(57)【要約】【課題】ゴム硬度が大幅に低下した各種弾性ゴムローラの製造方法を提供する。【解決手段】中空円筒状のゴムチューブ（１）を用意する。次に、ゴムチューブの内側に金属のシャフト（２）を挿入しゴムチューブをシャフトに固定する。その後、ゴムチューブの外周に存在する皮膜層（１ａ）を除去する。このゴムローラをチャンバ内に配置し、加圧工程及び急速減圧工程を１回又は複数回行い、単泡性ゴム層を連泡性ゴム層に変換する。その後、ローラの使用目的に応じて、フッ素樹脂チューブを被せ又はシリコンオイルを含浸させる。  本発明によるゴムローラの製造方法により製造された各種ローラは、ゴム層の各部分が外部応力に応じて変形できるので、ゴム硬度が一層低下した各種ゴムローラを提供することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁により分離された多数の単独気泡を含む単泡性ゴム材料を、外気と連通する空孔を有する連泡性ゴム材料に変換する連泡性ゴム材料の製造方法であって、
前記単泡性ゴム材料をチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性ゴム材料中に含まれる気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の気圧を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成する減圧工程とを具え、
前記減圧工程において、前記単泡性ゴム材料中に含まれる気泡のうちの少なくとも一部の気泡を、隔壁に形成した孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換することを特徴とする連泡性ゴム材料の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の連泡性ゴム材料の製造方法において、前記加圧工程と減圧工程とを交互に複数回繰り返すことを特徴とする連泡性ゴム材料の製造方法。
【請求項３】
前記加圧工程において、前記加圧工程において、前記チャンバ内の気圧を１０ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の気圧に上昇させることを特徴とする連泡性ゴム材料の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の連泡性ゴム材料の製造方法において、前記単泡性ゴム材料として、中空円筒状のゴムチューブを用い、当該ゴムチューブの内側に金属のシャフトを挿入してから前記チャンバ内に配置することを特徴とする連泡性ゴム材料の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の連泡性ゴム材料の製造方法において、前記加圧工程に先立って、前記金属シャフトに装着されたゴムチューブの外周を研磨して、ゴムチューブの表面に存在する皮膜層を除去することを特徴とする連泡性ゴム材料の製造方法。
【請求項６】
前記ゴム材料を、シリコンゴム、ＥＰＤＭゴム、又はＮＢＲゴムのいずれかから選択したことを特徴とする請求項４に記載の連泡性ゴム材料の製造方法。
【請求項７】
金属のシャフトと、当該シャフトの外周に設けた弾性ゴム層とを有するゴムローラの製造方法であって、
隔壁により分離された多数の単独気泡を含む単泡性ゴム材料で構成され、中空円筒形状を有するゴムチューブを所定の寸法に切断する工程と、
前記中空円筒状のゴムチューブの内側に、外周に接着剤層が形成されている金属のシャフトを挿入して単泡性ゴム層を有するゴムローラを製造する工程と、
前記ゴム層の外周を研磨して、その外周に形成されている皮膜層を除去する工程と、
前記皮膜層が除去されたゴムローラをチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性ゴム層中の気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の圧力を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成し、前記単泡性ゴム層の少なくとも一部の気泡を、前記孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換する工程とを具えることを特徴とするゴムローラの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のゴムローラの製造方法において、前記加圧処理と急速減圧処理とを交互に複数回繰り返すことを特徴とするゴムローラの製造方法。
【請求項９】
前記加圧工程において、前記チャンバ内の気圧を１０ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の範囲に設定することを特徴とする請求項７に記載のゴムローラの製造方法。
