弾性ローラ及びその製造方法、並びに、定着装置及び画像形成装置
【課題】表面平坦性が高く高品質の画像を形成することに貢献する弾性ローラ、その製造方法及び定着装置、並びに、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置の提供。
【解決手段】軸体の外周面に配置された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層４と、接着剤層４の外周面に配置された樹脂チューブ５とを備えて成る弾性ローラ１、この弾性ローラ１を備えた定着装置及び画像形成装置、並びに、発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、接着剤を介在させて発泡弾性層３の外周面に樹脂チューブ５を配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有する弾性ローラ１の製造方法。
【解決手段】軸体の外周面に配置された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層４と、接着剤層４の外周面に配置された樹脂チューブ５とを備えて成る弾性ローラ１、この弾性ローラ１を備えた定着装置及び画像形成装置、並びに、発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、接着剤を介在させて発泡弾性層３の外周面に樹脂チューブ５を配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有する弾性ローラ１の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラ及びその製造方法、並びに、定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、表面平坦性が高く高品質の画像を形成することに貢献する弾性ローラ、その製造方法及び定着装置、並びに、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、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、一般に、所望により他の部材例えば無端ベルト等を介して互いに軸線方向に沿って圧接する定着ローラ及び加圧ローラを備えた定着装置を有している。この定着ローラ及び加圧ローラは、通常、軸体の外周面に形成された弾性層とを有する弾性ローラとされる。
【０００３】
定着ローラ及び加圧ローラを備えた定着装置において、弾性層に現像剤を付着させずに高品質の画像を形成することを目的として、弾性層の外周面に接着剤層を介して薄肉の樹脂チューブを配置、すなわち弾性層を薄肉の樹脂チューブで接着剤層を介して被覆したローラが提案されている。例えば、特許文献１には「芯金にシリコーンゴムを被覆したゴムローラに、接着剤でＰＦＡチューブを被覆接着させたＰＦＡチューブ被覆ローラにおいて、前記接着剤層の平均厚さが３μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とするＰＦＡチューブ被覆定着ローラ」が記載されている。
【０００４】
このような弾性ローラは接着剤層の層厚のばらつきを柔軟で薄肉の樹脂チューブでは相殺できないから表面平坦性が損なわれることがある。したがって、このような樹脂チューブを弾性層の外周面に接着剤層を介して配置した弾性ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして採用すると、定着ローラ及び加圧ローラは定着装置に互いに圧接する状態となるように装着されるから、これらローラの圧接部の圧力が部分的に変動して圧接部を通過する記録体に現像剤を所望のように定着できなくなる。例えば、このような弾性ローラを具備する定着装置においては、形成される画像に本来の光沢が得られないことがある。
【０００５】
ところで、定着装置においては、定着ローラと加圧ローラとの大きな圧接部を確保して記録体に現像剤をより確実に定着させること、優れた断熱性により定着装置としての省電力化に寄与すること等を目的として、定着ローラ及び／又は加圧ローラの弾性層として発泡体で形成された発泡弾性層が採用されることがある。このような発泡弾性層を薄肉の樹脂チューブで被覆した弾性ローラは、セルの存在によって発泡弾性層の表面が平坦ではなく、かつ樹脂チューブが柔軟で薄肉であるから弾性ローラの表面平坦性が大きく損なわれており、このような弾性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採用すると、圧接部を通過する記録体への現像剤の定着性に重大な悪影響を与え、形成される画像の品質を大きく低下させることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１２１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、表面平坦性が高く高品質の画像を形成することに貢献する弾性ローラ及びその製造方法並びに定着装置を提供することを、目的とする。
【０００８】
また、この発明は高品質の画像を形成することのできる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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周面に配置された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層と、前記接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えて成る弾性ローラであり、
請求項２は、軸線方向中央部における表面硬度の差が６以下である請求項１に記載の弾性ローラであり、
請求項３は、前記接着剤層は、前記発泡弾性層の前記外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で塗布された接着剤が硬化されてなる請求項１又は２に記載の弾性ローラであり、
請求項４は、発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有する弾性ローラの製造方法であり、
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定着装置であり、
請求項６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画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層とこの接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えているから、外周面に開口するセルを有する発泡弾性層の外周面に配置された接着剤層の外周面は平坦になり、その結果、接着剤層の外周面に配置された柔軟で肉薄の樹脂チューブの外周面もまた平坦になって硬度も実質的に均一になる。したがって、この発明に係る弾性ローラはたとえ発泡弾性層を備えていても表面平坦性が高く硬度も均一になるから、定着装置に装着されたときに圧接部の圧力が実質的に均一になって現像剤をほぼ均等に圧接し加熱できる。
【００１１】
また、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有しているから、発泡弾性層の外周面に開口するセル内に接着剤が充填されて表面が平坦になるように発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤を硬化して表面平坦性の高い接着剤層を形成できる。さらに、この発明に係る定着装置はこの発明に係る弾性ローラを備えている。
【００１２】
したがって、この発明によれば、表面平坦性が高く高品質の画像を形成することに貢献する弾性ローラ及びその製造方法並びに定着装置を提供できる。
【００１３】
また、この発明に係る画像形成装置この発明に係る弾性ローラを備えている。したがって、この発明によれば、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラにおける一例の弾性ローラを示す斜視図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラにおける一例の弾性ローラを、その軸線を含む平面で切断したときの切断面の一部を示す概略一部断面図である。
【図３】図３は、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を示す概略説明図である。
【図４】図４は、実施例１の弾性ローラ及び比較例１の弾性ローラの表面硬度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る弾性ローラは、軸体の外周面に配置された発泡弾性層と、この発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層と、この接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えている。したがって、この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層と接着剤層と樹脂チューブとを備えていればよく、これらに加えて軸体又は他の層若しくは膜等を備えていてもよい。なお、この発明において、接着剤層は発泡弾性層のセルを埋設するように発泡弾性層の外周面に直接配置され、通常接着剤層と発泡弾性層との間に他の層若しくは膜等は介在しないが、接着剤層が発泡弾性層のセルを埋設する限りにおいてこれらの間に他の層若しくは膜等が介在していてもよい。
【００１６】
この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤が発泡弾性層の外周面に開口したセルに充填された状態で硬化した接着剤層を有しており、前記セルに充填された接着剤によって発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤は高い表面平坦性を有する。その結果、接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブの外周面もまた平坦になって、この発明に係る弾性ローラの硬度も実質的に均一になる。したがって、この発明に係る弾性ローラは、外周面にセルが開口する等によって表面平坦性のない発泡弾性層を備えていても表面平坦性が高く硬度も均一になるから、定着装置に装着されたときに圧接部の圧力を実質的に均一にすることができる。この発明において、「実質的に均一」とは完全に均一である場合に加えて、この発明の目的を達成するのに十分な程度に均一であることを含む。また、この発明において、「発泡弾性層の外周面の近傍」とは発泡弾性層の表面から深さ１ｍｍまでの領域をいう。
【００１７】
この発明の目的を達成するのに十分な程度とは、例えば「硬度」については、この発明に係る弾性ローラの軸線方向に沿って一方向に１０μｍ間隔で表面硬度を測定したときにこの発明に係る弾性ローラの軸線方向全体における測定値のうち最大値と最小値との差が６以下にあることということができる。この発明に係る弾性ローラすなわち樹脂チューブにおける表面硬度の差が６以下であると樹脂チューブの表面硬度が均一になって圧接部の圧力も均一になるから定着装置に装着されたときに現像剤を所望のように定着させることができる。この効果により一層優れる点で表面硬度の差は５．５以下であるのが好ましく、５．０以下であるのが特に好ましい。表面硬度の差の下限値は理想的には０であるが現実的には１．５である。
【００１８】
ところで、この発明に係る弾性ローラの接着剤層は発泡弾性層の外周面の近傍に存在するセルを発泡弾性層の周方向及び軸線方向においてほぼ均一に埋設するから、この発明に係る弾性ローラは通常周方向にも軸線方向にも均一な硬度を有している。したがって、前記表面硬度の差はこの発明に係る弾性ローラの軸線方向全体における表面硬度の差に代えて、この発明に係る弾性ローラのいずれかの領域における表面硬度の差を代表値として採用できる。このとき、いずれかの領域は１８０箇所を測定できる領域であるのがよく、例えば、この発明に係る弾性ローラの軸線方向略中央部（軸線方向に沿う測定点１８０点）が好適に挙げられる。
【００１９】
この発明に係る弾性ローラは表面硬度の差が６以下となっているのがよく、その表面硬度自体は３０〜７０の範囲内にあるのが好ましい。この発明に係る弾性ローラの表面硬度が前記範囲内にあると定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着したときに現像剤に対する定着性がよくなる。
【００２０】
この発明に係る弾性ローラの表面硬度及びその差、特に軸線方向中央部における表面硬度及びその差は次のようにして測定される。すなわち、硬度測定器（商品名「ＭＤ−１」、高分子計器株式会社製）及び円柱形の押針（接触子とも称する。押針の先端面の直径は１６０μｍ、高さ５００μｍ）を用いて、この発明に係る弾性ローラにおける軸線方向の中央部近傍の表面に前記先端面を接触させた前記円柱状接触子を弾性ローラの軸線方向に沿って一方向に１０μｍ間隔で２００回間欠的に移動させつつ１０μｍ間隔の測定点２００点（測定長さ２．００ｍｍ）における表面硬度をタイマホールドモードでホールド時間３秒で測定する。なお、押針を接触させる位置は弾性ローラの軸線方向の中央と前記測定長さのうち最初から２０点までの測定点を除く測定長さの中間点（１．１０ｍｍ地点）が一致する位置とする。このようにして測定した２００点の測定値のうち最初から２０点までの測定値を無視して２１点目から２００点目の１８０測定点の測定値をこの発明に係る弾性ローラの表面硬度とし、この１８０測定点の測定値のうち最大値と最小値との差をこの発明に係る弾性ローラの表面硬度の差とする。このようにして測定された表面硬度は２．００ｍｍの領域を１０μｍ間隔の測定点１８０点で測定したときの硬度であって「マイクロゴム硬度」と称されることがある。
