弾性ローラ、その製造方法、定着装置及び画像形成装置
【課題】肉厚の発泡弾性層を備えていても周方向のニップ圧力が実質的に均一であり高い耐久性を発揮する弾性ローラ及びその製造方法、並びに、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることのできる定着装置及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】軸体と接着剤層と発泡弾性層とを備えた弾性ローラの製造方法であって、発泡ゴム組成物を横型押出機６で管状成形体２０Ａに押出成形する成形工程と、管状成形体２０Ａを横型加熱器で加熱する加熱工程と、接着剤を塗布する塗布工程と、前記軸体を管状成形体２０Ａに挿通する挿通工程とを備え、前記管状成形体２０Ａは、その軸線に垂直な断面形状が、水平線よりも上方に位置する２つの角部と前記水平線に交差して前記角部を形成する２つの辺とを有する多角形である弾性ローラの製造方法、この製造方法で製造される弾性ローラ、並びに、この弾性ローラを備えてなる定着装置及び画像形成装置。
【解決手段】軸体と接着剤層と発泡弾性層とを備えた弾性ローラの製造方法であって、発泡ゴム組成物を横型押出機６で管状成形体２０Ａに押出成形する成形工程と、管状成形体２０Ａを横型加熱器で加熱する加熱工程と、接着剤を塗布する塗布工程と、前記軸体を管状成形体２０Ａに挿通する挿通工程とを備え、前記管状成形体２０Ａは、その軸線に垂直な断面形状が、水平線よりも上方に位置する２つの角部と前記水平線に交差して前記角部を形成する２つの辺とを有する多角形である弾性ローラの製造方法、この製造方法で製造される弾性ローラ、並びに、この弾性ローラを備えてなる定着装置及び画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラ、その製造方法、定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、肉厚化された発泡弾性層を備えていても周方向のニップ圧力が実質的に均一であり高い耐久性を発揮することのできる弾性ローラ及びこの弾性ローラの製造方法、並びに、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることのできる定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタ、複写機、ビデオプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、軸体とその外周に形成された弾性層とを有する、例えば、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、加圧ローラ、紙送り搬送ローラ、定着ローラ等の各種ローラを備えている。これら各種ローラ例えば定着ローラ及び加圧ローラ等には、大きなニップ幅を確保することができるように、例えば、内部にセル等の中空部が形成された発泡弾性層が軸体の外周に設けられることがある。
【０００３】
近年、画像形成装置は、印刷速度の高速化、画像の高精細化、省電力化等が図られており、このような改良に対応すべく、前記各種ローラ特に定着ローラ等は、その弾性層が従来のローラにおける弾性層よりも肉厚化される傾向にある。
【０００４】
画像形成装置に装着される各種ローラを製造するには、軸体の外周にゴム組成物を一体的に分出しして加熱する方法が挙げられるが、肉厚化されたローラ（大径ローラとも称する。）をこのような方法で製造すると、ゴム組成物を厚さ方向に均一に加熱することができず、ゴム組成物の発泡状態にばらつきが生じて、所望の特性を有する発泡弾性層を形成することができないことがある。例えば、前記大径ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着すると、互いに圧接するこれらローラのニップ圧力がこれらローラの周方向において不均一になることがある。周方向のニップ圧力が均一でないと、定着ローラと加圧ローラとの間で定着される現像剤の定着状態ニムラが生じて画像の品質が低下する。このように、前記大径ローラにおいては、互いに圧接してなるニップ圧力がその周方向において均一であることが特に重要である。
【０００５】
そこで、前記製造方法に変わる製造方法として、管状のゴム成形体を成形して均一に加熱発泡させた後、軸体を挿入して弾性ローラを製造する方法が提案されている。このような製造方法として、例えば、特許文献１には、「発泡ゴムからなるスポンジ層が軸体の周りに所定の厚さで形成されてなる発泡ゴムスポンジローラを製造するに際して、前記スポンジ層を与える発泡ゴム原料を押出機より押し出して、長尺ダイスの加熱部に導き、該加熱部において該発泡ゴム原料をその加硫温度以上且つ発泡温度以上の温度に加熱することにより、かかる発泡ゴム原料に対して押出圧力と発泡により生じる発泡圧力とを作用せしめつつ、該発泡ゴム原料の加硫と発泡とを共に行ない、チューブ状のゴム発泡体を形成せしめた後、前記長尺ダイスの冷却部に導き、該チューブ状ゴム発泡体を冷却せしめる一方、該チューブ状ゴム発泡体に作用する圧力を徐々に開放して、膨張させることにより、前記スポンジ層を形成する工程を含むことを特徴とする発泡ゴムスポンジローラの製造方法。」が記載されている。
【０００６】
特許文献１に記載の製造方法では、特許文献１の図１及び図４に示されるように、「押出機１２とクロスヘッド型の長尺ダイス１４とが水平面内において直行するように配置されて」おり、この長尺ダイスは垂直方向に延在するように縦型配置されている。このように、製造装置を縦型に設置すると、垂直方向に大きな設置スペースが必要となるうえ、押出された発泡ゴム原料が自重で垂直方向に伸びて、ゴム発泡体の外径が予定外径よりも小さくなることがある。
【０００７】
このような問題を解消する製造方法として、製造装置を横型に設置して水平方向に原料を押出す方法が挙げられる。このような製造方法として、例えば、特許文献２に記載された製造方法が挙げられ、この製造方法では、特許文献２の図３に示されているように、チューブ１９が押出機１１から水平方向に押出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９５８４２号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、製造装置を横型に設置して原料を水平方向に押出すると、押出されたチューブ１９は、重力及び引取機又は搬送手段への載置によって、チューブ１９の断面形状及び軸孔の形状が例えば水平方向に長軸線を有する楕円形に変形してしまうことがあった。特に、大径ローラであると、チューブ１９の肉厚が大きくなり自重も大幅に増大しているから、このような変形は極めて顕著になる。そして、チューブ１９の外形と共にその軸孔の形状が楕円形に変形すると、製造される大径ローラは、軸体とスポンジ層との接触状態が一様ではなくなり、周方向のニップ圧力の不均一性を十分に解消できないばかりか、耐久性が大幅に低下するという新たな問題が生じた。
【００１０】
この発明は、肉厚化された発泡弾性層を備えていても周方向のニップ圧力が実質的に均一であり高い耐久性を発揮する弾性ローラ及びこの弾性ローラの製造方法を提供することを、目的とする。
【００１１】
また、この発明は、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周に接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成る弾性ローラを製造する方法であって、発泡ゴム組成物を横型押出機で軸孔を有する管状成形体に押出成形する成形工程と、前記管状成形体を横型加熱器で加熱する加熱工程と、前記軸孔の内周面及び／又は前記軸体の外周面に接着剤を塗布する塗布工程と、前記軸孔に前記軸体を挿通する挿通工程とを備え、前記管状成形体は、その軸線に垂直な断面形状が、前記軸孔の中心点を通る水平線よりも上方に位置する２つの角部と、前記水平線に交差して前記角部それぞれを形成する２つの辺とを有する多角形であることを特徴とする弾性ローラの製造方法であり、
請求項２は、前記辺は、前記断面形状の外側における前記水平線との角度θが直角又は鋭角となるように、前記水平線に交差していることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項３は、前記断面形状は、前記水平線よりも下方に底辺を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項４は、前記断面形状は、前記断面形状に外接する仮想外接円の外径が前記軸孔の直径に対して２倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項５は、前記加熱工程で加熱されて成る管状発泡体は、前記水平線上の直径ｄｈと前記軸孔の中心点を通り前記水平線に垂直な垂直線上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上である軸孔を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項６は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法によって、軸体の外周に厚さの一様な接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成ることを特徴とする弾性ローラであり、
請求項７は、請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする定着装置であり、
請求項８は、請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、断面形状が軸孔の中心点を通る水平線よりも上方に位置する２つの角部と前記水平線に交差して前記角部それぞれを形成する２つの辺とを有する多角形である管状成形体に発泡ゴム組成物を押出成形するから、たとえ横型押出機及び横型加熱器を用いて肉厚の前記管状成形体を略水平に押出成形し、その後、載置、搬送しても、重力によって押出成形された管状成形体が変形しにくく軸孔の形状を保持することができる。その結果、前記断面形状を有する管状成形体から形成された発泡弾性層はその周方向の硬度が実質的に均一になると共に、この発泡弾性層と前記軸孔に挿通された軸体との間に周方向の厚さが一様な接着剤層を設けることができる。したがって、この発明によれば、肉厚化された発泡弾性層を備えていても周方向のニップ圧力が実質的に均一であり高い耐久性を発揮する弾性ローラ及びこの弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【００１４】
また、この発明係る定着装置及び画像形成装置はこの発明に係る弾性ローラを備えているから、この発明によれば、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることのできる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラの製造方法において用いられる横型押出機及び横型加熱器を備えた製造装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における成形工程によって横型押出機から押出成形された管状成形体を示す概略説明図である。
【図３】図３は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における成形工程によって横型押出機から押出成形された管状成形体の各実施例である管状成形体の断面形状を示す概略断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る弾性ローラの製造方法において用いられる横型押出機に装着されたストレートヘッドダイの開口部を説明する概略説明図である。
【図５】図５は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における加熱工程によって加熱された管状発泡体の一例における断面形状を示す概略断面図である。
【図６】図６は、この発明に係る弾性ローラの製造方法によって製造される弾性ローラの一実施例を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、この発明に係る弾性ローラの製造方法によって製造される弾性ローラの一実施例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、この発明に係る画像形成装置を示す概略説明図である。
【図９】図９は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における成形工程によって横型押出機から押出成形された管状成形体の各比較例である管状成形体の断面形状を示す概略断面図である。
【図１０】図１０は、接着強度を測定する装置及び方法を説明する概略説明図である。
【図１１】図１１は、耐久性試験装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明に係るローラの製造方法は、例えば、図６及び図７に示されるように、軸体２と、軸体２の外周に形成された接着剤層４と、接着剤層４の外周に形成された発泡弾性層３とを備えて成る弾性ローラ１を、製造することができる。
【００１７】
この発明に係るローラの製造方法においては、発泡ゴム組成物を管状成形体に略水平方向に押出して押出成形すると共に、この管状成形体を略水平方向に載置及び／又は搬送して、この状態のまま加熱する。したがって、この発明に係るローラの製造方法においては、発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことのできる横型押出機及び管状成形体を略水平方向に押出した状態で加熱することのできる横型加熱器を用いる。
【００１８】
この発明に係るローラの製造方法に用いることのできる横型押出機は、後述するように、管状成形体が後述する断面形状を有するように発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことのできる押出機であればよく、例えば、従来公知の発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことのできる押出機を特に限定されることなく使用することができ、例えば、単軸押出機、二軸押出機等が挙げられる。この発明に係るローラの製造方法に用いることができる横型押出機の一例としての横型単軸押出機６は、例えば、図１及び図２に概略的に示されるように、シリンダー１１と、シリンダー１１内にシリンダー１１の軸線と同軸になるように収納されたスクリュー１２と、前記シリンダー１１の先端に前記軸線と同軸になるように配置されたストレートヘッドダイ１３と、前記シリンダー１１に装着されるホッパー１６と、前記スクリュー１２を駆動させる駆動手段（図１及び図２において図示しない。）と、冷却器及び／又は加熱器（図１及び図２において図示しない。）を備えている。この押出機においては、前記ストレートヘッドダイ１３を構成するアウターダイ１５の開口部形状が異なること以外は、基本的に従来公知の押出機と同様に構成され、発泡ゴム組成物の押出量、発泡ゴム組成物の粘度又は温度、消費電力、押出安定性等の特性又は性能等に基づいて、前記シリンダー１１及び前記スクリュー１２等の大きさ及び物性等が適宜調整される。
【００１９】
前記ストレートヘッドダイ１３は、図１及び図２に示されるように、インナーダイ１４とアウターダイ１５とから構成されている。インナーダイ１４は、シリンダー１１の先端部に連続する円錐台状基部から同軸に伸びる筒状部を有している。この筒状部はその延在方向に垂直な断面がほぼ真円となる中実体であり、管状成形体の軸孔を形成する。筒状部の外径は、後述する軸体２の外径、発泡ゴム組成物の発泡度等に応じて適宜に調製される。前記アウターダイ１５は、その内部に前記インナーダイ１４を収納し、このインナーダイ１４と同軸に配置されている。このアウターダイ１５は、シリンダー１１の先端部に連続する円錐台状空間部から同軸に伸びる筒状空間部を有している。前記筒状空間部は、少なくともその開口部が管状成形体の断面形状に対応する形状を有し、管状成形体の外形を所望の形状に整えることができるようになっている。好ましくは、前記筒状空間部の延在方向にわたってその断面形状が管状成形体の軸線に垂直な断面形状に対応する形状を有している。
【００２０】
この横型押出機６は、発泡ゴム組成物を略水平方向に押出す。発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことができれば、垂直方向の設置スペースを小さくすることができると共に作業性にも優れる。この発明において、発泡ゴム組成物を押出す方向は、垂直方向でなければよく、水平方向であっても、例えば水平面に対して１０°以下の傾斜角を有する方向であってもよい。
【００２１】
この横型押出機６によって押出成形された管状成形体は、通常、図１及び図２に示されるように、引取器７で引き取られて、次工程に供される。この引取器７は、管状成形体を略水平な状態に載置して略水平方向に搬送することができるように構成されているものが好ましい。このような引取器７として、例えば、ベルトコンベヤー等が挙げられる。
【００２２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法に用いられる横型加熱器８は、押出成形された管状成形体を略水平な状態で加熱することができる加熱器であれば従来公知の加熱器を特に限定されることなく使用することができる。例えば、略水平な状態に載置した管状成形体を加熱することのできる加熱器、略水平な状態を維持したままベルトコンベヤー等で管状成形体を搬送しつつ加熱することのできる加熱器等が挙げられる。このような加熱器として、例えば、赤外線加熱炉、熱風炉、乾燥機等が挙げられる。
