JP2011043684A - 弾性ローラ、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被圧接体に供給される現像剤の供給量が不均一になることを防止して、高品質の画像を形成することに貢献することのできる弾性ローラ及び現像装置、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を提供すること。
【解決手段】軸体５の外周面に形成された、単層又は複数層からなる弾性層６を備えて成る弾性ローラ１であって、前記弾性層６は、その軸線長さに対する軸線長さの割合が１０〜４０％となる中央筒状部１１と、前記中央筒状部１１から前記弾性層６の端部１８、１９それぞれに向かって形成されたテーパ部１３、１４とを有していることを特徴とする弾性ローラ１、並びに、この弾性ローラ１を備えたことを特徴とする現像装置及び画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

この発明は、弾性ローラ、現像装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、被圧接体に供給される現像剤の供給量が不均一になることを防止して高品質の画像を形成することに貢献することのできる弾性ローラ及び現像装置、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、例えば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。

このような画像形成装置の一種である、例えば、図４に示される画像形成装置３０は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体３１例えば感光体と、前記像担持体３１の周囲に配置された、帯電手段３２例えば帯電ローラ、露光手段３３、現像装置４０、転写手段３４例えば転写ローラ及びクリーニング手段３７と、記録体の搬送方向下流側に定着手段３５例えば画像形成装置用定着装置とを備えている。この現像装置４０は、具体的には、図４に示されるように、現像剤収納部４１と、像担持体３１に現像剤４２を供給する現像剤担持体４４例えば現像ローラと、前記現像剤担持体４４に圧接するように配置され、現像剤担持体４４に現像剤４２を供給する現像剤供給手段４３例えば現像剤供給ローラと、現像剤４２を帯電させる現像剤規制部材４５とを備えている。この画像形成装置３０において、現像剤供給手段４３から現像剤担持体４４を介して現像剤４２が像担持体３１に供給されて、前記像担持体３１の表面に形成された静電潜像が現像され、現像された静電潜像が記録体に転写、定着されることによって、画像が形成される。

このとき、画像形成装置３０が高品質の画像を形成するには、現像剤担持体４４から像担持体３１に所定量の現像剤４２を供給することが重要であり、その前提として、現像剤供給手段４３から現像剤担持体４４に所定量の現像剤４２を、現像剤担持体４４の軸線方向及び周方向に、均一に供給する必要がある。このため、現像剤供給手段４３は、現像剤担持体４４に均一に圧接して、現像剤供給手段４３の軸線方向において、現像剤担持体４４に対する現像剤供給手段４３の周方向における接触幅（ニップ幅と称することもある。）がほぼ均一になっていることが特に重要である。

ところが、画像形成装置の各種ローラ例えば現像剤供給手段４３は、軸体と軸体の外周面に形成された弾性層とを備えて成り、前記軸体の両端部が圧接機構で支持されて、前記弾性層が現像剤担持体４４に圧接するように、装着される。このように現像剤供給手段４３を装着すると、金属等で形成されていても軸体にたわみ等が生じることがある。また、現像剤供給手段４３の弾性層は比較的硬度が小さく形成されるから、弾性層の中央部近傍は端部近傍よりも比較的変形しやすくなる。そうすると、軸体の中央部近傍が大きくたわむことによって比較的小さく変形する弾性層の中央部近傍と、軸体の端部がほとんどたわまないことによって大きく変形する弾性層の端部とにおける、現像剤担持体４４とのニップ幅は不均一になることがある。このように、ニップ幅が不均一になると、圧接力が相対的に小さくなる弾性層の中央部近傍では、それ以外の領域よりも現像剤４２の供給量が相対的に少なくなり、その結果、形成される画像に、所定量の現像剤４２が供給されないことに起因する白抜け等が発生して、その品質が低下することになる。

