弾性ローラ、弾性ローラの製造方法、画像形成装置用定着装置及び画像形成装置
【課題】発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にしわが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献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、並びに、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置用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２の外周面に形成された発泡弾性層３を備え、前記発泡弾性層３は、その両端部３Ｂ、３ＣのアスカーＣ硬度が、その中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きいことを特徴とする弾性ローラ１、軸体２の外周面に配置した発泡ゴム組成物を特定の圧縮率となるように発泡させることを特徴とする弾性ローラの製造方法、並びに、この弾性ローラ１を備えて成ることを特徴とする画像形成装置用定着装置及び画像形成装置。
【解決手段】軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３を備え、前記発泡弾性層３は、その両端部３Ｂ、３ＣのアスカーＣ硬度が、その中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きいことを特徴とする弾性ローラ１、軸体２の外周面に配置した発泡ゴム組成物を特定の圧縮率となるように発泡させることを特徴とする弾性ローラの製造方法、並びに、この弾性ローラ１を備えて成ることを特徴とする画像形成装置用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、弾性ローラの製造方法、画像形成装置用定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラ、この弾性ローラの製造方法、並びに、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置用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、軸体とその外周面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。
【０００３】
これらのローラの中でも、例えば、定着ローラ及び加圧ローラ等には、各ローラの機能を向上させるため、例えば、定着ローラの場合には、加圧ローラとの大きなニップ幅を確保して、現像剤を所望のように定着させることにより、高精細化の画像を形成するため、弾性層の硬度が適宜調整されることがある。
【０００４】
硬度が調整された弾性層を備えて成るローラとして、例えば、特許文献１には、「定着装置用ローラの両端部分と中央部分におけるゴム材質の硬度に差を設け、中央部分の硬度を両端部分の硬度より大きく構成したことを特徴とする定着装置用ローラ」が、特許文献２の請求項２には、「前記少なくとも一方のローラの非通紙領域の硬度が通紙領域の硬度より小さいことを特徴とする、請求項１に記載の定着装置」がそれぞれ記載されている。
【０００５】
また、一方で、前記各ローラの機能を向上させるためには、硬度の低い弾性層を軸体の外周面に形成するのが有効である。そして、硬度の低い弾性層として、セルを含有する発泡弾性層がよく用いられる。
【０００６】
ところが、弾性層が発泡弾性層である場合には、この発泡弾性層の両端部の硬度を例えば特許文献１及び２のように中央部分の硬度よりも小さくすると、長期間の使用によって、発泡弾性層の両端部分が軸体から剥離することがある。具体的には、発泡ゴム組成物を軸体の外周面に配置（分出し）した後、この発泡ゴム組成物を加熱硬化して、両端部分の硬度を中央部分の硬度よりも小さくした発泡弾性層を備えたローラを同様に長期間の使用に供すると、形成された発泡弾性層の両端部分が軸体から剥離し、場合によっては、破壊されることがある。
【０００７】
このように、発泡弾性層の両端部分が軸体から剥離し又は破壊されると、ローラの機能を発揮することができず、例えば、定着ローラの場合には、現像剤を記録体に所望のように定着させることも、また、記録体を所望のように搬送することもできず、高品質の画像を記録体に形成することはできなくなる。
【０００８】
ところで、弾性層が発泡弾性層である場合には、この発泡弾性層の両端部の硬度を例えば特許文献１及び２のように中央部分の硬度よりも小さくしても、これらの特許文献の記載内容に反して、記録体にシワが生じることがあった。そうすると、たとえ、現像剤を所望のように定着することができても、記録体に形成される画像は、結果的に、低品質になってしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−６４４２４号公報
【特許文献２】特開平１０−１１１６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラ、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、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置用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、軸体の外周面に形成された発泡弾性層を備えてなり、前記発泡弾性層は、その両端部のアスカーＣ硬度がその中央部のアスカーＣ硬度よりも大きいことを特徴とする弾性ローラであり、
請求項２は、前記発泡弾性層は、前記両端部の発泡倍率と前記中央部の発泡倍率との差が４．０〜６７．０％であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラであり、
請求項３は、前記発泡弾性層は、その軸線方向の中央における中央外周線から両端部に向けて等距離にある仮想外周線それぞれと前記軸線に平行な仮想直線との交点におけるアスカーＣ硬度の差が２以下であ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であり、
請求項４は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置用定着装置であり、
請求項５は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置であり、
請求項６は、軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を下記条件を満たすように発泡させ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る。
前記発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径をＡ、その両端部の発泡径をＢとしたときに、前記発泡ゴム組成物における両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％であること
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る弾性ローラは、両端部のアスカーＣ硬度が中央部のアスカーＣ硬度よりも大きい発泡弾性層を備えているから、画像形成装置用定着装置等に長期間にわたって装着され、発泡弾性層が繰り返し圧縮されても、発泡弾性層の端部がこの繰り返し圧縮に対する高い耐久性を発揮して、軸体から剥離しにくくなる。また、この発明に係る弾性ローラは、両端部のアスカーＣ硬度が中央部のアスカーＣ硬度よりも大きい発泡弾性層を備えているから、この弾性ローラを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、定着ローラと加圧ローラとの当接部を記録体が通過するときに、発泡弾性層の両端部で記録体の端部が適正な位置に固定された状態を維持することができ、記録体が幅方向に変位することがなく、その結果、前記当接部を通過してくる記録体にシワが発生することを長期間にわたって防止することができる。したがって、この発明によれば、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラを提供することができる。
【００１４】
また、発明に係る弾性ローラの製造方法は、軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を、その両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％の範囲内となるように、発泡させるから、両端部のアスカーＣ硬度が中央部のアスカーＣ硬度よりも大きい発泡弾性層が軸体の外周面に形成される。したがって、この発明によれば、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【００１５】
さらに、この発明によれば、この発明に係る画像形成装置用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、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置用定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示されるように、この発明に係る弾性ローラの一実施例としての弾性ローラ１Ａは、軸体２と、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３とを備え、例えば、図８に示される画像形成装置用定着装置３５等に配設される。
【００１７】
前記軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体とされる。また、軸体２は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体であってもよい。
【００１８】
前記発泡弾性層３は、後述する発泡ゴム組成物によって、軸体２の外周面に形成されている。この発泡弾性層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とされる（図１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の硬度が低下して、弾性ローラ１の機能が向上するから、高品質の画像を形成することに貢献することができる。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。発泡弾性層３は、画像形成装置用定着装置等に用いられる各種ローラに応じて、セルの大きさ、存在率等が決定される。
【００１９】
弾性ローラ１Ａは、発泡弾性層３において、両端部と中央部とのアスカーＣ硬度が異なるように、形成されている。具体的には、発泡弾性層３における両端部のアスカーＣ硬度が、その中央部のアスカーＣ硬度よりも大きく調整されている。このように、発泡弾性層３の硬度が調整されていると、発泡弾性層３の両端部が、画像形成装置用定着装置等に弾性ローラ１Ａが装着されたときに作用する繰り返し圧縮に対する高い耐久性を発揮して、軸体２から剥離しにくくなると共に、発泡弾性層３の両端部で記録体の端部が適正な位置に固定された状態を維持することができ、記録体がその幅方向（弾性ローラ１Ａの軸線方向）に変位することがなく、その結果、定着ローラと加圧ローラとの当接部を通過してくる記録体にシワが発生することを長期間にわたって防止することができる。
【００２０】
この発明において、発泡弾性層３の中央部３Ａは、発泡弾性層３の軸線方向における中央部、例えば、図２に示されるように、中央部（図示しない。）を中心とする例えば１０ｍｍ程度の幅を有する領域の内部であればいずれの位置であってもよく、同様に、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃは、発泡弾性層３の軸線方向における各端部、例えば、図２に示されるように、各端部から中央部に向かって例えば３０ｍｍ程度の幅を有する領域の内部であればいずれの位置であってもよい。なお、この発明において、前記両端部３Ｂ及び３Ｃは前記領域の内部にあればよいが、前記両端部３Ｂ及び３Ｃはその少なくとも一部が、弾性ローラ１Ａが画像形成装置用定着装置等に装着されたときに、記録体が通過する通紙領域内にあることが重要である。前記両端部３Ｂ及び３Ｃの少なくとも一部が通紙領域内にないと、この発明の目的を十分に達成することができない。
【００２１】
発泡弾性層３において、その端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを長期間にわたって防止することができる点で、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３ＡとのアスカーＣ硬度差それぞれは、３〜１５であるのが好ましく、３〜１０であるのが特に好ましい。
【００２２】
発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃそれぞれは、そのアスカーＣ硬度が中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きければよく、例えば、２３〜５３であるのが好ましく、２８〜４５であるのが特に好ましい。両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、高品質の画像を形成する能力が長期間にわたって維持される。この発明において、一方の端部３ＢのアスカーＣ硬度と他方の端部３ＣのアスカーＣ硬度とは同じ値であるのが好ましいが、両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度は中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きければそれぞれ異なる値であってもよい。この場合には、一方の端部３ＢのアスカーＣ硬度と他方の端部３ＣのアスカーＣ硬度との差は、例えば、２以下の範囲内にあるのがよい。一方、発泡弾性層３の中央部３Ａは、そのアスカーＣ硬度が両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度よりも小さければよく、例えば、２０〜５０であるのが好ましく、２７〜３５であるのが特に好ましい。中央部３ＡのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１Ａを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、加圧ローラとの所望の当接幅を無理のないトルクで確保することができる。
【００２３】
発泡弾性層３は、その軸線方向の中央における中央外周線から両端部に向けて等距離にある仮想外周線それぞれと前記軸線に平行な仮想直線との交点（図１及び図２において図示しない。）におけるアスカーＣ硬度の差（以下、「軸線方向の硬度差」と称することがある。）が２以下となっているのが好ましい。すなわち、発泡弾性層３は、その外周面上において、前記中央外周線を中心線として線対称な位置におけるアスカーＣ硬度差が２以下となっているのが好ましい。発泡弾性層３は、両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度がその中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きくなっていればよいが、このように軸線方向の硬度差が２以下となっていると、発泡弾性層３は中央外周線を中心線にして両端方向のアスカーＣ硬度がほぼ対称となり、軸線方向の硬度差による軸線方向の当接幅がばらつくことを効果的に防止して、軸線方向の当接幅を均一にすることができる。その結果、弾性ローラ１Ａを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着すると、軸線方向に所望のように均一に現像剤を記録体に定着させることができる。前記各仮想外周線は、中央外周線でなければよく、例えば、前記中央部３Ａと前記端部３Ｂ及び３Ｃとの間の領域内に仮想されてもよいが、この発明の目的をよく達成することができる点で、各仮想外周線は、例えば、前記両端部３Ｂ及び３Ｃ内に仮想されるのがよい。前記軸線方向の硬度差は、発泡弾性層３の外周面上において、前記各仮想外周線それぞれと軸線に平行な仮想直線との交点を測定点として各測定点のアスカーＣ硬度を測定することによって、求めることができる。なお、この発明において、前記「仮想外周線」及び前記「軸線に平行な仮想直線」は１本又は２本以上を想定することができ、この発明の目的をよく達成することができる点で、２本以上例えば４本を想定するのがよい。前記「仮想外周線」及び前記「軸線に平行な仮想直線」を２本以上想定する場合には、各「仮想外周線」及び各「軸線に平行な仮想直線」における前記アスカーＣ硬度のバラツキが２以下になっているのが好ましいが、この発明においては、少なくとも１本の前記「仮想外周線」と少なくとも１本の前記「軸線に平行な仮想直線」との各交点におけるアスカーＣ硬度のバラツキが２以下になっていればよい。
【００２４】
さらに、発泡弾性層３は、その外周線における周方向のアスカーＣ硬度の差（以下、「周方向の硬度差」と称することがある。）が２以下となっているのが好ましい。発泡弾性層３の外周線における周方向の硬度差が２以下となっていると、発泡弾性層３におけるこの外周線上のアスカーＣ硬度がほぼ均一な値となり、周方向の硬度差によって生じる「発泡弾性層３のニップ圧力のばらつきによる現像剤の定着不均」を効果的に防止することができる。前記外周線は、発泡弾性層３の前記中央部３Ａの領域内部に仮想される中央外周線、端部３Ｂ及び３Ｃの領域内部に仮想される仮想外周線、及び、中央部３Ａ及び端部３Ｂ又は３Ｃの間の領域内部に仮想される仮想外周線のいずれの外周線であってもよい。周方向の硬度差は、少なくとも１つの外周線を仮想し、この外周線を４等分する点を測定点として各測定点のアスカーＣ硬度を測定し、各測定値のうち最大の測定値と最小の測定値との差を算出することによって、求めることができる。この発明において、周方向の硬度差は、前記中央外周線、又は、端部３Ｂ及び３Ｃの領域内部に仮想される仮想外周線で評価されるのが好ましい。
