WO2013180070A1 - トナー供給ローラの製造方法およびトナー供給ローラ - Google Patents

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亨 益山
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株式会社ブリヂストン
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    • B29L2031/767—Printing equipment or accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a toner supply roller manufacturing method and a toner supply roller (hereinafter also simply referred to as “manufacturing method” and “roller”), and more specifically, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer,
  • the present invention relates to a method for manufacturing a toner supply roller used for supplying toner to a developing roller that conveys toner to an image forming body and forms a visible image on the surface thereof, and a toner supply roller obtained thereby.
  • an image forming body 21 such as a photosensitive member holding an electrostatic latent image, and the image forming body.
  • a developing roller 22 that makes the electrostatic latent image visible by attaching toner 20 held on the surface in contact with the toner 21 and a toner supply roller 1 that supplies the toner 20 to the developing roller 22 are provided. Then, image formation is performed by a series of processes in which the toner 20 is conveyed from the toner container 23 to the image forming body 21 via the toner supply roller 1 and the developing roller 22.
  • reference numeral 24 denotes a stratification blade
  • reference numeral 25 denotes a charging roller
  • reference numeral 26 denotes a transfer roller
  • reference numeral 27 denotes a cleaning unit
  • reference numeral 28 denotes a cleaning blade.
  • the toner supply roller is required to form a uniform toner layer on the surface of the developing roller by contacting the developing roller and performing frictional charging, toner supply (conveyance), and scraping of unnecessary toner. Is done.
  • a roller using a foam material such as polyurethane foam as a roller material is generally known.
  • a method of preparing a polyurethane foam used for a toner supply roller a method of foaming a urethane raw material in a mold having a target roller shape, and a polyurethane foam having a target roller shape by cutting out and polishing from a polyurethane block are used. There is a way to get. In the latter method, it is necessary to perform heat treatment in order to remove the chipping on the surface of the polyurethane foam generated by the processing.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a roller having an elastic layer made of a foam, and the step of press-fitting into a cylindrical member so as to compress the elastic layer of the roller. And a method of heating the outer periphery of the cylindrical member and a step of taking out the roller from the cylindrical member are disclosed.
  • Patent Document 2 when a toner supply roll is manufactured by foam molding operation of a polyurethane raw material in a molding cavity that gives a final roll shape, a predetermined uneven surface is formed on a mold inner surface that forms a roll outer peripheral surface in the molding cavity.
  • a technique using a molding die in which concave grooves corresponding to a plurality of ridges giving a structure are formed is disclosed.
  • Patent Document 3 includes a metal shaft and a urethane foam layer integrally formed on the outer periphery thereof, and the urethane foam layer has a protruding portion having a height of 10 to 200 ⁇ m on the surface, and a protruding portion.
  • a toner supply roller is disclosed in which a portion is formed in a mold that integrally molds a metal shaft and a urethane foam layer.
  • Patent Document 4 discloses a toner conveying roller having a shaft body and a urethane foam layer provided on the outer periphery thereof, and irregular irregularities formed on the outer peripheral surface of the urethane foam layer.
  • a technique for manufacturing by using a roller manufacturing mold in which irregular irregularities are formed on the inner peripheral surface of a mold for forming is disclosed.
  • JP 09-297512 A (claims, etc.) Japanese Patent Laid-Open No. 11-038749 (Japanese Patent No. 3536598, Claims, etc.) JP 2002-236416 A (claims, etc.) International Publication No. 2010/041718 (Patents, etc.)
  • an object of the present invention is to provide a toner supply roller manufacturing technique that is excellent in toner transportability and scraping off of unnecessary toner, and that can solve the above-mentioned problems in mold forming.
  • the toner supply roller according to the present invention has a roller material having a shaft and a cylindrical elastic layer made of a foam supported on the outer periphery of the shaft along an irregular surface or a longitudinal direction on the inner peripheral surface.
  • a transfer process for transferring irregular irregularities or grooves along the longitudinal direction, and the roller material with irregular irregularities or grooves along the longitudinal direction transferred to the surface is taken out from the cylindrical molding tool to remove the rollers. And an extraction step to be obtained.
  • the foam is preferably a polyurethane foam.
  • the cylindrical elastic layer can be obtained by cutting out from a block-like foam. In this case, it is preferable to cut out the cylindrical elastic layer from the block-shaped foam so that the cylindrical axial direction is parallel to the foaming direction of the block-shaped foam.
  • the toner supply roller of the present invention is obtained by the above-described method for manufacturing a toner supply roller of the present invention, and is characterized in that irregular irregularities or grooves along the longitudinal direction are transferred to the surface. .
  • the present invention with the above-described configuration, it is possible to realize a toner supply roller excellent in toner transportability and unnecessary toner scraping property and a manufacturing method thereof. Further, if the cylindrical elastic layer is obtained by cutting out from the block-like foam, it is possible to solve the problems in the molding.
  • FIG. 4 is a time-series schematic diagram illustrating an embodiment of a toner supply roller manufacturing method according to the present invention.
  • (A) to (c) are schematic enlarged partial sectional views showing the surface shape of the toner supply roller of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of a developing unit in an electrophotographic image forming apparatus.
  • 4A and 4B are explanatory diagrams for explaining a method of measuring the outer peripheral surface roughness of the elastic layer of the toner conveying roller according to the present invention, in which FIG. 5A shows the surface roughness in the circumferential direction, and FIG. How to do. It is explanatory drawing which shows a holding member.
  • FIG. 1 the schematic diagram of the time series order explaining embodiment of the manufacturing method of the foaming roller of this invention is shown.
  • the roller material 10 includes a shaft 11 and a cylindrical elastic layer 12 made of a foam supported on the outer periphery of the shaft 11.
  • the shaft 11 serves as a rotating shaft in the toner supply roller of the present invention, and its shape, material, dimensions, etc. are not particularly limited, and may be applied to a normal toner supply roller. it can.
  • the material of the shaft 11 may be made of metal or resin.
  • the shape of the shaft 11 may be a solid shape or a hollow shape. Specifically, for example, steel materials such as sulfur free-cutting steel plated with nickel or zinc, metal cores made of metal such as iron, stainless steel, aluminum, etc.
  • a metal shaft such as a metal cylinder can be used.
  • the elastic layer 12 carried on the outer periphery of the shaft 11 of the roller material 10 corresponds to the elastic layer in the toner supply roller of the present invention.
  • the elastic layer 12 is fixed to the shaft 11 with an adhesive as necessary.
  • an adhesive for example, a two-component polyurethane adhesive, an epoxy adhesive, a polyester adhesive, an acrylic adhesive, an acrylic emulsion adhesive, a urethane emulsion adhesive, or the like can be used.
  • the foam which comprises the elastic layer 12 is not specifically limited, It is preferable to set it as a polyurethane foam.
  • the polyurethane resin used for the polyurethane foam a conventionally known material can be appropriately selected and used, and is not particularly limited.
  • the foaming ratio of the polyurethane foam is not particularly limited, but is preferably 1.2 to 50 times, particularly about 10 to 25 times, and the foam density is 0.04 to 0.1 g / cm. About 3 is preferable.
  • the elastic layer 12 preferably has a cylindrical shape similar to the cylindrical shape of the toner supply roller.
  • a cylindrical elastic layer 12 is obtained by cutting out a small block of a foam having a square or polygonal cross section from a block-shaped foam, fixing it to the shaft 11, and fixing it to a shaft 11, followed by a known method such as polishing or grinding. It can be obtained by processing this foam into a cylindrical shape by cutting or the like.
  • the cylindrical elastic layer 12 can also be obtained by integral molding with the shaft 11 using a cylindrical mold.
  • the foam may have a square or polygonal cross-sectional shape instead of a cylindrical shape.
  • the elastic layer cut out from the block-like foam is subjected to surface processing such as polishing, so that it needs to be subjected to a gravel treatment.
  • the gravel treatment is simultaneously performed in the transfer step described later. Can do.
  • the cylindrical elastic layer 12 is preferably cut out from the block-shaped foam so that the cylindrical axial direction is parallel to the foaming direction of the block-shaped foam.
  • the cylindrical forming tool m has a cylindrical shape, and the length in the central axis direction is longer than the elastic layer 12 of the roller material 10.
  • the inner diameter is substantially the same as the outer diameter of the toner supply roller to be manufactured, and it is preferable that the inner diameter is slightly larger in consideration of the gap with the outer diameter of the toner supply roller.
  • the inner diameter can be 0.1 mm larger than the outer diameter of the toner supply roller.
  • the roller material 10 is inserted from the opening at one end of such a cylindrical forming tool m.
  • FIG. 1C shows the appearance of the cylindrical forming tool m after the roller material 10 is inserted.
  • the elastic layer 12 is inserted while being compressed toward the center in the radial direction so that the outer diameter of the elastic layer 12 of the roller material 10 is larger than the inner diameter of the cylindrical forming tool m.
  • the compression rate (%) of the elastic layer is defined as ⁇ (R) where R is the thickness of the elastic layer 12 of the roller material 10 before insertion and r is the thickness of the compressed elastic layer 12 after insertion.
  • a preferable compression ratio is 5 to 50%, and a more preferable compression ratio is 5 to 20%.
  • the compression rate is larger than the lower limit, the cell density near the surface of the elastic layer can be increased, and toner clogging on the roller surface can be suppressed.
  • a compression rate is smaller than an upper limit, excessive compression can be prevented and the elasticity of an elastic layer can be prevented from being impaired.
  • a cylindrical forming tool m having an irregular surface on the inner peripheral surface or a groove along the longitudinal direction is used.
  • the roller material 10 inserted into the cylindrical molding tool m is heated in the transfer step described later.
  • irregular irregularities on the inner peripheral surface of the cylindrical forming tool m or grooves along the longitudinal direction are transferred to the surface of the roller material, and irregular irregularities on the surface or concave along the longitudinal direction are transferred.
  • a roller having ridges corresponding to the grooves can be obtained. Thereby, in the toner supply roller obtained, the toner transportability and scraping performance can be improved.
  • irregular irregularities are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical molding tool m.
