JP5984728B2

JP5984728B2 - ポリウレタンフォームローラの製造方法

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Publication number: JP5984728B2
Application number: JP2013071365A
Authority: JP
Inventors: 武則日下部; 政彦古谷; 琢也伊藤
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2013231953A

Description

本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式画像形成装置におけるトナー供給ローラあるいは帯電ローラに当接されるクリーニング用ポリウレタンフォームローラの製造方法に関する。

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

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

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

しかしながら、スラブポリウレタンフォームの切り出し品にシャフトを挿通して切削研磨加工する方法は、研磨後の表面にセルの切り残しがケバ状に逆立って残留し、ケバ状の切り残しが現像ローラに擦られて千切れ、画像上に白い筋を生じさせる原因となる。
さらに、スラブポリウレタンフォームは、発泡方向と該発泡方向に対して直交する方向とではセル形状が異なる異方性を有するため、切削研磨後の表面に比較的大きめの楕円の凹部を有する箇所と、小さめの真円に近い凹部を有する箇所を生じ、トナー供給性能及びトナー掻き取り性能が劣ると共に画像に悪影響を与える問題がある。

また、ニクロム線によって溶融切断する製造方法及びピーリング加工する製造方法では、溶融切断あるいはピーリング加工によってポリウレタンフォームの表面に大きく開口したセルが形成されるため、トナー供給性能及びトナー掻き取り性能が劣る問題がある。また、溶融切断する製造方法の場合、ポリウレタンフォームが溶融することで低分子量化合物がブリードし、現像ローラを汚染したり、トナーへ付着し、トナーが凝集する問題がある。

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

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

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、トナー供給性及びトナー掻き取り性が良好なポリウレタンフォームローラを安価に製造できる方法の提供を目的とする。

請求項１の発明は、シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたローラの製造方法において、シャフトの外周に製品径より大径の筒状のポリウレタンフォームを設けた中間成形体を形成し、前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記中間成形体のポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮して前記ポリウレタンフォームの径を製品径にすることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記中間成形体のポリウレタンフォームが嵌ることが可能な溝を分割面に有する分割成形型を加熱し、前記分割面の溝に前記中間成形体のポリウレタンフォームを配置して分割成形型で挟み、前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記ポリウレタンフォームの表面を前記分割成形型で加熱圧縮することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２において、前記分割面の溝は、長手方向に沿って両側の縁にテーパーが形成され、前記分割面の溝に前記中間成形体のポリウレタンフォームを配置して分割成形型で挟む際に、前記ポリウレタンフォームの表面が前記溝の両側の縁に食い込まないようにしたことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記ローラは、トナー供給ローラあるいは、帯電ローラに当接されるクリーニング用ローラであることを特徴とする。
請求項５の発明は、シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたローラの製造方法において、スラブポリウレタンフォームから切り出されて製品径より大径の筒状に加工されることで表面に楕円の凹部及び前記楕円より真円に近い形状の凹部を有しているポリウレタンフォームをシャフトの外周に設けた中間成形体を形成し、前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記中間成形体のポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮して前記ポリウレタンフォームの径を製品径にすることで前記ポリウレタンフォームの表面を平滑にすると共に、前記凹部の大きさの差を減少させることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５において、前記表面に楕円の凹部及び前記楕円より真円に近い形状の凹部を有しているポリウレタンフォームは、前記表面にケバ状の切り残しを有することを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項５または６において、前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記中間成形体のポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮して前記ポリウレタンフォームの径を製品径にすることで前記ポリウレタンフォームの表面を平滑にすると共に、前記凹部の大きさの差を減少させ、前記凹部の深さが均一になっていることを特徴とする。