このような問題を解決しようとする技術として、例えば、特許文献１には、「担持体に対して現像剤の供給および回収を行うために、外周面の一部が所定の圧力で前記担持体に当接した均一化ロール部材を有し、該均一化ロール部材により供給されて前記担持体に担持された現像剤を静電潜像に付着して、当該静電潜像を可視像に現像する非磁性１成分現像装置において、前記均一化ロール部材が両端部において最小半径を有し、中央において最大半径を有するように、当該均一化ロール部材の外周面を、材軸方向において曲面形状としたことを特徴とする非磁性１成分現像装置。」が記載されている。

また、特許文献２には、「現像剤を担持して回転し該現像剤を潜像担持体上の潜像に供給・付着させる現像ローラと、該現像ローラに圧接して回転するトナー供給ローラを有し、該トナー供給ローラは、現像ローラの端部に現像剤を供給しにくい構成となっている現像装置において、前記トナー供給ローラは、画像域内の中央部から端部にかけて徐々に径が細くなるテーパー状形態となっており、現像ローラ端部にトナーが供給されにくくなっていることを特徴とする現像装置。」が記載されている。

さらに、特許文献３には、「芯軸外周上に導電性ゴム層が形成された導電性ローラにおいて、前記導電性ゴム層が、導電性エチレンプロピレンゴムからなり表面粗さＲｚが１〜７μｍの範囲内で、ローラの両端部外径より中央部外径が大きい正クラウン形状であることを特徴とする導電性ローラ。」が記載されている。

特開昭６１−２８９７８号公報 特許第３３４３４０６号明細書 特開平１０−１９６６３７号公報

この発明は、被圧接体に供給される現像剤の供給量が不均一になることを防止して、高品質の画像を形成することに貢献することのできる弾性ローラ及び現像装置を提供することを、目的とする。

また、この発明は、高品質の画像を形成することのできる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、単層又は複数層からなる弾性層を備えて成る弾性ローラであって、前記弾性層の少なくとも最外層は、その軸線長さに対する軸線長さの割合が１０〜４０％となる中央筒状部と、前記中央筒状部から前記弾性層の端部それぞれに向かって形成されたテーパ部とを有していることを特徴とする弾性ローラであり、
請求項２は、前記テーパ部は、最小外径と最大外径との差が０．２〜２ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラであり、
請求項３は、請求項１又は２に記載の弾性ローラを備えたことを特徴とする現像装置であり、
請求項４は、請求項１又は２に記載の弾性ローラを備えたことを特徴とする画像形成装置である。

この発明に係る弾性ローラは、軸体の外周面に形成された弾性層の少なくとも最外層が、その軸線長さに対する軸線長さの割合が１０〜４０％となる中央筒状部と、この中央筒状部から端部それぞれに向かって形成されたテーパ部とを有しているから、現像装置及び画像形成装置等に装着されたときに、被圧接体とのニップ幅がその軸線方向及び周方向においてほぼ一定になる。その結果、この発明に係る弾性ローラは、被圧接体に供給される現像剤の供給量がその軸線方向及び周方向に不均一になることを防止することができる。また、この発明に係る現像装置及び画像形成装置は、この発明に係る弾性ローラを備えている。

したがって、この発明によれば、被圧接体に供給される現像剤の供給量が不均一になることを防止して高品質の画像を形成することに貢献することのできる弾性ローラ及び現像装置を提供すること、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を提供することができる。

図１は、この発明に係る弾性ローラの一実施例における弾性ローラを示す正面図である。 図２は、この発明に係る弾性ローラの別の一実施例における弾性ローラを示す正面図である。 図３は、従来の弾性ローラを示す正面図である。 図４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。

