JP4785144B2 - 弾性ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、弾性ローラの製造方法、定着装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、例えば画像形成装置の定着装置に装着されたときに、高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラを安定して製造することのできる弾性ローラの製造方法、並びに、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる定着装置及び画像形成装置に関する。

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、記録体に転写された現像剤像を定着させるため、内部に発熱体等の加熱手段を内蔵した定着ローラ等を装備した定着装置等を備えている。このような定着装置は、内部に加熱手段を内蔵した定着ローラを備えているから、通常、予熱時間が比較的長く、その構成が複雑であり、加熱手段のみを交換することが困難である等の問題が生じることがある。

これら問題の少なくとも１つの問題を解決し得る定着装置として、定着ローラ等に外部から熱を供給する外部加熱手段を備えた定着装置が挙げられる。このような外部加熱手段として、例えば、ハロゲンヒーター等の輻射加熱手段、接触等による直接加熱手段、交流磁場形成による誘導加熱手段等が挙げられる。これらの外部加熱手段を備えた定着装置は、外部加熱手段からの熱によって定着ローラが効率的に加熱されるように、定着ローラは、被加熱部品として、例えば、弾性層の外周面に金属製被膜等を備えている。

このようなローラとして、例えば、特許文献１には、「芯金１上に弾性体であるスポンジ体２を設けた弾性ローラ３の上層に、最外層４を有するローラ５」が記載されている（特許文献１の０００８欄参照）。このローラは、弾性体が圧縮した状態でスリーブ（最外層）の内周面に単に接しているに過ぎないから、ローラを回転駆動させると、弾性体とスリーブとの回転差が生じて、弾性体が激しく損傷し、また、スリーブが弾性体に対して変位して、ローラの使用可能時間が著しく短いうえ、高品質の画像を形成することができないという問題があった。

この問題を解決するローラとして、例えば、弾性層とスリーブとの間を接着してなるローラが提案されている。具体的には、「芯金１６と、この芯金１６の外周に、プライマー２０を介してこれを取り巻くように配設されたスポンジ層２２と、このスポンジ層２２の外周に、接着剤層２４を介して接着された金属製薄肉スリーブ２６と、この金属製薄肉スリーブ２６の外周にこれを覆うように配設された離型層２８とを備えて構成されている」定着用ローラが提案されている（特許文献２の００３６欄及び図２等参照）。そして、この定着用ローラを製造する方法は、「芯金とこれの外周を取り巻くように配設された少なくとも独立気泡を有するスポンジ層とを備えて構成されるスポンジ体を、金属製薄肉スリーブの内径寸法以上の外径寸法を有するように加工する第１の工程と、このスポンジ体の外周面及び前記金属製薄肉スリーブの内周面の少なくとも一方に接着剤を塗布する第２の工程と、前記スポンジ体を、減圧容器内に収納して減圧する第３の工程と、前記スポンジ体を前記減圧容器から取り出し、外気に放置して、前記スポンジ層の外径を、該金属製薄肉スリーブの内径よりも径小にさせる第４の工程と、前記スポンジ体を前記金属製薄肉スリーブ内に挿入して、スリーブ体を形成する第５の工程と、前記スポンジ体が膨張して該スポンジ体の外周面が前記金属製薄肉スリーブの内周面に密着するのを待つ第６の工程と、前記接着剤を固化して、前記スポンジ体と前記金属製薄肉スリーブとを接着する第７の工程と、を具備することを特徴とする」（特許文献２の請求項１参照。）。

ところが、特許文献２に記載の定着用ローラの製造方法によって製造された定着用ローラは、画像形成装置の定着装置に装着させて、画像形成装置を長期間にわたって稼動させると、高品質の画像を長期間にわたって形成することができないことがあった。特に、定着装置に装着された定着用ローラによって高品質の画像を形成することができる期間が異なることがあった。

特許第３１０３１４０号明細書 特開２００４−５３９２８号公報

この発明は、例えば画像形成装置の定着装置に装着されたときに、高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラを安定して製造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。また、この発明は、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる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。

前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周面に形成された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面で接着剤を硬化してなる接着剤層と、前記接着剤層の外周面に設けられたスリーブとを備えた弾性ローラの製造方法であって、軸体の外周面に発泡弾性層を備えたローラ原体における前記発泡弾性層の外周面に前記接着剤を塗布した前記ローラ原体を減圧下でスリーブ内に挿入する工程と、前記挿入する工程における減圧を解除した後に前記スリーブ内に挿入した前記ローラ原体を前記接着剤の硬化温度未満の温度に加熱する前記発泡弾性層の復元工程と、前記復元工程の後に前記ローラ原体を前記接着剤の硬化温度以上の温度に加熱する加熱工程とを有す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、前記接着剤の硬化温度未満の温度は、７０〜１１０℃であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項３は、請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法によって製造された弾性ローラを定着ローラとして備えた定着装置であり、
請求項４は、請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法によって製造された弾性ローラを定着ローラとして備えた画像形成装置である。

この発明に係る弾性ローラの製造方法によれば、発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤を硬化する前に、ローラ原体を接着剤の硬化温度未満の温度に加熱するから、発泡弾性層の外周面に塗布された接着剤の塗布層内に気泡等が存在していても気泡等は速やかに消失して、均一な塗布層になると共に、接着剤の硬化前に、一度縮径した発泡弾性層がスリーブ内で復元し、接着剤の塗布層を介して発泡弾性層がスリーブを均一に押圧する。そして、この押圧状態を保持したまま接着剤を硬化すると、発泡弾性層とスリーブとが強固に接着されると共に、発泡弾性層の不均一な復元及び接着剤層内に存在する気泡等によるスリーブの変形を防止することができ、その結果、製造条件等の多少のばらつきによらずに、高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラを安定して製造することができる。したがって、この発明によれば、例えば画像形成装置の定着装置に装着されたときに、高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する弾性ローラを安定して製造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た、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

この発明に係る弾性ローラの製造方法（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）によって製造される弾性ローラの一実施例としての弾性ローラ１は、例えば、図１及び図２に示されるように、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の外周面で接着剤を硬化してなる接着剤層５と、接着剤層５の外周面に設けられたスリーブ４とを備えてなる。