【００２１】
この発明に係る弾性ローラのアスカーＣ硬度は４０〜８０であるのが好ましく、４０〜７０であるのがより一層好ましく、４５〜６５であるのが特に好ましい。この発明に係る弾性ローラが前記範囲のアスカーＣ硬度を有していると、定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着されたときに、圧接部の十分なニップ圧及びニップ幅を確保できる。アスカーＣ硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して１．０ｋｇの荷重をかけた状態で測定した値である。
【００２２】
この発明に係る弾性ローラの一例を、図面を参照して、説明する。この一例の弾性ローラは、図１及び図２に示されるように、軸体２と、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層４（図１において図示しない。）と、接着剤層４の外周面に配置された樹脂チューブ５とを備えている。
【００２３】
この弾性ローラ１は、前記したように軸線方向中央部の表面硬度が３０〜７０の範囲内であってその差が６以下であり、アスカーＣ硬度が４０〜８０である。この発明に係る弾性ローラの表面硬度及びその差は、例えば、発泡ゴム組成物の加硫温度や材料硬度の変更等により、調整することができる。また、この発明に係る弾性ローラのアスカーＣ硬度は、例えば、発泡弾性層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、さらには発泡弾性層の成形条件等により、調整することができる。
【００２４】
弾性ローラ１を構成する軸体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」と称される軸体である。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。
【００２５】
弾性ローラ１を構成する発泡弾性層３は、その内部にセルを有する発泡弾性層として軸体２の外周面に形成されている。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る。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、発泡弾性層３を形成可能な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。この発泡弾性層３のセルはそのほとんどが独立セル状態になっている。
【００２６】
セルは、通常発砲弾性層３の内部に存在しており、発泡弾性層３の成形後はその外周面及び端面に開口するセルはほとんど存在しない。後述する発泡ゴム組成物を発泡硬化して成る発泡弾性層３の仕上げ工程等としてその外周面を研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等すると、発泡弾性層３の外周面近傍に存在するセルが処理後の発泡弾性層３の外周面に開口する。表面に開口したセルは、通常、後述するセルの平均セル径とほぼ同様の開口径及び深さを有している。
【００２７】
発泡弾性層３のセルの平均セル径は６０〜６００μｍであるのが好ましく、７０〜６００μｍであるのが特に好ましく、発泡弾性層３の発泡倍率は１５０〜４２０％であるのが好ましく、１８０〜３５０％であるのが特に好ましい。発泡弾性層３の平均セル径及び／又は発泡倍率が前記範囲内にあると、後述する接着剤を発泡弾性層３の外周面に塗布したときに接着剤が外周面に開口したセル内に速やかに浸入して接着剤の塗布面が実質的に平坦になる。平均セル径及び発泡倍率は、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。
【００２８】
この発泡弾性層３は、弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度となるようなアスカーＣ硬度を有しているのが好ましく、例えば４５〜６５のアスカーＣ硬度（荷重１ｋｇ）を有しているのが好ましい。
【００２９】
発泡弾性層３の形態は特に限定されず、例えば、図１に示されるように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はストレート形状に形成されている。
【００３０】
発泡弾性層３の厚さは、特に限定されず、通常、２〜２０ｍｍであるのが好ましく、３〜１２ｍｍであのが特に好ましい。
【００３１】
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組成物及び発泡ウレタンゴム組成物等が好ましく挙げられる。発泡シリコーンゴム組成物は、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ゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。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、ゴムに連通セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。弾性ローラ１においては、発泡剤は、独立セル状態のセルを形成することができる点で、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。
【００３２】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、前記発泡剤と、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。付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物は、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物にさらに導電性カーボンブラック及び／又はそれ以外の導電性粒子とを含有している。導電性カーボンブラックとしては、導電性を有するカーボンブラックであれば特に限定されず、例えば、ファーネスブラック、チャネルブラック（チャンネルブラックとも称する。）、ランプブラック、熱分解法によるサーマルブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。導電性カーボンブラック以外の導電性粒子としては、導電性を有する粒子であれば特に限定されず、例えば、導電性金属酸化物の粒子、導電性金属被膜を有する金属粒子又は金属酸化物粒子等が挙げられる。導電性金属酸化物としては、例えば、導電性酸化亜鉛、導電性酸化チタン、導電性酸化アルミニウム、導電性酸化銅等が挙げられる。金属粒子又は金属酸化物粒子としては、その表面を導電性被膜で被覆した粒子等が挙げられ、具体的には、アルミニウム等の金属で被覆された酸化亜鉛又は酸化チタン等が挙げられる。これらの中でも、前記導電性カーボンブラックと高い相乗効果を発揮する点で、アルミニウムで被覆された酸化亜鉛が好ましい。
【００３３】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物のうち、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、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する組成物としては、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」を挙げることができる。前記各成分は同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。すなわち、ビニル基含有シリコーン生ゴムは分子内にビニル基を含有しているシリコーン生ゴムであればよく、シリカ系充填材として煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、発泡剤として無機系発泡剤又は有機系発泡剤等が挙げられ、付加反応架橋剤として一分子中に二個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、付加反応触媒として周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられ、反応制御剤として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。
【００３４】
これらの発泡シリコーンゴム組成物において、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度を前記範囲に調整するには、例えば、発泡剤の含有量をビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填剤との合計１００質量部に対して１．５〜５．０質量部に設定するのがよい。付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物において、導電性カーボンブラックの含有量はビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して５〜２０質量部であるのが好ましく、１０〜１５質量部であるのが特に好ましく、導電性粒子の含有量はビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して５〜３０質量部であるのが好ましく、１０〜２０質量部であるのが特に好ましい。
【００３５】
発泡ウレタンゴム組成物としては、例えば、ポリオールとイソシアネート、これらを反応して得られるプレポリマー及びこれらを反応して得られるポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種のポリウレタン調製成分と、発泡剤と、所望により各種添加剤とを含有する発泡ウレタンゴム組成物、この発泡ウレタンゴム組成物にさらに導電性カーボンブラック及び／又はそれ以外の導電性粒子を含有する導電性発泡ウレタンゴム組成物等が挙げられる。前記ポリウレタン調製成分としては、例えば、特開２００８−０７０４２０号公報に記載の「ポリウレタン調製成分」を挙げることができる。発泡剤、導電性カーボンブラック、それ以外の導電性粒子及び各種添加剤は前記した通りである。
【００３６】
接着剤層４は、発泡弾性層３と樹脂チューブ５とを接着することができる接着剤を硬化して成る層であり、発泡弾性層３の外周面に配置されている。この接着剤層４は、図２に示されるように、発泡弾性層３の外周面の近傍に存在し、少なくとも発泡弾性層３の外周面に開口するセルを埋設している。すなわち、接着剤層４は、発泡弾性層３の外周面近傍に存在するセルを埋設すると共にセルを埋設して平坦になった発泡弾性層３の外周面に配置されている。したがって、接着剤層４はその外周面が平坦になっている。接着剤層４をこのように配置するには、例えば、発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布した後に硬化する方法が挙げられる。すなわち、この接着剤層４は、発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３０ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で塗布された接着剤を硬化してなる層である。この発明において、接着剤層は少なくとも発泡弾性層３の外周面に開口するセルを埋設してればよく、発泡弾性層３のセルはほとんどが独立セル状態にあるが発泡弾性層３の外周面に開口するセルに連通するセルが存在する場合にはこのセルをも埋設していてもよい。
【００３７】
接着剤層４を形成する接着剤は、発泡弾性層３と樹脂チューブ５とを接着することのできる接着剤であればよく、室温において流動性を有する流動性接着剤であるのが好ましい。流動性接着剤として、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、流動性接着剤は、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、流動性接着剤は、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。
【００３８】
また、弾性ローラ１は加熱下において使用されることがあるため、流動性接着剤は耐熱性を有しているのが好ましく、具体的には、１５０〜２５０℃程度の耐熱性を有しているのが好ましい。耐熱性は、ＪＩＳ Ｋ ６８３３に規定された軟化温度測定法によって測定される。流動性接着剤に要求される他の特性として、流動性接着剤の硬化物における引張せん断接着強さ等が挙げられ、この発明においては、流動性接着剤の硬化物における引張せん断接着強さは０．５〜４ＭＰａであるのが好ましい。流動性接着剤の硬化物における引張せん断接着強さが前記範囲にあると樹脂チューブ５と発泡弾性層３とが十分な接着力で強固に接着される。引張せん断接着強さは、流動性接着剤を硬化してなる硬化体を試験体として、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に準じて、測定される。
【００３９】
接着剤層４の厚さは、発泡弾性層３の外周面の近傍に存在するセル、少なくとも外周面に開口するセルを埋設できれば特に限定されないが、通常、２〜５０μｍである。この発明において、接着剤層４の厚さは接着剤塗布後の外径から接着剤塗布前の発泡弾性層３の外径を引いた値の半分である。
【００４０】
樹脂チューブ５は、接着剤層４の外周面、すなわち接着剤層４を挟んで発泡弾性層３の外周面に配置されている。弾性ローラ１が樹脂チューブ５を備えていると現像剤の離型性を向上させることができる。この樹脂チューブ５は弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度となるように、例えば、２０〜６０μｍの厚さ、好ましくは２５〜５０μｍの厚さに、薄肉化されている。したがって、樹脂チューブ５は薄肉化チューブ５と称することもできる。この樹脂チューブ５は、後述するように比較的均一な厚さを有しているのが好ましく、周方向及び軸線方向の厚さの差、例えば、樹脂チューブ５を軸線方向に４等分（測定点５点）する内周を４等分（測定点４点）する点の合計２０点を測定点とする厚さの最大測定値と最小測定値との差が７μｍ以下であるのが特に好ましい。