本発明によれば、シャフトの外周に製品径より大径の筒状のポリウレタンフォームを設けた中間成形体を形成し、中間成形体のポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮してポリウレタンフォームの径を製品径にしているため、次の効果が得られる。
（１）中間成形体のポリウレタンフォームを切削や研磨によって形成した場合でも、表面のケバ状の切り残しを加熱圧縮で無くすことができ、画像上に白い筋を生じないようにできる。
（２）中間成形体のポリウレタンフォームをスラブポリウレタンフォームの切り出し品から形成した場合、前記セルの異方性によって、ポリウレタンフォームの表面に比較的大きめの楕円の凹部を有する箇所と、小さめの真円に近い凹部を有する箇所を生じるが、本発明によれば、ポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮によって平滑化することで大きさの異なる凹部の差を大幅に減少でき、トナー供給性及びトナー掻き取り性を良好なものにでき、良好な画像が得られる。
（３）スラブポリウレタンフォームを発泡方向に依拠せずに使用することができるため、歩留まりを向上させることができ、かつ高価な縦型が不要なため、製品コストを低減することができる。
（４）加熱条件と圧縮率の変更により、ローラのポリウレタンフォームの表面硬さを、ポリウレタンフォームローラの使用装置に応じた硬さにできる。
（５）加熱条件と圧縮率の変更により、ローラのポリウレタンフォームの外径を、ポリウレタンフォームローラの使用装置に応じた径にできる。
（６）加熱条件と圧縮率の変更により、ローラのポリウレタンフォーム表面における通気性を調整することができる。
（７）加熱条件と圧縮率の変更により、ローラのポリウレタンフォーム表面のみの特性を変更できるため、トナー掻き取り性の調整が可能である。

シャフト挿通ポリウレタンフォームの斜視図である。中間成形体形成時の切削を示す概略図である。中間成形体の側面図である。加熱圧縮装置の側面図である。図４の５−５断面図である。加熱圧縮時の断面図である。本発明の製造方法により得られたトナー供給ローラの側面図である。ゴースト試験の印刷設定を示す図である。ゴースト試験の印刷後の用紙を示す図である。かすれ試験の印刷設定を示す図である。かすれ試験の印刷後の用紙を示す図である。

以下、本発明のポリウレタンフォームローラの製造方法の実施形態について説明する。ポリウレタンフォームローラの製造方法は、初期成形体成形工程、中間成形体成形工程、加熱圧縮工程とよりなる、
初期成形体成形工程では、スラブポリウレタンフォームにシャフト挿通孔を形成し、次いでローラ１本分の大きさで切り出した後、スラブポリウレタンフォームのシャフト挿通孔にシャフトを挿通することにより、図１に示す初期成形体１１を作製する。符号１３はスラブポリウレタンフォーム切り出し品、１４はシャフト挿通孔、１５は金属製シャフトである。前記シャフト挿通孔１４は、シャフト１５の外径よりも所定寸法小さく形成し、シャフト１５の挿通によってシャフト１５がスラブポリウレタンフォーム切り出し品１３に固定されるようにする。前記スラブポリウレタンフォームは、密度（ＪＩＳＫ７２２２：２００５）１０〜３５０ｋｇ／ｍ^３のものが好ましい。また、前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品１３は、製品径（トナー供給ローラの径）よりも大の断面形状、例えば一辺が製品径よりも大の四角形断面形状からなる角柱等で形成される。前記シャフト１５の両端部１６、１７は、少なくとも一方の端部１７がＤカット断面形状とされている。

中間成形体成形工程では、前記初期成形体１１における前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品１３の外周に、図２に示すような切削歯４１を用いる切削加工やピーリング加工（図示せず）又は研磨等あるいはそれらの組み合わせ加工を行って、前記スラブポリウレタンフォーム切り出し品１３の外径を製品径よりも大の円筒形状からなる図３のポリウレタンフォーム２３とし、中間成形体２１を形成する。前記中間成形体２１におけるポリウレタンフォーム２３の外径を製品径よりも大にする程度は、０．２〜５ｍｍ程度が好ましい。

