JP2007178556A - トナー供給ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】セル開口安定性に優れ、表面硬度が低く、かつ高温高湿環境下における表面層の圧縮永久歪の小さいトナー供給ローラを提供する。
【解決手段】芯金と、該芯金の外周面上に形成された発泡弾性体からなる表面層とを有するトナー供給ローラであって、前記発泡弾性体が、少なくとも、溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール成分（Ｂ）及び溶解度パラメータが８．７０以上のポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を含有し、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の含有量が３〜５０質量％であるポリオール成分（Ａ）と、ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を含有するイソシアネート成分（Ｄ）と、特定の触媒（Ｅ）と、を含有する原料組成物を反応して得られるものであることを特徴とするトナー供給ローラ。
【選択図】図１

Description

本発明は、トナー供給ローラに関する。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使用される現像装置に内蔵され、トナー（現像剤）を現像ローラに供給するために用いられるトナー供給ローラに関する。

従来から複写装置や画像記録装置、プリンター、ファクシミリなど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導体など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われている。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トナー（現像剤）を現像ローラーに供給するためのトナー供給ローラが内蔵せしめられている。トナー供給ローラは、通常、ポリウレタンフォーム等の発泡弾性体からなる表面層を有する。発泡弾性体からなる表面層のスキン面のセルを開口させることで、現像ローラへのトナー供給性能及び掻き取り性能を安定化することが可能となる。

また、トナー供給ローラはトナー供給性及び耐久性の観点から、より低硬度化（柔軟性）することが望まれており、発泡弾性体として使用するポリウレタンフォームは、低硬度（軟質）である必要がある。さらに、トナー供給ローラは、現像ローラとの当接による圧縮力に対して充分な回復性を有する必要がある。

ポリウレタンフォームからなる表面層を有するトナー供給ローラは、例えば次のような方法で製造される。まず、ポリオール成分、イソシアネート成分、発泡剤、整泡剤、触媒等の原料を混合攪拌してポリウレタンフォームを形成するための原料組成物を調製する。そして、この原料組成物を、予め芯金を配置したトナー供給ローラ用成形型のキャビティに注入する。これを型内で発泡硬化し、次いで成形物を脱型してトナー供給ローラを製造する。

特許文献１には、開口率、開口径及びセルの連通状態を効果的に向上させ、かつ低硬度で良好な柔軟性を有するトナー供給ローラを製造する方法が開示されている。この方法においては、ポリオール成分として、ポリプロピレンオキシド成分を７０質量％以上含有する高ＰＯポリオールと、ポリエチレンオキシド成分を５０質量％以上含有する高ＥＯポリオールとが併用されている。

しかし、特許文献１記載のポリプロピレンオキシド成分を７０質量％以上含有する高ＰＯポリオール（特に９０質量％を超えるもの）は、ポリエチレンオキシド成分の含有率が低いためＯＨ基の反応性に乏しい。このため、ポリオール成分とイソシアネート成分の反応（ウレタン化）が極端に低下し、型内成形には適さないことが知られている。ポリプロピレンオキシド成分を７０％以上含有する高ＰＯポリオールと、ポリエチレンオキシドを５０％以上含有する高ＥＯポリオールとを併用すると、開口率、開口径及びセルの連通状態を向上することができる。しかしながら、特許文献１に開示された発明においては、ポリオール成分の分子量とＥＯ付加状態、ポリイソシアネート種類に関して、良好な成形性、低硬度で良好な柔軟性、良好な圧縮永久歪を得るための検討はなされていない。

また、特許文献１記載の実施例においては、イソシアネート成分として、より低硬度な軟質ポリウレタンフォームを得るため、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）が使用されている。しかしながら、トルエンジイソシアネートを使用して製造された軟質ポリウレタンフォームは、高温高湿環境下での圧縮永久歪が悪いという問題があった。この軟質ポリウレタンフォームの高温高湿環境下での圧縮永久歪を向上させる方法として、架橋剤の添加量を増加する方法があるが、このような方法では、軟質ポリウレタンフォームの硬度が高くなるという問題があった。

一方、イソシアネート成分として、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ＭＤＩ）及び／又はジフェニルメタンジイソシアネート（モノメリックＭＤＩ）を使用したポリウレタンフォームが知られている。しかしながらこのようなイソシアネート成分を用いて製造されたポリウレタンフォームは、高温高湿環境下での圧縮永久歪性には優れるが、充分に低硬度の軟質ウレタンフォームを得ることが難しいという問題があった。

