JP6673595B2 - 弾性ローラの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、弾性ローラの製造方法に関し、さらに詳しくは、弾性層の端部近傍における気泡の発生を抑え、耐久性の高い弾性ローラの製造方法に関する。

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、これらの複合機等の画像形成装置には、例えば、現像剤を担持搬送する現像ローラ、現像剤を現像ローラに供給する現像剤供給ローラ、記録体を搬送する搬送ローラ、現像剤を記録体に転写させる転写ローラ、記録体上の現像剤を記録体に定着させる定着ローラ、定着ローラを圧接する加圧ローラ等の多種多様の各種弾性ローラを備えている。

これらの弾性ローラは、例えば、軸体とその外周に形成された弾性層とを備えており、軸体の外周をゴムで被覆した後に余剰のゴムを切断して製造できる（例えば、特許文献１〜５）。具体的には、弾性ローラは、軸体と未加硫ゴムとを一体押出成形、分出して軸体の外周に未加硫ゴムを連続的に押出し、余剰の未加硫ゴムを切除し、未加硫ゴムを加硫して、製造される。

特開２００２−６６９７９号公報 特開２００６−３０５７７０号公報 特開２００７−２１２８６４号公報 特開２０１１−２２６５６８号公報 特開２００６−１２３２５６号公報

ところで、近年、画像形成装置における、省エネルギーの要請、また高耐久化、高速化の要請から、弾性ローラは大径化されることがある。例えば、定着ローラは、大径化されると多くの熱を保持できることから、消費エネルギーを低減し、また回転数を抑えることができ、上記要請に応えることができる。

また、軸体は、外径が一定の棒状体又は筒状体が用いられることが多いが、定着ユニットの構造の点で、弾性層が形成される中央部の両端に小径の端部（軸受部）を有するものが用いられることがある。

このような軸体を用いて、弾性ローラ、特に大径化された弾性ローラを、上述のように一体押出成形によって製造すると、弾性層の端部近傍に気泡が発生する現象が新たに確認された。弾性層の端部近傍に気泡が存在すると、弾性ローラの使用により弾性層が軸体から剥離し、耐久性が低下する。また、気泡の存在により、弾性層端部近傍の硬度等の物性が他の部分と相違して、弾性ローラが所望の機能を十分に発揮できない。

本発明は、弾性層の端部近傍における気泡の発生を抑え、耐久性の高い弾性ローラを製造する方法を提供することを、課題にする。

本発明において、弾性層の端部近傍に発生する気泡は、弾性層中に存在する中空領域であって、例えば発泡弾性層が有するセルとは大きさで区別できる。具体的には、発泡弾性層において、軸体の近傍（例えば、発泡弾性層と軸体の境界近傍）に存在する中空領域のうち、直径が１ｍｍ以上のものを気泡と判断し、１ｍｍ未満であるものをセルと判断する。ここで、中空領域の直径はマイクロスコープを用いて測定できる。
セルと気泡は外観によっても区別できる。具体的には、発泡弾性層と軸体の境界にスキン層が形成されている場合、スキン層中の中空領域を気泡と判断する。

