JPH10268625A

JPH10268625A - トナー供給ロール

Info

Publication number: JPH10268625A
Application number: JP7157497A
Authority: JP
Inventors: Keita Shiraki; 慶太白木
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ロール表面のセルの開口状態を見易くして外
観検査の工数を低減せしめると共に、製品の信頼性の向
上を図り、またロール表面の画像処理性を高めること。【解決手段】ロール軸となる長手棒状の芯金３２と、
該芯金の周りに一体的に形成された軟質ポリウレタンフ
ォーム層３４とからなり、且つ該ポリウレタンフォーム
層が、連続した滑らかな表面を形成するスキン層３６を
外周面に有すると共に、該スキン層の直下に位置する各
セルが、該スキン層の厚さが薄くなるセル中央部位に形
成された開口部４０によって、それぞれ独立して外部に
開口する構造を有するトナー供給ロール２６において、
該ポリウレタンフォーム層を、着色剤を配合してなるポ
リウレタン原料の発泡成形にて形成された着色発泡体に
て構成すると共に、かかる着色発泡体材料の、Ｌ^*ａ^*
ｂ^*表色系における明度指数：Ｌ^*が、６０以下となる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、トナー供給ロールに係り、特
に、複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミ
リ等の画像形成装置において、電子写真感光体や静電記
録誘電体等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、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トナー供
給ロールに関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、複写装置や画像記録装置、プリ
ンター、ファクシミリ等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電体等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なわれているが、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
の弾性ロールからなるトナー供給ロールが内蔵せしめら
れている。

【０００３】例えば、図１及び図２に示される如きフル
カラーレーザービームプリンターにおいて、２は感光体
ドラムであり、この感光体ドラム２の周りに、感光体ド
ラム２の表面を帯電させる帯電ロール４と、画像情報を
レーザー信号にて送り、感光体ドラム２上に静電潜像を
形成せしめる露光機構部６と、感光体ドラム２表面に形
成された静電潜像に対応するトナー像を現像する現像部
８と、かかる感光体ドラム２上に現像されたトナー像が
転写される転写ドラム１０と、更には感光体ドラム２表
面の転写残像や残存トナーを除去するクリーニング装置
１２とが設けられている。また、かかる感光体ドラム２
から転写ドラム１０上に転写されたトナー像は、給紙装
置１４から供給される複写紙に対して、更に転写ロール
１６にて転写せしめられた後、定着ロール１８にて複写
紙に定着せしめられるようになっている。

【０００４】そして、このようなレーザービームプリン
ターにおいて、現像部８は、フルカラープリントのため
に、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの四色から
なるトナー（ここでは、非磁性一成分現像剤が用いられ
ている）を、それぞれ、別個に収容する現像ユニット２
０を有し、それら４つの現像ユニット２０が９０度の位
相差をもって回転軸周りに配置されてなる構造を有し、
かかる回転軸周りの１／４回転毎に、各現像ユニット２
０が感光体ドラム２に接して、それぞれの色相のトナー
（カラー現像剤）を感光体ドラム２上に供給して、静電
潜像の現像を行なうようになっている。

【０００５】また、かかる現像部８における各現像ユニ
ット２０は、図２に示される如く、ホッパー２２内にカ
ラー現像剤たるトナー（非磁性一成分現像剤）２４を収
容すると共に、かかるホッパー２２の下部に設けられた
トナー供給ロール２６と現像ロール２８とが相互に接触
しつつ、回転せしめられることによって、かかる現像ロ
ール２８上にホッパー２２内のトナー２４が供給せしめ
られるようになっているのである。なお、この現像ロー
ル２８上に形成されるトナー層の厚さは、層形成ブレー
ド３０にて規制されるようになっている。そして、かか
る現像ロール２８は、先述の如く、現像部８の回転軸周
りの１／４回転にて感光体ドラム２に接触せしめられ、
現像ロール２８上に形成されたトナー層にて、感光体ド
ラム２上の静電潜像が現像せしめられることとなるので
ある。

【０００６】ところで、このような現像装置におけるト
ナー供給ロール２６としては、特開平２−２８７５７６
号公報、特開平３−１５５５７５号公報、特開平６−３
０１２８１号公報等に明らかにされている如く、ポリウ
レタンフォーム（スポンジ）からなる弾性ロールが用い
られてきている。ロール材質をポリウレタンフォームと
することにより、トナー供給ロール２６に要求される軟
質化が容易に実現され得ることとなることに加えて、ロ
ール表面におけるトナーの保持性に優れ、トナーの搬送
性において有利となるからである。

