JP4790477B2 - Toner supply roller - Google Patents

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Description

本発明は、複写装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘導体からなる像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用される現像装置に内蔵されるトナー供給ローラに関する。トナー供給ローラは、所定のトナー(現像剤)を供給して、静電潜像が形成されている感光体の如き像担持体の表面において、目的とするトナー像を形成するために用いられる。   The present invention is used for developing and visualizing an electrostatic latent image formed on an image carrier made of an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording derivative in an image forming apparatus such as a copying apparatus, a printer, or a facsimile. The present invention relates to a toner supply roller built in a developing device. The toner supply roller is used to supply a predetermined toner (developer) and form a target toner image on the surface of an image carrier such as a photoreceptor on which an electrostatic latent image is formed.

従来から、複写装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘導体などからなる像担持体上に形成した静電潜像を現像装置により現像して、トナー像として可視化することが行われている。そのような現像装置においては、ホッパー内に収容された所定のトナー(現像剤)を像担持体側に供給するための、軟質の弾性ローラからなるトナー供給ローラが内蔵せしめられている。   Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying apparatus, a printer, or a facsimile, a toner image is developed by developing an electrostatic latent image formed on an image carrier made of an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording derivative with a developing device. It has been made visible as. In such a developing device, a toner supply roller composed of a soft elastic roller for supplying a predetermined toner (developer) accommodated in the hopper to the image carrier side is incorporated.

トナー供給ローラには、ポリウレタンフォーム(スポンジ)からなる発泡弾性体層を有する発泡弾性体ローラが用いられているのが一般的である。   As the toner supply roller, a foamed elastic roller having a foamed elastic layer made of polyurethane foam (sponge) is generally used.

一方、かかるトナー供給ローラにて供給されるトナーに関しては、画質の向上とプリントスピードの向上のニーズから、近年、小粒径で低融点のものが用いられる傾向にある。それに伴い、トナーが、帯電や長期放置によって、より凝集し易くなってきており、このために、現像ローラ上に凝集、付着したトナーがトナー供給ローラにて掻き取られ得ず、かかる現像ローラ表面に残存(トナーのフィルミング)しやすくなってきている。これに起因して、画像上のムラが現れ、ゴースト等が生じることがある。即ち、現像ローラに対して、トナー供給ローラが押し付けられて、現像ローラと同一方向に回転せしめられる。それによって、それら両ローラの接触部においては、現像ローラ表面に付着せるトナーをトナー供給ローラにて掻き取り、除去せしめる一方、現像ローラ上には、新たに、均一にトナーが供給されるようになっている。このとき、現像ローラ上に凝集、付着したトナーが、トナー供給ローラによる掻き取り作用にては良好に除去されないと、そのまま現像ローラ上に残存するトナーのフィルミング現象を惹起することとなる。そのために、現像ローラ上の画像形成に関与するトナーの分布が不均一となって、ゴースト等として画像上のムラを惹起するようになるのである。   On the other hand, with respect to the toner supplied by the toner supply roller, a toner having a small particle size and a low melting point tends to be used in recent years because of the need for improving the image quality and the printing speed. As a result, the toner is more likely to aggregate due to charging or standing for a long time. For this reason, the toner that has aggregated and adhered to the developing roller cannot be scraped off by the toner supply roller, and the surface of the developing roller Residual (toner filming) is becoming easier. Due to this, unevenness on the image appears, and ghost or the like may occur. That is, the toner supply roller is pressed against the developing roller, and is rotated in the same direction as the developing roller. As a result, the toner adhering to the surface of the developing roller is scraped and removed by the toner supply roller at the contact portion between the two rollers, while the toner is newly supplied uniformly on the developing roller. It has become. At this time, if the toner aggregated and adhered on the developing roller is not removed well by the scraping action by the toner supply roller, a filming phenomenon of the toner remaining on the developing roller is caused as it is. For this reason, the distribution of the toner involved in image formation on the developing roller becomes non-uniform, causing unevenness on the image as a ghost or the like.

トナー供給ローラのトナーの掻き取り性を改良する方策が提案されている(特許文献1及び特許文献2)。すなわち、ウレタンフォーム層の外周面が、回転軸方向に回転軸と平行な直線状又は螺旋状に延びるように設けられた、ローラ周方向に歯車形状の断面をもって延びる複数の凸条によって、凹凸構造とされる。これにより、現像ローラ上のトナー掻き取りが向上する。さらには掻き取られたトナーがローラより積極的に排出されることにより、現像ローラ上にトナーが残存することによるゴーストを解消し、現像ローラの摩耗による傷の発生やトナー劣化の促進を抑制できる。また、ローラ表面の歯車形状が、芯金長手方向に対する歯車形状歯先(又は歯底)の連なりで螺旋形状を形成するように設けた場合、現像ローラ上のトナー掻き取りが極めて有利になされるとされる(特許文献3)。
特開平05−61350号公報 特許第02834716号公報 特開2000−056556号公報
Measures have been proposed for improving the toner scraping property of the toner supply roller (Patent Document 1 and Patent Document 2). That is, the rugged structure is formed by a plurality of ridges extending in the circumferential direction of the roller with a gear-shaped cross section provided so that the outer peripheral surface of the urethane foam layer extends linearly or spirally parallel to the rotation axis in the rotation axis direction. It is said. Thereby, toner scraping on the developing roller is improved. In addition, the scraped toner is positively discharged from the roller, thereby eliminating the ghost caused by the toner remaining on the developing roller, and suppressing the occurrence of scratches due to wear of the developing roller and the promotion of toner deterioration. . In addition, when the gear shape on the roller surface is provided so as to form a spiral shape with a series of gear-shaped tooth tips (or tooth bottoms) in the longitudinal direction of the core bar, scraping of the toner on the developing roller is extremely advantageous. (Patent Document 3).
JP 05-61350 A Japanese Patent No. 0283716 JP 2000-056556 A

しかしながら、本発明者らの検討によれば、前述のような断面が歯車形状のローラを用いてもトナー掻き取りが良好に行えない場合がある。   However, according to studies by the present inventors, toner scraping may not be performed satisfactorily even if a roller having a gear-shaped cross section as described above is used.

このようなローラは、ローラ表面が凹凸構造であるが故、歯車凸部(歯先)、特に凸部の角部はトナーを良く掻き取るが、歯車凹部(歯底)は、ローラが押し潰されつつ回転してトナーを掻きとるので、歯車凸部に比べ掻き取り性能が落ちる。又、凸部の角部は、より強く押し当てられる事になるのでローラ周方向でのトナー掻き取り性にムラができる場合がある。そのため、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生する恐れがあり、筋状のムラの発生も懸念される。これらの結果、常に安定した高品質の画像を得ることが難しい場合がある。   Since such a roller has a concavo-convex structure on the roller surface, the gear convex part (tooth tip), especially the corner part of the convex part, scrapes off the toner well, but the roller crushes the gear concave part (tooth bottom). Since it rotates and scrapes off the toner, the scraping performance is lower than that of the gear projection. Further, since the corners of the convex portions are pressed more strongly, the toner scraping performance in the roller circumferential direction may be uneven. For this reason, density unevenness may occur at the uneven pitch on the roller surface on the image, and the occurrence of streaky unevenness is also a concern. As a result, it may be difficult to always obtain a stable and high-quality image.

本発明の目的は、現像ローラに対するトナーの供給性および掻き取り性を安定させ、特にトナー掻き取りをよりムラなく均一にし、もって濃度ムラ等の画像異常の発生を抑え、トナー劣化を抑制し、常に安定した高品質の画像を得ることを可能とするトナー供給ローラを提供することである。   The object of the present invention is to stabilize the toner supply and scraping properties to the developing roller, in particular to make the toner scraping more uniform and uniform, thereby suppressing the occurrence of image abnormalities such as density unevenness, suppressing toner deterioration, It is an object of the present invention to provide a toner supply roller that can always obtain a stable and high-quality image.