前記軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、所謂「芯金」とも称される。

発泡弾性層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ている。この発泡弾性層３は、その内部及び／又は外表面にセルを有する発泡弾性層とされる（図１において弾性層３の外周面に開口したセル、及び、図２において弾性層３の断面に開口したセルは、いずれも図示しない。）。発泡弾性層３がセルを有すると、発泡弾性層３の硬度が低下して、弾性ローラ１の機能が向上するから、高品質の画像を形成することに貢献することができる。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、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、及び、ゴム組成物に含有される中空充填材等に由来する中空領域をいう。発泡弾性層３に有する複数のセルは、他のセルに接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）、他のセルに接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態の何れの状態にあってもよい。発泡弾性層３は、画像形成装置に用いられる各種ローラに応じて、セルの大きさ、存在率等が決定される。

発泡弾性層３におけるセルの平均セル径は、例えば、６０〜８００μｍであるのが好ましく、１００〜４００μｍであるのが特に好ましい。セルの平均セル径が前記範囲であると、後述する流動性接着剤を発泡弾性層３の外周面に塗布したときに流動性接着剤がセル内に速やかに浸入し、接着剤層５が発泡弾性層３の外周面に強固に形成される。発泡弾性層３におけるセルは、そのセル壁の平均幅が０．０１〜０．５ｍｍであるのが好ましく、０．０５〜０．４ｍｍであるのが特に好ましい。セル壁の平均幅が前記範囲であると、接着剤層５が発泡弾性層３の外周面に強固に形成されると共に、後述する圧力環境下におかれても、発泡弾性層３における発泡構造が損傷、亀裂及び破壊することを効果的に防止することができる。また、発泡弾性層３における発泡率は１５０〜４８０％であるのが好ましく２００〜４５０％であるのが特に好ましい。発泡率が前記範囲であると、接着剤層５が発泡弾性層３の外周面に強固に形成されると共に、後述する圧力環境下におかれても、発泡弾性層３における発泡構造が損傷、亀裂及び破壊することを効果的に防止することができる。セルにおける、平均セル径、セル壁の平均幅及び発泡率は、発泡弾性層３を形成する後述するゴム組成物に含有される発泡剤又は中空充填剤の配合量、中空充填剤の大きさ、ゴム組成物の硬化条件等により、調整することができる。

セルの平均セル径は、発泡弾性層３の表面又は任意の面で切断したときの切断面において、約２ｍｍ^２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。セルにおけるセル壁の平均幅は、前記平均セル径と同様に、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２ｍｍ^２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間隔、すなわち、セルとセルとの間にある壁の幅を測定し、測定された値を算術平均することによって、求めることができる。発泡弾性層３の発泡率は、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。

発泡弾性層３は、２０〜６０のアスカーＣ硬度を有するのが好ましい。アスカーＣ硬度が前記範囲であると、被当接体に対する所望の当接状態又は圧接状態を保持することができるから、高品質の画像を形成することに貢献することができる。例えば、弾性ローラ１を定着ローラとして画像形成装置に装着する場合には、加圧ローラに対して所望の圧接状態を保持して、加圧ローラと定着ローラとで形成されるニップ幅を大きくすることができるから、記録体に転写された現像剤像を所望のように定着させることができ、その結果、高品質の画像を形成することに貢献することができる。アスカーＣ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、発泡弾性層３の複数箇所を測定し、測定値を算術平均した値とすることができる。発泡弾性層３のアスカーＣ硬度は、例えば、発泡弾性層３を形成するゴム組成物に含有されるゴム及び／若しくは添加剤の種類を選択し、並びに／又は、それらの配合量等を変更することにより、また、発泡弾性層３の成形条件等により、調整することができる。

発泡弾性層３の厚さは特に限定されないが、通常、２〜２０ｍｍに調整されるのが好ましく、３〜１２ｍｍに調整されるのが特に好ましい。

前記接着剤層５は、発泡弾性層３とスリーブ４とを接着することができる接着剤であれば特に限定されず、例えば、シリコーン系接着剤（商品名「ＫＥ−４４」、「ＫＥ−４５」及び「ＫＥ１８３１」、いずれも信越化学工業株式会社製）等が挙げられる。この発明において、接着剤は室温（２５℃）で流動性を有している流動性接着剤であるのが好ましい。発泡弾性層３とスリーブ４とを接着する接着剤が流動性を有していると、発泡弾性層３の外周面に塗布したとき等に、流動性接着剤の塗布層内に気泡等が発生し、また、気泡等が混入すること等を防止して、発泡弾性層３とスリーブ４とを強固に接着することができる。流動性接着剤における流動性は、２５℃における粘度が１５〜１５０Ｐａ・ｓであるのが好ましく、３０〜１２０Ｐａ・ｓであるのがより好ましく、５０〜１００Ｐａ・ｓであるのが特に好ましい。流動性接着剤における粘度が前記範囲内にあると、接着剤の塗布層内に気泡等が発生し、また、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、発泡弾性層３とスリーブ４とをより一層強固に接着することができる。なお、流動性接着剤における粘度は、ＪＩＳ Ｋ ６２４９に準じて（ＢＨ型粘度計を使用）によって測定する。

前記流動性接着剤は、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。

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、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。

接着剤に要求される他の特性として、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、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。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、スリーブ４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、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。

接着剤層５の厚さは特に限定されないが、通常、１０〜３００μｍに調整されるのが好ましく、１０〜１００μｍに調整されるのが特に好ましい。

前記スリーブ４は、接着剤層５の外周面に設けられている。スリーブ４は、例えば、鉄、ステンレス鋼、ニッケル等の高い熱伝導を有する金属材料で形成され、一層構造とされても、二層以上が積層された積層構造とされてもよい。スリーブ４は、一層構造であっても積層構造であっても、通常、薄層に形成され、例えば、その全体の厚さは、２０〜１５０μｍであるのが好ましく、３０〜１００μｍであるのが特に好ましい。このスリーブ４は、８００〜１３００ＭＰａ程度の引張強度を有しているのが、発泡弾性層３の内周面からの圧接により変形しにくくなる点で、好ましい。前記引張強度の測定方法は、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠する。