  • the concave and convex portions having the same shape in both the circumferential direction and the axial direction of the cylindrical molding tool m. It means that (unevenness) is not provided periodically.
  • Irregular irregularities on the inner peripheral surface of the cylindrical molding tool m in the present invention can be provided corresponding to the irregular shape of the target toner supply roller surface, specifically, for example, the cylindrical molding tool m
  • the inner peripheral surface roughness the arithmetic average roughness (Ra) is 1 ⁇ m or more and the ten-point average roughness (Rzjis) is 5 ⁇ m or more in both the circumferential direction and the axial direction.
  • the average length (RSm) is preferably 10 ⁇ m or more. More preferably, the inner peripheral surface roughness of the cylindrical forming tool m is 5 to 100 ⁇ m in arithmetic average roughness (Ra) and 20 to 400 ⁇ m in 10-point average roughness (Rzjis) in both the circumferential direction and the axial direction.
  • the average length (RSm) of the roughness curve elements in the axial direction is set to 100 to 2000 ⁇ m, and the skewness (Rsk) of the roughness curve in the circumferential direction is set to ⁇ 2 to 0.
  • the concave groove along the longitudinal direction of the inner peripheral surface of the cylindrical forming tool m in the present invention can be provided corresponding to the uneven shape of the target toner supply roller surface.
  • the depth or height H along the radial direction of the cylindrical forming tool m is 250 to 1000 ⁇ m
  • the pitch P in the circumferential direction of the cylindrical forming tool m is the groove or the corresponding ridge.
  • the width W in the circumferential direction of the cylindrical forming tool m can be set in the range of 500 to 2000 ⁇ m and 250 to 1000 ⁇ m (see FIGS. 2B and 2C).
  • irregular irregularities concave portions 31 and convex portions 32 as shown in the sectional view of FIG.
  • the toner supply roller having the elastic layer 2 having the surface shape can be obtained, and the fine cell opening 33 on the roller surface and the irregular uneven shape can be combined to significantly improve the toner transportability. Is possible.
  • the elastic layer 2 obtained by using the cylindrical molding tool m has, for example, an arithmetic average roughness (Ra) of 1 ⁇ m or more and a ten-point average roughness (Rzjis) in both the circumferential direction and the axial direction. Is 5 ⁇ m or more, and the average length (RSm) of the roughness curve elements is 10 ⁇ m or more.
  • the arithmetic average roughness (Ra) is 5 to 100 ⁇ m and the ten-point average roughness (Rzjis) is 20 to 400 ⁇ m in both the circumferential direction and the axial direction of the elastic layer surface, and the axial roughness curve element
  • the average length (RSm) may be 100 to 2000 ⁇ m, and the skewness (Rsk) of the circumferential roughness curve may be 0 to 2.
  • Ra, Rzjis, and Rsk in the circumferential direction on the elastic layer surface can be evaluated by a method in accordance with JISB0633: 2001.
  • the distance from the reference line B (a line extending from a virtual line V passing through the center of the shaft 11 of the roller in the axial direction) to the surface of the elastic layer 2 at a predetermined position of the roller 1
  • the circumferential shape profile at a predetermined position of the roller can be measured, and the Ra, Rzjis, and Rsk in the circumferential direction can be calculated from the measured shape profile. it can.
  • Ra, Rzjis, and RSm in the axial direction on the elastic layer surface can also be evaluated by a method based on JISB0633: 2001.
  • a distance l from a reference line B (a line extending from a virtual line V passing through the center of the roller shaft 11 in the axial direction) to a surface of the elastic layer 2 at a predetermined position of the roller Is measured while continuously moving the non-contact laser type dimension measuring device 51 on the reference line in the axial direction (left direction in FIG. 4B), thereby measuring the shape profile in the axial direction at a predetermined position of the roller.
  • Ra, Rzjis, and RSm in the axial direction can be calculated from the measured shape profile.
  • the method for forming the irregular irregularities on the inner peripheral surface of the cylindrical molding tool m is not particularly limited, but for example, by using the methods described in the following (1) to (3), Desired irregularities can be formed easily and cost-effectively.
  • the skewness of the inner peripheral surface of the cylindrical forming tool m can be set to a negative value, that is, the skewness of the roller obtained using the cylindrical forming tool m can be set to a positive value. It is preferable to use the method described in (2) and (3).
  • a cylindrical forming tool m can be manufactured.
  • Blast For example, by spraying an abrasive such as alumina on the inner peripheral surface of a cylindrical member (mold member) such as an aluminum pipe (A6063), the inner peripheral surface of the cylindrical member is processed, A cylindrical forming tool m having irregular irregularities on the inner peripheral surface can be manufactured.
  • the inner peripheral surface roughness of the cylindrical molding tool m can be controlled by adjusting the particle size and shape of the abrasive, the discharge pressure of the abrasive, and the discharge time (processing time) of the abrasive. .
  • Fluorine coating Particles made of resin or metal such as polytetrafluoroethylene (PTFE) are applied to the inner peripheral surface of the cylindrical member, and PTFE, tetrafluoro, for example, are applied to the inner peripheral surface to which the particles have been applied.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a fluorine-based coating agent such as ethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) or tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) and coating the inner peripheral surface with a fluororesin, A cylindrical forming tool m having regular irregularities on the inner peripheral surface can be produced.
  • the inner peripheral surface roughness of the cylindrical forming tool m can be controlled by adjusting the particle diameter and shape of the particles to be applied and the amount of the particles to be applied.
  • the cylindrical peripheral tool m manufactured by this method has an inner peripheral surface coated with a fluororesin, it has a high mold releasability and is less likely to cause fluffing.
  • a toner supply roller having an elastic layer 2 having a surface shape extending in between can be obtained.
  • the fine cell opening 33 on the roller surface and the above-described irregular shape are combined, so that the toner transportability is remarkably improved. Can be improved.
  • the method for forming the groove along the longitudinal direction on the inner peripheral surface of the cylindrical forming tool m is not particularly limited, and other methods such as etching, broaching, electric discharge, cold drawing, etc. may be used. A method such as casting or electroforming plating can also be used.
  • the cylindrical forming tool m can be made of resin or metal, but is heated together with the roller material 10 in a later process, so that it is heat resistant and has good heat conductivity. preferable. Of these, aluminum, copper, iron and the like are preferable. On the inner surface of the cylindrical forming tool m, a lubricating film such as a fluorine coating that does not contaminate the foam can be formed in order to reduce the friction coefficient.
  • the means for inserting the roller material 10 into the cylindrical forming tool m is not particularly limited.
  • An appropriate insertion device may be used, or it may be inserted manually. It is preferable to avoid inserting the roller material 10 while twisting it with respect to the cylindrical forming tool m.
  • the elastic layer 12 is not only compressed in the radial direction but also inserted into the cylindrical forming tool m while being compressed, so that it is also deformed in the axial direction of the shaft 11. Therefore, when heating in the subsequent step with this shape, the foam cell is not only in the radial direction of the elastic layer 12 but also in the axial direction of the shaft 11 and is deformed in an oblique direction. Become. In order to remove this distortion, it is preferable to move the roller material 10 after insertion in a direction opposite to the insertion direction. When this shape is maintained and heating in the subsequent process is performed, the cell of the foam is in a state of being deformed in the radial direction by removing the strain in the axial direction of the shaft 11. Therefore, it is possible to prevent clogging of conveyed toner and the like, and since the magnitude of distortion does not vary in the length direction of the elastic layer in the length direction of the roller, good image forming characteristics can be obtained. .
  • the roller material 10 inserted into the cylindrical forming tool m is heated together with the cylindrical forming tool m.
  • the heating means is not particularly limited.
  • the existing heating apparatus t is used.
  • the heating temperature and the heating time are not particularly limited, in the present invention, the irregularities on the inner peripheral surface of the cylindrical forming tool m or the concave grooves along the longitudinal direction are formed on the surface of the roller material 10 by this heating. From this point of view, the heating may be performed according to the conditions of heating temperature and heating time at which transfer can be performed. As an example of heating conditions, when the foam of the elastic layer 12 is a polyurethane foam, the transfer can be performed satisfactorily by heating at 140 ° C.
  • a more preferable temperature range is 140 ° C. to 160 ° C.
  • a more preferable temperature range is 150 ° C. to 180 ° C. It is as follows.
  • the heating time is preferably 60 minutes or less from the viewpoint of energy saving because the transfer effect is saturated even if the heating time is too long. If the heating temperature is too low, the transfer may be insufficient. On the other hand, if the heating temperature is too high, the roller material 10 may be thermally deteriorated.
  • the irregularities or the grooves along the longitudinal direction can be transferred by the transfer step, and at the same time, the surface of the roller material 10 obtained by cutting out from the block-shaped foam. It is also possible to remove the blemishes present in Actually, in the transfer step, the fluff is first removed by heating, and the unevenness is transferred at the same time or thereafter. Therefore, after heating in the transfer step, in the roller material 10 in the cylindrical forming tool m, the cell density on the surface of the elastic layer is high, and irregular irregularities or concave grooves along the longitudinal direction are transferred to the surface. The surface without standing is obtained. Therefore, by removing the roller material 10 from the cylindrical molding tool m, it is possible to obtain the toner supply roller 1 having the elastic layer 2 having the final outer diameter without separately reducing the diameter of the elastic layer ( FIG. 1 (e)).
  • the outer diameter of the elastic layer may be larger than the desired diameter, and when removing from the cylindrical forming tool m. There is a risk that strain in the axial direction of the shaft is applied to the elastic layer. Therefore, it is preferable to remove the roller material 10 after sufficiently lowering the temperature. For example, it is preferable to lower the temperature of the roller material 10 to about 50 ° C. to room temperature and then remove it. This temperature drop may be allowed to cool in the atmosphere, may be slowly cooled in the heating device, or may be cooled using a cooling device in order to shorten the processing time.
  • the cylindrical molding tool m since the irregularities are transferred to the elastic layer 12 after molding using the cylindrical molding tool m, the cylindrical molding tool m is not eroded by the elastic layer material. There is also an advantage that the durability of the molding tool m can be kept high.