【００２３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法を実施するには、前記横型押出機６、所望により引取器７及び横型加熱器８を準備し、軸体２、発泡ゴム組成物及び接着剤を作製又は調製する。
【００２４】
この発明に係る弾性ローラの軸体２は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮若しくはこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック若しくは金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に作製される。軸体２に導電性が要求される場合には、前記金属及び前記導電性樹脂の他に、前記樹脂等で形成した絶縁性芯体の表面に定法によりメッキを施すことにより、軸体２を形成することができる。前記材料の中でも、容易に導電性を付与することができる点で、金属であるのが好ましく、アルミニウム又はステンレス鋼であるのが特に好ましい。軸体２は、弾性ローラの寸法に応じて適宜の寸法に調整されるが、管状発泡体の軸線長さよりも長い軸線長さに調整され、管状発泡体における軸孔の直径とほぼ同じ外径又は前記直径よりもわずかに小さな外径に調整される。
【００２５】
前記発泡ゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、所望により各種添加剤等とを含有する組成物であればよく、例えば、発泡ゴム組成物が好ましく挙げられる。このような発泡ゴム組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。この付加反応型発泡シリコーンゴム組成物として、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性付与剤とを含有し、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分は、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーン発泡ゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＥシリーズ」及び「ＫＥＧシリーズ」等を容易に入手することができる。
【００２６】
前記発泡ゴム組成物は、押出成形できる程度の粘性を有していればよく、例えば、１８０〜２５０の可塑度（温度２３℃、相対湿度５０％）を有しているのが好ましい。発泡ゴム組成物の可塑度が前記範囲内にあると、管状成形体の形状を維持することができると共に均一なセルを形成することができる。この効果により一層優れる点で、発泡ゴム組成物の可塑度は２００〜２３０であるのがより好ましい。前記可塑度は、例えば、シリカの含有量によって調整することができる。前記可塑度は、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に規定する方法に従って測定される値である。
【００２７】
前記接着剤は、軸体２と発泡弾性層３とを接着することができる接着剤であればよく、例えば、シリコーン系接着剤、アクリル系接着剤等が挙げられる。より具体的には、シリコーン系接着剤として、付加型シリコーンＲＴＶ（例えば、商品名「ＫＥ１８８０」（粘度（２５℃）８４Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製）、商品名「ＫＥ１８３０」（粘度（２５℃）１１０Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製）、商品名「ＫＥ１８３３」（粘度（２５℃）１５０Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製））、縮合型シリコーンＲＴＶ（例えば、商品名「ＫＥ４４１」（粘度（２５℃）１５Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製））等が挙げられる。アクリル系接着剤として、アクリル変性シリコーン樹脂（例えば、商品名「スーパーＸ ８００８」（粘度（２５℃）９０Ｐａ・ｓ、セメダイン株式会社製）、商品名「スーパーＸ ８００８ ＬＬブラック」（粘度（２５℃）１４Ｐａ・ｓ、セメダイン株式会社製）、商品名「スーパーＸ ８００８クリア」（粘度（２５℃）６５Ｐａ・ｓ、セメダイン株式会社製））等が挙げられる。なお、接着剤は、一液性でも二液性でもよく、また熱硬化性でも湿気硬化性でもよい。さらに、接着剤は、例えば、トルエン、キシレン等の希釈剤を用いて、その粘度が前記範囲内になるように、調整されてもよい。
【００２８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）は、発泡ゴム組成物を横型押出機で管状成形体に押出成形する成形工程と、この管状成形体を横型加熱器８で加熱する加熱工程と、管状成形体の軸孔の内周面及び／又は軸体２の外周面に接着剤を塗布する塗布工程と、軸孔に軸体２を挿通する挿通工程とを備えている。
【００２９】
前記成形工程は、発泡ゴム組成物を横型押出器６で略水平方向に押出す工程である。押出成形は発泡ゴム組成物、管状成形体の寸法及び形状等に応じた適宜の条件で行われる。
【００３０】
この成形工程で押出成形される管状成形体２０は、図２に示されるように、発泡ゴム組成物の押出方向すなわち前記軸線方向に延在し、後述する軸体２が挿通される軸孔２２を有するチューブ状をなしている。この管状成形体２０における軸線に垂直な断面形状、すなわち、図２におけるＡ−Ａにおける断面形状は、例えば図３（ａ）〜（ｆ）に示されるように、管状成形体２０における軸孔２２の中心点を通る水平線Ｌｈよりも上方に位置する２つの角部２３ａ，２３ｂと、前記水平線Ｌｈに交差して前記角部２３ａ，２３ｂそれぞれを形成する２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形となっている。管状成形体２０がこのような断面形状に押出成形されると、軸孔２２が小さく管状成形体２０の管壁が肉厚であっても、前記角部２３ａ，２３ｂを形成する前記辺２４ａ，２４ｂを外面とし、前記水平線Ｌｈに対して起立状態にある管壁が前記角部２３ａ，２３ｂにかかる重力による荷重を十分に支持することができる。その結果、管状成形体２０が重力によって略水平方向に広がるように変形しにくくなり、管状成形体２０の外形及び軸孔２２の形状及び寸法を保持することができる。
【００３１】
この発明において、前記断面形状の前記角部２３ａ，２３ｂは、前記多角形を構成する２つの辺２４ａ，２４ｂそれぞれが到達する屈曲部分であって、２つの辺２４ａ，２４ｂそれぞれが他の辺と一点で交差してなる「角」そのものであってもよく、この角が面取り等されてなる「曲面状角部」であってもよい。また、前記多角形を構成する辺２４ａ，２４ｂは、前記角を始点として前記水平線Ｌｈをその上方から下方に横切る直線であってもよく曲線であってもよい。前記断面形状は、現実的には、曲面状角部とほぼ直線状の辺で形成されている。
【００３２】
前記断面形状は、前記２つの角部２３ａ，２３ｂと前記２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形となっていれば、管状成形体２０の外形及び軸孔２２の形状及び寸法を保持することができるが、この形状及び寸法の保持により優れる点で、前記２つの辺２４ａ，２４ｂはそれぞれ、断面形状の外側における前記水平線Ｌｈとの角度θが直角又は鋭角となるように、前記水平線Ｌｈに交差しているのが好ましい。前記角度θは、図３に示されるように、前記水平線Ｌｈの上方にある前記辺２４ａ，２４ｂと前記水平線Ｌｈとの成す角度である。
【００３３】
また、前記断面形状は、前記水平線Ｌｈよりも下方に底辺２５を有しているのが好ましく、この底辺２５は前記水平線Ｌｈにほぼ平行であるのが特に好ましい。管状成形体２０がこのような断面形状に押出成形されると、管状成形体２０を略水平方向に延在する状態にきわめて安定に載置することができ、管状成形体２０がより一層変形しにくくなる。この底辺２５の長さは、前記断面形状が前記多角形となる限り、短いのが好ましく、その下限は軸孔２２の直径以上であるのが好ましい。この底辺２５が短いと例えば引取機７等に接触する面積が小さくなるから、引取機７等からの熱の伝わりの影響が少なくなり加硫発泡の安定性が得られる。
【００３４】
前記２つの角部２３ａ，２３ｂと前記２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形である前記断面形状は、軸孔２２の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖに対して対称な多角形であるのが好ましく、正多角形であるのが特に好ましい。前記断面形状がこのような多角形であると、管状成形体２０に作用する重力、荷重等が均一になり、管状成形体２０の変形を高度に防止することができる。
【００３５】
前記多角形である断面形状は、管状成形体２０の変形をより一層高度に防止することができる点で、ｎ角形（ｎは４〜９の整数。）であるのが好ましく、ｎ角形（ｎは４〜６の整数。）であるのがより好ましく、５角形であるのが特に好ましい。
【００３６】
このような断面形状を有する管状成形体２０は、その断面形状すなわち前記多角形を形成する角部２３ａ，２３ｂに外接する仮想外接円Ｃｈの外径が軸孔２２の直径の２倍以上であるのが好ましい。前記管状成形体２０は前記したように変形しにくいから、その管壁を厚く、例えば、前記仮想外接円Ｃｈの外径を前記範囲に調整することができる。そして、このように管壁を調整すると、前記断面形状を構成する前記角部２３ａ，２３ｂ及び前記辺２４ａ，２４ｂによって管状成形体２０がより一層変形しにくくなる。なお、この発明において、軸孔２２の直径に対する前記仮想外接円Ｃｈの外径の割合における上限値は特に限定されないが、あまり大きすぎると、弾性ローラとしたときに発泡弾性層３を支持するのに十分な軸体２の強度を確保することができなくなることがある点で、例えば、前記上限値は、５倍程度であるのがよい。この発明において、前記軸孔２２の直径は、発泡ゴム組成物の発泡度等を考慮して、管状成形体２０を加熱硬化して成る管状発泡体における軸孔の直径が前記軸体２の外径と略同一又はわずかに小さくなるように、調整される。
【００３７】
以下に、管状成形体における前記断面形状について具体例を挙げて説明する。この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体の一実施例である管状成形体２０Ａは、その軸線方向に延在し、直径が１５ｍｍ以上の軸孔２２を有するチューブ状を成し、前記軸線に垂直な断面形状に外接する仮想外接円Ｃｈの外径が軸孔２２の直径の２倍以上になっている。この管状成形体２０Ａにおける前記断面形状は、図３（ａ）に示されるように、軸孔２２の中心点を通る水平線Ｌｈよりも上方に位置する２つの角部２３ａ，２３ｂと前記水平線Ｌｈに交差して前記角部２３ａ，２３ｂそれぞれを形成する２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する正五角形となっている。そして、この正五角形を形成する前記辺２４ａ，２４ｂが断面形状の外側における前記水平線Ｌｈに７２°の角度θで交差している。また、前記正五角形の断面形状は、前記水平線Ｌｈよりも下方に前記水平線Ｌｈとほぼ平行な底辺２５を有し、軸孔２２の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖに対して対称になっている。
【００３８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体の別の一実施例である管状成形体２０Ｂは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｂは、図３（ｂ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する五角形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。
【００３９】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体のまた別の一実施例である管状成形体２０Ｃは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｃは、図３（ｃ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する正六角形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。したがって、管状成形体２０Ｃは、前記水平線Ｌｈよりも下方に前記水平線Ｌｈとほぼ平行な底辺２５を有していない。
【００４０】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体の別の一実施例である管状成形体２０Ｄは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｄは、図３（ｄ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する正方形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。
【００４１】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体のまた別の一実施例である管状成形体２０Ｅは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｅは、図３（ｅ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する十字形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。
【００４２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体のさらにまた別の一実施例である管状成形体２０Ｆは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｆは、図３（ｆ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに１１０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する正七角形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。この管状成形体２０Ｆは、前記水平線Ｌｈよりも下方に前記水平線Ｌｈとほぼ平行な底辺２５を有している。
【００４３】
これらの管状成形体２０Ａ〜２０Ｆはいずれも、その断面形状が２つの角部２３ａ，２３ｂと２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形であるから、前記したように、その外形及び軸孔２２の形状及び寸法を保持することができる。
【００４４】
この発明に係る製造方法において、発泡ゴム組成物を横型押出器６で押出して前記断面形状を有する管状成形体２０を押出成形するには、横型押出機６におけるアウターダイ１５の少なくとも開口部形状を前記断面形状に対応する形状に作製する。したがって、アウターダイ１５の開口部形状は管状成形体２０の断面形状と基本的に同様に形成されているのが好ましい。具体的には、インナーダイ１４及びアウターダイ１５からなるストレートヘッドダイ１３の開口部形状を、例えば、図３（ａ）〜（ｆ）に示される断面形状とほぼ同一の形状に作製する。このとき、ストレートヘッドダイ１３から押出される発泡ゴム組成物はその半径方向にわずかに膨張するから、アウターダイ１５の開口部形状は、わずかにインナーダイ１４側に突出する曲線状の２つの辺で形成されているのが好ましい。例えば、図３（ｄ）に示す正方形の断面形状を有する管状成形体２０Ｄを押出成形するには、アウターダイ１５の開口部形状は、図４に示されるように、インナーダイ１４側に突出し、その中央部の突出量が最も大きくなる曲線状の辺１５ａ，１５ｂで形成された形状にする。このときの突出量は、発泡ゴム組成物、管状成形体２０の形状及び寸法等によって適宜に調整される。
【００４５】
このようにして所定の断面形状に押出成形された管状成形体２０は、所望により、引取・搬送工程に供される。この引取・搬送工程によって、例えば、図１及び図２に示されるように、管状成形体２０は引取器７によって横型押出機６から押出された水平状態を維持したまま引き取られ、横型加熱器８に搬送される。
【００４６】
この発明に係る製造方法においては、次いで、前記管状成形体２０を横型加熱器８で加熱する加熱工程を行う。この加熱工程においては、前記管状成形体２０を略水平な状態で加熱する。この管状成形体２０は、前記した断面形状を有しているから、成形工程、引取・搬送工程及び発泡ゴム組成物が硬化するまでの加熱工程中に大きく変形することがなく、加熱硬化してなる管状発泡体は管状成形体２０の形状を維持し、軸孔２２の真円度を保持することができる。
【００４７】
加熱工程における加熱条件は、発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋し、かつ、発泡剤が分解又は発泡するのに十分な条件を好適に採用することができる。例えば、１７０〜５００℃特に２００〜４００℃の加熱温度に、数分以上１時間以下特に５〜３０分間にわたって発泡ゴム組成物を加熱する加熱条件が挙げられる。このようして、管状成形体２０を加熱すると発泡剤が発泡すると共にゴムが架橋して、複数のセルが形成された管状発泡体が形成される。この管状発泡体は、所望により、さらに二次加熱が行われてもよい。二次加熱は、前記加熱条件で加熱された管状発泡体をより確実に硬化させる工程であり、二次加熱によって発泡ゴム組成物が硬化して成る管状発泡体の物性が安定するという効果が得られる。二次加熱は、例えば、前記管状発泡体を、１８０〜２５０℃好ましくは１９０〜２３０℃で、１〜２４時間好ましくは３〜１０時間にわたって、又は、金型を用いて、例えば、１３０〜２００℃好ましくは１５０〜１８０℃で、５分以上２４時間以下好ましくは１０分以上１０時間以下にわたって、再度加熱されることによって、行われる。
