JP2006337749A

JP2006337749A - トナー供給ローラおよびそれを具備する画像形成装置

Info

Publication number: JP2006337749A
Application number: JP2005162716A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Tano; 大介太野; Manabu Takashima; 学高島
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】本発明は従来技術における問題点を解決するためのものであり、その目的とするところは、トナー供給ローラの使用環境領域によってローラ硬度、外径が変動せずローラの機能低下が生じないトナー供給ローラを提供することである。
【解決手段】芯金と該芯金外周にポリエーテルポリオールとイソシアネートを主成分として得られるウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）が０．２以下でありかつ、０℃の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδの比(ｔａｎδ(０℃)／ｔａｎδ(４０℃))が１．２以下に制御することにより、よってローラ硬度、外径が変動せずローラの機能低下が生じないトナー供給ローラを提供することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、トナー供給ローラに関し、特には複写装置、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潜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潜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ラに関するものである。

従来、複写機，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静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像している。このような現像装置には、ホッパー内に収容された所定のトナー（現像剤）を、該現像担持体表面上にムラ無く均一に供給し、かつ現像後に該現像担持体表面上の残存トナーを掻き取るために芯金と軟質ウレタンスポンジ層とから成るトナー供給ローラが内蔵されている。トナー供給ローラにおいて、画像の高品位化のためには、画像濃度、かぶり特性、耐久性等が要求され、要求を満たすためには、トナー供給ローラのローラ硬度及びローラ外径、ローラ表面層のセル形状、セル径、通気量を適切に調整しなければならない。

例えば、画像の白抜けやかすれの発生等を抑制できる方法として、低硬度ロールを提案され（例えば特許文献1）、また、ピッチむらや濃度むらなどの不具合のない画像を得ることのできる方法として、平均発泡セル径、かつ圧縮バネ定数を調整したトナー供給ローラが提案されている（例えば特許文献２）。しかし、これらは特定温度でのローラ性能であり、ローラ硬度、圧縮バネ定数は通常、低温低湿下では高く、高温高湿下では低くなり、又ローラ外径は低温低湿下では細く、高温高湿下では太くなり、他のローラ物性においても環境によって異なり、安定した高品位な画像を得ることができない。このため、低温低湿から高温高湿への環境による変動が少ないことが望まれている。そこで、広範囲の温度領域で硬度を制御する方法として、Ｔｇを低温に制御するポリウレタンフォームが提案されている（特許文献３）。

しかし、ガラス転移温度はポリマーの低温特性を示すものであるが、単にＴｇを低温に制限するだけでは、通常０℃付近から４０℃付近を使用温度条件としているトナー供給ローラの場合、ローラ硬度及びローラ外径やその他ローラ物性が安定したものが得られない場合があった。
特開２００２−２０７３５９号公報特開２００２−６６１８号公報特開２０００−１４３８５５号公報

本発明者は使用環境によってローラ硬度及びローラ外径等の環境変動の発生原因を種々検討した結果、使用環境領域でのトナー供給ローラのウレタンフォーム層のｔａｎδ変動が重要な因子であるとの知見を得て本発明に至ったものである。

本発明は従来技術における問題点を解決するためのものであり、その目的とするところは、トナー供給ローラの使用環境領域によってローラ硬度、外径が変動せずローラの機能低下が生じないトナー供給ローラを提供することを目的とするものである。

本発明は以下により、その目的が達成される。即ち
芯金と該芯金外周にポリエーテルポリオールとイソシアネートを主成分として得られるウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）が０．２以下でありかつ、０℃の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδの比（ｔａｎδ(０℃)／ｔａｎδ(４０℃))が１．２以下であるウレタンフォーム層からなることを特徴とするトナー供給ローラ。

また、該ウレタンフォーム層の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδのピーク温度(ガラス転移点Ｔｇ)が−４０℃以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。

また該ポリオールの重量平均分子量（Ｍｗ）が４０００〜１００００であり、且つOH価（酸価）が４０以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。

また、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃の範囲における、長さ５０ｍｍ幅１０ｍｍの板状押し圧面を有する冶具にて１０ｍｍ／ｍin の速度で押圧して２ｍｍ変形させた時、１ｍｍ変形時の該ローラ表面にかかるの荷重（硬度）が１２０〜２２０ｇ／ｍｍあるトナー供給ローラ。