【０００７】しかしながら、トナー供給ロールにあって
は、現像ロールに対して所定のトナーを供給し、掻き取
るという二つの性能が重要とされているのであり、その
ためには、上述の如きポリウレタンフォーム（スポン
ジ）をロール材質とする場合において、そのフォーム
（スポンジ）表面のセルの開口状態及びその均一さが重
要となるところから、そのようなロール材質のトナー供
給ロールに対して、外観検査を行ない、その表面性状を
把握する必要がある。因みに、フォーム表面の欠陥であ
るセル開口径ムラ、スキン発生（ロール表面のセルが開
口せず、膜として残ってしまう現象）、エアトラップ
（粗大なセルが製品内、特に表面部に存在する現象）等
が発生したトナー供給ロールにあっては、掻き取り性能
が低下し、またトナー供給性能の低下等によって、ゴー
ストやカブリ等の画像不具合を発生する恐れがあるとこ
ろから、そのような表面欠陥の存在の有無を調べる必要
があるのである。

【０００８】而して、ポリウレタンフォームをロール材
質としたトナー供給ロールにあっては、ポリウレタンフ
ォームの本来の色が白色乃至は淡黄色であるところか
ら、フォーム表面のセルの開口状態の視認が困難であ
り、そのためにセル開口径ムラ、スキン発生、エアトラ
ップ等の表面セル欠陥の発見が難しく、外観検査に多大
な工数を要していたのであり、また、フォームのセルの
骨格が白色乃至は淡黄色では、顕微鏡の光の反射、透過
により、表面のセル開口率やセル径を二値化画像処理す
ることも困難であったのである。

【０００９】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、所定の軟質ポリウレタンフォーム層が芯金の周
りに一体的に形成されてなるトナー供給ロールにおい
て、そのロール表面のセルの開口状態を見易くして、そ
の外観検査の工数を低減せしめ、ひいては製品の信頼性
の向上を図ることにあり、また、他の課題とするところ
は、ロール表面の画像処理性を高めることにある。

【００１０】

【解決手段】そして、そのような課題を解決するため
に、本発明にあっては、ロール軸となる長手棒状の芯金
と、該芯金の周りに一体的に形成された軟質ポリウレタ
ンフォーム層とからなり、且つ該ポリウレタンフォーム
層が、連続した滑らかな表面を形成するスキン層を外周
面に有すると共に、該スキン層の直下に位置する各セル
が、該スキン層の厚さが薄くなるセル中央部位に形成さ
れた開口部によって、それぞれ独立して外部に開口する
構造を有するトナー供給ロールにおいて、該ポリウレタ
ンフォーム層を、着色剤を配合してなるポリウレタン原
料の発泡成形にて形成された着色発泡体にて構成すると
共に、かかる着色発泡体材料の、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系に
おける明度指数：Ｌ^*が、６０以下となるようにしたこ
とを特徴とするトナー供給ロールを、その要旨とするも
のである。

【００１１】このように、本発明に従うトナー供給ロー
ルにあっては、芯金の周りに一体的に形成された軟質ポ
リウレタンフォーム層が、所定の着色剤の配合によって
着色された発泡体にて構成されると共に、そのような着
色発泡体材料が、６０以下の明度指数（Ｌ^*）の、濃色
乃至は黒色系のものとされていることにより、ポリウレ
タンフォームのセルの骨格に対する光の透過や反射が、
そのような骨格が白色乃至は透明〜黄色となったものに
比較して、極めて小さくなる結果、ポリウレタンフォー
ム表面の欠陥であるセル開口径ムラ、スキン発生、エア
トラップ等が極めて発見し易くなるのであり、以て外観
検査工数の低減、更には製品の信頼性の向上につながる
こととなったのである。

【００１２】しかも、ポリウレタンフォーム層本来の色
である白色乃至は淡黄色の場合にあっては、顕微鏡の光
の反射や透過により、表面のセル開口率やセル径を二値
化画像処理すること、即ち光学顕微鏡で見える画像を白
と黒に二値化し、骨格部と孔部（開口部）を数値化し
て、開口率を算出することが困難であったが、本発明に
従うトナー供給ロールにあっては、前述のように、光の
透過や反射が小さいために、そのような画像処理が極め
て容易となったのである。

【００１３】なお、このような本発明に従うトナー供給
ロールの望ましい態様によれば、前記着色剤が、カーボ
ンブラックを着色成分として含み、そして前記発泡体が
黒色に着色せしめられることとなる。このような黒色顔
料としてのカーボンブラックの使用により、ポリウレタ
ンフォームの有効な着色が為され、以てその効果を最大
限に発揮せしめることが出来るのである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の構成について、更に具体的に明らかにすることとす
る。

【００１５】要するに、本発明は、図１及び図２に示さ
れる如き構成のプリンターにおける現像部８の現像ユニ
ット２０に用いられるトナー供給ロール２６を対象とす
るものであり、そのようなトナー供給ロール２６を、芯
金の周りに、例えば一体発泡成形等にて、所定の軟質ポ
リウレタンフォーム層を形成することによって、構成す
ると共に、かかるポリウレタンフォーム層が、連続した
滑らかな表面を形成するスキン層を有し、更に該スキン
層直下の各セルが、該スキン層に形成された開口部を通
じて、それぞれ独立して外部に開口するように構成する
一方、該ポリウレタンフォーム層を所定の着色剤にて着
色せしめて、その明度指数（Ｌ^*）が、６０以下となる
ように構成したところに、大きな特徴を有するものであ
って、その一例が、図３に示されている。