【００２５】
この発明において、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。発泡弾性層３のアスカーＣ硬度は、例えば、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、後述する端部押さえ部材９等における間隙ｓ（換言すると、端部押さえ部材９等における底部９Ａの径）等により、調整することができる。特に、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３ＡとのアスカーＣ硬度を異なるようにするには、例えば、後述する端部押さえ部材９等における間隙ｓ（換言すると、端部押さえ部材９等における底部９Ａの径）、発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物の加熱条件又は加熱方法等を異ならしめればよい。
【００２６】
発泡弾性層３は、前記の硬度特性を有していればよいが、例えば、発泡弾性層３に形成されるセル、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。
【００２７】
例えば、発泡弾性層３は、両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３Ａとの発泡倍率が異なるように、形成されるのが好ましく、発泡弾性層３における両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率が、その中央部３Ａの発泡倍率よりも小さく調整されるのが好ましい。このように、発泡弾性層３の発泡倍率が調整されていると、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることをより一層長期間にわたって防止することができる。
【００２８】
具体的には、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃそれぞれは、その発泡倍率が、１６０〜２２５％であるのが好ましく、１６５〜２００％であるのが特に好ましい。両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率が前記範囲内にあると、高品質の画像を形成する能力が長期間にわたって維持される。この発明において、端部３Ｂの発泡倍率と端部３Ｃの発泡倍率とは同じ値であるのが好ましいが、両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率は前記範囲内にあればそれぞれ異なる値であってもよい。この場合には、端部３Ｂの発泡倍率と端部３Ｃの発泡倍率との差は、例えば、１０％以下の範囲内にあるのがよい。一方、発泡弾性層３の中央部３Ａは、その発泡倍率が、１０２〜２３５％であるのが好ましく、１６０〜２０５％であるのが特に好ましい。中央部３Ａの発泡倍率が前記範囲内にあると、形成される発泡弾性層３の硬度特性を前記硬度特性に容易に調整することができ、弾性ローラ１Ａを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、加圧ローラとの所望の当接幅を確保することができる。そして、両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率と、中央部３Ａの発泡倍率との差それぞれは４．０〜６７．０％であるのが好ましく、１２．０〜４５．０％であるのが特に好ましい。発泡弾性層３における発泡倍率の差それぞれを前記範囲内に調整すると、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度差を前記範囲内に容易に調整することができる。その結果、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２の外周面に強固に密着して耐久性が向上すると共に、記録体にシワが発生することをより一層長期間にわたって防止することができる。
【００２９】
また、例えば、発泡弾性層３は、両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３Ａとに形成されたセルの平均セル径が異なるように、形成されるのが好ましく、発泡弾性層３における両端部３Ｂ及び３Ｃの平均セル径が、その中央部３Ａの平均セル径よりも小さく調整されるのが好ましい。このように、発泡弾性層３に形成されたセルの平均セル径が調整されていると、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることをより一層長期間にわたって防止することができる。
【００３０】
具体的には、発泡弾性層３に形成されたセルの平均セル径は、例えば、６０〜８００μｍであるのが好ましく、１００〜４００μｍであるのが特に好ましい。セルの平均セル径が前記範囲であると、現像剤がセルの大きさに影響を受けず、適切に定着されるという効果を奏する。特に、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃにおける平均セル径は、１００〜３００μｍであるのが好ましく、１００〜２００μｍであるのが特に好ましく、発泡弾性層３の中央部３Ａにおける平均セル径は、１００〜４００μｍであるのが好ましく、１００〜３００μｍであるのが特に好ましい。発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃ及び中央部３Ａにおける平均セル径が前記範囲であると、弾性ローラ１Ａを定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着したときに、発泡弾性層３のニップ圧力が均一になり現像剤の定着性が向上するという効果を奏する。さらに、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃにおける平均セル径と発泡弾性層３の中央部３Ａにおける平均セル径との差は１００μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以下であるのが特に好ましい。
【００３１】
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中空充填剤の配合量、後述する端部押さえ部材９等における間隙ｓ（換言すると、端部押さえ部材９等における底部９Ａの径）、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。
【００３２】
発泡弾性層３の発泡倍率は、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。
【００３３】
発泡弾性層３は、前記の硬度特性を有していればよく、例えば、その形態は特に限定されない。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。前記硬度特性を効果的に機能させて、前記目的を十分に達成することができる点で、発泡弾性層３は前記ストレート形状であるのが好ましい。
【００３４】
発泡弾性層３の厚さは特に限定されないが、通常、２〜２０ｍｍに調整されるのが好ましく、３〜１２ｍｍに調整されるのが特に好ましい。なお、発泡弾性層３の外径は、前記厚さ、弾性ローラの用途等を考慮して、適宜調整される。弾性ローラ１Ａにおいて、発泡弾性層３は、前記厚さの範囲内において、前記弾性ローラ１Ａの外径に対する発泡弾性層３の厚さの割合が２０〜５０％であるのが好ましく、２５〜３５％であるのが特に好ましい。前記軸体２の弾性ローラ１Ａに対する発泡弾性層３の厚さの割合を前記範囲内に調整すると、弾性ローラ１Ａを画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、この弾性ローラ１Ａと対向配置される他のローラ例えば定着ローラとの接触面積が大きくなり、十分な当接幅を確保することができる。なお、発泡弾性層３の軸線方向長さは適宜調整される。
【００３５】
この発明に係る弾性ローラの別の一実施例としての弾性ローラ１Ｂは、図３に示されるように、軸体２と、その外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面上に形成されたチューブ層４とを備え、例えば、図８に示される画像形成装置用定着装置３５に配設される。
【００３６】
弾性ローラ１Ｂにおける軸体２及び発泡弾性層３は、弾性ローラ１Ａにおける軸体２及び発泡弾性層３と基本的に同様である。
【００３７】
チューブ層４は、後述する材料によって、発泡弾性層３の外周面に形成されている。発泡弾性層３の外表面にチューブ層４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４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４は、例えば、１〜１００μｍの厚さに形成される。
【００３８】
チューブ層４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１Ｂ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４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。
【００３９】
この弾性ローラ１Ｂは、チューブ層４が薄層であるから、チューブ層４が発泡弾性層３の外周面に形成されても、弾性ローラ１Ｂは、発泡弾性層３の特性特に硬度特性を、チューブ層４を介して、発揮することができる。したがって、この弾性ローラ１Ｂにおいても、前記弾性ローラ１Ａと同様の効果を十分に奏することができる。
【００４０】
この発明に係る弾性ローラの発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物は、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、発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が好ましく挙げられる。発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適な発泡ゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物が特に好ましい。
【００４１】
付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物は、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、反応制御剤とを含有し、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤と各種添加剤とを含有してもよい。
【００４２】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム（ＨＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）等が挙げられる。これらのビニル基含有シリコーン生ゴムは、後工程で、発泡剤及び付加反応架橋剤等をロールミル等で容易に混練りすることができるという特性を有し、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４３】
前記シリカ系充填材は、補強性を有する煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）３で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるＲ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、５〜１００質量部であるのがよい。シリカ系充填材は、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
前記発泡剤としては、従来、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。通常、ゴムに連続気泡を形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立気泡を形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。この発明においては、前記発泡弾性層３を容易に形成することができる点で、発泡剤は、有機系発泡剤であるのがよく、具体的には、例えば、アゾジカルボン酸アミド、アゾビス−イソブチロニトリル等のアゾ化合物が好適に使用される。特に、ジメチル−１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）が好適に使用できる。発泡剤の配合量は、発泡剤の種類によって相違するが、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度が２０〜６０となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部、特に０．５〜１０質量部であるのがよい。発泡剤の配合量が、０．１質量部未満であると、形成される発泡弾性層３に十分な気泡を形成することができないことがあり、一方、１０質量部を超えると、発泡シリコーンゴムとしての形態を維持することができなくなり、発泡弾性層３の機械的強度が低下することがある。発泡剤として、ジメチル−１，１’−アゾ−ビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）を選択する場合には、その配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．５〜５質量部であるのが特によい。発泡剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４５】
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に２個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環又は分枝状のいずれであってもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．０１〜２０質量部であるのがよい。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４６】
前記付加反応触媒は、例えば、周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられ、より具体的には、シリカ、アルミナ又はシリカゲル等の担体上に吸着された微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸六水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸六水塩のアルコール溶液等の白金系触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられる。これら付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物全体に対して、１〜１，０００ｐｐｍであるのがよく、１０〜５００ｐｐｍであるのが特によい。付加反応触媒の配合量が、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、１ｐｐｍより少ないと、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応が十分に進行せず、ビニル基含有シリコーン生ゴムの硬化が不十分となることがあり、一方、１，０００ｐｐｍを超えると、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応を促進する能力が向上せず、かえって、経済性が低下することがある。付加反応触媒は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４７】
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を制限されることなく使用することができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜２質量部であるのがよい。反応制御剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４８】
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．３〜１０質量部であるのがよい。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４９】
耐熱性向上剤は、発泡弾性層３の耐熱性を向上させる化合物であればよく、例えば、カーボンブラック、酸化鉄（ベンガラとも称する。）、酸化セリウム及び水酸化セリウム等が挙げられる。これらは一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００５０】