前記目的を達成するために研究を重ねた結果、ローラ断面の歯車形状や、歯車形状の連なりによって形成される螺旋形状が、トナー掻き取り性等に影響するという知見が得られた。例えば、螺旋形状の螺旋が芯金の長手方向に対してなす角度や、歯車形状のピッチがトナー掻き取り性等に影響するという知見を得た。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものである。また、歯車形状の歯先の凸部に角がある場合より、角が無くて丸くなっている場合のほうが、トナー掻き取り性等が優れるという知見が得られた。   As a result of repeated studies to achieve the above object, it has been found that the gear shape of the roller cross section and the helical shape formed by the continuous gear shape affect the toner scraping property and the like. For example, the inventors have found that the angle formed by the spiral-shaped spiral with respect to the longitudinal direction of the core bar and the pitch of the gear shape affect the toner scraping property. The present invention has been made based on these findings. Further, it has been found that the toner scraping property and the like are superior when the convex portion of the gear-shaped tooth tip has a corner and is round with no corner.

本発明により、芯金と該芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラにおいて、
該発泡弾性体層の、該芯金の長手方向に直する断面が、歯車形状を有し、
該歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
該長手方向と該螺旋形状とのなす角度が0.3°以上10°以下であり、かつ、
該歯車形状のピッチ幅が0.3mm以上1.0mm以下である
ことを特徴とするトナー供給ローラが提供される。
According to the present invention, in a toner supply roller having a cored bar and a foamed elastic layer formed on the outer peripheral surface of the cored bar,
The foamed elastic layer is cross-sectional to Cartesian to the longitudinal direction of the metal core has a gear shape,
A spiral shape is formed by a series of gear-shaped tooth tips,
An angle formed by the longitudinal direction and the spiral shape is 0.3 ° or more and 10 ° or less, and
A toner supply roller is provided in which the pitch width of the gear shape is 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.

本発明により、現像ローラに対するトナーの供給性および掻き取り性を安定させ、特にトナー掻き取りをよりムラなく均一にし、もって濃度ムラ等の画像異常の発生を抑え、トナー劣化を抑制し、常に安定した高品質の画像を得ることを可能とするトナー供給ローラが提供される。   According to the present invention, the toner supply and scraping properties to the developing roller are stabilized, and in particular, the toner scraping is made more uniform and uniform, thereby suppressing the occurrence of image abnormalities such as density unevenness, suppressing toner deterioration, and being always stable. A toner supply roller that can obtain a high-quality image is provided.

〔第1の形態〕
本形態のトナー供給ローラは、芯金と芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラであって、
発泡弾性体層の、芯金の長手方向に直する断面が、歯車形状を有し、
この歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
芯金の長手方向とこの螺旋形状とのなす角度が0.3°以上10°以下であり、かつ、
この歯車形状のピッチ幅が0.3mm以上1.0mm以下である。
[First embodiment]
The toner supply roller of this embodiment is a toner supply roller having a cored bar and a foamed elastic layer formed on the outer peripheral surface of the cored bar,
Of the foamed elastic layer, cross section Cartesian the longitudinal direction of the metal core has a gear shape,
A spiral shape is formed by a series of gear-shaped tooth tips,
The angle formed by the longitudinal direction of the cored bar and the spiral shape is not less than 0.3 ° and not more than 10 °, and
The pitch width of this gear shape is 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.

以下、本形態について図面を用いてより詳細に説明する。   Hereinafter, this embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.

図1に示すように、本発明で用いる発泡弾性体層1は回転軸となる芯金2の長手方向に直交する断面が歯車形状である。また、図2に示すように、歯車形状歯先(又は歯底)の連なりで形成された螺旋形状が芯金長手方向に対してなす角度(傾斜角度)θが0.3°〜10°であり、好ましくは0.5°〜5.0°である。このようなトナー供給ローラが現像ローラに対して押し付けられて回転することにより、現像ローラ上のトナー掻き取り性が向上される。   As shown in FIG. 1, the foamed elastic body layer 1 used in the present invention has a gear shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of a cored bar 2 serving as a rotation axis. In addition, as shown in FIG. 2, an angle (inclination angle) θ formed by a spiral shape formed by a series of gear-shaped tooth tips (or tooth bottoms) with respect to the longitudinal direction of the core metal is 0.3 ° to 10 °. Yes, preferably 0.5 ° to 5.0 °. When the toner supply roller is pressed against the developing roller and rotates, the toner scraping property on the developing roller is improved.

ローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラを抑制し、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生することを防止する観点から、螺旋の傾斜角度θを0.3°以上、好ましくは0.5°以上とする。また、トナーが歯車形状歯底に停滞しやすくなってトナーの劣化(細粒化)が促進されることを防止し、もって異常帯電の発生を防止する観点から、傾斜角度θを10°以下、好ましくは5°以下とする。傾斜角度θの測定方法については、三次元測定機や光学顕微鏡等を使用し測定することができ、ローラ外周から任意に10箇所を測定し、その平均値を傾斜角度θとすることができる。   In order to suppress unevenness in toner scraping on the developing roller in the circumferential direction of the roller and to prevent density unevenness from occurring on the uneven surface pitch of the roller surface on the image, the spiral inclination angle θ is 0.3 ° or more. Preferably, the angle is 0.5 ° or more. Further, from the viewpoint of preventing the toner from easily staying in the gear-shaped tooth bottom and promoting the deterioration (fine graining) of the toner, thereby preventing the occurrence of abnormal charging, the inclination angle θ is 10 ° or less, Preferably it is 5 degrees or less. About the measuring method of inclination-angle (theta), it can measure using a three-dimensional measuring machine, an optical microscope, etc., can measure 10 places arbitrarily from a roller outer periphery, and can make the average value into inclination-angle (theta).

また、歯車形状のピッチ幅4(図3に示す)は0.3mm〜1.0mmとする。歯車形状によるトナー掻き取り性の向上効果を得る観点から、ピッチ幅を0.3mm以上とする。また、ローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラを抑制し、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生することを防止する観点から、ピッチ幅を1.0mm以下とする。ピッチ幅の測定方法については、投影機、或いは光学顕微鏡、3次元測定器等で測定することができる。   The pitch width 4 (shown in FIG. 3) of the gear shape is 0.3 mm to 1.0 mm. From the viewpoint of obtaining an effect of improving the toner scraping property by the gear shape, the pitch width is set to 0.3 mm or more. In addition, the pitch width is set to 1.0 mm or less from the viewpoint of suppressing unevenness in toner scraping on the developing roller in the circumferential direction of the roller and preventing density unevenness from occurring on the uneven surface pitch of the roller surface on the image. . About the measuring method of pitch width, it can measure with a projector, an optical microscope, a three-dimensional measuring device, etc.

〔第2の形態(参考用)
参考用の形態である本形態のトナー供給ローラは、芯金と該芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラであって、
発泡弾性体層の、芯金の長手方向に直する断面が、歯車形状を有し、
この歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
この歯車形状の歯先端部が半径0.1mm以上のアール形状を有する。
[Second form (for reference) ]
The toner supply roller of this embodiment which is a reference form is a toner supply roller having a cored bar and a foamed elastic layer formed on the outer peripheral surface of the cored bar,
Of the foamed elastic layer, cross section Cartesian the longitudinal direction of the metal core has a gear shape,
A spiral shape is formed by a series of gear-shaped tooth tips,
This gear-shaped tooth tip has a round shape with a radius of 0.1 mm or more.