この発明に係る弾性ローラの製造方法の一例（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）。この発明に係る製造方法は、軸体２の外周面に発泡弾性層３を備えたローラ原体７における発泡弾性層３の外周面に接着剤を塗布し、接着剤が塗布されたローラ原体７を減圧環境下でスリーブ内に挿入し、スリーブ４内に挿入したローラ原体７を、接着剤の硬化温度未満の温度に加熱し、次いで、接着剤の硬化温度以上の温度に加熱することを特徴とする。

この発明に係る製造方法においては、まず、図３に示されるように、軸体２の外周面に発泡弾性層３を備えたローラ原体７を準備する。

軸体２は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮若しくはこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に調製される。軸体２に導電性が要求される場合には、前記金属及び前記導電性樹脂の他に、前記樹脂等で形成した絶縁性芯体の表面に定法によりメッキを施すことにより、軸体２を形成することができる。前記材料の中でも、容易に導電性を付与することができる点で、金属であるのが好ましく、快削鋼、アルミニウム又はステンレス鋼であるのが特に好ましい。

軸体２は、所望により、その外周面にプライマー層が塗布されてもよい。プライマー層を形成するプライマーは、所望により溶剤等に溶解され、定法、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、軸体２の外周面に塗布され、硬化される。プライマーとしては、特に制限はないが、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。所望により、前記樹脂を硬化及び／又は架橋する架橋剤を用いることができ、このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が挙げられる。プライマー層は、例えば、０．１〜１０μｍの厚さに形成される。

次いで、この発明に係るローラの製造方法においては、このようにして形成された軸体２の外周面に配置された後述するゴム組成物を硬化して、発泡弾性層３を形成する。例えば、発泡弾性層３は、公知の成形方法によって、成形と加熱硬化とを同時に又は連続して行い、軸体２の外周面に形成される。ゴム組成物の成形方法は、軸体２の外周面にゴム組成物を配置することができる方法であればよく、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、特に制限されるものではない。例えば、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、成形方法として押出成形等を選択することができる。発泡弾性層３を形成するゴム組成物は後述する。

ゴム組成物の硬化条件は、軸体２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、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、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分以下の加熱時間であるのが、前記範囲の平均セル径を有する独立セルを有し、前記範囲の発泡率を有する発泡弾性層３とすることができる点で、好ましい。

この発明に係る製造方法において、このようにして硬化された発泡弾性層３は、必要に応じて、二次硬化されることもできる。二次硬化条件は、特に限定されないが、例えば、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、二次硬化条件は、前記硬化させた状態のままで、１８０〜２５０℃、特に１９０〜２３０℃の加熱温度、及び、１〜２４時間、特に３〜１０時間の加熱時間であるのがよい。

この発明に係る製造方法において、このようにして形成された発泡弾性層３は、必要に応じて、弾性層調整加工が施されることもできる。弾性層調整加工は、研磨加工装置、研削加工装置及び切削加工装置等の機械加工装置又は器具等を用いて、発泡弾性層３を所望の寸法に調整し、及び／又は、発泡弾性層３の表面状態を所望の状態等に調整する加工である。弾性層調整加工は、例えば、研磨加工、研削加工及び切削加工等が挙げられる。

このようにして形成された発泡弾性層３は、後述するスリーブ４の内径よりも大きな外径を有しており、例えば、スリーブ４の内径に対して、１００〜１０５％の外径を有しているのがよく、１００〜１０２％の外径を有しているのが特によい。発泡弾性層３の外径が前記範囲に調整されていると、後述する圧力環境下において発泡弾性層３が速やかに縮径すると共に、この圧力環境を解除すると発泡弾性層３が速やかに復元する。

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、図３に示されるローラ原体７を製造することができる。

一方、この発明に係る製造方法においては、スリーブ４を準備する。スリーブ４は前記金属材料で両端開口部を有する筒状体に形成される。スリーブ４は、例えば、２０〜１５０μｍの厚さに調整され、また、その内径は、前記発泡弾性層３の外径よりも小さく、例えば、発泡弾性層３の外径がスリーブ４の内径に対して前記範囲となるように、調整される。スリーブ４は、例えば、スピニング加工方法、しごき加工方法によって、筒状体に形成される。このスリーブ４は、少なくとも外周面が平滑に調整されているのが好ましい。

この発明に係る製造方法においては、ローラ原体７における発泡弾性層３の外周面に接着剤を塗布する。この接着剤は、発泡弾性層３の外周面に、好ましくは発泡弾性層３の外周面に均一に、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に、接着剤を希釈剤等で適宜希釈することができる。流動性接着剤は、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、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とスリーブ４とを強固に接着することができる。接着剤の塗布量は、接着剤層５の厚さが前記範囲内となるように、調整されればよく、例えば、シリコーン系組成物の場合には、０．０１〜０．１ｇ／ｃｍ^２程度に調整される。

この発明に係る製造方法においては、次いで、接着剤が塗布されたローラ原体７を、減圧環境下で、常温又は加熱下において、スリーブ４内に挿入する。

次に、ローラ原体７を減圧環境下でスリーブ４内に挿入する方法（以下、減圧法と称する。）について説明する。減圧法において使用される装置としては、ローラ原体７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７をスリーブ４内に挿入することができる装置であればよく、例えば、図４に示される減圧装置３０が挙げられる。図４に示される減圧装置３０は、ローラ原体７及びスリーブ４をそれらの軸線方向に直列に収納する筒状の筐体１１と、筐体１１における一方の開口部近傍の内部に配置され、スリーブ４を載置する載置部材１５と、筐体１１の両端開口部を閉塞する閉塞端部１２及び１３と、筐体１１内に収納されたローラ原体７をスリーブ４に挿入する挿入装置２０と、筐体１１内を減圧する減圧機３１とを備えている。