【請求項１０】
ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラの製造方法において、
隔壁により分離されている多数の単独気泡を有する中空円筒状の単泡性シリコンゴムのチューブの内側に、外周に接着剤層が形成されている金属のシャフトを挿入して、シリコンゴム層を有するシリコンゴムローラを製造する工程と、
前記シリコンゴム層の外周を研磨して、皮膜層を除去する工程と、
皮膜層が除去されたシリコンゴムローラをチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性シリコンゴム層中の気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の圧力を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成し、前記単泡性のシリコンゴム層の少なくとも一部の気泡を、前記孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換する工程と、
前記空孔が形成されたシリコンゴム層の外周にフッ素樹脂のチューブを装着し又はフッ素樹脂コーティング層を形成する工程とを具えることを特徴とする加圧ローラの製造方法。
【請求項１１】
金属のシャフトと、その外周に設けられ、外気と連通する多数の空孔を含むシリコンの弾性ゴム層と、当該弾性ゴム層の外周に設けた高離型性材料層とを具え、ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラであって、
請求項１０に記載の加圧ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする加圧ローラ。
【請求項１２】
金属のシャフトと、当該シャフトの外周に形成され、外気と連通する多数の空孔を有し、各空孔に離型剤が充填されているシリコンゴム層とを有するオイル供給ローラの製造方法において、
隔壁により隔てられた多数の単独気泡を有する中空円筒状の単泡性シリコンゴムのチューブに、外周に接着剤層が形成されている金属のシャフトを挿入してシリコンゴム層を有するシリコンゴムローラを製造する工程と、
前記シリコンゴム層を研磨して、その外周に形成されている皮膜層を除去する工程と、
前記皮膜層が除去されたシリコンゴムローラをチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性シリコンゴム層中の気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の圧力を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成し、前記単泡性のシリコンゴム層の少なくとも一部の気泡を、前記孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換する工程と、
前記シリコンゴム層に形成した空孔にシリコンオイルを充填する工程とを具えることを特徴とするオイル供給ローラの製造方法。
【請求項１３】
金属のシャフトと、当該シャフトの外周に形成され、外気と連通する多数の空孔を有する弾性ゴム層とを有し、トナーを現像ローラに供給するために用いられるトナー供給ローラの製造方法において、
中空円筒形状を有する単泡性ゴムのチューブの内側に、外周に接着剤層が形成されている金属のシャフトを挿入して、単泡性の弾性ゴム層を有する弾性ゴムローラを製造する工程と、
前記単泡性ゴム層の外周を研磨して、その外周に形成されている皮膜層を除去する工程と、
皮膜層が除去された弾性ゴムローラをチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性弾性ゴム層中の気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の圧力を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成し、前記単泡性弾性ゴム層の少なくとも一部の気泡を、前記孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換する工程とを具えることを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のトナー供給ローラの製造方法において、前記単泡性の弾性ゴム層として、単泡性のＥＰＤＭゴムを用いることを特徴とするトナー供給ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単泡性ゴム材料から連泡性ゴムを製造する連泡性ゴム材料の製造方法に関するものである。