以上述べたところから明らかなように、この発明によれば、トナー供給ローラの使用環境領域によってローラ硬度、外径が変動せずローラの機能低下が生じないトナー供給ローラを提供することができる。

以下の本発明について詳細に説明する。

本発明は、芯金と該芯金外周にポリエーテルポリオールとイソシアネートを主成分として得られるウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）が０．２以下でありかつ、０℃の１Ｈｚ正弦波振動を与えたときのｔａｎδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδの比（ｔａｎδ(０℃)／ｔａｎδ(４０℃)）が１．２以下であるウレタンフォーム層からなることを特徴とするトナー供給ローラである。該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）が０．２を越える場合、静止状態でトナー供給ローラが現像担持体と圧接することにより生じる形状歪が戻にくくなり、トナー供給ローラ周期で発生する画像の白抜け等が発生し好ましくない。また、０℃の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδの比(ｔａｎδ(０℃)／ｔａｎδ(４０℃))が１．２を越える場合、使用環境温度の変動に伴い、硬度、外径が変動し、安定した画像が得られない。従って、０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）が０．２以下でありかつ、０℃の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδの比(ｔａｎδ(０℃)／ｔａｎδ(４０℃))が１．２以下にすることにより、使用環境温度による、硬度、外径の変動がなく、安定した画像が得られる。

また、該ウレタンフォーム層の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδのピーク温度(ガラス転移点Ｔｇ)が−４０℃以下であることを特徴とするトナー供給ローラである。Ｔｇが−４０℃以上の場合、低温特性が損なわれ、０℃付近でのｔａｎδを小さくすることが難しく、形状歪が戻にくくなる為、低温環境下でトナー供給ローラ周期で発生する画像の白抜け等が発生し好ましくない。従って、Ｔｇを−４０℃以下にする事により、該ウレタンフォーム層の低温での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）を小さく制御しやすく、低温での良好な画像が得られ好ましい。
また、該ポリエーテルポリオールの重量平均分子量(Mw)が４０００〜１００００,好ましくは４０００〜８０００であり、且つOH価（酸価）が４０以下、好ましくは２０〜４０、さらに好ましくは２５〜４０である。

重量平均分子量が４０００未満の場合、OH価が４０を越え、架橋間距離が短くなり、低温でのＴｇが上昇し、また、Ｔｇピークの温度幅が広がり、低温と高温でのｔａｎδ差が生じ、使用環境温度の変動に伴い、硬度、外径が変動し、安定した画像が得られないので好ましくない。重量平均分子量が１００００を越える場合、ポリオールの粘度が上がり、イソシアネート、水等との混ざりが悪化し、成形性が落ちる。また、高分子量のポリオールはOH価が低く、架橋密度も低くなり、低硬度となりトナー劣化は防ぐことができるが、該現像担持体表面上の残存トナーの掻き取り性が低下する問題が発生する。従って、重量平均分子量(Mw)が４０００〜１００００であり、且つOH価（酸価）が４０以下にする事により、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのtanδ（損失正接）が０．２以下でありかつ、０℃の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのtanδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのtanδの比(tanδ(０℃)/tanδ(４０℃))が１．２以下にすることができ、使用環境温度による、硬度、外径の変動がなく、安定した画像が得られる。

前記ポリエーテルポリオールとしては、従来公知の各種ポリエーテルポリオールの中から適宜選択して使用することが出来る。一種又は二種以上を組み合せて用いても良い。

なお、上記ポリエーテルポリオールを用いると、耐湿熱耐久性に優れた軟質高弾性ポリウレタン製造に好適である。更に、エチレンオキシドを５モル％以上含有するポリエーテルポリエーテルポリオールを使用すると、成形性が良く好ましい。また、あらかじめポリエーテルポリオールをポリイソシアネートと反応させたプレポリマーとして用いても差し支えない。

また、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃の範囲における、長さ５０ｍｍ幅１０ｍｍの板状押し圧面を有する冶具にて１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧して２ｍｍ変形させた時、１ｍｍ押圧していった時の該ローラ表面にかかる荷重が１２０〜２２０ｇ／ｍｉｎであることを特徴とするトナー供給ローラである。荷重（硬度）が１２０ｇ／ｍｉｎ未満の場合、低硬度となりトナー劣化は防ぐことができるが、該現像担持体表面上の残存トナーの掻き取り性が低下する問題があり、２２０ｇ／ｍｉｎを越えた場合、高硬度となり該現像担持体表面上のトナーにストレスを与え、トナー劣化が促進されやすいため好ましくない。

