(57)【要約】【課題】高品質の画像を形成することのできる弾性ローラ、均一な物性を有する弾性層を形成することのできる弾性ローラの製造方法、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と、軸体２の外周面に形成された弾性層３とを備え、前記弾性層３に形成されたセル４の最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下である弾性ローラ１、軸体２の外周面に配置されたゴム組成物を過熱水蒸気で加熱して、前記軸体２の外周面に弾性層３を形成する弾性ローラ１の製造方法、並びに、弾性ローラ１を備えた画像形成装置用定着装置及び画像形成装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、前記軸体の外周面に形成された弾性層とを備え、前記弾性層に形成されたセルの最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下である弾性ローラ。
【請求項２】
前記セルは、平均セル径が１００〜８００μｍである請求項１に記載の弾性ローラ。
【請求項３】
前記弾性層は、アスカーＣ硬度が２０〜６０である請求項１又は２に記載の弾性ローラ。
【請求項４】
前記弾性層は、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を硬化して成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラ。
【請求項５】
軸体の外周面に配置されたゴム組成物を過熱水蒸気で加熱して、前記軸体の外周面に弾性層を形成する弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
前記過熱水蒸気による加熱に先立って、前記過熱水蒸気による加熱条件よりも穏やかな条件で前記ゴム組成物を予備加熱する請求項５に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた画像形成装置用定着装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、高品質の画像を形成することのできる弾性ローラ、均一な物性を有する弾性層を形成することのできる弾性ローラの製造方法、並びに、この弾性ローラを備えた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。このような画像形成装置において、高品質の画像を形成するには、画像形成装置に装着された各種ローラ、特に弾性層が均一な物性を有していることが求められる。
【０００３】
これらのローラは、通常、ゴム組成物を各種成形方法により軸体の周囲に加熱成形することにより弾性層を形成して、製造される。ゴム組成物の加熱成形は、加熱手段として、通常、熱風加熱器を用いて熱風を噴射する方法及び加熱オーブン等の加熱器を用いる方法が採用されるが、これらの方法の他に、赤外線ヒータを用いて遠赤外線又は赤外線を照射する方法（例えば、特許文献１及び２参照。）、マイクロ波加熱炉を用いる方法（例えば、特許文献３参照。）等も採用されている。
【０００４】
ところが、従来の加熱手段においては、軸体の外周面に配置されたゴム組成物を均一に加熱しにくいことがある。それ故、本出願人により、ゴムローラの全域にわたり均一な物性を得ることができるゴムローラの架橋方法として、「発泡剤が混入されたゴムロールを移動させながら加熱槽内で加熱して、このゴムロールを加硫するゴムロールの加硫方法において、前記ゴムロールの上方及び下方の斜め方向から遠赤外線を照射して、このゴムロールの外表面を加熱して、このゴムロールの外表面を焼き固めた後に、前記ゴムロールの外表面をさらに加熱して、このゴムロールの内部を発泡させて加硫することを特徴とするゴムロールの加硫方法」が提案されている（特許文献４参照。）。
【０００５】
近年、画像形成装置は画像の高精細化及び印刷速度の高速化が著しく向上しているから、高速で高精細化した画像を形成するためには、ローラ、特に、ローラの弾性層には、その軸線方向及び厚さ方向の全体にわたってより一層均一な物性を有していることが要求されている。また、ローラの生産性向上等も要求されていることはいうまでもない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４７０４０号公報
【特許文献２】特開平８−１５７６２２号公報
【特許文献３】特公平６−５９６５４号公報
【特許文献４】特開２０００−２７１９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、高品質の画像を形成することのできる弾性ローラを提供すること、及び、均一な物性を有する弾性層を形成することのできる弾性ローラの製造方法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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体と、前記軸体の外周面に形成された弾性層とを備え、前記弾性層に形成されたセルの最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下である弾性ローラであり、
請求項２は、前記セルは、平均セル径が１００〜８００μｍである請求項１に記載の弾性ローラであり、
請求項３は、前記弾性層は、アスカーＣ硬度が２０〜６０である請求項１又は２に記載の弾性ローラであり、
請求項４は、前記弾性層は、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を硬化して成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラであり、
請求項５は、軸体の外周面に配置されたゴム組成物を過熱水蒸気で加熱して、前記軸体の外周面に弾性層を形成する弾性ローラの製造方法であり、
請求項６は、前記過熱水蒸気による加熱に先立って、前記過熱水蒸気による加熱条件よりも穏やかな条件で前記ゴム組成物を予備加熱する請求項５に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項７は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた画像形成装置用定着装置であり、