加熱圧縮工程では、前記中間成形体２１におけるポリウレタンフォーム２３の表面を図４及び図５に示すような分割成形型５１で加熱圧縮して前記ポリウレタンフォーム２３の径を製品径にする。
前記分割成形型５１は、下型５３と上型５９とよりなり、それぞれの分割面５４、６０には、前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３が嵌ることが可能な溝５５、６１が形成されている。

前記溝５５、６１は、断面が円弧状に窪んだ曲面からなり、長手方向（前記中間成形体２１の長さ方向と同方向）に沿って両側（すなわち溝の幅方向ｗ両側）の縁にテーパー５６、６２が形成されている。前記テーパー５６、６２は、前記溝５５、６１の両側（幅方向ｗ両側）外方へ拡開する傾斜面からなり、加熱圧縮工程において、前記溝５５、６１に前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３を配置して分割成形型５１の下型５１と上型５９で挟む際及び回転時に、前記ポリウレタンフォーム２３の表面が前記溝５５、６１の両側の縁に食い込まないようにするものである。また、前記溝５５、６１の内面は、フッ素コート等の平滑処理が施され、後述の回転が容易となるように表面摩擦抵抗が小さくされている。

前記下型５１と上型５９には、前記溝５５、６１を加熱するための加熱手段が設けられている。加熱手段としては、加熱オイル等の熱媒体を循環させる配管、あるいは電熱ヒーター等を挙げることができる。前記溝５５、６１の加熱温度は、前記ポリウレタンフォーム２３の表面を軟化あるいは塑性変形が可能な温度であり、１７０〜２８０℃、より好ましくは２００〜２５０℃とされる。

前記下型５１はベース７１に上向きに設置され、一方前記上型５９は前記下型５１上方の昇降装置７３に下向きに取り付けられ、前記下型５１に対して下降接近及び上方離間可能とされている。
また、前記ベース７１上には、前記下型５１の溝５５の延長線上における下型５１の一外側にシャフト保持筒部７５が設けられ、反対の外側にシャフト回転装置７９が設けられている。
前記シャフト保持筒部７５には、前記中間成形体２１のシャフト１５の一端部１６を挿入して回転可能に保持するシャフト挿入保持孔が形成されている。
一方、前記シャフト回転装置７９は、シャフト係止筒部８１と回転駆動部８３とよりなる。前記シャフト係止筒部８１には、前記中間成形体２１のシャフト１５におけるＤカット断面の端部１７を挿入係止可能なＤカット断面の孔が形成されている。前記回転駆動部８３は、前記シャフト係止筒部８１をシャフト１５と共に回転させるものであり、駆動モータで構成されている。なお、前記回転駆動部８３は前記シャフト係止筒部８１と連結された手動回転可能なクランクで構成し、前記クランクを手動で回転させることにより前記シャフト係止筒部８１をシャフト１５と共に回転させるように構成してもよい。

また、前記シャフト保持筒部７５と前記シャフト係止筒部８１は、少なくとも一方が前記下型５１の溝５５の長さ方向へスライド等して、前記シャフト保持筒部７５と前記シャフト係止筒部８１との間の距離を変化可能に構成されている。前記シャフト保持筒部８１と前記シャフト係止筒部８１に前記シャフト１５の両端部１６、１７を保持した状態では、前記シャフト保持筒部７５と前記シャフト係止筒部８１との間の距離が小にされ、一方、着脱する際には大にされる。

前記シャフト保持筒部７５と前記シャフト係止筒部８１の高さは、前記シャフト保持筒部７５と前記シャフト係止筒部８１に前記中間成形体２１のシャフト１５の両端部１６、１７を保持した際に、前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３の下側表面が、前記下型５１の溝５５の内面と接触して所定量圧縮されるように設定される。なお、前記シャフト保持筒部７５と前記シャフト係止筒部８１あるいは前記下型５１の少なくとも一方の高さを調節可能にして、トナー供給ローラの製品径に応じて、前記シャフト保持筒部７５及び前記シャフト係止筒部８１と前記下型５１の溝５５の内面との距離を調節できるようにしてもよい。