本発明者らは、筒状本体及び端部を有する軸体にゴム組成物を被覆して弾性ローラを製造する場合に、筒状本体の、端部が接続される端面とゴム組成物との間が密閉され、この密閉空間内に密封された空気が、ゴム組成物を除去する際にゴム組成物中に、又は、ゴム組成物と筒状本体の外周面との間に侵入して、弾性層の端部近傍に気泡を発生させることを見出した。この空気の密閉は、弾性ローラが大径になるほど、また軸体における筒状本体と端部との外径差が大きくなるほど、顕著に発生することが分かった。これらの知見に基づき、密封された空気の除去手段についてさらに検討を進めたところ、密封された空気をゴム組成物中等に侵入させることなく排出するためには、密閉空間に通じる排気孔（空気孔）を単にゴム組成物に設けるだけでは十分ではなく、密閉空間の密閉状態を解除（解放）するように、ゴム組成物の一部を予め除去（切除）することが効果的であることを見出し、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明の課題は、以下の手段によって達成された。
（１）筒状本体及び該筒状本体の少なくとも一端部に前記筒状本体よりも小径の端部を有する軸体と、前記筒状本体の外周に弾性層とを有する弾性ローラの製造方法であって、
前記弾性層を形成するゴム組成物で少なくとも前記筒状本体の端面を密閉状態に被覆する工程と、
前記ゴム組成物のうち、前記端面から前記端部の先端方向に０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の領域を被覆する基端側被覆部分よりも先端側を被覆する先端側被覆部分を除去して前記密閉状態を解放し、次いで前記基端側被覆部分を除去する工程と、
前記基端側被覆部分を除去する前又は後に前記ゴム組成物を硬化する工程と
を有する弾性ローラの製造方法。
（２）前記被覆する工程は、前記軸体の全体を被覆する（１）に記載の弾性ローラの製造方法。
（３）前記除去する工程は、前記基端側被覆部分及び前記先端側被覆部分を、それぞれ、１回又は複数回で除去する（１）又は（２）に記載の弾性ローラの製造方法。
（４）前記被覆する工程は、前記ゴム組成物と複数の前記軸体とを連続して押出成形する（１）〜（３）のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
（５）前記被覆する工程は、前記筒状本体の外周を被覆する前記ゴム組成物の厚さを１ｍｍ以上２０ｍｍ以下にする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
（６）前記軸体は、前記筒状本体と前記端部との外径差が０ｍｍを超え１５ｍｍ以下である（１）〜（５）のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
（７）前記弾性ローラは、外径が２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である（１）〜（６）のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。

本発明において、筒状本体の端面は端部が接続、連設される面を意味する。また、端部の基端とは筒状本体の端面に接続された端部分を意味し、先端は基端の反対側の端部分、すなわち端部の自由端を意味する。
また、本発明において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

本発明により、弾性層の端部近傍における気泡の発生を抑え、耐久性の高い弾性ローラを製造することができる。

図１は、本発明の製造方法で製造される弾性ローラを示す概略斜視図である。 図２は、本発明の製造方法における除去する工程を説明する説明断面図である。 図３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用いた耐久性試験装置を示す概略図である。

まず、本発明の製造方法で製造される弾性ローラについて説明する。
本発明の弾性ローラは、軸体と弾性層とを有していればよく、その他の構成は特に限定されない。例えば、弾性層の外周にコート層又は表面層を有していてもよく、軸体と弾性層の間又は層間に接着層又はプライマー層を有していてもよい。

弾性ローラの形状及び寸法は、特に限定されず、用途、機能及び画像形成装置等に応じて、適宜に設定される。例えば、弾性ローラが取りうる形状としては、所謂、ストレート形、クラウン形、逆クラウン形等が挙げられる。
弾性ローラの外径は、画像形成装置に用いられる場合、通常、２０〜３０ｍｍ程度であるが、近年の要請に応えるべく大径化する場合には例えば３０〜６０ｍｍである。したがって、大径化も可能とする本発明においては、弾性ローラの外径は２０〜６０ｍｍとすることができる。軸線長さは、通常、Ａ３サイズ又はＡ４サイズ（共に日本工業規格参照）に適合する長さに設定される。

弾性層は、発泡弾性層であっても未発泡（中実）の弾性層であってもよく、用途及び特性等に応じて、適宜に選択される。弾性層として、弾性ローラが画像形成装置の定着ローラとして用いられる場合には、好ましくは、発泡弾性層が選択される。

本発明の弾性ローラの一例としての弾性ローラ１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発泡弾性層３とを備えている。