【００４８】
前記管状発泡体は、その外周及び軸孔２２内部から加熱されるからその厚さ方向にほぼ均一なセルが形成され、加熱によって膨張するものの管状成形体２０の前記断面形状を保持する。したがって、管状発泡体の軸孔は、管状成形体２０における軸孔２２の形状を大きく損なうことがなく、高い真円度を保持している。具体的には、管状発泡体の軸孔は、その軸線に垂直な断面形状における軸孔の中心点を通る水平線上の直径ｄｈと前記軸孔の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖ上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上であるのが好ましく、０．９５以上であるのが特に好ましい。一例を挙げると、図５に示されるように、前記管状成形体２０Ａを加熱して成る管状発泡体２１Ａ（図５においてセルを図示しない。）の軸孔２７は、管状発泡体２１Ａの軸線に垂直な断面形状における軸孔２７の中心点を通る水平線Ｌｈ上の直径ｄｈと軸孔２７の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖ上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上であるのが好ましく、０．９５以上であるのが特に好ましい。なお、前記直径比（ｄｖ／ｄｈ）の上限値は１である。管状発泡体の軸孔２７が前記範囲の直径比（ｄｖ／ｄｈ）を有していると、発泡弾性層３の厚さ及び硬度が均一になると共に、発泡弾性層３と軸体２との間に設けられる接着剤層４の厚さをほぼ一様にすることができる。
【００４９】
この発明に係る製造方法においては、所望により、このようにして加熱されて成る管状発泡体を所定の軸線長さに切断する工程を実施することができる。
【００５０】
この発明に係る製造方法においては、次いで、管状発泡体の軸孔２７の内周面及び／又は準備した軸体２の外周面に接着剤を塗布する塗布工程を行う。この塗布工程は、準備した接着剤をディップ法、スプレー法等に従って塗布する。
【００５１】
この発明に係る製造方法においては、所望により、発泡弾性層３に要求される形状に応じて、管状発泡体の外周面を整える研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が行われる。これらの工程は、従来利用されている研削盤、円筒研削盤、やすり等により、定法に従って行われる。また、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程後に、研削カス、研磨カス、異物等を除去するため、所望により、洗浄工程が実施されてもよい。
【００５２】
この発明に係る製造方法においては、後述する挿通工程を行う前に、所望により、軸体２の外周面にプライマーを塗布する工程を実施してもよい。プライマーは、所望により溶剤等に溶解され、定法、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、軸体２の外周面に塗布され、硬化される。プライマーとしては、特に制限はないが、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。所望により、前記樹脂を硬化及び／又は架橋する架橋剤を用いることができ、このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が挙げられる。プライマー層は、例えば、０．１〜１０μｍの厚さに形成される。
【００５３】
この発明に係る製造方法においては、次いで、軸孔２７に軸体２を挿通する挿通工程を行う。この工程は、所望により接着剤が塗布された軸体２を軸孔２７に挿入又は圧入して、実施される。
【００５４】
この発明に係る製造方法においては、次いで、前記接着剤に応じて接着剤を硬化する。接着剤が加熱硬化性接着剤である場合には軸体２を挿通した管状発泡体を加熱する。加熱としては前記加熱器を用いることができる。このときの加熱条件は、接着剤が硬化する条件であればよく、例えば、加熱温度１００〜２００℃、加熱時間５分以上２時間以下の条件を選択することができる。
【００５５】
このようにして、軸体２の外周に接着剤層４を介して形成された発泡弾性層３を備えて成る弾性ローラ１を製造することができる。
【００５６】
この発明に係る製造方法によって製造される弾性ローラ（以下、この発明に係る弾性ローラと称する。）の一実施例である弾性ローラ１は、例えば、図６及び図７に示されるように、軸体２と、軸体２の外周に形成された接着剤層４と、接着剤層４の外周に形成された発泡弾性層３とを備え、接着剤層４は周方向の厚さが一様となっている。なお、この弾性ローラ１の軸体２はこの発明に係る製造方法において準備する前記軸体２と基本的に同様である。
【００５７】
特に、この弾性ローラ１は、外径が大きく、軸孔２７の外径が小さい発泡弾性層３、すなわち、肉厚の発泡弾性層３を備えていても、軸体２と発泡弾性層３との間に介在する接着剤層４の周方向の厚さが一様になっている。したがって、弾性ローラ１は、その周方向において、軸体２と発泡弾性層３との接着強度がほぼ一定であり、定着装置又は画像形成装置に装着されても、発泡弾性層３が軸体２から剥離することがなく、高い耐久性を発揮することができる。
【００５８】
また、この弾性ローラ１は、前記したように、軸孔２２の形状が保持された前記管状成形体２０から発泡弾性層３が形成されているから、肉厚であるにもかかわらず周方向の硬度が実質的に均一な発泡弾性層３を備えている。具体的には、発泡弾性層３は、その任意の軸線位置における外周線上の周方向に中心角が９０度となる間隔を有する４箇所のアスカーＣ硬度の偏差（硬度偏差と称することがある。）が２以下であり、好ましくは１以下である。発泡弾性層３の硬度偏差が前記範囲にあると、弾性ローラ１を定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着したときに、定着ローラと加圧ローラとの周方向のニップ圧力が実質的に均一になり、現像剤を所望のように均一な状態に定着させて画像に定着ムラが生じることを高度に防止することができる。
【００５９】
弾性ローラ１は、アスカーＣ硬度が４０〜６０であるのが好ましく、４５〜５５であるのが好ましい。弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度を有していると、定着装置に装着されたときに大きなニップ幅を長期間にわたって確保することができる。アスカーＣ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定することができる。弾性ローラ１のアスカーＣ硬度は、例えば、弾性ローラ１の発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物に含有されるゴム、発泡剤及び／若しくは添加剤の種類を選択し、並びに／又は、それらの配合量等を変更することにより、また、発泡弾性層３の成形条件等により、調整することができる。
【００６０】
弾性ローラ１は、装着される定着装置等に応じて任意の寸法に調整される。弾性ローラ１は、例えば、２〜２０ｍｍの外径に調整されることができる。これまで、軸体２の外径が比較的小さく発泡弾性層３の厚さが大きな大径ローラとすると、周方向の均一な硬度と高い耐久性とを実現することができなかったが、前記したように、弾性ローラ１は周方向の均一な硬度と高い耐久性とを発揮することができるから、発泡弾性層３の厚さを大きくすることができ、具体的には、発泡弾性層３の厚さを１０ｍ以上にすることができる。
【００６１】
前記発泡弾性層３は、その内部及び／又は外表面にセルを有する発泡弾性層３とされる（図６及び図７において発泡弾性層３の外周面及び端面に開口したセルは図示しない。）。発泡弾性層３がセルを有していると、発泡弾性層３の硬度を低下させることができ、一方、発泡弾性層３の断熱性を向上させることができる。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、発泡ゴム組成物に含有される発泡剤の発泡又は分解等によって生じる中空領域をいう。発泡弾性層３に有する複数のセルは、他のセルに接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）、他のセルに接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態の何れの状態にあってもよい。
【００６２】
このような発泡弾性層３は、弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度となるような硬度を有しているのが好ましい。この例においては、発泡弾性層３は弾性ローラ１の最外層であるから、通常、発泡弾性層３は弾性ローラ１のアスカーＣ硬度と同じアスカーＣ硬度を有する。
【００６３】
発泡弾性層３は、発泡弾性層３に形成されるセルの平均セル径、発泡弾性層３の発泡倍率等が調整されているのが、この発明の効果をより一層高めることができる点で、好ましい。例えば、発泡弾性層３の平均セル径は、６０〜８００μｍであるのが好ましく、１００〜４００μｍであるのが特に好ましく、発泡弾性層３の発泡倍率は、１６０〜２２５％であるのが好ましく、１６５〜２００％であるのが特に好ましい。発泡弾性層３において、その発泡倍率及び平均セル径は、発泡弾性層３を形成する後述する発泡ゴム組成物に含有される発泡剤又は発泡ゴム組成物の硬化条件等により、調整することができる。前記発泡倍率は、発泡弾性層３の体積及び質量を常法によって測定し、これらから算出することができる。また、セルの平均セル径は、発泡弾性層３の表面又は任意の面で切断したときの切断面において、約２０ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セルにおける開口部の最大長さを測定して、測定された最大長さを算術平均して得られた平均長さとして、求めることができる。
【００６４】
発泡弾性層３の形態は特に限定されず、例えば、発泡弾性層３は、その軸線方向にわたって均一な外径に調整された所謂ストレート形状でもよく、また、中央部における外径がその両端部における外径よりも大きくなるように調整された所謂クラウン形状であってもよく、さらに、中央部における外径がその両端部における外径よりも小さくなるように調整された所謂逆クラウン形状であってもよい。この例において、発泡弾性層３は、図１に示されるように、前記ストレート形状に形成されている。
【００６５】
接着剤層４は、前記接着剤で形成され、軸体２と発泡弾性層３との間隙を埋めて両者を接着固定する。接着剤層４の厚さは、周方向に実質的に均一になっており、通常、０．１〜０．５ｍｍに調整されるのが好ましい。
【００６６】
この発明に係る弾性ローラは、弾性ローラ１を挙げて具体的に説明したように、前記特性例えば周方向の均一な硬度と高い耐久性等とを有しているから、画像形成装置に具備される定着装置に装着される定着ローラ及び／又は加圧ローラとして好適に用いられる。特に、この発明に係る弾性ローラは、高精細高速化された画像形成装置に具備される定着装置に装着される定着ローラ及び／又は加圧ローラとして好適に用いられる。さらに、この発明に係る弾性ローラは周方向の均一な硬度と高い耐久性とを発揮するから、高精細高速化された高耐久性高級画像形成装置に具備される定着装置に装着される定着ローラ及び／又は加圧ローラとして特に好適に用いられる。
【００６７】
次に、この発明に係る弾性ローラを備えた定着装置（以下、この発明に係る定着装置と称することがある。）及び画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図８を参照して、説明する。
【００６８】
図８に示されるように、この発明に係る画像形成装置３０は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体３１例えば感光体と、前記像担持体３１の周囲に配置された、帯電手段３２例えば帯電ローラ、露光手段３３、現像手段４０、転写手段３４例えば転写ローラ及びクリーニング手段３７と、記録体３６の搬送方向下流側に定着手段３５例えば画像形成装置用定着装置とを備えている。この現像手段４０は、従来の現像手段と基本的に同様に形成され、具体的には、図８に示されるように、現像剤収納部４１と、像担持体３１に現像剤４２を供給する現像剤担持体４４と、現像剤担持体４４に現像剤４２を供給する現像剤供給手段４３と、現像剤４２を帯電させる現像剤規制部材４５とを備えている。現像剤４２は、一成分系の現像剤であれば、乾式現像剤であっても湿式現像剤であってもよく、また、非磁性現像剤であっても磁性現像剤であってもよい。
【００６９】
前記定着手段３５は、記録体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができればよく、例えば、発熱可能な定着ローラを備えた熱ローラ定着装置、オーブン定着器等の加熱定着装置、加圧可能な定着ローラを備えた圧力定着装置等を用いることができる。これらの定着装置は無端ベルトを備えた定着装置であってもよい。図８において、無端ベルトを備えた定着手段３５はこの発明に係る画像形成装置用定着装置とされている。この定着装置３５は、図８にその断面が示されるように、記録体３６を通過させる開口５２を有する筐体５０内に、定着ローラ５３と、定着ローラ５３の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ５４と、定着ローラ５３及び無端ベルト支持ローラ５４に巻き掛けられた無端ベルト５５と、定着ローラ５３と対向配置された加圧ローラ５６とを備え、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３と加圧ローラ５６とが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。無端ベルト支持ローラ５４は、画像形成装置に通常用いられるローラであればよく、例えば、弾性ローラ等が用いられる。無端ベルト５５は、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂により、無端状に形成されたベルトであればよく、その厚さ等も適宜定着手段３５に適合するように調整することができる。定着ローラ５３、無端ベルト支持ローラ５４及び加圧ローラ５６はそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ５６はスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接している。無端ベルト５５と加圧ローラ５６との圧接された間を記録体３６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。
【００７０】
この発明に係る画像形成装置３０は、帯電手段３２の帯電ローラ、現像手段４０の現像ローラ、転写手段３４の転写ローラ、定着手段３５の定着ローラ、加圧ローラ又は無端ベルト支持ローラ、クリーニング手段のクリーニングローラ、紙送り搬送ローラ等の各種ローラを備え、これら各種ローラのうち少なくとも１つのローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用される。好ましくは、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、定着ローラ及び加圧ローラのうち少なくとも１つのローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用され、特に好ましくは、定着ローラ及び加圧ローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用される。
【００７１】
この発明に係る画像形成装置３０は、次のように作用する。まず、画像形成装置３０において、帯電手段３２により像担持体３１が一様に帯電され、露光手段３３により像担持体３１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像手段４０から現像剤４２が像担持体３１に供給され、静電潜像が現像される。次いで、現像剤像は像担持体３１と転写手段３４との間に搬送される記録体３６上に転写される。この記録体３６は定着手段３５に搬送され、定着ローラ５３と加圧ローラとのニップ部を通過することにより現像剤像が永久画像として記録体３６に定着される。このようにして、記録体３６に画像を形成することができる。
【００７２】
この発明に係る定着装置及びこの発明に係る画像形成装置は、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、定着ローラ、加圧ローラ、無端ベルト支持ローラ、クリーニングローラ、紙送り搬送ローラ等の各種ローラのうち少なくとも１つのローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用され、特に、定着ローラ及び／又は加圧ローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用されている。したがって、この発明に係る定着装置及びこの発明に係る画像形成装置は、定着ローラと加圧ローラとのニップ圧力がそれらの周方向において実質的に均一になって現像剤を記録体に所望のように均一な状態に定着させて画像に定着ムラが生じることを高度に防止することができると共に、前記定着ローラ及び／又は前記加圧ローラの発泡弾性層３が剥離することを長期間にわたって防止することができ、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることができる。