前記カーボンブラックは、通常、その製造方法によって、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等に類別され得るが、硫黄、アミン等の含有量が多いと、付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物の付加反応を阻害することがあるので、硫黄、アミン等の含有量が少ないカーボンブラック、例えば、アセチレンブラックが好適に使用される。前記酸化鉄は、黒色ベンガラ（Ｆｅ３Ｏ４）及び赤色ベンガラ（Ｆｅ２Ｏ３）が好ましく挙げられる。前記酸化セリウム及び前記水酸化セリウムは、単独で使用されてもよいが、前記カーボンブラック及び／又は前記酸化鉄と共に使用されるのが、発泡弾性層３の硬度変化を抑えることができる点で、好ましい。
【００５１】
前記耐熱性向上剤の総配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜３５質量部であるのがよく、１〜１０質量部であるのが特によい。耐熱性向上剤の総配合量が前記範囲であれば、カーボンブラック、酸化鉄、酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量は、特に限定されない。例えば、カーボンブラックの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０〜１５質量部であるのがよく、０．２〜１５質量部であるのがさらによく、２〜１０質量部であるのが特によい。ベンガラの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０〜３０質量部であるのがよく、０．２〜３０質量部であるのがさらによく、２〜２０質量部であるのが特によい。酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量はそれぞれ、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜５質量部であるのがよく、０．２〜２質量部であるのが特によい。
【００５２】
前記各種添加剤は、例えば、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤等の添加剤、離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤、及び、得られるゴムの硬度を調整することのできる粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。
【００５３】
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。
【００５４】
発泡ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分以上１時間以下にわたって、常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００５５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を、その発泡ゴム組成物における両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％の範囲内となるように、発泡させる工程を含むことを特徴とする。ここで、前記Ａは発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径、前記Ｂは発泡ゴム組成物における両端部の発泡径をそれぞれ示す。この発明に係る弾性ローラの製造方法の具体的例を、前記弾性ローラ１Ａ及び１Ｂ（以下、弾性ローラ１と称することがある。）を例にして、以下に説明する。この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、まず、軸体２を準備する。
【００５６】
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調製される。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。
【００５７】
軸体２は、所望により、その外周面にプライマー層が塗布されてもよい。プライマー層を形成するプライマーは、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。
【００５８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、次いで、このようにして作製した軸体２の外周面に、発泡ゴム組成物、好ましくは有機系発泡剤を含有する発泡ゴム組成物を、押出成形による連続加熱成形、プレス、インジェクションによる型成形等によって、加熱成形する。発泡ゴム組成物の加熱成形においては、まず、所望により接着層又はプライマー層が形成された軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物を配置する。軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置する方法としては、例えば、押出機等により軸体２と発泡ゴム組成物とを一体に分出して、軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置する方法、また、軸体２を収納する金型に発泡ゴム組成物を注入して、軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置する方法等が挙げられる。これらの中でも、押出機等により軸体２と発泡ゴム組成物とを一体に分出しする方法が、作業が容易で連続して行うことができる点で、好ましい。
【００５９】
ここで、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物は、その振れ精度が０．５ｍｍ以下となっているのが、好ましい。軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物が前記範囲の振れ精度を有していると、発泡ゴム組成物を均一に加熱することができ、結果として発泡ゴム組成物の発泡硬化も均一になって、前記硬度特性と高い振れ精度とを有する発泡弾性層３を成形することができる。発泡ゴム組成物の振れは、発泡ゴム組成物の円周方向における厚さの均一性、すなわち、厚さの振れ（以下、単に、振れと称することがある。）を示す精度である。図４を参照して説明すると、発泡ゴム組成物８の振れは、発泡ゴム組成物８の中心点８Ｄと軸体２の中心点２Ｃとの距離に影響される。例えば、発泡ゴム組成物８が、軸線方向においてその軸線と軸体２の軸線２Ｄとがずれて軸体２の外周面に配置された状態（図４（ａ）参照。）におけるＡ−Ａ線における断面が図４（ｂ）に示されている。この場合において、発泡ゴム組成物８の振れは、発泡ゴム組成物８の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）、換言すると、軸体２の中心点２Ｃから発泡ゴム組成物８の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）として、算出される。すなわち、発泡ゴム組成物８の振れは、少なくとも、発泡ゴム組成物８における軸線方向の中央部と両端部との３点における、発泡ゴム組成物８の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）を示した値であり、より具体的には、各測定点において、式（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）（ｍｍ）で算出される。又は、少なくとも、発泡ゴム組成物８における中央部と両端部との３点における、軸体２の中心点２Ｃから発泡ゴム組成物８の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を示した値であり、より具体的には、各測定点において、式（Ｌ２−Ｌ１）（ｍｍ）で算出される。ここで、発泡ゴム組成物８の振れは、軸体２の軸線２Ｄを回転軸線として回転させながら、レーザー測長機により、各測定点における、発泡ゴム組成物８の厚さ、又は、軸体２の軸線２Ｄから発泡ゴム組成物８の外周面までの距離を測定し、測定された最大厚さと最小厚さとから、又は、測定された最長距離と最短距離とから、前記式により算出することができる。
【００６０】
前記範囲内の振れ精度で発泡ゴム組成物８を軸体２の外周面に配置する方法としては、例えば、押出成形時におけるインダイとアウトダイの各中心を合わせる方法、加硫前に円筒研削盤により外径を整える方法等が挙げられる。
【００６１】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、このようにして、好ましくは前記範囲内の振れ精度で、軸体２の外周面に発泡ゴム組成物８を配置した後、図５に示されるように、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃ（発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃに対応する。）それぞれに、有底円筒型の端部押さえ部材９が装着される。端部押さえ部材９は、後述する加熱発泡工程において、発泡ゴム組成物８に含有される発泡剤の過度の発泡による両端部８Ｂ及び８Ｃの拡径を抑えて、硬度を高める。図５に示されるように、この端部押さえ部材９は、軸体２が貫通する貫通孔を有する底部９Ａと、発泡ゴム組成物８の外径よりもわずかに大きな内径を有し、底部９Ａからほぼ垂直に延びる周側面９Ｂとを備えて成る有底円筒形を成している。図５に示されるように、端部押さえ部材９の周側面９Ｂは、端部押さえ部材９が発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃに装着されたときに、両端部８Ｂ及び８Ｃと周側面９Ｂの内周面との間にある程度の間隙ｓが画成されるように、その内径が調整されている。この発明において、間隙ｓは、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃに要求される硬度等に応じて、適宜調整され、例えば、２．５〜１７．５ｍｍに調整される。周側面９Ｂの軸線方向長さは、発泡弾性層３の端部３Ｂ及び３Ｃの軸線方向長さ以上であればよく、例えば、５〜３０ｍｍに調整される。両端部８Ｂ及び８Ｃへの端部押さえ部材９の装着は自動でも手動でもよい。
【００６２】
端部押さえ部材９の前記間隙ｓは、以下の条件を満たすように、前記範囲内で調整されるのが好ましい。前記間隙ｓが以下の条件を満たすように調整されていると、形成される発泡弾性層３の硬度特性を前記硬度特性に容易に調整することができる。前記間隙ｓが満たす条件は、発泡ゴム組成物の発泡硬化後（研磨処理前の発泡弾性層）において、発泡硬化した発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径をＡ、その端部の発泡径をＢとしたときに、発泡硬化した発泡ゴム組成物における端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％である。この圧縮率（％）は４．０〜１３．０％であるのがさらに好ましい。前記条件において、中央部の最大発泡径Ａは、例えば、発泡ゴム組成物に含有される発泡剤等の種類及び含有量、発泡硬化条件等によって、後述する押さえ部材１２を用いる場合には、押さえ部材１２における最大内径によって、適宜調整することができる。両端部の発泡径Ｂは、端部押さえ部材９の周側面９Ｂの内径、端部押さえ部材１１及び押さえ部材１２の各底部１１Ａ及び１２Ａの径によって、適宜調整することができる。
【００６３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、このようにして、発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃそれぞれに端部押さえ部材９を装着した状態を維持しつつ、軸体２及び端部押さえ部材９と共に発泡ゴム組成物８を加熱する。発泡ゴム組成物８の加熱は、発泡ゴム組成物８に含まれるゴム、例えば、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で行われればよい。例えば、発泡ゴム組成物８は、通常、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等により、１７０〜５００℃程度、特に２００〜４００℃に加熱され、数分以上１時間以下、特に５〜３０分間、加熱される。
【００６４】
前記状態を維持しつつ発泡ゴム組成物８が加熱されると、発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃは、端部押さえ部材９によって、発泡剤の発泡に基づく拡径が抑えられ、図６に示されるように、端部押さえ部材９が装着された両端部８Ｂ及び８Ｃは、端部押さえ部材９における周側面９Ｂの内径までしか拡径しない。一方、両端部８Ｂ及び８Ｃ以外の発泡ゴム組成物８、換言すると、端部押さえ部材９が装着されていない発泡ゴム組成物８は、発泡剤の発泡に基づいて、何ら規制されることなく自由に拡径する。したがって、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８を加熱してなるゴム硬化体１０は、図６に示されるように、その両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径が、それ以外の部分の外径よりも小さくなり、その結果、ゴム硬化体１０の両端部１０Ｂ及び１０Ｃは、それ以外の部分の硬度よりも大きな硬度になる。このように、発泡ゴム組成物８を前記条件を満たすように発泡さ硬化させると、発泡弾性層３としたときに、両端部のアスカーＣ硬度がその中央部のアスカーＣ硬度よりも大きくなり、また、前記硬度特性、両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率と中央部３Ａの発泡倍率との差、平均セル径等を前記所定の範囲内に容易に調整することができる。
【００６５】
なお、前記端部押さえ部材９における間隙ｓの大きさを適宜調整することによって、硬化体１０の両端部１０Ｂ及び１０Ｃ（すなわち、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃ）の硬度を前記範囲に調整することができる。
【００６６】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、ゴム硬化体１０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、前記条件で加熱されたゴム硬化体１０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８が硬化して成るゴム硬化体１０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、前記の条件で加熱されたゴム硬化体１０を、さらに、端部押さえ部材９が装着されたままで、又は、端部押さえ部材９が取り外された状態で、例えば、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。
【００６７】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、このようにして成形されたゴム硬化体１０は、発泡弾性層３に要求される形状に応じて、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施され、発泡弾性層３とされる。例えば、発泡弾性層３がストレート形状に形成される場合には、発泡弾性層３の一方の端部３Ｂから他方の端部３Ｃにわたる外径が均一になるように、研削工程等が施される。研削工程、研磨工程及び／又は切削工程は、従来利用されている研削盤、円筒研削盤、やすり等により、定法に従って行うことができる。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、これらの工程が施されてなる発泡弾性層３を洗浄してもよい。洗浄は、例えば、水等を用いた湿式洗浄及び／又はウエス等を用いたふき取り洗浄、送風洗浄等が挙げられる。
【００６８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、所望により、このようにして形成された発泡弾性層３の外周にチューブ層４を形成する。具体的には、チューブ層４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、発泡弾性層３の外表面に形成されるのが、発泡弾性層３の表面に存在する凹凸形状に大きく影響されず、平滑な表面を有するチューブ層４を形成することができる点で、好ましい。もちろん、チューブ層４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、形成されてもよい。
【００６９】
このようにして、両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３Ａとの硬度が異なる発泡弾性層３、所望により前記特性を満足する発泡弾性層３を軸体２の外周面に備えた弾性ローラ１Ａ及び１Ｂを製造することができる。
【００７０】
前記製造方法では、２つの端部押さえ部材９を用いているが、この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、２つの端部押さえ部材９に代えて２つの端部押さえ部材１１又は２つの押さえ部材１２を用いることもできる。
【００７１】
端部押さえ部材１１は、図７（ａ）に示されるように、軸体２が貫通する貫通孔を有し、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の外径よりもわずかに大きな径を有する底部１１Ａと、この底部１１Ａから内径が次第に大きくなるように延びる周側面１１Ｂとを備えて成り、一方が開口した中空の円錐台形状に形成されている。すなわち、この端部押さえ部材１１は、周側面１１Ｂの内径が底部１１Ａから前端方向に向かって次第に大きくなっていること以外は、前記端部押さえ部材９と基本的に同様に形成されている。そして、この端部押さえ部材１１においては、底部１１Ａは、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃにおける外径とある程度の間隙ｓが画成されるように、その径が調整されている。この間隙ｓは端部押さえ部材９で説明した通りである。
