図である。
図１に示す例では、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図２に示す例では、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図３に示す例では、複数のレーストラック形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図４に示す例では、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
図５に示す例では、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
図６に示す例では、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図７に示す例では、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
図８に示す例では、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
図９に示す例では、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
図１０に示す例では、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【００１１】
開口部は、円相当径の平均値が５０〜５００μｍ、隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離が５０〜６００μｍ、開口部総面積の全表面積に占める比率（開口率）が５０〜９５％である。なお、円相当径とは、１つの開口部の面積と同じ面積を有する円の直径を意味し、その平均値とは、複数の開口部の円相当径の平均を意味する。また、隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離とは、隣り合った２つの開口部の中心間の距離が２種以上異なってある場合はその平均を意味するのであって、例えば、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている場合は、長方形の長軸と短軸との長さの平均値を意味し、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている場合は、二等辺三角形の長さの異なる２種の辺の長さの平均値を意味する。
【００１２】
円相当径の平均値が５０μｍ未満であると目づまりやトナー供給不足により画像不良となる恐れがあり、５００μｍを超えるとトナーが不均一に現像ローラに供給されて画像不良となる恐れがある。隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離が５０μｍ未満であると目づまりやトナー供給不足により画像不良となる恐れがあり、６００μｍを超えるとトナーが不均一に現像ローラに供給されて画像不良となる恐れがある。開口部総面積の全表面積に占める比率が５０％未満であるとトナーが不均一に現像ローラに供給されて画像不良となる恐れがある。
これらの開口部が配列されたローラ表面のウレタンフォームは、圧縮バネ定数が０．３０未満であるとトナーの掻き取りと供給が不十分で画像濃度の低下やむらが発生する恐れがあり、０．８０Ｎ／ｍｍを超えると初期画像は良好でも耐久性が不足し、画像不良となる恐れがある。
【００１３】
表面にこのような開口部を有するウレタンフォームをモールド内発泡での成形は、開口部の形状に対応した形状の凸部を内面に有する筒型のモールドを使用することにより行うことができるのであり、筒型モールドの内面の凸部の形状に類似する形状の開口部が、該凸部に位置に対応する位置に形成される。従って、モールドの内面の凸部の形状及び配列を調節することにより、ウレタンフォーム表面の開口部の形状および開口部の配列を制御することができるのである。
而して、本発明の弾性部材は、内面に円形、楕円形、レーストラック形、三角形、四角形又は六角形の微細な凸部が規則的に配列されたモールド内の発泡により成形されたものであり、前記凸部は、各々の中心点が正方形、長方形、正三角形又は二等辺三角形の頂点の位置になるように規則的に配列されたものが好ましく、又、凸部の円相当径の平均値が５０〜５００μｍ、隣り合った２つの凸部の中心から中心までの平均距離が５０〜６００μｍ、凸部の深さが５〜５００μｍ、凸部の面積のモールド内面の全面積に占める比率が５０〜９５％である。
【００１４】
このような筒型モールドは、内面をあらかじめエッチング加工、機械加工、レーザー加工、ＵＶ（紫外線）硬化樹脂加工、電鋳加工などの方法で微細な凹凸加工を施して前記のような凸部を設け、更に、好ましくは、表面を接触角の大きいコート材料、例えばフッ素樹脂、シリコーン樹脂などでコートするか、スキンレス離型剤をあらかじめ表面に塗布して使用する。
【００１５】
本発明のウレタンフォーム製弾性体は、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、触媒、整泡剤、および必要とすればその他の配合剤、添加剤などを攪拌混合した後、上記のような筒型モールドに注入し、発泡成形することにより得られる。
ポリオールとしてはエチレンオキサイドを２〜２５％付加させた末端１級ＯＨ％が５０〜１００％である分子量２０００〜１００００の２〜４官能ポリオールが好ましく用いられるが、このようなポリオールと他の種類のポリオールをブレンドして使用することも可能である。
【００１６】
ポリイソシアネ−トとしては、イソシアネ−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ナート，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それらのイソシアヌレート；カルボジイミド；グリコール等の変性物等が好ましく用いられる。特に好ましくは２，４−トルエンジイソシアネートと２，６−トルエンジイソシアネートの比率が８０／２０の混合物であるＴＤＩ−８０あるいは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）の比率が８０／２０であるブレンドイソシアネート（例えば日本ポリウレタン製コロネート１０２１）が用いられる。
また、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ウレタンプレポリマーとした後、蟻酸、水、鎖延長剤等と反応させても、低硬度かつ微細セルのフォームを得ることができる。
【００１７】
弾性部材は、非導電性部材および導電性部材の何れでも良く、非導電性部材では導電剤を添加する必要がなく、導電性部材の場合にはカーボン導電剤、イオン導電剤が好ましく用いられる。
カーボン・ブラックの種類としては、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、ランプブラック等が挙げられる。カーボンによる原料粘度の上昇による攪拌混合の不足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。
また、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の如き無機塩、ラウリ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、オクタデシル・トリメチル・アンモニウム・クロライド、ドデシル・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、変成脂肪族・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、塩化テトラブチルアンモニウムの如き第４級アンモニウム塩等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。
【００１８】
本発明における導電性弾性部材は種々用途に利用できるが、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。
以下、実施例、比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００１９】
実施例１
