(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡弾性体の外周面に中実なゴム製の緩衝管を装着したローラ原体を、三角形の頂点に配置された３本の狭圧管体それぞれが前記発泡弾性体及び前記緩衝管の合計厚さに対して半径方向に３０〜６５％圧縮するように、前記狭圧管体で狭圧し、回転させる工程を有し、
前記発泡弾性体は、厚さが２〜２０ｍｍであり、前記緩衝管は、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜７５で、壁厚が前記発泡弾性体の厚さに対して５％以上で１５０％以下かつ１０ｍｍ以下であり、
前記工程によって前記発泡弾性体のアスカーＣ硬度を低下させる割合が、前記工程を行う前の前記発泡弾性体の硬度を１００としたときに６．５〜２５％であることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
軸線が同一平面内に位置する第１狭圧管体及び第２狭圧管体、並びに、軸線が前記同一平面に対する垂直平面内に位置する第３狭圧管体と、
前記第１狭圧管体、前記第２狭圧管体及び前記第３狭圧管体の少なくとも１つを、１〜３０ｒｐｍで回転させる回転機構と、
前記第１狭圧管体、前記第２狭圧管体及び前記第３狭圧管体で狭圧されるローラ原体が有する発泡弾性体の外周面に配置される中実なゴム製の緩衝管とを有し、
前記第２挟圧管体は、前記第１挟圧管体に対して接近又は離間するように前記同一平面内を平行移動可能に配置され、前記第３挟圧管体は、前記第１挟圧管体及び前記第２挟圧管体に対して接近又は離間するように前記垂直平面内を平行移動可能に配置され、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体は同期して移動するようになり、前記第１挟圧管体、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体で前記ローラ原体を挟圧している状態では、前記軸線方向からみて３つの前記軸線が正三角形の頂点となるように、前記第１挟圧管体、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体が配置され、
前記緩衝管は、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜７５で、壁厚が前記発泡弾性体の厚さに対して５％以上で１５０％以下かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする押圧装置。
【請求項３】
前記第１狭圧管体、前記第２狭圧管体及び前記第３狭圧管体で形成される挟圧空間に配置される少なくとも１つのスペーサを有することを特徴とする請求項２に記載の押圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラの製造方法及び押圧装置に関し、さらに詳しくは、薄層化されていても耐久性に優れた発泡弾性層を備えた弾性ローラの製造方法及び薄層化された発泡弾性体であっても圧縮率を簡易かつ再現性よく調整して高い耐久性を発揮する発泡弾性体を調製できる押圧装置に関する。
【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。各種の画像形成装置は、例えば、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、加圧ローラ、定着ローラ、紙送り搬送ローラ、現像剤供給ローラ、クリーニングローラ、無端ベルト張架ローラ等の弾性ローラが装着されている。これらの弾性ローラは、通常、軸体と、軸体の外周面に配置された、中実の弾性層又は気泡等を有する発泡弾性層とを備えている。
【０００３】
これらの弾性ローラは被当接体にある程度の圧接圧で圧接するように配置される。例えば、加圧ローラ及び定着ローラは所望により無端ベルト等を介して互いに軸線方向に圧設して圧接部を形成するように配置される。したがって、弾性ローラは、通常、低硬度の発泡弾性層を備えているが、加圧ローラ及び定着ローラの少なくとも一方は圧接部を記録体が通過するときに記録体上に転写された現像剤を加圧圧縮して定着させるので、十分な圧接幅と圧接圧の均一性とを確保するために発泡弾性層はさらに低硬度であることが要求されることがある。
【０００４】
一方、弾性ローラの中でも無端ベルトが張架される無端ベルト張架ローラ、具体的には定着ベルトが張架される各種ローラ、例えば、定着ローラ、無端ベルト張架ローラ（無端ベルト支持ローラとも称する。）は、無端ベルトを蛇行させることなく走行させるために、無端ベルトとの摩擦力が大きいのが好ましく、発泡弾性層の硬度を小さくして無端ベルトとの大きな摩擦力を確保することが望まれている。
【０００５】
発泡弾性層の硬度をより一層低下させる方法として、近傍のセルに連続しない独立セルを有する発泡弾性体を形成した後に発泡弾性体を押圧又は圧縮して発泡弾性層とする方法が挙げられる。この方法では、発泡弾性体を押圧又は圧縮して発泡弾性体に存在する独立セルを破泡することによって隣接する独立セル同士が連通した連通セルを形成することができる。このような方法として、例えば、「トラバース押圧ローラ８４をゴム硬化体５の軸線方向に相対的に移動させる」ことによって押圧処理する「トラバース押圧ローラによる押圧処理」、及び、「軸線方向の長さがゴム硬化体５の軸線方向の長さよりも長いプランジ押圧ローラによる押圧処理」がそれぞれ特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０７２２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、画像形成装置に装着される弾性ローラも小型軽量化が図られており、発泡弾性層の厚さを薄くする方法が弾性ローラの小径小型化に有効である。ところが、発泡弾性体の押圧処理は、通常、所定の圧縮率となるように発泡弾性体を厚さ方向に押圧することによって実施されるところ、薄層化された発泡弾性層を形成する発泡弾性体もまた薄層化されているから所定の圧縮率に調整しにくく、処理状態がばらついて押圧処理を均一かつ再現性よく発泡弾性体に実施できないことがあった。このように押圧処理を均一かつ再現性よく実施できないと押圧処理後の発泡弾性層の耐久性が低下することがあった。
【０００８】
したがって、この発明は、薄層化されていても耐久性に優れた発泡弾性層を備えた弾性ローラの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明は、薄層化された発泡弾性体であっても圧縮率を簡易かつ再現性よく調整して高い耐久性を発揮する発泡弾性体を調製できる押圧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】
【００１０】
この発明の発明者は、発泡弾性体の押圧処理について種々検討したところ、押圧処理される発泡弾性体と発泡弾性体を三方から狭圧する狭圧管体との間に緩衝部材を介在させると、特に発泡弾性体の外周面に緩衝管を装着すると発泡弾性体の圧縮率を簡易かつ再現性よく調整できることを見出し、さらに、圧縮率を調整して発泡弾性体を押圧処理してほぼ均一に押圧処理された発泡弾性層は、画像形成装置に装着されて実使用されたときにも大きく低下することなく長期間にわたって硬度を維持でき、高い耐久性を発揮することを見出した。
