JP5618732B2 - 発泡弾性ローラおよびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
〔1〕回転軸となる芯金と該芯金の外周面に設けられた発泡弾性層を有する弾性ローラであって、該発泡弾性層は、内層、外層、及び該内層と該外層との間に位置する二層接触領域を有し、該内層、該二層接触領域及び該外層の平均セル径、通気量及び密度が、該外層から該内層に向かって減少しており、該内層、該二層接触領域及び該外層のセル数が、該外層から該内層に向かって増加していることを特徴とする発泡弾性ローラ。
〔2〕前記発泡弾性ローラが、トナー供給ローラであることを特徴とする前記〔1〕に記載の発泡弾性ローラ。
〔3〕電子写真画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、該プロセスカートリッジが、前記〔2〕に記載のトナー供給ローラを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
本発明は、回転軸となる芯金と該芯金の外周面に物性の異なる二層の発泡弾性層を有する弾性ローラにおいて、これらの二層の層間に、発泡弾性層の物性が外周面から芯金の中心に向かう直径方向で、漸増もしくは漸減する二層接触領域が存在する発泡弾性ローラである。但し、前記物性は、平均セル径、セル数、通気度および密度から選ばれる一つ以上の物性である。図1に示すように、本発明における発泡弾性ローラ1は発泡弾性層2が二層構造であり、各層間に存在する二層接触領域は連続したセルで構成されている。
本発明の発泡弾性ローラにおいて、発泡弾性層は、ゴム材料等にて形成された発泡構造を有する弾性層である。発泡弾性層は二層である。発泡弾性層の厚みは限定されないが、例えば、全体の厚みは4〜10mm程度であり、各層の厚みは1〜9mm程度である。発泡弾性層の物性値は限定されないが、例えば、平均セル系が100〜1000μm程度、気泡のセル数が10〜200個/inch程度、通気度が0.5〜10.0L/min程度、密度が0.08〜0.20g/cm3程度である。
本発明の発泡弾性ローラにおいて、発泡弾性層は二層で構成され、層間には、二層接触領域が存在する。以下、二層接触領域について説明する。
本発明の発泡弾性ローラは、例えば、芯金の外周にウレタンフォームの発泡弾性層を形成することによって製造することができる。成形金型としては、図2に示す、円筒状部材6と芯金5の保持部を有する上駒部材7と下駒部材8で形成されたローラ成型用金型と、発泡材料受け部9とからなるものを使用することができる。発泡材料受け部9は下駒部材に着脱可能に嵌合連結されており、注型機より吐出された発泡材料は発泡材料受け部9に一旦充填され、次いで注入孔10からローラ成型用金型内に注入される。
本発明の発泡弾性ロールは、電子写真画像形成装置等におけるトナー供給ローラとして使用することができる。またこのトナー供給ローラは、電子写真画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおけるトナー供給ローラとして使用することができる。
〔1.発泡弾性ローラの作成〕
内面に離型剤が塗布された内径14.5mm、長さ260mmの鉄製の円筒状部材とステンレス製の芯金(外径5mm、長さ270mm)を上駒部材と下駒部材で保持し形成されたローラ成型用金型を準備した。下駒部材にはローラ成型用金型の内部に発泡材料を発泡注入するための注入孔が設けられていた。
各層の肉厚は内層が2.0mm、外層が2.5mmであった。
以下の方法により発泡弾性層の外層、層間(二層接触部)、内層における平均セル径、セル数、通気度および密度を測定し、その結果を表2に示した。
発泡弾性層の平均セル径は、ローラ表面のセル径をキーエンス製デジタルマイクロスコープVDH−900(倍率:50倍)にて測定し、周方向に4箇所測定し、各ポイント30点の平均値とした。また、該発泡弾性層の外周面から芯金の中心に向かう直径方向での平均セル径は、図5に示すように、発泡弾性層の外周面を研磨もしくはカット加工して、内部セルを表面に露出させて平均セル径を測定した。