また、本発明は、低いゴム硬度のゴムローラの製造方法に関するものである。
さらに、本発明は、ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラ、特に低いゴム硬度の加圧ローラ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタには、未定着トナー像を定着するためヒートロール定着装置が広く使用されている。このヒートロール定着装置は、内側にヒータを有するヒートローラと弾性ゴム層を有する加圧ローラとを有し、ヒートローラと加圧ローラは圧着機構を介して相互に圧接されている。加圧ローラは、金属のシャフトと、その外周に形成した弾性ゴム層と、弾性ゴム層の外周を被覆するフッ素樹脂のチューブとを有している。加圧ローラは高温のヒートローラと接触回転するため、弾性ゴム層は耐熱性を必要とし、シリコンゴム層で構成されている。このヒートロール定着装置において、記録紙上に転写された未定着トナー像は、ヒートローラと加圧ローラとが接触するニップを通過する時間中に溶融されて記録紙上に定着される。従って、ヒートロール定着装置の定着性能を向上させるためには、ヒートローラと加圧ローラとが接触する幅であるニップ幅をできるだけ広くすることが望ましい。この場合、ヒートローラと加圧ローラとを圧着する圧着機構の圧着力を大きくすれば、ニップ幅を広くできる。しかし、圧着力を大きくすると、加圧ローラがベンディングしてしまい、ローラの軸線方向にそって均一な幅のニップが形成されない不具合が生じてしまう。一方、加圧ローラの弾性ゴム層のゴム硬度を低くすれば、比較的小さな圧接力でも広いニップ幅を形成することが可能である。従って、低いゴム硬度の耐熱性弾性ゴム層を有する加圧ローラの開発が強く望まれている。
【０００３】
また、ヒートロール定着装置においては、ヒートローラの離型性をあげるため、ヒートローラにシリコンオイルを供給するオイル供給ローラが用いられている。このオイル供給ローラは、高いオイル収容性能が要求されるため、内部に多数の空孔を有する連泡性のウレタンゴムローラが用いられている。
【０００４】
さらに、電子写真式の複写機やプリンタ装置においては、感光ドラム上に形成された静電潜像を現像するため、感光ドラムに隣接して現像ローラが配置され、トナー供給ローラを介して現像ローラにトナーが供給されている。このトナー供給機構においては、トナー供給ローラの硬度が高いと、トナー供給ローラと現像ローラとの間に不所望な摩擦力が発生し、安定したトナー供給が確保できなくなる不具合が発生する。従って、このトナー供給ローラにおいても、所定量のトナーを現像ローラに安定して供給するため、一層低い硬度の弾性ゴムローラを必要としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
定着装置の加圧ローラに用いられているシリコンゴム層の硬度を一層低くする方策として、発泡性のシリコンゴム材料を用いること考えられる。発泡性シリコンゴムは、内部に多数の気泡を有するため、ソリッドのシリコンゴム材料に比べてゴム硬度を相当低くすることが可能である。しかし、発泡性シリコンゴム材料は、単泡性であるため、高温のヒートローラと接触回転した場合、加圧ローラが昇温し気泡内の気体が膨張するため、使用中にローラ径が増大してしまう。このローラ径の増大に伴い、シリコンゴム層の外周に形成したフッ素樹脂チューブの径も増大する。一方、定着装置の使用後に加圧ローラの温度が常温まで低下すると、加圧ローラの各気泡内の気体の体積が減少し、加圧ローラの外形寸法が小さくなるため、最外周のフッ素樹脂チューブにしわが生じてしまう。しかし、加圧ローラのフッ素樹脂層ないしチューブにしわが生じると、定着装置の定着性能及び通紙性能が大幅に低下してしまう。
【０００６】
また、従来のオイル供給ローラは、空孔率の高い連泡性のウレタンゴムで構成されているため、オイル収容性能は優れているものの、ウレタンゴムの耐熱温度は比較的低いため、耐熱性に難点がある。この課題を解決するため、オイル供給ローラのゴム材料として、発泡性のシリコンゴム材料を用いた場合、満足できる耐熱性が得られるものの、発泡性シリコンは各気泡がそれぞれ独立している単泡性であるため、外部から各気泡内にシリコンオイルを充填することが不可能であり、含有できるシリコンオイルの量に限界がある。
【０００７】
さらに、従来のトナー供給ローラは、ＥＰＤＭゴム又はシリコンゴムの単泡性スポンジを用いているため、ローラ硬度は２０°（アスカＣ硬度）程度が限界であり、しかも、長時間使用すると、ゴム硬度が高くなる不具合が指摘されている。従って、安定したトナー供給を行うためには、一層低いゴム硬度のトナー供給ローラの開発が要求されている。
【０００８】