【００１１】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、発泡弾性体の外周面に中実なゴム製の緩衝管を装着したローラ原体を、三角形の頂点に配置された３本の狭圧管体それぞれが前記発泡弾性体及び前記緩衝管の合計厚さに対して半径方向に３０〜６５％圧縮するように、前記狭圧管体で狭圧し、回転させる工程を有し、前記発泡弾性体は、厚さが２〜２０ｍｍであり、前記緩衝管は、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜７５で、壁厚が前記発泡弾性体の厚さに対して５％以上で１５０％以下かつ１０ｍｍ以下であり、
前記工程によって前記発泡弾性体のアスカーＣ硬度を低下させる割合が、前記工程を行う前の前記発泡弾性体の硬度を１００としたときに６．５〜２５％であることを特徴とする弾性ローラの製造方法であり、
請求項２は、軸線が同一平面内に位置する第１狭圧管体及び第２狭圧管体、並びに、軸線が前記同一平面に対する垂直平面内に位置する第３狭圧管体と、前記第１狭圧管体、前記第２狭圧管体及び前記第３狭圧管体の少なくとも１つを、１〜３０ｒｐｍで回転させる回転機構と、前記第１狭圧管体、前記第２狭圧管体及び前記第３狭圧管体で狭圧されるローラ原体が有する発泡弾性体の外周面に配置される中実なゴム製の緩衝管とを有し、前記第２挟圧管体は、前記第１挟圧管体に対して接近又は離間するように前記同一平面内を平行移動可能に配置され、前記第３挟圧管体は、前記第１挟圧管体及び前記第２挟圧管体に対して接近又は離間するように前記垂直平面内を平行移動可能に配置され、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体は同期して移動するようになり、前記第１挟圧管体、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体で前記ローラ原体を挟圧している状態では、前記軸線方向からみて３つの前記軸線が正三角形の頂点となるように、前記第１挟圧管体、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体が配置され、前記緩衝管は、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜７５で、壁厚が前記発泡弾性体の厚さに対して５％以上で１５０％以下かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする押圧装置であり、
請求項３は、前記第１狭圧管体、前記第２狭圧管体及び前記第３狭圧管体で形成される挟圧空間に配置される少なくとも１つのスペーサを有することを特徴とする請求項２に記載の押圧装置である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、緩衝管が装着された中実なゴム製の発泡弾性体を、その発泡弾性体及び緩衝管の合計厚さに対して半径方向に３０〜６５％圧縮するように、狭圧管体で狭圧し、回転させる工程を有し、前記発泡弾性体は、厚さが２〜２０ｍｍであり、前記緩衝管は、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜７５で、壁厚が前記発泡弾性体の厚さに対して５％以上で１５０％以下かつ１０ｍｍ以下であり、前記工程によって前記発泡弾性体のアスカーＣ硬度を低下させる割合が、前記工程を行う前の前記発泡弾性体の硬度を１００としたときに６．５〜２５％であるから、薄層化されていても発泡弾性体の圧縮率を簡易かつ再現性よく調整でき、発泡弾性体をほぼ均一に押圧処理することができる。したがって、この発明によれば、薄層化されていても耐久性に優れた発泡弾性層を備えた弾性ローラの製造方法を提供できる。
【００１３】
この発明に係る押圧装置は、３本の狭圧管体と前記３本の狭圧管体の少なくとも１つを１〜３０ｒｐｍで回転させる回転機構と発泡弾性体に装着される中実なゴム製の緩衝管とを備え、前記第２挟圧管体は、前記第１挟圧管体に対して接近又は離間するように前記同一平面内を平行移動可能に配置され、前記第３挟圧管体は、前記第１挟圧管体及び前記第２挟圧管体に対して接近又は離間するように前記垂直平面内を平行移動可能に配置され、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体は同期して移動するようになり、前記第１挟圧管体、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体で前記ローラ原体を挟圧している状態では、前記軸線方向からみて３つの前記軸線が正三角形の頂点となるように、前記第１挟圧管体、前記第２挟圧管体及び前記第３挟圧管体が配置され、前記緩衝管は、ＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜７５で、壁厚が前記発泡弾性体の厚さに対して５％以上で１５０％以下かつ１０ｍｍ以下であるから、薄層化された発泡弾性体であっても圧縮率を簡易かつ再現性よく調整して発泡弾性体をほぼ均一に押圧処理できる。したがって、この発明によれば、薄層化された発泡弾性体であっても圧縮率を簡易かつ再現性よく調整して高い耐久性を発揮する発泡弾性体を調製できる押圧装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明に係る押圧装置の一例である押圧装置を示す概略正面図である。
【図２】図２は、図のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図３は、この発明に係る押圧装置の別の一例である押圧装置を示す概略正面図である。
【図４】図４は、図のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】図５は、この発明に係る弾性ローラの製造方法で製造され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使用されるローラ原体の一例を示す概略斜視図である。
【図６】図６は、実施例において弾性ローラの耐久性試験を実施するのに好適に用いられる耐久性試験装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る押圧装置は、第１狭圧管体、第２狭圧管体及び第３狭圧管体と、これら挟圧管体を回転させる回転機構と、押圧処理されるローラ原体に装着される緩衝管とを備えていることを特徴とする。この発明に係る押圧装置がこのような緩衝管を備えていると、ローラ原体の発泡弾性体が薄層化されていても、第１狭圧管体、第２狭圧管体及び第３狭圧管体それぞれでこの発泡弾性体を押圧すなわち圧縮する際の圧縮率を簡易にかつ再現性よく設定及び調整できる。
【００１６】
この発明に係る押圧装置において、緩衝管はローラ原体に装着されてもよく、また第１狭圧管体、第２狭圧管体及び第３狭圧管体それぞれに装着されてもよく、ローラ原体並びに第１狭圧管体、第２狭圧管体及び第３狭圧管体それぞれに装着されてもよい。この発明においては、圧縮率をより一層簡易にかつより一層高い再現性で設定及び調整できると共に、挟圧管体による押圧変形又は圧縮変形による応力を逃すことなくローラ原体の発泡弾性体に作用させてこの発泡弾性体を効率よく押圧処理すなわち圧縮処理できる点で、緩衝管はローラ原体の発泡弾性体に装着されるのが好ましい。