請求項８は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた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においては、その弾性層に形成された複数のセルは、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下であり、セル径がほぼ均一である。故に、このようなセルが形成された弾性層は均一な物性を有し、この発明に係る弾性ローラを近年の画像形成装置に装着すると、高品質の画像を所望のように形成することができる。また、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、過熱水蒸気によってゴム組成物を加熱成形するから、ゴム組成物の全域にわたって均一かつ高い加熱効率でゴム組成物が加熱され、その結果、成形される弾性層の物性を均一にすることができる。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弾性ローラ、及び、均一な物性を有する弾性層を形成することのできる弾性ローラの製造方法を提供することができる。また、この発明によれば、この発明に係る弾性ローラを備えているから、高品質の画像を所望のように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】
【００１１】
この発明に係る弾性ローラは、図１に示されるように、軸体２と、その外周面に形成された弾性層３とを備え、この弾性層３は、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下となる複数のセル４を有している。
【００１２】
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。
【００１３】
前記弾性層３は、後述するゴム組成物によって、軸体２の外周面に形成され、その内部及び／又は外表面に複数のセル４又は中空部を有している。この発明においては、発泡剤の発泡又は分解等によって生じる中空領域をセルと称し、中空フィラー等に由来する中空領域を中空部と称するが、以下、セルと中空部とをあわせてセルと称することがある。複数のセル４は、他のセルに接することのない、又は連通することのない状態（独立セル状態と称する。図１参照。）、他のセルに接し、又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。弾性層３が複数のセル４を有していると、弾性層３の硬度を所望のように調整することができる。特に、弾性ローラが被当接体に圧接された状態で画像形成装置に装着される場合には、圧接による弾性層３の変形量を所望の範囲に容易に調整することができると共に、弾性層３が被当接体等に当接又は圧接することにより変形しても速やかに復元することができる。
【００１４】
弾性層３に形成されるセル４は、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下である。セル４が前記範囲のｒｍａｘ／ｒｍｉｎを有すると、軸線方向においても、また、厚さ方向においても、弾性層３の物性が均一になり、その結果、この弾性層３を備えた弾性ローラを画像形成装置に装着した場合に、高品質の画像を形成することに貢献することができる。高品質の画像を形成することに多大に貢献することができる点で、前記ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは、１．４５以下であるのが好ましく、１．４０以下であるが特に好ましい。なお、前記ｒｍａｘ／ｒｍｉｎの下限は、１であるのがよいが、１．２程度でもこの発明の目的を十分に達成することができる。
【００１５】
ここで、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）は、弾性層３の表面又は弾性層３を任意の面で切断したときの切断面において、約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する複数のセルにおいて、各セルの開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径ｒとして、最小セル径ｒｍｉｎを有するセルに対する最大セル径ｒｍａｘを有するセルのセル径比（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）を算出することにより、求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、３箇所の領域で行い、好ましくは、弾性層３の表面と、弾性層３の軸線方向に沿って切断された切断面と、弾性層３の厚さ方向に沿って切断された切断面とから観察領域を選択する。
【００１６】
セル４は、標準偏差σが０．１０以下であるのが好ましい。セル４が前記範囲の標準偏差σを有すると、この弾性層３を備えた弾性ローラ１を画像形成装置に装着した場合に、高品質の画像を形成することに貢献することができる。高品質の画像を形成することに多大に貢献することができる点で、前記標準偏差σは、０．０７以下であるのがより好ましく、０．０５以下であるが特に好ましい。
【００１７】
ここで、セル４の標準偏差σは常法により求めることができる。具体的には、弾性層３の表面又は弾性層３を任意の面で切断したときの切断面において、約２ｍｍ２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４の開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径ｒとし、測定された各セル径から、セル径の大きい方から順に５つ、また、セル径の小さい方から順に５つを選択して、標準偏差σを求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、３箇所の領域で行い、好ましくは、弾性層３の表面と、弾性層３の軸線方向に沿って切断された切断面と、弾性層３の厚さ方向に沿って切断された切断面とから観察領域を選択する。
【００１８】
セル４は、平均セル径が１００〜８００μｍであるのが好ましい。セル４が前記範囲の平均セル径を有すると、耐熱性、耐圧性及び耐久性の向上による画像形成装置等の長寿命化、並びに、印字画像の高精細化を達成することができる。画像形成装置等の長寿命化と印字画像の高精細化をより一層高い水準で達成することができる点で、セル４の平均セル径は、２００〜５００μｍであるのがより好ましく、２５０〜３５０μｍであるのが特に好ましい。
【００１９】
ここで、セル４の平均セル径は、弾性層３の表面又は弾性層３を任意の面で切断したときの切断面において、約２ｍｍ２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４の開口部における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。なお、観察は複数の領域、例えば、３箇所の領域で行い、好ましくは、弾性層３の表面と、弾性層３の軸線方向に沿って切断された切断面と、弾性層３の厚さ方向に沿って切断された切断面とから観察領域を選択する。
【００２０】