前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３の加熱圧縮時、まず、前記シャフト保持筒部７５に前記中間成形体２１のシャフト１５の一端部１６を挿入すると共にＤカット断面の他端部１７を前記シャフト係止筒部８１に挿入係止し、図５に示すように、前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３の下側を前記下型２１の溝５５内に位置させる。これにより、前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３の下側表面を前記下型５１の溝５５の内面に接触させて圧縮する。前記下型２１は、予め前記ポリウレタンフォーム２３の軟化あるいは塑性変形可能な温度に加熱しておく。

そして、前記回転駆動部８３の駆動によって前記中間成形体２１を一方向へ回転させながら、図６のように前記上型５９を下降させて前記下型５１の溝５５の内面と前記上型５９の溝６１の内面とで前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３を挟みポリウレタンフォーム２３の表面を所定量圧縮する。圧縮程度は、通常０．２〜２．０ｍｍ程度が好ましい。前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３は、回転しながら前記下型５１の溝５５の内面と前記上型５９の溝の内面とで表面が加熱圧縮され、径が製品径まで小さくされた円筒状にされる。

所定時間加熱圧縮を続けた後、前記上型５９を上昇させて前記分割成形型５１を開き、成形品を取り出すことにより、図７に示すポリウレタンフォームローラ１００が得られる。符号１０１は表面が加熱圧縮されたポリウレタンフォームである。

このようにして製造されたポリウレタンフォームローラ１００は、前記シャフト１５の外周のポリウレタンフォーム１０１の表面が加熱圧縮されて形成されているため、表面にケバ状の切り残しが無く、且つ表面のセルの開口が小さくなり、平滑性が高く、良好なトナー供給性能及びトナー掻き取り性能が得られる。さらに、前記ポリウレタンフォームローラ１００は、前記中間成形体２１の加熱圧縮工程時に、前記中間成形体２１のポリウレタンフォーム２３の表面が回転しながら加熱圧縮されることにより、前記ポリウレタンフォーム１０１の表面に分割成形型によるパーティングラインが形成されないため、複写装置、画像記録装置、プリンタ、ファクシミリ等に使用した場合に良好な画像を得ることができる。しかも、高価な縦型を使用する必要がないため、ポリウレタンフォームローラを安価に製造することができる。さらに、縦型を使用した場合には脱型が難しくなるが、本発明では、ポリウレタンフォームローラの分割成形型からの取り出しが容易であり、製造作業性に優れる効果がある。

・実施例１
密度９０ｋｇ／ｍ^３のポリウレタンフォーム（品番：ＥＸＲＯＴＨ−ＢＢ、（株）イノアックコーポレーション製）に直径６ｍｍのシャフト挿通孔を形成し、次いで一辺２５ｍｍの四角形断面からなる長さ２１０ｍｍの角柱状に切り出した後、スラブポリウレタンフォームのシャフト挿通孔に直径６ｍｍの金属製シャフトを挿通して初期成形体を形成した。その後、前記初期成形体のポリウレタンフォームを切削研磨により直径２０ｍｍにして中間成形体を形成した。
次に、円弧面の両縁がテーパーとなった溝内面にフッ素コートを施した金属製の分割成形型を２２０℃に加熱し、前記中間成形体を前記シャフトを回転軸として一方向へ回転させながら分割成形型を閉じ、前記中間成形体を２０秒間回転させながら溝内面で圧縮した。ポリウレタンフォームの圧縮程度は１ｍｍ、中間成形体の回転速度は４回／分である。その後、分割成形型を開いてポリウレタンフォームの外径が１９．７ｍｍになった実施例１のトナー供給ローラ用ポリウレタンフォームローラを得た。