【００７３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、前記した態様に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、管状成形体２０を加熱して得られる管状発泡体を冷却する冷却工程を備えていてもよい。また、この発明に係る弾性ローラの製造方法に使用する横型押出機は、発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことができれば、ストレートヘッドダイ１３に代えてクロスヘッドダイを備えていてもよい。
【００７４】
この発明に係る弾性ローラは、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、発泡弾性層３は、単層構造とされているが、この発明において二層以上の複層構造とされてもよい。
【００７５】
また、弾性ローラ１は、軸体２と接着剤層４と発泡弾性層３とを備えているが、この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層３の外周にチューブ層を備えていてもよい。発泡弾性層３の外周にチューブ層が形成されていると、現像剤の離型性を向上させることができる。チューブ層は、一層構造とされても、二層以上が積層された積層構造とされてもよい。チューブ層は、例えば、１〜１００μｍの厚さに形成される。チューブ層を形成する材料は、特に制限されるものではないが、弾性ローラは被当接体に当接又は圧接されるから、永久変形しにくい材料であるのが好ましく、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミドイミド系樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。また、チューブ層は、金属製スリーブであってもよく、スリーブを形成する金属としては、例えば、鉄、ステンレス鋼、ニッケル等の高い熱伝導を有する金属材料が挙げられる。チューブ層は、前記材料を発泡弾性層３の外径とほぼ同じ内径を有する円筒状に予め形成した管体に発泡弾性層３を挿入して、又は、前記材料を、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って発泡弾性層３の外周面に塗布した後、硬化及び／又は架橋して、発泡弾性層３の外周に形成することができる。
【００７６】
さらに、この発明に係る弾性ローラは、用途に応じて、軸体２内、発泡弾性層３内及び／又は軸体２と発泡弾性層３との間に、加熱体、例えば、電熱器、発熱コイル等を備えていてもよい。例えば、この発明に係る弾性ローラが熱ローラ定着器の定着ローラとして使用される場合には、軸体２内に加熱体を備えている。
【００７７】
この発明に係る画像形成装置は、前記画像形成装置３０に限定されることなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において種々の変更が可能である。例えば、画像形成装置３０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置３０は、現像手段４０に単色の現像剤４２のみを収容するモノクロ画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、モノクロ画像形成装置に限定されず、カラー画像形成装置であってもよい。カラー画像形成装置としては、例えば、像担持体上に担持された現像剤像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置、各色毎の現像手段を備えた複数の像担持体を中間転写体や転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。画像形成装置３０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。
【００７８】
また、画像形成装置３０において、現像剤４２は、一成分系の現像剤が有利に用いられるが、トナーと、鉄、ニッケル等のキャリアとを含む二成分系の現像剤も使用することができる。
【実施例】
【００７９】
（実施例１）
図３（ａ）に示される断面形状を有する管状成形体２０Ａを押出成形して、発泡弾性層３が図３（ａ）に示される断面形状を有する実施例１の弾性ローラ１Ａを製造した。
【００８０】
すなわち、無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（直径２５ｍｍ×長さ３７０ｍｍ、ＳＵＭ２２）をトルエンで洗浄し、プライマー「Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂ」（信越化学工業株式会社製：商品名）を塗布した。プライマー処理した軸体をギアーオーブンを用いて１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。
【００８１】
また、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴムコンパウンド「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）１００質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．０質量部と、有機系発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．５質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量と、耐熱性向上剤「ＫＥＰ−１２」（信越化学工業株式会社製：商品名）１．０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを調整した。この付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａの可塑度（温度２５℃、相対湿度５０％）は、前記測定方法で測定したところ、２００であった。
【００８２】
前記横型押出機６、引取機７及び横型加熱器８を、図１に示されるように、直列状態に配置した。なお、前記横型押出機６として図３（ａ）に示される管状成形体２０Ａの断面形状に対応する形状の筒状空間部及び開口部を有するアウターダイ１５が装着された横型押出機６（株式会社三葉製作所製）を、引取機７としてベルトコンベヤーを、横型加熱器８として赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を、それぞれ準備した。
【００８３】
前記横型押出機６のホッパー１６に調製した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを投入して、図２に示されるように、この組成物Ａを下記条件下で水平方向に押出して、管状成形体２０Ａを押出成形した。この管状成形体２０Ａは、軸孔２２の直径が１５ｍｍ、前記断面形状における仮想外接円Ｃｈの直径が５０ｍｍである、図３（ａ）に示される略正五角形であった。
押出成形条件１：前記組成物Ａの温度２５０℃、押出量５ｍｍ／ｓｅｃ
押出成形条件２：スクリュー１２のスクリュー径５０ｍｍ
【００８４】
このようにして成形された管状成形体２０Ａを引取機７で水平方向に引取り、横型加熱器８内に水平方向に搬送した。２５０℃に調製された横型加熱器８内を１０分かけて水平方向に搬送しつつ加熱して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを二次加熱し、常温にて１時間放置した後に、軸線長さが４００ｍｍとなるように切断して、管状発泡体２１Ａを作製した。作製した管状発泡体２１Ａの軸孔２７の直径は２４．５ｍｍ、管状発泡体２１Ａの仮想外接円の外径は７５ｍｍであった。
【００８５】
作製した管状発泡体２１Ａを前記軸体２の外周面に接着剤（商品名「スーパーＸ」、セメダイン株式会社製）を硬化後の厚さが０．５ｍｍとなるように塗布した。次いで、表面を研磨して管状発泡体２１Ａを外径６５ｍｍの略円筒状に整形した。次いで、前記軸体２を管状発泡体２１Ａの軸孔２７に挿通した後、２５℃で２４時間放置して接着剤を硬化して、軸体２、接着剤層４及び発泡弾性層３を備えて成る実施例１の弾性ローラ１Ａを製造した。
【００８６】
（実施例２〜５）
図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｆ）に示される断面形状を有する管状成形体を押出成形して、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｆ）に示される断面形状を有する実施例２〜５の各弾性ローラ１Ｂ〜１Ｅを製造した。具体的には、前記アウターダイ１５に代えて、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｆ）に示される管状成形体２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ及び２０Ｆの断面形状に対応する形状の筒状空間部及び開口部を有するアウターダイそれぞれを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜５の各弾性ローラ１Ｂ〜１Ｅを製造した。なお、管状成形体２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ及び２０Ｆはいずれも、軸孔２２の直径が１５ｍｍ、前記断面形状における仮想外接円Ｃｈの直径が５０ｍｍであり、各管状発泡体の軸孔２７の直径は２４．５ｍｍ、各管状発泡体の仮想外接円の外径は７５ｍｍであった。
【００８７】
（比較例１〜５）
図９（ａ）〜（ｅ）に示される断面形状を有する管状成形体Ａ〜Ｅを押出成形して、図９（ａ）〜（ｅ）に示される断面形状を有する比較例１〜５の各弾性ローラＡ〜Ｅを製造した。具体的には、前記アウターダイ１５に代えて、図９（ａ）〜（ｅ）に示される管状成形体Ａ〜Ｅの断面形状に対応する形状の筒状空間部及び開口部を有するアウターダイそれぞれを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜５の各弾性ローラＡ〜Ｅを製造した。
【００８８】
図９（ａ）に示される断面形状は円形であり、図９（ｂ）に示される断面形状は垂直線上に長軸線、水平線Ｌｈ上に短軸線を有する楕円形であり、図９（ｃ）に示される断面形状は円形の下部を水平に切り欠いた形状（第１表において「半円形」と表記する。）であり、図９（ｄ）に示される断面形状は正三角形であり、図９（ｅ）に示される断面形状は対角線の１つが水平線Ｌｈ上にある正六角形（第１表において「正六角形（横）」と表記する。）である。なお、管状成形体Ａ〜Ｅはいずれも、軸孔２２の直径が１５ｍｍ、前記断面形状における仮想外接円Ｃｈの直径が５０ｍｍであり、各管状発泡体の軸孔の直径は２４．５ｍｍ、各管状発泡体の仮想外接円の外径は７５ｍｍであった。
【００８９】
（直径比の算出）
実施例１〜５及び比較例１〜５において、管状成形体２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ及び２０Ｆ及びＡ〜Ｅを加熱して成る各管状発泡体における前記直径比（ｄｖ／ｄｈ）を算出した。その結果を第１表に示す。
【００９０】
（アスカーＣ硬度における弾性ローラの周方向硬度偏差測定）
このようにして製造した弾性ローラ１Ａ〜１Ｅ及びＡ〜Ｅにおいて、外周線上の周方向に中心角が９０度となる間隔で４箇所を測定点として、各測定点のアスカーＣ硬度を前記方法に従って測定し、その偏差（第１表において「硬度偏差」と表記する。）。その結果を第１表に示す。なお、前記硬度偏差が「２以下」であるローラを「良品」と、「２を越える」ローラを「不良品」と、判断することができる。
【００９１】
（接着強度試験）
前記弾性ローラ１Ａ〜１Ｅ及びＡ〜Ｅにおける軸体２と発泡弾性層３との接着強度を、テンシロン測定器（商品名「ＲＴＭ-１００」、株式会社オリエンテック製）及び接着界面破壊治具とを用いて、測定した。前記接着界面破壊治具６１は、図１０に示されるように、軸体が挿入される有底穴６４を有する円筒状を成す金属製の治具本体６２と、治具本体６２の上面から同軸に突出する取付部６３とからなる。前記治具本体６２は、外径３１ｍｍで軸線長さが８０ｍｍの円筒状をなし、前記有底穴６４は治具本体６２の底面に開口し、その径が２７ｍｍ、深さが６０ｍｍになっている。
【００９２】
図１０に示されるように、テンシロン測定器の前記可動上部（以下、可動部と称することがある。）６５に前記取付部６３を介して前記接着界面破壊治具６１を取り付けた。一方、測定対象の弾性ローラ６６（接着剤層は図示しない。）を、その軸線と前記接着界面破壊治具６１の軸線とが一致するように、前記接着界面破壊治具６１の軸線の延長線上に固定した。次いで、テンシロン測定器を稼動させて、５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で前記接着界面破壊治具６１を図１０に示す矢印Ａすなわち弾性ローラ６６に向けて前進させた。前記治具本体６２が弾性ローラ６６における弾性層６７の端面に当接した後、接着界面破壊治具６１の前進によって弾性層６７が軸体６８から剥離するまでの最大押圧力を、前記テンシロン測定器から読み取り、弾性ローラ６６における軸体６８と弾性層６７との接着強度とした。このようにして測定した接着強度が、５００Ｎ以上であった場合を「○」とし、５００Ｎ未満であった場合を「×」とした。その結果を第１表に示す。
【００９３】
（耐久性試験）
前記弾性ローラ１Ａ〜１Ｅ及びＡ〜Ｅの耐久性試験を、以下の方法で、図１１に示される耐久性試験装置７０を用いて、試験した。この耐久性試験装置７０は、筐体内部の下面に固定され、内部ヒータ７２を備えた加熱ローラ７１と、この加熱ローラ７１の軸方向に沿って、その両側に設けられた保温材７３と、加熱ローラ７１と対向するように、筐体内部の上面に上下動可能に設けられた試験ローラ装着部７４と、試験ローラ装着部７４を上下に移動可能な押圧力調整手段７５、例えば、押圧調整用マイクロメータとを備えている。なお、加熱ローラ７１として、直径２０ｍｍの金属（ステンレス鋼、ＳＵＳ３０４）製ローラを用いた。
【００９４】
前記各弾性ローラそれぞれを試験ローラ装着部７４のベアリングに装着し、図１１に示されるように、押圧力調整手段７５を操作して、装着した前記弾性ローラ７６を加熱ローラ７１に圧接し、加熱ローラ７１と弾性ローラ７６との圧接部において、弾性ローラ７６における発泡弾性層が内部に４ｍｍ凹陥するように、弾性ローラ７６を固定した（すなわち、弾性ローラ７６の半径と加熱ローラ７１との半径の和よりも４ｍｍ短くなるように、弾性ローラ７６の中心軸と加熱ローラ７１の中心軸との距離ｄを調節した。）。次いで、保温材７３及び内部ヒータ７２を起動し、加熱ローラ７１の表面温度を１８０℃に調節した。その後、試験ローラ装着部７４に装備された駆動手段（図示しない。）により、回転速度１３０ｒｐｍで８時間連続稼動し、弾性ローラ７６における発泡弾性層の凹陥状態を解除後、弾性ローラ７６を常温で１６時間放置した。この８時間連続稼動及び１６時間連続放置を１サイクルとして連続して４０サイクル実施した。
【００９５】
耐久性試験の評価は、前記試験後に、弾性ローラ７６における発泡弾性層の両端部が軸体２から剥離していなかった場合、及び、発泡弾性層の両端部が実用上問題のない程度に軸体２からわずかに剥離していた場合を「○」、発泡弾性層の両端部が実用上問題のある程度にまで軸体２から剥離していた場合を「×」とした。その結果を第１表に示す。
【００９６】
【表１】
【符号の説明】
【００９７】
１ 弾性ローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
４ 接着剤層
６ 横型押出器
７ 引取器
８ 横型加熱器
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ 管状成形体
２１Ａ 管状発泡体
３０ 画像形成装置
３１ 像担持体
３２ 帯電手段
３３ 露光手段
３４ 転写手段
３５ 定着手段
３６ 記録体
３７ クリーニング手段
４０ 現像手段
４１ 現像剤収納部
４２ 現像剤
４３ 現像剤供給手段
４４ 現像剤担持体
４５ 現像剤規制部材
５０ 筐体
５２ 開口
５３ 定着ローラ
５４ 無端ベルト支持ローラ
５５ 無端ベルト
５６ 加圧ローラ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラ、その製造方法、定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、肉厚化された発泡弾性層を備えていても周方向のニップ圧力が実質的に均一であり高い耐久性を発揮することのできる弾性ローラ及びこの弾性ローラの製造方法、並びに、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることのできる定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタ、複写機、ビデオプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、軸体とその外周に形成された弾性層とを有する、例えば、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、加圧ローラ、紙送り搬送ローラ、定着ローラ等の各種ローラを備えている。これら各種ローラ例えば定着ローラ及び加圧ローラ等には、大きなニップ幅を確保することができるように、例えば、内部にセル等の中空部が形成された発泡弾性層が軸体の外周に設けられることがある。
【０００３】