セル４は、セル壁が０．０１〜０．５０ｍｍであるのが好ましい。セル４が前記範囲のセル壁を有すると、弾性層３の硬度を所望のように調整することができ、弾性層３における一定の弾性が得られ、また、弾性層３における部分的な弾性の差が緩和されるという効果が得られる。この効果がより一層優れる点で、セル４のセル壁は、０．０５〜０．４０ｍｍであるのがより好ましく、０．１０〜０．３０ｍｍであるのが特に好ましい。
【００２１】
ここで、セル４のセル壁は、あるセルと他のセルとの間に位置し、これらセルを分離する壁を成す弾性層３又はセルを形成している外壁の部分をいい、セル壁は、前記セル径と同様に、弾性層３の表面又は弾性層３を任意の面で切断したときの切断面において、約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在するセルとセルとの平均間隔、すなわち、セルとセルとの間にある壁の平均幅を測定することによって、求めることができる。
【００２２】
セル４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、楕円形、不定形であってもよく、また、複数のセル４が連通して管状となっていてもよい。セル４は、例えば、発泡剤の発泡等によって生じるセルそのものであってもよく、また、中空充填材等であってもよい。
【００２３】
弾性層３は、セル４を複数有していればよいが、そのアスカーＣ硬度が２０〜６０であるのが好ましい。弾性層３のアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、特に、弾性ローラが被当接体に当接又は圧接された状態で画像形成装置に装着される場合には、当接又は圧接による弾性層３の変形量を所望の範囲に容易に調整することができると共に、弾性層３が被当接体等に当接又は圧接することにより変形しても速やかに復元することができる。弾性層３が、変形量の調整及び変形からの復元に優れる点で、弾性層３のアスカーＣ硬度は、２０〜５０であるのがより好ましく、２５〜４０であるのが特に好ましい。弾性層３のアスカーＣ硬度は、軸体２の外周面に形成された状態で、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して測定することができる。弾性層３のアスカーＣ硬度は、例えば、弾性層３を形成するゴム組成物に含有されるゴム及び発泡剤等の種類を選択し、及び／又は、それらの含有量等を変更することにより、調整することができる。
【００２４】
弾性ローラ１に導電性が要求される場合には、弾性層３は、その体積抵抗率（ρｖ）が１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍであるのが好ましく、１×１０１０〜１×１０１２Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。体積抵抗率（ρｖ）が前記範囲内にあると、弾性ローラ１を画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を形成することができる。体積抵抗率（ρｖ）は、体積抵抗測定装置（三菱化学株式会社製、商品名：Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ、使用プローブ：ＵＲＳ）により測定することができる。
【００２５】
弾性層３の厚さは、画像形成装置に用いられる各種ローラに応じて、その厚さが決定され、通常、例えば、２〜２０ｍｍであるのが好ましく、３〜１２ｍｍであるのが特に好ましい。また、弾性層３は、画像形成装置に用いられる各種ローラに応じて、軸線方向の長さが決定され、例えば、記録体としてＡ３サイズ（ＪＩＳ、２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の用紙を縦長に用いる場合には、約３１０ｍｍ程度に調整され、記録体としてＡ４サイズ（ＪＩＳ、２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の用紙を縦長に用いる場合には、約２３０ｍｍ程度に調整される。
【００２６】
弾性層３を形成するゴム組成物は、ゴムと、発泡剤又は中空充填材と、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、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。特に、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。
【００２７】
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、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、有機過酸化物架橋剤と、各種添加剤とを含有する。
【００２８】
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、一種単独又は二種以上を混合して用いることができる。
【００２９】
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。
【００３０】
前記発泡剤としては、従来より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４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。発泡剤の含有量は、発泡剤の種類によって相違するが、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。発泡剤の含有量が、０．１質量部未満であると、形成される弾性層３に十分なセル４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、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、その含有量は、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。
【００３１】
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、環状、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
前記各種添加剤は、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、耐熱性向上剤、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
弾性層３の外周面には、所望により、コート層が形成されてもよい。弾性層の外表面にコート層が形成されると、例えば、現像剤等の離型性を向上させることができる。コート層は、例えば、１〜１００μｍの厚さに形成される。
【００３９】