前記実施例１のポリウレタンフォームローラにおけるポリウレタンフォームの表面と、前記中間成形体におけるポリウレタンフォームの表面をＫＥＹＥＮＣＥ製マイクロスコープで観察したところ、中間成形体では、ポリウレタンフォームの表面にケバ状の切り残しがあったのに対して実施例１のポリウレタンフォームローラでは、ポリウレタンフォームの表面にケバ状の切り残しが無かった。さらに、ポリウレタンフォーム表面におけるセルの開口は、中間成形体ではセルの異方性によりバラツキが大きく、かつ開口程度も大きいのに対して、実施例のポリウレタンフォームローラはバラツキが小さく、かつ開口程度も小さいものであり、ケバ状の切り残しが無いことと合わせて実施例１のポリウレタンフォームローラは中間成形体よりもポリウレタンフォームの表面が平滑であった。

また、実施例１のポリウレタンフォームローラにおけるポリウレタンフォームの表面平滑性を、型発泡した比較例のポリウレタンフォーム（型発泡品）の表面と、以下の方法で比較した。
比較例１は、横型の分割発泡成形型にシャフトをセットし、ポリウレタンフォーム原料を充填してシャフトの外周にポリウレタンフォームを発泡成形し、実施例１のポリウレタンフォームローラと同サイズの比較例のトナー供給ローラ用ポリウレタンフォームローラを製造した。実施例１と比較例１のポリウレタンフォームローラをそれぞれ、１ｒｐｍで回転させた状態で、ＭＩＴＵＴＯＹＯ製の品名：ＬＳＭ−６００レーザーマイクロメーターを用いて、周方向１０ポイントの平均外径を、長さ方向に２ｍｍピッチで９９ポイント計測し、隣り合う２点の外径差の絶対値を９８ポイント計算し、その平均値と標準偏差を比較した。その結果、型内で発泡成形した比較例１のポリウレタンフォームは外径差平均＝０．００６ｍｍ、標準偏差＝０．００５ｍｍであったのに対し、実施例１のポリウレタンフォームは、外径差平均＝０．００７ｍｍ、標準偏差＝０．００６ｍｍであり、実施例１のポリウレタンフォームローラのポリウレタンフォームは、型発泡した比較例１のポリウレタンフォームローラのポリウレタンフォームと同様の良好な平滑性を有していた。

ローラ表面の平滑性が実際の印刷結果に与える影響を確認するため、以下の実施例２、実施例３及び従来品である比較例２を作成し、表面の平滑性と印刷結果に関する測定をした。

・実施例２
密度６０ｋｇ／ｍ^３のポリウレタンフォーム（エーテル系ポリウレタンフォーム、（株）イノアックコーポレーション製）に直径４ｍｍのシャフト挿通孔を形成し、次いで一辺１８ｍｍの四角形断面からなる長さ２１０ｍｍの角柱状に切り出した後、スラブポリウレタンフォームのシャフト挿通孔に直径６ｍｍの金属製シャフトを挿通して初期成形体を形成した。その後、前記初期成形体のポリウレタンフォームを切削研磨により直径１３．４ｍｍの中間成形体を形成した。
次に、円弧面の両縁がテーパーとなった溝内面にフッ素コートを施した金属製の分割成形型を２２０℃に加熱し、前記中間成形体を前記シャフトを回転軸として一方向へ回転させながら分割成形型を閉じ、前記中間成形体を２０秒間回転させながら溝内面で圧縮した。ポリウレタンフォームの圧縮程度は０．４ｍｍ、中間成形体の回転速度は４回／分である。その後、分割成形型を開いてポリウレタンフォームの外径が１３ｍｍになった実施例２のポリウレタンフォームローラを得た。

・実施例３
密度３５ｋｇ／ｍ^３のポリウレタンフォーム（品番：ＥＲ−２６、（株）イノアックコーポレーション製）を用い、実施例２と同様にして実施例３のポリウレタンフォームローラを作成した。
・比較例２
横型の分割発泡成形型にシャフトをセットし、ポリウレタンフォーム原料を充填してシャフトの外周にポリウレタンフォーム（発泡倍率：１２倍、密度：８３ｋｇ／ｍ^３、セル径：１８０μｍ）を発泡成形し、実施例２及び実施例３のポリウレタンフォームローラと同サイズの比較例２のポリウレタンフォームローラを作成した。