【００７２】
押さえ部材１２は、図７（ｂ）に示されるように、軸体２が貫通する貫通孔を有し、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の外径よりもわずかに大きな径を有する底部１２Ａと、この底部１２Ａから内径が次第に大きくなり、かつ、前記発泡ゴム組成物８の略中央まで覆うように延びる周側面１２Ｂとを備えて成り、一方が開口した中空の円錐台形状に形成されている。すなわち、押さえ部材１２は、周側面１２Ｂが端部押さえ部材１１の周側面１１Ｂよりも長く、２つの押さえ部材１２で軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８を完全に被覆可能な長さに調整されていること以外は、前記端部押さえ部材１１と基本的に同様に形成されている。したがって、押さえ部材１２の底部１２Ａは、端部押さえ部材１１の底部１１Ｂと基本的に同様に形成され、前記間隙ｓを有する径に調整されている。
【００７３】
弾性ローラ１Ａ及び１Ｂにおける発泡弾性層３は、前記したように、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度がその中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きいから、発泡弾性層３の端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献することができる。
【００７４】
この発明における弾性ローラは、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、この発明においては、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、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、弾性ローラ１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。
【００７６】
次に、この発明に係る弾性ローラ１を備えた画像形成装置用定着装置（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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、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。
【００８１】
この発明に係る画像形成装置用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ているから、この発明に係る画像形成装置用定着装置は長期間にわたって高品質の画像を形成することに貢献することができ、また、この発明に係る画像形成装置は長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
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】
【００８４】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（直径１５ｍｍ×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。
【００８５】
次いで、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。
【００８６】
一方、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いて、直径１５ｍｍの貫通孔を有する、厚さ２．５ｍｍ、外径４３．５ｍｍの底部９Ａと、内径３８．５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍ、軸線方向の長さ２５ｍｍの周側面９Ｂとからなる、有底円筒型の端部押さえ部材９を準備した。
【００８７】
次いで、プライマー層を形成した軸体２と、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａとを、押出成形機にて一体分出し、軸体の両端から２５ｍｍ部分の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａをカットし、除去した。次いで、一体分出しされた付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを円筒研削盤によりストレート形状に研削してその外径を、２９ｍｍに調整し、前記端部押さえ部材９との間隙ｓを４．７５ｍｍとした。このようにして外径が整えられた付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａの前記測定方法による振れ精度は０．１３ｍｍであった。図５に示されるように、軸体２の外周面に配置された付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａの両端部それぞれに、軸体２の中心と端部押さえ部材９における貫通孔の中心とが一致した状態となるように、端部押さえ部材９を装着した。次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、端部押さえ部材９を装着した状態で、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを２５０℃で１５分間加熱して、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。このようにして形成されたゴム硬化体１０は、図６に示されるように、その両端部１０Ｂ及び１０Ｃが外径３８．３ｍｍ（端部押さえ部材９による圧縮率は両端部１０Ｂ及び１０Ｃ共に８．８１％であった。）に、それ以外の部分が外径４２．０ｍｍに拡径していた。
【００８８】
このゴム硬化体１０を、その軸線方向全域にわたって、円筒研削盤を用いて、外径を３２ｍｍに調整し、ストレート形状の発泡弾性層３が軸体の外周面に形成された弾性ローラを製造した。
【００８９】
このようにして製造した弾性ローラにおいて、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃ（端部から２０ｍｍの位置）それぞれのアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径を前記方法に従って測定し、前記端部から２０ｍｍの位置における軸線方向の硬度差を算出した結果を、第１表に示した。また、発泡弾性層３の中央部３ＡのアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径を前記方法に従って測定し、中央部３Ａにおける周方向の硬度差を算出した結果を第１表に示した。さらに、測定された結果から、中央部３Ａと端部３Ｂ及び３Ｃそれぞれの発泡倍率差並びに両端部３Ｂと３Ｃとの発泡倍率差を算出し、その結果を第１表に示した。なお、前記軸線方向の硬度差は、前記端部から２０ｍｍの位置に仮想した１本の仮想外周線と発泡弾性層３の軸線に平行であって任意に仮想した１本の仮想直線との交点を測定点とした。
【００９０】
（実施例２）
端部押さえ部材９の内径を４０ｍｍ（前記間隙ｓは５．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例３）
端部押さえ部材９の内径を３５ｍｍ（前記間隙ｓは３．０ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例４）
端部押さえ部材９の内径を３４ｍｍ（前記間隙ｓは２．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
【００９１】
（実施例５）
内径４０ｍｍ（前記間隙ｓは５．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材と内径３８ｍｍ（前記間隙ｓは４．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材とを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例６）
内径３９ｍｍ（前記間隙ｓは５．０ｍｍとなる。）の端部押さえ部材と内径３８ｍｍ（前記間隙ｓは４．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材とを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例７）
端部押さえ部材９の内径を４１．８ｍｍ（前記間隙ｓは６．４ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
【００９２】
（実施例８）
内径３３ｍｍ（前記間隙ｓは２．０ｍｍとなる。）の端部押さえ部材と内径３４ｍｍ（前記間隙ｓは２．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材とを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
（実施例９）
端部押さえ部材９の内径を３７ｍｍ（前記間隙ｓは４．０ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
（実施例１０）
端部押さえ部材９の内径を３６ｍｍ（前記間隙ｓは３．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
【００９３】
（実施例１１）
端部押さえ部材９の内径を３９．５ｍｍ（前記間隙ｓは５．２５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。この弾性ローラにおいて、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａは、実施例１における「円筒研削盤による研削方法」に代えて、一体分出し時におけるインダイとアウトダイの各中心を調整する方法を採用して、軸体２の外周面に配置した。
（実施例１２）
端部押さえ部材９の内径を３９．５ｍｍ（前記間隙ｓは５．２５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。この弾性ローラにおいて、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａは、実施例１における「円筒研削盤による研削方法」に代えて、一体分出し時におけるインダイとアウトダイの各中心を調整する方法（実施例１１よりも各中心のズレを大きくした）を採用して、軸体２の外周面に配置した。
【００９４】
（比較例１）
端部押さえ部材９を用いることなく、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物を加熱した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
（比較例２）
端部押さえ部材９の内径を４２ｍｍ（前記間隙ｓは６．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
【００９５】
（耐久試験）
このようにして製造した弾性ローラの耐久性を、以下の方法で、図９に示される耐久試験装置７０を用いて、試験した。この耐久試験装置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外部ヒータ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。
【００９６】
前記実施例及び比較例で製造した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９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３ｍｍ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の外径と加熱ローラ７１との外径の和よりも３ｍｍ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。）。
【００９７】
次いで、外部ヒータ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。
【００９８】
耐久試験の評価は、前記試験後に、弾性ローラにおける発泡弾性層の両端部及び中央部に亀裂等が確認できず、かつ、両端部が軸体２から剥離していなかった場合を「◎」、発泡弾性層の両端部及び中央部に亀裂等が確認できず、かつ、発泡弾性層の両端部が軸体２から剥離していたが実用上問題のない程度であった場合を「○」、発泡弾性層の両端部及び中央部に亀裂等が確認できた場合又は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表及び第２表に示す。
【００９９】
（紙シワ発生試験）
前記耐久試験装置７０に、前記耐久試験と同様にして、製造した各弾性ローラを加圧ローラ７６として装着した。次いで、外部ヒータ７３及び内部ヒータ７２を起動することなく、試験ローラ装着部７４に装備された駆動手段（図示しない。）により回転速度を５０ｒｐｍに設定した。回転速度５０ｒｐｍで８時間連続稼動し、弾性ローラ７６における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。この後に、日本工業規格Ａ４用紙１枚を、その長手方向が弾性ローラの軸線方向と一致するように、加圧ローラ７６として装着した各弾性ローラと加熱ローラ７１との圧接部を通過させて、この圧接部を通過した用紙にシワが発生しているか否かを確認した。
【０１００】
紙シワ発生試験の評価は、４０回の前記連続稼動及び連続放置した後に前記耐久試験装置７０における圧接部を通過させた用紙にシワが発生していなかった場合を「◎」、前記圧接部を通過させた用紙に微少なシワがわずかに発生していたが実用上問題のない程度であった場合を「○」、前記圧接部を通過させた用紙に実用上問題がある程度にまでシワが発生していた場合を「×」とした。その結果を第１表及び第２表に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラにおける一実施例の弾性ローラを示す斜視図である。
【図２】図２は、弾性ローラの発泡弾性層における両端部及び中央部を説明する斜視図である。
【図３】図３は、この発明に係る弾性ローラにおける別の一実施例の弾性ローラを示す斜視図である。
【図４】図４は、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物の振れ精度を説明する説明図であり、図４（ａ）は軸体２の外周面に発泡ゴム組成物が配置された状態を示す正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】図５は、軸体の外周面に配置された発泡ゴム組成物に端部押さえ部材を装着した状態を説明する概略断面図である。
【図６】図６は、軸体の外周面に形成されたゴム硬化体を説明する概略斜視図である。
【図７】図７は、この発明に係る弾性ローラの製造に用いられる端部押さえ部材及び押さえ部材の側面を示す側面図であり、図４（ａ）はこの発明に係る弾性ローラの製造に用いられる別の端部押さえ部材の側面を示す側面図であり、図４（ｂ）はこの発明に係る弾性ローラの製造に用いられるまた別の押さえ部材の側面を示す側面図である。
【図８】図８は、この発明に係る画像形成装置における一実施例の画像形成装置を示す概略説明図である。
【図９】図９は、耐久試験装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１Ａ、１Ｂ、７６ 弾性ローラ
２ 軸体
２Ｃ 中心点
２Ｄ 軸線
３ 弾性層
３Ａ 中央部
３Ｂ、３Ｃ 端部
４ チューブ層
８ 発泡ゴム組成物
８Ｂ、８Ｃ 端部
８Ｄ 中心点
９ 端部押さえ部材
９Ａ 底部
９Ｂ 周側面
１０ ゴム硬化体
１０Ｂ、１０Ｃ 端部
１１ 端部押さえ部材
１１Ａ 底部
１１Ｂ 周側面
１２ 押さえ部材
１２Ａ 底部
１２Ｂ 周側面
【０１０５】
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 被転写体
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
【０１０６】
７０ 耐久試験装置
７１ 加熱ローラ
７２ 内部ヒータ
７３ 外部ヒータ
７４ 試験ローラ装着部
７５ 押圧力調整手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラ、弾性ローラの製造方法、画像形成装置用定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラ、この弾性ローラの製造方法、並びに、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置用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、軸体とその外周面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。
【０００３】
これらのローラの中でも、例えば、定着ローラ及び加圧ローラ等には、各ローラの機能を向上させるため、例えば、定着ローラの場合には、加圧ローラとの大きなニップ幅を確保して、現像剤を所望のように定着させることにより、高精細化の画像を形成するため、弾性層の硬度が適宜調整されることがある。
【０００４】