【００４１】
この樹脂チューブ５は、絶縁性でもよく、導電性付与剤例えばカーボンブラック等を含有する導電性でもよく、絶縁性か導電性かは弾性ローラ１の用途等に応じて適宜に選択される。また、この樹脂チューブ５は弾性ローラ１の高い耐久性を確保できる点で機械的強度が大きいのが好ましい。例えば、厚さが２０〜６０μｍである場合には、３０〜７０ＭＰａの破断強度を有しているのが好ましく、１５０〜５００％の破断伸びを有しているのが好ましい。破断強度は樹脂チューブ５から切り出されたＪＩＳ Ｋ６８９１に規定のダンベル状３号試験片（ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じる。ただし、ダンベル状３号試験片はその長手方向が樹脂チューブ５の軸線方向すなわち長手方向に沿うように切り出す。）を用いてＪＩＳ Ｋ６８９１に基づいて、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度２５±２℃の条件の下で測定される値であり、破断伸びは樹脂チューブ５から切り出されたＪＩＳ Ｋ６８９１に規定のダンベル状３号試験片（ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じる。ただし、ダンベル状３号試験片はその長手方向が樹脂チューブ５の軸線方向すなわち長手方向に沿うように切り出す。）を用いてＪＩＳ Ｋ６８９１に基づいて、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度２５±２℃の条件の下で測定される値である。このように前記破断強度及び前記破断伸びは樹脂チューブ５の軸線方向すなわち長手方向における破断強度及び破断伸びである。
【００４２】
樹脂チューブ５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１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。これらの中でも現像剤の離型性に優れる点で、フッ素樹脂であるのが好ましく、例えば、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン樹脂）等が挙げられる。
【００４３】
この弾性ローラ１は、軸体２と発泡弾性層３と発泡弾性層３の外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層４と接着剤層４の外周面に配置された樹脂チューブ５とを備えているから、接着剤層４及び樹脂チューブ５の外周面がいずれも平坦で、かつ弾性ローラ１の硬度が実質的に均一になり、定着装置に装着されたときに均一な圧接部を形成して現像剤をほぼ均等に圧接し加熱できる。また弾性ローラ１は表面が平坦な接着剤層４を介在して発泡弾性層３と樹脂チューブ５とが配置されているから発泡弾性層３と樹脂チューブ５とが強固に接着され、高い耐久性を発揮する。したがって、この発明によれば、表面平坦性が高く、例えば本来の光沢を有する高品質の画像を形成することに貢献する耐久性の高い弾性ローラを提供できる。
【００４４】
この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有する、この発明に係る弾性ローラの製造方法によって、製造できる。
【００４５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法について、図１に示す弾性ローラ１を例に挙げて、説明する。この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、まず、軸体２を前記材料で作製して準備する。必要に応じてこの軸体２の外周面に接着剤又はプライマーを塗布して接着層又はプライマー層を形成することもできる。
【００４６】
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、準備した軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する。具体的には、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。発泡ゴム組成物を配置する方法としては、発泡ゴム組成物に応じて適宜に選択され、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、作業が容易で作業を連続して行うことができる点で、好ましい。
【００４７】
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、このようにして軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置した後、この配置状態を維持しつつ発泡ゴム組成物を加熱する。発泡ゴム組成物の加熱は、発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴム又はウレタン調製成分が架橋し、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、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物は、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、所望により、さらに二次加熱が行われてもよい。二次加熱によって発泡弾性層３の物性が安定する。二次加熱は、例えば、前記の条件で架橋された付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物の硬化体を、さらに、押出成形された状態のままで、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。導電性発泡ウレタンゴム組成物の硬化条件は例えば特開２００８−０７０４２０号公報に記載の条件を採用できる。
【００４８】
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、このようにして成形された発泡弾性層３は、外周面近傍に存在するセルを外周面に開口させるために、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等の仕上げ工程が施される。この仕上げ工程においては、セルを外周面に開口させると共に発泡弾性層３の寸法及び形状を同時に調整することもできる。このようにして軸体２の外周面に発泡弾性層３が形成されたローラ原体を製造することができる。
【００４９】
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、形成した発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程を実施する。接着剤は前記した通りである。接着剤は、前記塗布量で、発泡弾性層３の外周面に好ましくは均一に塗布される。発泡弾性層３の外周面に接着剤を塗布する方法は、特に限定されず、スプレー法、浸漬法、リングコーター法、ロールコーター法等が挙げられる。接着剤を発泡弾性層３の外周面に塗布する際、特に接着剤が流動性を有していない場合は接着剤を希釈剤等で適宜希釈することができる。接着剤として流動性接着剤を用いると発泡弾性層３の外周面に均一に容易に塗布されることができるうえ、流動性接着剤が塗布された塗布層内に気泡等が発生し、又は、気泡等が混入すること等を効果的に防止することができる。その結果、発泡弾性層３と樹脂チューブ５とを強固に接着することができる。このようにして接着剤を塗布すると、塗布された接着剤は速やかに発泡弾性層３の外周面に開口するセル内に浸入してセル内に充填され、セルによる凹部を相殺して発泡弾性層３の表面を平坦にする。
【００５０】
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、樹脂チューブ５を準備する。樹脂チューブ５は前記した通りである。
【００５１】
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、接着剤を介在させて発泡弾性層３の外周面に樹脂チューブ５を配置する工程を実施する。この工程は、例えば、ローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入し、樹脂チューブ５で少なくとも発泡弾性層３の外周面を接着剤を介して被覆して被覆体とする工程が挙げられる。この工程において、通常、準備した樹脂チューブ５は発泡弾性層３の外径と同一の内径又はわずかに小さな内径を有しているから、樹脂チューブ５にローラ原体を挿入する際には樹脂チューブが破損しないように注意する。樹脂チューブ５を破損させることなくローラ原体を挿入するには、例えば、加圧環境下又は減圧環境下、常温下又は加熱下でローラ原体を収縮させて樹脂チューブ５内に挿入する方法、加圧環境下又は減圧環境下、常温下又は加熱下で樹脂チューブ５をローラ原体の外径より大きくなるまで半径方向に拡径させてローラ原体を挿入する方法等が挙げられる。
【００５２】
例えば、加圧環境下でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入する方法（以下、加圧法と称する。）を簡単に説明すると、加圧環境下でローラ原体の発泡弾性層３を縮径させると共に発泡弾性層３を縮径させた状態でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入することができる装置、例えば、特開２００８−２９９１８５号公報の図４に示される「加圧装置１０」等を用いて、ローラ原体の発泡弾性層３を所定の圧力環境下で加圧し、その外径が樹脂チューブ５の内径よりも小さくなるまで発泡弾性層３を縮径させ、この状態のまま樹脂チューブ５内に挿入して、加圧状態を解除する。このようにしてローラ原体の発泡弾性層３を樹脂チューブ５内に挿入できる。
【００５３】
減圧環境下でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入する方法（以下、減圧法と称する。）を簡単に説明すると、減圧環境下でローラ原体の発泡弾性層３を縮径させると共に発泡弾性層３を縮径させた状態でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入することができる装置、例えば、特開２００８−２９９１８７号公報の図４に示される「減圧装置３０」等を用いて、ローラ原体の発泡弾性層３を所定の圧力に減圧し、その外径が樹脂チューブ５の内径よりも小さくなるまで発泡弾性層３を縮径させ、この状態のまま樹脂チューブ５内に挿入して、減圧状態を解除する。このようにしてローラ原体の発泡弾性層３を樹脂チューブ５内に挿入できる。
【００５４】
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、被覆体を加熱して接着剤を硬化する工程を実施する。この工程は、例えば、被覆体から距離を置いて、好ましくは被覆体の外周面を囲繞するように配置された各種加熱器又は各種乾燥機等で接着剤が硬化する温度に被覆体８を加熱する方法等が挙げられる。このときの硬化条件は塗布した接着剤の硬化条件に応じて選択され、例えば、接着剤がシリコーン系接着剤である場合には、加熱温度１００〜２００℃、加熱時間５分以上２時間以下の硬化条件を選択することができる。接着剤を硬化させる装置は、前記硬化条件を実現可能な装置であればよく、例えば、オーブン、送風乾燥機、赤外線加熱器等の各種加熱器及び各種乾燥機等が挙げられる。
【００５５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法において製造される弾性ローラは、通常、周方向にも軸線方向にも均一な硬度を有している。このような弾性ローラの硬度均一性は前記したように接着剤層４に拠るところが大きいが、接着剤層４以外にも弾性ローラの製造条件等を適宜に設定すると、弾性ローラの硬度均一性をより高い水準で達成することができる。例えば、弾性ローラの硬度均一性を高めるための製造指針をいくつか例示する。
【００５６】
まず、発泡ゴム組成物の配置に関して軸体２と発泡ゴム組成物とを一体分出しする場合には、軸体２と発泡ゴム組成物とを同一の速度で連続的に一体分出しして軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を実質的に均一に配置する方法が挙げられ、発泡ゴム組成物の成形に関して、発泡ゴム組成物をその周囲から実質的に均一な温度で加熱する方法等が挙げられる。このようにすると、軸体２の外周面に周方向及び軸線方向に実質的に均一な発泡弾性層３が形成される。
【００５７】
また、発泡弾性層３の仕上げ工程に関して、円筒研削盤でローラ原体を回転させながらローラ原体の発泡体を一定速度で連続的に、望ましくは発泡ゴム組成物の発泡硬化体の周方向及び軸線方向に凹凸無く平坦となるように円筒研削、円筒研磨及び／又は円筒切削する方法が挙げられる。このようにすると、発泡ゴム組成物の発泡硬化体を実質的に均一に円筒研削、円筒研磨及び／又は円筒切削でき、軸体２の外周面に周方向及び軸線方向に実質的に均一な発泡弾性層３が形成される。
【００５８】
発泡弾性層３の外周面に配置される樹脂チューブ５に関して、その厚さが比較的均一なもの、好ましくは周方向及び軸線方向の厚さの前記差が７μｍ以下であるものを用いる。そうすると樹脂チューブ５の厚さによる弾性ローラの不均一性を抑えることができる。
【００５９】