【００１７】
この発明に係る押圧装置の一例である押圧装置１は、図１及び図２に示されるように、ローラ原体５５の発泡弾性体５７に装着される緩衝管１４を備えている。具体的には、押圧装置１は、軸線Ｃ１及びＣ２が同一平面内に位置する第１狭圧管体１１及び第２狭圧管体１２、並びに、軸線Ｃ３が前記同一平面に対する垂直平面内に位置する第３狭圧管体１３と、第１狭圧管体１１、第２狭圧管体１２及び第３狭圧管体１３（以下、これらを纏めて狭圧管体１１〜１３と称することがある。）で形成される挟圧空間５に配置される２つのスペーサ３ａ及び３ｂと、狭圧管体１１〜１３の少なくとも１つを回転させる回転機構４と、狭圧管体１１〜１３それぞれと狭圧空間５に配置されるローラ原体５５の発泡弾性体５７に装着される緩衝管１４とを備えている。
【００１８】
押圧装置１において、狭圧管体１１〜１３は、第１狭圧管体１１の軸線Ｃ１、第２狭圧管体１２の軸線Ｃ２及び第３狭圧管体１３の軸線Ｃ３がいずれも実質的に水平であって略並行となるように図示しない基台上に設置されている。この第１狭圧管体１１は図示しない基台上に不動に固定されており、第２狭圧管体１２は、その軸線Ｃ２が第１狭圧管体１１の軸線Ｃ１と同一平面上にあって第１狭圧管体１１に対して接近又は離間するようにこの平面内を平行移動可能に配置されている。第３狭圧管体１３は、その軸線Ｃ３が軸線Ｃ１及び軸線Ｃ２を含む前記平面に対して垂直な平面上にあって第１狭圧管体１１及び第２狭圧管体１２に対して接近又は離間するようにこの垂直な平面内を平行移動可能に配置されている。このように狭圧管体１１〜１３は基台に設置されており、第２狭圧管体１２及び第３狭圧管体１３が互いに垂直な方向に平行移動することによって第１狭圧管体１１〜１３は、図１及び図２に示されるように、それらの軸線Ｃ１〜Ｃ３が押圧装置１特に発泡弾性体５７を狭圧したときの押圧装置１を側面視したときに三角形、好ましくはＣ１及びＣ２を底辺とする二等辺三角形又は正三角形の頂点、特に好ましくは正三角形の頂点となるように配置されている。この押圧装置１において、第２狭圧管体１２及び第３狭圧管体１３は同期して移動するようになっている。このように、押圧装置１において、狭圧管体１１〜１３はローラ原体５５を狭圧するときに側面視したときのそれらの軸線Ｃ１〜Ｃ３が三角形の頂点に位置するように配置されていれば、ローラ原体５５を狭圧していないときにはいずれの位置に配置されていてもよい。
【００１９】
押圧装置１において、第１狭圧管体１１は後述する回転機構４に接続されて回転可能に軸支され、一方、第２狭圧管体１２及び第３狭圧管体１３は回転機構４に接続されず、回転可能に軸支されている。したがって、第２狭圧管体１２及び第３狭圧管体１３は狭圧したローラ原体５５を介して第１狭圧管体１１に従動回転するようになっている。
【００２０】
狭圧管体１１〜１３はいずれも同一の材料で同寸に形成されている。具体的には、狭圧管体１１〜１３はそれぞれ、発泡弾性体５７よりも高硬度の材料の１種又は２種以上で形成された円柱体を成している。高硬度の材料としては、樹脂、ガラス、金属及びゴム等が挙げられる。具体的には、樹脂として、エンプラ、スーパーエンプラの他に、ウレタン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。金属としては、例えば、炭素鋼（例えば、機械構造用炭素鋼「Ｓ４５Ｃ」等）、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼、真鍮等が挙げられる。ゴムとしては各種の硬質ゴム等が挙げられる。例えば、狭圧管体１１〜１３それぞれは、単層構造であってもよく、内層及び外層を有する少なくとも二層構造であってもよく、内層と外層とは同じ材料で形成されても、金属と樹脂とで形成されていてもよい。狭圧管体１１〜１３が金属で形成されている場合には、その外周面がメッキ処理されていてもよく、例えば、クロムメッキ等が好適に施される。好適な狭圧管体１１〜１３はウレタン樹脂で形成され、又は、機械構造用炭素鋼「Ｓ４５Ｃ」で形成され、その外周面がクロムメッキされている。
【００２１】
狭圧管体１１〜１３の寸法は、発泡弾性体５７を所定の圧縮率で押圧又は圧縮できれば特に限定されず、例えば、発泡弾性体５７の軸線長さよりも長くても短くても同一でもよく、発泡弾性体５７の軸線長さと同一又は長いのが作業性に優れる点で好ましい。狭圧管体１１〜１３の外径は発泡弾性体５７の外径等を考慮して適宜に設定され、例えば、２０〜１５００ｍｍに設定でき、好ましくは５０〜８００ｍｍに設定できる。
【００２２】
２つのスペーサ３ａ及び３ｂは、ローラ原体５５の圧縮率を調整する目安として機能する任意の構成部材である。したがって、３本の挟圧管体１１〜１３を移動させることで圧縮率を正確に調整できるのであればスペーサ３ａ及び３ｂはなくてもよい。このスペーサ３ａ及び３ｂはそれぞれ狭圧空間５に配置され、具体的には、図１及び図２に示されるように、第１狭圧管体１１及び第２狭圧管体１２上に軸線Ｃ１方向の両端部近傍に載置される。すなわち、図１に示されるように、狭圧空間５に配置されたローラ原体５５を軸線方向から挟むように配置される。スペーサ３ａ及び３ｂは、前記高硬度の材料で円柱状又は円盤状に形成され、その外径はローラ原体５５の発泡弾性体５７が３本の挟圧管体１１〜１３で所定の圧縮率に圧縮されるときの圧縮径と同じ径に設定されている。
【００２３】
緩衝管１４は、狭圧管体１１〜１３それぞれと狭圧空間５に配置されるローラ原体５５との間に配置される。この緩衝管１４は、具体的には、図１及び図２に示されるように、押圧処理されるローラ原体５５の発泡弾性体５７に装着すなわち外装される。この緩衝管１４は、狭圧管体１１〜１３それぞれによる押圧力を効率よく発泡弾性体５７に作用又は伝達できる点で、管壁の壁厚が一定で中実体であるのが好ましく、特に凹部若しくは溝及び半径方向に貫通する貫通部等を有していない管体であるのが好ましい。また、この緩衝管１４は、発泡弾性体５７の外周面を被覆することによって狭圧管体１１〜１３からの押圧力を外部に逃すことなく発泡弾性体５７に作用又は伝達できると共に狭圧管体１１〜１３それぞれによる過剰な押圧力を緩衝できるのが好ましく、柔軟な弾性材料、例えばゴム又はエラストマーで形成されているのが好ましい。緩衝管１４を硬くて脆い例えば合成ゴム等で形成すると、狭圧管体１１〜１３それぞれによる過剰な押圧力を十分に緩衝できないことがある。したがって、この発明の目的をよく達成するためには、緩衝管１４は柔軟なゴム又はエラストマー等の弾性材料で形成されるのが好ましい。この緩衝管１４は弾性材料と基本的に同様のＪＩＳ  Ａ硬度を有している。
【００２４】
緩衝管１４は、全体がゴムで管状に形成されており、その軸線方向に貫通する軸孔を有している。緩衝管１４はローラ原体５５の発泡弾性体５７の軸線長さよりも長い又は同じ軸線長さを有しているのが一度に発泡弾性体５７の全体を押圧処理できるので好ましいが、発泡弾性体５７の特定部分のみを押圧処理する場合又は狭圧管体１１〜１３を軸線Ｃ１〜Ｃ３に運動例えば往復運動させて押圧処理する場合には発泡弾性体５７の軸線長さよりも短い軸線長さを有しているのが好ましい。押圧装置１において、緩衝管１４は発泡弾性体５７の軸線長さと同じ軸線長さを有している。