近年、画像形成装置は、印刷速度の高速化、画像の高精細化、省電力化等が図られており、このような改良に対応すべく、前記各種ローラ特に定着ローラ等は、その弾性層が従来のローラにおける弾性層よりも肉厚化される傾向にある。
【０００４】
画像形成装置に装着される各種ローラを製造するには、軸体の外周にゴム組成物を一体的に分出しして加熱する方法が挙げられるが、肉厚化されたローラ（大径ローラとも称する。）をこのような方法で製造すると、ゴム組成物を厚さ方向に均一に加熱することができず、ゴム組成物の発泡状態にばらつきが生じて、所望の特性を有する発泡弾性層を形成することができないことがある。例えば、前記大径ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着すると、互いに圧接するこれらローラのニップ圧力がこれらローラの周方向において不均一になることがある。周方向のニップ圧力が均一でないと、定着ローラと加圧ローラとの間で定着される現像剤の定着状態ニムラが生じて画像の品質が低下する。このように、前記大径ローラにおいては、互いに圧接してなるニップ圧力がその周方向において均一であることが特に重要である。
【０００５】
そこで、前記製造方法に変わる製造方法として、管状のゴム成形体を成形して均一に加熱発泡させた後、軸体を挿入して弾性ローラを製造する方法が提案されている。このような製造方法として、例えば、特許文献１には、「発泡ゴムからなるスポンジ層が軸体の周りに所定の厚さで形成されてなる発泡ゴムスポンジローラを製造するに際して、前記スポンジ層を与える発泡ゴム原料を押出機より押し出して、長尺ダイスの加熱部に導き、該加熱部において該発泡ゴム原料をその加硫温度以上且つ発泡温度以上の温度に加熱することにより、かかる発泡ゴム原料に対して押出圧力と発泡により生じる発泡圧力とを作用せしめつつ、該発泡ゴム原料の加硫と発泡とを共に行ない、チューブ状のゴム発泡体を形成せしめた後、前記長尺ダイスの冷却部に導き、該チューブ状ゴム発泡体を冷却せしめる一方、該チューブ状ゴム発泡体に作用する圧力を徐々に開放して、膨張させることにより、前記スポンジ層を形成する工程を含むことを特徴とする発泡ゴムスポンジローラの製造方法。」が記載されている。
【０００６】
特許文献１に記載の製造方法では、特許文献１の図１及び図４に示されるように、「押出機１２とクロスヘッド型の長尺ダイス１４とが水平面内において直行するように配置されて」おり、この長尺ダイスは垂直方向に延在するように縦型配置されている。このように、製造装置を縦型に設置すると、垂直方向に大きな設置スペースが必要となるうえ、押出された発泡ゴム原料が自重で垂直方向に伸びて、ゴム発泡体の外径が予定外径よりも小さくなることがある。
【０００７】
このような問題を解消する製造方法として、製造装置を横型に設置して水平方向に原料を押出す方法が挙げられる。このような製造方法として、例えば、特許文献２に記載された製造方法が挙げられ、この製造方法では、特許文献２の図３に示されているように、チューブ１９が押出機１１から水平方向に押出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１９５８４２号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、製造装置を横型に設置して原料を水平方向に押出すると、押出されたチューブ１９は、重力及び引取機又は搬送手段への載置によって、チューブ１９の断面形状及び軸孔の形状が例えば水平方向に長軸線を有する楕円形に変形してしまうことがあった。特に、大径ローラであると、チューブ１９の肉厚が大きくなり自重も大幅に増大しているから、このような変形は極めて顕著になる。そして、チューブ１９の外形と共にその軸孔の形状が楕円形に変形すると、製造される大径ローラは、軸体とスポンジ層との接触状態が一様ではなくなり、周方向のニップ圧力の不均一性を十分に解消できないばかりか、耐久性が大幅に低下するという新たな問題が生じた。
【００１０】
この発明は、肉厚化された発泡弾性層を備えていても周方向のニップ圧力が実質的に均一であり高い耐久性を発揮する弾性ローラ及びこの弾性ローラの製造方法を提供することを、目的とする。
【００１１】
また、この発明は、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周に接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成る弾性ローラを製造する方法であって、発泡ゴム組成物を横型押出機で軸孔を有する管状成形体に押出成形する成形工程と、前記管状成形体を横型加熱器で加熱する加熱工程と、前記軸孔の内周面及び／又は前記軸体の外周面に接着剤を塗布する塗布工程と、前記軸孔に前記軸体を挿通する挿通工程とを備え、前記管状成形体は、その軸線に垂直な断面形状が、前記軸孔の中心点を通る水平線よりも上方に位置する２つの角部と、前記水平線に交差して前記角部それぞれを形成する２つの辺とを有する多角形であることを特徴とする弾性ローラの製造方法であり、
請求項２は、前記辺は、前記断面形状の外側における前記水平線との角度θが直角又は鋭角となるように、前記水平線に交差していることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項３は、前記断面形状は、前記水平線よりも下方に底辺を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項４は、前記断面形状は、前記断面形状に外接する仮想外接円の外径が前記軸孔の直径に対して２倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項５は、前記加熱工程で加熱されて成る管状発泡体は、前記水平線上の直径ｄｈと前記軸孔の中心点を通り前記水平線に垂直な垂直線上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上である軸孔を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項６は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法によって、軸体の外周に厚さの一様な接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成ることを特徴とする弾性ローラであり、
請求項７は、請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする定着装置であり、
請求項８は、請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、断面形状が軸孔の中心点を通る水平線よりも上方に位置する２つの角部と前記水平線に交差して前記角部それぞれを形成する２つの辺とを有する多角形である管状成形体に発泡ゴム組成物を押出成形するから、たとえ横型押出機及び横型加熱器を用いて肉厚の前記管状成形体を略水平に押出成形し、その後、載置、搬送しても、重力によって押出成形された管状成形体が変形しにくく軸孔の形状を保持することができる。その結果、前記断面形状を有する管状成形体から形成された発泡弾性層はその周方向の硬度が実質的に均一になると共に、この発泡弾性層と前記軸孔に挿通された軸体との間に周方向の厚さが一様な接着剤層を設けることができる。したがって、この発明によれば、肉厚化された発泡弾性層を備えていても周方向のニップ圧力が実質的に均一であり高い耐久性を発揮する弾性ローラ及びこの弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【００１４】
また、この発明係る定着装置及び画像形成装置はこの発明に係る弾性ローラを備えているから、この発明によれば、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることのできる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラの製造方法において用いられる横型押出機及び横型加熱器を備えた製造装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における成形工程によって横型押出機から押出成形された管状成形体を示す概略説明図である。
【図３】図３は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における成形工程によって横型押出機から押出成形された管状成形体の各実施例である管状成形体の断面形状を示す概略断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る弾性ローラの製造方法において用いられる横型押出機に装着されたストレートヘッドダイの開口部を説明する概略説明図である。
【図５】図５は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における加熱工程によって加熱された管状発泡体の一例における断面形状を示す概略断面図である。
【図６】図６は、この発明に係る弾性ローラの製造方法によって製造される弾性ローラの一実施例を示す概略斜視図である。
【図７】図７は、この発明に係る弾性ローラの製造方法によって製造される弾性ローラの一実施例を示す概略断面図である。
【図８】図８は、この発明に係る画像形成装置を示す概略説明図である。
【図９】図９は、この発明に係る弾性ローラの製造方法における成形工程によって横型押出機から押出成形された管状成形体の各比較例である管状成形体の断面形状を示す概略断面図である。
【図１０】図１０は、接着強度を測定する装置及び方法を説明する概略説明図である。
【図１１】図１１は、耐久性試験装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明に係るローラの製造方法は、例えば、図６及び図７に示されるように、軸体２と、軸体２の外周に形成された接着剤層４と、接着剤層４の外周に形成された発泡弾性層３とを備えて成る弾性ローラ１を、製造することができる。
【００１７】
この発明に係るローラの製造方法においては、発泡ゴム組成物を管状成形体に略水平方向に押出して押出成形すると共に、この管状成形体を略水平方向に載置及び／又は搬送して、この状態のまま加熱する。したがって、この発明に係るローラの製造方法においては、発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことのできる横型押出機及び管状成形体を略水平方向に押出した状態で加熱することのできる横型加熱器を用いる。
【００１８】
この発明に係るローラの製造方法に用いることのできる横型押出機は、後述するように、管状成形体が後述する断面形状を有するように発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことのできる押出機であればよく、例えば、従来公知の発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことのできる押出機を特に限定されることなく使用することができ、例えば、単軸押出機、二軸押出機等が挙げられる。この発明に係るローラの製造方法に用いることができる横型押出機の一例としての横型単軸押出機６は、例えば、図１及び図２に概略的に示されるように、シリンダー１１と、シリンダー１１内にシリンダー１１の軸線と同軸になるように収納されたスクリュー１２と、前記シリンダー１１の先端に前記軸線と同軸になるように配置されたストレートヘッドダイ１３と、前記シリンダー１１に装着されるホッパー１６と、前記スクリュー１２を駆動させる駆動手段（図１及び図２において図示しない。）と、冷却器及び／又は加熱器（図１及び図２において図示しない。）を備えている。この押出機においては、前記ストレートヘッドダイ１３を構成するアウターダイ１５の開口部形状が異なること以外は、基本的に従来公知の押出機と同様に構成され、発泡ゴム組成物の押出量、発泡ゴム組成物の粘度又は温度、消費電力、押出安定性等の特性又は性能等に基づいて、前記シリンダー１１及び前記スクリュー１２等の大きさ及び物性等が適宜調整される。
【００１９】
前記ストレートヘッドダイ１３は、図１及び図２に示されるように、インナーダイ１４とアウターダイ１５とから構成されている。インナーダイ１４は、シリンダー１１の先端部に連続する円錐台状基部から同軸に伸びる筒状部を有している。この筒状部はその延在方向に垂直な断面がほぼ真円となる中実体であり、管状成形体の軸孔を形成する。筒状部の外径は、後述する軸体２の外径、発泡ゴム組成物の発泡度等に応じて適宜に調製される。前記アウターダイ１５は、その内部に前記インナーダイ１４を収納し、このインナーダイ１４と同軸に配置されている。このアウターダイ１５は、シリンダー１１の先端部に連続する円錐台状空間部から同軸に伸びる筒状空間部を有している。前記筒状空間部は、少なくともその開口部が管状成形体の断面形状に対応する形状を有し、管状成形体の外形を所望の形状に整えることができるようになっている。好ましくは、前記筒状空間部の延在方向にわたってその断面形状が管状成形体の軸線に垂直な断面形状に対応する形状を有している。
【００２０】
この横型押出機６は、発泡ゴム組成物を略水平方向に押出す。発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことができれば、垂直方向の設置スペースを小さくすることができると共に作業性にも優れる。この発明において、発泡ゴム組成物を押出す方向は、垂直方向でなければよく、水平方向であっても、例えば水平面に対して１０°以下の傾斜角を有する方向であってもよい。
【００２１】
この横型押出機６によって押出成形された管状成形体は、通常、図１及び図２に示されるように、引取器７で引き取られて、次工程に供される。この引取器７は、管状成形体を略水平な状態に載置して略水平方向に搬送することができるように構成されているものが好ましい。このような引取器７として、例えば、ベルトコンベヤー等が挙げられる。
【００２２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法に用いられる横型加熱器８は、押出成形された管状成形体を略水平な状態で加熱することができる加熱器であれば従来公知の加熱器を特に限定されることなく使用することができる。例えば、略水平な状態に載置した管状成形体を加熱することのできる加熱器、略水平な状態を維持したままベルトコンベヤー等で管状成形体を搬送しつつ加熱することのできる加熱器等が挙げられる。このような加熱器として、例えば、赤外線加熱炉、熱風炉、乾燥機等が挙げられる。
【００２３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法を実施するには、前記横型押出機６、所望により引取器７及び横型加熱器８を準備し、軸体２、発泡ゴム組成物及び接着剤を作製又は調製する。
【００２４】
この発明に係る弾性ローラの軸体２は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮若しくはこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック若しくは金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に作製される。軸体２に導電性が要求される場合には、前記金属及び前記導電性樹脂の他に、前記樹脂等で形成した絶縁性芯体の表面に定法によりメッキを施すことにより、軸体２を形成することができる。前記材料の中でも、容易に導電性を付与することができる点で、金属であるのが好ましく、アルミニウム又はステンレス鋼であるのが特に好ましい。軸体２は、弾性ローラの寸法に応じて適宜の寸法に調整されるが、管状発泡体の軸線長さよりも長い軸線長さに調整され、管状発泡体における軸孔の直径とほぼ同じ外径又は前記直径よりもわずかに小さな外径に調整される。
【００２５】
前記発泡ゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、所望により各種添加剤等とを含有する組成物であればよく、例えば、発泡ゴム組成物が好ましく挙げられる。このような発泡ゴム組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。この付加反応型発泡シリコーンゴム組成物として、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性付与剤とを含有し、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分は、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーン発泡ゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＥシリーズ」及び「ＫＥＧシリーズ」等を容易に入手することができる。
【００２６】
前記発泡ゴム組成物は、押出成形できる程度の粘性を有していればよく、例えば、１８０〜２５０の可塑度（温度２３℃、相対湿度５０％）を有しているのが好ましい。発泡ゴム組成物の可塑度が前記範囲内にあると、管状成形体の形状を維持することができると共に均一なセルを形成することができる。この効果により一層優れる点で、発泡ゴム組成物の可塑度は２００〜２３０であるのがより好ましい。前記可塑度は、例えば、シリカの含有量によって調整することができる。前記可塑度は、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に規定する方法に従って測定される値である。
【００２７】