樹脂チューブ５のローラ原体への被覆に関して、前記のように、ローラ原体を加圧装置内若しくは減圧装置内で全体を加圧若しくは減圧して発泡弾性層３全体を実質的に均一に収縮させて、又は樹脂チューブ５を減圧装置内若しくは加圧装置内で減圧若しくは加圧して実質的に均一に周方向に引き伸ばして、発泡弾性層３と樹脂チューブ５との干渉が少ない状態にして、発泡弾性層３を樹脂チューブ５内に挿入する方法が挙げられる。このようにすると、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３を樹脂チューブ５に実質的に均一に挿入することができる。
【００６０】
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弾性層３と接着剤層４と樹脂チューブ５とを備えた弾性ローラ１を製造でき、同様にしてこの発明に係る弾性ローラも製造できる。そして、この発明に係る弾性ローラ、及び、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は、発泡弾性層３を備えていても表面平坦性が高く硬度も均一になるから、定着装置に装着されたときに圧力が実質的に均一な圧接部を形成して現像剤をほぼ均等に圧接し加熱できる。したがって、このような特性を有するこの発明に係る弾性ローラは、画像形成装置の定着装置、特に加熱定着装置の定着ローラ及び／又は加圧ローラとして好適に用いられる。
【００６１】
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３を参照して、説明する。
【００６２】
この発明に係る定着装置は加熱定着装置である。画像形成装置における従来の定着装置は、通常、定着ローラと加圧ローラを弾性材料で形成してニップ幅及びニップ圧を確保している。そして、定着ローラと加圧ローラとは、所望のように他の部材例えば無端ベルト等を介して、例えば総荷重１０〜１００ｋｇｆで圧接するように、軸線間距離がそれらの半径の和よりも小さくなるように、並行に配置されている。
【００６３】
図３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、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例えば転写ローラと、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３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。
【００６４】
定着手段３５は、加熱手段５７と無端ベルト５５とを備えた定着装置である。すなわち、この定着装置３５は、図３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に巻回された無端ベルト５５と、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接する加圧ローラ５６と、無端ベルト５５に非接触となるように配置され、無端ベルト５５を介して外部から定着ローラ５３を加熱する加熱手段５７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及び加圧ローラ５６はそれぞれ、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。この定着装置３５においてこの発明に係る弾性ローラが定着ローラ５３及び加圧ローラ５６の少なくとも一方として装着されている。加熱手段５７は、ハロゲンヒーター及び反射板等を用いた輻射加熱方法、加熱器等を直接接触させて加熱する直接接触加熱方法、並びに、誘導加熱方法等が採用される。この加熱手段５７は、定着ローラ５３における軸線方向の長さとほぼ同じ長さを有する部材であり、定着装置３５のいずれに配置されてもよいが、図３に示されるように、定着ローラ５３の表面より一定の間隔を隔てて定着ローラ５３に略並行に配置されるのがよい。前記誘導加熱方法には加熱用コイルが用いられ、この加熱用コイルは、通常、フェライト等の強磁性体で、スイッチング電源用として用いられている代表的な形状であるＩ型、Ｅ型及びＵ型等に形成され、導線が巻かれて成る。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。
【００６５】
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に供給されて静電潜像が現像され、この現像剤像が像担持体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。
【００６６】
この発明に係る定着装置３５及び画像形成装置３０は、定着ローラ５３及び加圧ローラ５６の少なくとも一方としてこの発明に係る弾性ローラが採用されているから、定着ローラ５３と加圧ローラ５６とが実質的に均一な圧力で圧接部を形成しており、この圧接部を通過する現像剤をほぼ均等に圧接・加熱して記録体に定着させることができ、例えば本来の光沢を有する高品質高品質の画像を形成する。
【００６７】
この発明に係る弾性ローラ、定着装置及び画像形成装置は、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、弾性ローラ１の発泡弾性層３は単層構造とされているが、この発明において発泡弾性層は二層以上の複層構造とされてもよい。
【００６８】
弾性ローラ１は、樹脂チューブ５が最外層とされているが、この発明においては、樹脂チューブの外周面に、所望により、他の層、例えば、弾性層、離型層、コート層、表面層及び／又は保護層等が形成されてもよい。弾性層は弾性を確保するための層であり、各種のゴム等で形成されればよく、ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。弾性層の厚さは２０〜５００μｍであるのが好ましく、１００〜４００μｍであるのが特に好ましい。また、離型層は現像剤の離型性を確保するための層であり、各種の樹脂、カップリング剤等で形成されればよく、樹脂としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、カップリング剤としては、シランカップリング剤等が挙げられる。離型層の厚さは１５〜２００μｍであるのが好ましく、２０〜５０μｍであるのが特に好ましい。コート層、表面層及び保護層は、樹脂チューブ５の外周面に定法に従って、通常、１〜１００μｍの厚さに、形成される。コート層、表面層及び保護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１Ａ及び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。なお、この発明において、樹脂チューブ５の外周面にシリコーンゴムで形成された弾性層とフッ素樹脂で形成された離型層とがこの順で形成されているのが好ましい。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、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。
【実施例】
【００７３】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体２（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２をギアーオーブン中で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。
【００７４】
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の混合物（信越化学工業株式会社製のシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」）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）５質量部と、発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル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を調整した。
【００７５】
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とを押出成形機にて、軸体２と付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を同一速度で連続的に一体分出し、軸体２の外周面に付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を均一に配置した。次いで、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が配置された軸体２を赤外線加熱炉（ＩＲ炉）内に置いて付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を２５０℃で１０分間加熱して発泡架橋させた。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を二次加熱し、常温にて１時間以上放置した。このようにして発泡硬化させた付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を回転させながら円筒研削盤を用いて一定速度で連続的に表面が平坦となるまで円筒研削した。このようにして外径３２ｍｍ、軸線長さ３３０ｍｍの所謂「ストレート形状」の発泡弾性層３を備えて成るローラ原体を作製した。この発泡弾性層３に存在するセルの平均セル径は１５０μｍで発泡弾性層３の発泡率は２００％、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度は５０であった。
【００７６】
次いで、作製したローラ原体における発泡弾性層３の外周面の全面に接着剤（商品名「ＫＥ１８８０」、粘度（２５℃）８４Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製）を溶剤で希釈せずに、ロールコーターで、塗布量０．０１５ｇ／ｃｍ２となるように均一に塗布した後、しばらく放置した。
【００７７】
次いで、特開２００８−２９９１８５号公報の図４に示される「加圧装置」内に接着剤が塗布されたローラ原体及びＰＦＡチューブ（軸線長さ３３０ｍｍ、内径３１ｍｍ、厚さ３０μｍ、周方向及び軸線方向における測定点２０点の厚さの前記差は７μｍ以下）５を配置して加圧装置内を加圧し、発泡弾性層３の外径がＰＦＡチューブ５の内径よりも小さくなるまで発泡弾性層３を縮径させてＰＦＡチューブ５内に挿入した後に加圧状態を解除して被覆体を得た。このとき、ローラ原体の発泡弾性層３全体を加圧装置内で加圧して実質的に均一に収縮させた。
【００７８】
次いで、この被覆体を１５０℃に１時間にわたって加熱して接着剤を硬化させた。このようにして実施例１の弾性ローラを製造した。
【００７９】
（比較例１）
接着剤の塗布量を０．００２ｇ／ｃｍ２に変更したこと以外は実施例１と基本的に同様にして比較例１の弾性ローラを製造した。
【００８０】
（接着剤層の観察）
実施例１及び比較例１で製造した弾性ローラそれぞれを軸線方向の中央部を軸線に垂直な平面で切断した断面において接着剤層４の状態を拡大鏡で観察した。その結果、実施例１の弾性ローラは図２に示されるように接着剤が発泡弾性層３のセル内に進入した状態で硬化して接着剤層４が発泡弾性層３の外周面に開口したセルを埋設していた。これに対して、比較例１の弾性ローラは接着剤が発泡弾性層３のセル内にほとんど進入することなく硬化して接着剤層が発泡弾性層３の外周面の近傍に存在するセルを十分に埋設せず、接着剤層の表面は平坦ではなく凹凸が認められた。
【００８１】
（表面硬度の測定）
実施例１及び比較例１で製造した弾性ローラそれぞれにおける軸線方向の中央部近傍の表面硬度を前記方法に従って測定した。その結果を図４に示す。図４に示されるように、実施例１の弾性ローラは表面硬度が５０〜５３で表面硬度の差が３であって表面硬度がほぼ均一であったのに対して、比較例１の弾性ローラは表面硬度が４２〜５１で表面硬度の差が９にも及び、表面硬度が均一ではなかった。
【００８２】
このように、接着剤層４が発泡弾性層３の外周面に開口したセルを埋設していた実施例１の弾性ローラはその中央部における表面硬度の差が３であって硬度がほぼ均一であるから、この弾性ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして用いると、記録体に転写された微小な現像剤をミクロ的にほぼ均一な圧力で押圧して定着させることができる。したがって、実施例１のような弾性ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして用いると、高品質の画像、例えば、均一性の高い光沢を有する画像を形成することに大きく貢献できる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 弾性ローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
４ 接着剤層
５ 樹脂チューブ（ＰＦＡチューブ）
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
５７ 加熱手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラ及びその製造方法、並びに、定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、表面平坦性が高く高品質の画像を形成することに貢献する弾性ローラ、その製造方法及び定着装置、並びに、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、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、一般に、所望により他の部材例えば無端ベルト等を介して互いに軸線方向に沿って圧接する定着ローラ及び加圧ローラを備えた定着装置を有している。この定着ローラ及び加圧ローラは、通常、軸体の外周面に形成された弾性層とを有する弾性ローラとされる。