特開２００２−３０４０５２号公報

本発明は、このような事情を背景になされたものであり、セル開口安定性に優れ、表面硬度が低く、かつ高温高湿環境下における表面層の圧縮永久歪の小さいトナー供給ローラを提供することを目的とする。

上記課題を解決した本発明は、芯金と、該芯金の外周面上に形成された発泡弾性体からなる表面層とを有するトナー供給ローラであって、前記発泡弾性体が、少なくとも、溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール成分（Ｂ）及び溶解度パラメータが８．７０以上のポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を含有し、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の含有量が３〜５０質量％であるポリオール成分（Ａ）と、ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を含有するイソシアネート成分（Ｄ）と、触媒（Ｅ）としてビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン又はビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンジアミンと、を含有する原料組成物を反応して得られるものであることを特徴とするトナー供給ローラである。

本発明により、セル開口安定性、表面層が低硬度で良好な柔軟性及び高温高湿環境下における圧縮永久歪の小さいトナー供給ローラを提供することができる。

本発明のトナー供給ローラは、芯金と、該芯金の外周に形成された、発泡弾性体からなる表面層とを有するトナー供給ローラであり、該発泡弾性体が、少なくとも下記成分を含む原料組成物を反応させて得られるものであることを特徴とする。
溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール成分（Ｂ）及び溶解度パラメータが８．７０以上のポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を含有し、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の含有量が３〜５０質量％であるポリオール成分（Ａ）
ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を含有するイソシアネート成分（Ｄ）
触媒（Ｅ）としてビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン又はビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンジアミン

以下、本発明について述べる。

（トナー供給ローラ）
図１は、本発明のトナー供給ローラの実施形態の一例を示す斜視図である。図１に示すように、トナー供給ローラ１は、円柱状の芯金２と、芯金２の外周面上に形成された発泡弾性体からなる表面層３を有する。図１に示したトナー供給ローラは、その両端部を除いて芯金２の外周面上に発泡弾性体からなる表面層３が設けられている。

芯金２としては、従来のトナー供給ローラ用に用いられているものと同様の芯金を用いることができる。例えば、鉄等の金属で作製された円柱状又は円筒状の芯金を用いることができる。芯金の外径は、通常、２〜１０ｍｍとすることが好ましい。

また、表面層３は、その表面に、内部に連通した複数のセル開口部を有している。表面層３の厚さは、通常、１〜２０ｍｍであることが好ましく、２〜１０ｍｍであることがより好ましい。表面層３の厚さがこれらの範囲にあることによって、本発明のトナー供給ローラは、より良好なトナー搬送性を有するようになる。

本発明のトナー供給ローラは、上記芯金と表面層との間に、後述する接着層や弾性層等を必要に応じて有していても良い。

（発泡弾性体）
本発明のトナー供給ローラの表面層３を構成する発泡弾性体は、少なくともポリオール成分（Ａ）、イソシアネート成分（Ｄ）及び触媒（Ｅ）を含む原料組成物を反応させて得られる。本発明における発泡弾性体は、密度が、０．０５〜０．２０ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、０．０７〜０．１５ｇ／ｃｍ³であることがより好ましい。また、本発明のトナー供給ローラは、通常、後述する方法で測定した表面層の硬度が５０〜３００ｇであることが好ましく、１００〜２５０ｇであることがより好ましい。トナー供給ローラの表面層の硬度が５０ｇ以上であると、現像ローラからトナーを掻き取るのが容易となり、表面層の硬度が３００ｇ以下であるとトナー劣化を防止することができる。これにより画像不良が発生するのを防止することができる。また、トナー供給ローラの表面の硬度が上記範囲にあるとトナー供給ローラにおけるトナー供給性が良好となる。また、後述する方法で測定したトナー供給ローラの表面層の圧縮永久歪率は１５％以下であることが好ましい。圧縮永久歪率を１５％以下とすると、トナーの供給及び掻き取りを安定して行うことができ画像不良を防止することができる。