硬度が調整された弾性層を備えて成るローラとして、例えば、特許文献１には、「定着装置用ローラの両端部分と中央部分におけるゴム材質の硬度に差を設け、中央部分の硬度を両端部分の硬度より大きく構成したことを特徴とする定着装置用ローラ」が、特許文献２の請求項２には、「前記少なくとも一方のローラの非通紙領域の硬度が通紙領域の硬度より小さいことを特徴とする、請求項１に記載の定着装置」がそれぞれ記載されている。
【０００５】
また、一方で、前記各ローラの機能を向上させるためには、硬度の低い弾性層を軸体の外周面に形成するのが有効である。そして、硬度の低い弾性層として、セルを含有する発泡弾性層がよく用いられる。
【０００６】
ところが、弾性層が発泡弾性層である場合には、この発泡弾性層の両端部の硬度を例えば特許文献１及び２のように中央部分の硬度よりも小さくすると、長期間の使用によって、発泡弾性層の両端部分が軸体から剥離することがある。具体的には、発泡ゴム組成物を軸体の外周面に配置（分出し）した後、この発泡ゴム組成物を加熱硬化して、両端部分の硬度を中央部分の硬度よりも小さくした発泡弾性層を備えたローラを同様に長期間の使用に供すると、形成された発泡弾性層の両端部分が軸体から剥離し、場合によっては、破壊されることがある。
【０００７】
このように、発泡弾性層の両端部分が軸体から剥離し又は破壊されると、ローラの機能を発揮することができず、例えば、定着ローラの場合には、現像剤を記録体に所望のように定着させることも、また、記録体を所望のように搬送することもできず、高品質の画像を記録体に形成することはできなくなる。
【０００８】
ところで、弾性層が発泡弾性層である場合には、この発泡弾性層の両端部の硬度を例えば特許文献１及び２のように中央部分の硬度よりも小さくしても、これらの特許文献の記載内容に反して、記録体にシワが生じることがあった。そうすると、たとえ、現像剤を所望のように定着することができても、記録体に形成される画像は、結果的に、低品質になってしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−６４４２４号公報
【特許文献２】特開平１０−１１１６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラ、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、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置用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、軸体の外周面に形成された発泡弾性層を備えてなり、前記発泡弾性層は、その両端部のアスカーＣ硬度がその中央部のアスカーＣ硬度よりも大きいことを特徴とする弾性ローラであり、
請求項２は、前記発泡弾性層は、前記両端部の発泡倍率と前記中央部の発泡倍率との差が４．０〜６７．０％であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラであり、
請求項３は、前記発泡弾性層は、その軸線方向の中央における中央外周線から両端部に向けて等距離にある仮想外周線それぞれと前記軸線に平行な仮想直線との交点におけるアスカーＣ硬度の差が２以下であ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であり、
請求項４は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置用定着装置であり、
請求項５は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置であり、
請求項６は、軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を下記条件を満たすように発泡させ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る。
前記発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径をＡ、その両端部の発泡径をＢとしたときに、前記発泡ゴム組成物における両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％であること
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る弾性ローラは、両端部のアスカーＣ硬度が中央部のアスカーＣ硬度よりも大きい発泡弾性層を備えているから、画像形成装置用定着装置等に長期間にわたって装着され、発泡弾性層が繰り返し圧縮されても、発泡弾性層の端部がこの繰り返し圧縮に対する高い耐久性を発揮して、軸体から剥離しにくくなる。また、この発明に係る弾性ローラは、両端部のアスカーＣ硬度が中央部のアスカーＣ硬度よりも大きい発泡弾性層を備えているから、この弾性ローラを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、定着ローラと加圧ローラとの当接部を記録体が通過するときに、発泡弾性層の両端部で記録体の端部が適正な位置に固定された状態を維持することができ、記録体が幅方向に変位することがなく、その結果、前記当接部を通過してくる記録体にシワが発生することを長期間にわたって防止することができる。したがって、この発明によれば、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラを提供することができる。
【００１４】
また、発明に係る弾性ローラの製造方法は、軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を、その両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％の範囲内となるように、発泡させるから、両端部のアスカーＣ硬度が中央部のアスカーＣ硬度よりも大きい発泡弾性層が軸体の外周面に形成される。したがって、この発明によれば、発泡弾性層の端部が軸体から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【００１５】
さらに、この発明によれば、この発明に係る画像形成装置用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、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置用定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示されるように、この発明に係る弾性ローラの一実施例としての弾性ローラ１Ａは、軸体２と、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３とを備え、例えば、図８に示される画像形成装置用定着装置３５等に配設される。
【００１７】
前記軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体とされる。また、軸体２は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体であってもよい。
【００１８】
前記発泡弾性層３は、後述する発泡ゴム組成物によって、軸体２の外周面に形成されている。この発泡弾性層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とされる（図１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の硬度が低下して、弾性ローラ１の機能が向上するから、高品質の画像を形成することに貢献することができる。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。発泡弾性層３は、画像形成装置用定着装置等に用いられる各種ローラに応じて、セルの大きさ、存在率等が決定される。
【００１９】
弾性ローラ１Ａは、発泡弾性層３において、両端部と中央部とのアスカーＣ硬度が異なるように、形成されている。具体的には、発泡弾性層３における両端部のアスカーＣ硬度が、その中央部のアスカーＣ硬度よりも大きく調整されている。このように、発泡弾性層３の硬度が調整されていると、発泡弾性層３の両端部が、画像形成装置用定着装置等に弾性ローラ１Ａが装着されたときに作用する繰り返し圧縮に対する高い耐久性を発揮して、軸体２から剥離しにくくなると共に、発泡弾性層３の両端部で記録体の端部が適正な位置に固定された状態を維持することができ、記録体がその幅方向（弾性ローラ１Ａの軸線方向）に変位することがなく、その結果、定着ローラと加圧ローラとの当接部を通過してくる記録体にシワが発生することを長期間にわたって防止することができる。
【００２０】
この発明において、発泡弾性層３の中央部３Ａは、発泡弾性層３の軸線方向における中央部、例えば、図２に示されるように、中央部（図示しない。）を中心とする例えば１０ｍｍ程度の幅を有する領域の内部であればいずれの位置であってもよく、同様に、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃは、発泡弾性層３の軸線方向における各端部、例えば、図２に示されるように、各端部から中央部に向かって例えば３０ｍｍ程度の幅を有する領域の内部であればいずれの位置であってもよい。なお、この発明において、前記両端部３Ｂ及び３Ｃは前記領域の内部にあればよいが、前記両端部３Ｂ及び３Ｃはその少なくとも一部が、弾性ローラ１Ａが画像形成装置用定着装置等に装着されたときに、記録体が通過する通紙領域内にあることが重要である。前記両端部３Ｂ及び３Ｃの少なくとも一部が通紙領域内にないと、この発明の目的を十分に達成することができない。
【００２１】
発泡弾性層３において、その端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを長期間にわたって防止することができる点で、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３ＡとのアスカーＣ硬度差それぞれは、３〜１５であるのが好ましく、３〜１０であるのが特に好ましい。
【００２２】
発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃそれぞれは、そのアスカーＣ硬度が中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きければよく、例えば、２３〜５３であるのが好ましく、２８〜４５であるのが特に好ましい。両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、高品質の画像を形成する能力が長期間にわたって維持される。この発明において、一方の端部３ＢのアスカーＣ硬度と他方の端部３ＣのアスカーＣ硬度とは同じ値であるのが好ましいが、両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度は中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きければそれぞれ異なる値であってもよい。この場合には、一方の端部３ＢのアスカーＣ硬度と他方の端部３ＣのアスカーＣ硬度との差は、例えば、２以下の範囲内にあるのがよい。一方、発泡弾性層３の中央部３Ａは、そのアスカーＣ硬度が両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度よりも小さければよく、例えば、２０〜５０であるのが好ましく、２７〜３５であるのが特に好ましい。中央部３ＡのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１Ａを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、加圧ローラとの所望の当接幅を無理のないトルクで確保することができる。
【００２３】
発泡弾性層３は、その軸線方向の中央における中央外周線から両端部に向けて等距離にある仮想外周線それぞれと前記軸線に平行な仮想直線との交点（図１及び図２において図示しない。）におけるアスカーＣ硬度の差（以下、「軸線方向の硬度差」と称することがある。）が２以下となっているのが好ましい。すなわち、発泡弾性層３は、その外周面上において、前記中央外周線を中心線として線対称な位置におけるアスカーＣ硬度差が２以下となっているのが好ましい。発泡弾性層３は、両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度がその中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きくなっていればよいが、このように軸線方向の硬度差が２以下となっていると、発泡弾性層３は中央外周線を中心線にして両端方向のアスカーＣ硬度がほぼ対称となり、軸線方向の硬度差による軸線方向の当接幅がばらつくことを効果的に防止して、軸線方向の当接幅を均一にすることができる。その結果、弾性ローラ１Ａを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着すると、軸線方向に所望のように均一に現像剤を記録体に定着させることができる。前記各仮想外周線は、中央外周線でなければよく、例えば、前記中央部３Ａと前記端部３Ｂ及び３Ｃとの間の領域内に仮想されてもよいが、この発明の目的をよく達成することができる点で、各仮想外周線は、例えば、前記両端部３Ｂ及び３Ｃ内に仮想されるのがよい。前記軸線方向の硬度差は、発泡弾性層３の外周面上において、前記各仮想外周線それぞれと軸線に平行な仮想直線との交点を測定点として各測定点のアスカーＣ硬度を測定することによって、求めることができる。なお、この発明において、前記「仮想外周線」及び前記「軸線に平行な仮想直線」は１本又は２本以上を想定することができ、この発明の目的をよく達成することができる点で、２本以上例えば４本を想定するのがよい。前記「仮想外周線」及び前記「軸線に平行な仮想直線」を２本以上想定する場合には、各「仮想外周線」及び各「軸線に平行な仮想直線」における前記アスカーＣ硬度のバラツキが２以下になっているのが好ましいが、この発明においては、少なくとも１本の前記「仮想外周線」と少なくとも１本の前記「軸線に平行な仮想直線」との各交点におけるアスカーＣ硬度のバラツキが２以下になっていればよい。
【００２４】
さらに、発泡弾性層３は、その外周線における周方向のアスカーＣ硬度の差（以下、「周方向の硬度差」と称することがある。）が２以下となっているのが好ましい。発泡弾性層３の外周線における周方向の硬度差が２以下となっていると、発泡弾性層３におけるこの外周線上のアスカーＣ硬度がほぼ均一な値となり、周方向の硬度差によって生じる「発泡弾性層３のニップ圧力のばらつきによる現像剤の定着不均」を効果的に防止することができる。前記外周線は、発泡弾性層３の前記中央部３Ａの領域内部に仮想される中央外周線、端部３Ｂ及び３Ｃの領域内部に仮想される仮想外周線、及び、中央部３Ａ及び端部３Ｂ又は３Ｃの間の領域内部に仮想される仮想外周線のいずれの外周線であってもよい。周方向の硬度差は、少なくとも１つの外周線を仮想し、この外周線を４等分する点を測定点として各測定点のアスカーＣ硬度を測定し、各測定値のうち最大の測定値と最小の測定値との差を算出することによって、求めることができる。この発明において、周方向の硬度差は、前記中央外周線、又は、端部３Ｂ及び３Ｃの領域内部に仮想される仮想外周線で評価されるのが好ましい。
【００２５】
この発明において、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。発泡弾性層３のアスカーＣ硬度は、例えば、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、後述する端部押さえ部材９等における間隙ｓ（換言すると、端部押さえ部材９等における底部９Ａの径）等により、調整することができる。特に、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３ＡとのアスカーＣ硬度を異なるようにするには、例えば、後述する端部押さえ部材９等における間隙ｓ（換言すると、端部押さえ部材９等における底部９Ａの径）、発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物の加熱条件又は加熱方法等を異ならしめればよい。
【００２６】
発泡弾性層３は、前記の硬度特性を有していればよいが、例えば、発泡弾性層３に形成されるセル、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。
【００２７】
例えば、発泡弾性層３は、両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３Ａとの発泡倍率が異なるように、形成されるのが好ましく、発泡弾性層３における両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率が、その中央部３Ａの発泡倍率よりも小さく調整されるのが好ましい。このように、発泡弾性層３の発泡倍率が調整されていると、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることをより一層長期間にわたって防止することができる。
【００２８】
