現像ローラー、電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】現像剤の融着を抑制し、塑性変形を抑制し、出力画像においてセット跡画像や融着スジ画像を抑制し、長期に亘り高品位の画像を得ることができ、液漏れのおそれがなく、部材としても安定性が高い現像ローラーを提供することにある。更に、使用環境により生じる画像濃度の変動を抑制し、一定の濃度の画像の現像を行うことができる現像ローラーや、電子写真プロセスカートリッジや、画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成される。
【解決手段】導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラー、これを用いた電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置の画像形成装置において、感光体に形成された静電潜像を現像（可視化）する方法として、導電性弾性体ローラーを使用した非磁性一成分接触現像法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
非磁性一成分接触現像法は、以下のようなプロセスによる現像法である。回転可能な感光体を帯電ローラー等の帯電手段により一様に帯電し、一様に帯電した感光体表面に、レーザー光等の露光により静電潜像を形成する。静電潜像を担持した感光体に、現像ローラー表面に薄膜状に形成された現像剤を接触させながら、感光体と現像ローラーを相互に回転させる。このとき、現像ローラーに現像バイアスを印加すると、現像剤は現像ローラー上から感光体上の静電潜像へ移動し、静電潜像はトナー像として現像（可視化）される。
【０００４】
このような電子写真装置の画像形成装置の現像装置には、図９に示すように、現像剤を収納する現像剤容器２９の開口を閉塞し、且つ、一部を容器外に露出させ、この露出部分において感光体２５に対向するように現像ローラー２４が設けられる。現像剤容器内には、現像ローラーに現像剤を供給する現像剤塗布用ローラー２６、現像ローラー上の現像剤を薄膜に形成する現像ブレード２７が設けられる。現像剤塗布用ローラーは、現像ローラー表面に接して設けられる場合も、接触せずにその近傍に設けられる場合もある。また、現像ブレードは、その先端近傍、例えば、先端から０．１〜５．０ｍｍの位置において、現像ローラーに当接するように設置され、現像剤塗布用ローラーによって供給された現像ローラー上の現像剤を均一な厚さの薄膜状に形成する。
【０００５】
非磁性一成分接触現像法では、画像の出力を反復して行うと、現像ローラー表面に現像剤が融着し、現像剤の融着部分において、いわゆる融着スジと呼ばれる画像不良が発生する場合がある。現像剤の融着を抑制するためには、現像ローラーを低硬度材料で形成する方法が有効である。
【０００６】
しかしながら、低硬度材料で形成した現像ローラーにおいては、画像形成装置を作動させずに長時間放置すると、現像ブレードや感光体等とその一定位置が長時間当接することになり、この部分に塑性変形が生じる。その後、画像形成装置を作動して、画像出力を行うと、画像上にセット跡画像と称する画像不良が発生する傾向が高くなる。セット跡画像は、現像ローラーと感光体や現像ブレードとが当接していた部分に対応して発生する横線状の画像不良で、ハーフトーン画像やベタ画像に、濃い横線状のスジとして現れるものである。このような感光体等の当接圧力によって、現像ローラーに生じる塑性変形は、現像ローラーの硬度を高くすることによって抑制することができ、セット跡画像の抑制を図ることができる。
【０００７】
以上のように、一般的には、現像剤の融着の抑制と、塑性変形によるセット跡画像の抑制に対する対応策は、相反しており、低硬度でありながら、塑性変形しにくい、両者を高次元で両立可能な現像ローラーが求められている。
【０００８】
この要求に応えるべく、現像ローラーの材料改良が様々に試みられている。例えば、導電性円筒体と、両端を密閉する軸受けを有し、円筒内部をイオン導電性溶液で満たしたＯＡ用ロール（特許文献２）が報告されている。また、導電性軸体からローラー表面への給電媒体として、導電性液体ではなく、導電性粉体を封入した帯電ローラー（特許文献３）が報告されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載される現像ローラーでは、現像ローラーの内部に導電性の液体を注入し、該液体を通じて、導電性軸体（芯金）からローラー表面への給電を可能にしている。このローラーは、確かに、低硬度であって塑性変形を受けにくいものの、中空部に注入した液体がローラーの外に漏れ出す懸念がある。
【００１０】
また、本発明者らは、特許文献３に記載される帯電ローラーを、現像ローラーに適用することを試みたが、導電性粉体の封入量が少ないと、導電性軸体からローラー表面への給電が不安定となって、均一な画像を得ることができない。反対に、導電性粉体の封入量が多いと、隣り合う導電性粉体粒子の摩擦力によって、筒形基体の変形の復元が阻害され、ローラーの塑性変形が悪化する。
【００１１】
ところで、プリンタ等の帯電装置に用いられる帯電ローラーにおいて、印加される交流電圧により表層が振動することに起因する帯電音の発生を抑制するため、その内部を中空ないしスポンジ状の柔軟な材料で構成したことが報告されている（特許文献４）。しかしながら、このような中空ローラーを現像ローラーに適用し、低硬度でありながら塑性変形しにくいという相反する特性を両立可能とした現像ローラーは知られていない。
【００１２】
また、現像ローラーには、使用環境によらず、一定の濃度で現像できる現像ローラーも求められている。
【特許文献１】特開昭５２−１２５３４０号公報
【特許文献２】特開２００４−７０１６６号公報
【特許文献３】特開２００３−１４０４２６号公報