以下、この形態について図を用いてより詳細に説明する。   Hereinafter, this embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.

図1に示すように、発泡弾性体層1は回転軸となる芯金2の長手方向に直交する断面が歯車形状である。この歯車形状の歯先の連なりにより、螺旋形状が形成される。歯車形状の歯先端部3(図3に示す)が、半径Rが0.1mm以上のアール形状を有する。   As shown in FIG. 1, the foamed elastic layer 1 has a gear shape in cross section perpendicular to the longitudinal direction of the cored bar 2 serving as a rotation axis. A helical shape is formed by a series of gear-shaped tooth tips. The gear-shaped tooth tip 3 (shown in FIG. 3) has a round shape with a radius R of 0.1 mm or more.

このようなトナー供給ローラが、その外周面が現像ローラに対して押し付けられて回転することにより、凹凸表面構造であるが故に発生するおそれのあるローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラが改善される。さらには、長期的に使用した場合、歯先端部3が現像ローラにより強く押し当てられる事によって起こり得るローラ表面の欠落や形状破損等を防止することができる。   When such a toner supply roller rotates with its outer peripheral surface being pressed against the developing roller, the toner scraping property of the developing roller on the developing roller in the circumferential direction of the roller that may occur due to the uneven surface structure. Unevenness is improved. Furthermore, when used for a long period of time, it is possible to prevent the omission of the roller surface, the breakage of the shape, or the like that may occur when the tooth tip 3 is strongly pressed by the developing roller.

歯先端部3が、半径Rが0.1mm以上、好ましくは0.3mm以上のアール形状であると、ローラ周方向における現像ローラ上のトナー掻き取り性のムラが抑制され、画像上にローラ表面の凹凸ピッチで濃度ムラが発生することを防止できる。また、トナーへ過剰なストレスを与えることを防止し、トナーの劣化(細粒化)促進を抑制し、長期使用においても濃度低下、地汚れ等の画像不具合が発生することを防止することができる。   If the tooth tip 3 has a rounded shape with a radius R of 0.1 mm or more, preferably 0.3 mm or more, unevenness in toner scraping on the developing roller in the circumferential direction of the roller is suppressed, and the roller surface is displayed on the image. It is possible to prevent density unevenness from occurring with the uneven pitch. Further, it is possible to prevent the toner from being excessively stressed, to suppress the deterioration (fine-graining) of the toner, and to prevent the occurrence of image defects such as a decrease in density and scumming even during long-term use. .

上記アール形状の半径は、投影機、或いは光学顕微鏡、3次元測定器等で歯先端部を拡大し、角部の半径を測定することで求めることができる。   The radius of the round shape can be obtained by enlarging the tooth tip portion with a projector, an optical microscope, a three-dimensional measuring device, or the like, and measuring the radius of the corner portion.

第1の形態と第2の形態の両方の特徴を併せ持つトナー供給ローラは、本発明の効果が顕著に得られ、好ましいものである。   A toner supply roller having the features of both the first form and the second form is preferable because the effect of the present invention is remarkably obtained.

〔歯先幅、歯底幅、歯高〕
本発明において、上記歯車形状の歯先幅5は0.1mm以上0.5mm以下が好ましく、歯底幅5は0.05mm以上0.5mm以下が好ましい。ここで言う歯先幅は、図2に示すように、歯車歯先の概略平坦部と歯車凸部の側面部との延長線交点間の距離として決められる。歯底幅6は、歯車歯底の概略平坦部と歯車凸部の側面部との延長線交点間の距離として決められる。
(Tooth width, root width, tooth height)
In the present invention, the gear-shaped tooth tip width 5 is preferably 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and the tooth root width 5 is preferably 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. As shown in FIG. 2, the tooth tip width referred to here is determined as the distance between the extended line intersections of the substantially flat portion of the gear tooth tip and the side surface portion of the gear convex portion. The tooth bottom width 6 is determined as a distance between the extended line intersections between the substantially flat portion of the gear tooth bottom and the side surface portion of the gear convex portion.

歯車歯先幅5が0.1mm以上であると、現像ローラとの摩擦抵抗が大きい場合や掻き取るトナー量が多い場合であっても、凸部(歯先)が欠落して電子写真システムの他の部位に詰まる等の異物となり、画像不良や故障の原因となることを優れて抑制できる。0.5mm以下の歯車歯先幅であると、現像ローラ上のトナー掻き取りにムラがおこることを優れて防止でき、画像のムラやゴースト等の画像不良を優れて防止できる。また、歯車歯底幅6が0.05mm以上であると、現像ローラから排出されたトナーが凹部に閉塞することを優れて防止できる。歯車歯底幅が0.5mm以下であると、現像ローラ上のトナー掻き取りにムラがおこることを優れて防止できる。更にまた、歯底から歯先迄の高さである歯高7は0.05mmから1.0mmが好ましい。歯高7が0.05mm以上であると、ローラ表面が緩やかな凹凸構造となってローラ全体のトナー掻き取りが低下することが優れて防止される。歯高が1.0mm以下であると、歯先と歯底の現像ローラに対する押圧差が大きくなってトナーの摩擦帯電量のムラがおこることを優れて防止でき、画像上にピッチムラが現れることを優れて防止できる。   When the gear tooth tip width 5 is 0.1 mm or more, even if the frictional resistance with the developing roller is large or the amount of toner to be scraped off is large, the convex portion (tooth tip) is missing and the electrophotographic system It is possible to excellently suppress the occurrence of a foreign matter such as clogging in other parts and the cause of an image defect or failure. When the gear tooth tip width is 0.5 mm or less, it is possible to excellently prevent unevenness in toner scraping on the developing roller, and it is possible to excellently prevent image defects such as image unevenness and ghost. Further, when the gear tooth bottom width 6 is 0.05 mm or more, it is possible to excellently prevent the toner discharged from the developing roller from being blocked in the concave portion. When the gear tooth bottom width is 0.5 mm or less, unevenness in toner scraping on the developing roller can be excellently prevented. Furthermore, the tooth height 7, which is the height from the tooth bottom to the tooth tip, is preferably 0.05 mm to 1.0 mm. When the tooth height 7 is 0.05 mm or more, it is excellently prevented that the roller surface has a gentle uneven structure and the toner scraping of the entire roller is reduced. When the tooth height is 1.0 mm or less, it is possible to excellently prevent unevenness in the frictional charge amount of the toner due to a large pressure difference between the tooth tip and the root of the developing roller, and uneven pitch appears on the image. Excellent prevention.

〔歯先幅と歯底幅の関係〕
本発明において、歯車歯先幅5をX、歯車歯底幅6をYとしたとき、歯先幅と歯底幅の和に対する歯先幅の比が、次式を満たすことが好ましい。
[Relationship between tip width and root width]
In the present invention, when the gear tooth tip width 5 is X and the gear tooth bottom width 6 is Y, the ratio of the tooth tip width to the sum of the tooth tip width and the tooth bottom width preferably satisfies the following equation.

Figure 0004790477
Figure 0004790477

上記比が好ましくは20%以上、より好ましくは40%以上であると、ローラ全体でのトナー掻き取り性能に優れ、高品質な画像を得ることが優れて容易となる。上記比が好ましくは90%以下、より好ましくは70%以下であると、トナー掻き取り性に優れ、現像ローラへ対する摺擦力が抑えられ、トナー劣化を防止する効果に優れる。   When the ratio is preferably 20% or more, and more preferably 40% or more, the toner scraping performance of the entire roller is excellent, and it becomes excellent and easy to obtain a high-quality image. When the ratio is preferably 90% or less, more preferably 70% or less, the toner scraping property is excellent, the rubbing force against the developing roller is suppressed, and the effect of preventing toner deterioration is excellent.