コート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。
【００４０】
弾性ローラ１において、所望により、軸体２と弾性層３との間には、接着層、プライマー層等が設けられてもよく、また、弾性層３又はコート層の外周面に、例えば、保護層等の表面層が設けられてもよい。
【００４１】
弾性ローラ１は、用途に応じて、軸体２内、弾性層３内、又は軸体２と弾性層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加熱体を備えている。
【００４２】
この発明に係る弾性ローラの製造方法について説明する。この発明に係る弾性ローラの製造方法おいては、軸体２に、必要に応じて予め、その外周面に接着剤又はプライマーを、スプレー法、浸漬法等によって、塗布し、その外周面に接着層又はプライマー層を形成しておくのがよい。プライマーとしては、特に限定されず、例えば、シランカップリング系プライマー等が挙げられる。また、接着剤としては、特に制限されないが、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が挙げられる。これらの中でも、アミノ基及び／又は水酸基を有する接着剤が好適である。また、これらの樹脂を硬化させるための架橋剤として、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用いられる。
【００４３】
次いで、接着層又はプライマー層が形成された軸体２の外周面に弾性層３を形成するゴム組成物を配置する。軸体２の外周面に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とゴム組成物とを一体に分出して、軸体２の外周面にゴム組成物を配置する方法、また、軸体２を収納する金型にゴム組成物を注入して、軸体２の外周面にゴム組成物を配置する方法等が挙げられる。この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、押出機等により軸体２と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。
【００４４】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、後述する過熱水蒸気によるゴム組成物の加熱に先立って、この過熱水蒸気による加熱条件よりも穏やかな条件でゴム組成物を予備加熱してもよい。ゴム組成物を予備加熱すると、軸体２の外周面にゴム組成物を所望のように配置することができ、ゴム組成物の流動又は重力等によるゴム組成物の変形等を効果的に防止することができる。ここで、予備加熱は、後述する過熱水蒸気による加熱条件よりも穏やかな条件で行われ、ゴム組成物の粘度等に応じて調整される。予備加熱における加熱条件は、例えば、ゴム組成物の外周近傍におけるゴムが一部架橋し、かつ、発泡剤の発泡又は分解が起こらない条件、より具体的には、加熱温度は５０〜９０℃程度で、加熱時間は５〜３０分間の条件が挙げられる。この予備加熱は、ゴム組成物を軸体の外周面に配置するのと同時に行ってもよく、また、ゴム組成物を軸体の外周面に配置した後に、行ってもよい。
【００４５】
このようにして軸体２の外周面にゴム組成物を配置した後、この状態を維持しつつ、軸体２ごとゴム組成物を加熱する。ゴム組成物の加熱は、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、ゴム組成物は、通常、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。この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、ゴム組成物の加熱は過熱水蒸気で加熱される。ここで、過熱水蒸気は、定法に従って、加熱手段により水又は水蒸気を常圧下で１００℃以上に加熱することにより得られる。
【００４６】
例えば、ゴム組成物に過熱水蒸気を吹き付ける等に手段により、軸体２の外周面に配置されたゴム組成物に過熱水蒸気を接触させると、ゴム組成物が加熱され、架橋する。この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、ゴム組成物に過熱水蒸気を直接接触させてもよく、また、ゴム組成物に過熱水蒸気を間接的に接触させてもよい。ゴム組成物が過熱水蒸気により加熱されると、ゴム組成物は、その軸線方向及び厚さ方向にわたって均一でかつ速やかに加熱される。それ故、ゴム組成物に含有されるゴム等が均一に架橋し、かつ、発泡剤が分解又は発泡する程度も均一になるから、軸線方向及び厚さ方向にわたって均一な径を有するセルが均一に分散した弾性層３が速やかに形成される。
【００４７】
この発明においては、例えば、軸体２の外周面にゴム組成物を配置する工程と、ゴム組成物を過熱水蒸気で加熱する工程とを同時に又は連続して行うこともできる。
【００４８】
この発明に係る弾性ローラの製造方法においては、所望により、ゴム組成物は、過熱水蒸気による加熱後に、二次加熱が行われてもよい。二次加熱は、過熱水蒸気で架橋されたゴム組成物をより確実に架橋させる工程であり、二次加熱によって、弾性層３の物性がより一層安定する。二次加熱は、例えば、例えば、過熱水蒸気により架橋されたゴム組成物を、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、再度加熱されることによって、行われる。
【００４９】
次いで、このようにして形成された弾性層３は、所望により、仕上げ工程として、所望の大きさ及び形状等に調整する研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施される。研削工程及び／又は研磨工程は、従来から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、切削カス及び異物等を除去するため、所望により、弾性層３は洗浄されてもよい。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。
【００５０】
次いで、所望により、弾性層３の外周面にコート層を形成する。コート層は、前記材料を弾性層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、弾性層３を挿入して、弾性層３の外表面に形成されるのが、弾性層３の表面に存在するセル４等に大きく影響されず、平滑な表面を有するコート層を形成することができる点で、好ましい。もちろん、コート層は、前記材料を、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、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。さらに、所望により、弾性層３又はコート層の外周面に保護層等を定法に従って形成することもできる。
【００５１】