図４に示されるように、前記筐体１１は、ローラ原体７及びスリーブ４をそれらの軸線方向に直列に収納することができればよく、減圧装置３０においては、中空の筒状体に形成されている。前記載置部材１５は、スリーブ４を所定の位置に支持することができればよく、減圧装置３０においては、筐体１１の内周面から中心に向かって突出し、スリーブ４を支持する平滑な載置面１６を有するリング状突出部とされている。この載置部材１５は、筐体１１における一方の開口部近傍、すなわち、閉塞端部１３が筐体１１に装着されたときに、閉塞部材１３との間に後述する挟持部材２４が配置されるのに十分な空間が画成される位置に形成されている。載置部材１５の載置面１６により、スリーブ４は、後述する挿入装置２０に支持されたローラ原体７が挿入される位置に、好ましくは、ローラ原体７と同軸となる位置に、支持される。前記閉塞端部１２及び１３は、後述する挿入装置２０を例えばその軸線方向に移動可能とする貫通孔を有し、筐体１１の両端開口部を閉塞することができればよく、減圧装置３０においては、封止部材１７を前記貫通孔内に備えた筒状体に形成されている。この封止部材１７は、挿入装置２０と閉塞端部１２及び１３とを気密に封止する。前記減圧機３１は、閉塞端部１２及び１３によって閉塞された筐体１１内を、例えば、３ｈＰａ程度まで、減圧することができればよく、例えば、真空ポンプ等が採用される。

図４に示されるように、前記挿入装置２０は、ローラ原体７を支持すると共に、筐体１１、載置部材１５、載置部材１５に支持されたスリーブ４、並びに、閉塞端部１２及び１３を、好ましくは同軸に、貫通する、軸線方向に前後進可能な１組の支持軸２１及び２２と、各支持軸２１及び２２における対向する端部に、ローラ原体７における軸体２の端部を固定して、ローラ原体７を支持する挟持部材２３及び２４とを有している。挟持部材２３及び２４は、軸体２の端部を固定することができればよく、例えば、軸体２の外周面を把持して固定するように構成されてもよく、また、軸体２の外周面を挟持して固定するように構成されていてもよい。

図４に示されるように、この減圧装置３０を用いた減圧法においては、筐体１１、並びに、閉塞端部１２及び１３を組み立て、前記のようにして作製したスリーブ４を載置部材１５における載置面１６上に載置して、スリーブ４を所定の位置に配置する。次いで、接着剤が外周面に塗布された発泡弾性層３を備えたローラ原体７における軸体２の両端部を挟持部材２３及び２４に固定して、１組の支持軸２１及び２２でローラ原体７を挟持し、支持軸２２を、筐体１１、載置部材１５、載置部材１５に支持されたスリーブ４及び閉塞端部１３に貫通させて、ローラ原体７を、スリーブ４の上流方向に直列になるように配置し、閉塞端部１２で筐体１１を閉塞して、減圧装置３０を組み立てる。

次いで、減圧機３１を起動して、減圧装置３０内を所定の圧力に減圧し、ローラ原体７の発泡弾性層３を所定の減圧環境下において、発泡弾性層３を減圧する。そうすると、発泡弾性層３は、初期においてはセル内の圧力が減圧環境下よりも大きいものの、所定の減圧環境下にしばらく置かれると、セル内の気体等が徐々に発泡弾性層３から放出されるから、その外径は一旦拡径した後、次第に小さくなり、スリーブ４の内径よりも小さくなる。このとき、減圧装置３０内の圧力及びローラ原体７が前記圧力環境下に置かれる時間は、発泡弾性層３の外径がスリーブ４の内径よりも小さくなる程度であればよく、例えば、減圧装置１０内の圧力は、３〜１００ｈＰａに調整されているのが好ましく、５〜８０ｈＰａに調整されているのが特に好ましく、前記圧力環境下に置かれる時間は、例えば、数秒以上２時間以下であるのが好ましく、数秒以上１時間以下であるのが特に好ましい。前記圧力環境下において発泡弾性層３における半径方向の収縮率は、例えば、常圧における発泡弾性層３の厚さ（初期厚さ）に対して、９０〜９９％程度の厚さとなる割合であるのが、発泡弾性層３の発泡構造に損傷等を与えることがなく、減圧を解除したときの復元性に優れる点で、好ましく、９５〜９９％であるのが特に好ましい。

発泡弾性層３の前記収縮率は次のようにして算出する。まず、所定の内径を有する複数のマスターリングゲージを内径が大きい順に直列に配列された複数のマスターリングそれぞれに、ローラ原体７を挿入して、ローラ原体７における発泡弾性層３の外周面に直列に配列された複数のマスターリングゲージを保持させた試験体を準備する。次いで、この試験体を加圧装置１０内において、加圧装置１０内の圧力を変化させて、試験体の発泡弾性層３を収縮させ、発泡弾性層３の収縮度に対応する内径を有するマスターリングゲージを順に落下させる。最後に落下したマスターリングゲージの内径をローラ原体７における収縮後の発泡弾性層３の外径として、収縮後の発泡弾性層３の厚さｔ_１（ｍｍ）を求める。このようにして求めた厚さｔ_１（ｍｍ）と、縮小（縮径）される前の発泡弾性層３の厚さｔ_０（ｍｍ）とから、式（ｔ_１／ｔ_０）×１００（％）により、発泡弾性層３の収縮率を算出する。

このようにして、発泡弾性層３の外径がスリーブ４の内径よりも小さくなった状態で、挿入装置２０における１組の支持軸２１及び２２を手動又は自動により、スリーブ４側（図４において下流側）に、前進させ、図５に示されるように、挿入装置２０に支持されたローラ原体７をスリーブ４内に挿入する。このとき、挿入装置２０の挟持部材２４は、発泡弾性層３の外径よりも小さな外径を有し、載置部材１５は前記した位置に設置されているから、スリーブ４の内部を経由し、載置部材１５と閉塞端部１３との間に画成される空間内に到達する。このようにして、流動性接着剤が外周面に塗布された発泡弾性層３を備えたローラ原体７をスリーブ４内に挿入することができる。

この発明に係る製造方法においては、常温下又は加熱下において、ローラ原体７をスリーブ４内に挿入する。発泡弾性層３の外周面に接着剤が塗布されている場合には、当然に、流動性接着剤の硬化温度未満に加熱される。操作性等を考慮すると、常温下において、ローラ原体７をスリーブ４内に挿入するのがよい。

この発明に係る製造方法においては、次いで、発泡弾性層３が収縮したローラ原体７をスリーブ４内に挿入した状態を保持したまま、前記圧力環境下における減圧状態を解除する。そうすると、スリーブ４の内径よりも小さく縮径した発泡弾性層３は徐々に拡張又は拡径する。