【００１６】すなわち、かかる図３において、トナー供
給ロール２６は、回転軸（ロール軸）となる芯金３２
と、その周りに一体的に形成された、独立気泡型の所定
厚さの軟質ポリウレタンフォーム層３４とから構成され
ている。なお、このような構成のトナー供給ロール２６
は、例えば、芯金３２の存在下において、最終ロール形
状を与える成形キャビティ内でのポリウレタン原料の発
泡成形によって容易に得られ、そしてそれによって、後
述する、硬度が３５０ｇ以下である軟質ポリウレタンフ
ォーム層３４が、芯金３２の周りに、所定厚さにて一体
的に形成せしめられるのである。

【００１７】そして、このような一体発泡成形操作等に
て芯金３２の周りに形成される軟質ポリウレタンフォー
ム層３４は、図３におけるＡ部断面図として拡大して示
されているように、その表面に、全体として連続した滑
らかな面を与えるスキン層３６を有しているが、このス
キン層３６には、その直下に位置する各セル３８を外部
に連通せしめる開口部４０が、通常、１００〜８００μ
ｍの開口径において、独立して存在し、これによって、
穴明きのスキン層３６となっている。そして、そのよう
なスキン層３６における開口部４０は、スキン層３６の
厚さが最も薄くなるセル３８の中央部に相当する部位に
形成されているのであり、これによって、スキン層３６
の最も薄い部分がない形態とされているところから、ス
キン層の破れの問題、更にはその破れによる異物の混入
等の問題が、効果的に解消され得るようになっているの
である。

【００１８】なお、図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に
は、そのようなスキン層３６に存在する開口部４０の大
きさが異なる３つの例が、それぞれ、その表面形態にお
いて示されているが、それらの図からも明らかな如く、
スキン層３６は、その開口部４０の大きさによって、多
少は変化するものの、全体として連続した滑らかな表面
（平坦なロール面）を形成するものであり、そして、そ
れらセル３８のスキン層３６における開口全面積、換言
すれば開口部４０の合計面積が、一般に、スキン層３６
の表面の２０％以上を占めるように構成され、これによ
って、スキン層３６の薄い部分の存在が排除され、また
ポリウレタンフォーム層３４の各セル３８に対するトナ
ーの出入りが均一化されて、部分的な硬さのバラツキが
生じ難くなるように構成されている。特に、このような
開口部４０の開口全面積の割合が２０％よりも低くなる
と、トナー供給性能が低くなる問題に加えて、ポリウレ
タンフォーム層３４内部にトナーが詰まり易く、これに
よって部分的な硬化が惹起されて、画像の悪化を招き易
い問題を内在している。尤も、そのようなセル３８の開
口全面積のスキン層３６表面に対する占有割合の上限
は、適宜に決定されることとなるが、一般に８０％以
下、好ましくは７０％以下とされる。

【００１９】また、このような本発明に従うトナー供給
ロール２６にあっては、そのポリウレタンフォーム層３
４におけるスキン層３６の直下に位置する各セル３８の
開口部４０は、図４の各図から明らかな如く、略円形形
状を呈しており、そしてそのような開口部４０の存在に
よる作用・効果を充分に奏せしめるために、かかる開口
部４０の開口径は、先述の如く、一般に１００〜８００
μｍ、好ましくは２００〜７００μｍ程度とされるのが
望ましい。けだし、開口部４０の開口径が１００μｍよ
りも小さくなると、開口部４０を通じてセル３８内に侵
入したトナーが出難くなり、硬化が惹起されて、画像不
具合が発生するからであり、また該開口径が８００μｍ
を越えるようになると、トナー供給量が減少して、濃度
低下、スジ発生の問題を惹起するからである。

【００２０】そして、かかる軟質ポリウレタンフォーム
層３４は、例示の如き、各セル３８が相互に独立した独
立気泡型の構造であっても、また、各セル３８が相互に
連通せる連続気泡型の構造であっても、何等差支えない
が、特に、独立気泡型の構造が有利に採用されることと
なる。また、そのような軟質ポリウレタンフォーム層３
４を構成する各セル３８のセル径は、開口部４０の開口
径よりも大きいものであって、一般に１００〜１０００
μｍ程度、好ましくは３００〜９００μｍ程度とされる
こととなる。このセル径が小さいと、必然的に開口径が
小さくなることとなって、トナーの詰まりによる部分的
な硬化に基づくところの各種の問題が惹起され、また、
セル径が余りに大きくなっても、トナーが侵入し易くな
って、著しい硬化が惹起され、画像不具合につながる問
題がある。