  • the toner supply roller 1 of the present invention is obtained by the above-described manufacturing method of the present invention, and includes a shaft 11 and an elastic layer 2 carried on the outer periphery thereof, and irregular irregularities on the surface or concave grooves along the longitudinal direction. Is transferred.
  • the outer peripheral surface of the elastic layer moves up and down with a curved surface due to the undulation of the concave portion 31 and the convex portion 32, or FIG.
  • the ridge 34 since the ridge 34 is formed, the fine cell opening 33 on the roller surface and the curved surface or the ridge 34 are combined, and extremely good toner transportability and scraping property are obtained. Is obtained. Further, in the toner supply roller of the present invention, the flaking of the surface of the elastic layer 2 is also suppressed.
  • the material suitable for the elastic layer is not particularly limited, and examples thereof include thermoplastic foams such as polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyvinyl alcohol, viscose, and ionomer, and polyurethane, rubber foam, epoxy, Thermosetting foams such as phenol urea, pyranyl, silicone, and acrylic can be mentioned, and polyurethane foam is particularly preferable.
  • the cell form of the elastic layer can be used in any form such as single foam, open foam, etc., however, open foam is preferable because the dimensional change due to temperature is small.
  • the polyol component is not particularly limited, and any hydrophobic or hydrophilic polyol can be used. It does not specifically limit as an isocyanate component, A well-known thing can be used.
  • the elastic layer is formed by cutting out from a block-like foam
  • a compound having two or more active hydrogens and a compound having two or more isocyanate groups can be used by stirring and mixing together with additives such as a catalyst, a foaming agent, and a foam stabilizer, and foaming and curing.
  • additives such as a catalyst, a foaming agent, and a foam stabilizer, and foaming and curing.
  • a catalyst for example, disclosed in Japanese Patent No. 3480028 Polyether polyol, isocyanate, water, catalyst containing a mixture of two single diols having an average molecular weight difference of 800 to 3600 and 50% by weight or more based on the polyol component
  • a polyurethane foam produced by mixing a foaming agent, foaming, and allowing to stand.
  • a single diol is used to collectively refer to one diol or a group of two or more diols having an average molecular weight difference of 400 or less.
  • the average molecular weight difference represents the difference between the average molecular weights of the target diols, and is used to mean the maximum difference particularly when there are many combinations.
  • the polyether polyol used in the production of the polyurethane foam is (1), for example, a polyether polyol of a type in which only propylene oxide is added to diethylene glycol.
  • a polyether polyol of a type in which only propylene oxide is added to diethylene glycol is added to diethylene glycol.
  • propylene oxide and ethylene oxide are blocked or randomly added to diethylene glycol.
  • the above (1) or (2) includes, for example, a polyether polyol of a type grafted with acrylonitrile or styrene. In order to do this, preferably, a polyether polyol of type (1) is used.
  • Examples of the initiator used for producing the polyether polyol include polyhydric alcohols, polyhydric phenols, mono- or polyamines, and the like are preferably polyhydric alcohols and polyhydric phenols, and particularly preferably.
  • Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and among them, diethylene glycol is more preferable.
  • the polyether polyol component may contain a polyol component other than the diol.
  • a polyol component trifunctional, which is usually used in the production of polyurethane foam, for example, glycerin base added with alkylene oxide, for example, propylene oxide, two types of alkylene oxide, for example, propylene oxide
  • alkylene oxide for example, propylene oxide
  • propylene oxide two types of alkylene oxide
  • propylene oxide two types of alkylene oxide
  • propylene oxide for example, propylene oxide
  • Examples of those obtained by adding ethylene oxide in a random or block manner and polyfunctional ones include polyether polyols obtained by adding the same ones as described above to a sucrose base.
  • tolylene diisocyanate 4,4-diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate and the like can be used alone or in combination, and among them, tolylene diisocyanate is particularly preferable.
  • the catalyst and the foaming agent there are no particular limitations on the types and amounts used, and known ones can be used as appropriate.
  • the catalyst include amine catalysts such as triethylenediamine, tetramethylenehexadiamine and dimethylcyclohexylamine, and organic tin catalysts such as stannous octoate and dibutyltin dilaurate.
  • the foaming agent include methylene chloride, Freon 123, Freon 141b, and the like.
  • foam stabilizers examples include various siloxanes and polyalkylene oxide block copolymers.
  • a method of imparting conductivity to the polyurethane foam as the block-like foam there are a method of blending a conductive agent in the polyurethane foam raw material in advance and a method of impregnating the manufactured polyurethane foam with the conductive agent.
  • the latter method is preferably used because of the high degree of freedom in design.
  • a method of imparting conductivity by impregnating a polyurethane foam with an impregnating liquid containing a conductive agent and a binder can be used.
  • the electric resistance value of the polyurethane foam can be determined in a predetermined range, and the electric resistance value as the toner supply roller is within the predetermined range. Can be adjusted.
  • the conductive agent examples include carbonaceous particles such as carbon black and graphite, metal powders such as silver and nickel, simple conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide, or insulating fine particles such as barium sulfate. Using one or a plurality of combinations selected from wet-coated conductive metal oxides, conductive metal carbides, conductive metal nitrides, conductive metal borides, etc. it can. Carbon black is preferable from the viewpoint of cost, and conductive metal oxide is preferable from the viewpoint of easy conductivity control. Further, as the conductive agent, it is preferable to use fine particles having an average particle size of 100 nm or less, particularly 50 nm or less.
  • Binders used in the impregnating liquid include acrylic resins such as acrylic resins, polyacrylic ester resins, acrylic acid-styrene copolymer resins, acrylic acid-vinyl acetate copolymer resins, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, and polyvinyl chloride.
  • acrylic resins such as acrylic resins, polyacrylic ester resins, acrylic acid-styrene copolymer resins, acrylic acid-vinyl acetate copolymer resins, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, and polyvinyl chloride.
  • acrylic resins such as acrylic resins, polyacrylic ester resins, acrylic acid-styrene copolymer resins, acrylic acid-vinyl acetate copolymer resins, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, and polyvinyl chloride.
  • resins such as acrylic resins, polyacrylic ester resins, acrylic acid-styrene copolymer resins, acrylic acid-vinyl
  • the blending ratio of the conductive agent and the binder is preferably 10 to 110 parts by mass, particularly 30 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder. If the amount of the conductive agent exceeds the above range, the adhesive force to the polyurethane foam tends to be insufficient, and if it is less than the above range, the surface resistance of the toner supply roller tends to be unstable.
  • an appropriate amount of water and an organic solvent such as toluene and ethyl acetate can be added to the impregnation liquid.
  • these solvents are preferably added so that the viscosity of the impregnating solution is about 5 to 300 cps (25 ° C.). By making the viscosity within this range, the impregnation work is further facilitated.
  • other additives such as mineral oil-based antifoaming agents, silicon-based antifoaming agents, surfactants, charge control agents and the like can be added to the impregnating liquid as necessary. These are preferably added in an amount of 0.001 to 10 parts by mass, particularly 0.001 to 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the impregnating liquid.
  • a powdered conductive agent and a binder are dispersed and contained in water or an organic solvent together with other additives as necessary, and impregnated.
  • a liquid is prepared, and a block-like polyurethane foam is immersed in the impregnating liquid, so that the impregnating liquid is impregnated in the bubbles of the polyurethane foam.
  • the polyurethane foam is taken out from the impregnating liquid, compressed to remove excess impregnating liquid, and then dried by heating to remove moisture and the like, thereby fixing the conductive agent together with the binder in the bubbles of the polyurethane foam. it can.
  • polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, polytetramethylene ether glycol, and an acid component and a glycol component are condensed.
  • Polyester polyol obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, polycarbonate diol, and the like can be used.
  • polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide include water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, and methyl.
  • Starting materials such as glucotite, aromatic diamine, sorbitol, sucrose, phosphoric acid, and the like can be mentioned as addition-polymerized ethylene oxide and propylene oxide.
  • water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, Those starting from trimethylolpropane and hexanetriol are preferred.
  • the ratio of ethylene oxide and propylene oxide to be added and the microstructure are such that the ratio of ethylene oxide is preferably 2 to 95% by mass, more preferably 5 to 90% by mass, and ethylene at the end.
  • Oxide is preferably added.
  • the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.
  • the molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol, or ethylene glycol is used as a starting material, and preferably has a mass average molecular weight in the range of 300 to 6000, more preferably in the range of 3000 to 5000. .
  • glycerin, trimethylolpropane, and hexanetriol are used as starting materials, they are trifunctional and preferably have a mass average molecular weight of 900 to 9000, more preferably 4000 to 8000. It is also possible to use a mixture of a bifunctional polyol and a trifunctional polyol. In the case where the number of functional groups is small and the number of functional groups is the same, a higher molecular weight is desirable because a high elongation at break of the polyurethane foam layer can be realized.
  • Polytetramethylene ether glycol can be obtained, for example, by cationic polymerization of tetrahydrofuran, and those having a mass average molecular weight in the range of 400 to 4000, particularly in the range of 650 to 3000 can be suitably used. It is also preferable to use a mixture of polytetramethylene ether glycols having different molecular weights. In addition, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing alkylene oxide such as ethylene oxide and propylene oxide can also be used.
  • polytetramethylene ether glycol and polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide
  • polyol component it is more preferable to use a mixture having a mixing ratio (polytetramethylene ether glycol: polyether polyol) in a mass ratio of 95: 5 to 20:80, particularly 90:10 to 50:50. .
  • a polymer polyol obtained by modifying the polyol with acrylonitrile, a polyol obtained by adding melamine to the polyol, a diol such as butanediol, a polyol such as trimethylolpropane, or a derivative thereof can be used in combination.
  • examples of the isocyanate component include aromatic isocyanate or a derivative thereof, aliphatic isocyanate or a derivative thereof, and alicyclic isocyanate or a derivative thereof.
  • aromatic isocyanate or a derivative thereof is preferable, and tolylene diisocyanate (TDI) or a derivative thereof, diphenylmethane diisocyanate (MDI) or a derivative thereof is particularly preferably used.
  • Tolylene diisocyanate or derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, or These urea-modified products, burette-modified products, carbodiimide-modified products, urethane-modified products modified with polyols, and the like can be used.
  • diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof for example, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or a derivative thereof can be used.
  • Examples of the derivatives of diaminodiphenylmethane include polynuclear bodies, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from the polynuclear body of diaminodiphenylmethane, and the like can be used.
  • polymeric diphenylmethane diisocyanate a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymeric diphenylmethane diisocyanate having various functional groups is usually used, and the average functional group number is preferably 2.05 to 4.00, more preferably 2.50. A value of ⁇ 3.50 is used.
  • Derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or derivatives thereof such as urethane modified products modified with polyols, dimers formed by uretidione formation, isocyanurate modified products, carbodiimide / uretonimine modified products, allophanate modified products Further, urea-modified products, burette-modified products and the like can also be used. Also, a mixture of several types of diphenylmethane diisocyanate and derivatives thereof can be used.
  • the isocyanate may be prepolymerized with a polyol in advance.
  • the polyol and the isocyanate are put in a suitable container and sufficiently stirred, and the mixture is stirred at 30 to 90 ° C, more preferably 40 to 70 ° C.
  • a method of storing for 240 hours, more preferably 24 to 72 hours is mentioned.
  • the ratio of polyol to isocyanate is preferably adjusted so that the isocyanate content of the resulting prepolymer is 4 to 30% by mass, more preferably 6 to 15% by mass.
  • the isocyanate content is less than 4% by mass, the stability of the prepolymer is impaired, and the prepolymer may be cured during storage, making it impossible to use. Moreover, when the isocyanate content exceeds 30% by mass, the amount of isocyanate added during preparation increases and the content of non-prepolymerized isocyanate increases. The effect of using the prepolymer method is diminished because the polyol component used in the polyurethane curing reaction reacts and cures by a reaction mechanism similar to the one-shot production method that does not obtain a prepolymerization reaction.
  • diols such as ethylene glycol and butanediol
  • polyols such as trimethylolpropane and sorbitol, and derivatives thereof Can also be used.
  • the polyurethane foam raw material mixture includes a conductive agent, a foaming agent (water, low-boiling substances, gas bodies, etc.), a crosslinking agent, a surfactant, a catalyst, A foaming agent or the like can be added as an additive, whereby the polyurethane foam can have a desired structure.
  • a flame retardant, a filler, a conductive agent such as an ionic conductive agent or an electronic conductive agent, a known filler, a crosslinking agent, or the like can be used as appropriate.
  • ionic conductive agents examples include tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (eg, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium (eg, steatrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, modified fatty acid dimethylethyl
  • perchlorates such as ammonium, sulfates, alkyl sulfates, carboxylates and sulfonates
  • perchlorates of alkali metals and alkaline earth metals such as lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium
  • alkali metals and alkaline earth metals such as lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium
  • examples thereof include chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, trifluoromethyl sulfate, and sulfonate.
  • Examples of the electronic conductive agent include conductive carbon such as ketjen black and acetylene black; rubber carbon such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPE, SRF, FT, and MT; for ink subjected to oxidation treatment
  • Examples thereof include carbon, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite, conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; metals such as nickel, copper, silver, and germanium.
  • These conductive agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount is not particularly limited and can be appropriately selected as desired. Usually, the blending amount is 0.1 to 40 parts by mass, preferably 0.3 to 20 parts per 100 parts by mass of the total amount of polyol and isocyanate. It mix
  • Catalysts used for the polyurethane foam curing reaction include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, tetra Triamines such as methylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, cyclic amines such as methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxy Alcohol amines such as ethyl piperazine and hydroxyethyl morpholine , Ether amines such as bis (dimethylaminoethyl) ether, ethylene
  • a silicone foam stabilizer and various surfactants during blending of polyurethane foam in order to stabilize the cells of the foam material.
  • a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is preferably used, and particularly preferably one comprising a dimethylpolysiloxane moiety having a molecular weight of 350 to 15000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of 200 to 4000.
  • the molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and its molecular terminal is preferably ethylene oxide.
  • the surfactant include cationic surfactants, anionic surfactants, ionic surfactants such as amphoteric, nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polyol component and the isocyanate component. More preferably.
  • the foaming method of the polyurethane foam As the foaming method of the polyurethane foam, a conventionally used method such as a mechanical froth method (a method of foaming by mechanical stirring while mixing an inert gas), a water foaming method, a foaming agent froth method, or the like is used.
  • the inert gas used in the mechanical froth method may be an inert gas in the polyurethane reaction, and as the inert gas, in addition to an inert gas in a narrow sense such as helium, argon, xenon, radon, krypton,
  • a gas that does not react with the polyurethane foam raw material such as nitrogen, carbon dioxide, and dry air, can be used.
  • the elastic layer made of polyurethane foam preferably has a cell opening communicating with the inside on the surface, and the presence of such a cell opening allows the toner to be satisfactorily supplied from the inside of the foam.
  • the diameter of the cell opening is 50 to 1000 ⁇ m, and the number of openings per 1 cm 2 of the polyurethane foam surface is 100 to 2000. Formation of a polyurethane foam for obtaining such a structure having cell openings can be performed based on the prior art by a combination of a polyurethane blend and a release agent.
  • This elastic layer polyurethane foam is obtained by cutting a block-like polyurethane foam so that the axial direction is parallel to the foaming direction of the block-like polyurethane foam.
  • metal pipes SUS304, inner diameter 14.1 mm, thickness 1.5 mm
  • the roller material was inserted into the metal pipe from one end of the metal pipe (transfer process).
  • the compression ratio of the elastic layer of the roller material was 11%.
  • each roller material is put together with the metal pipe in a state where both ends of the shaft of each roller material are held by the holding member h.
  • the mixture was heated with a heating device at 150 ° C. for 60 minutes. After heating, the temperature was lowered to room temperature, and then the roller material was removed from the metal pipe.
  • Each of the obtained test rollers had an outer diameter of 14 mm.
  • ⁇ Toner transportability> The polyurethane foam of the elastic layer of each test roller was filled with toner, rolled in a state where it was pushed in by 1 mm, and the weight of toner discharged around a width of 220 mm and a rolling distance of 50 mm was measured.
  • the toner transportability was evaluated as ⁇ (good) when the toner weight was 0.20 g or more, and x (defective) when the toner weight was less than 0.20 g.
  • ⁇ Scraping property> A metal sleeve with the toner uniformly applied on the surface was rotated at 32 rpm, and each test roller was pressed against the metal sleeve for 10 seconds with a pushing amount of 1 mm. Thereafter, the residual toner on the metal sleeve was collected, and the amount of residual toner was digitized using a transmission densitometer. The higher the scraping property, the lower the residual toner, and the lower the transmission density. A case where the transmission density was less than 1.10 was evaluated as ⁇ (good), and a case where the transmission density was 1.10.
  • ⁇ Ghost image> Each test roller was mounted on a corresponding printer, and an image output test was performed. It was visually confirmed whether or not a ghost image due to a scraping defect was observed in the printed image. An image in which no ghost image was seen was marked as ⁇ (good), and an image that was seen was marked as x (bad).
  • the roller material is inserted into a cylindrical molding tool having irregular irregularities on the inner peripheral surface or concave grooves along the longitudinal direction, and then heated, so that the inner surface of the cylindrical molding tool is heated.
  • toner transportability, image density, scraping property, ghost image, fluffing was confirmed that good results were obtained for each evaluation item of image vertical stripes.