軸体２は、図１に示されるように、筒状本体２Ａと、筒状本体２Ａの両端面２Ｃそれぞれに接続された端部２Ｂとを有している。
筒状本体２Ａは、発泡弾性層３が形成される部分であり、軸線方向に均一な外径を有している。端部２Ｂは、軸線方向に均一で筒状本体２Ａよりも小さな外径を有している。筒状本体２Ａ及び端部２Ｂの形状は、いずれも特に限定されず、例えば、筒状又は柱状（棒状）が挙げられる。
筒状本体２Ａ及び端部２Ｂの寸法は、用途等に応じて適宜に設定される。軸体２において、筒状本体２Ａと軸体２Ｂとの外径差が、０ｍｍを超え１５ｍｍ以下であるのが好ましく、１〜１５ｍｍであるのがより好ましく、１〜１０ｍｍであるのが特に好ましい。外径差が上記範囲内にあると、筒状本体２Ａと小径の端部２Ｂとの間に空気が残りにくく、弾性層の端部近傍における気泡の発生を抑えることができる。

軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成される。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。

発泡弾性層３は、従来公知の画像形成装置用弾性ローラにおける発泡弾性層と基本的に同様であり、筒状本体２Ａの外周面に形成される。
発泡弾性層３は、その内部及び／又は外表面にセル（図１において、図示しない。）を有する所謂「スポンジ状」になっている。ここで、セルは、後述する発泡ゴム組成物に含有される発泡剤の発泡又は分解等によって生じる発泡弾性層３内又は表面に開口する中空領域をいい、上述のように、気泡とは異なる。

発泡弾性層３の厚さは、特に限定されないが、例えば、２〜４２ｍｍ、好ましくは４〜３０ｍｍ、より好ましくは４〜２０ｍｍである。

発泡弾性層３は、以下の特性を有している。
すなわち、硬度が１５〜６０であるのが好ましく、２０〜５０であるのがさらに好ましい。これにより、ニップ幅の確保、印字特性の向上という効果が得られる。硬度は硬度計アスカーＣ定圧荷重機を用いて測定できる。

また、セル径が１００〜４００μｍであるのが好ましく、１５０〜３５０μｍであるのがさらに好ましい。これにより、印字向上という効果が得られる。セル径はマイクロスコープＶＨ−５０００での画層解析により測定できる。

本発明の弾性ローラの製造方法（本発明の製造方法ともいう）は、筒状本体及びこの筒状本体の少なくとも一端部に筒状本体よりも小径の端部を有する軸体と、筒状本体の外周に弾性層とを有する弾性ローラを製造する方法である。例えば、上記弾性ローラ１を好適に製造できる。

本発明の製造方法は、弾性層を形成するゴム組成物で少なくとも筒状本体の端面を密閉状態に被覆する工程と、ゴム組成物のうち、端面から先端方向に０．５〜５ｍｍまでの領域を被覆する基端側被覆部分よりも先端側を被覆する先端側被覆部分を除去して密閉状態を解放し、次いで基端側被覆部分を除去する工程と、基端側被覆部分を除去する前又は後にゴム組成物を硬化する工程とを有する。

本発明の製造方法を、筒状本体及び筒状本体の少なくとも一端部に筒状本体よりも小径の端部を有する軸体として軸体２を用いた場合を例に挙げて、具体的に説明する。

本発明の製造方法においては、まず、軸体２を準備する。軸２体は上述の通りであり、上述の材料で形成する。軸体２は、必要に応じて予め、筒状本体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。

一方、弾性層を形成するゴム組成物を準備又は調製する。準備又は調製するゴム組成物は、弾性層に応じて選択される。例えば、発泡弾性層３を形成する場合は発泡ゴム組成物が選択され、中実な弾性層を形成する場合には発泡性のない（未発泡）ゴム組成物が選択される。例えば、ゴム組成物は、ゴム及び導電性付与剤を含有し、所望により発泡剤及び／又は各種添加剤を含有するものを挙げることができる。

発泡弾性層３を形成する場合に用いる発泡ゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、所望により各種添加剤等とを含有する組成物であればよく、例えば、発泡シリコーンゴム系組成物、特に付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が好ましい。付加反応型発泡シリコーンゴム組成物として、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、導電性付与剤とを含有し、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付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分は、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」を用いることができ、これに記載された内容は本明細書に組み込まれる。