この発明に係る弾性ローラ１の製造方法において、軸体２の外周面に配置されたゴム組成物を過熱水蒸気で加熱する手段は、ゴム組成物に直接又は間接に過熱水蒸気を接触させることができる装置等であれば、特に限定されない。ゴム組成物を過熱水蒸気で加熱する手段として、例えば、図２に示される過熱水蒸気加熱炉１０等が挙げられる。この過熱水蒸気加熱炉１０は、図２に示されるように、加熱炉本体２０と、加熱炉本体２０の内部に設けられ、未加熱ローラ支持部材２２を載置する載置台２１と、加熱炉本体２０の内部に設けられ、未加熱ローラ支持部材２２に装着された未加熱ローラ５に過熱水蒸気を噴射する過熱水蒸気噴射装置３０と、加熱炉本体２０の内部及び外部を連通し、加熱炉本体２０内の噴射された過熱水蒸気を加熱炉本体２０の外部に排気する排気装置４０とを有している。
【００５２】
前記加熱炉本体２０は、密閉可能な筐体とされ、軸体２の外周面にゴム組成物を配置して成る未加熱ローラ５を装着した未加熱ローラ支持部材２２を収納し、取り出すことができるようになっている。この加熱炉本体２０は、過熱水蒸気に対する耐熱性を有する材料、例えば、各種金属、耐熱性樹脂等によって、形成されている。
【００５３】
前記載置台２１は、未加熱ローラ５を軸体２の両端部で略平行に複数装着した未加熱ローラ支持部材２２を、加熱炉本体２０の下部であって、後述する過熱水蒸気噴射装置３０から噴射される過熱水蒸気が直接噴射される位置に、載置することができるように、所定の大きさを有する水平な台とされている。なお、この載置台２１は、均一な加熱が可能となるように、回転テーブルとされてもよい。
【００５４】
前記過熱水蒸気噴射装置３０は、図２に示されるように、加熱炉本体２０の外部に配置され、水を加熱して水蒸気を調製するボイラ３１と、このボイラ３１から移送手段３２、例えば、配管等を介して供給される水蒸気を１００℃以上に加熱して、過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生器３３と、過熱水蒸気発生器３３から移送手段３４、例えば、配管等によって供給される過熱水蒸気を、載置台２１上に載置された未加熱ローラ支持部材２２の未加熱ローラ５に向かって噴射し、未加熱ローラ５に直接吹き付けることができるように、加熱炉本体２０内の天井及び側壁に設けられた噴射口３６を複数備えた噴射ノズル３５とを有する。
【００５５】
ボイラ３１は、図２に示されるように、加熱炉本体２０の外部に配置される。ボイラ３１は、水供給手段３７、例えば、配管及びバルブによって供給される水を加熱して、水蒸気を調製することができればよく、通常のボイラを特に制限されることなく使用することができる。
【００５６】
過熱水蒸気発生器３３は、図２に示されるように、加熱炉本体２０の外部に配置される。過熱水蒸気発生器３３は、移送手段３２及びその途中に介装された切替弁３８を介して供給される水蒸気を過熱水蒸気に加熱することができればよく、例えば、発熱体に高周波磁束を加えて発熱体を加熱し、加熱された発熱体に水蒸気を通して加熱する電磁誘導タイプの過熱水蒸気発生器、水蒸気をバーナ等で加熱するバーナタイプの過熱水蒸気発生器等が挙げられる。過熱水蒸気発生器３３は、過熱水蒸気の温度、供給量等に応じて適宜選択することができ、例えば、過熱水蒸気の温度制御を正確に行うには、電磁誘導タイプの過熱水蒸気発生器が有利であり、大容量の過熱水蒸気を供給するには、バーナタイプの過熱水蒸気発生器等が有利である。過熱水蒸気発生器３３で発生する過熱水蒸気は、１８０〜８００℃であればよく、２００〜２７０℃であるのがよい。この過熱水蒸気加熱炉１０においては、ボイラ３１によって水を水蒸気にし、そして、過熱水蒸気発生器３３によって、水蒸気を過熱水蒸気にするから、温度が安定した過熱水蒸気を大容量で供給することができる。
【００５７】
前記噴射ノズル３５は、図２に示されるように、過熱水蒸気発生器３３から移送手段３４を介して供給される過熱水蒸気を未加熱ローラ５に均一に直接吹き付けることができるように、未加熱ローラ支持部材２２、すなわち、未加熱ローラ５から所定の距離を隔てて、加熱炉本体２０内の天井及び側壁に設けられている。噴射ノズル３５は、その周面に形成された複数の噴射口３６を備えた管体とされている。この噴射ノズル３５は、このように構成され、未加熱ローラ５に均一に過熱水蒸気を吹き付けることができるように成っている。
【００５８】
前記排気装置４０は、図２に示されるように、加熱炉本体２０の側面下部に、加熱炉本体２０の内部及び外部を連通するように、設けられている。排気装置４０は、噴射ノズル３５から噴射された過熱水蒸気を加熱炉本体２０の外部に排気する排気口４１と、この排気口４１から移送手段４２、例えば、配管を介して排気された過熱水蒸気、水蒸気及び／又は熱水等と、切替弁３８を介して水供給手段から前記過熱水蒸気発生器３３に供給される水とを熱交換させる熱交換器４３と、熱交換器４３で熱交換された過熱水蒸気、水蒸気及び／又は熱水等を排出する排出管４４とを有している。
【００５９】
排気口４１及び排出管４４は、通常採用される排気口及び排出管であればよい。熱交換器４３は、例えば、遊動頭型熱交換器、Ｕ字配管型熱交換器、固定管板型熱交換器等を適宜選択して用いることができる。熱交換器の清掃容易性を重視する場合には、遊動頭型熱交換器がよく、安価な熱交換器を選択する場合には、Ｕ字配管型熱交換器がよく、熱交換器の機械的な清掃容易性熱交換器の固定管板型熱交換器がよい。
【００６０】
この過熱水蒸気加熱炉１０は、図示されない温度調節装置が備えられている。すなわち、加熱炉本体２０内部に、温度センサが配置され、この温度センサで検知した内部温度信号が温度制御部に電信され、電信された内部温度信号に基づいて、温度制御部からボイラ３１及び／又は過熱水蒸気発生器３３の加熱容量、並びに、排気装置４０における排気口４１の開度を調節する信号がボイラ３１、過熱水蒸気発生器３３及び排気口４１に送信されて、噴射される過熱水蒸気量及び排気される過熱水蒸気量が調整されるようになっている。
【００６１】
過熱水蒸気加熱炉１０は、以下のようにして、未加熱ローラ５を加熱することができる。すなわち、図２に示されるように、複数の未加熱ローラ５を、その軸体２の両端部を両壁に形成された切欠部に支持することによって、未加熱ローラ支持部材２２に装着し、過熱水蒸気加熱炉１０の載置台２１上に設置し、加熱炉本体２０内に収納する。一方、ボイラ３１及び過熱水蒸気発生器３３を稼動し、水蒸気及び過熱水蒸気を発生させる。過熱水蒸気が安定に発生するようになったら、過熱水蒸気発生器３３から移送手段３４を介して、加熱炉本体２０内に設けられた噴射ノズル３５に過熱水蒸気を供給する。ここで、過熱水蒸気噴射装置１０は、ボイラ３１と過熱水蒸気発生器３３とが協働して、過熱水蒸気を発生させるから、ボイラ３１と過熱水蒸気発生器３３との稼動後、短時間で過熱水蒸気は安定して発生する。噴射ノズル３５に過熱水蒸気を供給すると、噴射ノズル３５の周面に形成された複数の噴射口３６から未加熱ローラ支持部材２２に装着された未加熱ローラ５に向かって過熱水蒸気が噴射される。このように、噴射口３６から過熱水蒸気を噴射して、過熱水蒸気を未加熱ローラ５に吹き付けて、未加熱ローラ５のゴム組成物を所定温度で所定時間加熱する。ここで、噴射ノズル３５は、未加熱ローラ５に均一に過熱水蒸気を吹き付けることができるように成っているから、未加熱ローラ５のゴム組成物は均一かつ速やかに加熱される。また、加熱炉本体２０内は過熱水蒸気雰囲気になり、噴射ノズル３５から噴射される過熱水蒸気量に応じて排気装置４０の排気量が決定されるから、加熱炉本体２０内がほぼ一定の温度、例えば、１７０〜５００℃、好ましくは１８０〜４００℃に保たれる。したがって、未加熱ローラ５のゴム組成物は、架橋反応が速やかに進行して架橋すると共に、発泡剤が均一に発泡して、架橋した弾性層３中に均一な径を有するセルが均一に分散形成される。