次に、本発明のトナー供給ローラの表面層を構成する発泡弾性体を得るために用いる原料組成物の各成分について述べる。
本発明のトナー供給ローラの表面層を構成する発泡弾性体は、少なくともポリオール成分（Ａ）、イソシアネート成分（Ｄ）及び触媒（Ｅ）を含む原料組成物を反応させて得ることができる。所望により、上記触媒（Ｅ）以外の触媒、発泡剤、整泡剤、その他助剤を用いることができる。

〈ポリオール成分（Ａ）〉
ポリオール成分（Ａ）は、少なくとも、後述する溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール成分（Ｂ）及び溶解度パラメータが８．７０以上のポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を含有する。ポリウレタンフォームを形成するためのポリオール成分として使用可能な公知の他の化合物をさらに含有しても良い。ポリオール成分（Ａ）は、ポリオール成分（Ａ）に含有される全ポリオール成分の質量に対し３〜５０質量％のポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を含有している必要がある。この含有量が３質量％未満であると、良好なセル開口効果が得られない。また、この含有量が５０質量％を超えると、ウレタン形成が阻害され成形性が悪化する。この含有量は１０〜３０質量％であることがより好ましい。この含有量を前記範囲内とすることによって、よりセル開口安定性に優れたトナー供給ローラとすることができる。また、ポリオール成分（Ａ）は、ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）とポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を、合計で８５〜１００質量％含むことが好ましい。

本発明におけるポリエーテルポリオール成分（Ｂ）とポリエーテルポリオール成分（Ｃ）は、溶解度パラメータ値が８．７０を境に、性質が変化する。
本発明におけるポリエーテルポリオール成分（Ｂ）及びポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の溶解度パラメータＳＰは、Ｓｍａｌｌによって報告された方法（Ｐ.Ａ.Ｓｍａｌｌ，Ｊ. Ａｐｐｌ. Ｃｈｅｍ.，３，７１（１９５３）；日本接着協会編、接着ハンドブック（第２版）、日刊工業新聞社、昭和５５年１１月１０日発行、ｐ．１０５−１１５参照）により下記式に従って計算することができる。
ＳＰ＝ｄΣＧ／Ｍ
ｄ：密度
Ｍ：単位分子量
Ｇ：凝集エネルギー定数［（原子団・基に固有の定数）×（１分子当りの原子団・基の数）］

すなわち、溶解度パラメータが８．７０以上のポリエーテルポリオール（Ｂ）又はポリエーテルポリオール（Ｃ）は、イソシアネート成分（Ｄ）と反応し易く、樹脂形成反応を促進し、ポリウレタン骨格形成に関与する。一方、溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール（Ｂ）又はポリエーテルポリオール（Ｃ）は、溶解度パラメータが８．７０以上のものに比べ、イソシアネート成分（Ｄ）と反応し難くなる。このため、溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール（Ｂ）又はポリエーテルポリオール（Ｃ）は、樹脂形成反応を抑制し、セル開口性を向上する。

〈ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）〉
本発明においては、ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）として、溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール成分を用いる。ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）として用いるポリエーテルポリオールは、一種でも良く、二種以上を組み合せても良い。

ここで、ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）として用いるポリエーテルポリオールは、溶解度パラメータが８．７０未満である必要がある。溶解度パラメータが８．７０以上であると、発泡弾性体であるポリウレタンフォームからなる表面層の樹脂形成反応が進みセル開口性が不十分となり、トナー供給ローラとしての性能を満たすことが出来ない。

また、ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）として用いるポリエーテルポリオールの質量平均分子量は３０００〜１００００であることが好ましく、４０００〜７０００であることがより好ましい。質量平均分子量を３０００以上とすると、得られる発泡弾性体の硬度を好適な硬度とすることができる。また、質量平均分子量を１００００以下とすると、原料組成物の粘度が好適な範囲となり作業性に優れる。

前記、ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）として用いるポリエーテルポリオールは、該ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）の全質量に対しエチレンオキシドユニットを５〜３０質量％含有し、該エチレンオキシドユニットからなる分子末端に末端水酸基を有するものであることが好ましい。ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）のエチレンオキシドユニットの含有量を５％以上とし該エチレンオキシドを末端に有するものとすると、末端ＯＨの一級化率が向上し十分な反応性が得られ、本発明のトナー供給ローラ成形に好適なものとなる。また、エチレンオキシドユニットの含有量を３０質量％以下とし該エチレンオキシドからなる分子末端を有するものとすると、材料が液状で好適な粘度を有するため、作業性に優れる。エチレンオキシドユニットの含有量は１０〜２０質量％であることがより好ましい。