【００２５】
この緩衝管１４はその軸孔にローラ原体５５が内挿される。このように、押圧装置１においてローラ原体５５に緩衝管１４を装着すると、狭圧管体１１〜１３それぞれによる押圧力を効率よく発泡弾性体５７に作用又は伝達できるにもかかわらず狭圧管体１１〜１３による過度の押圧力を発泡弾性体５７に直接作用させることを防止できるうえ、発泡弾性体５７の厚さに加えて緩衝管１４の壁厚分だけ見かけ上の押圧部分が大きくなるから発泡弾性体５７の圧縮率を正確に調整しやすくなる。緩衝管１４は発泡弾性体５７の外径よりもわずかに小さい内径からやや大きめの内径を有しているのが好ましく、この発明において、緩衝管１４の内径と発泡弾性体５７の外径との割合は特に限定されないが、例えば、緩衝管１４の内径と発泡弾性体５７の外径との差分は−０．５〜１．０ｍｍであるのが特に好ましい。緩衝管１４の外径及び壁厚は特に限定されないが、あまりにも外径が大きく、管壁が厚いと、狭圧管体１１〜１３による押圧処理が不十分になるので、壁厚の下限値は、発泡弾性体５７の厚さに対して、５％であるのが好ましく、５０％であるのが特に好ましく、壁厚の上限値は発泡弾性体５７の厚さに対して１５０％であるのが好ましく、１００％であるのが特に好ましい。また、緩衝管１４の壁厚の上限値は、発泡弾性体５７が厚いものについては１０ｍｍ以下であるのが好ましい。緩衝管１４の内周面は発泡弾性体５７が圧接するから平坦であるのが好ましい。
【００２６】
緩衝管１４の軸孔及び内径は発泡弾性体５７の形状に応じて選択されるのが好ましく、その軸孔はローラ原体５５の発泡弾性体５７の外径と対応する形状であるのが、発泡弾性体５７を均一に圧縮できる点で好ましい。例えば、発泡弾性体５７が所謂「ストレート形状」である場合には緩衝管１４の内径は一定で軸孔が所謂「ストレート形状」であるのが好ましく、発泡弾性体５７が所謂「クラウン形状」である場合には緩衝管１４の内径は徐々に変化して軸孔が所謂「クラウン形状」であるのが好ましく、一方、発泡弾性体５７が所謂「逆クラウン形状」である場合には緩衝管１４の内径は徐々に変化して軸孔が所謂「逆クラウン形状」であるのが好ましい。緩衝管１４の外形は所謂「ストレート形状」、所謂「クラウン形状」又は所謂「逆クラウン形状」であってもよく、ローラ原体５５の発泡弾性体５７の形状や部分的な圧縮量によって適宜選択される。この押圧装置１において緩衝管１４は所謂「ストレート形状」に形成されている。
【００２７】
緩衝管１４は、各種ゴム又はエラストマーで形成され、好ましくは発泡弾性体５７を形成するゴムと同種のゴムで形成され、そのＪＩＳ  Ａ硬度が２０〜７５であるのが好ましく、４０〜６０であるのが特に好ましい。ＪＩＳ  Ａ硬度はＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して測定できる。緩衝管１４を形成するゴムとして、例えば、シリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。これらの中でも、耐屈曲性に優れるフッ素ゴム等が好適である。緩衝管１４を形成するエラストマーとして、例えば、ポリエステル系エラストマー、ポリエーテル系エラストマー等が挙げられる。
【００２８】
回転機構４は、図１に示されるように、第１狭圧管体１１に接続され、軸線Ｃ１を中心として回転駆動可能に第１狭圧管体１１を軸支している。回転機構４は、例えば、モータ等が採用される。
【００２９】
この発明に係る押圧装置の別の一例である押圧装置２は、図３及び図４に示されるように、緩衝管２４〜２６が第１狭圧管体２１、第２狭圧管体２２及び第３狭圧管体２３（以下、これらを纏めて狭圧管体２１〜２３と称することがある。）それぞれに装着されていること以外は押圧装置１と基本的に同様である。すなわち、この押圧装置２は、軸線Ｃ１及びＣ２が同一平面内に位置する第１狭圧管体２１及び第２狭圧管体２２、並びに、軸線Ｃ３が前記同一平面に対する垂直平面内に位置する第３狭圧管体２３と、狭圧管体２１〜２３で形成される挟圧空間５に配置される２つのスペーサ３ａ及び３ｂと、狭圧管体２１〜２３の少なくとも１つを回転させる回転機構４と、狭圧管体２１〜２３それぞれに装着される緩衝管２４〜２６とを有している。
【００３０】
緩衝管２４〜２６それぞれは全体がゴム又はエラストマーで管状に形成されており、その軸線方向に貫通する軸孔に第１狭圧管体２１、第２狭圧管体２２及び第３狭圧管体２３それぞれが内挿され、狭圧管体２１〜２３それぞれと狭圧空間５に配置されるローラ原体５５との間に配置されている。このように、緩衝管２４〜２６それぞれが狭圧管体２１〜２３それぞれに装着されていると、狭圧管体２１〜２３それぞれからの押圧力を発泡弾性体５７に作用又は伝達できるにもかかわらず、狭圧管体２１〜２３による過度の押圧力を発泡弾性体５７に直接作用させることを高度に防止できる。なお、押圧装置２において、狭圧管体２１〜２３それぞれからの押圧力は、緩衝管１４が発泡弾性体５７の外周面に装着され、狭圧管体１１〜１３それぞれによる押圧力を効率よく発泡弾性体５７に作用又は伝達できる押圧装置１に比して、緩衝管２４〜２６で押圧されていない発泡弾性体５７の非押圧部が外部に突出変形して発泡弾性体５７の外部に逃げやすくなるが、それでも発泡弾性体５７に作用又は伝達される。緩衝管２４〜２６それぞれは、第１狭圧管体２１、第２狭圧管体２２及び第３狭圧管体２３の外径と同一の内径又はその外径よりも僅かに小さな内径になっている。
【００３１】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、軸体と軸体の外周面に配置された発泡弾性層とを備えた弾性ローラを製造する方法である。この発明に係る弾性ローラの製造方法で製造される弾性ローラは、軸体と発泡弾性層とを備えていればよく、軸体及び発泡弾性層に加えて接着剤層、表面層等を備えていてもよい。
【００３２】
このような弾性ローラの一例である弾性ローラ５１は、図５に示されるように、軸体５２と、軸体５２の外周面に配置された発泡弾性層５３とを備えている。
【００３３】
軸体５２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５２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。
【００３４】
発泡弾性層５３は、軸体５２の外周面に形成され、その内部及び／又は外表面にセル（図５において図示しない。）を有している。発泡弾性層５３が有するセルは、発泡弾性層５３を形成する後述のゴム組成物に含有される発泡剤若しくは気体の発泡又は分解等によって生じる中空領域をいう。そして、発泡弾性層５３は、近傍に存在する他のセルに接することのない又は連通することのない独立状態にある独立セルと、傍に存在する他のセルに接し又は連通している連続セルと、後述する押圧処理によって独立セルの壁が破損して近傍に存在する他のセルに破壁を介して連通した破泡連通セルとを有している。そして、連続セル及び破泡連通セルは複数のセルが破壁を介してその近傍に存在する他のセルに連通し、発泡弾性層内で３次元的な連通路を形成しているのがよい。連続セル及び破泡連通セルは、発泡弾性層５３の表面近傍に存在するだけでなく、その内部例えば軸体５２の外周面近傍まで存在しているのがよい。連続セル及び破泡連通セルが発泡弾性層５３の内部に存在するか否かは発泡弾性層５３を切断した切断面を目視で観察することによって確認することができる。個々のセルの形状は、特に限定されず、例えば、略球状であってもよく、また楕円体形、不定形であってもよく、また、複数のセルが連通した管状であってもよい。セルの平均セル径は５０〜４００μｍであるのが好ましい。平均セル径は、発泡弾性層５３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。