【００６２】
所定温度で所定時間、未加熱ローラ５に過熱水蒸気を吹き付けた後、ボイラ３１、過熱水蒸気発生器３３を停止し、また、排気装置４０の排気口４１を全開にして、加熱炉本体２０及び未加熱ローラ５を冷却し、加熱炉本体２０から未加熱ローラ支持部材２２を取り出す。次いで、未加熱ローラ支持部材２２からゴム組成物が架橋されて成る弾性ローラ１を取り出して、所望により前記後処理を施して、弾性ローラ１が製造される。
【００６３】
前記過熱水蒸気加熱炉１０は、図２に示される構造に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、図２に示される過熱水蒸気加熱炉１０は、噴射ノズル３５は、加熱炉本体２０内の天井及び側壁に設けられているが、均一に未加熱ローラ５を加熱することができる限り、噴射ノズルは、加熱炉本体２０内の天井又は側壁に設けられていてもよい。また、移送手段３４にバルブ等を介装して、それぞれの噴射ノズル３５から噴射される過熱水蒸気量を調整することもできる。
【００６４】
また、過熱水蒸気加熱炉１０は、ボイラ３１と過熱水蒸気発生器３３とを有しているが、ボイラ３１と過熱水蒸気発生器３３とを有する必要はなく、過熱水蒸気発生器３３のみを有していてもよい。
【００６５】
さらに、過熱水蒸気加熱炉１０においては、熱交換器４３は、前記過熱水蒸気発生器３３に水蒸気を供給する移送手段３２に切替弁３８を介して接続されているが、前記ボイラ３１に水を供給する水供給手段３７に接続されてもよい。
【００６６】
また、過熱水蒸気加熱炉１０の載置台２１は、加熱炉本体２０の下部に固定されているが、載置台は、固定されている必要はなく、例えば、ベルトコンベヤ等の搬送手段によって、無限軌道を回動するように加熱炉本体２０内部を移動させ、過熱水蒸気による金型の加熱がより均一になるように、構成することもできる。
【００６７】
このようにして、均一な物性を有する弾性層３、特に、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下であるセル４を有する弾性層３を備えた弾性ローラ１が製造される。
【００６８】
すなわち、このようにして製造された弾性ローラ１は、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下であるセル４を有し、均一な物性を有する弾性層３を備えているから、画像形成装置の各種ローラ、例えば、転写ローラ、現像ローラ、帯電ローラ、定着ローラ、加圧ローラ、紙送りローラ等に、特に定着ローラに、好適に使用される。
【００６９】
特に、弾性ローラ１が画像形成装置に配設された場合には、所定の圧力でかつ弾性ローラ１の軸線方向及び厚さ方向にわたって均一に被当接体に当接又は圧接する。故に、弾性ローラ１は、被当接体に対して、その軸線方向及び厚さ方向にわたって均一に作用することができるから、高品質の画像を形成することに十分に貢献することができる。例えば、画像形成装置に装備された定着装置における加圧ローラ及び定着ローラの少なくとも一方のローラとして、弾性ローラ１が使用される場合には、所定の圧力でかつ弾性ローラ１の軸線方向及び厚さ方向にわたって均一に転写紙等の記録体を押圧して、記録体に転写された現像剤（静電潜像）を均一に加熱及び／又は加圧することができるから、高品質の画像を形成することに十分に貢献することができる。
【００７０】
次に、この発明に係る弾性ローラ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３を参照して、説明する。
【００７１】
この発明に係る画像形成装置５０は、図３に示されるように、静電潜像が形成される回転可能な像担持体５１例えば感光体と、像担持体５１に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体５１を帯電させる帯電手段５２例えば帯電ローラと、像担持体５１の上方に設けられ、像担持体５１に静電潜像を形成する露光手段５３と、像担持体５１に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体５１に一定の層厚で現像剤６２を供給し、静電潜像を現像する現像手段６０と、像担持体５１の下方に圧接するように設けられ、現像された静電潜像を像担持体５１から記録体５６例えば転写紙上に転写する転写手段５４例えば転写ローラと、記録体５６の搬送方向の下流に設けられ、記録体５６に転写された現像剤６２（静電潜像）を定着させる定着手段５５例えば定着装置と、記録体５６に転写されず像担持体５１に残留した現像剤６２及び／又は像担持体５１に付着したゴミ等を除去するクリーニング手段５７とを備えている。画像形成装置５０は、像担持体５１の表面に残留している静電潜像を除去する除電手段（図示しない。）を、クリーニング手段５７と帯電手段５２との間又は転写手段５４とクリーニング手段５７との間に、備えていてもよい。
【００７２】
前記定着手段５５は、記録体５６に転写された現像剤６２（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３において、無端ベルトを備えた定着手段５５はこの発明に係る定着装置とされている。この定着装置５５は、図３にその断面が示されるように、記録体５６を通過させる開口７２を有する筐体７０内に、定着ローラ７３と、定着ローラ７３の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ７４と、定着ローラ７３及び無端ベルト支持ローラ７４に巻き掛けられた無端ベルト７５と、定着ローラ７３と対向配置された加圧ローラ７６とを備え、無端ベルト７５を介して定着ローラ７３と加圧ローラ７６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７４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７５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５５に適合するように調整することができる。定着ローラ７３、無端ベルト支持ローラ７４及び加圧ローラ７６はそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ７６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７５を介して定着ローラ７３に圧接している。無端ベルト７５と加圧ローラ７６との圧接された間を記録体５６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体５６に転写された現像剤６２（静電潜像）を定着させることができる。