上記ポリエーテルポリオールは、グリセリン、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の開始剤にプロピレンオキシドとエチレンオキシドを付加重合させて得ることができる。付加させるエチレンオキシドの量は、ポリエーテルポリオール中のエチレンオキシド含有量、目的とするポリエーテルポリオールの、エチレンオキシド含有量や質量平均分子量等を考慮して、適宜設定することができる。

〈ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）〉
本発明では、ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）として、溶解度パラメータが８．７０以上のポリエーテルポリオールを用いる。ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）として用いるポリエーテルポリオールは、一種でも良く、二種以上を組み合せても良い。

ここで、ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）として用いるポリエーテルポリオールは、溶解度パラメータが８．７０以上である必要がある。溶解度パラメータを８．７０未満とすると、樹脂形成反応が抑制され、ポリウレタン骨格形成が不充分となり、トナー供給ローラとしての性能を満たすことが出来ない。

また、ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）として用いるポリエーテルポリオールの質量平均分子量は２０００〜２００００であることが好ましい。質量平均分子量を２０００以上とすると、樹脂化反応が適度に抑制され十分なセル開口性を有する好適な硬度を有する表面層とすることができる。また、質量平均分子量を２００００以下とすると原料組成物の粘度が好適な範囲となり作業性に優れる。質量平均分子量は、３０００〜１５０００であることがより好ましい。

前記、ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）として用いるポリエーテルポリオールは、エチレンオキシドユニットを有し、水との相溶（分散）性に優れ、かつセル開口効果に優れるものが好ましい。例えば、エチレンオキシドユニットが分子鎖中にランダムに存在するものが好ましい。また、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の全質量に対し、エチレンオキシドユニットを６０〜９５質量％含有するものが好ましい。

また、ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）として用いるポリエーテルポリオールは、下記一般式（１）で表されるポリエーテルポリオールであることが好ましい。

（式中、ｌ、ｍ及びｎは、各々独立に1以上の自然数を表す。）

具体的には、例えば、２官能性で、分子鎖末端部にエチレンオキシドユニットからなるブロックを有するものを挙げることができる。また、左記に加えさらに、プロピレンオキシドユニットからなるブロックを分子鎖内部に有し、プロピレンオキシドユニットの含有量が、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の全質量に対し２０〜６０質量％であるもの、などを挙げることができる。

上記のポリエーテルポリオールは、グリセリン、トリメチロールプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の開始剤にプロピレンオキシドとエチレンオキシドを付加重合させて得ることができる。付加させるエチレンオキシドの量は、ポリエーテルポリオール中のエチレンオキシド含有量、目的とするポリエーテルポリオールの、エチレンオキシド含有量や質量平均分子量等を考慮して、適宜設定することができる。

ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を所定量混合することにより、トナー供給ローラ内部のセルを連続気泡化するばかりでなく、スキン面のセルを開口させることも可能となる。つまり、スキン面のセルを開口させるために、発泡剤としての水の含量を増加させて成形型内の発泡圧を高める必要がないため、副生する芳香族ポリ尿素を低減することが可能となる。更に、原料組成物の混合が容易となり、本発明のトナー供給ローラのような小型の型内成形が可能となる。

〈イソシアネート成分（Ｄ）〉
本発明では、イソシアネート成分（Ｄ）として、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）またはその誘導体を含有するイソシアネート成分を用いる。このようなイソシアネート成分（Ｄ）をイソシアネート成分として用いることで、低表面硬度で且つ高温高湿環境下での圧縮永久歪が良い表面層を有するトナー供給ローラが得られる。

ジフェニルメタンジイソシアネートの誘導体としては、例えば、変性ＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ等を使用できる。ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体は、一種用いても良く、二種以上を組み合せて用いても良い。ポリオールと予め反応しプレポリマー化したものを用いても良い。

また、イソシアネート成分（Ｄ）は、発泡弾性体であるポリウレタンフォームを形成するためのイソシアネート成分として使用可能な公知の化合物を含有しても良い。例えば、トルエンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート及びその誘導体、イソホロンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート及びこれらの誘導体等を含有しても良い。これらのイソシアネートとポリオールとを予め反応しプレポリマー化したものを用いても良い。これらは、一種用いても良く、二種以上を組み合せて用いても良い。これらのなかでは、トルエンジイソシアネートまたはその誘導体を含有することが好ましい。