〔金型など〕
なお、上記歯車形状を有する発泡弾性体層を形成する為に、適宜の金型成形技術を用いることができる。型内面に対して、電鋳めっきによって形状転写することにより、あるいは鋳造によって形状転写する等の手法によって、目的とする型内面形状を有する金型を得ることができる。さらにまた、パイプ型を縦に二分割し、それぞれの内面に対して、目的とする型内面形状の電極を用いて放電加工を行ない、その後、その分割されたパイプ型を結合して、或いは結合することなく縦分割金型として用いることにより、上記歯車形状を形成するための金型を得ることも可能である。
[Molds etc.]
In addition, in order to form the foamed elastic layer having the above-mentioned gear shape, an appropriate mold forming technique can be used. A mold having a desired mold inner surface shape can be obtained by transferring the shape to the inner surface of the mold by electroforming plating or by transferring the shape by casting. Furthermore, the pipe mold is vertically divided into two parts, and electric discharge machining is performed on each inner surface using an electrode of the desired inner surface shape of the mold, and then the divided pipe molds are joined or joined. It is also possible to obtain a mold for forming the gear shape by using it as a vertically divided mold without doing so.

芯金としては、公知のトナー供給ローラに用いられる芯金から適宜選んで用いることができる。芯金として、金属製の円筒体を用いることができる。このとき、芯金の長手方向は円筒体の中心軸が延在する方向と一致する。   As the metal core, a metal core used for a known toner supply roller can be appropriately selected and used. A metal cylinder can be used as the core metal. At this time, the longitudinal direction of the cored bar coincides with the direction in which the central axis of the cylindrical body extends.

〔発泡弾性体層〕
本発明において、芯金の外周面に形成された発泡弾性体層がポリウレタンフォームからなる層(ポリウレタンフォーム層)であることが好ましい。
[Foamed elastic layer]
In the present invention, it is preferable that the foamed elastic layer formed on the outer peripheral surface of the core metal is a layer made of polyurethane foam (polyurethane foam layer).

特には、硬度が100g/mm〜750g/mmであるポリウレタンフォーム層であることが好ましい。硬度が100g/mm以上であると、現像ローラとの摺擦力(摩擦力)が小さくなってトナー掻き取り性が低下することを優れて防止することができる。また、硬度が750g/mm以下であると、現像ローラとの摺擦力が大きくなって現像ローラの摩耗や傷が発生したりトナーの劣化が起こることを優れて防止することができる。   In particular, a polyurethane foam layer having a hardness of 100 g / mm to 750 g / mm is preferable. When the hardness is 100 g / mm or more, it is possible to excellently prevent the toner scraping property from being lowered due to a small rubbing force (friction force) with the developing roller. Further, when the hardness is 750 g / mm or less, it is possible to excellently prevent the rubbing force with the developing roller from being increased, causing the developing roller to be worn or damaged, or to cause toner deterioration.

芯金2と発泡弾性体層1を有するトナー供給ローラについて、ここで言う硬度の測定を行うために図4に示すように、長さ50mm幅10mmの平板状押し圧面を有する冶具8を用いる。この治具をトナー供給ローラ表面に10mm/minの速度で押圧して、発泡弾性体層を1mm変形させた時のローラ表面にかかる荷重を測定する。このときの測定ポイントはローラ長手方向3点、この長手方向の3点についてそれぞれ周方向4点、合計12点とする。この12カ所における上記荷重(弾性体層が1mm変形したときの荷重)の算術平均を上記硬度とする。   In order to measure the hardness of the toner supply roller having the core metal 2 and the elastic foam layer 1, a jig 8 having a flat pressing surface with a length of 50 mm and a width of 10 mm is used as shown in FIG. This jig is pressed against the surface of the toner supply roller at a speed of 10 mm / min, and the load applied to the roller surface when the foamed elastic layer is deformed by 1 mm is measured. The measurement points at this time are 3 points in the longitudinal direction of the roller, and 4 points in the circumferential direction for 3 points in the longitudinal direction, for a total of 12 points. The arithmetic average of the load (the load when the elastic layer is deformed by 1 mm) at these 12 locations is defined as the hardness.

発泡弾性体層であるポリウレタンフォーム層の表面の各開口セルは、開口径が100μm以上800μm以下であることが好ましい。   Each open cell on the surface of the polyurethane foam layer, which is a foamed elastic layer, preferably has an open diameter of 100 μm or more and 800 μm or less.

開口径が100μm以上であると、トナー供給量が減少して濃度低下やスジ発生を惹起する恐れを優れて防止することができる。開口径が800μm以下であると、歯車形状が形成し難くなることを優れて防止することができる。開口径の測定方法については、ローラをリアルタイム走査型レーザー顕微鏡で表面の画像を倍率50倍で取り込み、無作為に50個のセル径を読み取り、その平均値を開口径として算出することができる。   When the opening diameter is 100 μm or more, it is possible to excellently prevent the possibility of causing a decrease in density and generation of streaks due to a decrease in toner supply amount. When the opening diameter is 800 μm or less, it is possible to excellently prevent the gear shape from becoming difficult to form. As for the measurement method of the aperture diameter, the surface image can be taken with a real-time scanning laser microscope at a magnification of 50 times, 50 cell diameters can be randomly read, and the average value can be calculated as the aperture diameter.

また、ポリウレタンフォーム層の表面の開口セルの開口全面積が、ポリウレタンフォーム層の表面の面積の20%以上90%以下であることが好ましい。このとき開口がポリウレタンフォーム層の表面に極力均一に存在していることがより好ましい。   The total area of the open cells on the surface of the polyurethane foam layer is preferably 20% to 90% of the surface area of the polyurethane foam layer. At this time, it is more preferable that the openings exist as uniformly as possible on the surface of the polyurethane foam layer.

セル開口部の開口全面積がポリウレタンフォーム層の表面面積の20%以上であると、トナー供給性能が低くなりさらにはポリウレタンフォーム層内部にトナーが詰まり易くなることによって部分的な硬化が惹起されて画像の悪化を招くことを優れて防止することができる。また、90%以下にすることにより、ローラ表面の毛羽立ちや欠落が発生する可能性およびそれによる画像不良を招く可能性を優れて抑制することができる。   When the total opening area of the cell opening is 20% or more of the surface area of the polyurethane foam layer, the toner supply performance is lowered, and the toner is easily clogged inside the polyurethane foam layer, thereby causing partial curing. It is possible to excellently prevent image deterioration. Further, by setting it to 90% or less, it is possible to excellently suppress the possibility of occurrence of fuzz or omission on the roller surface and the resulting image defect.

〔ポリウレタンフォーム層〕
上記ポリウレタンフォーム層の組成は、公知のポリウレタンフォームの組成から適宜選んぶことができる。このポリウレタンフォームの製造においては、ポリウレタンフォーム形成材料として、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡剤及び所望により用いられる導電性付与剤、触媒、整泡剤などを含有するものが使用される。
[Polyurethane foam layer]
The composition of the polyurethane foam layer can be appropriately selected from known polyurethane foam compositions. In the production of this polyurethane foam, a material containing a polyol component, a polyisocyanate component, a foaming agent and optionally used conductivity imparting agent, catalyst, foam stabilizer and the like is used as a polyurethane foam forming material.

ポリオールとしては、従来公知の各種ポリオールの中から、適宜選択して使用することが出来る。このポリオールの例としては、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキシレンアジペート(PHA)、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体、ダイマー酸系ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオールや、ポリオキシアルキレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。また、あらかじ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ても差し支えない。   As a polyol, it can select and use suitably from conventionally well-known various polyols. Examples of this polyol include polyethylene adipate (PEA), polybutylene adipate (PBA), polyhexylene adipate (PHA), a copolymer of ethylene adipate and butylene adipate, dimer acid polyol, castor oil polyol, polycaprolactone Examples include polyester polyols such as polyols and polyether polyols such as polyoxyalkylene glycols. Further, it may be used as a prepolymer previously polymerized with polyisocyanate.