【００７３】
画像形成装置５０における現像手段６０は、従来の画像形成装置に備えられた現像手段と基本的に同様に形成され、同様に配置されている。例えば、現像手段６０は、図３に示されるように、像担持体５１に対向する位置に開口部を有し、現像剤６２を収納する現像剤収納部６１と、現像剤収納部６１の開口部に、像担持体５１に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体５１に現像剤６２を一定の層厚で供給する回転可能な現像剤担持体６４と、現像剤担持体６４に当接して設けられ、現像剤担持体６４に現像剤６２を供給する回転可能な現像剤供給手段６３と、現像剤担持体６４の上方に設けられ、現像剤担持体６４に当接して現像剤６２の層厚を規制すると共に、摩擦帯電により現像剤６２を帯電させる現像剤規制部材６５とを備えている。前記現像剤収納部６１に収納される現像剤６２としては、摩擦により帯電可能で、記録体５６に定着可能な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。
【００７４】
現像手段６０における現像剤担持体６４は、現像剤規制部材６５と接触して、現像剤６２を帯電させる。したがって、現像剤担持体６４は、現像剤規制部材６５と接触して、現像剤６２を帯電させることができるように構成されていればよく、例えば、導電性を有する弾性層を備えた現像ローラ等が挙げられる。例えば、このような現像剤担持体６４、特に現像ローラとして、この発明に係る弾性ローラ１を使用することができる。現像剤規制部材６５は、図３に示されるように、所定の圧力で現像剤担持体６４の表面に当接するように、現像手段６０の開口部に、配置されている。この現像剤規制部材６５は、現像剤担持体６４に接触して、現像剤担持体６４に付着した現像剤６２を一定の層厚に調整すると共に、現像剤６２を帯電させることができればよく、例えば、支持体と、支持体に装着され、現像剤担持体６４に当接するブレードとから成っていてもよい。
【００７５】
この発明に係る画像形成装置５０は、帯電手段５２の帯電ローラ、現像剤担持体６４の現像ローラ、転写手段５４の転写ローラ、定着手段５５の定着ローラ７３、加圧ローラ７６又は無端ベルト支持ローラ７４、クリーニング手段３７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１が使用されている。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１が使用されている。
【００７６】
この発明に係る画像形成装置５０は、次のように作用する。まず、画像形成装置５０において、像担持体５１が、図３の矢印に示されるように、時計方向に回転しつつ、クリーニング手段５７により、その表面の現像剤６２及び／又はゴミ等が除去された後、帯電手段５２により、一様に帯電される。次いで、露光手段５３により画像が露光され、像担持体５１の表面に静電潜像が形成される。
【００７７】
一方、現像手段６０において、現像剤６２が現像剤供給手段６３によって現像剤担持体６４に供給され、現像剤担持体６４が図３に示される矢印方向に回転することにより、現像剤担持体６４の表面に付着した現像剤６２が、現像剤担持体６４と現像剤担持体６４に当接した現像剤規制部材６５との間を通過する。このとき、現像剤６２は、所望の層厚に規制されると共に、現像剤６２を所望のように帯電させることができる。つまり、現像剤６２が、現像剤担持体６４と現像剤規制部材６５との間を通過することによって、現像剤担持体６４の表面上における現像剤６２の層厚が規制されると共に、現像剤規制部材６５と現像剤担持体６４及び／又は現像剤６２との摩擦帯電等により、現像剤担持体６４上の現像剤６２が所望のように帯電される。
【００７８】
次いで、このようにして現像手段６０から所望の層厚及び帯電量を有する現像剤６２が像担持体５１に供給され、像担持体５１に形成された静電潜像が現像されて、この静電潜像が現像剤像として可視化される。このようにして、現像手段６０は、像担持体５１に所望の層厚及び帯電量を有する現像剤６２を供給し、静電潜像を現像することができる。次いで、像担持体５１上に現像された現像剤像は、搬送手段により、像担持体５１と転写手段５４との間に搬送される記録体５６上に、像担持体５１及び／又は転写手段５４によって転写される。次いで、現像剤像が転写された記録体３６は、搬送手段により定着手段５５に搬送され、定着手段５５により加熱及び／又は加圧されて、転写された現像剤像が永久画像として記録体５６に定着される。このようにして、記録体５６に画像を形成することができる。
【００７９】
この発明に係る画像形成装置５０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１が使用されているので、この発明に係る弾性ローラ１が使用されたローラは、被当接体に対して、その軸線方向及び厚さ方向にわたって均一に作用することができ、高品質の画像を形成することに十分に貢献することができる。
【００８０】
この発明に係る画像形成装置５０において、像担持体５１、帯電手段５２、露光手段５３、転写手段５４、定着手段５５及びクリーニング手段５７は、図３に示される配置の他に、従来の画像形成装置に備えられる像担持体、帯電手段、露光手段、転写手段、定着手段及びクリーニング手段とそれぞれ同様に形成され、同様に配置されてもよい。
【００８１】
また、画像形成装置５０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５０は、現像手段６０に単色の現像剤６２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５０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置とされる。
【実施例】
【００８２】
（実施例１）
まず、無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体２（直径１２ｍｍ×長さ３００ｍｍ、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。
【００８３】