グリセリンにエチレンオキサイド１３重量％とプロピレンオキサイド８７重量％を付加した分子量５，０００である官能基数が３で末端１級ＯＨ％が８０％であるポリエーテルポリオール１００．００重量部、水１．８０重量部、ジエタノールアミン１．００重量部、トリエチレンジアミン３３％ＤＰＧ（ジプロピレングリコール）溶液０．６５重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン０．２８重量部、エーテル変性シリコーンオイル（ＳＦ２９６５、トーレダウコーニングシリコーン株式会社製）２．００重量部をあらかじめ攪拌混合し、これをＡ成分とする。一方ポリイソシアネートとしてＴＤＩ−８０が８０重量％とクルードＭＤＩが２０重量％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式会社製コロネート１０２１）をＢ成分とする。
モールドとしては、内径１６．０ｍｍ、長さ２２ｃｍの筒型で、内面に直径２２０μｍ、深さ５０μｍの円形の凸部を中心間距離２５０μｍにて、図１のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けたモールドを用意した。
Ａ成分とＢ成分をそれぞれ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率がＡ成分／Ｂ成分＝１０５．７０／２６．７７になるように流量を合わせ、中心部分に芯金を配置したモールドに、インペラー回転数約３０００ｒｐｍにて攪拌混合したＡ成分とＢ成分の混合液を吐出ノズルより注入し、注入したウレタン原料が発泡してパイプの端部から漏れ出す前に端部に蓋をした。
【００２０】
これを７０℃の熱風循環式オーブンの中に入れ１０分間加熱キュアーした後、芯金とウレタンフォームからなるローラをパイプから取り出し、更に１２０℃の熱風循環式オーブンの中に入れ１５分間加熱キュアーし非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面には、モールドの内面の凸部に対応して、円形の開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４６Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径（直径）は２１０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６３％であった。
【００２１】
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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３２であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べて画像のむらが少ないことが分かった。
【００２２】
実施例２
モールド内面の凸部を、直径２２０μｍ、深さ１００μｍの円形とし、中心間距離を２５０μｍにて、図１のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面には、モールド内面の凸部に対応して、円形の開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径（直径）は２００μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６５％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０２８であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２３】
実施例３
モールド内面の凸部を、１辺が１５６μｍ、深さ５０μｍの正方形とし、中心間距離を２５０μｍにて、図２のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面には、モールド内面の凸部に対応して、正方形の開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４２Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径（１辺）は１５０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６４％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３９であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２４】
実施例４
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ５０μｍのレーストラック形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図３のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、レーストラック形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４１Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６３％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３３であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２５】
実施例５
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ１００μｍのレーストラック形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図３のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、レーストラック形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は長径が４４０μｍ、短径が２１５μｍで、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６２％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２６】
実施例６
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ１００μｍの楕円形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図９のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、楕円形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４２Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は長径が４４０μｍ、短径が２１０μｍで、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６４％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２７】
実施例７
モールド内面の凸部を、一辺が３００μｍ、深さ１００μｍの正三角を、中心間距離を２２０μｍにて、隣接する三角形は上下を逆にして、図７と同様に（但し、形は異なる）中心点が正方形（一辺が２２０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、正三角形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４１Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は一辺が２９５μｍの正三角形で、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は８０％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２８】
実施例８
モールド内面の凸部を、一辺が２２０で、深さ１００μｍの正六角形とした以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラの表面には、モールド内面の凸部に対応して、正六角形の形状に近似した開口部が規則正しく配列されていた。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は一辺が２１０μｍの正六角形で、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は５２％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０３７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御しない場合（比較例１）に比べ画像の濃度のむらが少ないことが分かった。