ゴム組成物は、未加硫状態でのゴム可塑度（測定温度２３℃）が１５０〜３００であるのが好ましく、２００〜２５０であるのがより好ましい。ゴム可塑度が上記範囲内にあると、押出成形時に分出しされた未加硫ゴムの表面が平滑になり、分出し外径の管理ができる。ゴム可塑度の測定方法は可塑度計にて測定する。具体的な条件は、未加硫ゴムを２ｇ計量して可塑度計にセットし、荷重を加える。９．８Ｎの荷重を加えてから３分後の数値を読み取る。

本発明の製造方法において、少なくとも、軸体２の筒状本体２Ａの外周及び端面２Ｃをゴム組成物で密閉状態に被覆する工程を行う。
ゴム組成物で被覆する手段は、いかなる手段でもよいが、押出成形（分出し）であるのが好ましい。押出成形は、ストレートヘッド押出機又はクロスヘッド押出機を用いて、行うことができる。押出形成は、軸体を１本ずつ間欠的に送出して成形してもよく、複数の軸体を軸線方向に配列して連続的に成形してもよい。生産性を考慮すると、連続的に押出成形するのが好ましい。

ゴム組成物を押し出すときの温度は、特に限定されないが、ゴム組成物の温度が１０〜３０℃であるのが好ましく、１５〜２５℃であるのがより好ましい。押出温度が上記範囲内にあると、加硫の進行が抑えられ、長時間にわたり、安定的に押出し成形できるという効果が得られる。

筒状本体２Ａの外周を被覆するゴム組成物６の厚さとしては、筒状本体２Ａ上に成形されるゴム組成物６の厚さが、好ましくは１〜２０ｍｍ、より好ましくは３〜１５ｍｍ、さらに好ましくは３〜９ｍｍに設定される。ゴム組成物６の厚さが上記範囲内にあると、熱伝導のバランスが良く、均一な弾性層が得られる。なお、筒状本体２Ａの端面２Ｃよりも先端側に成形されるゴム組成物６の厚さは、端面２Ｃを密閉できれば特に限定されないが、例えば、２〜１５ｍｍであるのが好ましい。

ゴム組成物６を軸体２の外周に、好ましくは押出成形により、被覆すると、特に押出成形を連続的に行うと、軸体２の全体がゴム組成物６で被覆される。具体的には、図２に示されるように、ゴム組成物６は、筒状本体２Ａの外周に接し、筒状本体２Ａの端面２Ｃを越えると徐々に小径になって端部２Ｂの先端側の外周に接する管状に、成形される。管状に成形されたゴム組成物６と筒状本体２Ａの端面２Ｃと軸体２Ｂの外周面とで閉塞された内部空間５が形成され、少なくとも筒状本体２Ａの端面２Ｃが密閉状態になる。このとき、内部空間５にはこの工程を行う環境下に存在する気体、通常空気が封入されている。空気の密封は、押出成形であれば、ゴム組成物６の押出圧力の低下により、生じると考えられる。

本発明の製造方法においては、次いで、筒状本体２Ａの端面２Ｃよりも先端側に成形された余剰なゴム組成物を除去する工程を行う。この除去する工程は、少なくとも２段階で行われる。
この工程においては、成形されたゴム組成物６のうち筒状本体２Ａ上以外に配置された余剰部分を、基端側被覆部分６ａと先端側被覆部分６ｂとの少なくとも２つに分ける。すなわち、基端側被覆部分６ａは、筒状本体２Ａの端面２Ｃから先端方向に０．５〜５ｍｍまでの領域を被覆する部分とし、先端側被覆部分６ｂはこの基端側被覆部分６ａよりも先端側を被覆する部分とする。なお、図２において、基端側被覆部分６ａを破線で示した。