前記接着剤は、軸体２と発泡弾性層３とを接着することができる接着剤であればよく、例えば、シリコーン系接着剤、アクリル系接着剤等が挙げられる。より具体的には、シリコーン系接着剤として、付加型シリコーンＲＴＶ（例えば、商品名「ＫＥ１８８０」（粘度（２５℃）８４Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製）、商品名「ＫＥ１８３０」（粘度（２５℃）１１０Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製）、商品名「ＫＥ１８３３」（粘度（２５℃）１５０Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製））、縮合型シリコーンＲＴＶ（例えば、商品名「ＫＥ４４１」（粘度（２５℃）１５Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製））等が挙げられる。アクリル系接着剤として、アクリル変性シリコーン樹脂（例えば、商品名「スーパーＸ ８００８」（粘度（２５℃）９０Ｐａ・ｓ、セメダイン株式会社製）、商品名「スーパーＸ ８００８ ＬＬブラック」（粘度（２５℃）１４Ｐａ・ｓ、セメダイン株式会社製）、商品名「スーパーＸ ８００８クリア」（粘度（２５℃）６５Ｐａ・ｓ、セメダイン株式会社製））等が挙げられる。なお、接着剤は、一液性でも二液性でもよく、また熱硬化性でも湿気硬化性でもよい。さらに、接着剤は、例えば、トルエン、キシレン等の希釈剤を用いて、その粘度が前記範囲内になるように、調整されてもよい。
【００２８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）は、発泡ゴム組成物を横型押出機で管状成形体に押出成形する成形工程と、この管状成形体を横型加熱器８で加熱する加熱工程と、管状成形体の軸孔の内周面及び／又は軸体２の外周面に接着剤を塗布する塗布工程と、軸孔に軸体２を挿通する挿通工程とを備えている。
【００２９】
前記成形工程は、発泡ゴム組成物を横型押出器６で略水平方向に押出す工程である。押出成形は発泡ゴム組成物、管状成形体の寸法及び形状等に応じた適宜の条件で行われる。
【００３０】
この成形工程で押出成形される管状成形体２０は、図２に示されるように、発泡ゴム組成物の押出方向すなわち前記軸線方向に延在し、後述する軸体２が挿通される軸孔２２を有するチューブ状をなしている。この管状成形体２０における軸線に垂直な断面形状、すなわち、図２におけるＡ−Ａにおける断面形状は、例えば図３（ａ）〜（ｆ）に示されるように、管状成形体２０における軸孔２２の中心点を通る水平線Ｌｈよりも上方に位置する２つの角部２３ａ，２３ｂと、前記水平線Ｌｈに交差して前記角部２３ａ，２３ｂそれぞれを形成する２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形となっている。管状成形体２０がこのような断面形状に押出成形されると、軸孔２２が小さく管状成形体２０の管壁が肉厚であっても、前記角部２３ａ，２３ｂを形成する前記辺２４ａ，２４ｂを外面とし、前記水平線Ｌｈに対して起立状態にある管壁が前記角部２３ａ，２３ｂにかかる重力による荷重を十分に支持することができる。その結果、管状成形体２０が重力によって略水平方向に広がるように変形しにくくなり、管状成形体２０の外形及び軸孔２２の形状及び寸法を保持することができる。
【００３１】
この発明において、前記断面形状の前記角部２３ａ，２３ｂは、前記多角形を構成する２つの辺２４ａ，２４ｂそれぞれが到達する屈曲部分であって、２つの辺２４ａ，２４ｂそれぞれが他の辺と一点で交差してなる「角」そのものであってもよく、この角が面取り等されてなる「曲面状角部」であってもよい。また、前記多角形を構成する辺２４ａ，２４ｂは、前記角を始点として前記水平線Ｌｈをその上方から下方に横切る直線であってもよく曲線であってもよい。前記断面形状は、現実的には、曲面状角部とほぼ直線状の辺で形成されている。
【００３２】
前記断面形状は、前記２つの角部２３ａ，２３ｂと前記２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形となっていれば、管状成形体２０の外形及び軸孔２２の形状及び寸法を保持することができるが、この形状及び寸法の保持により優れる点で、前記２つの辺２４ａ，２４ｂはそれぞれ、断面形状の外側における前記水平線Ｌｈとの角度θが直角又は鋭角となるように、前記水平線Ｌｈに交差しているのが好ましい。前記角度θは、図３に示されるように、前記水平線Ｌｈの上方にある前記辺２４ａ，２４ｂと前記水平線Ｌｈとの成す角度である。
【００３３】
また、前記断面形状は、前記水平線Ｌｈよりも下方に底辺２５を有しているのが好ましく、この底辺２５は前記水平線Ｌｈにほぼ平行であるのが特に好ましい。管状成形体２０がこのような断面形状に押出成形されると、管状成形体２０を略水平方向に延在する状態にきわめて安定に載置することができ、管状成形体２０がより一層変形しにくくなる。この底辺２５の長さは、前記断面形状が前記多角形となる限り、短いのが好ましく、その下限は軸孔２２の直径以上であるのが好ましい。この底辺２５が短いと例えば引取機７等に接触する面積が小さくなるから、引取機７等からの熱の伝わりの影響が少なくなり加硫発泡の安定性が得られる。
【００３４】
前記２つの角部２３ａ，２３ｂと前記２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形である前記断面形状は、軸孔２２の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖに対して対称な多角形であるのが好ましく、正多角形であるのが特に好ましい。前記断面形状がこのような多角形であると、管状成形体２０に作用する重力、荷重等が均一になり、管状成形体２０の変形を高度に防止することができる。
【００３５】
前記多角形である断面形状は、管状成形体２０の変形をより一層高度に防止することができる点で、ｎ角形（ｎは４〜９の整数。）であるのが好ましく、ｎ角形（ｎは４〜６の整数。）であるのがより好ましく、５角形であるのが特に好ましい。
【００３６】
このような断面形状を有する管状成形体２０は、その断面形状すなわち前記多角形を形成する角部２３ａ，２３ｂに外接する仮想外接円Ｃｈの外径が軸孔２２の直径の２倍以上であるのが好ましい。前記管状成形体２０は前記したように変形しにくいから、その管壁を厚く、例えば、前記仮想外接円Ｃｈの外径を前記範囲に調整することができる。そして、このように管壁を調整すると、前記断面形状を構成する前記角部２３ａ，２３ｂ及び前記辺２４ａ，２４ｂによって管状成形体２０がより一層変形しにくくなる。なお、この発明において、軸孔２２の直径に対する前記仮想外接円Ｃｈの外径の割合における上限値は特に限定されないが、あまり大きすぎると、弾性ローラとしたときに発泡弾性層３を支持するのに十分な軸体２の強度を確保することができなくなることがある点で、例えば、前記上限値は、５倍程度であるのがよい。この発明において、前記軸孔２２の直径は、発泡ゴム組成物の発泡度等を考慮して、管状成形体２０を加熱硬化して成る管状発泡体における軸孔の直径が前記軸体２の外径と略同一又はわずかに小さくなるように、調整される。
【００３７】
以下に、管状成形体における前記断面形状について具体例を挙げて説明する。この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体の一実施例である管状成形体２０Ａは、その軸線方向に延在し、直径が１５ｍｍ以上の軸孔２２を有するチューブ状を成し、前記軸線に垂直な断面形状に外接する仮想外接円Ｃｈの外径が軸孔２２の直径の２倍以上になっている。この管状成形体２０Ａにおける前記断面形状は、図３（ａ）に示されるように、軸孔２２の中心点を通る水平線Ｌｈよりも上方に位置する２つの角部２３ａ，２３ｂと前記水平線Ｌｈに交差して前記角部２３ａ，２３ｂそれぞれを形成する２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する正五角形となっている。そして、この正五角形を形成する前記辺２４ａ，２４ｂが断面形状の外側における前記水平線Ｌｈに７２°の角度θで交差している。また、前記正五角形の断面形状は、前記水平線Ｌｈよりも下方に前記水平線Ｌｈとほぼ平行な底辺２５を有し、軸孔２２の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖに対して対称になっている。
【００３８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体の別の一実施例である管状成形体２０Ｂは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｂは、図３（ｂ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する五角形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。
【００３９】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体のまた別の一実施例である管状成形体２０Ｃは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｃは、図３（ｃ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する正六角形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。したがって、管状成形体２０Ｃは、前記水平線Ｌｈよりも下方に前記水平線Ｌｈとほぼ平行な底辺２５を有していない。
【００４０】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体の別の一実施例である管状成形体２０Ｄは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｄは、図３（ｄ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する正方形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。
【００４１】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体のまた別の一実施例である管状成形体２０Ｅは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｅは、図３（ｅ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに９０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する十字形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。
【００４２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法における前記成形工程によって押出成形された管状成形体のさらにまた別の一実施例である管状成形体２０Ｆは、その軸線に垂直な断面形状が異なること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。すなわち、前記管状成形体２０Ａは図３（ａ）に示されるようにその断面形状が正五角形であるのに対して、この管状成形体２０Ｆは、図３（ｆ）に示されるように、その断面形状が前記水平線Ｌｈに１１０°の角度θで交差する２つの辺２４ａ，２４ｂを有する正七角形であること以外は、前記管状成形体２０Ａと基本的に同様である。この管状成形体２０Ｆは、前記水平線Ｌｈよりも下方に前記水平線Ｌｈとほぼ平行な底辺２５を有している。
【００４３】
これらの管状成形体２０Ａ〜２０Ｆはいずれも、その断面形状が２つの角部２３ａ，２３ｂと２つの辺２４ａ，２４ｂとを有する多角形であるから、前記したように、その外形及び軸孔２２の形状及び寸法を保持することができる。
【００４４】
この発明に係る製造方法において、発泡ゴム組成物を横型押出器６で押出して前記断面形状を有する管状成形体２０を押出成形するには、横型押出機６におけるアウターダイ１５の少なくとも開口部形状を前記断面形状に対応する形状に作製する。したがって、アウターダイ１５の開口部形状は管状成形体２０の断面形状と基本的に同様に形成されているのが好ましい。具体的には、インナーダイ１４及びアウターダイ１５からなるストレートヘッドダイ１３の開口部形状を、例えば、図３（ａ）〜（ｆ）に示される断面形状とほぼ同一の形状に作製する。このとき、ストレートヘッドダイ１３から押出される発泡ゴム組成物はその半径方向にわずかに膨張するから、アウターダイ１５の開口部形状は、わずかにインナーダイ１４側に突出する曲線状の２つの辺で形成されているのが好ましい。例えば、図３（ｄ）に示す正方形の断面形状を有する管状成形体２０Ｄを押出成形するには、アウターダイ１５の開口部形状は、図４に示されるように、インナーダイ１４側に突出し、その中央部の突出量が最も大きくなる曲線状の辺１５ａ，１５ｂで形成された形状にする。このときの突出量は、発泡ゴム組成物、管状成形体２０の形状及び寸法等によって適宜に調整される。
【００４５】
このようにして所定の断面形状に押出成形された管状成形体２０は、所望により、引取・搬送工程に供される。この引取・搬送工程によって、例えば、図１及び図２に示されるように、管状成形体２０は引取器７によって横型押出機６から押出された水平状態を維持したまま引き取られ、横型加熱器８に搬送される。
【００４６】
この発明に係る製造方法においては、次いで、前記管状成形体２０を横型加熱器８で加熱する加熱工程を行う。この加熱工程においては、前記管状成形体２０を略水平な状態で加熱する。この管状成形体２０は、前記した断面形状を有しているから、成形工程、引取・搬送工程及び発泡ゴム組成物が硬化するまでの加熱工程中に大きく変形することがなく、加熱硬化してなる管状発泡体は管状成形体２０の形状を維持し、軸孔２２の真円度を保持することができる。
【００４７】
加熱工程における加熱条件は、発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋し、かつ、発泡剤が分解又は発泡するのに十分な条件を好適に採用することができる。例えば、１７０〜５００℃特に２００〜４００℃の加熱温度に、数分以上１時間以下特に５〜３０分間にわたって発泡ゴム組成物を加熱する加熱条件が挙げられる。このようして、管状成形体２０を加熱すると発泡剤が発泡すると共にゴムが架橋して、複数のセルが形成された管状発泡体が形成される。この管状発泡体は、所望により、さらに二次加熱が行われてもよい。二次加熱は、前記加熱条件で加熱された管状発泡体をより確実に硬化させる工程であり、二次加熱によって発泡ゴム組成物が硬化して成る管状発泡体の物性が安定するという効果が得られる。二次加熱は、例えば、前記管状発泡体を、１８０〜２５０℃好ましくは１９０〜２３０℃で、１〜２４時間好ましくは３〜１０時間にわたって、又は、金型を用いて、例えば、１３０〜２００℃好ましくは１５０〜１８０℃で、５分以上２４時間以下好ましくは１０分以上１０時間以下にわたって、再度加熱されることによって、行われる。
【００４８】
前記管状発泡体は、その外周及び軸孔２２内部から加熱されるからその厚さ方向にほぼ均一なセルが形成され、加熱によって膨張するものの管状成形体２０の前記断面形状を保持する。したがって、管状発泡体の軸孔は、管状成形体２０における軸孔２２の形状を大きく損なうことがなく、高い真円度を保持している。具体的には、管状発泡体の軸孔は、その軸線に垂直な断面形状における軸孔の中心点を通る水平線上の直径ｄｈと前記軸孔の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖ上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上であるのが好ましく、０．９５以上であるのが特に好ましい。一例を挙げると、図５に示されるように、前記管状成形体２０Ａを加熱して成る管状発泡体２１Ａ（図５においてセルを図示しない。）の軸孔２７は、管状発泡体２１Ａの軸線に垂直な断面形状における軸孔２７の中心点を通る水平線Ｌｈ上の直径ｄｈと軸孔２７の中心点を通り前記水平線Ｌｈに垂直な垂直線Ｌｖ上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上であるのが好ましく、０．９５以上であるのが特に好ましい。なお、前記直径比（ｄｖ／ｄｈ）の上限値は１である。管状発泡体の軸孔２７が前記範囲の直径比（ｄｖ／ｄｈ）を有していると、発泡弾性層３の厚さ及び硬度が均一になると共に、発泡弾性層３と軸体２との間に設けられる接着剤層４の厚さをほぼ一様にすることができる。
【００４９】
この発明に係る製造方法においては、所望により、このようにして加熱されて成る管状発泡体を所定の軸線長さに切断する工程を実施することができる。
【００５０】
この発明に係る製造方法においては、次いで、管状発泡体の軸孔２７の内周面及び／又は準備した軸体２の外周面に接着剤を塗布する塗布工程を行う。この塗布工程は、準備した接着剤をディップ法、スプレー法等に従って塗布する。
【００５１】
この発明に係る製造方法においては、所望により、発泡弾性層３に要求される形状に応じて、管状発泡体の外周面を整える研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が行われる。これらの工程は、従来利用されている研削盤、円筒研削盤、やすり等により、定法に従って行われる。また、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程後に、研削カス、研磨カス、異物等を除去するため、所望により、洗浄工程が実施されてもよい。
【００５２】