【０００３】
定着ローラ及び加圧ローラを備えた定着装置において、弾性層に現像剤を付着させずに高品質の画像を形成することを目的として、弾性層の外周面に接着剤層を介して薄肉の樹脂チューブを配置、すなわち弾性層を薄肉の樹脂チューブで接着剤層を介して被覆したローラが提案されている。例えば、特許文献１には「芯金にシリコーンゴムを被覆したゴムローラに、接着剤でＰＦＡチューブを被覆接着させたＰＦＡチューブ被覆ローラにおいて、前記接着剤層の平均厚さが３μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とするＰＦＡチューブ被覆定着ローラ」が記載されている。
【０００４】
このような弾性ローラは接着剤層の層厚のばらつきを柔軟で薄肉の樹脂チューブでは相殺できないから表面平坦性が損なわれることがある。したがって、このような樹脂チューブを弾性層の外周面に接着剤層を介して配置した弾性ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして採用すると、定着ローラ及び加圧ローラは定着装置に互いに圧接する状態となるように装着されるから、これらローラの圧接部の圧力が部分的に変動して圧接部を通過する記録体に現像剤を所望のように定着できなくなる。例えば、このような弾性ローラを具備する定着装置においては、形成される画像に本来の光沢が得られないことがある。
【０００５】
ところで、定着装置においては、定着ローラと加圧ローラとの大きな圧接部を確保して記録体に現像剤をより確実に定着させること、優れた断熱性により定着装置としての省電力化に寄与すること等を目的として、定着ローラ及び／又は加圧ローラの弾性層として発泡体で形成された発泡弾性層が採用されることがある。このような発泡弾性層を薄肉の樹脂チューブで被覆した弾性ローラは、セルの存在によって発泡弾性層の表面が平坦ではなく、かつ樹脂チューブが柔軟で薄肉であるから弾性ローラの表面平坦性が大きく損なわれており、このような弾性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採用すると、圧接部を通過する記録体への現像剤の定着性に重大な悪影響を与え、形成される画像の品質を大きく低下させることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１２１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、表面平坦性が高く高品質の画像を形成することに貢献する弾性ローラ及びその製造方法並びに定着装置を提供することを、目的とする。
【０００８】
また、この発明は高品質の画像を形成することのできる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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周面に配置された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層と、前記接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えて成る弾性ローラであり、
請求項２は、軸線方向中央部における表面硬度の差が６以下である請求項１に記載の弾性ローラであり、
請求項３は、前記接着剤層は、前記発泡弾性層の前記外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で塗布された接着剤が硬化されてなる請求項１又は２に記載の弾性ローラであり、
請求項４は、発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有する弾性ローラの製造方法であり、
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定着装置であり、
請求項６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画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層とこの接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えているから、外周面に開口するセルを有する発泡弾性層の外周面に配置された接着剤層の外周面は平坦になり、その結果、接着剤層の外周面に配置された柔軟で肉薄の樹脂チューブの外周面もまた平坦になって硬度も実質的に均一になる。したがって、この発明に係る弾性ローラはたとえ発泡弾性層を備えていても表面平坦性が高く硬度も均一になるから、定着装置に装着されたときに圧接部の圧力が実質的に均一になって現像剤をほぼ均等に圧接し加熱できる。
【００１１】
また、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、前記接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有しているから、発泡弾性層の外周面に開口するセル内に接着剤が充填されて表面が平坦になるように発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤を硬化して表面平坦性の高い接着剤層を形成できる。さらに、この発明に係る定着装置はこの発明に係る弾性ローラを備えている。
【００１２】
したがって、この発明によれば、表面平坦性が高く高品質の画像を形成することに貢献する弾性ローラ及びその製造方法並びに定着装置を提供できる。
【００１３】
また、この発明に係る画像形成装置この発明に係る弾性ローラを備えている。したがって、この発明によれば、高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラにおける一例の弾性ローラを示す斜視図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラにおける一例の弾性ローラを、その軸線を含む平面で切断したときの切断面の一部を示す概略一部断面図である。
【図３】図３は、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を示す概略説明図である。
【図４】図４は、実施例１の弾性ローラ及び比較例１の弾性ローラの表面硬度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る弾性ローラは、軸体の外周面に配置された発泡弾性層と、この発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層と、この接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えている。したがって、この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層と接着剤層と樹脂チューブとを備えていればよく、これらに加えて軸体又は他の層若しくは膜等を備えていてもよい。なお、この発明において、接着剤層は発泡弾性層のセルを埋設するように発泡弾性層の外周面に直接配置され、通常接着剤層と発泡弾性層との間に他の層若しくは膜等は介在しないが、接着剤層が発泡弾性層のセルを埋設する限りにおいてこれらの間に他の層若しくは膜等が介在していてもよい。
【００１６】
この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤が発泡弾性層の外周面に開口したセルに充填された状態で硬化した接着剤層を有しており、前記セルに充填された接着剤によって発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤は高い表面平坦性を有する。その結果、接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブの外周面もまた平坦になって、この発明に係る弾性ローラの硬度も実質的に均一になる。したがって、この発明に係る弾性ローラは、外周面にセルが開口する等によって表面平坦性のない発泡弾性層を備えていても表面平坦性が高く硬度も均一になるから、定着装置に装着されたときに圧接部の圧力を実質的に均一にすることができる。この発明において、「実質的に均一」とは完全に均一である場合に加えて、この発明の目的を達成するのに十分な程度に均一であることを含む。また、この発明において、「発泡弾性層の外周面の近傍」とは発泡弾性層の表面から深さ１ｍｍまでの領域をいう。
【００１７】
この発明の目的を達成するのに十分な程度とは、例えば「硬度」については、この発明に係る弾性ローラの軸線方向に沿って一方向に１０μｍ間隔で表面硬度を測定したときにこの発明に係る弾性ローラの軸線方向全体における測定値のうち最大値と最小値との差が６以下にあることということができる。この発明に係る弾性ローラすなわち樹脂チューブにおける表面硬度の差が６以下であると樹脂チューブの表面硬度が均一になって圧接部の圧力も均一になるから定着装置に装着されたときに現像剤を所望のように定着させることができる。この効果により一層優れる点で表面硬度の差は５．５以下であるのが好ましく、５．０以下であるのが特に好ましい。表面硬度の差の下限値は理想的には０であるが現実的には１．５である。
【００１８】
ところで、この発明に係る弾性ローラの接着剤層は発泡弾性層の外周面の近傍に存在するセルを発泡弾性層の周方向及び軸線方向においてほぼ均一に埋設するから、この発明に係る弾性ローラは通常周方向にも軸線方向にも均一な硬度を有している。したがって、前記表面硬度の差はこの発明に係る弾性ローラの軸線方向全体における表面硬度の差に代えて、この発明に係る弾性ローラのいずれかの領域における表面硬度の差を代表値として採用できる。このとき、いずれかの領域は１８０箇所を測定できる領域であるのがよく、例えば、この発明に係る弾性ローラの軸線方向略中央部（軸線方向に沿う測定点１８０点）が好適に挙げられる。
【００１９】
この発明に係る弾性ローラは表面硬度の差が６以下となっているのがよく、その表面硬度自体は３０〜７０の範囲内にあるのが好ましい。この発明に係る弾性ローラの表面硬度が前記範囲内にあると定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着したときに現像剤に対する定着性がよくなる。
【００２０】
この発明に係る弾性ローラの表面硬度及びその差、特に軸線方向中央部における表面硬度及びその差は次のようにして測定される。すなわち、硬度測定器（商品名「ＭＤ−１」、高分子計器株式会社製）及び円柱形の押針（接触子とも称する。押針の先端面の直径は１６０μｍ、高さ５００μｍ）を用いて、この発明に係る弾性ローラにおける軸線方向の中央部近傍の表面に前記先端面を接触させた前記円柱状接触子を弾性ローラの軸線方向に沿って一方向に１０μｍ間隔で２００回間欠的に移動させつつ１０μｍ間隔の測定点２００点（測定長さ２．００ｍｍ）における表面硬度をタイマホールドモードでホールド時間３秒で測定する。なお、押針を接触させる位置は弾性ローラの軸線方向の中央と前記測定長さのうち最初から２０点までの測定点を除く測定長さの中間点（１．１０ｍｍ地点）が一致する位置とする。このようにして測定した２００点の測定値のうち最初から２０点までの測定値を無視して２１点目から２００点目の１８０測定点の測定値をこの発明に係る弾性ローラの表面硬度とし、この１８０測定点の測定値のうち最大値と最小値との差をこの発明に係る弾性ローラの表面硬度の差とする。このようにして測定された表面硬度は２．００ｍｍの領域を１０μｍ間隔の測定点１８０点で測定したときの硬度であって「マイクロゴム硬度」と称されることがある。
【００２１】
この発明に係る弾性ローラのアスカーＣ硬度は４０〜８０であるのが好ましく、４０〜７０であるのがより一層好ましく、４５〜６５であるのが特に好ましい。この発明に係る弾性ローラが前記範囲のアスカーＣ硬度を有していると、定着ローラ及び／又は加圧ローラとして定着装置に装着されたときに、圧接部の十分なニップ圧及びニップ幅を確保できる。アスカーＣ硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して１．０ｋｇの荷重をかけた状態で測定した値である。
【００２２】
この発明に係る弾性ローラの一例を、図面を参照して、説明する。この一例の弾性ローラは、図１及び図２に示されるように、軸体２と、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層４（図１において図示しない。）と、接着剤層４の外周面に配置された樹脂チューブ５とを備えている。
【００２３】
この弾性ローラ１は、前記したように軸線方向中央部の表面硬度が３０〜７０の範囲内であってその差が６以下であり、アスカーＣ硬度が４０〜８０である。この発明に係る弾性ローラの表面硬度及びその差は、例えば、発泡ゴム組成物の加硫温度や材料硬度の変更等により、調整することができる。また、この発明に係る弾性ローラのアスカーＣ硬度は、例えば、発泡弾性層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、さらには発泡弾性層の成形条件等により、調整することができる。
【００２４】
弾性ローラ１を構成する軸体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」と称される軸体である。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。
【００２５】
弾性ローラ１を構成する発泡弾性層３は、その内部にセルを有する発泡弾性層として軸体２の外周面に形成されている。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る。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、発泡弾性層３を形成可能な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。この発泡弾性層３のセルはそのほとんどが独立セル状態になっている。