この発明に係る弾性ローラの一実施例における弾性ローラは、図１に示されるように、軸体５と、軸体５の外周面に形成された弾性層６とを備えて成る。

この弾性ローラ１は、画像形成装置のローラとして装着される各種ローラの機能等に応じて、適宜の硬度等に調整される。例えば、弾性ローラ１が現像剤供給ローラ４３として装着される場合には、弾性ローラ１は、４０〜８０のアスカーＦ硬度を有しているのが好ましく、５０〜７５のアスカーＦ硬度を有しているのが特に好ましい。アスカーＦ硬度が前記範囲内にあると、現像装置及び画像形成装置等に装着されたときに、被圧接体とのより一層均一なニップ幅を実現することができる。前記アスカーＦ硬度は、弾性ローラ１の表面に硬度計の押圧子の中心部を押し付け、かつ、基準面が弾性ローラ１の表面に接触した瞬間の目盛りを読み取ることで得られる値である。実際には、高分子計器株式会社製「アスカーゴム硬度計Ｆ型」で測定することができる。

前記軸体５は、図１に示されるように、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５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。軸体５は、装着される画像形成装置に応じて、適宜の直径及び軸線方向の長さに調整される。この軸体５は、その軸線方向に略一定の外径を有する筒状に形成されていても、後述する弾性層６と同様の形状に形成されていてもよい。

弾性層６は、図１に示されるように、軸体５の外周面に単層構造に形成されている。すなわち、弾性層６はその全体が中央筒状部１１とテーパ部１３、１４とからなる。この弾性層６は、軸体５の外周面で後述するゴム組成物を硬化してなる。

弾性層６は、図１に示されるように、所定の軸線長さを有する中央筒状部１１と、この中央筒状部１１から弾性層６の端部１８及び１９それぞれに向かって形成されたテーパ部１３及び１４とを有している。換言すると、弾性層６は、その軸線の中央近傍に形成された所定の軸線長さを有する中央筒状部１１と、中央筒状部１１から連続して一方の端部１８に向かって外径が小さくなる円錐台形状のテーパ部１３と、前記中央筒状部１１から連続して他方の端部１９に向かって外径が小さくなる円錐台形状のテーパ部１４とを有している。

さらに、前記中央筒状部１１は、弾性層６の軸線長さＬに対する軸線長さＬｃの割合が１０〜４０％に調整されている。前記軸線長さＬｃの前記割合が１０％未満であると、前記中央筒状部１１を設けたことによる効果が小さく、一方、前記軸線長さＬｃの前記割合が４０％を超えると、前記テーパ部１３及び１４を設けたことによる効果が小さく、いずれの場合も、弾性ローラ１と被圧接体との均一なニップ幅を確保することができず、被圧接体との当接圧力が大きく相違する場合がある。その結果、弾性ローラ１を現像剤供給ローラ４３として用いると、被圧接体に供給される現像剤の供給量が不均一になって、画像に白抜け等が発生して高品質の画像を形成することに貢献できないことがある。このように、この発明において、中央筒状部１１の軸線長さＬｃが前記範囲内にあると、弾性層６における前記中央筒状部１１の軸線長さＬｃが最適化されて発揮される、前記中央筒状部１１と前記テーパ部１３及び１４とを設けたことによる相乗効果によって、弾性ローラ１は高品質の画像を形成することに貢献することができる。より一層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点で、中央筒状部１１は、弾性層６の軸線長さＬに対して、１５〜３０％の軸線長さＬｃを有しているのが好ましく、２１〜２３％の軸線長さＬｃを有しているのが特に好ましい。具体的には、弾性ローラ１における中央筒状部１１は、弾性層６の軸線長さＬに対する軸線長さＬｃの割合が約２２％であり、各テーパ部１３及び１４の軸線長さそれぞれが約３９％になっている。