この発明に係る製造方法においては、接着剤を硬化させる前に、スリーブ４に挿入されたローラ原体７を発泡弾性層３の外周面に塗布された接着剤の硬化温度未満の温度に加熱する。そうすると、接着剤は、発泡弾性層３の外周面に塗布された接着剤の塗布層内に気泡等が存在していても気泡等が速やかに消失して、均一な塗布層になる。注目すべきことは、塗布層内に気泡等が混在しやすい非流動性接着剤を用いた場合においても、非流動性接着剤の塗布層内に存在する気泡等が速やかに消失して、均一な塗布層になる。また、減圧環境下でスリーブ４の内径よりも小さく縮径した発泡弾性層３はスリーブ内で速やかに初期状態に復元する。その結果、復元した発泡弾性層３は接着剤の塗布層を介してスリーブ４を均一に押圧する。また、ローラ原体７を減圧環境下におくと、ローラ原体７の発泡弾性層３は、通常、拡張（拡径）した後、徐々に縮小（縮径）してある時点で縮小（縮径）が止まり、しばらして再度縮小（縮径）を開始するから、減圧を解除すると、ローラ原体７の発泡弾性層３は、長期間をかけて徐々に拡張（拡径）して、初期状態に復元する。ところが、この発明に係る製造方法においては、減圧を解除した後に、ローラ原体７を接着剤の硬化温度未満の温度に加熱するから、発泡弾性層３の復元速度を促進させ、速やかに発泡弾性層３を初期状態に復元させることができ、製造効率を向上させることができる。

この発明に係る製造方法において、スリーブ４に挿入されたローラ原体７を加熱する温度は、発泡弾性層３の外周面に塗布された接着剤の硬化温度未満であればよく、接着剤に応じて選択される。この温度としては、例えば、７０℃以上で接着剤の硬化温度未満に調整されるのが好ましく、７０〜１１０℃の温度範囲に調整されるのがより好ましく、８０〜１１０℃の温度範囲に調整されるのが特に好ましい。また、スリーブ４に挿入されたローラ原体７を前記温度下に加熱する時間は、縮径した発泡弾性層３がスリーブ内で復元するのに要する時間以上であればよく、例えば、１分以上であるのが好ましく、５分以上であるのが特に好ましい。その上限は特に制限されないが、例えば、６０分程度である。

この発明に係る製造方法における前記加熱は、減圧装置３０にヒーター、電熱器等の加熱手段を装着して、前記減圧装置３０内で行ってもよく、また、スリーブ４に挿入されたローラ原体７を前記減圧装置３０から取り出して、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を用いて、行ってもよい。

この発明に係る製造方法においては、次いで、発泡弾性層３とスリーブ４との間に存在する接着剤を硬化させる。すなわち、発泡弾性層３がスリーブ４を均一に押圧した状態にあるローラ原体７を接着剤の硬化温度以上の温度に加熱する。前記押圧状態を保持したまま接着剤を硬化すると、発泡弾性層３とスリーブ４とが強固に接着されると共に、発泡弾性層３の不均一な復元及び接着剤層５内に存在する気泡等によるスリーブ４の変形を防止することができる。

この発明に係る製造方法において、接着剤を硬化させる温度は、接着剤の硬化温度以上の温度であればよく、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、１００〜２００℃の温度範囲である。なお、この温度下に加熱する時間は、接着剤が十分に硬化する時間であればよく、例えば、５分以上２時間以下である。接着剤を硬化させる装置は、前記温度に加熱することができる装置であればよく、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。

このようにして、発泡弾性層３と、接着剤層５と、スリーブ４とを備えた弾性ローラ１を製造することができる。そして、この発明に係る弾性ローラ１の製造方法によれば、接着剤を硬化させる前に、スリーブ４に挿入されたローラ原体７を発泡弾性層３の外周面に塗布された接着剤の硬化温度未満の温度に加熱するから、発泡弾性層３の外周面に塗布された接着剤の塗布層内に気泡等が存在していても気泡等は速やかに消失して、均一な塗布層になると共に、一度縮径した発泡弾性層３がスリーブ４内で初期状態に（最大限に）復元して、接着剤の塗布層を介して発泡弾性層３がスリーブ４を均一に押圧する。その結果、例えば減圧装置３０における減圧環境等が多少異なっていても、発泡弾性層３とスリーブ４とが接着剤層５によって強固に接着されると共に、発泡弾性層３の不均一な復元及び接着剤層５内に存在する気泡等によるスリーブ４の変形を防止することができる。したがって、この発明に係る弾性ローラ１の製造方法によれば、発泡弾性層３とスリーブ４とが強固に接着され、均一な形状のスリーブ４を備えた弾性ローラ１を安定して、換言すると、再現性よく製造することができる。そして、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１は、前記したように、発泡弾性層３とスリーブ４とが強固に接着されると共に、発泡弾性層３の不均一な復元及び接着剤層５内に存在する気泡等によるスリーブ４の変形が防止されているから、弾性ローラ１を画像形成装置の定着装置に装着し、かつ、弾性ローラ１の駆動及び停止を長期間にあたって繰り返し実行しても、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。

発泡弾性層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。中空充填材としては、例えば、ゴム組成物を硬化した後に、セルを形成することのできる充填材であればよく、例えば、ポリオルガノシロキサン系球状粉末が挙げられる。ポリオルガノシロキサン系球状粉末は、ポリオルガノシロキサンからなる球状の粉末であればよく、例えば、シリコーンパウダ等が挙げられる。より具体的には、直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの粉末、シロキサン結合が（ＣＨ_３ＳｉＯ_３／２）_ｎで表される三次元網目状に架橋した構造を持つ、いわゆるポリメチルシルセスキオキサン等のシリコーンレジンの粉末、及び、前記シリコーンゴムの表面をシリコーンレジン等で被覆した被覆シリコーンゴムの粉末等が挙げられる。

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。

前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム（ＨＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）等が挙げられる。これらのビニル基含有シリコーン生ゴムは、後工程で、発泡剤及び付加反応架橋剤等をロールミル等で容易に混練りすることができるという特性を有し、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

前記シリカ系充填材は、補強性を有する煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）_３で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるＲ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、５〜１００質量部であるのがよい。シリカ系充填材は、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