ポリイソシアネートとしては、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することが出来る。このポリイソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネートやジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート及びその誘導体、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート及びその誘導体などが挙げられる。   As polyisocyanate, it can be used by appropriately selecting from various known polyisocyanates. Examples of this polyisocyanate include aromatic polyisocyanates and derivatives thereof such as toluene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate, aliphatic polyisocyanates and derivatives thereof such as hexamethylene diisocyanate, and alicyclic polyisocyanates and derivatives thereof such as isophorone diisocyanate. Can be mentioned.

ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いることのできる整泡剤としては、例えば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、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が挙げられる。この中でもポリエーテルポリオール系整泡剤としては、水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。   Examples of foam stabilizers that can be used together with polyisocyanate and polyol include water-soluble polyether siloxane from polydimethylsiloxane and EO / PO copolymer, sodium salt of sulfonated ricinoleic acid, and polysiloxane / polyoxyalkylene. Examples thereof include a mixture with a copolymer. Among these, water-soluble polyether siloxane is suitable as the polyether polyol-based foam stabilizer.

ポリイソシアネート、ポリオールとともに用ることのできる発泡剤としては、例えば水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロライド、トリクロロフルオロメタン、n−およびイソ−ペンタン、特にこれらの工業的混合物、n−およびイソ−ブタン、プロパンのような液状炭化水素、フラン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メチルホルマート、ジメチルオキサラート、エチルアセタート等のカルボン酸アルキルエステル等、二酸化炭素等が挙げられる。これらは単独で又は混合して使用することができる。中でも、環境に与える負荷を低減する観点より水を単独で使用することが好ましい。   Examples of blowing agents that can be used with polyisocyanates, polyols include water, trichloromonofluoromethane, dichlorodifluoromethane, methylene chloride, trichlorofluoromethane, n- and iso-pentane, in particular industrial mixtures thereof, n- And liquid hydrocarbons such as iso-butane and propane, ethers such as furan, dimethyl ether and diethyl ether, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, alkyl esters of carboxylic acids such as methyl formate, dimethyl oxalate and ethyl acetate Etc., carbon dioxide and the like. These can be used alone or in combination. Especially, it is preferable to use water independently from a viewpoint of reducing the load given to an environment.

触媒としては、公知のポリウレタン触媒から適宜選ぶことができる。例えば、アミン系触媒としては、1,2−ジメチルイミダゾール、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−オクタデシルモルホリン、ジエチレントリアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルブタンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ブタンアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス〔2−(N.N−ジメチルアミノ)エチル〕エーテル、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N’,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンの塩類、第一及び第二アミンのアミノ基のオキシアルキレン付加物、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、N,N−ジアルキルピペラジン類のようなアザシクロ化合物、種々のN,N’,N”−トリアルキルアミノアルキルヘキサヒドロトリアミン類等があり、有機金属系ウレタン化触媒としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オクテタン酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジブチル錫ジクロリド、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、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等があり、前記アミン系触媒及び有機金属系触媒の初期活性を低下させた有機酸塩触媒(カルボン酸塩やホウ酸塩等)がある。   As a catalyst, it can select from a well-known polyurethane catalyst suitably. For example, amine catalysts include 1,2-dimethylimidazole, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, hexadecyldimethylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-octadecylmorpholine, diethylenetriamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylpropylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylbutanediamine, N, N, N ′, N′— Tetramethyl-1,3-butaneamine, N, N, N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, bis [2- (N-N-dimethylamino) ethyl] ether, N, N-dimethylbenzylamine, N , N-dimethylcyclohexylamine, N, N, N ′, N ′, N ″, N ″ -pentamethy Diethylenetriamine, triethylenediamine, salts of triethylenediamine, oxyalkylene adducts of amino groups of primary and secondary amines, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, 1,5-diazabicyclo (4,3 , 0) Nonene-5, azacyclo compounds such as N, N-dialkylpiperazines, various N, N ′, N ″ -trialkylaminoalkylhexahydrotriamines, etc. , Tin acetate, tin octylate, tin octetate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin dichloride, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, tetra-i-propoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetrakis (2 -Ethylhexyloxy) titanium, lead naphthenate, dinaphthenate Kell, there are cobalt naphthenate and the like, there is the amine catalysts and organometallic catalyst initial activity organic salt catalysts obtained by reduction of (carboxylate or borate salts).

また、必要により使用される架橋剤の構造は特に限定されないが、アルキレングリコール、1,4−ブタンジオール(1,4BD)等のジオール類、グリセリン、トリメチローラプロパン(TMP)等のトリオール類、ペンタエリスルトール等のテトラオール類、エチレンジアミン(EDA)等のジアミン類、ジエタノールアミン(DEA)、トリエタノールアミン(TEA)等のアミノアルコール類等を、単独、又は混合して使用することが出来る。   Further, the structure of the crosslinking agent to be used is not particularly limited, but diols such as alkylene glycol and 1,4-butanediol (1,4BD), triols such as glycerin and trimethylolpropane (TMP), Tetraols such as pentaerythritol, diamines such as ethylenediamine (EDA), amino alcohols such as diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), and the like can be used alone or in combination.

必要により導電性を付与するための導電性材料としては、一般の導電性付与剤が使用でき、例えばイオン導電性物質も用いることができる。イオン導電剤としては、第四級アンモニウム塩等があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。   As a conductive material for imparting conductivity as necessary, a general conductivity imparting agent can be used, and for example, an ion conductive substance can also be used. Examples of the ionic conductive agent include quaternary ammonium salts, which are used alone or in combination.

その他添加剤として、難燃剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤、破泡剤等を必要に応じて使用することが出来る。   As other additives, flame retardants, colorants, antioxidants, ultraviolet absorbers, antioxidants, antioxidants, foam breakers and the like can be used as necessary.

以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

〔実施例A1〜A14、比較例A1〜A3〕
各実施例および比較例において、先ず、金属製パイプの内面に対して、表1にそれぞれ示されるような歯車形状となるように加工を施した成形金型を準備した。
[Examples A1 to A14, Comparative Examples A1 to A3]
In each of the examples and comparative examples, first, a molding die was prepared by processing the inner surface of the metal pipe so as to have a gear shape as shown in Table 1.

一方、発泡弾性体層としてはポリウレタンフォーム層を採用した。ポリウレタンフォーム層原料として、次のものを混合して用いた。
FA−908(商品名。三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオール)100重量部。
ジエタノールアミン0.5重量部。
L5366(商品名。日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤)1重量部。
ToyoCat−ET(商品名。東ソー株式会社製第3級アミン触媒)0.1重量部。
TEDA−L33(商品名。東ソー株式会社製第3級アミン触媒)0.5重量部。
水(発泡剤)2重量部。
T80(商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、NCO%=48)29.5重量部。
M200(商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、NCO%=31)7.4部。
On the other hand, a polyurethane foam layer was employed as the foamed elastic layer. The following materials were mixed and used as the raw material for the polyurethane foam layer.
FA-908 (trade name, polyether polyol manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight.
0.5 parts by weight of diethanolamine.
1 part by weight of L5366 (trade name. Silicone foam stabilizer manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.).
0.1 part by weight of ToyoCat-ET (trade name; tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation).
TEDA-L33 (trade name, tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation) 0.5 parts by weight.
2 parts by weight of water (foaming agent).
29.5 parts by weight of T80 (trade name. Isocyanate manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., NCO% = 48).
7.4 parts of M200 (trade name. Isocyanate manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., NCO% = 31).