本発明のローラー（ウレタンフォーム部）の比重0.06g/cm3〜0.12g/cm3であることが好ましい。

本発明において、トナー供給ローラの硬度はイソシアネートの配合比率、発泡剤の添加部数、型内での充填率数等で調整可能であるが、本発明のトナー供給ローラを得る方法はこれに限られるもではない。本発明ではポリエーテルポリオールのＭｗとＯＨ価の規定と同時に、硬度が上記範囲に入ることが好ましい。

（ポリイソシアネート）
また、前記ポリイソシアネートとしては特に制限は無く、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することが出来る。例えば２、４−及び２、６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、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成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等が、単独で、又は二種以上を組み合せて用いても良い。なお、前記ポリイソシアネートを公知の活性水素化合物の１種または２種以上と反応させることにより得られるイソシアネート基末端プレポリマーも、ポリイソシアネートとして使用することもできる。

ポリウレタン原料のＮＣＯインデックスは６０〜１２０であることが好ましく、７０〜１００であることがより好ましい。なお、ＮＣＯインデックスとは、ポリイソシアネート中のイソシアネート基の総数をイソシアネート基と反応する活性水素の総数で除したものに１００を乗じた値とする。即ち、イソシアネート基と反応する活性水素数とポリイソシアネート中のイソシアネート基が化学量論的に等しい場合にそのＮＣＯインデックスは１００となる。該イソシアネートが配合される割合は、ＮＣＯインデックスが、たとえば、６０〜１２０、好ましくは、７０〜１００となる量である。ＮＣＯインデックスが６０以下の場合、十分な架橋が得られず、成形が困難となり、好ましくない。また、ＮＣＯインデックスが１２０を越える場合、架橋が進行し、ポリオールの分子運動性を低下させ、tanδが大きくなりトナー供給ローラが現像担持体と圧接することにより生じる形状歪が戻にくくなり、トナー供給ローラ周期で発生する画像の白抜け等が発生し好ましくない。従って、ＮＣＯインデックスを、たとえば、６０〜１２０、好ましくは、７０〜１００にする事により、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での1Hzの正弦波振動を与えたときの低ｔａｎδ（損失正接）に制御することができる。

（その他のポリウレタンフォーム用原料）
触媒としては特に制限は無く、従来公知の各種触媒の中から適宜選択して使用することが出来る。トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、ビス（ジメチルアミノ）エチルエーテル等、従来公知の触媒が使用できる。

整泡剤としては特に制限は無く、従来公知の各種整泡剤の中から適宜選択して使用することが出来る。例えばシリコーン系界面活性剤としては、東レ・ダウコーニング社製のＳＲＸ−２７４Ｃ（商品名）、日本ユニカ社製のＬ−５３０９、Ｌ−５２０（商品名）等が使用できる。

発泡剤としては、特に制限は無く、水、低沸点物、ガス体等、従来公知の各種発泡剤の中から、単独で、又は複数種を組み合せて１種または２種以上用いて使用することが出来る。しかしながら、ポリウレタンフォーム製造には環境汚染の少ない水を使用することが非常に多い。発泡剤の添加部数を変えることにより、表面セル壁幅、表面セル径、硬度、通気量を調整することができる。

実施例では発泡剤として水を使用しており、水部数が粘弾性に影響を与えている。水部数は1.0〜3.0部が好ましく、水部数が３部以下だと分子内のウレア結合量が適当で、分子鎖が脆くなくtanδが小さくて好まし。水部数が1.0部未満の場合、tanδ的には問題はないが、発泡不足でトナー供給ローラの形状を得ることができない。

また、これらポリエーテル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ポリウレタン原料には更に、従来と同様に架橋剤、破泡剤等が、目標とする発泡成形後のポリウレタンスポンジ層の構造、即ち、連続気泡型若しくは独立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。また、そのような原料には必要に応じて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、従来と同様に公知のものが添加せしめられる。導電付与剤は公知の物を使用することができ、例えば導電付与剤としては、カーボンブラック、グラフアイト、酸化チタン、酸化錫などの導電性の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇなどの金属、これら導電性材料を粒子表面に被覆して導電化した粒子などが挙げられる。これらの導電付与剤は単独、あるいは複数種を組み合わせて用いることができる。その他添加剤として、難燃剤、減粘剤、顔料、安定剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤等を必要に応じて配合することが出来る。架橋剤としてはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン等の従来公知のものが挙げられる。