イソシアネート成分（Ｄ）１００質量部に含まれるジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体の合計量は、３〜８０質量部とすることが好ましい。合計量を３質量部以上とすると成形性が向上し、８０質量部以下とすると適度な表面硬度を有する発泡弾性体からなる表面層とすることができる。

〈触媒（Ｅ）〉
本発明では、触媒（Ｅ）として、下記式（２）で表されるビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン、又は下記式（３）で表されるビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンジアミンを用いる。これらのアミン化合物を触媒（Ｅ）として用いると、より高温高湿下での圧縮永久歪に優れた表面層を有する、電子写真装置等の画像形成装置用の部材として特に好ましいトナー供給ローラを得ることができる。これら触媒は単独で用いても良いし、本発明の効果が損なわれない範囲で、従来公知の触媒と適宜組み合せて用いてもよい。

ビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミンの市販品として、ＤＰＴＡ（日本乳化剤（株）製；商品名）を挙げることができる。また、ビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンジアミンの市販品として、Ｐｏｌｙｃａｔ ９（日本乳化剤（株）製；商品名）を挙げることができる。

触媒（Ｅ）と組み合わせて用いることのできる従来公知の触媒としては、例えば、アミン系触媒（トリエチレンジアミン、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５、１，２−ジメチルイミダゾール、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ−メチルモルホリン等）、有機金属系触媒（オクチル酸錫、オレイン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラ−イソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブトキシチタン、テトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）チタン等）、前記アミン系触媒及び有機金属系触媒の初期活性を低下させた酸塩触媒（カルボン酸塩や蟻酸塩、オクチル酸塩、ホウ酸塩等）などが挙げられる。これら触媒は一種用いても良く、二種以上を組み合せて用いても良い。

〈発泡剤〉
本発明では、必要に応じて発泡剤を用いることができる。特に、水は、ポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生することから、発泡剤として好適に使用される。また、地球環境保護の目的で開発されたクロロフルオロカーボン類（ＨＦＣ−１３４Ａ等）、炭化水素（シクロペンタン等）、その他の発泡剤を使用しても、またこれらと水とを併用してもよい。

〈整泡剤〉
本発明では、必要に応じて整泡剤を用いることができる。整泡剤としては、水溶性ポリエーテルシロキサンであるポリジメチルシロキサンとエチレンオキシド／プロピレンオキシド共重合物や、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等が挙げられる。これらの整泡剤の中では、水溶性ポリエーテルシロキサンであるポリジメチルシロキサンとエチレンオキシド／プロピレンオキシド共重合物が好適である。

〈その他助剤〉
本発明では、その他助剤として、架橋剤、難燃剤、着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、酸化防止剤、導電性付与剤等を必要に応じて適量用いることができる。

（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ーの製造方法については、特に制限は無く常法によれば良い。その一例を示せば次の通りである。

まず、前記のポリオール成分（Ａ）、イソシアネート成分（Ｄ）、触媒（Ｅ）及び所望により用いられる従来公知の触媒、発泡剤、整泡剤、その他助剤などを均質に混合して原料組成物を調製した後、これを、反応させて芯金の外周面上に発泡弾性体からなる表面層を形成することにより、本発明のトナー供給ローラを製造することができる。

前記各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１０〜７０℃とすることが好ましく、２０〜５０℃の範囲とすることがより好ましい。また、混合時間は通常１秒〜１０分間とすることが好ましく、３秒〜５分間とすることがより好ましい。

また、原料組成物を反応させる際は、従来公知の方法により反応させればよい。ここでの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。なお、発泡倍率は、適宜定めればよく、特に制限はない。

芯金と発泡弾性体（ポリウレタンフォーム）からなる表面層との接合方法については特に制限は無い。例えば、芯金を予め成形型のキャビティ内に配設しておき、原料組成物をキャビティ内に注型し硬化する方法を挙げることができる。また、原料組成物からあらかじめ所定の形状の発泡弾性体からなる表面層を成形し、これを芯金と接着する方法を挙げることが出来る。どちらの方法でも、必要に応じて芯金と、発泡弾性体からなる表面層の間に接着層を設けることが出来る。この接着層を構成する材料としては、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。発泡弾性体（ポリウレタンフォーム）からなる表面層の形成方法としては特に制限は無く、公知の方法、例えば前述した所定の形状の金型に注型する方法等のほかに、ブロック状態のポリウレタンフォームから、切削加工により所定の寸法に切り出す方法、研磨処理により所定の寸法にする方法、或いはこれらの方法を適宜組み合せる方法などを用いることが出来る。