これらの原料から、表1に示される硬度、セル開口径、開口全面積/表面面積の比となるローラを得た。   From these raw materials, a roller having the hardness, cell opening diameter, and total opening area / surface area ratio shown in Table 1 was obtained.

各例における原料を温度60〜80℃に予熱されたそれぞれの成形金型に注入し、そのままの温度で10〜20分硬化させ、成形金型から脱型し、回転軸となる芯金2の周りにウレタンフォーム層を一体的に形成し、図1に示す構造を有する各例のトナー供給ローラを製造した。このとき使用した芯金は直径5.0mmの円柱状である。   The raw material in each example is poured into each molding die preheated to a temperature of 60 to 80 ° C., cured at the same temperature for 10 to 20 minutes, removed from the molding die, and the core metal 2 serving as a rotating shaft. A urethane foam layer was integrally formed around the periphery, and each example toner supply roller having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. The core metal used at this time is a cylindrical shape having a diameter of 5.0 mm.

そして、この得られた各例のトナー供給ローラを用いた画像評価試験をおこない、画像上でローラ表面の凹凸ピッチでの濃度ムラおよびベタ濃度均一性をそれぞれ調べて、それらの結果を、表2に示した。   Then, an image evaluation test using the obtained toner supply roller of each example is performed, and density unevenness and solid density uniformity at the uneven pitch of the roller surface are respectively examined on the image. It was shown to.

なお、かかる画像評価試験における凹凸ピッチでの濃度ムラの評価は、次のように行った。まず、それぞれのトナー供給ローラを組み込んでなるトナーカートリッジを市販の複写機に組み込み可能にしてからセットして、15℃、相対湿度10%の環境下における画像出しにより、4%印字画出しをそれぞれ6000枚行なった。そして、更にハーフトーンの画出しを行なって、凹凸ピッチでの濃度ムラの発生の有無を調べた。濃度ムラのレベルについて、5段階の官能評価を実施した。その評価においては、○が凹凸ピッチでの濃度ムラ発生の認められないものである一方、×は、発生が顕著であることを示し、それらの間を5段階に分けた。評価の良い順に、○、○△、△、△×、×とした(他の5段階評価においても同じ)。   In addition, evaluation of density unevenness at the uneven pitch in the image evaluation test was performed as follows. First, after setting the toner cartridge in which each toner supply roller is incorporated into a commercially available copying machine, it is set and 4% printing is performed by imaging in an environment of 15 ° C. and 10% relative humidity. Each was performed 6000 sheets. Further, a halftone image was printed, and the presence or absence of density unevenness at the uneven pitch was examined. Five levels of sensory evaluation were performed on the level of density unevenness. In the evaluation, ◯ indicates that the occurrence of density unevenness at the uneven pitch is not observed, while X indicates that the occurrence is remarkable, and the interval between them is divided into five stages. In order of good evaluation, ◯, ○ Δ, Δ, Δx, and x were used (the same applies to other five-level evaluations).

また、ベタ濃度均一性評価については、15℃、相対湿度10%の環境下において画出しすることにより行なった。即ち、4%印字画出しを60000枚行なった後、最大濃度でベタ黒コピーを取り、印刷したベタ画像を目視し評価した。この際、凹凸ピッチでの濃度ムラは無視した。その評価において、○は濃度が均一で良好なものである一方、×は濃度が不均一であり、濃度ムラの発生が顕著であることを示し、それらの間を5段階に分けている。   In addition, the solid density uniformity evaluation was performed by imaging in an environment of 15 ° C. and a relative humidity of 10%. That is, after 60000 printouts of 4% were performed, a solid black copy was taken at the maximum density, and the printed solid image was visually evaluated. At this time, density unevenness at the uneven pitch was ignored. In the evaluation, ◯ indicates that the density is uniform and good, while X indicates that the density is non-uniform and the occurrence of density unevenness is remarkable, and the interval is divided into five levels.

Figure 0004790477
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Figure 0004790477
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かかる表1、表2の結果より明らかなように、実施例A1〜A5においては、凹凸ピッチでの濃度ムラ及びベタ濃度均一性にて示される画像評価において、優れた結果が得られた。つまり、優れたトナー掻き取り性とトナー供給性であることが認められ、高画質な画像を得ることができた。実施例A6及びA9においては、凹凸ピッチでの濃度ムラの発生はなく、ベタ濃度均一性において、実施例A1と比較し若干劣るが、良好な結果となった。また、実施例A7及びA8では、試験終了後にローラ表面を観察すると、歯車凸部(歯先)が欠落しかけている部分がみられたが、凹凸ピッチでの濃度ムラ、ベタ濃度均一性の発生については実施例A1と比較すると若干劣るものの良好な結果となった。   As is clear from the results of Tables 1 and 2, in Examples A1 to A5, excellent results were obtained in the image evaluation indicated by density unevenness and solid density uniformity at the uneven pitch. That is, it was recognized that the toner scraping property and the toner supply property were excellent, and a high-quality image could be obtained. In Examples A6 and A9, there was no density unevenness at the uneven pitch, and the solid density uniformity was slightly inferior to Example A1, but good results were obtained. Further, in Examples A7 and A8, when the roller surface was observed after the test was completed, a portion where the gear convex portion (tooth tip) was about to be lost was observed, but density unevenness and solid density uniformity occurred at the uneven pitch. With respect to, a good result was obtained although it was slightly inferior to Example A1.

実施例A10おいては、発泡弾性体層がやや低硬度であるが故、ローラとの摺擦力が低下し、トナー掻き取り性が低下する傾向があるため、実施例A1と比較してベタ濃度均一性が若干劣る結果となった。また、実施例A11においては、発泡弾性体層がやや高硬度であるが故、ローラとの摺擦力が上昇し、トナーがやや劣化したため、実施例A1と比較し、ベタ濃度均一性が若干劣る結果となった。しかし、どちらも、凹凸ピッチでの濃度ムラの発生は無く、通常使用するには何ら問題のない結果となった。実施例A12及びA13、A14においても、良好な結果が得られた。実施例A15においては、評価後のローラ表面を観察すると、部分的に毛羽立ちや歯車凸部(歯先)が欠落しかけている部分がみられたが、凹凸ピッチでの濃度ムラ、ベタ濃度均一性の発生については実施例A1と比較すると若干劣るものの良好な結果となった。   In Example A10, since the foamed elastic layer has a slightly low hardness, the sliding force with the roller tends to decrease and the toner scraping property tends to decrease. The density uniformity was slightly inferior. In Example A11, since the foamed elastic layer has a slightly high hardness, the frictional force with the roller is increased and the toner is slightly deteriorated. Therefore, the solid density uniformity is slightly higher than that of Example A1. The result was inferior. However, in both cases, there was no density unevenness at the uneven pitch, and there was no problem for normal use. Good results were also obtained in Examples A12, A13, and A14. In Example A15, when the roller surface after evaluation was observed, there was a portion where fuzzing or gear protrusions (tooth tips) were almost missing, but density unevenness and solid density uniformity at the uneven pitch. The occurrence of was good, although slightly inferior to Example A1.

比較例A1及びA3においては、ローラ周方向のトナー掻き取り性のムラがあり、凹凸ピッチでの濃度ムラが顕著に見られた。また、比較例A2においては、トナー劣化が促進され、ベタ濃度が不均一であった。   In Comparative Examples A1 and A3, there was uneven toner scraping in the roller circumferential direction, and density unevenness at the uneven pitch was noticeable. In Comparative Example A2, toner deterioration was promoted and the solid density was non-uniform.