そして、混合操作の容易性や得られるポリウレタンフォームの特性の見地から、前記ポリイソシアネート、ポリエーテルポリオール、整泡剤の好適な組み合わせは、ポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネートとＴＤＩを混合したものを用い、ポリエーテルポリオールとしては、ポリエーテルポリエーテルポリオール、整泡剤としては水溶性ポリエーテルシロキサンとを用いた組み合せである。

（トナー供給ローラの製造方法）
本発明のトナー供給ローラの製造方法は特に限定されず、常法によれば良い。その一例を示せば次の通りである。まず、成形型に水系離型剤をスポンジに含ませて均一に塗布し５０℃に加温乾燥した。この加熱乾燥の温度は、離型剤の融点未満で行うことが好ましく、離型剤塗布面を十分に乾燥させることが好ましい。前記ポリエーテルポリオール、ポリイソシアネート、触媒及び所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤などを均質に混合してウレタン原料を調整した後、これを型に注入し、加熱して反応硬化させることによりポリウレタンフォームを形成することができる。

前記ウレタン原料を混合する際の温度や時間については特に制限は無いが、混合温度は、通常１０〜９０℃、好ましくは２０〜６０℃の範囲であり、混合時間は、通常１秒〜１０分間、好ましくは３秒〜５分間程度である。
また、加熱して反応硬化させる際、従来公知の方法により、発泡させることにより、ポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラを作製することが出来る。発泡方法については特に制限は無く、発泡剤を用いる方法、機械的な撹拌により気泡を混入する方法など、いずれの方法をも用いることが出来る。この発泡時の成形型の温度を３５〜１００℃にすることが好ましく、４０〜８０℃にすることがより好ましい。なお、発泡倍率は、適宜定めればよく、特に制限はない。

また、成形型は従来公知の材質、形状の中から適宜選択して使用することが出来る。例えば、ＳＵＳ３０４製で、ベントホール（型内にガスがたまり発泡体に欠肉を生じるのを未然に防止するため設けられた孔径約１ｍｍ程度の成形型内外に連通する小孔）を有し、内面に凹凸形状を有するパイプ状成形型等がある。

また、かかる成形型内表面としては、例えばフッ素樹脂コーティング剤などをコートすることにより、あるいは離型剤を塗布することにより離型層を設けることができる。またフッ素樹脂コートは使用初期においては離型性、セル開口性が良好であるが、表面が傷つくと離型性、セル開口性が低下し、成形型内表面を再度フッ素樹脂コーティング剤などでコートしなければならず、煩雑な工程を要する問題がある。離型剤塗布の場合、複雑な加工を用いず、容易に該離型層を得ることができる。

成形型内面コートするフッ素樹脂材料としては、公知の何れのものも使用することができ、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）、ポリ弗化ビニル（ＰＶＦ）等を挙げることが出来るが、トナー供給ローラのセル開口性を上げるには、撥水性の高い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）が特に好ましい。
また、該離型剤には少なくともフッ素化合物及びワックスとシリコーンオイルを含有することが好ましく、フッ素化合物、シリコーンオイルは公知の物で良く、混合して使用することができる。

該ワックスは、例えば、ポリエチレンワックス、酸化ワックス、天然ワックス、流動パラフィンなどのワックス成分が挙げられ、一種類以上のワックス成分を有する事が好ましく、ワックスを含有しないフッ素化合物及び/又はシリコーンオイル単独の離型剤の場合、脱型性の効果はあるが、粘度が低く、流動性が良いため、発泡成形中のウレタン材料に入り込み異常発泡を起こす問題がある。また、脱型時に成型物と一緒に剥れ出るおそれがあり、成型物であるトナー供給ローラ表面に多量のフッ素化合物及び/又はシリコーンオイルが付着し、これらがトナー供給ローラと接触する現像ローラやトナーを汚染するので好ましくない。