・外径実測
実施例２、実施例３及び比較例２のポリウレタンフォームローラをそれぞれ、１ｒｐｍで回転させた状態で、ＭＩＴＵＴＯＹＯ製の品名：ＬＳＭ−６００レーザーマイクロメーターを用いて、周方向１０ポイントの平均外径を、長さ方向に２ｍｍピッチで９９ポイント計測し、隣り合う２点の外径差の絶対値を９８ポイント計算し、その平均値と標準偏差を比較した。その結果、実施例２は外径差平均＝０．００８ｍｍ、標準偏差＝０．００７ｍｍ、実施例３は外径差平均＝０．００９ｍｍ、標準偏差＝０．００８ｍｍ、比較例２は、外径差平均＝０．０２８ｍｍ、標準偏差＝０．０１９ｍｍであり、実施例２及び実施例３は、型発泡した比較例２と同様の良好な表面平滑性を有していた。

・電子顕微鏡による表面凹凸測定
実施例２及び比較例２に対して、シャフト外側のポリウレタンフォームをカッターで切断し、その断面に対して金蒸着後のロール表面付近をＪＳＭ−６１００型走査電子顕微鏡（日本電子株式会社製）で撮影し、ロール表面の１０個のセルに対して凹部深さを測定し、平均値と標準偏差を計算した。条件は、加圧電圧：１０ｋＶ、倍率２０倍である。実施例２の凹部深さは平均値：０．１４５ｍｍ、標準偏差：０．０４３ｍｍであり、一方、比較例２の凹部深さは平均値：０．３７８ｍｍ、標準偏差：０．０８０ｍｍであり、実施例２は比較例２よりも表面の凹部の深さが均一であった。

実施例２、実施例３及び比較例２のポリウレタンフォームを、それぞれレーザープリンター（品名：ＨＬ−４０４０ＣＮ、ブラザー工業社製）のトナー供給ローラとして装着し、ゴースト試験とかすれ試験を行った。
ゴースト試験は、トナー掻き取り性を判断する試験である。ゴースト試験の方法について説明する。図８に示すように、まず、Ａ４用紙２１に対して、上端から所定範囲の部分３２に、無色のブランク部３３と黒く塗り潰した１８×５３ｍｍの長方形部分のソリッド部３５とを、交互に横方向に印刷し、その下に、無色部分３７を上下幅１２ｍｍで設け、さらにその下に黒く塗り潰した評価部３９を用紙下端まで印刷する設定を作図ソフトで行い、その設定で印刷して図９に示すような印刷後の用紙２１Ａを得た。印刷後の用紙２１Ａにおける符号３３Ａは前記ブランク部３３が印刷されたブランク部印刷箇所、３５Ａは前記ソリッド部３５が印刷されたソリッド部印刷箇所、３９Ａは前記評価部３９が印刷された評価部印刷箇所である。また、前記ブランク部印刷箇所３３Ａとソリッド部印刷箇所３５Ａと対応する縦列に対して、便宜上、左から順に（１）、（２）、（３）・・・の番号を付した。すなわち、奇数の番号の縦列は、ブランク部の印刷時に使用された感光体ドラムの部分と対応する印刷箇所（ブランク部対応箇所）、偶数の番号の縦列は、ソリッド部の印刷時に使用された感光体ドラムの部分と対応する印刷箇所（ソリッド部対応箇所）を示す。