【００２６】
セルは、通常発砲弾性層３の内部に存在しており、発泡弾性層３の成形後はその外周面及び端面に開口するセルはほとんど存在しない。後述する発泡ゴム組成物を発泡硬化して成る発泡弾性層３の仕上げ工程等としてその外周面を研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等すると、発泡弾性層３の外周面近傍に存在するセルが処理後の発泡弾性層３の外周面に開口する。表面に開口したセルは、通常、後述するセルの平均セル径とほぼ同様の開口径及び深さを有している。
【００２７】
発泡弾性層３のセルの平均セル径は６０〜６００μｍであるのが好ましく、７０〜６００μｍであるのが特に好ましく、発泡弾性層３の発泡倍率は１５０〜４２０％であるのが好ましく、１８０〜３５０％であるのが特に好ましい。発泡弾性層３の平均セル径及び／又は発泡倍率が前記範囲内にあると、後述する接着剤を発泡弾性層３の外周面に塗布したときに接着剤が外周面に開口したセル内に速やかに浸入して接着剤の塗布面が実質的に平坦になる。平均セル径及び発泡倍率は、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。
【００２８】
この発泡弾性層３は、弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度となるようなアスカーＣ硬度を有しているのが好ましく、例えば４５〜６５のアスカーＣ硬度（荷重１ｋｇ）を有しているのが好ましい。
【００２９】
発泡弾性層３の形態は特に限定されず、例えば、図１に示されるように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はストレート形状に形成されている。
【００３０】
発泡弾性層３の厚さは、特に限定されず、通常、２〜２０ｍｍであるのが好ましく、３〜１２ｍｍであのが特に好ましい。
【００３１】
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組成物及び発泡ウレタンゴム組成物等が好ましく挙げられる。発泡シリコーンゴム組成物は、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ゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。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、ゴムに連通セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。弾性ローラ１においては、発泡剤は、独立セル状態のセルを形成することができる点で、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。
【００３２】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、前記発泡剤と、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。付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物は、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物にさらに導電性カーボンブラック及び／又はそれ以外の導電性粒子とを含有している。導電性カーボンブラックとしては、導電性を有するカーボンブラックであれば特に限定されず、例えば、ファーネスブラック、チャネルブラック（チャンネルブラックとも称する。）、ランプブラック、熱分解法によるサーマルブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。導電性カーボンブラック以外の導電性粒子としては、導電性を有する粒子であれば特に限定されず、例えば、導電性金属酸化物の粒子、導電性金属被膜を有する金属粒子又は金属酸化物粒子等が挙げられる。導電性金属酸化物としては、例えば、導電性酸化亜鉛、導電性酸化チタン、導電性酸化アルミニウム、導電性酸化銅等が挙げられる。金属粒子又は金属酸化物粒子としては、その表面を導電性被膜で被覆した粒子等が挙げられ、具体的には、アルミニウム等の金属で被覆された酸化亜鉛又は酸化チタン等が挙げられる。これらの中でも、前記導電性カーボンブラックと高い相乗効果を発揮する点で、アルミニウムで被覆された酸化亜鉛が好ましい。
【００３３】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物のうち、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、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する組成物としては、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」を挙げることができる。前記各成分は同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。すなわち、ビニル基含有シリコーン生ゴムは分子内にビニル基を含有しているシリコーン生ゴムであればよく、シリカ系充填材として煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、発泡剤として無機系発泡剤又は有機系発泡剤等が挙げられ、付加反応架橋剤として一分子中に二個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられ、付加反応触媒として周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられ、反応制御剤として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。
【００３４】
これらの発泡シリコーンゴム組成物において、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度を前記範囲に調整するには、例えば、発泡剤の含有量をビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填剤との合計１００質量部に対して１．５〜５．０質量部に設定するのがよい。付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物において、導電性カーボンブラックの含有量はビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して５〜２０質量部であるのが好ましく、１０〜１５質量部であるのが特に好ましく、導電性粒子の含有量はビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して５〜３０質量部であるのが好ましく、１０〜２０質量部であるのが特に好ましい。
【００３５】
発泡ウレタンゴム組成物としては、例えば、ポリオールとイソシアネート、これらを反応して得られるプレポリマー及びこれらを反応して得られるポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種のポリウレタン調製成分と、発泡剤と、所望により各種添加剤とを含有する発泡ウレタンゴム組成物、この発泡ウレタンゴム組成物にさらに導電性カーボンブラック及び／又はそれ以外の導電性粒子を含有する導電性発泡ウレタンゴム組成物等が挙げられる。前記ポリウレタン調製成分としては、例えば、特開２００８−０７０４２０号公報に記載の「ポリウレタン調製成分」を挙げることができる。発泡剤、導電性カーボンブラック、それ以外の導電性粒子及び各種添加剤は前記した通りである。
【００３６】
接着剤層４は、発泡弾性層３と樹脂チューブ５とを接着することができる接着剤を硬化して成る層であり、発泡弾性層３の外周面に配置されている。この接着剤層４は、図２に示されるように、発泡弾性層３の外周面の近傍に存在し、少なくとも発泡弾性層３の外周面に開口するセルを埋設している。すなわち、接着剤層４は、発泡弾性層３の外周面近傍に存在するセルを埋設すると共にセルを埋設して平坦になった発泡弾性層３の外周面に配置されている。したがって、接着剤層４はその外周面が平坦になっている。接着剤層４をこのように配置するには、例えば、発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布した後に硬化する方法が挙げられる。すなわち、この接着剤層４は、発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３０ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で塗布された接着剤を硬化してなる層である。この発明において、接着剤層は少なくとも発泡弾性層３の外周面に開口するセルを埋設してればよく、発泡弾性層３のセルはほとんどが独立セル状態にあるが発泡弾性層３の外周面に開口するセルに連通するセルが存在する場合にはこのセルをも埋設していてもよい。
【００３７】
接着剤層４を形成する接着剤は、発泡弾性層３と樹脂チューブ５とを接着することのできる接着剤であればよく、室温において流動性を有する流動性接着剤であるのが好ましい。流動性接着剤として、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、流動性接着剤は、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、流動性接着剤は、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。
【００３８】
また、弾性ローラ１は加熱下において使用されることがあるため、流動性接着剤は耐熱性を有しているのが好ましく、具体的には、１５０〜２５０℃程度の耐熱性を有しているのが好ましい。耐熱性は、ＪＩＳ Ｋ ６８３３に規定された軟化温度測定法によって測定される。流動性接着剤に要求される他の特性として、流動性接着剤の硬化物における引張せん断接着強さ等が挙げられ、この発明においては、流動性接着剤の硬化物における引張せん断接着強さは０．５〜４ＭＰａであるのが好ましい。流動性接着剤の硬化物における引張せん断接着強さが前記範囲にあると樹脂チューブ５と発泡弾性層３とが十分な接着力で強固に接着される。引張せん断接着強さは、流動性接着剤を硬化してなる硬化体を試験体として、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に準じて、測定される。
【００３９】
接着剤層４の厚さは、発泡弾性層３の外周面の近傍に存在するセル、少なくとも外周面に開口するセルを埋設できれば特に限定されないが、通常、２〜５０μｍである。この発明において、接着剤層４の厚さは接着剤塗布後の外径から接着剤塗布前の発泡弾性層３の外径を引いた値の半分である。
【００４０】
樹脂チューブ５は、接着剤層４の外周面、すなわち接着剤層４を挟んで発泡弾性層３の外周面に配置されている。弾性ローラ１が樹脂チューブ５を備えていると現像剤の離型性を向上させることができる。この樹脂チューブ５は弾性ローラ１が前記範囲のアスカーＣ硬度となるように、例えば、２０〜６０μｍの厚さ、好ましくは２５〜５０μｍの厚さに、薄肉化されている。したがって、樹脂チューブ５は薄肉化チューブ５と称することもできる。この樹脂チューブ５は、後述するように比較的均一な厚さを有しているのが好ましく、周方向及び軸線方向の厚さの差、例えば、樹脂チューブ５を軸線方向に４等分（測定点５点）する内周を４等分（測定点４点）する点の合計２０点を測定点とする厚さの最大測定値と最小測定値との差が７μｍ以下であるのが特に好ましい。
【００４１】
この樹脂チューブ５は、絶縁性でもよく、導電性付与剤例えばカーボンブラック等を含有する導電性でもよく、絶縁性か導電性かは弾性ローラ１の用途等に応じて適宜に選択される。また、この樹脂チューブ５は弾性ローラ１の高い耐久性を確保できる点で機械的強度が大きいのが好ましい。例えば、厚さが２０〜６０μｍである場合には、３０〜７０ＭＰａの破断強度を有しているのが好ましく、１５０〜５００％の破断伸びを有しているのが好ましい。破断強度は樹脂チューブ５から切り出されたＪＩＳ Ｋ６８９１に規定のダンベル状３号試験片（ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じる。ただし、ダンベル状３号試験片はその長手方向が樹脂チューブ５の軸線方向すなわち長手方向に沿うように切り出す。）を用いてＪＩＳ Ｋ６８９１に基づいて、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度２５±２℃の条件の下で測定される値であり、破断伸びは樹脂チューブ５から切り出されたＪＩＳ Ｋ６８９１に規定のダンベル状３号試験片（ＪＩＳ Ｋ６２５１に準じる。ただし、ダンベル状３号試験片はその長手方向が樹脂チューブ５の軸線方向すなわち長手方向に沿うように切り出す。）を用いてＪＩＳ Ｋ６８９１に基づいて、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度２５±２℃の条件の下で測定される値である。このように前記破断強度及び前記破断伸びは樹脂チューブ５の軸線方向すなわち長手方向における破断強度及び破断伸びである。
【００４２】
樹脂チューブ５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１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。これらの中でも現像剤の離型性に優れる点で、フッ素樹脂であるのが好ましく、例えば、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン樹脂）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン樹脂）等が挙げられる。