（トナー供給ローラ）
本発明のトナー供給ローラはこのようにして得られたポリウレタンフォームを用いたものであって通常、鉄にメッキを施したものやステンレス鋼などからなる例えば直径が４〜８ｍｍ、長さが２００〜４００ｍｍの芯金を、前記ポリウレタンフォームで被覆して弾性体層を形成することにより製造することができる。本発明のトナー供給ローラの外径は特に限定されず、その目的によりさまざまな外径を有するものとすることができるが、一般的には１０〜２０ｍｍの外径を有する。芯金とポリウレタンフォームとの接合方法については特に限定されないが、芯金を予めモールド（成形型）内部に配設しポリウレタン原料を注型し硬化する方法や、ポリウレタンフォームを所定の形状に成形した後接着する方法などを用いることが出来る。どちらの方法においても、必要に応じて芯金とポリウレタンフォームの間に接着層を設けることが出来る。この接着層としては、接着剤やホットメルトシートなどの公知の材料を用いることが出来る。

以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明について具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
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。

[実施例１〜３、比較例１〜３]
下表１に示す組成のポリオール成分（ポリエーテルポリオール、整泡剤、触媒、水など）、ポリイソシアネートを液温２５℃に調整した。そして、両液を、各ＮＣＯインデックスとなるように配合し、撹拌羽根で５秒撹拌した後、60℃に温調したトナー供給ロール用成形型に注入して外径１４ｍｍトナー供給ロールを製造し、各種物性を評価した。
一方、ポリオール１にはＦＡ−７０３（商品名：三洋化成（株）製）、ポリオール２にはＦＡ−９０８（商品名：三洋化成（株）製）、ポリオール３には７０１２（商品名：旭硝子（株）製）ポリオール4にはＧＰ−３０００（商品名：三洋化成（株）製）、ポリオール５にはＥＰ−５５０Ｎ（商品名：三井武田ケミカル（株）製）、触媒１にはＴｏｙｏＣａｔ-ＥＴ（商品名：東ソー（株）製三級アミン触媒）、触媒２にはＴｏｙｏＣａｔ-MR（商品名：東ソー（株）製三級アミン触媒）、整泡剤にはＬ５３６６（商品名：日本ユニカー（株）製シリコーン系整泡剤）、イソシアネートには、コロネート１０２１（ＴＤＩとＭＤＩを主成分とする混合物：商品名：日本ポリウレタン（株）製イソシアネート、ＮＣＯ％＝４４．５）、
水を配合せしめて、ポリウレタン原料を調整した。表１中、ウレタンフォーム用樹脂組成物の各成分割合は、ＮＣＯトインデックス以外はすべて重量部である
成形型は、ワックス系離型剤を成形型内面にコートして用いた。離型剤にはフリリース６００ワックス系離型剤(商品名：ネオス（株）製)を用いた。

動的粘弾性測定
動的粘弾性測定器を用いて、昇温温度２℃／分、周波数１Ｈｚの条件で測定動的粘弾性試験は、該トナー供給ローラのウレタン層から高さ０．３ｃｍ、断面が０．３ｃｍ×０．３ｃｍの立方体サンプル片を切り抜き、株式会社島津製作所製トライテック２０００（商品名）にて、昇温速度２℃／分、振動数１Ｈｚ、歪振幅１０μｍにて測定した。得られたデータより、ｔａｎδのピーク値およびＴｇの値などを求めた。

硬度
硬度測定方法は、芯金と弾性体を有するトナー供給ローラにおいて、該ローラ表面の荷重を測定するに際し、図２〜３に示す、長さ５０ｍｍ幅１０ｍｍの板状押し圧面を有する冶具にて１０ｍｍ／ｍin の速度で押圧して２ｍｍ変形させた後、該冶具を１０ｍｍ／ｍin の速度で開放していった時、押圧していった時と開放していった時の１ｍｍ変形時の該ローラ表面にかかる荷重差から求めた。荷重差はローラ長手方向３点、周方向４点、合計１２点の平均とした。

外径測定
トナー供給ローラの外径は、次のようにして測定、計算した。まず、レーザー外径測定機を用いて両端部（左端部、右端部）付近及び中央部の３箇所を、各箇所において４５°ごとに４点外径を測定し、各箇所の測定値の単純平均をその箇所の外径とした。即ち、各箇所（左端部、右端部、中央部）の外径＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４）／４である。
次に各箇所の外径を、次式に代入して計算して求めた値をトナー供給ローラの外径（平均外径）とした。即ち、トナー供給ローラの外径＝（右端部外径＋左端部径＋中央部外径×２）／４である。