レーザープリンターの感光体ドラムでは、前記ブランク部３３とソリッド部３５が並んだ部分を印刷する際に前記ソリッド部３３と対応する感光体ドラムの部分に供給されたトナーは、ソリッド部３３の印刷後にトナー供給ローラで掻き取られる。次に、前記評価部３９を印刷する際に、前記評価部３９と対応する感光体ドラムの部分にはトナーが供給されるが、前記ソリッド部３３の印刷の際に供給されたトナーが、その後完全に掻き取られずに感光体ドラムの表面に残っていると、トナーが残っている感光体ドラムの部分では、残存トナーの上に新たにトナーが供給されることになる。そのため、ソリッド部印刷箇所３５Ａの次に印刷された評価部印刷箇所３９Ａでは、前記ソリッド部の印刷時に感光体ドラムに供給されたトナーが、その後完全に掻き取られずに掻き取り残しが残存していると、前記ソリッド部対応箇所（２）、（４）・・・の位置に、残存トナーにより印刷されたゴースト画像が加わる。従って、前記評価部印刷箇所３９Ａにおけるブランク部対応箇所（１）、（３）・・・とソリッド部対応箇所（２）、（４）・・・の濃度差を測定することにより、トナー供給ローラ（実施例２、実施例３及び比較例２のポリウレタンフォームローラ）のトナー掻き取り性を判断することができる。

そこで、図９に示した印刷後の用紙２１Ａにおける評価部印刷箇所３９Ａの上端から下方へ１０ｍｍ位置と５０ｍｍ位置で、それぞれ前記ブランク部対応箇所（１）、（３）・・と、前記ソリッド部対応箇所（２）、（４）・・・の濃度を、マクベス反射濃度計（品番：ＲＤ９１８、グレタクマクベス社製）でそれぞれ測定し、１０ｍｍ位置と５０ｍｍ位置に対して、濃度差＝［（ソリッド部対応箇所の濃度）−（ソリッド部対応箇所両側のブランク部対応箇所の平均濃度）］を、各ソリッド部対応箇所について計算し、さらに１０ｍｍ位置と５０ｍｍ位置における濃度差の平均値と標準偏差を求め、平均値の小さい程、残存トナーが少なく、トナー掻き取り性が高いと判断した。測定結果を表１に示す。５０ｍｍ位置で値がマイナスとなっている。これは、次の理由による。現像ローラが１０ｍｍから５０ｍｍの位置へ移動する間に１回転することで、回転当初に付着していた不要なトナーが少なくなり、５０ｍｍの位置に到達した時には、有意差のないほどに不要なトナーがなくなっている。したがって、ソリッド部対応箇所の濃度よりもブランク部対応箇所の濃度のほうが、誤差の範囲で色濃く検出される結果、マイナスの値となる。濃度差平均値はマイナスであれ、平均値が小さいほど残存トナーは少ない。

表１に示す通り、１０ｍｍ位置の濃度差平均値は、実施例２及び実施例３が比較例２よりも小さく、トナー掻き取り性が高いことがわかる。なお、５０ｍｍ位置の測定結果が負の値となっているが、これは、前記評価部の印刷初期に供給されたトナーに対する掻き取り残りが影響していると推測される。

かすれ試験は、トナー供給性を判断する試験である。かすれ試験の方法について説明する。図１０に示すように、まず、Ａ４用紙４１に対して、印刷可能範囲を黒く塗り潰す設定を作図ソフトで行い、その設定で印刷して図１１に示すような印刷後の用紙４１Ａを得た。

レーザープリンターの感光体ドラムでは、黒く塗り潰すために順次トナーが感光体ドラムの表面に供給されるが、供給されるトナーの量が少なくなると、印刷後の用紙４１Ａにおける塗り潰し部分４３Ａでは、供給されたトナーの量が少ない部分で、濃度が薄くなる。

そこで、図１１に示した印刷後の用紙４１Ａにおける塗り潰し部分４３Ａにおいて、印刷開始の上端から１０ｍｍと５０ｍｍ位置（上部側）の濃度と、印刷終了の下端から上方へ５０ｍｍと１０ｍｍ（下部側）の濃度を、それぞれマクベス反射濃度計（品番：ＲＤ９１８、グレタクマクベス社製）で測定し、上部側の１０ｍｍ濃度と５０ｍｍ濃度を加算した上部側総和濃度を求め、また下部側の５０ｍｍ濃度と１０ｍｍ濃度を加算した下部側総和濃度を求め、単位領域あたりの濃度差＝［上部側総和濃度−下部側総和濃度］÷２を求め、濃度差が小さい程、トナー供給性が高いと判断した。測定結果を表２に示す。