〔実施例B1〜B14、比較例B1〜B3〕
ここに示す例は参考用である。
まず、混合ポリオールとして、以下のものを混合した。
FA−908(商品名。三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオール)100重量部。
ジエタノールアミン0.5重量部。
L5366(商品名。日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤)1重量部。
ToyoCat−ET(商品名。東ソー株式会社製第3級アミン触媒)0.1重量部。
TEDA−L33(商品名。東ソー株式会社製第3級アミン触媒)0.5重量部。
水(発泡剤)2重量部。
[Examples B1 to B14, Comparative Examples B1 to B3]
The examples shown here are for reference only.
First, the following were mixed as a mixed polyol.
FA-908 (trade name, polyether polyol manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) 100 parts by weight.
0.5 parts by weight of diethanolamine.
1 part by weight of L5366 (trade name. Silicone foam stabilizer manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.).
0.1 part by weight of ToyoCat-ET (trade name; tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation).
TEDA-L33 (trade name, tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation) 0.5 parts by weight.
2 parts by weight of water (foaming agent).

この混合ポリオールに、次のイソシアネートをNCOインデックス100となるように混合して攪拌した。
T80(商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、NCO%=48)29.5重量部。
M200(商品名。三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、NCO%=31)7.4部。
The following isocyanate was mixed with this mixed polyol so as to have an NCO index of 100 and stirred.
29.5 parts by weight of T80 (trade name. Isocyanate manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., NCO% = 48).
7.4 parts of M200 (trade name. Isocyanate manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., NCO% = 31).

得られた混合物を成形金型に注型し、温度60℃の加熱を行ない発泡成形することにより、図1に示されるが如き回転軸となる芯金2の周りに、発泡弾性体層1を一体的に形成せしめてなるトナー供給ローラを製造した。   The obtained mixture is poured into a molding die and heated at a temperature of 60 ° C. to perform foam molding. As shown in FIG. 1, the foamed elastic body layer 1 is formed around the core metal 2 serving as a rotating shaft. A toner supply roller formed integrally was manufactured.

その際に、成形型内面が凹凸構造(歯車形状)である成形型を使用した。型の凹凸構造は、図1に示すような、長手方向に直交する断面が歯車形状であり、長手方向に歯車形状の歯先の連なりで形成された螺旋形状を有する発泡弾性体層が得られる構造とした。このとき各例において型の凹凸構造を調整し、歯先端部のアール形状の半径R、歯先幅5、歯底幅6、歯高7、{X/(X+Y)}×100%(X:歯先幅、Y:歯底幅)から導かれる計算値が表3に示す値になるようにした。   At that time, a mold having an uneven structure (gear shape) on the inner surface of the mold was used. As shown in FIG. 1, the concave-convex structure of the mold has a gear-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction, and a foamed elastic layer having a helical shape formed by a series of gear-shaped tooth tips in the longitudinal direction is obtained. The structure. At this time, the uneven structure of the mold is adjusted in each example, and the radius R of the tip of the tooth, the tip width 5, the root width 6, the tooth height 7, {X / (X + Y)} × 100% (X: The calculated value derived from the tooth tip width (Y: root width) was set to the values shown in Table 3.

また、比較例B2については、成形型内面が円筒状(非凹凸構造)である成形型を使用し成形を行った。比較例B3については上記方法で成形を行ない出来上がったトナー供給ローラに十分な熟成を与えた後、ローラ表面を研磨した。   Moreover, about the comparative example B2, it shape | molded using the shaping | molding die whose shaping | molding die inner surface is cylindrical shape (non-uneven structure). In Comparative Example B3, the toner supply roller was molded by the above method and sufficiently aged, and then the roller surface was polished.

なお、得られた各例のトナー供給ローラにおける発泡弾性体層は、何れも、前述の硬度が200g/mm、セル開口径300〜700μm、セル開口率が65%であった。   In each of the obtained toner supply rollers of each example, the foamed elastic layer had a hardness of 200 g / mm, a cell opening diameter of 300 to 700 μm, and a cell opening ratio of 65%.

そして、この得られた各例のトナー供給ローラを用いた画像評価試験をおこない、ゴースト発生状況及びベタ濃度均一性(ローラ表面の凹凸ピッチでの濃度ムラ)をそれぞれ調べて、それらの結果を、表4に示した。   Then, an image evaluation test using the obtained toner supply roller of each example is performed, and the ghost occurrence state and the solid density uniformity (density unevenness at the uneven pitch of the roller surface) are respectively examined, and the results are obtained. It is shown in Table 4.

なお、かかる画像評価試験におけるゴースト発生の有無の評価は、次のように行った。まず、各例のトナー供給ローラを組み込んでなるトナーカートリッジを市販の複写機に組み込み可能にしてからセットして、15℃、相対湿度10%の環境下における画像出しにより、4%印字画出しをそれぞれ6000枚行なった。そして、更にゴースト評価用画像の画出しを行なって、ゴースト現象の発生の有無を調べた。なお、ゴーストのレベルについて、5段階の官能評価を実施した。その評価においては、○がゴースト発生の認められないものである一方、×は、ゴースト不良の発生が顕著であることを示し、それらの間を5段階に分けた。   The evaluation of the presence or absence of ghost generation in the image evaluation test was performed as follows. First, a toner cartridge incorporating the toner supply roller of each example can be installed in a commercially available copying machine and then set, and 4% printing is performed by imaging in an environment of 15 ° C. and 10% relative humidity. Each was performed 6000 sheets. Further, a ghost evaluation image was drawn to examine whether a ghost phenomenon occurred. In addition, the sensory evaluation of 5 steps | paragraphs was implemented about the ghost level. In the evaluation, ◯ indicates that no occurrence of ghost is observed, while × indicates that the occurrence of ghost failure is remarkable, and the interval between them is divided into five levels.

また、ベタ濃度均一性評価については、15℃、相対湿度10%の環境下において画出しすることにより行なった。即ち、4%印字画出しを60000枚行なった後、最大濃度でベタ黒コピーを取り、印刷したベタ画像を目視し評価した。その評価において、○は濃度ムラの発生が良好なものである一方、×は濃度ムラの発生が顕著であることを示し、それらの間を5段階に分けている。   In addition, the solid density uniformity evaluation was performed by imaging in an environment of 15 ° C. and a relative humidity of 10%. That is, after 60000 printouts of 4% were performed, a solid black copy was taken at the maximum density, and the printed solid image was visually evaluated. In the evaluation, ◯ indicates that the occurrence of density unevenness is good, while x indicates that the occurrence of density unevenness is remarkable, and there are five levels between them.