この発明に係る製造方法においては、後述する挿通工程を行う前に、所望により、軸体２の外周面にプライマーを塗布する工程を実施してもよい。プライマーは、所望により溶剤等に溶解され、定法、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、軸体２の外周面に塗布され、硬化される。プライマーとしては、特に制限はないが、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。所望により、前記樹脂を硬化及び／又は架橋する架橋剤を用いることができ、このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が挙げられる。プライマー層は、例えば、０．１〜１０μｍの厚さに形成される。
【００５３】
この発明に係る製造方法においては、次いで、軸孔２７に軸体２を挿通する挿通工程を行う。この工程は、所望により接着剤が塗布された軸体２を軸孔２７に挿入又は圧入して、実施される。
【００５４】
この発明に係る製造方法においては、次いで、前記接着剤に応じて接着剤を硬化する。接着剤が加熱硬化性接着剤である場合には軸体２を挿通した管状発泡体を加熱する。加熱としては前記加熱器を用いることができる。このときの加熱条件は、接着剤が硬化する条件であればよく、例えば、加熱温度１００〜２００℃、加熱時間５分以上２時間以下の条件を選択することができる。
【００５５】
このようにして、軸体２の外周に接着剤層４を介して形成された発泡弾性層３を備えて成る弾性ローラ１を製造することができる。
【００５６】
この発明に係る製造方法によって製造される弾性ローラ（以下、この発明に係る弾性ローラと称する。）の一実施例である弾性ローラ１は、例えば、図６及び図７に示されるように、軸体２と、軸体２の外周に形成された接着剤層４と、接着剤層４の外周に形成された発泡弾性層３とを備え、接着剤層４は周方向の厚さが一様となっている。なお、この弾性ローラ１の軸体２はこの発明に係る製造方法において準備する前記軸体２と基本的に同様である。
【００５７】
特に、この弾性ローラ１は、外径が大きく、軸孔２７の外径が小さい発泡弾性層３、すなわち、肉厚の発泡弾性層３を備えていても、軸体２と発泡弾性層３との間に介在する接着剤層４の周方向の厚さが一様になっている。したがって、弾性ローラ１は、その周方向において、軸体２と発泡弾性層３との接着強度がほぼ一定であり、定着装置又は画像形成装置に装着されても、発泡弾性層３が軸体２から剥離することがなく、高い耐久性を発揮することができる。
【００５８】
また、この弾性ローラ１は、前記したように、軸孔２２の形状が保持された前記管状成形体２０から発泡弾性層３が形成されているから、肉厚であるにもかかわらず周方向の硬度が実質的に均一な発泡弾性層３を備えている。具体的には、発泡弾性層３は、その任意の軸線位置における外周線上の周方向に中心角が９０度となる間隔を有する４箇所のアスカーＣ硬度の偏差（硬度偏差と称することがある。）が２以下であり、好ましくは１以下である。発泡弾性層３の硬度偏差が前記範囲にあると、弾性ローラ１を定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着したときに、定着ローラと加圧ローラとの周方向のニップ圧力が実質的に均一になり、現像剤を所望のように均一な状態に定着させて画像に定着ムラが生じることを高度に防止することができる。
【００５９】
弾性ローラ１は、アスカーＣ硬度が４０〜６０であるのが好ましく、４５〜５５であるのが好ましい。弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度を有していると、定着装置に装着されたときに大きなニップ幅を長期間にわたって確保することができる。アスカーＣ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定することができる。弾性ローラ１のアスカーＣ硬度は、例えば、弾性ローラ１の発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物に含有されるゴム、発泡剤及び／若しくは添加剤の種類を選択し、並びに／又は、それらの配合量等を変更することにより、また、発泡弾性層３の成形条件等により、調整することができる。
【００６０】
弾性ローラ１は、装着される定着装置等に応じて任意の寸法に調整される。弾性ローラ１は、例えば、２〜２０ｍｍの外径に調整されることができる。これまで、軸体２の外径が比較的小さく発泡弾性層３の厚さが大きな大径ローラとすると、周方向の均一な硬度と高い耐久性とを実現することができなかったが、前記したように、弾性ローラ１は周方向の均一な硬度と高い耐久性とを発揮することができるから、発泡弾性層３の厚さを大きくすることができ、具体的には、発泡弾性層３の厚さを１０ｍ以上にすることができる。
【００６１】
前記発泡弾性層３は、その内部及び／又は外表面にセルを有する発泡弾性層３とされる（図６及び図７において発泡弾性層３の外周面及び端面に開口したセルは図示しない。）。発泡弾性層３がセルを有していると、発泡弾性層３の硬度を低下させることができ、一方、発泡弾性層３の断熱性を向上させることができる。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、発泡ゴム組成物に含有される発泡剤の発泡又は分解等によって生じる中空領域をいう。発泡弾性層３に有する複数のセルは、他のセルに接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）、他のセルに接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態の何れの状態にあってもよい。
【００６２】
このような発泡弾性層３は、弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度となるような硬度を有しているのが好ましい。この例においては、発泡弾性層３は弾性ローラ１の最外層であるから、通常、発泡弾性層３は弾性ローラ１のアスカーＣ硬度と同じアスカーＣ硬度を有する。
【００６３】
発泡弾性層３は、発泡弾性層３に形成されるセルの平均セル径、発泡弾性層３の発泡倍率等が調整されているのが、この発明の効果をより一層高めることができる点で、好ましい。例えば、発泡弾性層３の平均セル径は、６０〜８００μｍであるのが好ましく、１００〜４００μｍであるのが特に好ましく、発泡弾性層３の発泡倍率は、１６０〜２２５％であるのが好ましく、１６５〜２００％であるのが特に好ましい。発泡弾性層３において、その発泡倍率及び平均セル径は、発泡弾性層３を形成する後述する発泡ゴム組成物に含有される発泡剤又は発泡ゴム組成物の硬化条件等により、調整することができる。前記発泡倍率は、発泡弾性層３の体積及び質量を常法によって測定し、これらから算出することができる。また、セルの平均セル径は、発泡弾性層３の表面又は任意の面で切断したときの切断面において、約２０ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セルにおける開口部の最大長さを測定して、測定された最大長さを算術平均して得られた平均長さとして、求めることができる。
【００６４】
発泡弾性層３の形態は特に限定されず、例えば、発泡弾性層３は、その軸線方向にわたって均一な外径に調整された所謂ストレート形状でもよく、また、中央部における外径がその両端部における外径よりも大きくなるように調整された所謂クラウン形状であってもよく、さらに、中央部における外径がその両端部における外径よりも小さくなるように調整された所謂逆クラウン形状であってもよい。この例において、発泡弾性層３は、図１に示されるように、前記ストレート形状に形成されている。
【００６５】
接着剤層４は、前記接着剤で形成され、軸体２と発泡弾性層３との間隙を埋めて両者を接着固定する。接着剤層４の厚さは、周方向に実質的に均一になっており、通常、０．１〜０．５ｍｍに調整されるのが好ましい。
【００６６】
この発明に係る弾性ローラは、弾性ローラ１を挙げて具体的に説明したように、前記特性例えば周方向の均一な硬度と高い耐久性等とを有しているから、画像形成装置に具備される定着装置に装着される定着ローラ及び／又は加圧ローラとして好適に用いられる。特に、この発明に係る弾性ローラは、高精細高速化された画像形成装置に具備される定着装置に装着される定着ローラ及び／又は加圧ローラとして好適に用いられる。さらに、この発明に係る弾性ローラは周方向の均一な硬度と高い耐久性とを発揮するから、高精細高速化された高耐久性高級画像形成装置に具備される定着装置に装着される定着ローラ及び／又は加圧ローラとして特に好適に用いられる。
【００６７】
次に、この発明に係る弾性ローラを備えた定着装置（以下、この発明に係る定着装置と称することがある。）及び画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図８を参照して、説明する。
【００６８】
図８に示されるように、この発明に係る画像形成装置３０は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体３１例えば感光体と、前記像担持体３１の周囲に配置された、帯電手段３２例えば帯電ローラ、露光手段３３、現像手段４０、転写手段３４例えば転写ローラ及びクリーニング手段３７と、記録体３６の搬送方向下流側に定着手段３５例えば画像形成装置用定着装置とを備えている。この現像手段４０は、従来の現像手段と基本的に同様に形成され、具体的には、図８に示されるように、現像剤収納部４１と、像担持体３１に現像剤４２を供給する現像剤担持体４４と、現像剤担持体４４に現像剤４２を供給する現像剤供給手段４３と、現像剤４２を帯電させる現像剤規制部材４５とを備えている。現像剤４２は、一成分系の現像剤であれば、乾式現像剤であっても湿式現像剤であってもよく、また、非磁性現像剤であっても磁性現像剤であってもよい。
【００６９】
前記定着手段３５は、記録体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができればよく、例えば、発熱可能な定着ローラを備えた熱ローラ定着装置、オーブン定着器等の加熱定着装置、加圧可能な定着ローラを備えた圧力定着装置等を用いることができる。これらの定着装置は無端ベルトを備えた定着装置であってもよい。図８において、無端ベルトを備えた定着手段３５はこの発明に係る画像形成装置用定着装置とされている。この定着装置３５は、図８にその断面が示されるように、記録体３６を通過させる開口５２を有する筐体５０内に、定着ローラ５３と、定着ローラ５３の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ５４と、定着ローラ５３及び無端ベルト支持ローラ５４に巻き掛けられた無端ベルト５５と、定着ローラ５３と対向配置された加圧ローラ５６とを備え、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３と加圧ローラ５６とが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。無端ベルト支持ローラ５４は、画像形成装置に通常用いられるローラであればよく、例えば、弾性ローラ等が用いられる。無端ベルト５５は、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂により、無端状に形成されたベルトであればよく、その厚さ等も適宜定着手段３５に適合するように調整することができる。定着ローラ５３、無端ベルト支持ローラ５４及び加圧ローラ５６はそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ５６はスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接している。無端ベルト５５と加圧ローラ５６との圧接された間を記録体３６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。
【００７０】
この発明に係る画像形成装置３０は、帯電手段３２の帯電ローラ、現像手段４０の現像ローラ、転写手段３４の転写ローラ、定着手段３５の定着ローラ、加圧ローラ又は無端ベルト支持ローラ、クリーニング手段のクリーニングローラ、紙送り搬送ローラ等の各種ローラを備え、これら各種ローラのうち少なくとも１つのローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用される。好ましくは、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、定着ローラ及び加圧ローラのうち少なくとも１つのローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用され、特に好ましくは、定着ローラ及び加圧ローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用される。
【００７１】
この発明に係る画像形成装置３０は、次のように作用する。まず、画像形成装置３０において、帯電手段３２により像担持体３１が一様に帯電され、露光手段３３により像担持体３１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像手段４０から現像剤４２が像担持体３１に供給され、静電潜像が現像される。次いで、現像剤像は像担持体３１と転写手段３４との間に搬送される記録体３６上に転写される。この記録体３６は定着手段３５に搬送され、定着ローラ５３と加圧ローラとのニップ部を通過することにより現像剤像が永久画像として記録体３６に定着される。このようにして、記録体３６に画像を形成することができる。
【００７２】
この発明に係る定着装置及びこの発明に係る画像形成装置は、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、定着ローラ、加圧ローラ、無端ベルト支持ローラ、クリーニングローラ、紙送り搬送ローラ等の各種ローラのうち少なくとも１つのローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用され、特に、定着ローラ及び／又は加圧ローラとしてこの発明に係る弾性ローラが使用されている。したがって、この発明に係る定着装置及びこの発明に係る画像形成装置は、定着ローラと加圧ローラとのニップ圧力がそれらの周方向において実質的に均一になって現像剤を記録体に所望のように均一な状態に定着させて画像に定着ムラが生じることを高度に防止することができると共に、前記定着ローラ及び／又は前記加圧ローラの発泡弾性層３が剥離することを長期間にわたって防止することができ、高い耐久性を発揮すると共に現像剤を所望のように定着させることができる。
【００７３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、前記した態様に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、管状成形体２０を加熱して得られる管状発泡体を冷却する冷却工程を備えていてもよい。また、この発明に係る弾性ローラの製造方法に使用する横型押出機は、発泡ゴム組成物を略水平方向に押出すことができれば、ストレートヘッドダイ１３に代えてクロスヘッドダイを備えていてもよい。
【００７４】
この発明に係る弾性ローラは、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、発泡弾性層３は、単層構造とされているが、この発明において二層以上の複層構造とされてもよい。
【００７５】
また、弾性ローラ１は、軸体２と接着剤層４と発泡弾性層３とを備えているが、この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層３の外周にチューブ層を備えていてもよい。発泡弾性層３の外周にチューブ層が形成されていると、現像剤の離型性を向上させることができる。チューブ層は、一層構造とされても、二層以上が積層された積層構造とされてもよい。チューブ層は、例えば、１〜１００μｍの厚さに形成される。チューブ層を形成する材料は、特に制限されるものではないが、弾性ローラは被当接体に当接又は圧接されるから、永久変形しにくい材料であるのが好ましく、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミドイミド系樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。また、チューブ層は、金属製スリーブであってもよく、スリーブを形成する金属としては、例えば、鉄、ステンレス鋼、ニッケル等の高い熱伝導を有する金属材料が挙げられる。チューブ層は、前記材料を発泡弾性層３の外径とほぼ同じ内径を有する円筒状に予め形成した管体に発泡弾性層３を挿入して、又は、前記材料を、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って発泡弾性層３の外周面に塗布した後、硬化及び／又は架橋して、発泡弾性層３の外周に形成することができる。
【００７６】
さらに、この発明に係る弾性ローラは、用途に応じて、軸体２内、発泡弾性層３内及び／又は軸体２と発泡弾性層３との間に、加熱体、例えば、電熱器、発熱コイル等を備えていてもよい。例えば、この発明に係る弾性ローラが熱ローラ定着器の定着ローラとして使用される場合には、軸体２内に加熱体を備えている。
【００７７】