表２に示す通り、実施例２及び実施例３は、比較例２よりもトナー供給性が高いことがわかる。

なお、前記実施形態及び実施例では、加熱圧縮用の両方の分割成形型に断面が円弧状に窪んだ曲面からなる溝を形成し、その溝の長手方向に沿って両側（すなわち溝の幅方向ｗ両側）の縁にテーパーを形成したが、前記分割成形型に前記テーパーを形成しなくてもよい。その場合、前記中間成形体を回転しながら少しずつ加熱圧縮して、その外径を徐々に小さくするように、緩やかに両方の前記分割成形型の間隔を狭めて、前記中間成形体のポリウレタンフォームの表面を前記溝の両側の縁に挟まれないようにすることが好ましい。また、両方の前記分割成形型の一方にのみ前記テーパーを設けても良いし、両方に設けても良い。

１１初期成形体
１３スラブポリウレタンフォーム切り出し品
１５シャフト
２１中間成形体
２３ポリウレタンフォーム
５１分割成形型
５３下型
５５溝
５６テーパー
５９上型
６１溝
６２テーパー
１００実施例のトナー供給ローラ
１０１ポリウレタンフォーム

Claims

シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたローラの製造方法において、
シャフトの外周に製品径より大径の筒状のポリウレタンフォームを設けた中間成形体を形成し、
前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記中間成形体のポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮して前記ポリウレタンフォームの径を製品径にすることを特徴とするポリウレタンフォームローラの製造方法。
前記中間成形体のポリウレタンフォームが嵌ることが可能な溝を分割面に有する分割成形型を加熱し、
前記分割面の溝に前記中間成形体のポリウレタンフォームを配置して分割成形型で挟み、
前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記ポリウレタンフォームの表面を前記分割成形型で加熱圧縮することを特徴とする請求項１に記載のポリウレタンフォームローラの製造方法。
前記分割面の溝は、長手方向に沿って両側の縁にテーパーが形成され、前記分割面の溝に前記中間成形体のポリウレタンフォームを配置して分割成形型で挟む際に、前記ポリウレタンフォームの表面が前記溝の両側の縁に食い込まないようにしたことを特徴とする請求項２に記載のポリウレタンフォームローラの製造方法。
前記ローラは、トナー供給ローラあるいは、帯電ローラに当接されるクリーニング用ローラであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のポリウレタンフォームローラの製造方法。
シャフトの外周に筒状のポリウレタンフォームを設けたローラの製造方法において、
スラブポリウレタンフォームから切り出されて製品径より大径の筒状に加工されることで表面に楕円の凹部及び前記楕円より真円に近い形状の凹部を有しているポリウレタンフォームをシャフトの外周に設けた中間成形体を形成し、
前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記中間成形体のポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮して前記ポリウレタンフォームの径を製品径にすることで前記ポリウレタンフォームの表面を平滑にすると共に、前記凹部の大きさの差を減少させることを特徴とするポリウレタンフォームローラの製造方法。
前記表面に楕円の凹部及び前記楕円より真円に近い形状の凹部を有しているポリウレタンフォームは、前記表面にケバ状の切り残しを有することを特徴とする請求項５に記載のポリウレタンフォームローラの製造方法。
前記中間成形体のシャフトを回転軸にして前記中間成形体を回転させながら、前記中間成形体のポリウレタンフォームの表面を加熱圧縮して前記ポリウレタンフォームの径を製品径にすることで前記ポリウレタンフォームの表面を平滑にすると共に、前記凹部の大きさの差を減少させ、前記凹部の深さが均一になっていることを特徴とする請求項５または６に記載のポリウレタンフォームローラの製造方法。