特に、芯金を予め型（成形型）キャビティ内に配設しておき上記のような原料組成物を注型硬化する方法が好ましい。より具体的には、まず、所定のトナー供給ローラ用成形型のキャビティ内に、棒状の芯金を配置する。成形型としてはパイプ状型や割型等を用いることができるが、パイプ状型を用いることが好ましい。そして、上記原料組成物を上記成形型に注入し、反応させ、得られた成形物を成形型から取り出すことにより、トナー供給ローラを得ることが出来る。

以上のような本発明によれば、表面層がスキン面のセル開口安定性、低表面硬度で良好な柔軟性、及び高温高湿環境下での圧縮永久歪性に優れたトナー供給ローラを製造することが可能となる。

以下に、本発明の実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明する。本発明は、本実施例によって、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。

本実施例においては、次に示す各成分を用いた。
（１）アクトコールＥＰ５５０Ｎ（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリエーテルポリオール；溶解度パラメータ８．６６、質量平均分子量３１００、エチレンオキシドユニットを末端に２０質量％含有。ＯＨ価５４（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（２）アクトコールＥＰ９５０Ｐ（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリエーテルポリオール；溶解度パラメータ８．６０、質量平均分子量５０００、エチレンオキシドユニットを末端に１５質量％含有。ＯＨ価３４（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（３）アクトコールＥＰ９０１Ｐ（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリエーテルポリオール；溶解度パラメータ８．６０、質量平均分子量７０００、エチレンオキシドユニットを末端に１５質量％含有。ＯＨ価２４（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（４）アクトコールＥＰ５０５Ｓ（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリエーテルポリオール；溶解度パラメータ８．８０、質量平均分子量３５００、該ポリエーテルポリオールの全質量に対し７０質量％のエチレンオキシドユニットを含有、該エチレンオキシドユニットは分子鎖中にランダムに存在、ＯＨ価５１（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（５）アクトコールＥＰ２８０（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリエーテルポリオール；溶解度パラメータ８．７２、質量平均分子量６０００、エチレンオキシドユニットからなるブロックを分子鎖内部に有する、該ポリエーテルポリオールの全質量に対し４０質量％のエチレンオキシドユニットを含有、ＯＨ価２８（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（６）ニューポールＰＥ７５（商品名）
三洋化成工業（株）製ポリエーテルポリオール。溶解度パラメータ８．７３、質量平均分子量４１００、エチレンオキシドユニットを末端に５０質量％含有、ＯＨ価３２（ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（７）コスモネートＴＭ２０（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリイソシアネート混和物（ＭＤＩ／ＴＤＩ＝２０／８０（質量比））；ＮＣＯ％＝４５
（８）コスモネートＴＭ５０（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリイソシアネート混和物（ＭＤＩ／ＴＤＩ＝５０／５０（質量比））；ＮＣＯ％＝４０
（９）コロネート１０２８（商品名）
三井武田ケミカル（株）製ポリイソシアネート混和物（ＭＤＩ／ＴＤＩ＝７０／３０（質量比））；ＮＣＯ％＝３６
（１０）ＤＰＴＡ（商品名）
日本乳化剤（株）製アミン触媒；ビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン（触媒（Ｅ））
（１１）Ｐｏｌｙｃａｔ ９（商品名）
日本乳化剤（株）製アミン触媒；ビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンジアミン（触媒（Ｅ））
（１２）Ｄａｂｃｏ ３３ＬＶ（商品名）
日本乳化剤（株）製アミン触媒；トリエチレンジアミン／ジプロピレングリコール＝３３／６７（質量比）
（１３）ＮＣ−ＩＭ（商品名）
日本乳化剤（株）製アミン触媒、１−イソブチル−２−メチル−イミダゾール

本実施例においては、ポリエーテルポリオール（Ｂ）及び（Ｃ）の溶解度パラメータ並びにトナー供給ローラの表面層を構成する発泡弾性体（ウレタンフォーム）の密度、表面硬度、表面層の圧縮永久歪率、セル開口性および総合評価は以下の様にして計算し又は評価した。