前記発泡剤としては、従来、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。通常、ゴムに連続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。発泡剤の配合量は、発泡剤の種類によって相違するが、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度が２０〜６０となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜１０質量部、特に０．５〜１０質量部であるのがよい。発泡剤の配合量が、０．１質量部未満であると、形成される発泡弾性層３に十分なセルを形成することができないことがあり、一方、１０質量部を超えると、発泡シリコーンゴムとしての形態を維持することができなくなり、発泡弾性層３の機械的強度が低下することがある。発泡剤として、ジメチル−１，１’−アゾ−ビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）を選択する場合には、その配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．５〜５質量部であるのが特によい。発泡剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に２個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環又は分枝状のいずれであってもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．０１〜２０質量部であるのがよい。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

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。付加反応触媒は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を制限されることなく使用することができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜２質量部であるのがよい。反応制御剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．３〜１０質量部であるのがよい。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

耐熱性向上剤は、発泡弾性層３の耐熱性を向上させる化合物であればよく、例えば、カーボンブラック、酸化鉄（ベンガラとも称する。）、酸化セリウム及び水酸化セリウム等が挙げられる。これらは一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

前記カーボンブラックは、通常、その製造方法によって、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等に類別され得るが、硫黄、アミン等の含有量が多いと、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の付加反応を阻害することがあるので、硫黄、アミン等の含有量が少ないカーボンブラック、例えば、アセチレンブラックが好適に使用される。前記酸化鉄は、黒色ベンガラ（Ｆｅ_３Ｏ_４）及び赤色ベンガラ（Ｆｅ_２Ｏ_３）が好ましく挙げられる。前記酸化セリウム及び前記水酸化セリウムは、単独で使用されてもよいが、前記カーボンブラック及び／又は前記酸化鉄と共に使用されるのが、発泡弾性層３の硬度変化を抑えることができる点で、好ましい。

前記耐熱性向上剤の総配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜３５質量部であるのがよく、１〜１０質量部であるのが特によい。耐熱性向上剤の総配合量が前記範囲であれば、カーボンブラック、酸化鉄、酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量は、特に限定されない。例えば、カーボンブラックの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０〜１５質量部であるのがよく、０．２〜１５質量部であるのがさらによく、２〜１０質量部であるのが特によい。ベンガラの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０〜３０質量部であるのがよく、０．２〜３０質量部であるのがさらによく、２〜２０質量部であるのが特によい。酸化セリウム及び水酸化セリウムの配合量はそれぞれ、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．１〜５質量部であるのがよく、０．２〜２質量部であるのが特によい。

前記各種添加剤は、例えば、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤等の添加剤、離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤、及び、得られるゴムの硬度を調整することのできる粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。

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。

ゴム組成物は、その比重は特に限定されないが、ゴム組成物の比重は発泡弾性層３の密度にもある程度影響を与えるから、画像形成装置に配設される各種ローラに応じて、所定の比重に調整される。ゴム組成物の比重は、通常、１．００〜２．００であるのが好ましく、１．０５〜１．５０であるのがさらに好ましい。

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。

この発明に係る弾性ローラの製造方法は、前記した製造方法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、この発明に係る製造方法においては、スリーブ４内に挿入したローラ原体７を、接着剤の硬化温度未満の温度に加熱し、次いで、接着剤の硬化温度以上の温度に加熱しているが、この発明においては、接着剤の硬化温度以上の温度に加熱する前に、スリーブ内に挿入したローラ原体を複数回にわたって接着剤の硬化温度未満の温度に加熱してもよい。

また、この発明に係る製造方法においては、ローラ原体７における発泡弾性層３の外周面に接着剤を塗布した後に、ローラ原体７を所定の減圧環境下においているが、この発明においては、ローラ原体を所定の減圧環境下においた後に、ローラ原体における発泡弾性層の外周面に接着剤を塗布してもよい。

さらに、この発明に係る製造方法においては、発泡弾性層３の外周面に接着剤を塗布しているが、この発明においては、発泡弾性層の外周面に加えて、スリーブの内周面に接着剤を塗布してもよい。

また、この発明において、弾性ローラ１は、スリーブ４が最外層とされているが、この発明においては、スリーブは最外層である必要はなく、スリーブは外部加熱手段によって加熱される位置に形成されればよい。

さらに、この発明において、弾性ローラは、用途に応じて、軸体内、弾性層内、又は軸体と弾性層との間に、加熱体、例えば、電熱器、発熱コイル等を備えていてもよい。

また、この発明においては、スリーブ４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、スリーブ４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。なお、この発明において、スリーブ４は、前記金属材料で形成された一層構造の筒状体、又は、前記金属材料で形成された一層構造の筒状体の外周面に、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積層された積層体であるのが好ましい。

この発明に係る製造方法に用いられる減圧装置３０は、１本のローラ原体７と１本のスリーブ４とをそれらの軸線方向に直列に収納するように、構成されているが、この発明において用いられる減圧装置は、複数本のローラ原体と複数本のスリーブとをそれらの軸線方向に直列に収納して、スリーブに挿入されたローラ原体を、一度に又は連続して、複数形成することができるように、構成されていてもよい。

この発明に係る製造方法によって製造される弾性ローラ１は、例えば、図６に示される画像形成装置４０、より具体的には、画像形成装置４０の定着装置６０に内蔵される定着ローラ６１として、配設される。

図６に示されるように、この発明に係る画像形成装置４０は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体４１例えば感光体と、像担持体４１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４１を帯電させる帯電手段４２例えば帯電ローラと、像担持体４１の上方に設けられ、像担持体４１に静電潜像を形成する露光手段４３と、像担持体４１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４１に一定の層厚で現像剤５２を供給し、静電潜像を現像する現像手段５０と、像担持体４１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４１から記録体４６に転写する転写手段４４例えば転写ローラと、記録体４６の搬送方向の下流に設けられ、記録体４６に転写された現像剤５２（静電潜像）を定着させる定着装置６０と、記録体４６に転写されず像担持体４１に残留した現像剤５２及び／又は像担持体４１に付着したゴミ等を除去するクリーニング手段４５とを備えて成る。