【００２１】さらに、かかる本発明に従うトナー供給ロ
ール２６を構成する軟質ポリウレタンフォーム層３４
は、その硬度が、通常、３５０ｇ以下であることが望ま
しく、これよりも硬度が高くなると、現像ロール２８へ
のトナー２４の供給が悪化し、Ｌ／Ｌ（低温低湿：１５
℃×１０％）耐久性試験後の画像が悪化する等の問題を
惹起するようになる。なお、ここで言う硬度とは、図５
（ａ）及び（ｂ）に示される如く、トナー供給ロール２
６を、その両端の芯金３２部分において支持し、そして
そのポリウレタンフォーム層３４を、５０ｍｍ幅（厚
さ：７ｍｍ）の板状押圧面を有する治具４２にて、１０
ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧したときの、１ｍｍ変位時の
荷重（ｇ）にて表したものであって、その数値が大きく
なる程、ポリウレタンフォーム層３４の硬さが高い、即
ち硬いことを示している。また、測定ポイントは、図示
の如く、軸方向の２か所（それぞれポリウレタンフォー
ム層３４の軸方向端面４４から５ｍｍ入った位置より５
０ｍｍの長さ部分のところ）×周方向の９０度毎に４か
所の、計８か所とし、その平均値において示されるもの
である。なお、そのような硬度を有する軟質ポリウレタ
ンフォーム層３４は、原料の配合組成や成形型への投入
量等の選択によって、容易に実現されるものである。

【００２２】しかも、かくの如き特性を有するポリウレ
タンフォーム層３４を備えたトナー供給ロール２６にあ
っては、また、本発明に従って、そのポリウレタンフォ
ーム層３４が、所定の着色剤を配合してなるポリウレタ
ン原料の発泡成形にて形成された着色発泡体にて構成さ
れていると共に、そのような着色発泡体材料が、Ｌ^*ａ
^*ｂ^*表色系〔ＣＩＥ１９７６（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）色空
間〕における明度指数：Ｌ^*において、６０以下となる
ような色調に着色されているのであり、これによって、
ポリウレタンフォームのセルの骨格における光の透過や
反射を極めて小さく為し、以てフォーム表面の欠陥であ
るセル開口径ムラ、スキン発生、エアトラップ等の発見
を極めて容易と為すことにより、外観検査における工数
の低減を図り、ひいては製品の信頼性の向上をも図り得
たのである。

【００２３】しかも、このように、ポリウレタンフォー
ム層３４が着色されていると、その表面を観察した場合
において、孔のある部分（開口部）が黒く、光の当たる
表面の骨格部は白くなり、これによって、光学顕微鏡で
見える画像を黒と白に二値化することが容易となるので
あり、そして骨格部と孔部（開口部）を数値化して、開
口率を算出することが容易となるのである。

【００２４】また、ポリウレタンフォームは、通常、発
泡成形直後の初期から、経時的に、紫外線により白色か
ら黄色に黄変するようになるが、本発明に従って、明度
指数（Ｌ^*）が６０以下の濃色乃至は黒色となるように
着色すれば、そのような変化（黄変）がなくなり、製品
間の色ムラも、有利に解消せしめられ得、また見栄え品
質の効果的な向上が図られ得るのである。

【００２５】なお、このように、トナー供給ロール２６
におけるポリウレタンフォーム層３４を、その明度指数
（Ｌ^*）が６０以下となるように着色せしめるには、公
知の各種の手法が適宜に採用されることとなるが、特
に、本発明にあっては、後述せるように、所定の着色剤
を配合してなるポリウレタン原料の発泡成形操作にて、
芯金３２の周りに着色発泡体を一体的に形成せしめるこ
とによって、容易に実現されることとなる。

【００２６】ところで、上記のような本発明に従うトナ
ー供給ロール２６を製造するに際しては、以下の如き手
法が有利に採用され、それによって、ポリウレタン原料
の一体発泡成形と同時に形成される軟質ポリウレタンフ
ォーム層３４の表面のスキン層３６に、その直下の各セ
ル３８を独立して外部に連通せしめる開口部４０を、そ
れぞれ形成せしめる一方、かかるポリウレタンフォーム
層３４を同時に着色せしめてなるトナー供給ロール２６
が、一挙に製造され得るのである。

【００２７】すなわち、かかる手法は、最終ロール形状
を与える成形キャビティ内でのポリウレタン原料の発泡
成形によって、目的とするトナー供給ロールを製造する
に際して、そのような成形キャビティを内部に形成する
成形型の型材料として弗素樹脂材料を用いたり、或いは
そのような成形キャビティを与える型内周面に弗素樹脂
材料からなるコーティング層を形成したりすることによ
って、該成形キャビティにおけるロール周面を形成する
型内周面を少なくとも含む部位を弗素樹脂材料にて形成
すると共に、かかる型内周面の表面粗さ：Ｒｚが、５〜
２０μｍとなるように加工してなる成形型を用いる一
方、ポリウレタン原料に対して所定の着色剤を配合せし
め、そしてそのような着色剤配合のポリウレタン原料を
発泡成形せしめる方法であり、かかる成形型の成形キャ
ビティ内に、芯金３２を配置すると共に、前記した着色
剤配合のポリウレタン原料を導入して、発泡成形せしめ
ることにより、該芯金３２の周りに、軟質ポリウレタン
フォーム層３４を形成せしめると同時に、そのようなポ
リウレタンフォーム層３４を、それに配合せる着色剤に
て、所定の色調に着色せしめるのである。