Figure 0004790477
Figure 0004790477

Figure 0004790477
Figure 0004790477

かかる表3および4に示す結果より明らかなように、実施例B1及びB2では、ゴースト及び濃度均一性にて示される画像評価において、優れた結果が得られ、優れたトナー掻き取り性とトナー排出性が認められる。特に、実施例B2では、濃度ムラの発生がなく、高画質な画像を得ることができた。また、実施例B3では、試験終了後にローラ表面を観察すると、歯車凸部(歯先)が欠落しかけている部分がみられたが、濃度ムラの発生については実施例B1と比較すると若干劣るものの良好な結果となった。実施例B4では、トナー掻き取り性が若干低下する傾向が見られたが、比較的良好な結果であった。さらには、実施例B5〜B8では、歯車形状による凹凸ピッチでの濃度ムラの発生が見られ、実施例B1と比較し、濃度均一性が若干劣る結果となったが、いずれもゴーストの発生は無く、通常使用するには何ら問題のない結果となった。実施例B9および10にあっては、ゴースト、濃度均一性とも実施例B1と比較し若干劣るものの、良好な結果が得られた。また、実施例B11では、ゴーストの発生が若干みられたが、濃度均一性には何ら問題はなく、良好な結果であった。実施例B12でも、ローラ表面の歯車凸部(歯先)が欠落しかけている部分がみられ、濃度均一性において部分的なムラがみられたが、ゴーストの発生は殆ど無く、良好な結果であった。さらには、実施例B13では、歯先幅がやや狭いため、トナーの掻き取り性が低下する傾向がみられ、若干の濃度ムラがみられたが、比較的良好な結果であった。さらには、実施例B14では、現像ローラに対する摺擦力が大きくなる傾向となり、トナー劣化がやや起こる傾向であったが、ゴーストの発生は実施例B1と比較し若干劣るものの、良好な結果が得られた。   As is clear from the results shown in Tables 3 and 4, in Examples B1 and B2, excellent results were obtained in image evaluation indicated by ghost and density uniformity, and excellent toner scraping property and toner discharge. Sex is recognized. In particular, in Example B2, there was no density unevenness and a high-quality image could be obtained. Further, in Example B3, when the roller surface was observed after the test was completed, a portion where the gear convex portion (tooth tip) was missing was observed, but the occurrence of density unevenness was slightly inferior to that in Example B1. Good results. In Example B4, the toner scraping tendency tended to be slightly lowered, but the result was relatively good. Furthermore, in Examples B5 to B8, density unevenness was observed at the uneven pitch due to the gear shape, and the density uniformity was slightly inferior to that of Example B1, but in both cases the occurrence of ghosts There was no problem for normal use. In Examples B9 and 10, good results were obtained although both ghost and density uniformity were slightly inferior to Example B1. In Example B11, ghosting was slightly observed, but there was no problem in density uniformity, and the result was good. Even in Example B12, there was a portion where the gear convex portion (tooth tip) on the roller surface was missing, and there was partial unevenness in density uniformity, but there was almost no ghosting and good results. there were. Further, in Example B13, since the tooth tip width was slightly narrow, the scraping property of the toner tended to be reduced, and some density unevenness was observed, but the result was relatively good. Further, in Example B14, the rubbing force against the developing roller tends to increase, and toner deterioration tends to occur slightly. However, although ghosting is slightly inferior to Example B1, good results are obtained. It was.

比較例B1では、ゴーストには何ら問題はないが、ベタ画像にローラ表面の凹凸ピッチのムラが一部見られた。また、比較例B2およびB3では、顕著なゴースト、濃度ムラが認められ、特に、比較例B3では、ローラ表面を観察すると、毛羽立ちがひどく、表面が欠落しかけている部分が数多く認められた。   In Comparative Example B1, there was no problem with the ghost, but some unevenness in the uneven pitch on the roller surface was seen in the solid image. Further, in Comparative Examples B2 and B3, remarkable ghost and density unevenness were observed. In particular, in Comparative Example B3, when the roller surface was observed, the fuzz was severe and many portions where the surface was almost missing were observed.

本発明のトナー供給ローラを説明するための模式的鳥瞰図である。FIG. 3 is a schematic bird's-eye view for explaining the toner supply roller of the present invention. 螺旋形状を説明するための模式的部分鳥瞰図である。It is a typical partial bird's-eye view for demonstrating helical shape. 歯車形状を説明するための模式的部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view for explaining a gear shape. トナー供給ローラの発泡弾性体層の硬度測定方法を説明するための模式図であって、(a)は平面図、(b)は側面図である4A and 4B are schematic diagrams for explaining a method for measuring the hardness of the foamed elastic layer of the toner supply roller, where FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a side view.

符号の説明Explanation of symbols

1:発泡弾性体層
2:芯金
3:歯車形状の歯先端部
4:歯のピッチ幅
5:歯車歯先幅
6:歯車歯底幅
7:歯底から歯先までの高さ
R:歯車歯先端部のアール形状の半径
8:硬度測定装置の押板治具
θ:螺旋が芯金長手方向となす角度
1: Foam elastic body layer 2: Core metal 3: Gear-shaped tooth tip portion 4: Tooth pitch width 5: Gear tooth tip width 6: Gear tooth bottom width 7: Height from the tooth bottom to the tooth tip R: Gear R-shaped radius of tooth tip 8: Push plate jig of hardness measuring device θ: Angle formed by spiral with metal core longitudinal direction

Claims (8)

芯金と該芯金の外周面に形成された発泡弾性体層とを有するトナー供給ローラにおいて、
該発泡弾性体層の、該芯金の長手方向に直する断面が、歯車形状を有し、
該歯車形状の歯先の連なりによって螺旋形状が形成され、
該長手方向と該螺旋形状とのなす角度が0.3°以上10°以下であり、かつ、
該歯車形状のピッチ幅が0.3mm以上1.0mm以下である
ことを特徴とするトナー供給ローラ。
In a toner supply roller having a cored bar and a foamed elastic layer formed on the outer peripheral surface of the cored bar,
The foamed elastic layer is cross-sectional to Cartesian to the longitudinal direction of the metal core has a gear shape,
A spiral shape is formed by a series of gear-shaped tooth tips,
An angle formed by the longitudinal direction and the spiral shape is 0.3 ° or more and 10 ° or less, and
A toner supply roller having a pitch width of the gear shape of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.
前記長手方向と該螺旋形状とのなす角度が0.5°以上5.0°以下である
請求項1記載のトナー供給ローラ。
The toner supply roller according to claim 1, wherein an angle formed by the longitudinal direction and the spiral shape is 0.5 ° or more and 5.0 ° or less.
前記歯車形状の歯先端部が半径0.1mm以上のアール形状を有する
請求項1または2記載のトナー供給ローラ。
The toner supply roller according to claim 1, wherein the gear-shaped tooth tip has a round shape with a radius of 0.1 mm or more.
前記歯先端部が半径0.3mm以上のアール形状を有する
請求項記載のトナー供給ローラ。
The toner supply roller according to claim 3, wherein the tooth tip has a round shape with a radius of 0.3 mm or more.
前記歯車形状が、0.1mm以上0.5mm以下の歯先幅、0.05mm以上0.5mm以下の歯底幅、および0.05mm以上1.0mm以下の歯高を有する
請求項1からのいずれか一項記載のトナー供給ローラ。
The gear shape, 0.1 mm or more 0.5mm or less of the tip width, 0.05 mm or more 0.5mm or less of the tooth base width, and from the claims 1 having the 1.0mm less tooth height than 0.05 mm 4 The toner supply roller according to claim 1.
前記歯車形状が、Xで表される歯先幅、Yで表される歯底幅を有し、次式
Figure 0004790477
が満たされる請求項1からのいずれか一項記載のトナー供給ローラ。
The gear shape has a tooth tip width represented by X and a tooth root width represented by Y.
Figure 0004790477
Toner supply roller according to one of claims 1 to 5, is satisfied.
前記発泡弾性体層がポリウレタンフォームからなる
請求項1からのいずれか一項記載のトナー供給ローラ。
Toner supply roller of any one of claims 1 to 6, wherein the foamed elastic layer composed of polyurethane foam.
前記発泡弾性体層の硬度が100g/mm以上750g/mm以下であり、
該発泡弾性体層の表面に、開口径が100μm以上800μm以下の開口セルが存在し、かつ、
該開口セルの開口全面積が、該発泡弾性体層の表面の面積に対して、20%以上90%以下である
請求項記載のトナー供給ローラ。
The foamed elastic layer has a hardness of 100 g / mm to 750 g / mm,
On the surface of the foamed elastic layer, there are open cells having an opening diameter of 100 μm or more and 800 μm or less, and
The toner supply roller according to claim 7 , wherein the total opening area of the open cell is 20% or more and 90% or less with respect to the surface area of the foamed elastic layer.
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