具体的には、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃそれぞれは、その発泡倍率が、１６０〜２２５％であるのが好ましく、１６５〜２００％であるのが特に好ましい。両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率が前記範囲内にあると、高品質の画像を形成する能力が長期間にわたって維持される。この発明において、端部３Ｂの発泡倍率と端部３Ｃの発泡倍率とは同じ値であるのが好ましいが、両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率は前記範囲内にあればそれぞれ異なる値であってもよい。この場合には、端部３Ｂの発泡倍率と端部３Ｃの発泡倍率との差は、例えば、１０％以下の範囲内にあるのがよい。一方、発泡弾性層３の中央部３Ａは、その発泡倍率が、１０２〜２３５％であるのが好ましく、１６０〜２０５％であるのが特に好ましい。中央部３Ａの発泡倍率が前記範囲内にあると、形成される発泡弾性層３の硬度特性を前記硬度特性に容易に調整することができ、弾性ローラ１Ａを例えば定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、加圧ローラとの所望の当接幅を確保することができる。そして、両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率と、中央部３Ａの発泡倍率との差それぞれは４．０〜６７．０％であるのが好ましく、１２．０〜４５．０％であるのが特に好ましい。発泡弾性層３における発泡倍率の差それぞれを前記範囲内に調整すると、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度差を前記範囲内に容易に調整することができる。その結果、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２の外周面に強固に密着して耐久性が向上すると共に、記録体にシワが発生することをより一層長期間にわたって防止することができる。
【００２９】
また、例えば、発泡弾性層３は、両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３Ａとに形成されたセルの平均セル径が異なるように、形成されるのが好ましく、発泡弾性層３における両端部３Ｂ及び３Ｃの平均セル径が、その中央部３Ａの平均セル径よりも小さく調整されるのが好ましい。このように、発泡弾性層３に形成されたセルの平均セル径が調整されていると、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることをより一層長期間にわたって防止することができる。
【００３０】
具体的には、発泡弾性層３に形成されたセルの平均セル径は、例えば、６０〜８００μｍであるのが好ましく、１００〜４００μｍであるのが特に好ましい。セルの平均セル径が前記範囲であると、現像剤がセルの大きさに影響を受けず、適切に定着されるという効果を奏する。特に、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃにおける平均セル径は、１００〜３００μｍであるのが好ましく、１００〜２００μｍであるのが特に好ましく、発泡弾性層３の中央部３Ａにおける平均セル径は、１００〜４００μｍであるのが好ましく、１００〜３００μｍであるのが特に好ましい。発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃ及び中央部３Ａにおける平均セル径が前記範囲であると、弾性ローラ１Ａを定着ローラとして画像形成装置用定着装置等に装着したときに、発泡弾性層３のニップ圧力が均一になり現像剤の定着性が向上するという効果を奏する。さらに、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃにおける平均セル径と発泡弾性層３の中央部３Ａにおける平均セル径との差は１００μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以下であるのが特に好ましい。
【００３１】
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中空充填剤の配合量、後述する端部押さえ部材９等における間隙ｓ（換言すると、端部押さえ部材９等における底部９Ａの径）、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。
【００３２】
発泡弾性層３の発泡倍率は、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。
【００３３】
発泡弾性層３は、前記の硬度特性を有していればよく、例えば、その形態は特に限定されない。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。前記硬度特性を効果的に機能させて、前記目的を十分に達成することができる点で、発泡弾性層３は前記ストレート形状であるのが好ましい。
【００３４】
発泡弾性層３の厚さは特に限定されないが、通常、２〜２０ｍｍに調整されるのが好ましく、３〜１２ｍｍに調整されるのが特に好ましい。なお、発泡弾性層３の外径は、前記厚さ、弾性ローラの用途等を考慮して、適宜調整される。弾性ローラ１Ａにおいて、発泡弾性層３は、前記厚さの範囲内において、前記弾性ローラ１Ａの外径に対する発泡弾性層３の厚さの割合が２０〜５０％であるのが好ましく、２５〜３５％であるのが特に好ましい。前記軸体２の弾性ローラ１Ａに対する発泡弾性層３の厚さの割合を前記範囲内に調整すると、弾性ローラ１Ａを画像形成装置用定着装置等に装着した場合に、この弾性ローラ１Ａと対向配置される他のローラ例えば定着ローラとの接触面積が大きくなり、十分な当接幅を確保することができる。なお、発泡弾性層３の軸線方向長さは適宜調整される。
【００３５】
この発明に係る弾性ローラの別の一実施例としての弾性ローラ１Ｂは、図３に示されるように、軸体２と、その外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面上に形成されたチューブ層４とを備え、例えば、図８に示される画像形成装置用定着装置３５に配設される。
【００３６】
弾性ローラ１Ｂにおける軸体２及び発泡弾性層３は、弾性ローラ１Ａにおける軸体２及び発泡弾性層３と基本的に同様である。
【００３７】
チューブ層４は、後述する材料によって、発泡弾性層３の外周面に形成されている。発泡弾性層３の外表面にチューブ層４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４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４は、例えば、１〜１００μｍの厚さに形成される。
【００３８】
チューブ層４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１Ｂ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４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。
【００３９】
この弾性ローラ１Ｂは、チューブ層４が薄層であるから、チューブ層４が発泡弾性層３の外周面に形成されても、弾性ローラ１Ｂは、発泡弾性層３の特性特に硬度特性を、チューブ層４を介して、発揮することができる。したがって、この弾性ローラ１Ｂにおいても、前記弾性ローラ１Ａと同様の効果を十分に奏することができる。
【００４０】
この発明に係る弾性ローラの発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物は、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、発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が好ましく挙げられる。発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適な発泡ゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物が特に好ましい。
【００４１】
付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物は、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、反応制御剤とを含有し、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤と各種添加剤とを含有してもよい。
【００４２】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム（ＨＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）等が挙げられる。これらのビニル基含有シリコーン生ゴムは、後工程で、発泡剤及び付加反応架橋剤等をロールミル等で容易に混練りすることができるという特性を有し、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４３】
前記シリカ系充填材は、補強性を有する煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）３で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるＲ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、５〜１００質量部であるのがよい。シリカ系充填材は、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
前記発泡剤としては、従来、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。通常、ゴムに連続気泡を形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立気泡を形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。この発明においては、前記発泡弾性層３を容易に形成することができる点で、発泡剤は、有機系発泡剤であるのがよく、具体的には、例えば、アゾジカルボン酸アミド、アゾビス−イソブチロニトリル等のアゾ化合物が好適に使用される。特に、ジメチル−１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）が好適に使用できる。発泡剤の配合量は、発泡剤の種類によって相違するが、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度が２０〜６０となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部、特に０．５〜１０質量部であるのがよい。発泡剤の配合量が、０．１質量部未満であると、形成される発泡弾性層３に十分な気泡を形成することができないことがあり、一方、１０質量部を超えると、発泡シリコーンゴムとしての形態を維持することができなくなり、発泡弾性層３の機械的強度が低下することがある。発泡剤として、ジメチル−１，１’−アゾ−ビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）を選択する場合には、その配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．５〜５質量部であるのが特によい。発泡剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４５】
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に２個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環又は分枝状のいずれであってもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．０１〜２０質量部であるのがよい。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４６】
前記付加反応触媒は、例えば、周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられ、より具体的には、シリカ、アルミナ又はシリカゲル等の担体上に吸着された微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸六水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸六水塩のアルコール溶液等の白金系触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられる。これら付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物全体に対して、１〜１，０００ｐｐｍであるのがよく、１０〜５００ｐｐｍであるのが特によい。付加反応触媒の配合量が、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、１ｐｐｍより少ないと、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応が十分に進行せず、ビニル基含有シリコーン生ゴムの硬化が不十分となることがあり、一方、１，０００ｐｐｍを超えると、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応を促進する能力が向上せず、かえって、経済性が低下することがある。付加反応触媒は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４７】
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を制限されることなく使用することができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜２質量部であるのがよい。反応制御剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４８】
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．３〜１０質量部であるのがよい。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４９】
耐熱性向上剤は、発泡弾性層３の耐熱性を向上させる化合物であればよく、例えば、カーボンブラック、酸化鉄（ベンガラとも称する。）、酸化セリウム及び水酸化セリウム等が挙げられる。これらは一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００５０】
前記カーボンブラックは、通常、その製造方法によって、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等に類別され得るが、硫黄、アミン等の含有量が多いと、付加反応型発泡シリコーン発泡ゴム組成物の付加反応を阻害することがあるので、硫黄、アミン等の含有量が少ないカーボンブラック、例えば、アセチレンブラックが好適に使用される。前記酸化鉄は、黒色ベンガラ（Ｆｅ３Ｏ４）及び赤色ベンガラ（Ｆｅ２Ｏ３）が好ましく挙げられる。前記酸化セリウム及び前記水酸化セリウムは、単独で使用されてもよいが、前記カーボンブラック及び／又は前記酸化鉄と共に使用されるのが、発泡弾性層３の硬度変化を抑えることができる点で、好ましい。
【００５１】
前記耐熱性向上剤の総配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜３５質量部であるのがよく、１〜１０質量部であるのが特によい。耐熱性向上剤の総配合量が前記範囲であれば、カーボンブラック、酸化鉄、酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量は、特に限定されない。例えば、カーボンブラックの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０〜１５質量部であるのがよく、０．２〜１５質量部であるのがさらによく、２〜１０質量部であるのが特によい。ベンガラの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０〜３０質量部であるのがよく、０．２〜３０質量部であるのがさらによく、２〜２０質量部であるのが特によい。酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量はそれぞれ、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜５質量部であるのがよく、０．２〜２質量部であるのが特によい。
【００５２】
前記各種添加剤は、例えば、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤等の添加剤、離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤、及び、得られるゴムの硬度を調整することのできる粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。
【００５３】
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。
【００５４】
発泡ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分以上１時間以下にわたって、常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００５５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を、その発泡ゴム組成物における両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％の範囲内となるように、発泡させる工程を含むことを特徴とする。ここで、前記Ａは発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径、前記Ｂは発泡ゴム組成物における両端部の発泡径をそれぞれ示す。この発明に係る弾性ローラの製造方法の具体的例を、前記弾性ローラ１Ａ及び１Ｂ（以下、弾性ローラ１と称することがある。）を例にして、以下に説明する。この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、まず、軸体２を準備する。