【００２８】そして、このような成形型を用いることに
より、該成形型の少なくとも型内周面（ロール外周面を
形成する成形キャビティ内周面）を構成する弗素樹脂材
料の溌水作用乃至は表面張力等の作用に加えて、型内周
面の表面粗さ（Ｒｚ）が所定粗さとされていることによ
り、液状のポリウレタン原料の発泡成形にて生じるセル
の型内周面に最も近接する部分、換言すればスキン層の
厚さが最も薄くなるセル中央部相当部位に、ポリウレタ
ン原料の不存在部分が生じ、これによって、形成される
ポリウレタンフォーム層３４表面のスキン層３６に開口
部４０が生じ、この開口部４０を通じて、セル３８が外
部に開口するようになるのであり、またそのようにして
形成されるポリウレタンフォーム層３４が、ポリウレタ
ン原料に配合された着色剤にて所定の色調に着色され
て、その明度指数（Ｌ^*）が６０以下となるようにされ
るのである。

【００２９】なお、ここで用いられる成形型は、先述の
如く、少なくともその成形キャビティを与える型内周面
（キャビティ内周面）を含む部位が、所定の弗素樹脂材
料にて形成されておれば足り、例えば、成形型の成形キ
ャビティ形成部位を所定の弗素樹脂材料にて形成する場
合の他、成形型全体を弗素樹脂材料にて構成することも
有効であり、また、成形型の型内周面部位に、所定の弗
素樹脂材料のコーティング層を設けることによって、構
成することも有効である。そして、そのような所定の弗
素樹脂材料にて構成される型内周面に対して、ショット
ブラスト加工等の公知の粗面化加工が施されて、かかる
型内周面の表面粗さ（Ｒｚ）が、５〜２０μｍとなるよ
うに加工される。この型内周面の表面粗さ（Ｒｚ）が、
５μｍよりも小さくなると、発泡成形されるポリウレタ
ンフォーム層３４の表面のスキン層３６に対して、開口
部４０を充分な大きさにおいて形成し難くなるのであ
り、また２０μｍよりも大きくなると、脱型不具合、具
体的にはスキン層が破れ、フォーム層の破断等という問
題を惹起する。

【００３０】また、このような方法において、成形型の
型内周面（成形キャビティ内周面）の所定の表面粗さに
加工された部分に対して、公知のシリコーン系やフッ素
系の如き、所定の離型剤を塗布することは、本発明に従
う表面性状の軟質ポリウレタンフォーム層３４を形成す
る上において、極めて有効である。けだし、そのような
離型剤の塗布層の存在によって、成形キャビティ内面は
より一層の溌水作用や表面張力の作用を受け、以てセル
３８に対する有効な開口部４０の形成が有利に為され得
るからである。

【００３１】さらに、かかる成形型の、少なくとも型内
周面部位を構成する弗素樹脂材料としては、公知の何れ
のものをも使用することが出来、例えば、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエ
ーテル）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロ（プロピル
ビニルエーテル）３元共重合体（ＥＰＥ）、ポリクロロ
トリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレ
ン交互共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフ
ルオロエチレン交互共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ
化ビニル（ＰＶＦ）等を挙げることが出来る。

【００３２】ところで、上記した本発明に従う方法にお
いては、具体的には、図６に示される如き、パイプ形状
を呈する型構造を有する成形型、所謂パイプ型が好適に
用いられて実施され、そこでは、そのパイプ形状の内部
がトナー供給ロール２６の最終ロール形状を与える成形
キャビティとされているのである。

【００３３】すなわち、図６において、成形型５０は、
トナー供給ロール２６の軟質ポリウレタンフォーム層３
４の軸方向長さに略等しい長さのパイプ５２と、該パイ
プ５２の両端に取り付けられて、それぞれの端部を閉塞
する上キャップ５４及び下キャップ５６とから構成され
ており、パイプ５２内に芯金３２を位置せしめた状態に
おいて、該パイプ５２の両端を上キャップ５４、下キャ
ップ５６にて閉塞すると共に、それらキャップ５４、５
６にて芯金３２を支持せしめることによって、パイプ５
２内に、目的とするトナー供給ロール２６の最終ロール
形状（外形）を与える成形キャビティ５８が形成される
ようになっている。