【００２９】
比較例１
内面に微細凹凸加工を施していない平滑な面を有するパイプ形状のモールドを用いた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状が不均一で、開口部の配列も不規則な外観であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は２１０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６１％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５７であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３０】
比較例２
モールド内面の凸部を、直径２２０μｍ、深さ５μｍの円形とし、中心間距離を２５０μｍにて、図１のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４２Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は２２０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６０％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５３であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３１】
比較例３
モールド内面の凸部を、１辺が５７０μｍ、深さ５０μｍの正方形とし、中心間距離を９００μｍにて、図２のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４４Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は１８０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は５９％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５１であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３２】
比較例４
モールド内面の凸部を、１辺が５７０μｍで、深さ５０μｍの正方形とし、中心間距離を９００μｍにて、図２のごとく中心点が正三角形の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４３Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は４６０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６３％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５５であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３３】
比較例５
モールド内面の凸部を、長径が４５０μｍ、短径が２２０μｍで、深さ１００μｍのレーストラック形とし、中心間距離を５５０μｍにて、図３のごとく中心点が二等辺三角形（２辺が４３０μｍで、１辺が５５０μｍ）の頂点に位置するように設けた以外は、実施例１と同様な方法で非導電性ウレタンフォーム製ローラを作製した。
作製したウレタンフォーム製ローラはローラ表面の開口部の形状がモールドの内面の凸部に対応せず、形状は不均一で、配列も不規則であった。ローラの圧縮バネ定数は０．４１Ｎ／ｍｍ、ローラ表面の開口部のセル径は２３０μｍ、ローラ表面の開口部の面積率（開口率）は６１％であった。
このローラを実施例１と同様に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℃、湿度５０％ＲＨで４８時間放置後、Ａ−４サイズの青色ベタ焼き画像を連続して１０枚印刷し、１０枚目の画像の濃度をマクベス濃度計にて測定した。測定箇所９点の最大値と最小値の差は０．０５９であった。測定結果からセルの形状、配列を制御した場合（実施例１）に比べ画像の濃度のむらが多いことが分かった。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の弾性部材は、画像のいろむらが少なく、トナー供給ローラなどの電子写真用弾性部材として好ましく利用できるものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図２】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図３】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数のレーストラック形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図４】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の正方形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図５】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図６】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の長方形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図７】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の円形の開口部が、各々の中心点が正方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図８】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が長方形の頂点の位置になるように配列されている。
【図９】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
【図１０】 開口部の形状及び配列の例を示す平面図であり、複数の楕円形の開口部が、各々の中心点が二等辺三角形の頂点の位置になるように配列されている。
Claims (6)
- モールド内発泡により成形されたポリウレタンフォーム製弾性部材において、ポリウレタンフォームの表面に、円形、楕円形、レーストラック形、三角形、四角形又は六角形に近似した形状の複数個の開口部が規則的に配列されており、該開口部の円相当径の平均値が５０〜５００μｍ、隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離が５０〜６００μｍ、開口部総面積の全表面積に占める比率（開口率）が５０〜９５％であることを特徴とする画像形成装置のトナー供給部材用弾性部材。
- 前記複数個の開口部が、各々の中心点が正方形、長方形、正三角形又は二等辺三角形の頂点の位置になるように規則的に配列されたことを特徴とする請求項１に記載の弾性部材。
- 内面に円形、楕円形、レーストラック形、三角形、四角形又は六角形の微細な凸部が規則的に配列されたモールド内での発泡により成形され、該凸部の円相当径の平均値が５０〜５００μｍ、隣り合った２つの開口部の中心間の平均距離が５０〜６００μｍ、凸部の面積のモールド内面の全面積に占める比率が５０〜９５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性部材。
- 前記凸部が、各々の中心点が正方形、長方形、正三角形又は二等辺三角形の頂点の位置になるように規則的に配列されたことを特徴とする請求項３に記載の弾性部材。
- 上記弾性部材がローラ形状を有しており、ローラ表面のウレタンフォームの圧縮バネ定数が０．３０〜０．８０Ｎ／ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の弾性部材。
- 上記請求項１〜５の何れかに記載の弾性部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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