弾性ローラ１が高品質の画像を形成することに貢献することができる理由として発明者は次のように推測している。弾性層６が、湾曲形状ではなく、外径が端部１８及び１９に向かって徐々に小さくなるテーパ部１３及び１４を備えていると、画像形成装置の現像装置に装着されたときに、軸体２のたわみ又は変形に適度に追従して、例えば装着時間の経過による被圧接体とのニップ幅の変化を効果的に抑えることができる。すなわち、弾性層６が前記テーパ部１３及び１４を備えていると、被圧接体に供給される現像剤の供給量が不均一になることを長期間にわたって防止することができる。また、弾性層６が、前記割合の軸線長さＬｃを有する中央筒状部１１を備えていると、前記したように、前記中央筒状部１１と前記テーパ部１３及び１４とを設けたことによる相乗効果が発揮される。そして、前記形状をなすテーパ部１３及び１４と前記割合の軸線長さを有する中央筒状部１１とによって、前記相乗効果が効果的に発揮され、軸体５の両端部が支持されて、弾性ローラ１が現像剤担持体等の被圧接体に圧接するように現像装置又は画像形成装置に装着された場合に、軸体５にたわみが生じても、また、弾性層６の変形量が中央近傍と端部近傍とで異なっても、この弾性層６によって軸体５のたわみ及／又は異なる変形量を効果的に相殺して、被圧接体との軸線方向及び周方向におけるニップ幅をほぼ一定にすることができるのではないかと、推測している。この結果、前記弾性ローラ１によれば、被圧接体に供給される現像剤の供給量が不均一になることを長期間にわたって防止でき、弾性ローラ１は高品質の画像を形成することに貢献することができる。

前記弾性層６は、前記したように、前記中央筒状部１１、テーパ部１３及び１４を有していればよく、図１に示されるように、弾性層６の軸線方向の中央を含み前記軸線方向に垂直な平面に対して対称構造となっているのが好ましい。

前記中央筒状部１１は、図１に示されるように、弾性層６の軸線方向の中央を含んで延在している。この中央筒状部１１は、その外径が前記軸線方向において実質的に同一であればよく、例えば、中央筒状部１１における最大外径と最小外径との外径差が０．２〜２ｍｍ程度であれば、弾性ローラ１を現像装置又は画像形成装置に装着したときに、被圧接体との圧接状態がより一層均一になる。したがって、この発明の目的を達成することができる限り、中央筒状部１１における外径は必ずしも厳密に同一である必要はない。

前記テーパ部１３及び１４は、図１に示されるように、中央筒状部１１を軸線方向から挟むように、両端部１８及び１９に向かって先細となる円錐台形状に形成されている。これらテーパ部１３及び１４の外径はそれぞれ、中央筒状部１１との境界（図１において実線で示す。）で最大となり、両端部１８及び１９で最小となるように形成されている。前記テーパ部１３及び１４において、最小の外径と最大の外径との外径差は０．２〜２ｍｍの範囲にあるのが好ましい。前記外径差が前記範囲内にあると、弾性ローラ１と被圧接体との接触部における当接圧がほぼ均一となる。この当接圧がさらに均一になる点で、前記外径差は０．４〜１ｍｍであるのが特に好ましい。テーパ部１３及び１４は、図１に示されるように、両端部１８及び１９から中央筒状部１１に向かって略一定の割合で連続して徐々に大きくなっており、テーパ部１３及び１４における外径が増大する割合はほぼ同じ割合になっているのが好ましい。

弾性層６は、通常、弾性ローラ１の最外層として形成されるから、前記弾性ローラ１のアスカーＦ硬度と同じ値のアスカーＦ硬度を有している。また、この弾性層６は、画像形成装置のローラとして装着される各種ローラの機能等に応じて、及び／又は、前記範囲の硬度を実現するため、気泡等のセルを有する発泡弾性層とされることができる。発泡弾性層に形成されるセルは、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。前記セルの平均セル径は１５０〜４００μｍであるのが好ましく、２５０〜３５０μｍであるのが特に好ましい。前記平均セル径が前記範囲内にあると、被圧接体との均一で十分なニップ幅を確保して十分な量の現像剤を被圧接体に搬送することができる。セルの平均セル径は、発泡弾性層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２０ｍｍ^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。