【００３４】そして、このような成形型５０の型内周面
を構成するパイプ５２の少なくとも内面が、かかるパイ
プ５２の全体若しくはその少なくとも内面を含む部位を
弗素樹脂材料にて形成したり、或いは弗素樹脂コーティ
ング層を形成したりすることによって、所定の弗素樹脂
材料からなる面として形成され、更に、その内面が、所
定の表面粗さ（Ｒｚ）とされているのである。なお、そ
のような表面粗さ（Ｒｚ）は、必要に応じて、パイプ５
２の内面に対して粗面化加工を施すことによって、実現
されることとなる。

【００３５】また、かかる本発明に従う方法において、
成形型（５０）の成形キャビティ（５８）内に導かれ
て、発泡成形操作によって軟質ポリウレタンフォーム層
３４を与えるポリウレタン原料は、所定の着色剤が配合
される以外は、従来と同様な液状のものであって、型内
で発泡硬化する、従来から公知の反応性原料（ポリオー
ル成分とポリイソシアネート成分との混合物）の何れも
が、特に限定されることなく、適宜に選択使用されるこ
ととなる。

【００３６】例えば、そのような液状のポリウレタン原
料を構成するポリオール成分としては、一般に、軟質ポ
リウレタンフォームの製造に用いられているポリエーテ
ルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリ
オール等の公知のポリオール類の何れもが用いられ得、
またポリイソシアネート成分としては、公知の少なくと
も２官能以上のポリイソシアネートの全てが用いられ
得、例えば２，４−及び２，６−トリレンジイソシアネ
ート（ＴＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート
（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤ
Ｉ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、
及びカーボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェ
ニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート
等が、単独で、又は併用して使用され得るものである。

【００３７】そして、かかる液状のポリウレタン原料に
対して、本発明に従って配合せしめられる着色剤には、
発泡成形操作にて形成される発泡体をＬ^*ａ^*Ｂ^*表色
系における明度指数（Ｌ^*）が６０以下となるように着
色せしめるものであれば、公知の如何なるものも用いら
れ得、例えば、赤色系、緑色系、青色系、黒色系等の顔
料を用いることが出来る。中でも、着色成分としてカー
ボンブラックを含む黒色系着色剤が、発泡体の着色の有
利さ、更にはフォーム表面の欠陥の観察のし易さ等の点
より、有利に用いられることとなる。そして、そのよう
な着色剤は、予め、用いられるポリオール成分にてペー
スト化して配合する等の、公知の配合形式にて、ポリウ
レタン原料に配合せしめられ得るものであり、また、か
かる着色料の配合量は、明度指数（Ｌ^*）が６０以下の
着色発泡体を与えるように、着色剤の種類等に応じて適
宜に決定されることとなるが、一般に、ポリウレタン
（樹脂）の１００重量部に対して、０．０５〜２重量部
程度の割合において用いられることとなる。

【００３８】なお、上述の如く、ポリオール成分とポリ
イソシアネート成分とが配合されてなると共に、所定の
着色剤が配合せしめられたポリウレタン原料には、更
に、従来と同様に、架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガ
ス体等）、界面活性剤、触媒等が、目標とする発泡成形
後のポリウレタンフォーム層３４の構造、即ち、独立気
泡型若しくは連続気泡型の何れか一方を生ぜしめ易い公
知の配合となるように添加されて、反応性の発泡原料と
されるが、また、そのような原料には、必要に応じて、
難燃剤や充填剤、更にはトナー供給ロールに所望の導電
性を付与するための導電性付与剤や帯電防止剤等も、従
来と同様に添加せしめられる。

【００３９】そして、そのような液状のポリウレタン原
料は、図６に示される如き成形型５０の成形キャビティ
５８内に注入されて、従来と同様にして、発泡成形せし
められることとなるが、その際、発泡倍率としては、一
般に、５倍〜２０倍程度とされる。このような発泡成形
操作にて、一般に、硬度が３５０ｇ以下であり、且つ開
口径が１００〜８００μｍであって、開口全面積が２０
％以上である開口部４０を有する軟質ポリウレタンフォ
ーム層３４が、芯金３２の周りに一体的に形成されてな
るトナー供給ロール２６が、有利に得られるのである
が、そのようなトナー供給ロール２６を、成形型５０か
ら取り出した状態のままにおいて、そのロール表面のス
キン層３６には、その直下の各セル３８を外部に開口せ
しめる独立した開口部４０が、成形型５０の型内周面
（パイプ５２内周面）の特性によって、所定大きさにお
いて形成されているのである。なお、このようなポリウ
レタンフォーム層３４の発泡成形後に、公知のクラッシ
ングを適宜実施してもよく、例えば所定の圧力の圧縮空
気等を吹き付ける方法が、有利に採用されるのである。
また、独立気泡型のポリウレタンフォーム層３４を成形
する場合には、発泡方法として機械発泡が望ましいと共
に、そのようなクラッシング時の空気圧を低くすること
が望ましい。