【００５６】
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調製される。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。
【００５７】
軸体２は、所望により、その外周面にプライマー層が塗布されてもよい。プライマー層を形成するプライマーは、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。
【００５８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、次いで、このようにして作製した軸体２の外周面に、発泡ゴム組成物、好ましくは有機系発泡剤を含有する発泡ゴム組成物を、押出成形による連続加熱成形、プレス、インジェクションによる型成形等によって、加熱成形する。発泡ゴム組成物の加熱成形においては、まず、所望により接着層又はプライマー層が形成された軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物を配置する。軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置する方法としては、例えば、押出機等により軸体２と発泡ゴム組成物とを一体に分出して、軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置する方法、また、軸体２を収納する金型に発泡ゴム組成物を注入して、軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置する方法等が挙げられる。これらの中でも、押出機等により軸体２と発泡ゴム組成物とを一体に分出しする方法が、作業が容易で連続して行うことができる点で、好ましい。
【００５９】
ここで、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物は、その振れ精度が０．５ｍｍ以下となっているのが、好ましい。軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物が前記範囲の振れ精度を有していると、発泡ゴム組成物を均一に加熱することができ、結果として発泡ゴム組成物の発泡硬化も均一になって、前記硬度特性と高い振れ精度とを有する発泡弾性層３を成形することができる。発泡ゴム組成物の振れは、発泡ゴム組成物の円周方向における厚さの均一性、すなわち、厚さの振れ（以下、単に、振れと称することがある。）を示す精度である。図４を参照して説明すると、発泡ゴム組成物８の振れは、発泡ゴム組成物８の中心点８Ｄと軸体２の中心点２Ｃとの距離に影響される。例えば、発泡ゴム組成物８が、軸線方向においてその軸線と軸体２の軸線２Ｄとがずれて軸体２の外周面に配置された状態（図４（ａ）参照。）におけるＡ−Ａ線における断面が図４（ｂ）に示されている。この場合において、発泡ゴム組成物８の振れは、発泡ゴム組成物８の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）、換言すると、軸体２の中心点２Ｃから発泡ゴム組成物８の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）として、算出される。すなわち、発泡ゴム組成物８の振れは、少なくとも、発泡ゴム組成物８における軸線方向の中央部と両端部との３点における、発泡ゴム組成物８の最大厚さ（ｔｍａｘ）と最小厚さ（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）を示した値であり、より具体的には、各測定点において、式（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）（ｍｍ）で算出される。又は、少なくとも、発泡ゴム組成物８における中央部と両端部との３点における、軸体２の中心点２Ｃから発泡ゴム組成物８の外周面までの最長距離Ｌ２と最短距離Ｌ１との差（Ｌ２−Ｌ１）を示した値であり、より具体的には、各測定点において、式（Ｌ２−Ｌ１）（ｍｍ）で算出される。ここで、発泡ゴム組成物８の振れは、軸体２の軸線２Ｄを回転軸線として回転させながら、レーザー測長機により、各測定点における、発泡ゴム組成物８の厚さ、又は、軸体２の軸線２Ｄから発泡ゴム組成物８の外周面までの距離を測定し、測定された最大厚さと最小厚さとから、又は、測定された最長距離と最短距離とから、前記式により算出することができる。
【００６０】
前記範囲内の振れ精度で発泡ゴム組成物８を軸体２の外周面に配置する方法としては、例えば、押出成形時におけるインダイとアウトダイの各中心を合わせる方法、加硫前に円筒研削盤により外径を整える方法等が挙げられる。
【００６１】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、このようにして、好ましくは前記範囲内の振れ精度で、軸体２の外周面に発泡ゴム組成物８を配置した後、図５に示されるように、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃ（発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃに対応する。）それぞれに、有底円筒型の端部押さえ部材９が装着される。端部押さえ部材９は、後述する加熱発泡工程において、発泡ゴム組成物８に含有される発泡剤の過度の発泡による両端部８Ｂ及び８Ｃの拡径を抑えて、硬度を高める。図５に示されるように、この端部押さえ部材９は、軸体２が貫通する貫通孔を有する底部９Ａと、発泡ゴム組成物８の外径よりもわずかに大きな内径を有し、底部９Ａからほぼ垂直に延びる周側面９Ｂとを備えて成る有底円筒形を成している。図５に示されるように、端部押さえ部材９の周側面９Ｂは、端部押さえ部材９が発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃに装着されたときに、両端部８Ｂ及び８Ｃと周側面９Ｂの内周面との間にある程度の間隙ｓが画成されるように、その内径が調整されている。この発明において、間隙ｓは、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃに要求される硬度等に応じて、適宜調整され、例えば、２．５〜１７．５ｍｍに調整される。周側面９Ｂの軸線方向長さは、発泡弾性層３の端部３Ｂ及び３Ｃの軸線方向長さ以上であればよく、例えば、５〜３０ｍｍに調整される。両端部８Ｂ及び８Ｃへの端部押さえ部材９の装着は自動でも手動でもよい。
【００６２】
端部押さえ部材９の前記間隙ｓは、以下の条件を満たすように、前記範囲内で調整されるのが好ましい。前記間隙ｓが以下の条件を満たすように調整されていると、形成される発泡弾性層３の硬度特性を前記硬度特性に容易に調整することができる。前記間隙ｓが満たす条件は、発泡ゴム組成物の発泡硬化後（研磨処理前の発泡弾性層）において、発泡硬化した発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径をＡ、その端部の発泡径をＢとしたときに、発泡硬化した発泡ゴム組成物における端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％である。この圧縮率（％）は４．０〜１３．０％であるのがさらに好ましい。前記条件において、中央部の最大発泡径Ａは、例えば、発泡ゴム組成物に含有される発泡剤等の種類及び含有量、発泡硬化条件等によって、後述する押さえ部材１２を用いる場合には、押さえ部材１２における最大内径によって、適宜調整することができる。両端部の発泡径Ｂは、端部押さえ部材９の周側面９Ｂの内径、端部押さえ部材１１及び押さえ部材１２の各底部１１Ａ及び１２Ａの径によって、適宜調整することができる。
【００６３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、このようにして、発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃそれぞれに端部押さえ部材９を装着した状態を維持しつつ、軸体２及び端部押さえ部材９と共に発泡ゴム組成物８を加熱する。発泡ゴム組成物８の加熱は、発泡ゴム組成物８に含まれるゴム、例えば、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で行われればよい。例えば、発泡ゴム組成物８は、通常、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等により、１７０〜５００℃程度、特に２００〜４００℃に加熱され、数分以上１時間以下、特に５〜３０分間、加熱される。
【００６４】
前記状態を維持しつつ発泡ゴム組成物８が加熱されると、発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃは、端部押さえ部材９によって、発泡剤の発泡に基づく拡径が抑えられ、図６に示されるように、端部押さえ部材９が装着された両端部８Ｂ及び８Ｃは、端部押さえ部材９における周側面９Ｂの内径までしか拡径しない。一方、両端部８Ｂ及び８Ｃ以外の発泡ゴム組成物８、換言すると、端部押さえ部材９が装着されていない発泡ゴム組成物８は、発泡剤の発泡に基づいて、何ら規制されることなく自由に拡径する。したがって、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８を加熱してなるゴム硬化体１０は、図６に示されるように、その両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径が、それ以外の部分の外径よりも小さくなり、その結果、ゴム硬化体１０の両端部１０Ｂ及び１０Ｃは、それ以外の部分の硬度よりも大きな硬度になる。このように、発泡ゴム組成物８を前記条件を満たすように発泡さ硬化させると、発泡弾性層３としたときに、両端部のアスカーＣ硬度がその中央部のアスカーＣ硬度よりも大きくなり、また、前記硬度特性、両端部３Ｂ及び３Ｃの発泡倍率と中央部３Ａの発泡倍率との差、平均セル径等を前記所定の範囲内に容易に調整することができる。
【００６５】
なお、前記端部押さえ部材９における間隙ｓの大きさを適宜調整することによって、硬化体１０の両端部１０Ｂ及び１０Ｃ（すなわち、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃ）の硬度を前記範囲に調整することができる。
【００６６】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、ゴム硬化体１０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、前記条件で加熱されたゴム硬化体１０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８が硬化して成るゴム硬化体１０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、前記の条件で加熱されたゴム硬化体１０を、さらに、端部押さえ部材９が装着されたままで、又は、端部押さえ部材９が取り外された状態で、例えば、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。
【００６７】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、このようにして成形されたゴム硬化体１０は、発泡弾性層３に要求される形状に応じて、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施され、発泡弾性層３とされる。例えば、発泡弾性層３がストレート形状に形成される場合には、発泡弾性層３の一方の端部３Ｂから他方の端部３Ｃにわたる外径が均一になるように、研削工程等が施される。研削工程、研磨工程及び／又は切削工程は、従来利用されている研削盤、円筒研削盤、やすり等により、定法に従って行うことができる。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、これらの工程が施されてなる発泡弾性層３を洗浄してもよい。洗浄は、例えば、水等を用いた湿式洗浄及び／又はウエス等を用いたふき取り洗浄、送風洗浄等が挙げられる。
【００６８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、所望により、このようにして形成された発泡弾性層３の外周にチューブ層４を形成する。具体的には、チューブ層４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、発泡弾性層３の外表面に形成されるのが、発泡弾性層３の表面に存在する凹凸形状に大きく影響されず、平滑な表面を有するチューブ層４を形成することができる点で、好ましい。もちろん、チューブ層４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、形成されてもよい。
【００６９】
このようにして、両端部３Ｂ及び３Ｃと中央部３Ａとの硬度が異なる発泡弾性層３、所望により前記特性を満足する発泡弾性層３を軸体２の外周面に備えた弾性ローラ１Ａ及び１Ｂを製造することができる。
【００７０】
前記製造方法では、２つの端部押さえ部材９を用いているが、この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、２つの端部押さえ部材９に代えて２つの端部押さえ部材１１又は２つの押さえ部材１２を用いることもできる。
【００７１】
端部押さえ部材１１は、図７（ａ）に示されるように、軸体２が貫通する貫通孔を有し、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の外径よりもわずかに大きな径を有する底部１１Ａと、この底部１１Ａから内径が次第に大きくなるように延びる周側面１１Ｂとを備えて成り、一方が開口した中空の円錐台形状に形成されている。すなわち、この端部押さえ部材１１は、周側面１１Ｂの内径が底部１１Ａから前端方向に向かって次第に大きくなっていること以外は、前記端部押さえ部材９と基本的に同様に形成されている。そして、この端部押さえ部材１１においては、底部１１Ａは、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の両端部８Ｂ及び８Ｃにおける外径とある程度の間隙ｓが画成されるように、その径が調整されている。この間隙ｓは端部押さえ部材９で説明した通りである。
【００７２】
押さえ部材１２は、図７（ｂ）に示されるように、軸体２が貫通する貫通孔を有し、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８の外径よりもわずかに大きな径を有する底部１２Ａと、この底部１２Ａから内径が次第に大きくなり、かつ、前記発泡ゴム組成物８の略中央まで覆うように延びる周側面１２Ｂとを備えて成り、一方が開口した中空の円錐台形状に形成されている。すなわち、押さえ部材１２は、周側面１２Ｂが端部押さえ部材１１の周側面１１Ｂよりも長く、２つの押さえ部材１２で軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物８を完全に被覆可能な長さに調整されていること以外は、前記端部押さえ部材１１と基本的に同様に形成されている。したがって、押さえ部材１２の底部１２Ａは、端部押さえ部材１１の底部１１Ｂと基本的に同様に形成され、前記間隙ｓを有する径に調整されている。
【００７３】
弾性ローラ１Ａ及び１Ｂにおける発泡弾性層３は、前記したように、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３ＣのアスカーＣ硬度がその中央部３ＡのアスカーＣ硬度よりも大きいから、発泡弾性層３の端部３Ｂ及び３Ｃが軸体２から剥離すること、及び、記録体にシワが生じることを防止して高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献することができる。
【００７４】
この発明における弾性ローラは、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、この発明においては、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、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、弾性ローラ１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。
【００７６】
次に、この発明に係る弾性ローラ１を備えた画像形成装置用定着装置（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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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、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。
【００８１】
この発明に係る画像形成装置用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ているから、この発明に係る画像形成装置用定着装置は長期間にわたって高品質の画像を形成することに貢献することができ、また、この発明に係る画像形成装置は長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００８２】