【００４３】
この弾性ローラ１は、軸体２と発泡弾性層３と発泡弾性層３の外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層４と接着剤層４の外周面に配置された樹脂チューブ５とを備えているから、接着剤層４及び樹脂チューブ５の外周面がいずれも平坦で、かつ弾性ローラ１の硬度が実質的に均一になり、定着装置に装着されたときに均一な圧接部を形成して現像剤をほぼ均等に圧接し加熱できる。また弾性ローラ１は表面が平坦な接着剤層４を介在して発泡弾性層３と樹脂チューブ５とが配置されているから発泡弾性層３と樹脂チューブ５とが強固に接着され、高い耐久性を発揮する。したがって、この発明によれば、表面平坦性が高く、例えば本来の光沢を有する高品質の画像を形成することに貢献する耐久性の高い弾性ローラを提供できる。
【００４４】
この発明に係る弾性ローラは、発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、接着剤を硬化する工程とを有する、この発明に係る弾性ローラの製造方法によって、製造できる。
【００４５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法について、図１に示す弾性ローラ１を例に挙げて、説明する。この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、まず、軸体２を前記材料で作製して準備する。必要に応じてこの軸体２の外周面に接着剤又はプライマーを塗布して接着層又はプライマー層を形成することもできる。
【００４６】
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、準備した軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する。具体的には、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。発泡ゴム組成物を配置する方法としては、発泡ゴム組成物に応じて適宜に選択され、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、作業が容易で作業を連続して行うことができる点で、好ましい。
【００４７】
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、このようにして軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を配置した後、この配置状態を維持しつつ発泡ゴム組成物を加熱する。発泡ゴム組成物の加熱は、発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴム又はウレタン調製成分が架橋し、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、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物は、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、所望により、さらに二次加熱が行われてもよい。二次加熱によって発泡弾性層３の物性が安定する。二次加熱は、例えば、前記の条件で架橋された付加反応型発泡シリコーンゴム組成物及び付加反応型導電性発泡シリコーンゴム組成物の硬化体を、さらに、押出成形された状態のままで、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。導電性発泡ウレタンゴム組成物の硬化条件は例えば特開２００８−０７０４２０号公報に記載の条件を採用できる。
【００４８】
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、このようにして成形された発泡弾性層３は、外周面近傍に存在するセルを外周面に開口させるために、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等の仕上げ工程が施される。この仕上げ工程においては、セルを外周面に開口させると共に発泡弾性層３の寸法及び形状を同時に調整することもできる。このようにして軸体２の外周面に発泡弾性層３が形成されたローラ原体を製造することができる。
【００４９】
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、形成した発泡弾性層３の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程を実施する。接着剤は前記した通りである。接着剤は、前記塗布量で、発泡弾性層３の外周面に好ましくは均一に塗布される。発泡弾性層３の外周面に接着剤を塗布する方法は、特に限定されず、スプレー法、浸漬法、リングコーター法、ロールコーター法等が挙げられる。接着剤を発泡弾性層３の外周面に塗布する際、特に接着剤が流動性を有していない場合は接着剤を希釈剤等で適宜希釈することができる。接着剤として流動性接着剤を用いると発泡弾性層３の外周面に均一に容易に塗布されることができるうえ、流動性接着剤が塗布された塗布層内に気泡等が発生し、又は、気泡等が混入すること等を効果的に防止することができる。その結果、発泡弾性層３と樹脂チューブ５とを強固に接着することができる。このようにして接着剤を塗布すると、塗布された接着剤は速やかに発泡弾性層３の外周面に開口するセル内に浸入してセル内に充填され、セルによる凹部を相殺して発泡弾性層３の表面を平坦にする。
【００５０】
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、樹脂チューブ５を準備する。樹脂チューブ５は前記した通りである。
【００５１】
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、接着剤を介在させて発泡弾性層３の外周面に樹脂チューブ５を配置する工程を実施する。この工程は、例えば、ローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入し、樹脂チューブ５で少なくとも発泡弾性層３の外周面を接着剤を介して被覆して被覆体とする工程が挙げられる。この工程において、通常、準備した樹脂チューブ５は発泡弾性層３の外径と同一の内径又はわずかに小さな内径を有しているから、樹脂チューブ５にローラ原体を挿入する際には樹脂チューブが破損しないように注意する。樹脂チューブ５を破損させることなくローラ原体を挿入するには、例えば、加圧環境下又は減圧環境下、常温下又は加熱下でローラ原体を収縮させて樹脂チューブ５内に挿入する方法、加圧環境下又は減圧環境下、常温下又は加熱下で樹脂チューブ５をローラ原体の外径より大きくなるまで半径方向に拡径させてローラ原体を挿入する方法等が挙げられる。
【００５２】
例えば、加圧環境下でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入する方法（以下、加圧法と称する。）を簡単に説明すると、加圧環境下でローラ原体の発泡弾性層３を縮径させると共に発泡弾性層３を縮径させた状態でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入することができる装置、例えば、特開２００８−２９９１８５号公報の図４に示される「加圧装置１０」等を用いて、ローラ原体の発泡弾性層３を所定の圧力環境下で加圧し、その外径が樹脂チューブ５の内径よりも小さくなるまで発泡弾性層３を縮径させ、この状態のまま樹脂チューブ５内に挿入して、加圧状態を解除する。このようにしてローラ原体の発泡弾性層３を樹脂チューブ５内に挿入できる。
【００５３】
減圧環境下でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入する方法（以下、減圧法と称する。）を簡単に説明すると、減圧環境下でローラ原体の発泡弾性層３を縮径させると共に発泡弾性層３を縮径させた状態でローラ原体を樹脂チューブ５内に挿入することができる装置、例えば、特開２００８−２９９１８７号公報の図４に示される「減圧装置３０」等を用いて、ローラ原体の発泡弾性層３を所定の圧力に減圧し、その外径が樹脂チューブ５の内径よりも小さくなるまで発泡弾性層３を縮径させ、この状態のまま樹脂チューブ５内に挿入して、減圧状態を解除する。このようにしてローラ原体の発泡弾性層３を樹脂チューブ５内に挿入できる。
【００５４】
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、被覆体を加熱して接着剤を硬化する工程を実施する。この工程は、例えば、被覆体から距離を置いて、好ましくは被覆体の外周面を囲繞するように配置された各種加熱器又は各種乾燥機等で接着剤が硬化する温度に被覆体８を加熱する方法等が挙げられる。このときの硬化条件は塗布した接着剤の硬化条件に応じて選択され、例えば、接着剤がシリコーン系接着剤である場合には、加熱温度１００〜２００℃、加熱時間５分以上２時間以下の硬化条件を選択することができる。接着剤を硬化させる装置は、前記硬化条件を実現可能な装置であればよく、例えば、オーブン、送風乾燥機、赤外線加熱器等の各種加熱器及び各種乾燥機等が挙げられる。
【００５５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法において製造される弾性ローラは、通常、周方向にも軸線方向にも均一な硬度を有している。このような弾性ローラの硬度均一性は前記したように接着剤層４に拠るところが大きいが、接着剤層４以外にも弾性ローラの製造条件等を適宜に設定すると、弾性ローラの硬度均一性をより高い水準で達成することができる。例えば、弾性ローラの硬度均一性を高めるための製造指針をいくつか例示する。
【００５６】
まず、発泡ゴム組成物の配置に関して軸体２と発泡ゴム組成物とを一体分出しする場合には、軸体２と発泡ゴム組成物とを同一の速度で連続的に一体分出しして軸体２の外周面に発泡ゴム組成物を実質的に均一に配置する方法が挙げられ、発泡ゴム組成物の成形に関して、発泡ゴム組成物をその周囲から実質的に均一な温度で加熱する方法等が挙げられる。このようにすると、軸体２の外周面に周方向及び軸線方向に実質的に均一な発泡弾性層３が形成される。
【００５７】
また、発泡弾性層３の仕上げ工程に関して、円筒研削盤でローラ原体を回転させながらローラ原体の発泡体を一定速度で連続的に、望ましくは発泡ゴム組成物の発泡硬化体の周方向及び軸線方向に凹凸無く平坦となるように円筒研削、円筒研磨及び／又は円筒切削する方法が挙げられる。このようにすると、発泡ゴム組成物の発泡硬化体を実質的に均一に円筒研削、円筒研磨及び／又は円筒切削でき、軸体２の外周面に周方向及び軸線方向に実質的に均一な発泡弾性層３が形成される。
【００５８】
発泡弾性層３の外周面に配置される樹脂チューブ５に関して、その厚さが比較的均一なもの、好ましくは周方向及び軸線方向の厚さの前記差が７μｍ以下であるものを用いる。そうすると樹脂チューブ５の厚さによる弾性ローラの不均一性を抑えることができる。
【００５９】
樹脂チューブ５のローラ原体への被覆に関して、前記のように、ローラ原体を加圧装置内若しくは減圧装置内で全体を加圧若しくは減圧して発泡弾性層３全体を実質的に均一に収縮させて、又は樹脂チューブ５を減圧装置内若しくは加圧装置内で減圧若しくは加圧して実質的に均一に周方向に引き伸ばして、発泡弾性層３と樹脂チューブ５との干渉が少ない状態にして、発泡弾性層３を樹脂チューブ５内に挿入する方法が挙げられる。このようにすると、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３を樹脂チューブ５に実質的に均一に挿入することができる。
【００６０】
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弾性層３と接着剤層４と樹脂チューブ５とを備えた弾性ローラ１を製造でき、同様にしてこの発明に係る弾性ローラも製造できる。そして、この発明に係る弾性ローラ、及び、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は、発泡弾性層３を備えていても表面平坦性が高く硬度も均一になるから、定着装置に装着されたときに圧力が実質的に均一な圧接部を形成して現像剤をほぼ均等に圧接し加熱できる。したがって、このような特性を有するこの発明に係る弾性ローラは、画像形成装置の定着装置、特に加熱定着装置の定着ローラ及び／又は加圧ローラとして好適に用いられる。
【００６１】
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３を参照して、説明する。
【００６２】
この発明に係る定着装置は加熱定着装置である。画像形成装置における従来の定着装置は、通常、定着ローラと加圧ローラを弾性材料で形成してニップ幅及びニップ圧を確保している。そして、定着ローラと加圧ローラとは、所望のように他の部材例えば無端ベルト等を介して、例えば総荷重１０〜１００ｋｇｆで圧接するように、軸線間距離がそれらの半径の和よりも小さくなるように、並行に配置されている。
【００６３】
図３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、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例えば転写ローラと、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３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。
【００６４】