【００３５】
発泡弾性層５３は、適宜の硬度を有しており、例えば、アスカーＣ硬度で２０〜６０である。アスカーＣ硬度（１．０ｋｇ荷重）はＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して複数箇所を測定し、測定値を算術平均した値とする。
【００３６】
発泡弾性層５３は、用途に応じて任意の長さ及び厚さに調整され、通常、２〜２０ｍｍの厚さを有しているのがよく、３〜１２ｍｍの厚さを有しているのが特によい。特に、この発明に係る弾性ローラの製造方法で製造される弾性ローラは薄層化された発泡弾性層５３を備えることもできる。このような薄層化された発泡弾性層５３の厚さは、例えば、０．５〜３．０ｍｍである。
【００３７】
このような弾性ローラを製造する、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、挟圧管体との間に緩衝管が配置された発泡弾性体を有するローラ原体、特に発泡弾性体の外周面に緩衝管を装着したローラ原体を、三角形の頂点に配置された３本の狭圧管体それぞれが前記発泡弾性体及び前記緩衝管の合計厚さに対して半径方向に２０〜６５％圧縮するように、前記緩衝管で狭圧し、回転させる工程を有している。このように、緩衝管を介して三方から発泡弾性体を狭圧して押圧又は圧縮すると、３本の狭圧管体それぞれの押圧力を発泡弾性体５７に効率よく作用又は伝達できると共に過剰な凹圧力を緩衝管で緩衝することができるうえ、３本の狭圧管体それぞれの圧縮率を正確に調整できる。このように、この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、ローラ原体の発泡弾性体を押圧処理して発泡弾性層とする。
【００３８】
以下、この発明に係る弾性ローラの製造方法の一例（以下、一製造方法と称することがある。）を以下に説明する。一製造方法は、図５に示される弾性ローラ５１を製造する方法であって、軸体の外周面に発泡弾性体を備えたローラ原体を作製する工程を実施する。このローラ原体はセルの状態及びそれに基づく硬度等の物性が異なること以外は弾性ローラ５１と基本的同様である。このローラ原体の一例として、図５に示される弾性ローラ５１と基本的に同様のローラ原体が挙げられる。このローラ原体５５は軸体５２と軸体５２の外周面に配置された発泡弾性体５７とを備えている。なお、図５には発泡弾性層５３及び発泡弾性体５７のセルが図示されていないので図面上、発泡弾性層５３と発泡弾性体５７とを同一部材として以下説明する。
【００３９】
この工程においては、まず、前記材料を用いて公知の方法により所望の形状の軸体５２を作製する。軸体５２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５２を形成することができる。所望により、軸体５２の外周面にプライマー層を塗布してもよい。
【００４０】
この工程においては、次いで、軸体５２の外周面にゴム組成物を配置して硬化する。したがって、まずゴム組成物を軸体５２の外周面に配置する。ゴム組成物の配置は公知の方法、例えば、押出成形による連続加硫、プレス、インジェクションによる型成形等を採用することができるが、軸体５２とゴム組成物とを押出機によって一体分出しする押出成形がよい。次いで、軸体５２の外周面に配置したゴム組成物を発泡硬化して発泡弾性体５７を形成する。ゴム組成物の硬化条件は、軸体５２の外周面に配置されたゴム組成物が硬化し、発泡剤を含有する場合には発泡剤が分解又は発泡するのに十分な硬化条件であればよく、発泡ゴム組成物の組成、発泡剤の種類等に応じて適宜調整される。例えば、発泡ゴム組成物が後述する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物である場合には、硬化条件は、通常、１００〜４００℃、特に２００〜４００℃の加熱温度、数分以上１時間以下、特に５分以上３０分以下の加熱時間とされる。
【００４１】
ゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、所望により導電性付与剤と、各種添加剤等とを含有するゴム組成物であればよく、例えば、独立セル状態のセルを形成することのできる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。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ゴム組成物が特に好ましい。前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物としては、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が挙げられる。ゴム組成物に含有される各種のゴムはミラブル型であるのが好ましい。
【００４２】
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、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。ローラ原体５５において、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。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５３のアスカーＣ硬度が前記範囲内となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、ゴム１００質量部に対して０．１〜１０質量部であるのがよい。導電性付与剤としては、導電性を有していれば特に限定されず、例えば、導電性粉末、イオン導電性物質等が挙げられる。各種添加剤は、例えば、充填材、着色剤、難燃性向上剤、離型剤、分散剤及び非補強性シリカ等が挙げられる。また、各種添加剤として、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の耐熱性向上剤も挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。
【００４３】
このローラ原体を作製する工程においては、所望により、このようにして硬化されたゴム組成物を二次硬化することもできる。二次硬化条件は、特に限定されないが、例えば、前記の条件で架橋されたゴム組成物を、さらに、押出成形された状態のままで、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、再度加熱することによって、行われる。また、このローラ原体を作製する工程においては、所望により、形成された発泡弾性体５７に、例えば、研磨加工、研削加工及び切削加工等が施されて、外形及び／又は外径等が調整される。