従って、本発明の目的は、耐熱性に優れると共に一層低い硬度のゴム材料の製造方法を実現することにある。
さらに、本発明の別の目的は、低いゴム硬度の弾性ゴムローラの製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、低いゴム硬度の加圧ローラ及びその製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、優れた耐熱性及びオイル含有性能を有するオイル供給ローラを提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、一層低いゴム硬度のトナー供給ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による連泡性ゴム材料の製造方法は、隔壁により分離された多数の気泡を含む単泡性ゴム材料を、外気と連通する空孔を有する連泡性ゴム材料に変換する連泡性ゴム材料の製造方法であって、
前記単泡性ゴム材料をチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性ゴム材料中に含まれる気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の気圧を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成する減圧工程とを具え、
前記減圧工程において、前記単泡性ゴム材料中に含まれる気泡を、前記隔壁に形成された孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換することを特徴とする。
【００１０】
本発明者が種々のゴム材料について実験及び解析を行った結果、各種ローラのゴム硬度を一層低下させるためには、連泡性ゴム材料を用いることが有益であるとの結論に至った。すなわち、発泡性ゴム材料は、単位体積当たりのゴム材料が占める割合が小さいため、それ自体でゴム硬度を低下させることができる。しかし、各気泡が独立している単泡性ゴム材料に押圧力が作用した場合、気泡内に存在する気体からの弾性反発力が大きいため、ゴム硬度を低下させるためには限界がある。一方、連泡性のゴム材料に押圧力が作用した場合、気泡内の気体は、隣接する気泡間を連通させる孔等を介して外部に放出されるため、作用する押圧力に応じて自在に変形することができ、ゴム硬度が大幅に低下する。従って、例えば、ヒートローラ定着装置に用いられる加圧ローラのゴム硬度を一層低くする課題は、連泡性シリコンゴムを用いることにより、容易に解決される。しかしながら、従来のシリコンゴムの製造技術では、連泡性のシリコンゴムを製造することは製造上極めて困難であり、製造コストが大幅に高価になってしまう。
【００１１】
そこで、本発明者は、単泡性ゴム材料を連泡性ゴム材料に変換する製造方法について種々の実験及び解析を行った結果、以下の事項が判明した。チャンバ内において単泡性ゴム材料を高圧雰囲気内で加圧すると、気泡中に存在する気体が圧縮され、膨張エネルギーが蓄積される。加圧処理の後チャンバ内の気圧を急速減圧すると、気泡内の気体が瞬時に膨張し、発生する膨張エネルギーにより気泡間を隔てている薄い隔壁に微細な孔ないし亀裂が形成されることが判明した。例えば、単泡性のシリコンゴム材料は、加硫剤と発泡剤とを添加して加硫することにより製造され、各気泡は薄いシリコンゴムの隔壁によりそれぞれ分離されている。この単泡性ゴム材料を高圧雰囲気下において加圧すると、ゴム材料中に含まれる気泡内の気体の体積は圧力に応じて減少すると共に、気泡内の気体の圧力は相当高くなる。一方、高圧雰囲気を常圧まで急速に減圧すると、気泡内の圧縮された高圧の気体が瞬時に体積膨張しようとする。この急速な体積膨張によるエネルギーが気泡を隔てているゴムの隔壁に作用し、薄い隔壁の弱い箇所を機械的に破裂ないし破壊し、隔壁に微細な亀裂ないし孔が形成される。この結果、各気泡は隔壁に形成された孔ないし亀裂を介して外気と連通し、連泡性のゴム材料に変換される。この気泡内の気体の体積膨張により形成される微細な孔ないし亀裂は、隔壁の強度の弱い部分だけに形成されるので、ゴム材料本来の弾性反発性能に悪影響を与えることはない。さらに、連泡性ゴム材料に変換されることにより、当該加圧ローラの圧力永久歪み特性が一層良好になる。
【００１２】
発泡性ゴム材料中の単位体積当たりのゴムの占める割合は大幅に少なく、しかも各部分が拘束されず外部からの応力に応じて自在に変形できるため、硬度が大幅に低下したゴム材料を製造することができる。しかも、使用温度が高温になっても、ゴム材料中の空孔内の空気は隔壁の孔ないし亀裂を介して外部に排出されるため、ローラ径が増大する不具合は発生しない。しかも、チャンバを利用した加圧処理及び急速減圧処理にかかるコストは相当安価であるから、製造コストも大幅に低減することができる。
【００１３】