弾性層６の厚さは、画像形成装置のローラとして装着される各種ローラの機能等に応じて、適宜の厚さに調整される。例えば、弾性ローラ１が現像剤供給ローラ４３として装着される場合には、弾性層６における中央筒状部１１の厚さは、３ｍｍ以上であるのが好ましく、５ｍｍ以上であるのがより好ましく、その上限は、実用的な作製コストを考慮すると、３０ｍｍ以下であるのが好ましく、２０ｍｍ以下であるのがより好ましい。

弾性層６を形成するゴム組成物は、ゴムと、導電性付与剤と、所望により各種添加剤とを含有する。

前記ゴムは、特に限定されず、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴムが耐熱性及び帯電特性等に優れる点で好ましい。

前記導電性付与剤は、導電性を付与することのできる化合物であればよく、例えば、導電性粉末、イオン導電性物質等が挙げられる。導電性粉末としては、より具体的には、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ゴム用カーボン類、金属、導電性ポリマー等が挙げられ、イオン導電性物質としては、より具体的には、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。

前記各種添加剤は、例えば、充填材、着色剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤、離型剤、分散剤、粉砕石英及び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。

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。

前記ゴムと前記導電性付与剤とを含有するゴム組成物としては、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡導電性シリコーンゴム系組成物及び発泡導電性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導電性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。このような発泡導電性シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡導電性シリコーンゴム組成物が特に好ましい。

付加反応型発泡導電性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、導電性付与剤とを含有し、所望により、さらに、有機過酸化物架橋剤と耐熱性向上剤（前記導電性付与剤として機能するものを除く。）と各種添加剤とを含有してもよい。このような付加反応型発泡導電性シリコーンゴム組成物として、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に導電性付与剤を添加した組成物が挙げられる。なお、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。

発泡導電性ウレタンゴム組成物は、ポリオールとイソシアネート、これらを反応して得られるプレポリマー及びこれらを反応して得られるポリウレタンからなる群より選択される少なくとも１種のポリウレタン調製成分と、導電性付与剤と、所望により各種添加剤とを含有する。前記ポリウレタン調製成分としては、例えば、特開２００８−０７０４２０号公報に記載の「ポリウレタン調製成分」を挙げることができる。前記導電性付与剤及び各種添加剤は前記した通りである。

この発明に係る弾性ローラの別の一実施例における弾性ローラは、図２に示されるように、軸体５と、軸体５の外周面に形成された弾性層７とを備えて成る。この弾性ローラ２は、中央筒状部１２の軸線長さＬｃ並びにテーパ部１５及び１６の軸線長さＬｔが異なること以外は、前記弾性ローラ１と基本的に同様に形成されている。具体的には、弾性ローラ２における中央筒状部１２は、弾性層７の軸線長さＬに対する軸線長さＬｃの割合が前記弾性ローラ１よりも大きく約２５％であり、各テーパ部１５及び１６の軸線長さＬｔそれぞれが前記弾性ローラ１よりも小さく約３７％になっている。

この弾性ローラ２は、中央筒状部１２とテーパ部１５及び１６とで形成された弾性層７を備えているから、弾性ローラ１と同様に、この弾性層７によって軸体５のたわみ及び／又は異なる変形量が相殺され、その結果、現像剤担持体とのニップ幅が不均一になることを防止することができる。

この発明に係る弾性ローラは、例えば、以下の方法により製造することができる。まず、定法に従って前記材料から軸体を作製し、所望により、その外周面にプライマー等が塗布される。次いで、軸体の外周面に前記ゴム組成物を公知の成形方法によって加熱硬化する。成形方法としては、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、特に制限されない。

このようにして形成されたゴム組成物は、中央筒状部とテーパ部とを有する形状に、その表面が研磨、研削されて、弾性層とされる。例えば、下記条件で成形されたゴム組成物を研磨、研削すると、前記弾性層を形成することができる。
＜条件＞
砥石の粒度：ＧＣ１５０〜ＧＣ−Ｇ又は金属砥石＃３０〜＃８０
回転速度：１３００〜７０００ｒｐｍ
切り込み量：１〜５ｍｍ