この発明に係る画像形成装置は、前記画像形成装置３０に限定されることなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において種々の変更が可能である。例えば、画像形成装置３０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置３０は、現像手段４０に単色の現像剤４２のみを収容するモノクロ画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置は、モノクロ画像形成装置に限定されず、カラー画像形成装置であってもよい。カラー画像形成装置としては、例えば、像担持体上に担持された現像剤像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置、各色毎の現像手段を備えた複数の像担持体を中間転写体や転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。画像形成装置３０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。
【００７８】
また、画像形成装置３０において、現像剤４２は、一成分系の現像剤が有利に用いられるが、トナーと、鉄、ニッケル等のキャリアとを含む二成分系の現像剤も使用することができる。
【実施例】
【００７９】
（実施例１）
図３（ａ）に示される断面形状を有する管状成形体２０Ａを押出成形して、発泡弾性層３が図３（ａ）に示される断面形状を有する実施例１の弾性ローラ１Ａを製造した。
【００８０】
すなわち、無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（直径２５ｍｍ×長さ３７０ｍｍ、ＳＵＭ２２）をトルエンで洗浄し、プライマー「Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂ」（信越化学工業株式会社製：商品名）を塗布した。プライマー処理した軸体をギアーオーブンを用いて１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。
【００８１】
また、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴムコンパウンド「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）１００質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．０質量部と、有機系発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．５質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量と、耐熱性向上剤「ＫＥＰ−１２」（信越化学工業株式会社製：商品名）１．０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを調整した。この付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａの可塑度（温度２５℃、相対湿度５０％）は、前記測定方法で測定したところ、２００であった。
【００８２】
前記横型押出機６、引取機７及び横型加熱器８を、図１に示されるように、直列状態に配置した。なお、前記横型押出機６として図３（ａ）に示される管状成形体２０Ａの断面形状に対応する形状の筒状空間部及び開口部を有するアウターダイ１５が装着された横型押出機６（株式会社三葉製作所製）を、引取機７としてベルトコンベヤーを、横型加熱器８として赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を、それぞれ準備した。
【００８３】
前記横型押出機６のホッパー１６に調製した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを投入して、図２に示されるように、この組成物Ａを下記条件下で水平方向に押出して、管状成形体２０Ａを押出成形した。この管状成形体２０Ａは、軸孔２２の直径が１５ｍｍ、前記断面形状における仮想外接円Ｃｈの直径が５０ｍｍである、図３（ａ）に示される略正五角形であった。
押出成形条件１：前記組成物Ａの温度２５０℃、押出量５ｍｍ／ｓｅｃ
押出成形条件２：スクリュー１２のスクリュー径５０ｍｍ
【００８４】
このようにして成形された管状成形体２０Ａを引取機７で水平方向に引取り、横型加熱器８内に水平方向に搬送した。２５０℃に調製された横型加熱器８内を１０分かけて水平方向に搬送しつつ加熱して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを二次加熱し、常温にて１時間放置した後に、軸線長さが４００ｍｍとなるように切断して、管状発泡体２１Ａを作製した。作製した管状発泡体２１Ａの軸孔２７の直径は２４．５ｍｍ、管状発泡体２１Ａの仮想外接円の外径は７５ｍｍであった。
【００８５】
作製した管状発泡体２１Ａを前記軸体２の外周面に接着剤（商品名「スーパーＸ」、セメダイン株式会社製）を硬化後の厚さが０．５ｍｍとなるように塗布した。次いで、表面を研磨して管状発泡体２１Ａを外径６５ｍｍの略円筒状に整形した。次いで、前記軸体２を管状発泡体２１Ａの軸孔２７に挿通した後、２５℃で２４時間放置して接着剤を硬化して、軸体２、接着剤層４及び発泡弾性層３を備えて成る実施例１の弾性ローラ１Ａを製造した。
【００８６】
（実施例２〜５）
図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｆ）に示される断面形状を有する管状成形体を押出成形して、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｆ）に示される断面形状を有する実施例２〜５の各弾性ローラ１Ｂ〜１Ｅを製造した。具体的には、前記アウターダイ１５に代えて、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｆ）に示される管状成形体２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ及び２０Ｆの断面形状に対応する形状の筒状空間部及び開口部を有するアウターダイそれぞれを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜５の各弾性ローラ１Ｂ〜１Ｅを製造した。なお、管状成形体２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ及び２０Ｆはいずれも、軸孔２２の直径が１５ｍｍ、前記断面形状における仮想外接円Ｃｈの直径が５０ｍｍであり、各管状発泡体の軸孔２７の直径は２４．５ｍｍ、各管状発泡体の仮想外接円の外径は７５ｍｍであった。
【００８７】
（比較例１〜５）
図９（ａ）〜（ｅ）に示される断面形状を有する管状成形体Ａ〜Ｅを押出成形して、図９（ａ）〜（ｅ）に示される断面形状を有する比較例１〜５の各弾性ローラＡ〜Ｅを製造した。具体的には、前記アウターダイ１５に代えて、図９（ａ）〜（ｅ）に示される管状成形体Ａ〜Ｅの断面形状に対応する形状の筒状空間部及び開口部を有するアウターダイそれぞれを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜５の各弾性ローラＡ〜Ｅを製造した。
【００８８】
図９（ａ）に示される断面形状は円形であり、図９（ｂ）に示される断面形状は垂直線上に長軸線、水平線Ｌｈ上に短軸線を有する楕円形であり、図９（ｃ）に示される断面形状は円形の下部を水平に切り欠いた形状（第１表において「半円形」と表記する。）であり、図９（ｄ）に示される断面形状は正三角形であり、図９（ｅ）に示される断面形状は対角線の１つが水平線Ｌｈ上にある正六角形（第１表において「正六角形（横）」と表記する。）である。なお、管状成形体Ａ〜Ｅはいずれも、軸孔２２の直径が１５ｍｍ、前記断面形状における仮想外接円Ｃｈの直径が５０ｍｍであり、各管状発泡体の軸孔の直径は２４．５ｍｍ、各管状発泡体の仮想外接円の外径は７５ｍｍであった。
【００８９】
（直径比の算出）
実施例１〜５及び比較例１〜５において、管状成形体２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ及び２０Ｆ及びＡ〜Ｅを加熱して成る各管状発泡体における前記直径比（ｄｖ／ｄｈ）を算出した。その結果を第１表に示す。
【００９０】
（アスカーＣ硬度における弾性ローラの周方向硬度偏差測定）
このようにして製造した弾性ローラ１Ａ〜１Ｅ及びＡ〜Ｅにおいて、外周線上の周方向に中心角が９０度となる間隔で４箇所を測定点として、各測定点のアスカーＣ硬度を前記方法に従って測定し、その偏差（第１表において「硬度偏差」と表記する。）。その結果を第１表に示す。なお、前記硬度偏差が「２以下」であるローラを「良品」と、「２を越える」ローラを「不良品」と、判断することができる。
【００９１】
（接着強度試験）
前記弾性ローラ１Ａ〜１Ｅ及びＡ〜Ｅにおける軸体２と発泡弾性層３との接着強度を、テンシロン測定器（商品名「ＲＴＭ-１００」、株式会社オリエンテック製）及び接着界面破壊治具とを用いて、測定した。前記接着界面破壊治具６１は、図１０に示されるように、軸体が挿入される有底穴６４を有する円筒状を成す金属製の治具本体６２と、治具本体６２の上面から同軸に突出する取付部６３とからなる。前記治具本体６２は、外径３１ｍｍで軸線長さが８０ｍｍの円筒状をなし、前記有底穴６４は治具本体６２の底面に開口し、その径が２７ｍｍ、深さが６０ｍｍになっている。
【００９２】
図１０に示されるように、テンシロン測定器の前記可動上部（以下、可動部と称することがある。）６５に前記取付部６３を介して前記接着界面破壊治具６１を取り付けた。一方、測定対象の弾性ローラ６６（接着剤層は図示しない。）を、その軸線と前記接着界面破壊治具６１の軸線とが一致するように、前記接着界面破壊治具６１の軸線の延長線上に固定した。次いで、テンシロン測定器を稼動させて、５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で前記接着界面破壊治具６１を図１０に示す矢印Ａすなわち弾性ローラ６６に向けて前進させた。前記治具本体６２が弾性ローラ６６における弾性層６７の端面に当接した後、接着界面破壊治具６１の前進によって弾性層６７が軸体６８から剥離するまでの最大押圧力を、前記テンシロン測定器から読み取り、弾性ローラ６６における軸体６８と弾性層６７との接着強度とした。このようにして測定した接着強度が、５００Ｎ以上であった場合を「○」とし、５００Ｎ未満であった場合を「×」とした。その結果を第１表に示す。
【００９３】
（耐久性試験）
前記弾性ローラ１Ａ〜１Ｅ及びＡ〜Ｅの耐久性試験を、以下の方法で、図１１に示される耐久性試験装置７０を用いて、試験した。この耐久性試験装置７０は、筐体内部の下面に固定され、内部ヒータ７２を備えた加熱ローラ７１と、この加熱ローラ７１の軸方向に沿って、その両側に設けられた保温材７３と、加熱ローラ７１と対向するように、筐体内部の上面に上下動可能に設けられた試験ローラ装着部７４と、試験ローラ装着部７４を上下に移動可能な押圧力調整手段７５、例えば、押圧調整用マイクロメータとを備えている。なお、加熱ローラ７１として、直径２０ｍｍの金属（ステンレス鋼、ＳＵＳ３０４）製ローラを用いた。
【００９４】
前記各弾性ローラそれぞれを試験ローラ装着部７４のベアリングに装着し、図１１に示されるように、押圧力調整手段７５を操作して、装着した前記弾性ローラ７６を加熱ローラ７１に圧接し、加熱ローラ７１と弾性ローラ７６との圧接部において、弾性ローラ７６における発泡弾性層が内部に４ｍｍ凹陥するように、弾性ローラ７６を固定した（すなわち、弾性ローラ７６の半径と加熱ローラ７１との半径の和よりも４ｍｍ短くなるように、弾性ローラ７６の中心軸と加熱ローラ７１の中心軸との距離ｄを調節した。）。次いで、保温材７３及び内部ヒータ７２を起動し、加熱ローラ７１の表面温度を１８０℃に調節した。その後、試験ローラ装着部７４に装備された駆動手段（図示しない。）により、回転速度１３０ｒｐｍで８時間連続稼動し、弾性ローラ７６における発泡弾性層の凹陥状態を解除後、弾性ローラ７６を常温で１６時間放置した。この８時間連続稼動及び１６時間連続放置を１サイクルとして連続して４０サイクル実施した。
【００９５】
耐久性試験の評価は、前記試験後に、弾性ローラ７６における発泡弾性層の両端部が軸体２から剥離していなかった場合、及び、発泡弾性層の両端部が実用上問題のない程度に軸体２からわずかに剥離していた場合を「○」、発泡弾性層の両端部が実用上問題のある程度にまで軸体２から剥離していた場合を「×」とした。その結果を第１表に示す。
【００９６】
【表１】
【符号の説明】
【００９７】
１ 弾性ローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
４ 接着剤層
６ 横型押出器
７ 引取器
８ 横型加熱器
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ 管状成形体
２１Ａ 管状発泡体
３０ 画像形成装置
３１ 像担持体
３２ 帯電手段
３３ 露光手段
３４ 転写手段
３５ 定着手段
３６ 記録体
３７ クリーニング手段
４０ 現像手段
４１ 現像剤収納部
４２ 現像剤
４３ 現像剤供給手段
４４ 現像剤担持体
４５ 現像剤規制部材
５０ 筐体
５２ 開口
５３ 定着ローラ
５４ 無端ベルト支持ローラ
５５ 無端ベルト
５６ 加圧ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周に接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成る弾性ローラを製造する方法であって、
発泡ゴム組成物を横型押出機で、軸孔を有する管状成形体に押出成形する成形工程と、
前記管状成形体を横型加熱器で加熱する加熱工程と、
前記軸孔の内周面及び／又は前記軸体の外周面に接着剤を塗布する塗布工程と、
前記軸孔に前記軸体を挿通する挿通工程とを備え、
前記管状成形体は、その軸線に垂直な断面形状が、前記軸孔の中心点を通る水平線よりも上方に位置する２つの角部と、前記水平線に交差して前記角部それぞれを形成する２つの辺とを有する多角形であることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記辺は、前記断面形状の外側における前記水平線との角度θが直角又は鋭角となるように、前記水平線に交差していることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記断面形状は、前記水平線よりも下方に底辺を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
前記断面形状は、前記断面形状に外接する仮想外接円の外径が前記軸孔の直径に対して２倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程で加熱されて成る管状発泡体は、前記水平線上の直径ｄｈと前記軸孔の中心点を通り前記水平線に垂直な垂直線上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上である軸孔を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法によって、軸体の外周に厚さの一様な接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成ることを特徴とする弾性ローラ。
【請求項７】
請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
軸体の外周に接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成る弾性ローラを製造する方法であって、
発泡ゴム組成物を横型押出機で、軸孔を有する管状成形体に押出成形する成形工程と、
前記管状成形体を横型加熱器で加熱する加熱工程と、
前記軸孔の内周面及び／又は前記軸体の外周面に接着剤を塗布する塗布工程と、
前記軸孔に前記軸体を挿通する挿通工程とを備え、
前記管状成形体は、その軸線に垂直な断面形状が、前記軸孔の中心点を通る水平線よりも上方に位置する２つの角部と、前記水平線に交差して前記角部それぞれを形成する２つの辺とを有する多角形であることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記辺は、前記断面形状の外側における前記水平線との角度θが直角又は鋭角となるように、前記水平線に交差していることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記断面形状は、前記水平線よりも下方に底辺を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
前記断面形状は、前記断面形状に外接する仮想外接円の外径が前記軸孔の直径に対して２倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程で加熱されて成る管状発泡体は、前記水平線上の直径ｄｈと前記軸孔の中心点を通り前記水平線に垂直な垂直線上の直径ｄｖとの直径比（ｄｖ／ｄｈ）が０．９以上である軸孔を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法によって、軸体の外周に厚さの一様な接着剤層を介して形成された発泡弾性層を備えて成ることを特徴とする弾性ローラ。
【請求項７】
請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項６に記載の弾性ローラを備えてなることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２１６６０（Ｐ２０１１−２１６６０Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６４０４（Ｐ２００９−１６６４０４）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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