本発明によるゴムローラの製造方法は、隔壁により分離された多数の単独気泡を含む単泡性ゴム材料で構成され、中空円筒形状を有するゴムチューブを所定の寸法に切断する工程と、
前記中空円筒状のゴムチューブの内側に、外周に接着剤層が形成されている金属のシャフトを挿入して単泡性ゴム層を有するゴムローラを製造する工程と、
前記ゴム層の外周を研磨して、その外周に形成されている皮膜層を除去する工程と、
前記皮膜層が除去されたゴムローラをチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性ゴム層中の気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の圧力を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成し、前記単泡性ゴム層の少なくとも一部の気泡を、前記孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換する工程とを具えることを特徴とする。
【００１４】
前述したように、ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラ及びオイル供給ローラ並びにトナー供給ローラにおいては、ゴム硬度を一層低くすることが強く望まれている。これらゴムローラを製造する方法として、金型を用いて加硫成型する方法があるが、多数の金型を用意する必要があり、製造コストが高価になる欠点がある。そこで、本発明では、予め加硫成型された中空円筒状の単泡性ゴムチューブを用いる。中空円筒状のゴムチューブは、押し出し成型技術により大量生産が可能であるため、その製造コストは、金型を用いて加硫成型する方法に比べて大幅に安価である。本発明では、すでに加硫成型された所望の外径及び内径寸法を有する中空円筒状の単泡性ゴムチューブを用意し、所望の長さに切断する。次に、中空円筒状のゴムチューブの内側に、接着剤が塗布された金属のシャフトを挿入してゴムローラとする。その後、当該ゴムローラをチャンバ内に配置して加圧処理及び減圧処理を実行し、単泡性ゴムを連泡性ゴムに変換する。この結果、低硬度で安価な製造コストの各種弾性ゴムローラを製造することができる。
【００１５】
ここで重要なことは、弾性ゴム層の内側に金属のシャフトが存在するため、圧縮後に膨張させる際、膨張力はシャフトの半径方向外向きに均一に作用し、一層大きな膨張エネルギーを効率よく発揮させることができる。この結果、加圧工程におけるチューブ内の気圧を低くすることができ、或いは加圧及び減圧の繰返工程数を減少させることができる。
【００１６】
押し出し成型技術により製造されたゴムチューブには、その外周に薄い皮膜層が形成されている。種々主の実験の結果、この皮膜は、減圧工程において膨張力を抑制するように作用することが判明した。そこで、本発明では、ゴムローラをチャンバ内への配置に先立って、弾性ゴム層の外周を研磨して皮膜層を除去する。この皮膜層を除去することにより、加圧工程における圧力を低減することができる。
【００１７】
加圧工程における圧力は、使用する単泡性ゴム材料の発泡倍率に応じて、１０ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２  の範囲に設定することができる。また、使用する単泡性ゴム材料として、発泡時に各気泡が隔壁により分離された単独気泡が形成される各種ゴム材料を用いることができ、例えばシリコンゴム、ＥＰＤＭゴム、ＮＢＲゴム等を用いることができる。
【００１８】
ここで、ゴムローラとは、ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラ、オイル供給ローラ、トナー供給ローラ等の各種弾性ゴムローラを含むものである。
【００１９】
本発明による加圧ローラの製造方法は、ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラの製造方法において、
隔壁により分離されている多数の単独気泡を有する中空円筒状の単泡性シリコンゴムのチューブの内側に、外周に接着剤層が形成されている金属のシャフトを挿入して、シリコンゴム層を有するシリコンゴムローラを製造する工程と、
前記シリコンゴム層の外周を研磨して、皮膜層を除去する工程と、
皮膜層が除去されたシリコンゴムローラをチャンバ内に配置し、当該チャンバ内の気圧を上昇させて単泡性シリコンゴム層中の気泡を圧縮する加圧工程と、
前記チャンバ内の圧力を急速に減圧して前記圧縮された気泡を急速膨張させ、当該急速膨張により隣接する気泡同士を隔てる隔壁に孔ないし亀裂を形成し、前記単泡性のシリコンゴム層の少なくとも一部の気泡を、前記孔ないし亀裂を介して外気と連通する空孔に変換する工程と、