【００４４】
このようにして発泡硬化した発泡弾性体５７は、通常、独立セルを有しており、これに加えて連続セルを有していてもよい。
【００４５】
発泡弾性体５７は、用いる押圧装置の緩衝管との組み合わせによって硬度及び厚さ等が調整される。発泡弾性体５７は、通常２〜２０ｍｍの厚さに設定されるが、緩衝管がシリコーンゴム製である場合には厚さは２〜１０ｍｍに設定される。なお、この発明に係る押圧装置を用いる場合には、薄層化された発泡弾性体であっても圧縮率を簡易かつ再現性よく調整して発泡弾性体をほぼ均一に押圧処理できるから、発泡弾性体５７は薄層であってよく、例えば１〜２ｍｍの厚さを有していていもよい。発泡弾性体５７の硬度はこの発明に係る弾性ローラの製造方法によれば前記回転させる工程によって低下するから、準備するローラ原体５５の発泡弾性体５７は、製造する弾性ローラ５１の発泡弾性層５３の硬度よりもこの回転させる工程における硬度の低下分だけ高い硬度に設定されてもよく、回転させる工程で低下した後の硬度が実用的であれば弾性ローラ５１の発泡弾性層５３の硬度と同じ硬度に設定されてもよい。
【００４６】
一製造方法においては、このようにして準備したローラ原体５５の発泡弾性体５７を、この発明に係る押圧装置、例えば押圧装置１で押圧処理する。すなわち、発泡弾性体５７を、３本の狭圧管体１１〜１３それぞれが発泡弾性体５７及び緩衝管１４の合計厚さの厚さに対して半径方向に２０〜６５％圧縮するように狭圧管体１１〜１３で三方から狭圧し、回転させる工程を実施する。
【００４７】
このようにして発泡弾性体５７を押圧処理すると、発泡弾性体５７がたとえ薄層化されていても均一に低硬度化することができる。この回転させる工程において、発泡弾性体５７の硬度を低下させる割合は、特に限定されないが、押圧処理前の発泡弾性体５７の硬度を１００としたときに６．５〜２５％であるのが好ましく、１５〜２５％であるのが特に好ましい。前記範囲内で発泡弾性体５７の硬度を低下させると、得られる発泡弾性層５３は薄層であっても均一に低硬度化されており、画像形成装置に装着された後の発泡弾性層５３は硬度低下が小さく、高い耐久性を発揮する。
【００４８】
この回転させる工程を実施するには、まず、緩衝管１４の軸孔内にローラ原体５５を内挿してローラ原体５５に緩衝管１４を装着する。次いで、ローラ原体５５を狭圧空間５に配置して発泡弾性体５７を狭圧する。具体的には、図１及び図２に示されるように、第１狭圧管体１１及び第２狭圧管体１２上にローラ原体５５と、ローラ原体５５の軸線方向両側に間隔をあけてスペーサ３ａ及び３ｂとをそれぞれ載置する。次いで、図２に示されるように第３狭圧管体１３の外周面がスペーサ３ａ及び３ｂに接触するまで、第３狭圧管体１３を前記垂直方向下側すなわち第１狭圧管体１１及び第２狭圧管体１２方向に移動させる。そうすると、第２狭圧管体１２は第３狭圧管体１３と同期して第１狭圧管体１１側に移動するから、狭圧管体１１〜１３がローラ原体５５の発泡弾性体５７を緩衝管１４を介して三方から狭圧する。このとき、狭圧管体１１〜１３の軸線Ｃ１〜Ｃ３それぞれは正三角形の頂点に位置し、狭圧管体１１〜１３それぞれはローラ原体５５の発泡弾性体５７を、その軸線全体にわたって発泡弾性体５７及び緩衝管１４の合計厚さに対して２０〜６５％の割合で半径方向にそれぞれ圧縮する。このときの発泡弾性体５７の圧縮率は発泡弾性体５７の硬度低下割合等によって適宜に設定され、具体的には、発泡弾性体５７の厚さと緩衝管１４の壁厚との総和に対して２０〜６５％に設定される。圧縮率が２０％未満であると回転させる工程における押圧処理の効果が乏しく、６５％を超えると緩衝管１４を発泡弾性体５７に装着しても発泡弾性体５７が損傷又は破壊することがある。発泡弾性体５７の圧縮率は、この発明の目的をよく達成できる点で３０〜５０％に設定されるのが好ましい。
【００４９】
一製造方法においては、このような発泡弾性体５７の狭圧状態を維持しつつ、例えば２３℃、５０ＲＨ％の環境下で、第１狭圧管体１１を駆動手段４で例えば図２に示す矢印方向に回転させる。そうすると、図２の矢印に示されるように、ローラ原体５５は逆方向に、第２狭圧管体１２及び第３狭圧管体１３は同方向に従動回転する。このようにして、金属製ローラ２０ａ、２０ｂ及び２０ｃ並びにローラ原体５５を回転させる。このようにしてローラ原体５５及び狭圧管体１１〜１３を回転させて発泡弾性体５７を押圧処理する。
【００５０】
このときの条件は特に限定されないが、発泡弾性体５７の硬度低下割合を前記範囲に容易に調整できる条件が選定されるのがよい。このような条件として、例えば、ローラ原体５５の回転数、押圧処理時間等が挙げられる。第１狭圧管体１１すなわちローラ原体５５の回転数は、その外径等によって適宜に設定され、具体的には、第１狭圧管体１１の外径が前記範囲内にある場合には、１〜３０ｒｐｍ、好ましくは１０〜２０ｒｐｍに調整される。また、押圧処理時間は発泡弾性体５７の硬度低下割合等によって適宜に設定され、具体的には、好ましくは０．５〜１０分、特に好ましくは１〜５分である。押圧装置１において緩衝管１４は発泡弾性体５７の軸線長さと同一の軸線長さを有しているから、一製造方法において狭圧管体１１〜１３をその軸線Ｃ１〜Ｃ３方向に運動させる必要はないが往復運動させてもよい。この場合の運動速度は、例えば１０〜１００ｍｍ／ｍｉｎとすることができる。
【００５１】
一製造方法においては、このようにして発泡弾性体５７を押圧処理する。
【００５２】
このようにして発泡弾性体５７を押圧処理してなる発泡弾性層５３は、押圧処理によっても独立状態を保持した独立セルと、予め他のセルに連通していた連続セルと、独立セルの壁が破損して近傍に存在する他のセルに破壁を介して連通した破泡連通セルとを有している。連続セル及び破泡連通セルは複数のセルが破壁を介してその近傍に存在する他のセルに連通し、発泡弾性層内で３次元的な連通路を形成しているのがよい。連続セル及び破泡連通セルは、押圧処理条件によっては発泡弾性層５３の表面近傍に存在するだけでなく、その内部例えば軸体５２の外周面近傍まで存在している。
【００５３】
この発泡弾性層５３は、前記したように発泡弾性体５７のアスカーＣ硬度よりも硬度が小さく、具体的には、発泡弾性層のアスカーＣ硬度は、発泡弾性体５７のアスカーＣ硬度を１００としたときに６．５〜２５％低下しているのが好ましく、１５〜２５％低下しているのが特に好ましい。
【００５４】
このようにして、軸体５２の外周面に発泡弾性層５３が形成された弾性ローラ５５を製造することができる。この弾性ローラ５５は発泡弾性層５３が連通セルを有していること及びこれに基づく硬度の低下等以外の特性はローラ原体５５と基本的に同様である。したがって押圧装置１は弾性ローラの製造装置と称することもできる。
【００５５】
一製造方法においては、発泡弾性体５７の厚さに加えて緩衝管１４の壁厚分だけ見かけ上の押圧部分が大きくなるから、発泡弾性体５７が薄くても発泡弾性体５７を効率よく押圧処理できる。また、一製造方法においては、発泡弾性体５７の厚さに加えて緩衝管１４の壁厚分だけ見かけ上の押圧部分が大きくなるから発泡弾性体５７の圧縮率を正確に調整しやすく、圧縮率を簡易かつ再現性よく調整できるうえ作業性に優れる。さらに、一製造方法においては、狭圧管体１１〜１３からの押圧力を外部に逃すことなく発泡弾性体５７に作用又は伝達できるにもかかわらず狭圧管体１１〜１３それぞれによる過剰な押圧力を直接作用させることを防止できる。したがって、薄層化されていても軸線方向、周方向及び半径方向のいずれの方向においても均一に低硬度化された発泡弾性層を形成でき、このような発泡弾性層を備えた弾性ローラを製造できる。