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Abstract

　トナー搬送性および不要トナーの掻き取り性に優れるとともに、型成形における問題点についても解消しうるトナー供給ローラの製造技術を提供する。　シャフト１１と、その外周に担持された発泡体よりなる円柱形状の弾性層１２とを有するローラ材１０を、内周面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を有する円筒状成形具ｍ内に挿入する挿入工程と、円筒状成形具内に挿入されたローラ材を加熱して、ローラ材の表面に、円筒状成形具の内周面における不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を転写する転写工程と、表面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝が転写されたローラ材を円筒状成形具内から取り出してローラを得る取出工程と、を含むトナー供給ローラの製造方法である。

Description

トナー供給ローラの製造方法およびトナー供給ローラ
　本発明はトナー供給ローラの製造方法およびトナー供給ローラ（以下、単に「製造方法」および「ローラ」とも称する）に関し、詳しくは、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、感光体や紙等の画像形成体にトナーを搬送してその表面に可視画像を形成する現像ローラに対しトナーを供給するために用いられるトナー供給ローラの製造方法、および、これにより得られるトナー供給ローラに関する。
　一般に、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置等における現像部には、図３に示すように、静電潜像を保持する感光体等の画像形成体２１と、この画像形成体２１に当接して表面に担持したトナー２０を付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラ２２と、この現像ローラ２２にトナー２０を供給するトナー供給ローラ１とが設けられており、トナー２０を、トナー収容部２３から、トナー供給ローラ１および現像ローラ２２を介して画像形成体２１まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。なお、図中、符号２４は成層ブレード、符号２５は帯電ローラ、符号２６は転写ローラ、符号２７はクリーニング部、符号２８はクリーニングブレードをそれぞれ示す。
　このような現像機構において良好な画像形成を行うためには、トナーの薄層が現像ローラ表面にムラなく均一に形成されて担持されていることが必要となるので、現像ローラ自体のトナー保持性能等に加え、トナー供給ローラの性能、特には表面性能が重要となる。すなわち、トナー供給ローラには、現像ローラに当接して、摩擦帯電、トナーの供給（搬送）および不要トナーの掻き取りを行うことにより、現像ローラ表面上に均一なトナー層を形成することが要求される。
　上記要請を満足し得る良好な表面性能を備えたトナー供給ローラを得るために、従来より、様々な検討が重ねられてきている。かかるトナー供給ローラとしては、一般に、ポリウレタンフォーム等の発泡材をローラ材料として用いたものが知られている。トナー供給ローラに用いるポリウレタンフォームを準備する方法としては、目的のローラ形状を有する金型内でウレタン原料を発泡させる方法と、ポリウレタンブロックからの切出しおよび研磨加工により目的のローラ形状を有するポリウレタンフォームを得る方法とがある。後者の方法では、加工により生じたポリウレタンフォーム表面のケバを除去するために、加熱処理を行うことが必要となる。
　ローラの製造方法に係る従来技術として、例えば、特許文献１には、発泡体からなる弾性層を有するローラの製造方法であって、ローラの弾性層を圧縮するように円筒状部材に圧入する工程と、円筒状部材の外周を加熱する工程と、この円筒状部材からローラを取り出す工程と、を含む製造方法が開示されている。また、特許文献２には、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操作によりトナー供給ロールを製造するにあたり、成形キャビティにおけるロール外周面を形成する型内面に、所定の凹凸表面構造を与える複数の凸条に対応した凹溝が形成されてなる成形型を用いる技術が開示されている。
　さらに、特許文献３には、金軸と、その外周に一体成形により設けられたウレタンフォーム層とを含み、ウレタンフォーム層が、表面に高さ１０～２００μｍの突起部を有し、かつ、突起部が、金軸およびウレタンフォーム層を一体成形する型内にて形成されてなるトナー供給ローラが開示されている。さらにまた、特許文献４には、軸体と、その外周に設けられたウレタンフォーム層とを備え、ウレタンフォーム層の外周面に、不規則な凹凸が形成されているトナー搬送ローラを、ローラを形成するための型の内周面に、不規則な凹凸が形成されているローラ製造用金型を用いることにより製造する技術が開示されている。
特開平０９－２９７５１２号公報（特許請求の範囲等） 特開平１１－０３８７４９号公報（特許第３５３６５９８号公報，特許請求の範囲等） 特開２００２－２３６４１６号公報（特許請求の範囲等） 国際公開第２０１０／０４１７１８号パンフレット（特許請求の範囲等）
　引用文献１に記載された技術によれば、低硬度であって、弾性層表面のセル密度が高く、ケバ立ちのない平滑なローラを得ることが可能である。しかしながら、引用文献１に記載のローラにおいては、表面が平滑すぎるために、トナーの搬送性や掻き取り性が不十分となる場合があった。これに対し、引用文献２～４に記載された技術によれば、トナーの搬送性や掻き取り性は改良されているものの、これら技術はいずれも、最終的な製品ローラの形状を形成する成形型を用いてローラを製造するものであるので型コストが高く、ウレタン原料等の弾性層材料による型の侵食が生ずるために型の耐久性が低く、型成形に適した配合設計が必要となることに加え、型成形であるために含浸処理による機能付与等の後加工が困難であるなど、種々の難点をも有するものであった。
　そこで本発明の目的は、トナー搬送性および不要トナーの掻き取り性に優れるとともに、型成形における上記問題点についても解消しうるトナー供給ローラの製造技術を提供することにある。
　本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記課題が解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明のトナー供給ローラは、シャフトと、該シャフトの外周に担持された発泡体よりなる円柱形状の弾性層とを有するローラ材を、内周面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を有する円筒状成形具内に挿入する挿入工程と、該円筒状成形具内に挿入されたローラ材を加熱して、該ローラ材の表面に、該円筒状成形具の内周面における不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を転写する転写工程と、表面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝が転写された該ローラ材を該円筒状成形具内から取り出してローラを得る取出工程と、を含むことを特徴とするものである。
　本発明においては、前記発泡体がポリウレタンフォームであることが好ましい。また、本発明において、前記円柱形状の弾性層は、ブロック状発泡体から切り出すことにより得ることができる。この場合、前記円柱形状の弾性層を、前記ブロック状発泡体から、円柱形状の軸方向がブロック状発泡体の発泡方向と平行となるよう切り出すことが好ましい。
　また、本発明のトナー供給ローラは、上記本発明のトナー供給ローラの製造方法により得られ、表面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝が転写されていることを特徴とするものである。
　本発明によれば、上記構成としたことにより、トナー搬送性および不要トナーの掻き取り性に優れるトナー供給ローラおよびその製造方法を実現することが可能となった。また、円柱形状の弾性層をブロック状発泡体から切り出すことにより得るものとすれば、型成形における問題点についても解消することが可能である。
本発明のトナー供給ローラの製造方法の実施形態を説明する時系列順の模式図である。 （ａ）～（ｃ）は、本発明のトナー供給ローラの表面形状を示す模式的な拡大部分断面図である。 電子写真方式の画像形成装置における現像部の一例を示す概略説明図である。 本発明のトナー搬送ローラの弾性層の外周面粗さを測定する方法を説明する説明図であり、（ａ）は周方向の表面粗さを、（ｂ）は軸線方向の表面粗さを測定する方法を示す。 保持部材を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１に、本発明の発泡ローラの製造方法の実施形態を説明する時系列順の模式図を示す。本発明においては、まず、図１（ａ）に示すように、ローラ材１０を用意する。このローラ材１０は、シャフト１１と、このシャフト１１の外周に担持された発泡体よりなる円柱形状の弾性層１２とから構成されている。
　シャフト１１は、本発明のトナー供給ローラにおける回転軸となるものであり、その形状や材料、寸法等については特に限定されるものではなく、通常のトナー供給ローラに適用されるものとすることができる。例えば、シャフト１１の材料は、金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。また、シャフト１１の形状は、中実形状であってもよいし、中空形状であってもよい。具体的には例えば、硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルや亜鉛等のめっきを施したものや、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフト等を用いることができる。
　このローラ材１０のシャフト１１の外周に担持された弾性層１２は、本発明のトナー供給ローラにおける弾性層に対応するものである。弾性層１２は、必要に応じて、接着剤によりシャフト１１と固着される。かかる接着剤としては、例えば、二液型ポリウレタン接着剤やエポキシ接着剤、ポリエステル接着剤、アクリル接着剤、アクリルエマルジョン接着剤、ウレタンエマルジョン接着剤などを用いることができる。
　弾性層１２を構成する発泡体は、特に限定されるものではないが、ポリウレタンフォームとすることが好ましい。ポリウレタンフォームに用いるポリウレタン樹脂としては、従来公知の材料を適宜選択して用いることができ、特に制限されるものではない。また、ポリウレタン発泡体の発泡倍率としては、特に制限されるものではないが、１．２～５０倍、特には１０～２５倍程度が好ましく、フォーム密度は、０．０４～０．１ｇ／ｃｍ３程度が好ましい。
　弾性層１２の外径は、通常、本発明において製造するトナー供給ローラの外径よりも大きな外径を有しているものとする。弾性層１２は、トナー供給ローラの円柱形状と相似する円柱形状とすることが好ましい。このような円柱形状の弾性層１２は、ブロック状発泡体から方形または多角形断面の発泡体の小ブロックを切り出して、これをシャフト１１に取り付け固定した後、公知の方法、例えば、研磨や研削、切削等により、この発泡体を円柱形状に加工することで得ることができる。また、円柱形状の弾性層１２は、円柱形状を有する型を用いてシャフト１１との一体成形により得ることもできる。このように、本発明においては、弾性層１２の作製方法に制限がないので、配合材料の選択幅が広いというメリットもある。なお、場合によっては、この発泡体は、円柱形状ではなく、方形または多角形断面形状とすることもできる。また、ブロック状発泡体から切り出した弾性層については、研磨等の表面加工が施されるためにケバ処理が必要となるが、本発明においては、後述する転写工程において、同時にケバ処理も行うことができる。
　なお、この場合、円柱形状の弾性層１２は、ブロック状発泡体から、円柱形状の軸方向がブロック状発泡体の発泡方向と平行となるよう切り出すことが好ましい。円柱形状の弾性層１２を、円柱形状の軸方向がブロック状発泡体の発泡方向と平行となるよう切り出すことで、弾性層１２における周方向のセル径のムラを低減することができる。
　次に、図１（ｂ）に示すように、円筒状成形具ｍを用意する。円筒状成形具ｍは、円筒形状であり、中心軸方向の長さは、ローラ材１０の弾性層１２よりも長い。内径は製造するトナー供給ローラの外径とほぼ同じ径で、トナー供給ローラの外径との隙間を考慮して、わずかに大きな内径とするのがよい。トナー供給ローラの外径にもよるが、例えば、トナー供給ローラの外径よりも０．１ｍｍ大きな内径とすることができる。
　本発明においては、図１（ｂ）に示すように、このような円筒状成形具ｍの一端の開口から、ローラ材１０を挿入する。図１（ｃ）に、ローラ材１０を挿入した後の円筒状成形具ｍの外観を示す。この際、ローラ材１０の弾性層１２の外径が、円筒状成形具ｍの内径よりも大きくなるようにして、弾性層１２を、径方向中心に向けて圧縮させながら挿入する。ここで、弾性層の圧縮率（％）は、挿入前のローラ材１０の弾性層１２の厚さをＲとし、挿入後の圧縮された弾性層１２の厚さをｒとするとき｛（Ｒ－ｒ）／Ｒ｝×１００として表されるものであり、好適な圧縮率は５～５０％、より好適な圧縮率は５～２０％である。圧縮率が下限値よりも大きいことにより、弾性層の表面近傍のセル密度を高くして、ローラ表面におけるトナー詰まり等を抑制することができる。また、圧縮率が上限値よりも小さいことにより、過度の圧縮を防止して、弾性層の弾性が損なわれることを防ぐことができる。