成形性
成形後トナー供給ローラの表面上のセルが均一に開口している物を○、非開口部が局所的に有る物を△とした。

画像評価
上記各トナー供給ローラを０℃、４０℃の環境下、フルカラーレーザービームプリンタ（キヤノン（株）製；ＬＢＰ−２５１０）のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーカートリッジに組み込み、このカートリッジを取り付けたフルカラーレーザービームプリンタを用いて、連続耐久試験用のテキストページを連続４０００枚出力した。出力終了後１晩以上放置してから各色ベタ画像を作像して評価した。そして、良好なものを○として表示し、欠点の発生したもの（色抜け、濃度むら）は×として表示した。色抜けとはイメージのあるところにトナーが供給されていないものをいう。濃度むらとはベタ画像が不均一になることを言う。

総合評価
このようにして得られた実施例品１〜4および比較例品１〜2のトナー供給ローラについて、成形性が○且つ０℃及び４０℃の両環境下共に画像が○であるとい要件を全て満足するものを◎、成形性が△でも０℃及び４０℃の両環境下共に実用可能な画像が得られた場合○、０℃及び４０℃の両環境下共に画像評価に一つでも×があれば総合評価×とした。

表１の結果から、本発明に従う実施例１〜3は該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）が０．２以下でありかつ、０℃の１ＨＺの正弦波振動を与えたときのｔａｎδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδの比(ｔａｎδ(０℃)／ｔａｎδ(４０℃))が１．２以下であるために、低温から高温にかけて高画質を得ることができることが分かる。しかし、実施例4は実施例1〜3と比べ、分子量が高いために、ポリオールの粘度が上がり、イソシアネート、水等との混ざりが若干悪く、成形性が劣るが、高画質を得ることが分かる。

これに対して、比較例１は０℃時のｔａｎδの値が０．２を越え、トナー供給ローラが現像担持体と圧接することにより生じる形状歪が戻りにくくなり、トナー供給ローラ周期で発生する画像の白抜け等が発生し好ましくない。また、０℃と４０℃のｔａｎδの値との差が大きいため、使用環境温度の変動に伴い、硬度、外径が変動し、安定した画像が得られないので好ましくない。

比較例２は０℃、４０℃の時のｔａｎδは０．２以下であるが、０℃と４０℃のｔａｎδの値との差が大きいため、使用環境温度の変動に伴い、硬度、外径が変動し、環境によって、画像濃度が異なり、安定した画像が得られないので好ましくない。

また、比較例１〜２は重量平均分子量が４０００未満の場合、OH価が４０を越え、完全に架橋すると架橋間距離が短くなり、Ｔｇが上昇し、低温特性が失われる。また、OH価が上がると、未反応部位が発生しやすくなり、Ｔｇピークの温度幅が広がり、低温でのｔａｎδが高くなり、高温でのｔａｎδ差が生じ、使用環境温度の変動に伴い、硬度、外径が変動し、安定した画像が得られないので好ましくない。本願の実施例および比較例の動的粘弾性の測定結果を図２に示す。

本発明に伴うトナー供給ローラの荷重の測定方法を示す説明図であって、(a)は断面説明図、(b)は平面説明図である。本願の実施例および比較例の動的粘弾性の測定結果を示す図である。

符号の説明

１冶具
２芯金
３弾性体
４トナー供給ローラ

Claims

芯金と該芯金外周にポリエーテルポリオールとイソシアネートを主成分として得られるウレタンフォーム層を有するトナー供給ローラにおいて、該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδ（損失正接）が０．２以下でありかつ、０℃の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδと４０℃での１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδの比(ｔａｎδ(０℃)／ｔａｎδ(４０℃))が１．２以下であるウレタンフォーム層からなることを特徴とするトナー供給ローラ。
該ウレタンフォーム層の１Ｈｚの正弦波振動を与えたときのｔａｎδのピーク温度(ガラス転移点Ｔｇ)が-−４０℃以下であることを特徴とする請求項１記載のトナー供給ローラ。
該ポリエーテルポリオールの重量平均分子量(Mw)が４０００〜１００００であり、且つOH価（酸価）が４０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー供給ローラ。
該ウレタンフォーム層の０℃〜４０℃の範囲における、長さ５０ｍｍ幅１０ｍｍの板状押し圧面を有する冶具にて１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧して２ｍｍ変形させた時、１ｍｍ変形時の該ローラ表面にかかるの荷重（硬度）が１２０〜２２０ｇ／ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトナー供給ローラ。
請求項１〜４のいずれかに記載のトナー供給ローラを具備する画像形成装置。