図６に示されるように、現像手段５０は、像担持体４１に対向する位置に開口部を有し、現像剤５２を収納する現像剤収納部５１と、現像剤収納部５１内に設けられ、現像剤５２を均一に攪拌する攪拌機５３と、現像剤収納部５１の開口部に、像担持体４１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４１に現像剤５２を一定の層厚で供給する回転可能な現像剤担持体５４例えば現像ローラと、現像剤担持体５４の上方に設けられ、現像剤担持体５４に当接して現像剤５２の層厚を規制すると共に、摩擦帯電により現像剤５２を帯電させる現像剤規制部材５５例えば弾性ブレードとを備えて成る。

図６に示されるように、定着装置６０は、記録体４６を通過させる開口６５を有する筐体６４内に、定着ローラ６１と、定着ローラ６１と対向配置された加圧ローラ６２と、定着ローラ６１を外部から加熱する外部加熱手段６３とを備え、定着ローラ６１と加圧ローラ６２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。加圧ローラ６２はスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、定着ローラ６１に当接又は圧接している。この定着装置６０は、外部加熱手段６３として加熱用コイルが装備され、誘導加熱方法が採用されている。外部加熱手段６３としての加熱用コイルは、定着ローラ６１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、定着ローラ６１の表面より一定の間隔を隔てて定着ローラ６１に略並行に配置されている。この加熱用コイルは、図示しないが、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。加熱用コイル６３の導線に高周波の交流が通電されると、スリーブ４内に渦電流が発生し、そのジュール熱によって、スリーブ４が誘導加熱され、その結果、定着ローラ６１が加熱される。

この定着装置６０において、外部加熱手段は、誘導加熱方法の他に、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等を採用することができ、外部加熱手段が配置される位置も特に限定されない。なお、この定着装置６０は、外部加熱手段に代えて、又は、外部加熱手段に加えて、内部加熱手段を採用することもできる。

画像形成装置４０は、次にように作用する。まず、図６の矢印に示されるように、像担持体４１が時計方向に回転しつつ、クリーニング手段４５によってその表面の現像剤５２及び／又はゴミ等が除去された後、帯電手段４２によって一様に帯電され、次いで、露光手段４３によって画像が露光され、像担持体４１の表面に静電潜像が形成される。

一方、現像手段５０において、現像剤担持体５４が図６に示される矢印方向に回転することによって、現像剤５２が現像剤担持体５４に供給され、供給された現像剤５２が現像剤担持体５４と現像剤規制部材５５との間を通過して、所望の層厚に規制されると共に所望のように帯電される。

次いで、所望の層厚及び帯電量を有する現像剤５２が現像剤担持体５４を介して像担持体４１に供給され、像担持体４１に形成された静電潜像が現像剤５２によって現像されて、この静電潜像が現像剤像として可視化される。次いで、像担持体４１上に現像された現像剤像は、像担持体４１と転写手段４４との間に搬送される記録体４６上に転写手段４４によって転写される。現像剤像が転写された記録体４６は、定着装置６０に搬送され、加圧ローラ６２と加熱用コイル６３によって加熱された定着ローラ６１との当接部又は圧接部を通過する際に、加熱及び／又は加圧されて、転写された現像剤像（静電潜像）が永久画像として記録体４６に定着される。このようにして、記録体４６に画像を形成することができる。

そして、この画像形成装置４０は、定着ローラ６１として、発泡弾性層３とスリーブ４とが強固に接着されると共に、発泡弾性層３の不均一な復元及び接着剤層５内に存在する気泡等によるスリーブ４の変形が防止されている弾性ローラ１を備えているから、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。

画像形成装置４０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、画像形成装置は、現像手段に単色の現像剤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。

（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。

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「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．５質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量と、耐熱性向上剤「ＫＥＰ−１２」（信越化学工業株式会社製：商品名）１．０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を調整した。

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、次いで、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、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を二次加熱し、常温にて１時間放置した。次いで、形成された発泡弾性層３を、円筒研削盤にて弾性層の外径を２９．１ｍｍに調整した。このようにして、発泡弾性層３を備えたローラ原体７を作製した。発泡弾性層３の軸線方向の長さは３３０ｍｍであり、発泡弾性層３に存在するセルにおける平均セル径は４００μｍ、セル壁の平均幅は０．１５ｍｍであり、発泡弾性層３の発泡率は３１０％であった。また、発泡弾性層３のアスカーＣ硬度は４０であった。

一方、図４に示される減圧装置３０を準備した。筐体１１、閉塞端部１２及び１３、載置部材１５、支持軸２１及び２２、並びに、挟持部材２３及び２４をそれぞれＳ４５Ｃで形成し、封止部材１７をニトリルゴムで形成した。筐体１１は外径５５ｍｍ、内径５０ｍｍ、長さ２２００ｍｍであり、閉塞端部１２は外径５５ｍｍ、内径５０ｍｍ、長さ１．５ｍｍであり、閉塞端部１３は外径５５ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ３０ｍｍであった。さらに、スリーブ（ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製、厚さ４０μｍ、内径２９．０ｍｍ、長さ３３０ｍｍ、引張強度９５０ＭＰａ）を準備した。

次いで、作製したローラ原体７における発泡弾性層３の外周面の全面に、非流動性接着剤（商品名「ＫＥ１８３１」、硬化温度１２０℃、粘度（２５℃）２００Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製、耐熱性１８０℃、引張せん断接着強さ１．０ＭＰａ）を、溶剤で希釈せずに、ロールコーターで、塗布量０．０２５ｇ／ｃｍ^２（硬化後の接着剤層の厚さが１０μｍ）となるように、均一に塗布した。

次いで、図４に示されるように、減圧装置３０を組み立て、載置部材１５における載置面１６上にスリーブ４を載置した。さらに、接着剤が塗布された発泡弾性層３を備えたローラ原体７における軸体２の両端部を挟持部材２３及び２４に固定して、１組の支持軸２１及び２２でローラ原体７を挟持し、ローラ原体７がスリーブ４の上流方向に直列になるように筐体１１内に配置し、閉塞端部１２で筐体１１を閉塞して、加圧装置１０を気密状態に組み立てた。次いで、減圧機３１を起動して、減圧装置３０内を減圧し、減圧装置３０内の圧力を１０ｈＰａに到達させた。この圧力を３０分にわたって維持し、発泡弾性層３を減圧して、スリーブ４の内径よりも小さく圧縮した。このときの発泡弾性層３の収縮率は約９８％であった。発泡弾性層３が圧縮した状態で、挿入装置２０の１組の支持軸２１及び２２を手動により、スリーブ４側に前進させ、図５に示されるように、挿入装置２０に支持されたローラ原体７をスリーブ４内に挿入した。