　本発明においては、円筒状成形具ｍとして、内周面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を有するものを用いる。内周面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を有する円筒状成形具ｍを用いることで、後述する転写工程において、この円筒状成形具ｍ内に挿入されたローラ材１０を加熱することにより、ローラ材の表面に、円筒状成形具ｍの内周面における不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を転写して、表面に不規則な凹凸、または、上記長手方向に沿う凹溝に対応する凸条を有するローラを得ることができる。これにより、得られるトナー供給ローラにおいて、トナーの搬送性および掻き取り性を向上することができる。
　ここで、円筒状成形具ｍの内周面に不規則な凹凸が形成されているとは、円筒状成形具ｍの周方向および軸線方向の何れに対しても、同一形状の凹部および凸部（凹凸）が周期的に設けられていないことを指す。本発明における円筒状成形具ｍの内周面の不規則な凹凸は、目的とするトナー供給ローラ表面の凹凸形状に対応して設けることができ、具体的には例えば、円筒状成形具ｍの内周面粗さは、周方向および軸線方向の双方について、算術平均粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）が５μｍ以上であって、軸線方向の粗さ曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）が１０μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは、円筒状成形具ｍの内周面粗さは、周方向および軸線方向の双方について、算術平均粗さ（Ｒａ）が５～１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）が２０～４００μｍ、軸線方向の粗さ曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）が１００～２０００μｍ、周方向の粗さ曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が－２～０となるようにする。
　また、円筒状成形具ｍの内周面に長手方向に沿う凹溝が形成されているとは、円筒状成形具ｍの長手方向に沿って両端間にわたり延在する同一断面形状の凹溝および凸条が、円筒状成形具ｍの周方向において周期的に設けられていることを意味する。本発明における円筒状成形具ｍの内周面の長手方向に沿う凹溝は、目的とするトナー供給ローラ表面の凹凸形状に対応して設けることができる。具体的には例えば、凹溝またはこれに対応する凸条の、円筒状成形具ｍの半径方向に沿う深さまたは高さＨを２５０～１０００μｍ、円筒状成形具ｍの周方向におけるピッチＰを５００～２０００μｍ、円筒状成形具ｍの周方向における幅Ｗを２５０～１０００μｍの範囲で、それぞれ設定することができる（図２（ｂ），（ｃ）参照）。
　上記のような不規則な凹凸を内周面に有する円筒状成形具ｍを用いることで、図２（ａ）の断面図に示すような不規則な凹凸（凹部３１および凸部３２）が形成された表面形状を有する弾性層２を備えたトナー供給ローラを得ることができ、ローラ表面の微細セル開口部３３と、上記不規則な凹凸形状とが相まって、トナー搬送性を格段に向上することが可能となる。
　ここで、上記円筒状成形具ｍを用いることにより得られる弾性層２は、例えば、周方向および軸線方向の双方について、算術平均粗さ（Ｒａ）が１μｍ以上、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）が５μｍ以上であって、粗さ曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）が１０μｍ以上であるものとなる。特には、弾性層表面の周方向および軸線方向の双方について、算術平均粗さ（Ｒａ）が５～１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚｊｉｓ）が２０～４００μｍであり、軸線方向の粗さ曲線要素の平均長さ（ＲＳｍ）が１００～２０００μｍであって、周方向の粗さ曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）が０～２であるものとすることができる。
　なお、上記弾性層表面における周方向のＲａ、Ｒｚｊｉｓ、Ｒｓｋは、ＪＩＳＢ０６３３：２００１に準拠した方法で評価することができ、例えば、図４（ａ）に示すように、非接触レーザー式寸法測定器５１（キーエンス社製）を用いて、ローラ１の所定位置における、基準線Ｂ（ローラのシャフト１１の中心を軸線方向に貫通する仮想線Ｖから距離Ｌの線）から弾性層２表面までの距離ｌを、ローラ１を回転させながら連続的に測定することにより、ローラ所定位置での周方向の形状プロファイルを測定し、この測定した形状プロファイルから周方向のＲａ、Ｒｚｊｉｓ、Ｒｓｋを算出することができる。
　また、上記弾性層表面における軸線方向のＲａ、Ｒｚｊｉｓ、ＲＳｍも、ＪＩＳＢ０６３３：２００１に準拠した方法で評価することができ、例えば、図４（ｂ）に示すように、非接触レーザー式寸法測定器５１（キーエンス社製）を用いて、ローラの所定位置における、基準線Ｂ（ローラのシャフト１１の中心を軸線方向に貫通する仮想線Ｖから距離Ｌの線）か弾性層２表面までの距離ｌを、非接触レーザー式寸法測定器５１を基準線上で軸線方向（図４（ｂ）では左方向）へ連続的に移動させながら測定することにより、ローラ所定位置での軸線方向の形状プロファイルを測定し、この測定した形状プロファイルから軸線方向のＲａ、Ｒｚｊｉｓ、ＲＳｍを算出することができる。
　円筒状成形具ｍの内周面に上記不規則な凹凸を形成するための方法としては、特に制限されないが、例えば、以下の（１）～（３）に記載の方法を用いることで、低コストかつ容易に所望の凹凸を形成することができる。特には、円筒状成形具ｍの内周面のスキューネスを負の値とすることができ、すなわち、この円筒状成形具ｍを用いて得られるローラのスキューネスを正の値にできるという点において、（２）および（３）に記載の方法を用いることが好ましい。さらに、下記（１）～（３）に記載の方法以外にも、不規則な凹凸形状を有するコマを用いた転造や、不規則凹凸形状のエンボス板を丸めてパイプ化することによっても、円筒状成形具ｍを製造することができる。
（１）ブラスト
　例えば、アルミパイプ（Ａ６０６３）等の筒状部材（型部材）の内周面に、例えば、アルミナ等の研磨剤を吹き付けて、筒状部材の内周面を加工することにより、不規則な凹凸を内周面に有する円筒状成形具ｍを製造することができる。ここで、円筒状成形具ｍの内周面粗さは、研磨剤の粒径および形状、研磨剤の吐出圧、並びに研磨剤の吐出時間（加工時間）を調整することにより制御することができる。
（２）粉体焼結
　筒状部材の内周面に、必要に応じて、例えば、スプレーのり等のバインダーを塗布した上で、例えば、銅単体または銅とＳＵＳとの混合物からなる金属粒子を塗着し、塗着した金属粒子を焼結することにより、不規則な凹凸を内周面に有する円筒状成形具ｍを製造することができる。ここで、円筒状成形具ｍの内周面粗さは、塗着する金属粒子の粒径および塗着量、並びに焼結温度を調整することにより制御することができる。なお、バインダーを塗布して焼結を行う場合、バインダーは焼結中に気化するので、製造した円筒状成形具ｍの内周面にバインダーが残留してローラの形成に悪影響を与えることはない。
（３）フッ素コーティング
　筒状部材の内周面に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂または金属からなる粒子を塗着し、粒子を塗着した内周面に、例えば、ＰＴＦＥ、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共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素系コーティング剤を塗布して、内周面をフッ素樹脂でコーティングすることにより、不規則な凹凸を内周面に有する円筒状成形具ｍを製造することができる。ここで、円筒状成形具ｍの内周面粗さは、塗着する粒子の粒径および形状、並びに粒子の塗着量を調整することにより制御することができる。なお、この方法で製造した円筒状成形具ｍは、内周面がフッ素樹脂でコーティングされているので、離型性が高く、また、ケバ立ちが生じにくい。
　また、長手方向に沿う凹溝を内周面に有する円筒状成形具ｍを用いることで、図２（ｂ），（ｃ）の断面図に示すような長手方向に沿う凸条３４が、両端間にわたり延在する表面形状を有する弾性層２を備えたトナー供給ローラを得ることができ、この場合も、ローラ表面の微細セル開口部３３と、上記凹凸形状とが相まって、トナー搬送性を格段に向上することが可能となる。
　円筒状成形具ｍの内周面に上記長手方向に沿う凹溝を形成するための方法としては、特に制限されず、例えば、エッチング加工、ブローチ加工、放電加工、冷間引抜加工等を用いる他、鋳造や電鋳めっき等の方法を用いることもできる。
　円筒状成形具ｍは、樹脂製または金属製とすることができるが、後工程においてローラ材１０とともに加熱することから、耐熱性があり、かつ、熱伝導性が良好な金属製であることが好ましい。中でも、アルミニウムや銅、鉄等が好ましい。円筒状成形具ｍの内面には、摩擦係数を低下させるために、フッ素コーティング等の、発泡体を汚染しない潤滑性皮膜を形成することもできる。
　ローラ材１０を円筒状成形具ｍ内に挿入するための手段については、特に限定されない。適切な挿入装置を用いてもよいし、また、人力により挿入してもよい。なお、ローラ材１０を、円筒状成形具ｍに対し捩じりながら挿入するのは避けることが好ましい。
　なお、弾性層１２は、径方向に圧縮されるばかりでなく、円筒状成形具ｍ内に圧縮されながら挿入されるので、シャフト１１の軸方向にも変形する。よって、この形状のままで後工程の加熱を行うと、発泡体のセルは、弾性層１２の半径方向ばかりでなく、シャフト１１の軸方向にも歪が加わって、斜め方向に変形した状態となる。この歪を除去するために、挿入後のローラ材１０を、挿入方向とは逆方向に移動させることが好適である。この形状を維持して後工程の加熱を行うと、発泡体のセルは、シャフト１１の軸方向における歪が除去されて、半径方向に変形した状態となる。そのため、搬送されるトナー等の詰まりを防止することができるとともに、弾性層の長さ方向で歪の大きさがローラの長さ方向に変動することもないので、良好な画像形成特性が得られる。
　次に、図１（ｄ）に示すように、円筒状成形具ｍ内に挿入されたローラ材１０を、円筒状成形具ｍとともに加熱する。加熱手段は、特に限定されない。図１（ｄ）では、既存の加熱装置ｔを用いている。また、加熱温度、加熱時間も特に限定されないが、本発明においては、この加熱により、ローラ材１０の表面に、円筒状成形具ｍの内周面における不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を転写するので、かかる観点から、転写を行い得る加熱温度および加熱時間の条件に従って、加熱すればよい。加熱条件の一例として、弾性層１２の発泡体がポリウレタンフォームである場合には、１４０℃以上かつ３０分以上の条件にて加熱することにより、転写を良好に行うことができる。特に、ポリウレタンフォームが、エーテル系ポリウレタンフォームである場合には、より好ましい温度範囲は１４０℃以上１６０℃以下であり、エステル系ポリウレタンフォームである場合には、より好ましい温度範囲は１５０℃以上１８０℃以下である。加熱時間は、あまりに長くしても転写の効果が飽和するので、省エネルギーの観点から、６０分以下とすることが好ましい。加熱温度が、低すぎると転写が不十分となるおそれがあり、一方、高すぎるとローラ材１０が熱劣化するおそれがある。
　前述したように、本発明においては、上記転写工程によって、上記不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を転写することができると同時に、ブロック状発泡体から切り出して得られたローラ材１０表面に存在するケバの除去も行うことができる。実際上は、上記転写工程において、加熱によりまずケバが除去され、それと同時かまたはその後に、凹凸の転写が行われることになる。よって、上記転写工程における加熱後には、円筒状成形具ｍ内のローラ材１０において、弾性層表面のセル密度が高く、表面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝が転写された、ケバ立ちのない表面が得られている。したがって、円筒状成形具ｍからローラ材１０を取り外すことにより、弾性層に対して別途に減径加工を施すことなく、最終外径の弾性層２を有するトナー供給ローラ１を得ることができる（図１（ｅ））。