【００５６】
また、一製造方法においては、狭圧管体１１〜１３による過度の押圧力を発泡弾性体５７に直接作用させることを防止できるから、発泡弾性体５７を間接的に狭圧管体１１〜１３で押圧処理することで発泡弾性体５７の表面近傍の摩耗及び破壊を防止でき、発泡弾性体５７の内部にも連通セルを形成する場合に顕著な発泡弾性体５７表面の毛羽立ち及び振れ精度の低下を、効果的に低減又は防止できる。
【００５７】
特に、発泡弾性層の内部すなわち軸体近傍にも破泡連通セルを形成する場合には、発泡弾性体への押圧力を強大にし、又は処理時間を長くする必要があり、いずれの場合にも発泡弾性体に必要以上の負荷がかかって発泡弾性体の外周面近傍が大きく破壊又は損傷する従来の方法に対して、一製造方法によれば、比較的小さな押圧力で処理時間を短くすることができ、発泡弾性体の破壊又は損傷を防止できるから、低く均一な硬度と高い振れ精度とを有する発泡弾性層を備えた弾性ローラを製造できる。
【００５８】
一製造方法では押圧装置１を用いて説明したが、押圧装置２を用いても押圧装置１ほどではないが同様の効果を奏する。したがって、この発明に係る弾性ローラの製造方法及びこの発泡弾性層に係る押圧装置で製造される弾性ローラは前記特性を有しているから、画像形成装置、特に小型軽量化された画像形成装置及び高精細高速の画像形成装置に装着されても、所期の機能を十分に発揮する。
【００５９】
この発明に係る押圧装置は、前記した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、押圧装置１はローラ原体５５に装着される緩衝管１４を備え、押圧装置２は狭圧管体２１〜２３それぞれに装着される緩衝管２４〜２６を備えているが、この発明において、押圧装置はローラ原体に装着される第１緩衝管及び狭圧管体に装着される第２緩衝管を備えていてもよい。
【００６０】
押圧装置１及び押圧装置２は２つのスペーサ３ａ及び３ｂを備えているが、この発明において、発泡弾性体５７の圧縮率を設定できればスペーサは備えている必要はなく、また１つのスペーサを備えていてもよい。
【００６１】
押圧装置１及び押圧装置２は狭圧管体１１〜１３又は２１〜２３で狭圧してローラ原体５５を狭圧空間５に配置しているが、この発明においては、ローラ原体の軸体の端部を把持するチャック機構でローラ原体を狭圧空間に配置してもよい。
【００６２】
押圧装置１及び押圧装置２は発泡弾性体５７の軸線長さと同一の軸線長さを有する緩衝管１４及び緩衝管２４〜２６を備えているが、この発明において、押圧装置は押圧処理する発泡弾性層の軸線長さよりも短い又は長い軸線長さを有する緩衝管を備えていてもよい。押圧装置が発泡弾性層の軸線長さよりも短い緩衝管を備えていると、発泡弾性層における軸線方向における低硬度化が要求される領域のみを押圧加工することができる。
【００６３】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、前記した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。
【００６４】
また、一製造方法においては、発泡弾性層を最外層とする弾性ローラを製造しているが、この発明においては、発泡弾性層の外周面に、所望により、他の層、例えば、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。離型層は現像剤等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、発泡弾性層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、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。
【実施例】
【００６５】
＜ローラ原体の作製＞
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体５２（直径１８ｍｍ×長さ３５０ｍｍ、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５２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。
【００６６】
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、有機系発泡剤「アゾビス−イソブチロニトリル」１．０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、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）３質量部とを適量とを、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製した。
【００６７】
次いで、プライマー層を形成した軸体５２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一体分出し、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用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時間以上放置した後、円筒研削機で外径を２５ｍｍに研削して、軸線長さが３００ｍｍで厚さ３．５ｍｍの所謂「ストレート形状」の発泡弾性体５７を備えて成るローラ原体５５を作製した。このローラ原体の発泡弾性体５７は平均セル径が３００μｍで独立セルを主に有しており、アスカーＣ硬度は４５．０であった。
【００６８】
＜押圧装置の準備＞
図１及び図２に示す押圧装置１を準備した。この押圧装置１の３本の狭圧管体１１〜１３それぞれは外周面がクロムメッキされた機械構造用炭素鋼「Ｓ４５Ｃ」で作製され、外径が６００ｍｍであった。また、スペーサ３ａ及び３ｂそれぞれは外周面がクロムメッキされた機械構造用炭素鋼「Ｓ４５Ｃ」で作製され、外径が第１表に示す「圧縮径」と同一で軸線長さが５０ｍｍの円柱状又は円盤状をなしていた。さらに、緩衝管１４はシリコーンゴムで凹部等がない平坦な外周面を有する中実体に作製され、第１表に示す「外径」、内径２５ｍｍ及び第１表に示す「壁厚」及び「厚さ率」（発泡弾性体５７の厚さに対する百分率）を有していた。この緩衝管１４は外径及び内径が軸線方向に一定で軸孔が所謂「ストレート形状」であり、ＪＩＳ  Ａ硬度は５０であった。
【００６９】
（実施例１）
作製した緩衝管１４の軸孔にローラ原体５５を圧入してローラ原体５５における発泡弾性体５７の外周面に緩衝管１４を装着した。次いで、第１狭圧管体１１及び第２狭圧管体１２上に緩衝管１４を装着したローラ原体５５と、ローラ原体５５の軸線方向両側に間隔をあけてスペーサ３ａ及び３ｂとをそれぞれ載置した。狭圧管体１１〜１３の外周面がスペーサ３ａ及び３ｂに接するまで第３狭圧管体１３を第１狭圧管体１１及び第２狭圧管体１２方向に移動させて、発泡弾性体５７を第１表に示す「圧縮率」で緩衝管１４を介して軸線Ｃ１〜Ｃ３それぞれが正三角形の頂点に配置された３本の狭圧管体１１〜１３で三方から狭圧した。次いで、２３℃、５０ＲＨ％の環境下において第１狭圧管体１１を駆動手段４で図２に示す矢印方向に１５ｒｐｍの回転数で回転させ、ローラ原体５５を第１狭圧管体１１と逆方向に同じ回転数で９０秒間にわたって回転させて、発泡弾性体５７の押圧処理をした。