このようにして、この発明に係る弾性ローラを製造することができる。

この発明に係る弾性ローラは、中央筒状部とテーパ部とを有する弾性層を備えているから、被圧接体とのニップ幅が不均一になることを防止して、被圧接体に圧接することができる。したがって、この発明に係る弾性ローラは、現像装置における現像ローラ及び現像剤供給ローラ、並びに、画像形成装置における帯電ローラ、転写ローラ及びクリーニングローラ等として、好適に用いられる。特に、この発明に係る弾性ローラは、現像装置における現像剤供給ローラとして、好適に用いられる。

次に、この発明に係る弾性ローラを備えた現像装置（以下、この発明に係る現像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４を参照して、説明する。

図４に示されるように、この発明に係る画像形成装置３０は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体３１例えば感光体と、前記像担持体３１の周囲に配置された、帯電手段３２例えば帯電ローラ、露光手段３３、現像手段４０、転写手段３４例えば転写ローラ及びクリーニング手段３７と、記録体の搬送方向下流側に定着手段３５例えば画像形成装置用定着装置とを備えている。

この現像手段４０は、図４に示されるように、現像剤収納部４１と、像担持体３１に現像剤４２を供給する現像剤担持体４４と、現像剤担持体４４に現像剤４２を供給する現像剤供給手段４３と、現像剤４２を帯電させる現像剤規制部材４５とを備えて成る。この現像装置４０は、前記現像剤供給手段４３としてこの発明に係る弾性ローラ１が、被圧接体である現像剤担持体４４とのニップ幅として弾性層端部における厚さ方向への押込量（凹陥量）が１ｍｍとなるように、装着されている。この現像装置４０がこの発明に係る現像装置の一例とされている。この現像手段４０は、現像剤供給手段４３としてこの発明に係る弾性ローラ１が装着されていること以外は、従来の現像手段と基本的に同様に形成されている。なお、現像剤４２は、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。

前記定着手段３５は、記録体３６に転写された現像剤４２（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。この定着装置３５は、図４にその断面が示されるように、記録体３６を通過させる開口５２を有する筐体５０内に、定着ローラ５３と、定着ローラ５３の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ５４と、定着ローラ５３及び無端ベルト支持ローラ５４に巻き掛けられた無端ベルト５５と、定着ローラ５３と対向配置された加圧ローラ５６とを備え、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３と加圧ローラ５６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５４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５５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３５に適合するように調整することができる。定着ローラ５３、無端ベルト支持ローラ５４及び加圧ローラ５６はそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ５６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５５を介して定着ローラ５３に圧接している。無端ベルト５５と加圧ローラ５６との圧接された間を記録体３６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。

この発明に係る画像形成装置３０は、次のように作用する。まず、画像形成装置３０において、帯電手段３２により像担持体３１が一様に帯電され、露光手段３３により像担持体３１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像手段４０から現像剤４２が像担持体３１に供給され、静電潜像が現像される。次いで、現像剤像は像担持体３１と転写手段３４との間に搬送される記録体３６上に転写される。この記録体３６は定着手段３５に搬送され、現像剤像が永久画像として記録体３６に定着される。このようにして、記録体３６に画像を形成することができる。

この発明に係る現像装置の一例である前記現像装置４０及びこの発明に係る画像形成装置の一例である前記画像形成装置３０は、現像剤供給手段４３としてこの発明に係る弾性ローラの一例である弾性ローラ１が使用されているから、前記現像装置３０は高品質の画像を形成することに貢献することができ、また前記画像形成装置３０は高品質の画像を形成することができる。

この発明に係る弾性ローラ、現像装置及び画像形成装置は、前記した実施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。