（１）溶解度パラメータＳＰ
先に述べた式に従って計算した。

（２）発泡弾性体の密度（フォーム密度）
フォーム密度は、次式により求めた。
（製品重量−芯金重量）÷（製品容積−芯金容積）

（３）トナー供給ローラの表面硬度
図２（ａ）及び（ｂ）に示される如く、本発明においては、トナー供給ローラ１を、その芯金２の両端部分において支持し、そして、発泡弾性体であるポリウレタンフォームからなる表面層３を、長さ５０ｍｍ（ローラ長手方向）×幅１０ｍｍ（厚さ：１０ｍｍ）の板状押圧面を有する治具４にて、１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で押圧したときの、１ｍｍ変位（圧縮）時の荷重（ｇ）をトナー供給ローラの表面硬度とした。トナー供給ローラの表面硬度は、その数値が大きくなるほど、表面層３が硬いことを示している。また、本発明においては、図示の如く、軸方向に３ヶ所、各軸方向に於いて周方向の９０度毎に４ヶ所、計１２ヶ所の測定ポイントにて測定しこれらの平均値を求めこれをトナー供給ローラの表面硬度の測定値とした。

（４）圧縮永久歪
図３（ａ）及び（ｂ）に示される如く、本発明において表面層の圧縮永久歪率は、トナー供給ローラ１を、その芯金２の両端部分において支持し、その表面層３に、φ１６ｍｍのスリーブ５を当接し、１．５ｍｍ圧縮した状態で、温度４０℃、湿度９５％ＲＨにて７２時間放置し、取り出し解放後３０分経過した時の復元度合いを示したもので、以下の式に従って計算した。
圧縮永久歪率Ｃｓ（％）＝［（ｔ₀−ｔ₁）／１．５］×１００
ｔ₀：１．５ｍｍ圧縮した場所の試験前の半径
ｔ₁：圧縮解放３０分後の１．５ｍｍ圧縮した場所の半径
なお、周方向は押し込んだ部分１点、長手方向３個所を測定ポイントとし各箇所における圧縮永久歪率を測定し、その平均値を圧縮永久歪率の測定値とした。圧縮永久歪率は１５％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％未満である。
上記方法によって測定された圧縮永久歪率から、下記基準に基づきトナー供給ローラの表面層の圧縮永久歪を評価した。
○：圧縮永久歪率が１０％未満
△：圧縮永久歪率が１０％以上１５％以下
×：圧縮永久歪率が１５％を超える
−：成形不可のため判定不可

（５）セル開口性
トナー供給ローラ表面の顕微鏡（ビデオマイクロスコープ）観察により求めた開口部の面積及び全面積から、セル開口率（％）［（開口部の面積／全面積）×１００］を計算した。測定されたセル開口率から、下記基準に基づきトナー供給ローラのセル開口性を評価した。
○：セル開口率が５０％以上
×：セル開口率が５０％未満
−：成形不可のため判定不可

（６）総合判定
圧縮永久歪、セル開口性の結果から、下記基準に基づき総合評価を行った。
○：圧縮永久歪が○又は△、かつ、セル開口性が○であるもの
×：圧縮永久歪又はセル開口性が×又は−であるもの

［実施例１］
・アクトコールＥＰ５５０Ｎ（商品名） ８０質量部
（溶解度パラメータ ８．６６のポリエーテルポリオール）
・アクトコールＥＰ５０５Ｓ（商品名） ２０質量部
（溶解度パラメータ ８．８０のポリエーテルポリオール）
・コロネート１０２８（商品名） ２６．７質量部
・ＤＰＴＡ（触媒） ０．３質量部
・ＳＲＸ２７４Ｃ（商品名） １質量部
（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製；整泡剤）
・発泡剤として水（発泡剤） ２．０質量部
上記成分を、２５℃で混合攪拌し、原料組成物を得た。この原料組成物のＮＣＯインデックスは９０であった。
予め、直径５ｍｍ、長さ２９０ｍｍの金属製芯金を内径１６ｍｍのパイプ状金型のキャビティ内に設置した。前記原料組成物を、この金型のキャビティ内にフォーム密度が０．１０（ｇ／ｃｍ³）となるように注入し６０℃のオーブン中で３０分間加熱して反応し発泡硬化させ芯金の外周面上に発泡弾性体（ウレタンフォーム）からなる表面層を形成した。その後、脱型してトナー供給ローラを作製した。また、上記方法により、ポリエーテルポリオール（Ｂ）及び（Ｃ）の溶解度パラメータの値を計算し、トナー供給ローラの表面硬度、表面層の圧縮永久歪、セル開口性の評価および総合判定を行った。得られた結果を表１に示す。