　なお、上記加熱後に、ローラ材１０の温度が高い状態でローラ材１０を取り外すと、弾性層の外径が所望の径よりも大きくなる場合があり、また、円筒状成形具ｍから取り外す際にシャフト軸方向の歪が弾性層に加わるおそれがある。したがって、ローラ材１０は充分に降温させてから取り外すことが好ましく、例えば、５０℃～室温程度まで降温させてから、取り外すことが好ましい。この降温は、大気中放冷でもよいし、加熱装置内で緩冷してもよいし、また、処理時間短縮のために冷却装置を用いて冷却してもよい。
　本発明においては、成形後の弾性層１２に対して、円筒状成形具ｍを用いた凹凸の転写を行うので、円筒状成形具ｍに対して弾性層材料による侵食がなく、そのため、円筒状成形具ｍの耐久性を高く保つことができるメリットも得られる。
　本発明のトナー供給ローラ１は、上記本発明の製造方法により得られ、シャフト１１と、その外周に担持された弾性層２とを有し、表面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝が転写されているものである。本発明のトナー供給ローラ１においては、弾性層の外周面が、図２（ａ）に示すように、凹部３１および凸部３２の起伏により曲面を描いて上下しているか、または、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、凸条３４が形成されているので、ローラ表面の微細セル開口部３３とこの曲面または凸条３４とが相まって、極めて良好なトナー搬送性および掻き取り性が得られている。また、本発明のトナー供給ローラにおいては、弾性層２の表面のケバ立ちについても、抑制されている。
　本発明において、弾性層に好適な材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ビスコース、アイオノマー等の熱可塑性フォーム、および、ポリウレタン、ラバーフォーム、エポキシ、フェノールユリア、ピラニル、シリコーン、アクリル等の熱硬化性フォームを挙げることができ、特にポリウレタンフォームが好ましい。また、弾性層のセル形態は、単泡、連泡等の何れの形態でも使用可能であるが、連泡の方が、温度による寸法変化が少ないので、好ましい。
　弾性層の材料がウレタンである場合、ポリオール成分としては、特に限定されず、疎水性及び親水性のいかなるポリオールでも使用できる。イソシアネート成分としては、特に限定されず、公知のものが使用できる。
　特に、弾性層をブロック状発泡体から切り出して形成する場合には、ブロック状発泡体を構成するポリウレタンフォームとして、例えば、２個以上の活性水素を有する化合物と２個以上のイソシアネート基を有する化合物を、触媒、発泡剤、整泡剤等の添加剤とともに攪拌混合して発泡・硬化させることにより製造されたものを用いることができ、具体的には例えば、特許第３４８００２８号公報に開示された手法で製造された、８００～３６００の平均分子量差を有する２種類の単一ジオールを含む単一ジオールの混合物をポリオール成分に対して総量で５０重量％以上含むポリエーテルポリオール、イソシアネート、水、触媒及び発泡剤を混合し、発泡させ、放置することにより製造されたポリウレタンフォームが好適に挙げられる。ここで、単一のジオールとは、１種のジオールまたは平均分子量の差が４００以内の２種以上のジオール群を総称する意味に用いられる。また、平均分子量差とは、対象となるジオールが各々有する平均分子量の差分を表し、組み合わせが多種類ある場合には、特に、最大の差分を表す意味に用いられる。
　上記ポリウレタンフォームを製造する際に用いるポリエーテルポリオールは、（１）例えば、ジエチレングリコールにプロピレンオキサイドのみを付加させたタイプのポリエーテルポリオール、（２）例えば、ジエチレングリコールにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをブロックまたはランダムに付加させたタイプのポリエーテルポリオール、（３）上記（１）または（２）に、例えば、アクリルニトリルやスチレンをグラフトしたタイプのポリエーテルポリオール等を含み、特に制限されないが、より効果を発揮するためには、好ましくは（１）タイプのポリエーテルポリオールを用いる。
　上記ポリエーテルポリオールを製造するために用いられる開始剤としては、多価アルコール、多価フェノール、モノ若しくはポリアミン等が挙げられるが、好適には多価アルコールおよび多価フェノールであり、特に好適には多価アルコールであり、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール等が挙げられ、中でもジエチレングリコールがより好ましい。
　また、上記ポリエーテルポリオール成分には、ジオール以外のポリオール成分も含み得る。このようなポリオール成分としては、通常、ポリウレタンフォームの製造に使用される３官能の、例えば、グリセリンベースにアルキレンオキサイド、例えば、プロピレンオキサイドを付加させたもの、２種のアルキレンオキサイド、例えば、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドとをランダム若しくはブロックで付加させたもの、多官能のものとしては、例えば、サッカロースベースに上記と同様のものを付加させたポリエーテルポリオール等が挙げられる。
　イソシアネート成分としては、トリレンジイソシアネート、４，４－ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート等を、単独若しくは混合して使用することができ、中でも、トリレンジイソシアネートが特に好ましい。
　また、上記触媒および発泡剤としては、その種類および使用量に特に制限はなく、公知のものを適宜使用することができる。例えば、触媒としては、トリエチレンジアミン、テトラメチレンヘキサジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のアミン触媒、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート等の有機錫触媒が挙げられる。また、発泡剤としては、メチレンクロライド、フロン１２３、フロン１４１ｂ等が挙げられる。
　さらに、上記ポリウレタンフォームには、上記の他に、各種の添加剤、例えば、難燃剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤、整泡剤等を適宜配合することができる。このうち整泡剤としては、具体的には例えば、各種のシロキサン、ポリアルキレンオキサイドブロック共重合体等が挙げられる。
　ここで、ブロック状発泡体としてのポリウレタンフォームに導電性を付与する方法としては、上記ポリウレタンフォーム原料中にあらかじめ導電剤を配合する方法と、製造されたポリウレタンフォームに導電剤を含浸させる方法とがあるが、設計上の自由度が高いことから、後者の方法を用いることが好ましい。具体的には、ポリウレタンフォームに導電剤とバインダとを含む含浸液を含浸させて、導電性を付与する手法を用いることができる。この含浸液中の導電剤の量および含浸液の量を適宜選定することにより、ポリウレタンフォームの電気抵抗値を所定に決定することができ、トナー供給ローラとしての電気抵抗値を上記所定の範囲に調整することができる。
　上記導電剤としては、カーボンブラックやグラファイトなどの炭素質粒子、銀やニッケルなどの金属粉、酸化スズや酸化チタン、酸化亜鉛などの導電性金属酸化物の単体、あるいは硫酸バリウムなどの絶縁性微粒子を芯体として上記導電性金属酸化物を湿式的に被覆したもの、導電性金属炭化物、導電性金属窒化物、導電性金属ホウ化物等から選択される１種または複数種の組み合わせを用いることができる。なお、コスト面からはカーボンブラックが好ましく、導電性制御のしやすさからは、導電性金属酸化物が好ましい。また、かかる導電剤としては、平均粒径が１００ｎｍ以下、特には５０ｎｍ以下の微細粒子を用いることが好ましい。
　含浸液に用いるバインダとしては、アクリル樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、アクリル酸‐スチレン共重合体樹脂、アクリル酸‐酢酸ビニル共重合体樹脂等のアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ブタジエン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、クロロプレンゴム等を例示することができる。特に好ましくは、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、クロロプレンゴムである。これらバインダは、単独で、または２種以上の混合物として用いることができる。導電剤を単独で含浸させてもポリウレタンフォームの気泡壁に強固に結合し得ないが、バインダを配合することにより、導電剤がポリウレタンフォームの気泡壁に強固に付着して、安定な導電性層をポリウレタンフォーム気泡内に形成することができる。
　上記導電剤とバインダとの配合比は、バインダの固形分１００質量部に対して、導電剤の固形分が１０～１１０質量部、特には３０～５０質量部であることが好ましい。導電剤の量が上記範囲を超えると、ポリウレタンフォームへの接着力が不十分になる傾向があり、上記範囲未満であると、トナー供給ローラの表面抵抗が安定しない傾向がある。
　なお、上記含浸液には、導電剤およびバインダに加えて、適量の水およびトルエン、酢酸エチル等の有機溶媒を添加することができる。これらの溶媒は、含浸液の粘度が５～３００ｃｐｓ（２５℃）程度となるように添加することが好ましい。粘度をこの範囲内とすることにより、含浸付着作業がさらに容易となる。また、上記含浸液には、必要に応じて他の添加剤、例えば、鉱物油系消泡剤、シリコン系消泡剤、界面活性剤、荷電制御剤等を添加することができる。これらは、含浸液１００質量部に対して０．００１～１０質量部、特には０．００１～０．１質量部にて添加することが好ましい。
　上記含浸液を用いてポリウレタンフォームに導電性を付与する手法としては、例えば、粉末状の導電剤とバインダとを、必要に応じて他の添加剤とともに水または有機溶媒に分散・含有させて含浸液を準備し、この含浸液にブロック状のポリウレタンフォームを浸漬して、含浸液をポリウレタンフォームの気泡内に含浸させる。その後、ポリウレタンフォームを含浸液から取り出し、圧縮して余剰の含浸液を除去した後、加熱乾燥して水分等を除去することで、導電剤をバインダとともに、ポリウレタンフォームの気泡内に固着させることができる。
　また、型成形により弾性層を形成する場合のポリウレタンフォーム原料のポリオール成分としては、例えばエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸性分とグリコール成分とを縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。
　なお、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質として、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好ましい。ここで、上記ポリエーテルポリオールにおける、付加するエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造は、エチレンオキサイドの比率が好ましくは２～９５質量％、より好ましくは５～９０質量％であり、末端にエチレンオキサイドが付加していることが好ましい。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの配列は、ランダムであることが好ましい。
　ポリエーテルポリオールの分子量としては、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は２官能となり、質量平均分子量で３００～６０００の範囲のものが好ましく、３０００～５０００の範囲のものがより好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、質量平均分子量で９００～９０００のものが好ましく、４０００～８０００の範囲のものがより好ましい。なお、２官能のポリオールと３官能のポリオールとの混合物を用いることもできる。官能基数が少なく同官能基数の場合は、分子量が大きい方がポリウレタンフォーム層の高い破断伸びを実現できるため、望ましい。
　また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得ることができ、質量平均分子量が４００～４０００の範囲、特には、６５０～３０００の範囲にあるものを好適に用い得る。分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールの混合物を用いることも好ましい。その他にも、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。
　更に、ポリオール成分として、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールとの混合物を用いることも好ましい。この場合、混合比率（ポリテトラメチレンエーテルグリコール：ポリエーテルポリオール）が、質量比で９５：５～２０：８０の範囲、特には９０：１０～５０：５０の範囲の混合物を用いることが更に好ましい。