本発明の製造方法において、基端側被覆部分６ａと先端側被覆部分６ｂとの境界、すなわち先端側被覆部分６ｂを除去するためのゴム組成物の切断位置は、筒状本体２Ａの端面２Ｃから先端方向に０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。この切断位置が０．５ｍｍ未満であると、弾性層の端部近傍における気泡の発生を抑えることができるが、切断しろが少ないため（ゴムが逃げてしまい）ゴム位置の規格寸法が外れることがある。一方、切断位置が５ｍｍを超えると、切断しろが十分にあるためゴム位置の規格寸法に切断することができるが、弾性層の端部近傍における気泡の発生を抑えることができないことがある。気泡の発生防止とゴム位置の規格寸法への切断を両立できる点で、切断位置は２〜４ｍｍが好ましい。

ここで、ゴム組成物６で被覆された状態において、筒状本体２Ａの端面２Ｃの位置は、切断機の設定によって、確認できる。

切断位置は、軸体２の外径差と関連性を有している。具体的には、外径差が０ｍｍを超え１５ｍｍ以下であるとき、切断位置は２〜４ｍｍが好ましい。外径差が上記範囲にある軸体２を用いて切断位置を上記範囲に設定すると、本発明の効果が顕著になる。

除去する工程においては、まず、先端側被覆部分６ｂを除去する（第１ステップ）。具体的には、先端側被覆部分６ｂを、基端側被覆部分６ａ内で設定された上記切断位置よりも先端側にある基端側被覆部分６ａとともに、除去する。この第１ステップにより、先端側被覆部分６ｂが除去されて端面２Ｃの密閉状態が解除される。そうすると、管状に成形されたゴム組成物６は端部が開口した円錐台状になる。これにより、ゴム組成物６で密閉された内部空間５が開放され、内部空間５に密封された空気が排出されて、内部空間５内がほぼ常圧になる。

除去する工程においては、次いで、余剰なゴム組成物のうち、第１ステップで残存したゴム組成物を除去する（第２ステップ）。第２ステップは、ゴム組成物と筒状本体２Ａとの両端面が略面一となるように、ゴム組成物、通常、（残余の）基端側被覆部分６ａ等を除去する。

除去する工程は、基端側被覆部分６ａ及び先端側被覆部分６ｂをそれぞれ１回又は複数回で除去することができる。
ゴム組成物６の除去方法は、特に限定されず、例えば、手動カット、自動カット法等が挙げられる。特に、第２ステップは、除去すべき余剰のゴム組成物６が筒状本体２Ａの端面２Ｃより円錐台状（リング状）に突出した状態で安定していないから、除去方法は上記の中でも回転させながら鋭利な刃でカットする自動カット法が好ましい。

このようにして余剰なゴム組成物の除去工程を行うと、内部空間５に密封された空気が外部に排出され、ゴム組成物中にも、またゴム組成物と筒状本体２Ａの外周面との間にも、内部空間５に封入された気体が侵入することを防止できる。

本発明の製造方法において、基端側被覆部分６ａを除去する（第２ステップ）前又は後に、ゴム組成物６を硬化する工程と行う。本発明においては、第２ステップ後に行うのが好ましい。
硬化する工程は、特に限定されないが、通常、ゴム組成物を一次加硫し、次いで二次加硫する方法が好適に挙げられる。

ゴム組成物の一次加硫は、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、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等により、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。

ゴム組成物の二次加硫は、一次加硫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、二次加硫によって、ゴム組成物が硬化して成る硬化体の物性が安定するという効果が得られる。二次加硫は、例えば、一次加硫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、例えば、１８０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃で、１〜２４時間、好ましくは３〜１０時間にわたって、又は、金型を用いて、例えば、１３０〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃で、５分以上２４時間以下、好ましくは１０分以上１０時間以下にわたって、再度加熱されることによって、行われる。

このようにして、弾性層が形成される。

本発明の製造方法においては、所望により、一次硬化体又は二次硬化体（弾性層）の形状又は外径を調整する工程を実施することができる。この工程においては、例えば、研磨処理、切除処理、ブラスト処理、旋削処理等の各処理を適宜に選択できる。