【００７０】
このようにして、実施例１の弾性ローラ５１を製造した。この弾性ローラ５１の発泡弾性層５３は平均セル径が３００μｍで独立セルを主に有しており、アスカーＣ硬度は３６．５であった。実施例１において、ローラ原体５５の押圧前の発泡弾性体５７のアスカーＣ硬度と弾性ローラ５１の発泡弾性層５３のアスカーＣ硬度との硬度低下量、及び、発泡弾性体５７のアスカーＣ硬度に対する硬度低下率（％）を算出した結果を第１表に示す。
【００７１】
（比較例３及び実施例３）
前記押圧装置１の前記スペーサ３ａ及び３ｂそれぞれの外径を第１表に示す「圧縮径」と同一の値に変更して発泡弾性体５７を第１表に示す「圧縮率」で狭圧したこと以外は実施例１と基本的に同様にして発泡弾性体５７の押圧処理をし、比較例３及び実施例３の弾性ローラ５１を製造した。比較例３の弾性ローラ５１において発泡弾性層５３は平均セル径が３００μｍで独立セルを主に有しており、アスカーＣ硬度は４１．５であった。実施例３の弾性ローラ５１において発泡弾性層５３は平均セル径が３００μｍで独立セルを主に有しており、アスカーＣ硬度は３４．５であった。比較例３及び実施例３における硬度低下量及び硬度低下率を第１表に示す。
【００７２】
（実施例４及び５）
前記押圧装置１の緩衝管１４に代えて第１表に示す「外径」及び「内径」を有する緩衝管１４それぞれをローラ原体５５に装着して、前記押圧装置１の前記スペーサ３ａ及び３ｂそれぞれの外径を第１表に示す「圧縮径」と同一の値に変更して発泡弾性体５７を第１表に示す「圧縮率」で狭圧したこと以外は実施例１と基本的に同様にして発泡弾性体５７の押圧処理をし、実施例４及び５の弾性ローラ５１を製造した。実施例４の弾性ローラ５１において発泡弾性層５３は平均セル径が３００μｍで独立セルを主に有しており、アスカーＣ硬度は３４．８であった。実施例５の弾性ローラ５１において発泡弾性層５３は平均セル径が３００μｍで独立セルを主に有しており、アスカーＣ硬度は３９．５であった。実施例４及び実施例５における硬度低下量及び硬度低下率を第１表に示す。
【００７３】
（比較例１）
前記押圧装置１の緩衝管１４に代えて第１表に示す「外径」及び「内径」を有する緩衝管１４をローラ原体５５に装着して、前記押圧装置１の前記スペーサ３ａ及び３ｂそれぞれの外径を第１表に示す「圧縮径」と同一の値に変更して発泡弾性体５７を第１表に示す「圧縮率」で狭圧したこと以外は実施例１と基本的に同様にして発泡弾性体５７の押圧処理をし、比較例１の弾性ローラを製造した。比較例１の弾性ローラにおいて発泡弾性層５３は平均セル径が３００μｍで独立セルを主に有しており、アスカーＣ硬度は４２．２であった。比較例１における硬度低下量及び硬度低下率を第１表に示す。
【００７４】
（比較例２）
前記押圧装置１の緩衝管１４に代えて第１表に示す「外径」及び「内径」を有する緩衝管１４をローラ原体５５に装着して、前記押圧装置１の前記スペーサ３ａ及び３ｂそれぞれの外径を第１表に示す「圧縮径」と同一の値に変更して発泡弾性体５７を第１表に示す「圧縮率」で狭圧したこと以外は実施例１と基本的に同様にして発泡弾性体５７の押圧処理をした。その結果、ローラ原体５５の発泡弾性体５７が押圧処理中に破壊され、所定の特性を有する弾性ローラを製造できなかった。
【００７５】
【表１】
0005974316.tif 000002
【００７６】
（耐久性試験）
このようにして製造された各弾性ローラ及び図６記載された耐久性試験装置７０を用いて、各弾性ローラの耐久性試験を実施して硬度の低下状況を評価した。具体的には、この耐久性試験装置７０は、筐体内部の下面に固定され、内部ヒータ７２を備えた加熱ローラ７１と、この加熱ローラ７１の軸方向に沿って、その両側に設けられた保温材７３と、加熱ローラ７１と対向するように、筐体内部の上面に上下動可能に設けられた試験ローラ装着部７４と、試験ローラ装着部７４を上下に移動可能な押圧力調整手段７５、例えば、押圧調整用マイクロメータとを備えている。なお、加熱ローラ７１として、直径２０ｍｍの金属（ステンレス鋼、ＳＵＳ３０４）製ローラを用いた。
【００７７】
製造した各弾性ローラを、試験ローラ装着部７４のベアリングに装着し、図６に示されるように、押圧力調整手段７５を操作して、装着した弾性ローラ（図６において「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の半径と加熱ローラ７１との半径の和よりも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。）。次いで、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１８０ｒｐｍで４５０時間にわたって回転駆動させた。回転開始後から４５０時間まで５０時間毎に弾性ローラを耐久性試験装置７０から取り外して前記のようにしてアスカーＣ硬度を測定した。なお、アスカーＣ硬度の測定箇所は、軸線方向に３箇所、周方向に４箇所とし、具体的には、軸線方向の３箇所は発泡弾性体の両端部から中央に向かって３０ｍｍの部分及び軸線方向の中央部分とし、周方向の４箇所は軸線方向の３箇所それぞれにおいて中心角が９０°となる周方向に等間隔な４箇所とした。５０時間毎に測定されたアスカーＣ硬度、及び、耐久性試験前のアスカーＣ硬度に対する硬度維持率の算出値を第２表に示す。
【００７８】
【表２】
0005974316.tif 000003
【００７９】
第１表及び第２表に示されるように、発泡弾性体５７の硬度を予め６．５％以上低下させて弾性ローラを製造した実施例１〜５によれば、画像形成装置に装着されたときの加速試験である「耐久性試験」において発泡弾性層の硬度維持率が９０％以上となり、画像形成装置に装着されたときの硬度低下率が小さく耐久性に優れることが分かった。
【符号の説明】
【００８０】
１、２  押圧装置
３ａ  第１スペーサ
３ｂ  第２スペーサ
４  回転機構
５  狭圧空間
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  軸線
１１、２１  第１狭圧管体
１２、２２  第２狭圧管体
１３、２３  第３狭圧管体
１４  緩衝管
２４  第１緩衝管
２５  第２緩衝管
２６  第３緩衝管
５１  弾性ローラ
５２  軸体
５３  発泡弾性層
５５  ローラ原体
５７  発泡弾性体
７０  耐久性試験装置
７１  加熱ローラ
７２  内部ヒータ
７３  保温材
７４  試験ローラ装着部
７５  押圧力調整手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
0005974316.tif 000006
【図４】
0005974316.tif 000007
【図５】
0005974316.tif 000008
【図６】
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