発泡弾性層のセル数は、JIS K 6400−1に基づいて測定した。また、該発泡弾性層の外周面から芯金の中心に向かう直径方向でのセル数は、上記平均セル径の測定方法と同様に、図5に示すように、内部セルを表面に露出させて測定した。
発泡弾性層の通気度は、図6に示す測定装置を用いて測定した。この測定装置は、発泡弾性ローラ1の通気度測定部位13に、吸引ポンプ14に接続した吸引パイプ15の先端に設けた吸引ノズル16を圧接させて使用するものである。吸引ポンプ14は、吸引力(圧力)が調整できるものを用いるのが好ましいが、一定吸引力を保持できるものであれば、特に限定されない。吸引ノズルの先端開口径は使用用途に応じて適宜に設定することができる構造である。
発泡弾性層をカット(体積Dcm3)し、その発泡弾性層の質量M(g)を体積Dで除して、求めた。
得られたポリウレタンフォームローラをトナー供給ローラとして使用し、画像評価(ベタ濃度均一性)を行った。なお、画像評価は次のように行った。すなわち、トナー供給ローラを市販の複写機(キヤノン社製、LBP−2510)のトナーカートリッジに組み込み、15℃、10%RHに1日間保管後に、複写機にセットし、15℃、10%RH環境下において、通常の複写機用普通紙を用いて初期画出しをした。次いで、4%印字画出し6000枚の耐久試験を行った後、さらに、通常の複写機用普通紙を用いて耐久試験後画出しを行った。初期及び耐久試験後画出しの濃度均一性を目視により調べ、下記の基準で画像評価した。結果を表3にまとめた。
○:ゴーストまたは濃度ムラが殆ど観察されず良好である。
△:ゴーストまたは濃度ムラがやや見られ、使用するには気になる程度である。
×:ゴーストまたは濃度ムラが観察され、使用不可である。
硬度(g/mm)=S1/Δ
さらに、下記式から硬度変化率を求めた。
硬度変化率(%)=耐久試験後の硬度(g/mm)/初期の硬度(g/mm)×100 。
先ず、それぞれ実施例1または2と同配合のポリウレタンフォームの内層を形成した。この内層を直径9mmになるように研磨したものを、実施例1と同様のローラ成形用金型内に配置した。次いで、実施例1または2と同配合のポリウレタン発泡材料を発泡注入して、外層を形成せしめることにより、内層の周りに、外層を一体的に形成した二層構造のポリウレタンフォームローラを作成した。
比較例1または3と同様にしてポリウレタンフォームの内層を形成した。この内層を直径9mmになるように研磨した後、研磨面にウレタン系接着剤(KU661、KU662、コニシ(株)製)を塗布した。一方、表1に示す外層を形成するポリウレタン発泡材料を内径9mm、外径14mmの円筒状に切り出して、これを前記ポリウレタンフォーム層に被覆、接着して、二層構造のポリウレタンフォームローラを作成した。
2…発泡弾性層
3…内層
4…外層
5…芯金
6…円筒状部材
7…上駒部材
8…下駒部材
9…発泡材料受け部
10…注入孔
11…下層のポリウレタン発泡材料
12…上層のポリウレタン発泡材料
13…通気度測定部位
14…吸引ポンプ
15…吸引パイプ
16…吸引ノズル
17…測定片
18…流量計
19…圧力計
20…芯金支持体
21…治具
Claims (3)
- 回転軸となる芯金と、
該芯金の外周面に設けられた発泡弾性層を有する弾性ローラであって、
該発泡弾性層は、内層、外層、及び該内層と該外層との間に位置する二層接触領域を有し、
該内層、該二層接触領域及び該外層の平均セル径、通気量及び密度が、該外層から該内層に向かって減少しており、
該内層、該二層接触領域及び該外層のセル数が、該外層から該内層に向かって増加していることを特徴とする発泡弾性ローラ。 - 前記発泡弾性ローラが、トナー供給ローラであることを特徴とする請求項1に記載の発泡弾性ローラ。
- 電子写真画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジにおいて、該プロセスカートリッジが、請求項2に記載のトナー供給ローラを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
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