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。
【００８３】
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】
【００８４】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（直径１５ｍｍ×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。
【００８５】
次いで、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。
【００８６】
一方、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用いて、直径１５ｍｍの貫通孔を有する、厚さ２．５ｍｍ、外径４３．５ｍｍの底部９Ａと、内径３８．５ｍｍ、厚さ２．５ｍｍ、軸線方向の長さ２５ｍｍの周側面９Ｂとからなる、有底円筒型の端部押さえ部材９を準備した。
【００８７】
次いで、プライマー層を形成した軸体２と、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａとを、押出成形機にて一体分出し、軸体の両端から２５ｍｍ部分の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａをカットし、除去した。次いで、一体分出しされた付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを円筒研削盤によりストレート形状に研削してその外径を、２９ｍｍに調整し、前記端部押さえ部材９との間隙ｓを４．７５ｍｍとした。このようにして外径が整えられた付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａの前記測定方法による振れ精度は０．１３ｍｍであった。図５に示されるように、軸体２の外周面に配置された付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａの両端部それぞれに、軸体２の中心と端部押さえ部材９における貫通孔の中心とが一致した状態となるように、端部押さえ部材９を装着した。次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、端部押さえ部材９を装着した状態で、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａを２５０℃で１５分間加熱して、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。このようにして形成されたゴム硬化体１０は、図６に示されるように、その両端部１０Ｂ及び１０Ｃが外径３８．３ｍｍ（端部押さえ部材９による圧縮率は両端部１０Ｂ及び１０Ｃ共に８．８１％であった。）に、それ以外の部分が外径４２．０ｍｍに拡径していた。
【００８８】
このゴム硬化体１０を、その軸線方向全域にわたって、円筒研削盤を用いて、外径を３２ｍｍに調整し、ストレート形状の発泡弾性層３が軸体の外周面に形成された弾性ローラを製造した。
【００８９】
このようにして製造した弾性ローラにおいて、発泡弾性層３の両端部３Ｂ及び３Ｃ（端部から２０ｍｍの位置）それぞれのアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径を前記方法に従って測定し、前記端部から２０ｍｍの位置における軸線方向の硬度差を算出した結果を、第１表に示した。また、発泡弾性層３の中央部３ＡのアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径を前記方法に従って測定し、中央部３Ａにおける周方向の硬度差を算出した結果を第１表に示した。さらに、測定された結果から、中央部３Ａと端部３Ｂ及び３Ｃそれぞれの発泡倍率差並びに両端部３Ｂと３Ｃとの発泡倍率差を算出し、その結果を第１表に示した。なお、前記軸線方向の硬度差は、前記端部から２０ｍｍの位置に仮想した１本の仮想外周線と発泡弾性層３の軸線に平行であって任意に仮想した１本の仮想直線との交点を測定点とした。
【００９０】
（実施例２）
端部押さえ部材９の内径を４０ｍｍ（前記間隙ｓは５．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例３）
端部押さえ部材９の内径を３５ｍｍ（前記間隙ｓは３．０ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例４）
端部押さえ部材９の内径を３４ｍｍ（前記間隙ｓは２．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
【００９１】
（実施例５）
内径４０ｍｍ（前記間隙ｓは５．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材と内径３８ｍｍ（前記間隙ｓは４．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材とを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例６）
内径３９ｍｍ（前記間隙ｓは５．０ｍｍとなる。）の端部押さえ部材と内径３８ｍｍ（前記間隙ｓは４．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材とを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
（実施例７）
端部押さえ部材９の内径を４１．８ｍｍ（前記間隙ｓは６．４ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示した。
【００９２】
（実施例８）
内径３３ｍｍ（前記間隙ｓは２．０ｍｍとなる。）の端部押さえ部材と内径３４ｍｍ（前記間隙ｓは２．５ｍｍとなる。）の端部押さえ部材とを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
（実施例９）
端部押さえ部材９の内径を３７ｍｍ（前記間隙ｓは４．０ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
（実施例１０）
端部押さえ部材９の内径を３６ｍｍ（前記間隙ｓは３．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
【００９３】
（実施例１１）
端部押さえ部材９の内径を３９．５ｍｍ（前記間隙ｓは５．２５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。この弾性ローラにおいて、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａは、実施例１における「円筒研削盤による研削方法」に代えて、一体分出し時におけるインダイとアウトダイの各中心を調整する方法を採用して、軸体２の外周面に配置した。
（実施例１２）
端部押さえ部材９の内径を３９．５ｍｍ（前記間隙ｓは５．２５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。この弾性ローラにおいて、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ａは、実施例１における「円筒研削盤による研削方法」に代えて、一体分出し時におけるインダイとアウトダイの各中心を調整する方法（実施例１１よりも各中心のズレを大きくした）を採用して、軸体２の外周面に配置した。
【００９４】
（比較例１）
端部押さえ部材９を用いることなく、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物を加熱した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
（比較例２）
端部押さえ部材９の内径を４２ｍｍ（前記間隙ｓは６．５ｍｍとなる。）に変更した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。このときの、ゴム硬化体１０における両端部１０Ｂ及び１０Ｃの外径、圧縮率及び振れ精度、並びに、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度、発泡倍率及び平均セル径等を実施例１と同様にして測定した結果を第２表に示した。
【００９５】
（耐久試験）
このようにして製造した弾性ローラの耐久性を、以下の方法で、図９に示される耐久試験装置７０を用いて、試験した。この耐久試験装置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外部ヒータ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。
【００９６】
前記実施例及び比較例で製造した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９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３ｍｍ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の外径と加熱ローラ７１との外径の和よりも３ｍｍ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。）。
【００９７】
次いで、外部ヒータ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。
【００９８】
耐久試験の評価は、前記試験後に、弾性ローラにおける発泡弾性層の両端部及び中央部に亀裂等が確認できず、かつ、両端部が軸体２から剥離していなかった場合を「◎」、発泡弾性層の両端部及び中央部に亀裂等が確認できず、かつ、発泡弾性層の両端部が軸体２から剥離していたが実用上問題のない程度であった場合を「○」、発泡弾性層の両端部及び中央部に亀裂等が確認できた場合又は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表及び第２表に示す。
【００９９】
（紙シワ発生試験）
前記耐久試験装置７０に、前記耐久試験と同様にして、製造した各弾性ローラを加圧ローラ７６として装着した。次いで、外部ヒータ７３及び内部ヒータ７２を起動することなく、試験ローラ装着部７４に装備された駆動手段（図示しない。）により回転速度を５０ｒｐｍに設定した。回転速度５０ｒｐｍで８時間連続稼動し、弾性ローラ７６における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。この後に、日本工業規格Ａ４用紙１枚を、その長手方向が弾性ローラの軸線方向と一致するように、加圧ローラ７６として装着した各弾性ローラと加熱ローラ７１との圧接部を通過させて、この圧接部を通過した用紙にシワが発生しているか否かを確認した。
【０１００】
紙シワ発生試験の評価は、４０回の前記連続稼動及び連続放置した後に前記耐久試験装置７０における圧接部を通過させた用紙にシワが発生していなかった場合を「◎」、前記圧接部を通過させた用紙に微少なシワがわずかに発生していたが実用上問題のない程度であった場合を「○」、前記圧接部を通過させた用紙に実用上問題がある程度にまでシワが発生していた場合を「×」とした。その結果を第１表及び第２表に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラにおける一実施例の弾性ローラを示す斜視図である。
【図２】図２は、弾性ローラの発泡弾性層における両端部及び中央部を説明する斜視図である。
【図３】図３は、この発明に係る弾性ローラにおける別の一実施例の弾性ローラを示す斜視図である。
【図４】図４は、軸体２の外周面に配置された発泡ゴム組成物の振れ精度を説明する説明図であり、図４（ａ）は軸体２の外周面に発泡ゴム組成物が配置された状態を示す正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図５】図５は、軸体の外周面に配置された発泡ゴム組成物に端部押さえ部材を装着した状態を説明する概略断面図である。
【図６】図６は、軸体の外周面に形成されたゴム硬化体を説明する概略斜視図である。
【図７】図７は、この発明に係る弾性ローラの製造に用いられる端部押さえ部材及び押さえ部材の側面を示す側面図であり、図４（ａ）はこの発明に係る弾性ローラの製造に用いられる別の端部押さえ部材の側面を示す側面図であり、図４（ｂ）はこの発明に係る弾性ローラの製造に用いられるまた別の押さえ部材の側面を示す側面図である。
【図８】図８は、この発明に係る画像形成装置における一実施例の画像形成装置を示す概略説明図である。
【図９】図９は、耐久試験装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１Ａ、１Ｂ、７６ 弾性ローラ
２ 軸体
２Ｃ 中心点
２Ｄ 軸線
３ 弾性層
３Ａ 中央部
３Ｂ、３Ｃ 端部
４ チューブ層
８ 発泡ゴム組成物
８Ｂ、８Ｃ 端部
８Ｄ 中心点
９ 端部押さえ部材
９Ａ 底部
９Ｂ 周側面
１０ ゴム硬化体
１０Ｂ、１０Ｃ 端部
１１ 端部押さえ部材
１１Ａ 底部
１１Ｂ 周側面
１２ 押さえ部材
１２Ａ 底部
１２Ｂ 周側面
【０１０５】
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 被転写体
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
【０１０６】
７０ 耐久試験装置
７１ 加熱ローラ
７２ 内部ヒータ
７３ 外部ヒータ
７４ 試験ローラ装着部
７５ 押圧力調整手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周面に形成された発泡弾性層を備えてなり、前記発泡弾性層は、その両端部のアスカーＣ硬度がその中央部のアスカーＣ硬度よりも大きいことを特徴とする弾性ローラ。
【請求項２】
前記発泡弾性層は、前記両端部の発泡倍率と前記中央部の発泡倍率との差が４．０〜６７．０％であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラ。
【請求項３】
前記発泡弾性層は、その軸線方向の中央における中央外周線から両端部に向けて等距離にある仮想外周線それぞれと前記軸線に平行な仮想直線との交点におけるアスカーＣ硬度の差が２以下であ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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置用定着装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を下記条件を満たすように発泡させ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。
前記発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径をＡ、その両端部の発泡径をＢとしたときに、前記発泡ゴム組成物における両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％であること
【請求項１】
軸体の外周面に形成された発泡弾性層を備えてなり、前記発泡弾性層は、その両端部のアスカーＣ硬度がその中央部のアスカーＣ硬度よりも大きいことを特徴とする弾性ローラ。
【請求項２】
前記発泡弾性層は、前記両端部の発泡倍率と前記中央部の発泡倍率との差が４．０〜６７．０％であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラ。
【請求項３】
前記発泡弾性層は、その軸線方向の中央における中央外周線から両端部に向けて等距離にある仮想外周線それぞれと前記軸線に平行な仮想直線との交点におけるアスカーＣ硬度の差が２以下であ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。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置用定着装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えて成ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
軸体の外周面に配置した発泡ゴム組成物を下記条件を満たすように発泡させ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。
前記発泡ゴム組成物における中央部の最大発泡径をＡ、その両端部の発泡径をＢとしたときに、前記発泡ゴム組成物における両端部の圧縮率［（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００］が１．０〜２１．０％であること
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２７６４９９（Ｐ２００９−２７６４９９Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２６８４３（Ｐ２００８−１２６８４３）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【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２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【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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