また、前記弾性ローラ１及び２は、軸体５の外周面に、弾性層６又は７が他の層を介することなく形成されているが、この発明においては、軸体と弾性層との間に、密着性、追従性等を向上させる、プライマー層、接着剤層等を設けることもできる。

さらに、前記弾性ローラ１及び２は、単層構造の弾性層６及び７を備えているが、この発明において、弾性ローラは、二層以上の複数層構造の弾性層を備えていてもよい。この場合には、弾性層における最外層のみが前記中央筒状部と前記テーパ部とを有していてもよく、複数の層すべてが前記中央筒状部と前記テーパ部とを有していてもよい。

前記画像形成装置３０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、前記画像形成装置３０は、現像装置４０に単色の現像剤４２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、現像剤供給手段を有する現像装置を備えているのが好ましく、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、各色毎の現像装置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３０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。

また、画像形成装置３０において、現像剤４２は、一成分系の現像剤が有利に用いられるが、トナーと、鉄、ニッケル等のキャリアとを含む二成分系の現像剤も使用することができる。

（実施例１）
弾性層を形成するゴム組成物として、前記付加反応型発泡導電性シリコーンゴム組成物を準備した。すなわち、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み、導電性付与剤を含まないシリコーン発泡ゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）７０質量部と、導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０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質量部と、発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル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）適量とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡導電性シリコーンゴム組成物を調製した。

無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（直径６ｍｍ×長さ３７０ｍｍ、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、１５０℃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。

次いで、プライマー層を形成した軸体２と、付加反応型発泡導電性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、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４時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡導電性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、発泡硬化した付加反応型発泡導電性シリコーンゴム組成物を下記条件で研磨して下記寸法を有する弾性層を形成し、図１に示される実施例１の弾性ローラを製造した。この弾性ローラにおける弾性層の前記平均セル径は２５０μｍであり、前記アスカーＦ硬度は５０であった。なお、両テーパ部１３、１４はほぼ同一の形状及び寸法であった。
＜条件＞
砥石の粒度：ＧＣ−１５０
回転速度：１６００ｒｐｍ
砥石の圧接力(切り込み量)：３ｍｍ
＜寸法＞
中央筒状部１１の外径：１６ｍｍ
中央筒状部１１の軸線長さＬｃ：７５ｍｍ（弾性層６に対して２２．４％）
テーパ部１３、１４における最小の外径：１５．２ｍｍ
テーパ部１３、１４における最大の外径：１６ｍｍ
テーパ部１３、１４の軸線長さ：１３０ｍｍ
アスカーＦ硬度：５５

（実施例２）
弾性層７における中央筒状部１２の軸線長さＬｃ及びテーパ部１５、１６の軸線長さＬｔをそれぞれ１３４ｍｍ（弾性層７に対して４０％）及び１００．５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、軸線長さＬｃが前記弾性ローラ１よりも長く調整された図２に示される実施例２の弾性ローラを製造した。
（実施例３）
弾性層６における中央筒状部１１の軸線長さＬｃ及びテーパ部１３、１４の軸線長さＬｔをそれぞれ３４ｍｍ（弾性層７に対して１０．１％）及び１５０．５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、実施例３の弾性ローラを製造した。

（比較例１）
軸線方向における外径が一定となるように軸体の外周に形成されたゴム組成物を研磨したこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、図３に示される比較例１の弾性ローラを製造した。この弾性層８は１５．２ｍｍの外径を有していた。
（比較例２）
弾性層７における中央筒状部１２の軸線長さＬｃ及びテーパ部１５、１６の軸線長さＬｔをそれぞれ１５０ｍｍ（弾性層７に対して４４．８％）及び９２．５ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と基本的に同様にして、比較例２の弾性ローラを製造した。