［実施例２〜８］
原料組成物の配合を表１に示す通りとした以外は実施例１と同様にして、トナー供給ローラを得、実施例１と同様にして、ポリエーテルポリオール（Ｂ）及び（Ｃ）の溶解度パラメータの値を求め、トナー供給ローラの表面硬度、表面層の圧縮永久歪率、セル開口性の評価結果および総合判定を行った。得られた結果を表１に示す。

［比較例１〜９］
原料組成物の配合を表２に示す通りとした以外は実施例１と同様にして、トナー供給ローラを得、実施例１と同様にして、ポリエーテルポリオール（Ｂ）及び（Ｃ）の溶解度パラメータの値を求め、トナー供給ローラの表面硬度、圧縮永久歪率、セル開口性の評価結果および総合判定を行った。得られた結果を表２に示す。

表１及び２に見られるように、本発明のトナー供給ローラ（実施例１〜８）では、高温高湿環境下での圧縮永久歪及び表面層のセル開口性に優れている。これに対し比較例１〜９では、高温高湿環境下での圧縮永久歪が悪化し、セル開口性が不安定である。ポリオール成分（Ａ）におけるポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の混合量により成形不可となる場合があるばかりでなく、本発明における触媒（Ｅ）を使用しないと高温高湿下での圧縮永久歪が悪化する場合がある。

本発明のトナー供給ローラの概略構成を示す斜視図である。 トナー供給ローラの表面層の表面硬度の測定方法を示す説明図である。（ａ）はトナー供給ローラの軸方向に垂直な方向から見た図、（ｂ）はトナー供給ローラの軸方向と平行な方向から見た図である。 トナー供給ローラの表面層の圧縮永久歪率の測定方法を示す説明図である。（ａ）はトナー供給ローラの軸方向に垂直な方向から見た図、（ｂ）はトナー供給ローラの軸方向と平行な方向から見た図である。

符号の説明

１ トナー供給ローラ
２ 芯金
３ 表面層
４ 冶具
５ スリーブ

Claims (9)

1. 芯金と、該芯金の外周面上に形成された発泡弾性体からなる表面層とを有するトナー供給ローラであって、
   前記発泡弾性体が、少なくとも、溶解度パラメータが８．７０未満のポリエーテルポリオール成分（Ｂ）及び溶解度パラメータが８．７０以上のポリエーテルポリオール成分（Ｃ）を含有し、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の含有量が３〜５０質量％であるポリオール成分（Ａ）と、ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を含有するイソシアネート成分（Ｄ）と、触媒（Ｅ）としてビス（ジメチルアミノプロピル）メチルアミン又はビス（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンジアミンと、を含有する原料組成物を反応して得られるものであることを特徴とするトナー供給ローラ。
2. 前記ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）が、３０００〜１００００の質量平均分子量を有するポリエーテルポリオール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。
3. 前記ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）が、２０００〜２００００の質量平均分子量を有するポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項１又は２記載のトナー供給ローラ。
4. 前記ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）が、該ポリエーテルポリオール成分（Ｂ）の全質量に対しエチレンオキシドユニットを５〜３０質量％含有し、該エチレンオキシドユニットからなる分子末端に末端水酸基を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。
5. 前記ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）が、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の全質量に対しエチレンオキシドユニットを６０〜９５質量％含有し、該エチレンオキシドユニットが分子鎖中にランダムに存在するポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。
6. 前記ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）が、下記一般式（１）で表されるポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。
   

   

   （式中、ｌ、ｍ及びｎは、各々独立に１以上の自然数を表す。）
7. 前記ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）が、該ポリエーテルポリオール成分（Ｃ）の全質量に対し２０〜６０質量％のエチレンオキシドユニットを含有し、該エチレンオキシドユニットからなるブロックを分子鎖内部に有するポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。
8. 前記イソシアネート成分（Ｄ）が、ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を３〜８０質量部含むものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。
9. 前記イソシアネート成分（Ｄ）が、さらにトルエンジイソシアネートまたはその誘導体を含有するものであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。

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