本発明の製造方法においては、所望により、弾性層の外周面に表面層及びコート層等の他の層を形成することもできる。他の層は、例えば、樹脂組成物又はゴム組成物等の適宜の組成物を弾性層の外周面に塗布した後に硬化して、形成される。

上記工程を有する本発明の製造方法によれば、ゴム組成物の被覆時に密封された気体を排出できるから、ゴム組成物を除去する際にゴム組成物に、及び、ゴム組成物と筒状本体２Ａの外周面との間に気体の侵入を防止できる。したがって、弾性層の端部近傍における気泡の発生を抑え、耐久性の高い弾性ローラを製造できる。
このように気体の侵入を防止できる本発明の製造方法は、大径の弾性ローラを製造する方法として、また筒状本体２Ａと端部２Ｂとの外径差が大きな軸体２を有する弾性ローラ１を製造する方法として、好適である。

（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された、両端面２Ｃに端部２Ｂが連設された筒状本体２Ａからなる下記寸法の軸体（ＳＵＭ２２製）２を準備した。
筒状本体２Ａの寸法：外径１８ｍｍ、軸線長さ３１２ｍｍ
端部２Ｂの寸法：外径９ｍｍ、軸線長さ８．５ｍｍ
筒状本体２Ａと端部２Ｂとの外径差：９ｍｍ
次いで、この軸体２をエタノールで洗浄し、筒状本体２Ａの表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業社製）を塗布した。プライマー処理した軸体２を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、筒状本体２Ａの表面にプライマー層を形成した。

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を含むシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業社製：商品名）１００質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業社製：商品名）２．０質量部と、有機系発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業社製：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」（信越化学工業社製：商品名）適量と、耐熱性向上剤「ＫＥＰ−１２」（信越化学工業社製：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製した。この付加反応型発泡シリコーンゴム組成物のゴム可塑度は２１０であった。

クロスヘッドダイを備えた押出成形機を用いて付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を軸体２と共に一体分出しした。具体的には、温度約２０℃において、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を、筒状本体２Ａ及び筒状端部２Ｂの全体に、５ｍｍ又は２０ｍｍの厚さに被覆されるように、分出しした。これにより、筒状本体２Ａの端面２Ｃを密閉状態に付加反応型発泡シリコーンゴム組成物で被覆した（被覆する工程）。内部空間５は、端面よりも先端側５ｍｍまで、形成されていた。

次いで、ゴム組成物を除去する工程を行った。具体的には、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物で被覆した軸体２を汎用旋盤にセットし、筒状本体２Ａの端面２Ｃから３．５ｍｍの位置よりも先端側を被覆する、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の先端側被覆部分６ｂを、３．５ｍｍを超え５．０ｍｍまでの基端側被覆部分６ａとともに、切除した（端面２Ｃの密閉状態は解除された）。次いで、端面２Ｃから３．５ｍｍの位置までを被覆している付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の基端側被覆部分６ａ（残部）を同様にして切除した。

次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、筒状本体２Ａを被覆している付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を２５０℃で１０分間、一次加硫した。その後、さらに、ギヤオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって二次加硫し、常温にて１時間放置した（ゴム組成物を硬化する工程）。
このようにして、外径が２８ｍｍと５８ｍｍの２種類の弾性ローラを製造した。

（実施例２〜５）
実施例１において、先端側被覆部分６ｂを切断する切断位置を、３．５ｍｍから、３ｍｍ、４ｍｍ、２ｍｍ又は２．５ｍｍにそれぞれ変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２〜５の弾性ローラ（２種類）をそれぞれ製造した。

（実施例６）
実施例１において、筒状本体２Ａの外径を１２ｍｍ（端部２Ｂとの外径差：３ｍｍ）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例６の弾性ローラ（２種類）を製造した。

（比較例１）
実施例１において、切断位置を５ｍｍに変更し、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の切断面から筒状本体２Ａの端部にかけて外径０．６ｍｍの針で貫通穴をあけた以外は実施例１と基本的に同様にして比較例１の弾性ローラを製造した。