一方、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組成物「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、発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル（商品名「ＫＥＰ−１３」、信越化学工業株式会社製）３．０質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤適量と、有機過酸化物架橋剤としての「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）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。
【００８４】
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、押出成形機にて一体分出して、軸体の外周面に厚さ約５ｍｍの付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を配置し、未加熱ローラ５を作製した。このようにして作製した複数の未加熱ローラ５を未加熱ローラ支持部材２２の両壁に形成された切欠部に固定した。
【００８５】
図２に示される過熱水蒸気加熱炉１０を、ボイラ３１及び過熱水蒸気発生器３３を稼動し、過熱水蒸気を安定的に発生させた。この過熱水蒸気加熱炉１０における載置台２１に、未加熱ローラ５を装着した未加熱ローラ支持部材２２を載置し、過熱水蒸気を噴射ノズル３５から噴射して、加熱炉本体２０を過熱水蒸気雰囲気として、未加熱ローラ５に過熱水蒸気を接触させて、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を加熱した。過熱水蒸気及び加熱炉本体２０の温度はいずれも２５０℃であり、この状態を１２分間保った。
【００８６】
次いで、噴射ノズル３５からの過熱水蒸気の噴射を停止し、加熱炉本体２０から、弾性ローラ原型Ｉを取り出し、常温にて３０分以上冷却した（弾性ローラ原型Ｉの直径は約４０ｍｍであった。）。過熱水蒸気加熱された弾性ローラ原型Ｉを、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって二次加熱し、常温にて１時間以上放置した。このようにして、弾性ローラ原型ＩＩを得た。次いで、弾性ローラ原型ＩＩ端部の弾性層を所定の位置で切断し、さらに、円筒研削盤にて外径が３０ｍｍとなるように研削して、弾性ローラＡを製造した。
【００８７】
（実施例２）
軸体２の外周面に分出しされた前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を、予め８０℃、５分加熱した後に、過熱水蒸気加熱炉１０を用いて、２５０℃で７分間加熱した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラＢを製造した。
（実施例３）
過熱水蒸気加熱炉１０を用いて、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を、１８０℃で１８分間加熱した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラＣを製造した。
（実施例４）
軸体２の外周面に分出しされた前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を、予め８０℃、５分加熱した後に、過熱水蒸気加熱炉１０を用いて、１８０℃で１３分間加熱した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラＤを製造した。
【００８８】
（比較例１）
過熱水蒸気加熱炉１０の代わりに、赤外線加熱炉を用いて、２５０℃で１５分間加熱した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラＥを製造した。
（比較例２）
過熱水蒸気加熱炉１０の代わりに、熱風加熱炉（ＥＴＡＣ株式会社製）を用いて、２５０℃で２０分間加熱した以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラＦを製造した。
【００８９】
弾性ローラＡ〜Ｆの各弾性層３に発泡形成された独立セル状態のセル４おける平均セル径、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）、標準偏差σ及びセル壁を、前記方法に準拠して算出した。なお、観察領域は、弾性層３の表面、弾性層３の軸線方向に沿って切断された切断面、及び、弾性層３の厚さ方向に沿って切断された切断面の３領域とした。また、前記方法に準拠して、アスカーＣ硬度を測定した。これらの結果を、表１に示す。
【００９０】
【表１】
2008030876.tif 000003
【００９１】
弾性ローラＡ〜Ｆを、図３に示される画像形成装置の定着ローラ７３として装着した。この画像形成装置を、２５℃、５５ＲＨ％の環境下、画像を印刷したところ、弾性ローラＡ〜Ｄを装着した場合はいずれも、高品質の画像を形成することができたのに対して、弾性ローラＥ及びＦを装着した場合は、画像のずれ、かすれ及び／又は汚れ等が生じ、高品質の画像を形成することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、過熱水蒸気加熱炉における構成を概略的に示す概略図である。
【図３】図３は、この発明に係る画像形成装置の一例を示す要部概略図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  弾性ローラ
２  軸体
３  弾性層
４  セル
５  未加熱ローラ
１０  過熱水蒸気加熱炉
２０  加熱炉本体
２１  載置台
２２  未加熱ローラ支持部材
３０  過熱水蒸気噴射装置
３１  ボイラ
３２、３４、４２  移送手段
３３  過熱水蒸気発生器
３５  噴射ノズル
３６  噴射口
３７  水供給手段
３８  切替弁
４０  排気装置
４１  排気口
４３  熱交換器
４４  排出管
５０  画像形成装置
５１  像担持体
５２  帯電手段
５３  露光手段
５４  転写手段
５５  定着手段
５６  記録体
５７  クリーニング手段
６０  現像手段
６１  現像剤収納部
６２  現像剤
６３  現像剤供給手段
６４  現像剤担持体
６５  現像剤規制部材
７０  筐体
７２  開口
７３  定着ローラ
７４  無端ベルト支持ローラ
７５  無端ベルト
７６  加圧ローラ
【図１】
2008030876.tif 000004
【図２】
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【図３】
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