　また、上記ポリオール成分と共に、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパン等のポリオール類、或いはこれらの誘導体を併用することができる。
　また、イソシアネート成分としては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体が挙げられる。これらの中でも、芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）またはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはその誘導体が好適に用いられる。
　トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアネート、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、２，４－トリレンジイソシアネートと２，６－トリレンジイソシアネートとの混合物、或いはこれらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物、ポリオール等で変性したウレタン変性物等を用い得る。ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンまたはその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体を用い得る。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネート等を用い得る。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートについては、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、その平均官能基数が好ましくは２．０５～４．００、より好ましくは２．５０～３．５０のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド／ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体の混合物を用いることもできる。
　また、イソシアネートをポリオールにより予めプレポリマー化してもよく、その方法としては、ポリオールとイソシアネートとを適当な容器に入れ、十分に撹拌し、３０～９０℃、より好ましくは４０～７０℃に、６～２４０時間、より好ましくは２４～７２時間保存する方法が挙げられる。この場合、ポリオールとイソシアネートとの比率は、得られるプレポリマーのイソシアネート含有率が４～３０質量％、より好ましくは６～１５質量％となるように調節することが好ましい。イソシアネート含有率が４質量％未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供することができなくなる恐れがある。また、イソシアネートの含有率が３０質量％を超えると、調製時に添加するイソシアネート量が増えてプレポリマー化されていないイソシアネートの含有量が増加するところ、このプレポリマー化されていないイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応において用いるポリオール成分とプレポリマー化反応を得ないワンショット製法に類似の反応機構により反応して硬化するため、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。イソシアネートを予めポリオールによりプレポリマー化したイソシアネート成分を用いる場合のポリオール成分としては、上記ポリオール成分に加えて、エチレングリコールやブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンやソルビトール等のポリオール類やそれらの誘導体を用いることもできる。
　上記ポリウレタンフォームの原料混合液には、上記ポリオール成分およびイソシアネート成分に加え、所望に応じて導電剤、発泡剤（水、低沸点物質、ガス体等）、架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤等を添加剤として添加することができ、これによりポリウレタンフォームを所望に応じた構造とすることができる。また、難燃剤や充填剤、イオン導電剤や電子導電剤等の導電剤、公知の充填剤や架橋剤等を適宜使用することも可能である。
　イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリントリメチルアンモニウム）、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などの他、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。
　また、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＥ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選択可能であるが、通常は、ポリオールとイソシアネートとの総量１００質量部に対して０．１～４０質量部、好ましくは０．３～２０質量部の割合で配合する。
　ポリウレタンフォームの硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　本発明においては、ポリウレタンフォーム配合中にシリコン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン－ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５０～１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００～４０００のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。シリコン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリオール成分とイソシアネート成分との総量１００質量部に対して０．１～１０質量部とすることが好ましく、０．５～５質量部とすることが更に好ましい。
　上記ポリウレタンフォームの発泡方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法（不活性ガスを混入しながら機械的撹拌により発泡させる方法）、水発泡法、発泡剤フロス法等の方法を用いることができる。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化炭素、乾燥空気等のポリウレタンフォーム原料と反応しない気体を用いることができる。
　また、本発明において、ポリウレタンフォームからなる弾性層は、表面に内部から連通するセル開口部を有することが好ましく、このような連通するセル開口部の存在により、トナーがフォーム内部から良好に供給され、トナー搬送量の不安定化の問題が解消されることになる。好ましくは、セル開口部の径は５０～１０００μｍであり、また、ポリウレタンフォーム表面１ｃｍ２当たりの開口部の個数は１００～２０００個である。このようなセル開口部を有する構造を得るためのポリウレタンフォームの形成は、ポリウレタン配合と離型剤との組み合わせで、従来技術に基づき行うことができる。
　以下、実施例を用いて、本発明をより具体的に説明する。
　金属製の中実形状のシャフト（長さ２５０ｍｍ、直径６ｍｍ）の外周に、樹脂発泡体としてのポリウレタンフォームよりなる弾性層を、外径１５ｍｍ、長さ２２０ｍｍの円柱形状に取り付け固定してなるローラ材を準備した。この弾性層のポリウレタンフォームは、ブロック状ポリウレタンフォームから、軸方向がブロック状ポリウレタンフォームの発泡方向と平行となるよう切り出すことにより得られ、材質がエステル系、平均セル径が２７０μｍ、硬度が８０Ａｓｋ－Ｆであった。
　また、円筒状成形具ｍとして、下記表中にそれぞれ示す内周面形状を有する金属パイプ（ＳＵＳ３０４、内径１４．１ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ）を準備した。この金属パイプの一端から、上記のローラ材を金属パイプ内に挿入した（転写工程）。ローラ材の弾性層の圧縮率は１１％であった。
　各ローラ材が挿入された金属パイプの両端に、図５に示す保持部材ｈを取りつけることにより、各ローラ材のシャフトの両端が保持部材ｈで保持された状態で、各ローラ材を金属パイプとともに、加熱装置により１５０℃、６０分加熱した。加熱後に、常温まで降温させてから、ローラ材を金属パイプから取り外した。得られた各供試ローラは、外径が１４ｍｍであった。各供試ローラについて、下記に従い評価を行った結果を、下記の表中に併せて示す。
＜トナー搬送性＞
　各供試ローラの弾性層のポリウレタンフォームにトナーを満たして、１ｍｍ押し込んだ状態で転がし、幅２２０ｍｍ、転がし距離５０ｍｍあたりに吐き出されたトナー重量を測定した。トナー搬送性は、トナー重量が０．２０ｇ以上の場合を○（良好）、０．２０ｇ未満の場合を×（不良）とした。
＜画像濃度＞
　各供試ローラを対応するプリンタに装着して画像出しテストを行い、透過濃度計を用いて画像濃度を測定した。画像濃度が規定値に達しているものを○（良好）、達していないものを×（不良）とした。
＜掻き取り性＞
　トナーを表面に均一に塗布した金属スリーブを３２ｒｐｍにて回転させて、この金属スリーブに、押し込み量１ｍｍにて各供試ローラを１０秒間押し当てた。その後、金属スリーブ上の残留トナーを回収し、透過濃度計を用いて残留トナーの量を数値化した。掻き取り性が高いほど、残留トナーは少なくなるので、透過濃度は低くなる。透過濃度が１．１０未満の場合を○（良好）、１．１０以上の場合を×（不良）とした。
＜ゴースト画像＞
　各供試ローラを対応するプリンタに装着して画像出しテストを行い、印刷画像に掻き取り性不良に起因するゴースト画像が見られないかを目視で確認した。ゴースト画像が見られないものを○（良好）、見られるものを×（不良）とした。
＜毛羽立ち＞
　各供試ローラを対応するプリンタに装着して画像出しテストを行い、テスト後のローラについて、毛羽立ちの有無を目視で確認した。
＜画像縦スジ＞
　各供試ローラを対応するプリンタに装着して画像出しテストを行い、印刷画像に毛羽に起因する縦スジが見られないか目視で確認した。縦スジが見られないものを○（良好）、見られるものを×（不良）とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表中に示すように、ローラ材を内周面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を有する円筒状成形具内に挿入した後加熱して、円筒状成形具の内周面における不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を表面に転写したローラ材を用いて得られた各実施例の供試ローラにおいては、トナー搬送性、画像濃度、掻き取り性、ゴースト画像、毛羽立ちおよび画像縦スジの各評価項目について、いずれも良好な結果が得られていることが確かめられた。
１　トナー供給ローラ
２，１２　弾性層
１０　ローラ材
１１　シャフト
２０　トナー
２１　画像形成体
２２　現像ローラ
２３　トナー収容部
２４　成層ブレード
２５　帯電ローラ
２６　転写ローラ
２７　クリーニング部
２８　クリーニングブレード
３１　凹部
３２　凸部
３３　セル開口部
３４　凸条
５１　測定器
ｍ　円筒状成形具

Claims (5)

  1. 　シャフトと、該シャフトの外周に担持された発泡体よりなる円柱形状の弾性層とを有するローラ材を、内周面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を有する円筒状成形具内に挿入する挿入工程と、該円筒状成形具内に挿入されたローラ材を加熱して、該ローラ材の表面に、該円筒状成形具の内周面における不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝を転写する転写工程と、表面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝が転写された該ローラ材を該円筒状成形具内から取り出してローラを得る取出工程と、を含むことを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。
  2. 　前記発泡体がポリウレタンフォームである請求項１記載のトナー供給ローラの製造方法。
  3. 　前記円柱形状の弾性層を、ブロック状発泡体から切り出すことにより得る請求項１または２記載のトナー供給ローラの製造方法。
  4. 　前記円柱形状の弾性層を、前記ブロック状発泡体から、円柱形状の軸方向がブロック状発泡体の発泡方向と平行となるよう切り出す請求項３記載のトナー供給ローラの製造方法。
  5. 　請求項１～４のうちいずれか一項記載のトナー供給ローラの製造方法により得られ、表面に不規則な凹凸または長手方向に沿う凹溝が転写されていることを特徴とするトナー供給ローラ。
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