（比較例２）
実施例１において、切断位置を０．３ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の弾性ローラを製造した。

（比較例３）
実施例１において、切断位置を７ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例３の弾性ローラを製造した。

（セル径及び硬度の測定）
上記方法により、発泡弾性層についてセル径及び硬度を測定した。結果を表１に示す。

（気泡の発生）
各例で製造した弾性ローラにおいて、以下のようにして発泡弾性層の端部に存在する気泡を確認した。すなわち、マイクロスコープＶＨ−５０００（キーエンス社製）による画像解析にて、発泡弾性層の端部に存在する中空領域の直径を算出し、上記判断基準により、気泡の有無を判断した。

（耐久性）
製造した各弾性ローラの耐久性を、図３に示す耐久性試験装置７０を用いて、以下のようにして評価した。
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。
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、押圧力調整手段７５を操作して、装着した弾性ローラ７６を加熱ローラ７１に圧接した。このとき、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２ｍｍ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の外径と加熱ローラ７１との外径の和よりも２ｍｍ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、外部ヒータ７３及び内部ヒータ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１２６ｒｐｍで５０時間連続稼動し、弾性ローラ７６における発泡弾性層の凹陥状態を解除後、弾性ローラ７６を常温で２４時間放置した。２４時間放置後に、発泡弾性層端部の気泡の成長、すなわち気泡の大きさの変化を確認した後、さらに同条件で連続稼動した。連続稼働中、５０時間ごとに、計２００時間になるまで、発泡弾性層端部の気泡の成長を経過観察した。
耐久性は、上記（気泡の発生）試験と同様にマイクロスコープで発泡弾性層の端部を観察して、下記基準により、評価した。２００時間稼働後においても、気泡の成長がない又は気泡がない場合を「○」（合格）とし、５０時間ごとに観察した結果、２００時間稼働前に、気泡の成長が確認できた場合を「×」（不合格）とした。

表１に示されるように、本発明の弾性ローラの製造方法により製造された実施例１〜６の弾性ローラは、いずれも、気泡の発生がなく、耐久性が優れていた。
これに対して、貫通孔を設けた比較例１、並びに、切断位置を０．３ｍｍ又は７ｍｍに設定した比較例２及び３は、ともに、気泡が発生し、耐久性が劣っていた。

１、７６ 弾性ローラ
２ 軸体
２Ａ 筒状本体
２Ｂ 端部
２Ｃ 端面
３ 発泡弾性層
５ 内部空間
６ ゴム組成物
６ａ 基端側被覆部分
６ｂ 先端側被覆部分
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

Claims (7)

1. 筒状本体及び該筒状本体の少なくとも一端部に前記筒状本体よりも小径の端部を有する軸体と、前記筒状本体の外周に弾性層とを有する弾性ローラの製造方法であって、
   前記弾性層を形成するゴム組成物で少なくとも前記筒状本体の端面を密閉状態に被覆する工程と、
   前記ゴム組成物のうち、前記端面から前記端部の先端方向に０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下の領域を被覆する基端側被覆部分よりも先端側を被覆する先端側被覆部分を除去して前記密閉状態を解放し、次いで前記基端側被覆部分を除去する工程と、
   前記基端側被覆部分を除去する前又は後に前記ゴム組成物を硬化する工程と
   を有する弾性ローラの製造方法。
2. 前記被覆する工程は、前記軸体の全体を被覆する請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
3. 前記除去する工程は、前記基端側被覆部分及び前記先端側被覆部分を、それぞれ、１回又は複数回で除去する請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法。
4. 前記被覆する工程は、前記ゴム組成物と複数の前記軸体とを連続して押出成形する請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
5. 前記被覆する工程は、前記筒状本体の外周を被覆する前記ゴム組成物の厚さを１ｍｍ以上２０ｍｍ以下にする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
6. 前記軸体は、前記筒状本体と前記端部との外径差が０ｍｍを超え１５ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。
7. 前記弾性ローラは、外径が２０ｍｍ以上６０ｍｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造方法。

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