定着手段３５は、加熱手段５７と無端ベルト５５とを備えた定着装置である。すなわち、この定着装置３５は、図３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に巻回された無端ベルト５５と、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接する加圧ローラ５６と、無端ベルト５５に非接触となるように配置され、無端ベルト５５を介して外部から定着ローラ５３を加熱する加熱手段５７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及び加圧ローラ５６はそれぞれ、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。この定着装置３５においてこの発明に係る弾性ローラが定着ローラ５３及び加圧ローラ５６の少なくとも一方として装着されている。加熱手段５７は、ハロゲンヒーター及び反射板等を用いた輻射加熱方法、加熱器等を直接接触させて加熱する直接接触加熱方法、並びに、誘導加熱方法等が採用される。この加熱手段５７は、定着ローラ５３における軸線方向の長さとほぼ同じ長さを有する部材であり、定着装置３５のいずれに配置されてもよいが、図３に示されるように、定着ローラ５３の表面より一定の間隔を隔てて定着ローラ５３に略並行に配置されるのがよい。前記誘導加熱方法には加熱用コイルが用いられ、この加熱用コイルは、通常、フェライト等の強磁性体で、スイッチング電源用として用いられている代表的な形状であるＩ型、Ｅ型及びＵ型等に形成され、導線が巻かれて成る。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。
【００６５】
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に供給されて静電潜像が現像され、この現像剤像が像担持体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。
【００６６】
この発明に係る定着装置３５及び画像形成装置３０は、定着ローラ５３及び加圧ローラ５６の少なくとも一方としてこの発明に係る弾性ローラが採用されているから、定着ローラ５３と加圧ローラ５６とが実質的に均一な圧力で圧接部を形成しており、この圧接部を通過する現像剤をほぼ均等に圧接・加熱して記録体に定着させることができ、例えば本来の光沢を有する高品質高品質の画像を形成する。
【００６７】
この発明に係る弾性ローラ、定着装置及び画像形成装置は、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、弾性ローラ１の発泡弾性層３は単層構造とされているが、この発明において発泡弾性層は二層以上の複層構造とされてもよい。
【００６８】
弾性ローラ１は、樹脂チューブ５が最外層とされているが、この発明においては、樹脂チューブの外周面に、所望により、他の層、例えば、弾性層、離型層、コート層、表面層及び／又は保護層等が形成されてもよい。弾性層は弾性を確保するための層であり、各種のゴム等で形成されればよく、ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。弾性層の厚さは２０〜５００μｍであるのが好ましく、１００〜４００μｍであるのが特に好ましい。また、離型層は現像剤の離型性を確保するための層であり、各種の樹脂、カップリング剤等で形成されればよく、樹脂としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられ、カップリング剤としては、シランカップリング剤等が挙げられる。離型層の厚さは１５〜２００μｍであるのが好ましく、２０〜５０μｍであるのが特に好ましい。コート層、表面層及び保護層は、樹脂チューブ５の外周面に定法に従って、通常、１〜１００μｍの厚さに、形成される。コート層、表面層及び保護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１Ａ及び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。なお、この発明において、樹脂チューブ５の外周面にシリコーンゴムで形成された弾性層とフッ素樹脂で形成された離型層とがこの順で形成されているのが好ましい。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、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。
【実施例】
【００７３】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体２（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２をギアーオーブン中で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。
【００７４】
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の混合物（信越化学工業株式会社製のシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」）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）５質量部と、発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル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を調整した。
【００７５】
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とを押出成形機にて、軸体２と付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を同一速度で連続的に一体分出し、軸体２の外周面に付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を均一に配置した。次いで、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が配置された軸体２を赤外線加熱炉（ＩＲ炉）内に置いて付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を２５０℃で１０分間加熱して発泡架橋させた。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を二次加熱し、常温にて１時間以上放置した。このようにして発泡硬化させた付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を回転させながら円筒研削盤を用いて一定速度で連続的に表面が平坦となるまで円筒研削した。このようにして外径３２ｍｍ、軸線長さ３３０ｍｍの所謂「ストレート形状」の発泡弾性層３を備えて成るローラ原体を作製した。この発泡弾性層３に存在するセルの平均セル径は１５０μｍで発泡弾性層３の発泡率は２００％、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度は５０であった。
【００７６】
次いで、作製したローラ原体における発泡弾性層３の外周面の全面に接着剤（商品名「ＫＥ１８８０」、粘度（２５℃）８４Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製）を溶剤で希釈せずに、ロールコーターで、塗布量０．０１５ｇ／ｃｍ２となるように均一に塗布した後、しばらく放置した。
【００７７】
次いで、特開２００８−２９９１８５号公報の図４に示される「加圧装置」内に接着剤が塗布されたローラ原体及びＰＦＡチューブ（軸線長さ３３０ｍｍ、内径３１ｍｍ、厚さ３０μｍ、周方向及び軸線方向における測定点２０点の厚さの前記差は７μｍ以下）５を配置して加圧装置内を加圧し、発泡弾性層３の外径がＰＦＡチューブ５の内径よりも小さくなるまで発泡弾性層３を縮径させてＰＦＡチューブ５内に挿入した後に加圧状態を解除して被覆体を得た。このとき、ローラ原体の発泡弾性層３全体を加圧装置内で加圧して実質的に均一に収縮させた。
【００７８】
次いで、この被覆体を１５０℃に１時間にわたって加熱して接着剤を硬化させた。このようにして実施例１の弾性ローラを製造した。
【００７９】
（比較例１）
接着剤の塗布量を０．００２ｇ／ｃｍ２に変更したこと以外は実施例１と基本的に同様にして比較例１の弾性ローラを製造した。
【００８０】
（接着剤層の観察）
実施例１及び比較例１で製造した弾性ローラそれぞれを軸線方向の中央部を軸線に垂直な平面で切断した断面において接着剤層４の状態を拡大鏡で観察した。その結果、実施例１の弾性ローラは図２に示されるように接着剤が発泡弾性層３のセル内に進入した状態で硬化して接着剤層４が発泡弾性層３の外周面に開口したセルを埋設していた。これに対して、比較例１の弾性ローラは接着剤が発泡弾性層３のセル内にほとんど進入することなく硬化して接着剤層が発泡弾性層３の外周面の近傍に存在するセルを十分に埋設せず、接着剤層の表面は平坦ではなく凹凸が認められた。
【００８１】
（表面硬度の測定）
実施例１及び比較例１で製造した弾性ローラそれぞれにおける軸線方向の中央部近傍の表面硬度を前記方法に従って測定した。その結果を図４に示す。図４に示されるように、実施例１の弾性ローラは表面硬度が５０〜５３で表面硬度の差が３であって表面硬度がほぼ均一であったのに対して、比較例１の弾性ローラは表面硬度が４２〜５１で表面硬度の差が９にも及び、表面硬度が均一ではなかった。
【００８２】
このように、接着剤層４が発泡弾性層３の外周面に開口したセルを埋設していた実施例１の弾性ローラはその中央部における表面硬度の差が３であって硬度がほぼ均一であるから、この弾性ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして用いると、記録体に転写された微小な現像剤をミクロ的にほぼ均一な圧力で押圧して定着させることができる。したがって、実施例１のような弾性ローラを定着ローラ及び／又は加圧ローラとして用いると、高品質の画像、例えば、均一性の高い光沢を有する画像を形成することに大きく貢献できる。
【符号の説明】
【００８３】
１ 弾性ローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
４ 接着剤層
５ 樹脂チューブ（ＰＦＡチューブ）
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
５７ 加熱手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周面に配置された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層と、前記接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えて成る弾性ローラ。
【請求項２】
軸線方向中央部における表面硬度の差が６以下である請求項１に記載の弾性ローラ。
【請求項３】
前記接着剤層は、前記発泡弾性層の前記外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で塗布された接着剤が硬化されてなる請求項１又は２に記載の弾性ローラ。
【請求項４】
発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、
接着剤を硬化する工程とを有する弾性ローラの製造方法。
【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定着装置。
【請求項６】
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画像形成装置。
【請求項１】
軸体の外周面に配置された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に配置され、この外周面の近傍に存在するセルを埋設する接着剤層と、前記接着剤層の外周面に配置された樹脂チューブとを備えて成る弾性ローラ。
【請求項２】
軸線方向中央部における表面硬度の差が６以下である請求項１に記載の弾性ローラ。
【請求項３】
前記接着剤層は、前記発泡弾性層の前記外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で塗布された接着剤が硬化されてなる請求項１又は２に記載の弾性ローラ。
【請求項４】
発泡弾性層の外周面に０．００３〜０．０３ｇ／ｃｍ２の塗布量（固形分換算）で接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤を介在させて発泡弾性層の外周面に樹脂チューブを配置する工程と、
接着剤を硬化する工程とを有する弾性ローラの製造方法。
【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定着装置。
【請求項６】
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画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３３９６１（Ｐ２０１２−２３３９６１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００８９５（Ｐ２０１１−１００８９５）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【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２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【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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