（圧接状態の評価）
２３℃、相対湿度５０％の環境下で、実施例及び比較例で製造した各弾性ローラにおける弾性層の端部がその厚さ方向に１ｍｍ圧縮されるまで幅１ｍｍの押圧子を弾性層に圧接し、このときの反発力を弾性層の軸線方向における一方の端部から他方の端部まで３ｍｍ間隔で測定し、弾性層の軸線方向における反発力の分布状態を評価した。具体的には、「ローラー間圧力分布測定システム」（新田株式会社製）を用いて、前記環境下で、各弾性ローラよりも外径が２ｍｍ小さい円筒状スペーサを軸体５の両端部に装着した各弾性ローラをセンサーシート「ＰＩＮＣＨセンサーＡ３」に前記スペーサの外周が接触するまで圧接し、この状態を維持して、前記センサーシートの各センサーにかかる圧力をそれぞれ測定した。

その結果、実施例１の弾性ローラは、いずれの個所においても反発力が略一定となり、測定された反発力の最大値と最小値の差は３ｋＰａであった。実施例２の弾性ローラは測定された反発力の最大値と最小値の差が７ｋＰａであり、実施例３の弾性ローラは測定された反発力の最大値と最小値の差が７ｋＰａであって、共に、前記反発力がほぼ一定であった。これに対して、比較例１及び比較例２の弾性ローラは、反発力が測定個所によって大きく異なり、比較例１における反発力の最大値（端部近傍）と最小値（中央部近傍）の差は１２ｋＰａであり、比較例２における反発力の最大値（端部近傍）と最小値（中央部近傍）の差は１０ｋＰａであった。

（画像品質試験）
製造した各弾性ローラを、図４に示される画像形成装置（例えば、商品名「ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ １０３２ＰＳ」、沖データ株式会社製）における現像剤供給ローラ４３として、弾性ローラにおける弾性層の端部がその厚さ方向に１ｍｍ圧縮されるように、現像剤担持体４４に圧接させた状態に装着した。この画像形成装置で黒ベタ印字画像を５０枚印刷して、印刷された全画像の品質を確認した。その結果、実施例１の弾性ローラはすべての画像において白抜けがなく、極めて品質の高い画像が得られた。実施例２及び実施例３の弾性ローラはそれぞれ３０枚目以降の画像に白抜けが許容できる程度に認められる程度で、品質の高い画像が得られた。これに対して、比較例１の弾性ローラは５枚目以降の画像に、比較例２の弾性ローラは１５枚目以降の画像に、許容できる程度を超える白抜けが確認でき、品質の高い画像を得ることができなかった。

１、２、３ 弾性ローラ
５ 軸体
６、７、８ 弾性層
１１、１２ 中央筒状部
１３、１４、１５、１６ テーパ部
１８ 一方の端部
１９ 他方の端部
３０ 画像形成装置
３１ 像担持体
３２ 帯電手段
３３ 露光手段
３４ 転写手段
３５ 定着手段
３６ 被転写体
３７ クリーニング手段
４０ 現像装置
４１ 現像剤収納部
４２ 現像剤
４３ 現像剤供給手段（現像剤供給ローラ）
４４ 現像剤担持体
４５ 現像剤規制部材
５０ 筐体
５２ 開口
５３ 定着ローラ
５４ 無端ベルト支持ローラ
５５ 無端ベルト
５６ 加圧ローラ

Claims (4)

1. 軸体の外周面に形成された、単層又は複数層からなる弾性層を備えて成る弾性ローラであって、
   前記弾性層の少なくとも最外層は、その軸線長さに対する軸線長さの割合が１０〜４０％となる中央筒状部と、前記中央筒状部から前記弾性層の端部それぞれに向かって形成されたテーパ部とを有していることを特徴とする弾性ローラ。
2. 前記テーパ部は、最小外径と最大外径との差が０．２〜２ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラ。
3. 請求項１又は２に記載の弾性ローラを備えたことを特徴とする現像装置。
4. 請求項１又は２に記載の弾性ローラを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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