前記空孔が形成されたシリコンゴム層の外周にフッ素樹脂のチューブを装着し又はフッ素樹脂コーティング層を形成する工程とを具えることを特徴とする。
【００２０】
従来の加圧ローラはソリッドのシリコンゴム材料を用いているため、硬度を低くするには限界があった。一方、本発明では、発泡性のシリコンゴムを用い、しかも各気泡が外気と連通しているため、ゴム硬度を大幅に低下させることが可能である。さらに、金型を用いて加硫成型するのではなく、すでに加硫成型されたシリコンゴムチューブを用いているため、製造コストトナーも大幅に安価になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ヒートロール定着装置に用いられる加圧ローラの製造方法を一例にして本発明を詳細に説明する。図１は加圧ローラを製造する際の一連の工程におけるゴム材料及びローラの形状を示す。図１ａに示すように、所定の内径及び外径を有する単泡性のシリコンゴムのチューブ１を用意する。シリコンゴムチューブは、発泡剤が添加されたシリコンゴム材料を押し出し成型処理により所定の内径及び外径を有する中空円筒状に加工し、その後加硫処理を行う。この加硫処理工程において発泡剤が発泡し、内部に多数の単独気泡を有する単泡性シリコンゴムチューブが得られる。このシリコンゴムチューブの気泡が占める体積率は、添加する発泡剤の量により規定され、種々の発泡倍率のシリコンゴムチューブを用いることができる。このシリコンゴムチューブを所定のローラ長に切断する。尚、シリコンゴムチューブ１の外周及び内周には、薄い皮膜層１ａが形成されている。尚、図面上内周側に形成された皮膜層は省略する。
【００２２】
次に、金属のシャフト２を用意し、その外周に接着剤を塗布する。そして、この金属のシャフト２をゴムチューブ１の内側に挿入する。この際、ゴムチューブ１の内径をシャフト１の外径よりも若干小さくし、ゴムチューブ１にシャフト２を圧入する。これにより、図１ｂに示すように、シリコンゴム層１がシャフト２に接着されたシリコンゴムローラ３が製造される。
【００２３】
次に、シリコンゴム層１の外周を研磨して、皮膜層１ａを除去する。尚、皮膜層１ａの除去は必要に応じて実施するものとし、ゴム材料の表面に皮膜層が存在しない場合或いは皮膜層が存在しても次の処理に影響がない場合省略することができる。
【００２４】
図２に示すように、皮膜層が除去されたシリコンゴムローラを高圧チャンバ１０内に配置し、加圧工程及び減圧工程を実施する。この高圧チャンバは、例えば内部気圧を１０ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の範囲に設定できる市販の高圧チャンバを用いることができる。高圧チャンバ１０はインレット１１及びのアウトレット１２を有し、その内部空間はインレットを介して高圧ポンプ１３に接続する。アウトレット１２にはバルブ１４が設けられ、バルブ１４を開放することによりチャンバ内の気圧を常圧まで急速に減圧することができる。高圧チャンバ１０内に複数のシリコンゴムローラ３を配置した後、高圧ポンプ１３を駆動して、チャンバ内の気圧を徐々に上昇させ、例えば５０ｋｇ／ｃｍ２  まで昇圧する。このような高圧雰囲気内に配置されたシリコンゴムローラの形状を図１ｃに示す。
【００２５】
シリコンゴムは弾性変形可能な材料であるから、高圧雰囲気下において、シリコンゴム層１内の気泡は圧縮され、シリコンゴム層の体積が減少する。この際、シリコンゴム層１は、シャフト１に接着されているためローラ軸線方向には変位することができず、ローラ軸線と直交する方向、すなわちローラの半径方向に強く圧縮された状態となる。この圧縮状態において、シリコンゴム層内の気泡に大きな膨張エネルギーが蓄積される。
【００２６】
次に、高圧チャンバのアウトレットに設けたバルブを開放する。バルブの開放により、チャンバ内の気圧は常圧まで急速に減圧する。この減圧工程において、シリコンゴム内の圧縮された気泡は急速膨張する。この急速膨張により、気泡間を隔てる薄い隔壁に強い機械的な衝撃力が作用し、この衝撃力により気泡を分離する隔壁が順次破壊されて亀裂ないし孔が形成される。そして、隔壁に形成された亀裂ないし孔を介して気泡同士が連通し、外気と連通した状態となり、単泡性シリコンゴム層は連泡性シリコンゴム層に変換される。この際、シリコンゴム層の内側は金属のシャフト２に固定され、その外側は変形可能な自由な状態にあるから、各気泡に蓄積されている膨張力は主としてローラの半径方向に外向きに衝撃的に作用し、薄いシリコンゴムの隔壁に亀裂ないし孔を形成することができる。このようにして、多数の空孔が形成されると、隔壁を構成するシリコンゴム材料は、外部応力に対して自在に変形ないし変位することができるので、シリコンゴム層は一層柔軟になり、ゴム硬度自体一層低くなる。尚、この加圧工程と減圧工程は、１回実施するだけでなく、必要に応じて交互に複数回繰り返すことができる。すなわち、１回の加圧工程と減圧工程だけでは十分な量の気泡を空孔に変換できない場合がある。このような場合には、加圧工程及び減圧工程を交互に複数回行い、所望のゴム硬度を得ることができる。