【００４０】本発明は、このようにして発泡成形して得
られたトナー供給ロール２６を、そのまま用いて、前記
した現像ユニット２０を構成するものであり、それ故
に、面倒な工程を採用する必要がなく、極めて簡便にト
ナー供給ロールを製造することが出来るのであり、ま
た、寸法精度の向上は勿論、ロール表面のケバ立ち、ス
キン層の破れ、更には異物の混入等の問題を効果的に解
消することが出来る他、明度指数（Ｌ^*）が６０以下の
着色発泡体にて、ポリウレタンフォーム層が形成されて
いることによって、ポリウレタンフォーム表面のセルの
開口状態が極めて見易く、それ故に表面欠陥の発見が容
易となって、外観検査の工数の低減、更には製品の信頼
性の向上が図られ得ることとなったのであり、また表面
の画像処理性が極めて容易となったのである。

【００４１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を示し、本発明を更
に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、その
ような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるも
のでないことは、言うまでもないところである。また、
本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具
体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにお
いて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改
良等を加え得るものであることが、理解されるべきであ
る。

【００４２】先ず、成形型としては、図６に示される如
きパイプ型（５０）を用い、型内面に相当する金属製パ
イプ（５２）の内面に対して、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）
のコーティングを施した後、更にその表面をショットブ
ラスト加工にて、表面粗さ（Ｒｚ）が２０μｍとなるよ
うに粗面化した。

【００４３】一方、ＦＡ−７１８（三洋化成工業株式会
社製ポリエーテルポリオール、ＯＨ価＝２８）９０重量
部、ＰＯＰ−３１−２８（三井東圧化学株式会社製ポリ
マーポリオール、ＯＨ価＝２８）１０重量部、ジエタノ
ールアミン０．５重量部、カオライザーＮo.１（花王株
式会社製３級アミン触媒）０．５重量部、トヨキャット
ＨＸ−３５（東ソー株式会社製３級アミン触媒）０．１
重量部、水２重量部、ＳＺ−１３１３（日本ユニカー株
式会社製シリコーン整泡剤）１重量部、スミジュールＶ
Ｔ−８０（住友バイエルウレタン株式会社製ポリイソシ
アネート、ＮＣＯ％＝４４．５）２７．０重量部、及び
着色剤としてのＦＴ−ＮＡ−２８５（大日精化工業株式
会社製黒顔料、カーボンブラック含有量＝２５％）０〜
２．０重量部またはベンガラ若しくはシアニンブルーの
１重量部を、それぞれ配合せしめて、各種のポリウレタ
ン原料を調製した。

【００４４】次いで、かくの如き各種配合組成のポリウ
レタン原料を用いて、それぞれ、前記した成形型（５
０）にて、従来と同様にして発泡成形することにより、
芯金（３２）の周りに、それぞれ、所定の着色された軟
質ポリウレタンフォーム層（３４）を一体的に形成せし
めてなるトナー供給ロール（２６）を得た。なお、得ら
れた各種のトナー供給ロール（２６）における軟質ポリ
ウレタンフォーム層（３４）は、何れも、硬度が２２０
ｇ、セル径が３５０〜８００μｍ、開孔（口）率が６５
％、開口径が３００〜７００μｍのものであった。

【００４５】そして、この得られた各種のトナー供給ロ
ール（２６）について、そのポリウレタンフォーム層
（３４）の明度指数（Ｌ^*）を、同一ポリウレタン原料
を使用して発泡成形して得られた厚み：１０ｍｍのモー
ルド品を用いて、ＪＩＳ−Ｚ−８７２９に準拠して求
め、その結果を、下記表１に示した。また、得られた各
種のトナー供給ロール（２６）のポリウレタンフォーム
層（３４）表面の欠陥の見易さ、耐黄変性、画像処理性
についても調べ、その結果を、下記表１に併せ示した。
なお、耐黄変性は、屋外暴露３日間にて目視評価し、明
らかに黄変が認められるものを×とした。また、画像処
理性については、それぞれのトナー供給ロール（２６）
におけるポリウレタンフォーム層（３４）表面の光学顕
微鏡による観察において、そのような光学顕微鏡で見え
る画像を、黒と白に二値化し、骨格部と開口部を数値化
して、開口率を算出するに際して、そのような二値化処
理が可能か、否かを評価し、画像処理性として、前者の
場合を○、後者の場合を×として、判定して示した。

【００４６】

【表１】

【００４７】かかる表１の結果より明らかなように、着
色剤（顔料）の配合されていないポリウレタン原料を用
いて得られたトナー供給ロール（比較例１）にあって
は、ポリウレタンフォーム層表面のセルの開口状態が観
察し難く、そのために、表面欠陥の見易さにおいて、著
しく劣り、また画像処理性においても劣る他、黄変が顕
著に認められるものであり、また着色顔料が配合されて
いても、明度指数（Ｌ^*）が６０を越える比較例２のト
ナー供給ロールにあっては、画像二値化処理が困難であ
って、画像処理性において充分でないことが認められ
る。