次いで、減圧装置３０内の圧力を解除して、スリーブ４内に挿入されたローラ原体７を、減圧装置３０内から取り出して、「ＨＩＧＨ ＴＥＭＰＲＡＴＵＲＥ ＣＨＡＭＢＥＲ」、楠本化成株式会社製）に投入し、このスリーブ４内に挿入されたローラ原体７を、９０℃で１５分間にわたって加熱した（第１の加熱工程と称する。）。この後に、この装置の温度を１５０℃に設定し、９０℃で加熱されたローラ原体７を１５０℃で１０分間にわたって加熱して、接着剤を硬化させた（第２の加熱工程と称する。）。このようにして、２０本の弾性ローラ１Ａを製造した。

（実施例２）
第１の加熱工程における加熱温度を８３℃に代えた以外は、実施例１と同様にして、２０本の弾性ローラ１Ｂを製造した。
（実施例３）
第１の加熱工程における加熱温度を１０５℃に代えた以外は、実施例１と同様にして、２０本の弾性ローラ１Ｃを製造した。

（実施例４）
第１の加熱工程における加熱温度を６０℃に代えた以外は、実施例１と同様にして、２０本の弾性ローラ１Ｄを製造した。
（実施例５）
減圧装置３０の圧力を８０ｈＰａに代えた以外は、実施例１と同様にして、２０本の弾性ローラ１Ｅを製造した。このときの発泡弾性層３の収縮率は約９９％であった。
（実施例６）
前記非流動性接着剤（商品名「ＫＥ１８３１」）に代えて、流動性接着剤（商品名「ＫＥ１８３０」、粘度（２５℃）１１０Ｐａ・ｓ、信越化学工業株式会社製、耐熱性１５０℃、引張せん断接着強さ２．０ＭＰａ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラ１Ｆを製造した。

（比較例１）
減圧装置３０内の圧力を解除して、スリーブ４内に挿入されたローラ原体７を減圧装置３０内から取り出し、次いで、第１の加熱工程を行わず、第２の加熱工程を行った以外は、実施例１と同様にして、２０本の弾性ローラ１Ｇを製造した。

このようにして製造した各弾性ローラ１Ａ〜１Ｇにおいて、スリーブ４に軸線方向の変形ムラが生じているか否かを目視にて確認した。その結果、実施例１〜３、５及び６の弾性ローラ１Ａ〜１Ｃ、１Ｅ及び１Ｆはいずれも各スリーブ４に軸線方向の変形ムラを確認することができず、実施例４の弾性ローラ１Ｄは、定着ローラとして許容できる範囲のわずかな変形ムラがスリーブ４の軸線方向に確認されたにすぎなかったのに対して、比較例１の弾性ローラ１Ｇは、定着ローラとして許容できる範囲を超えた変形ムラがスリーブ４の軸線方向に多く確認された。すなわち、実施例１〜３、５及び６の弾性ローラ１Ａ〜１Ｃ、１Ｅ及び１Ｆはいずれも製造過程におけるスリーブ４の変形が防止されており、弾性ローラ１Ａ〜１Ｃ、１Ｅ及び１Ｆを画像形成装置の定着装置に定着ローラとして装着した場合には、きわめて高品質の画像を長期間にわたって形成することができると予想され、弾性ローラ１Ｄを画像形成装置の定着装置に定着ローラとして装着した場合には、きわめて高品質の画像を長期間にわたって形成することができると予想された。このように、本願発明によれば、非流動性接着剤を用いた場合においても、本願発明の目的を十分に達成することができる。これに対して、弾性ローラ１Ｇを画像形成装置の定着装置に定着ローラとして装着した場合には、高品質の画像を形成することができないと予想された。

図１は、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の一実施例を示す概略斜視図である。 図２は、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の一実施例を示す概略断面図である。 図３は、ローラ原体の一実施例を示す概略斜視図である。 図４は、減圧装置にローラ原体及びスリーブを収納した状態を説明する概略説明図である。 図５は、減圧装置においてローラ原体をスリーブに挿入した状態を説明する概略説明図である。 図６は、この発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略説明図である。

符号の説明

１ 弾性ローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
４、４Ｂ スリーブ
５ 接着剤層
７ ローラ原体
１１ 筐体
１２、１３ 閉塞端部
１４ 加圧機
１５ 載置部材
１６ 載置面
１７ 封止部材
２０ 挿入装置
２１、２２ 支持軸
２３、２４ 挟持部材
３０ 減圧装置
３１ 減圧機

４０ 画像形成装置
４１ 像担持体
４２ 帯電手段
４３ 露光手段
４４ 転写手段
４５ クリーニング手段
４６ 記録体
５０ 現像手段
５１ 現像剤収納部
５２ 現像剤
５３ 攪拌機
５４ 現像剤担持体
５５ 現像剤規制部材
６０ 定着装置
６１ 定着ローラ
６２ 加圧ローラ
６３ 外部加熱手段
６４ 筐体
６５ 開口

Claims (4)

1. 軸体の外周面に形成された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面で接着剤を硬化してなる接着剤層と、前記接着剤層の外周面に設けられたスリーブとを備えた弾性ローラの製造方法であって、
   軸体の外周面に発泡弾性層を備えたローラ原体における前記発泡弾性層の外周面に前記接着剤を塗布した前記ローラ原体を減圧下でスリーブ内に挿入する工程と、
   前記挿入する工程における減圧を解除した後に前記スリーブ内に挿入した前記ローラ原体を前記接着剤の硬化温度未満の温度に加熱する前記発泡弾性層の復元工程と、
   前記復元工程の後に前記ローラ原体を前記接着剤の硬化温度以上の温度に加熱する加熱工程とを有することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
2. 前記接着剤の硬化温度未満の温度は、７０〜１１０℃であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法によって製造された弾性ローラを定着ローラとして備えた定着装置。
4. 請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法によって製造された弾性ローラを定着ローラとして備えた画像形成装置。

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