【００２７】
その後、チャンバからシリコンゴムローラを取り出す。そして、シリコンゴムローラの外周にフッ素樹脂のチューブ４を被せ、高離型性材料層を形成する。尚、高離型性材料層として、フッ素樹脂のチューブだけでなく、フッ素樹脂又はフッ素ラテックスのコーティング層を形成し、或いは液状のＲＴＶシリコーンを塗布してコーティング層を形成することをできる。このようにして製造された加圧ローラを図１ｄに示す。
【００２８】
次に、加圧工程及び減圧工程の実施回数とゴム硬度の関係について説明する。図３は、実験結果による加圧工程におけるチャンバ内の圧力とゴム硬度との関係を示すグラフである。本例では、外径８φのステンレスのシャフトの外周に、硬度（アスカＣ硬度）２０°で厚さ６ｍｍの単泡性シリコンゴム層を設けたシリコンゴムローラを用いて実験を行った。図３において、横軸はチャンバ内の圧力を示し、縦軸は得られたシリコンゴムローラのシリコンゴム層の硬度（アスカ硬度）を示す。黒丸は加圧工程と減圧工程とを１回だけ行ったデータを示し、黒三角は５回繰返したデータを示し、×印は工程を１０回繰り返したデータを示す。例えば１０ｋｇ／ｃｍ２  程度のチャンバ内圧力が比較的低い場合、１回の加圧及び減圧工程では、ゴム硬度はほとんど変化しなかった。しかし、この圧力下でも、加圧及び減圧を複数回繰り返すことによりゴム硬度が低下することが判明した。チャンバ内の気圧を徐々に上昇させ５０ｋｇ／ｃｍ２  の圧力になると、１回の加圧及び減圧工程により２０°のゴム硬度が１５°まで低下している。さらに、１００ｋｇ／ｃｍ２  程度の高い圧力になると、１回の加圧及び減圧処理により２０°から１０°までゴム硬度が低下している。尚、１００ｋｇ／ｃｍ２  の圧力下で加圧及び減圧工程を連続して１０回繰り返した場合、アスカ硬度５°までゴム硬度が低下した。尚、１００ｋｇ／ｃｍ２  の圧力下で加圧及び減圧工程を連続して１０回以上繰り返しても5度以下には低下しなかった。この実験結果より、加圧工程及び減圧工程を複数回繰り返すことは、ゴム硬度を一層低くする上で有益な方法である。また、チャンバ内の気圧を１０〜１００ｋｇ／ｃｍ２  の圧力範囲に設定すれば、所望のゴム硬度のシリコンゴムローラを得ることができる。従って、必要なゴム硬度に応じてチャンバ内の圧力及び処理回数を設定することにより、所望の硬度のゴムローラを実現することができる。尚、ゴム硬度がより高いゴム材料を用いる場合或いは発泡倍率がより低いゴム材料を用いる場合には、加圧工程においてチャンバ内の圧力を１００ｋｇ／ｃｍ２  以上の圧力に設定することも可能である。
【００２９】
次に、オイル供給ローラの製造工程について説明する。オイル供給ローラは耐熱が要求されるため、ゴム材料として単泡性のシリコンゴムを用いる。加圧ローラの製造方法と同様に、シリコンゴムのチューブに金属のシャフトを挿入してシリコンローラを作成する。次に、チャンバ内にシリコンゴムローラを配置し、前述した加圧工程及び減圧工程を行い、単泡性のシリコンゴムを連泡性のシリコンゴムに変換する。その後、連泡性のシリコンゴムのローラを真空装置内に配置して外部からシリコンゴム層内に形成された空孔内にシリコンオイルを含浸させ、オイル供給ローラが完成する。
【００３０】
次に、トナー供給ローラの製造方法について説明する。トナー供給ローラ用のゴム材料として、導電性の単泡性ＥＰＤＭゴムを用いる。加圧ローラ及びオイル供給ローラと同様に、中空円筒状のＥＰＤＭゴムのチューブを用意し、当該ゴムチューブの内側に金属のシャフトを挿入する。その後、チャンバ内に配置した加圧及び減圧工程を実施し、単泡性のＥＰＤＭゴム層を連泡性のゴム層に変換する。単泡性のＥＰＤＭゴムスポンジの硬度はアスカ硬度Ｃ２０°が限界であるが、本発明による加圧及び減圧処理を行った場合、アスカ硬度Ｃ７°まで低硬度化することがでることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による加圧ローラの製造方法の一連の工程を説明するための線図である。
【図２】本発明による加圧及び減圧工程を説明するための線図である。
【図３】チャンバ内の圧力とゴム硬度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
１  シリコンゴムチューブ
２  シャフト
３  シリコンゴムローラ
１０  チャンバ
１１  インレット
１２  アトトレット
１３  高圧ポンプ
１４  バルブ
【図１】
2005133082.tif 000003
【図２】
2005133082.tif 000004
【図３】
2005133082.tif 000005