【００４８】これに対して、本発明例１〜５に係る着色
ポリウレタンフォーム層を有するトナー供給ロールにあ
っては、その明度指数（Ｌ^*）が６０以下とされている
ことによって、かかるポリウレタンフォーム層表面のセ
ルの開口状態が極めて見易くなり、表面欠陥の見易さに
おいて、著しく優れたものとなっており、しかも、画像
処理性に優れ、また耐黄変性においても優れた結果を示
すものであった。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従うトナー供給ロールにあっては、芯金の周りに一体
的に形成された軟質ポリウレタンフォーム層の表面にス
キン層が存在し、且つ該スキン層には開口部が形成され
て、その直下の各セルが外部に独立して開口せしめられ
ている構造を採用するものであるところから、ロール表
面のケバ立ちの問題、それに基づく画像不良の問題、更
にはケバの欠落による異物発生の問題等が、効果的に解
消され得ることとなったのであり、しかも、そのような
軟質ポリウレタンフォーム層が、明度指数（Ｌ^*）が６
０以下の濃色乃至は黒色系に着色された発泡体にて構成
されていることによって、ポリウレタンフォーム層のセ
ル骨格における光の透過や反射が効果的に抑制され、そ
の結果、ポリウレタンフォーム層表面の欠陥であるセル
開口径ムラ、スキン発生、エアトラップ等が極めて発見
され易くなったのであり、これにより、外観検査の工数
が低減され、また、そのような表面のセル開口率やセル
径を二値化画像処理することも容易と為し得たのであ
る。

【００５０】そして、そのようなトナー供給ロールにお
ける表面セル欠陥の検査の正確性の向上によって、表面
セル欠陥品の流出が阻止され、以て掻き取り性能の低下
やトナー供給性能の低下等に基づくところのゴーストや
カブリ等の画像不具合を発生する恐れが、効果的に回避
され得て、製品の信頼性向上につながることとなったの
であり、更には、ポリウレタンフォーム層の着色によっ
て、黄変がなく、見栄え品質の向上が図られ得ると共
に、製品間の色ムラの問題も効果的に解消され得ること
となったのである。

【００５１】加えて、本発明に従うトナー供給ロールの
軟質ポリウレタンフォーム層表面のスキン層は、その最
も薄い部分において、セルを外部に開口せしめる開口部
が独立して形成されていることにより、スキン層の破れ
の問題、そしてそのような破れた部分からトナーが入り
込み、当該部分を硬くして、ロール表面が部分的に硬く
なる問題も、良好に解消され得るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トナー供給ロールが用いられているフルカラー
レーザープリンターの機構を明らかにする概略説明図で
ある。

【図２】図１における現像ユニットの一つを拡大して示
す断面説明図である。

【図３】本発明に従うトナー供給ロールの一例を示す部
分拡大説明図である。

【図４】本発明に従うトナー供給ロールの軟質ポリウレ
タンフォーム層表面のスキン層に形成された開口部の開
口形態を示すロール表面説明図であり、（ａ）、（ｂ）
及び（ｃ）は、それぞれ、開口部の開口径の異なる例を
示している。

【図５】トナー供給ロールの軟質ポリウレタンフォーム
層の硬度の測定方法を示す説明図であって、（ａ）は平
面説明図、（ｂ）は左側面説明図である。

【図６】本発明に従うトナー供給ロールの製造において
用いられる成形型の一例を示す断面説明図である。

【符号の説明】

２感光ドラム４帯電ロー
ル６露光機構部８現像部１０転写ドラム１２クリー
ニング装置１４給紙装置１６転写ロ
ール１８定着ロール２０現像ユ
ニット２２ホッパー２４トナー２６トナー供給ロール２８現像ロ
ール３０層形成ブレード３２芯金３４ポリウレタンフォーム層３６スキン
層３８セル４０開口部４２治具５０成形型５２パイプ５４上キャ
ップ５６下キャップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール軸となる長手棒状の芯金と、該芯
金の周りに一体的に形成された軟質ポリウレタンフォー
ム層とからなり、且つ該ポリウレタンフォーム層が、連
続した滑らかな表面を形成するスキン層を外周面に有す
ると共に、該スキン層の直下に位置する各セルが、該ス
キン層の厚さが薄くなるセル中央部位に形成された開口
部によって、それぞれ独立して外部に開口する構造を有
するトナー供給ロールにおいて、該ポリウレタンフォー
ム層を、着色剤を配合してなるポリウレタン原料の発泡
成形にて形成された着色発泡体にて構成すると共に、か
かる着色発泡体材料の、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系における明
度指数：Ｌ^*が、６０以下となるようにしたことを特徴
とするトナー供給ロール。
【請求項２】前記着色剤が、カーボンブラックを着色
成分として含み、そして前記発泡体が黒色に着色されて
いる請求項１記載のトナー供給ロール。