【特許文献４】特開平０６−２０８２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、現像剤の融着を抑制し、塑性変形を抑制し、出力画像においてセット跡画像や融着スジ画像を抑制し、長期に亘り高品位の画像を得ることができ、液漏れのおそれがなく、部材としても安定性が高い現像ローラーを提供することにある。更に、使用環境により生じる画像濃度の変動を抑制し、一定の濃度の画像の現像を行うことができる現像ローラーや、電子写真プロセスカートリッジや、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、現像ローラーの表面への現像バイアス電源の供給を、導電性軸体から導電性の液体や粉体を介して給電するのではなく、導電性軸体から、ローラー端面を通じて給電することを考えた。そして、内部に気体層を有する現像ローラーにおいて、所望の低硬度を有するものであっても、感光体等と一定位置において長期間当接後に生じた変形は気体の圧力により復元され、塑性変形を抑制することができることの知見を得た。このため、現像剤の融着と塑性変形とを抑制し、融着スジ画像やセット跡画像を抑制し、長期に亘って高品位な画像を得ることができることの知見を得た。このような気体層は、密閉空間を形成し、この密閉空間に気体を封入することにより形成することができることを見い出した。
【００１５】
更に、本発明者らの検討の結果、気体層を有する現像ローラーにおいて、環境変化に対する画像濃度の変動を低減することができるという予期せぬ効果が得られることが分かった。つまり、現像ローラーにおいては、気温１５℃、相対湿度１０％等の低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）と、気温３０℃、相対湿度８０％等の高温高湿環境（Ｈ／Ｈ環境）において、得られる画像の濃度差が小さいという効果が得られることの知見を得た。これは以下のような理由によることが分かった。
【００１６】
一成分接触現像方式において、画像の濃度を決定する重要な因子の一つに、現像ローラー上に薄膜状に形成された現像剤の量、即ち薄膜の厚さを挙げることができる。つまり、薄膜状の現像剤の厚さが厚ければ画像は濃くなり、厚さが薄ければ画像は薄くなる。したがって、画像の濃度を一定に保つためには、現像ローラー上の現像剤の膜厚を一定に保つ必要があり、これは現像ローラーに当接する現像ブレードの重要な機能である。現像ローラー上の現像剤の膜厚を厚くするためには、現像ブレードの先端から、現像ローラーとの当接位置までの距離（ニップエンド長さ）を長くして、現像ブレードの先端と現像ローラー表面間の距離を長くし、トナーの取り込み量の増量を図ればよい。反対に、現像ローラー上の現像剤の膜厚を薄くするには、ニップエンド長さを短くして、現像ブレードの先端と現像ローラー表面間の距離を短くし、トナーの取り込み量の減量を図ればよい。画像濃度は、経験上、Ｌ／Ｌ環境で上昇し、Ｈ／Ｈ環境で低下することが分かっており、現像ブレードの位置をこの環境に応じて適宜設定することで、現像剤量を調整し画像濃度の調節を行うことができる。しかしながら、現状の画像形成装置においては、現像ブレードと現像ローラーとを相対的に移動させる機構を備えたものはなく、使用環境によって画像濃度が変化しても、これを補正することはできない。
【００１７】
これに対して、気体を封入した気体層を有する現像ローラーにおいては、Ｈ／Ｈ環境では、気体層の体積が膨張し樹脂層を押し上げ、現像ローラーの外径を増大させる。これにより、図１に示すように、ニップエンド長さが長くなり、現像ローラー上に形成する現像剤の薄膜の厚さが厚くなる。反対に、Ｌ／Ｌ環境では、気体層の体積が減縮し現像ローラーの外径を縮小させる。このため、図２に示すように、ニップエンド長さが短くなり、現像ローラー上に形成する現像剤の薄膜の厚さが薄くなる。このように、気体層を有する現像ローラーでは、使用環境に伴ない直径が変化し、この変化が、ニップエンド長さを変化させる。これにより、現像ローラー上の現像剤の薄膜の厚さを変化させ、使用環境により生じる画像濃度の変動を相殺するような作用を有すると考えられる。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【００１８】
すなわち、本発明は、導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラーに関する。
【００１９】
また、本発明は、導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の長手方向の両端部の近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、導電性軸体の長手方向の中央部において導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラーに関する。
【００２０】
また、本発明は、電子写真装置に着脱自在に設けられ、感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジに関する。
【００２１】
また、本発明は、静電潜像を担持する感光体と、該感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する画像形成装置において、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の現像ローラーは、現像剤の融着を抑制し、塑性変形を抑制し、出力画像においてセット跡画像や融着スジ画像を抑制し、長期に亘り高品位の画像を得ることができ、液漏れ等のおそれがなく、部材としても安定性が高い。本発明の電子写真プロセスカートリッジや画像形成装置は、出力画像においてセット跡画像や融着スジ画像を抑制し、長期に亘り高品位の画像を得ることができ、液漏れ等のおそれがなく、装置の安定性が高い。しかも、使用環境により生じる画像濃度の変動を抑制し、一定の濃度の画像の現像を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の現像ローラーは、導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーである。そして、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の現像ローラーにおける軸体は、上層の気体層、樹脂層を支持可能な強度を有し、導電性を有するものである。軸体の材質としては、金属や導電性樹脂を用いることができるが、強度の観点から、金属が好ましい。かかる金属としては、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化用鋼合金などを挙げることができる。
【００２５】
更に、軸体は防錆処理をしたものが好ましく、具体的には、軸体にめっき処理や、酸化処理を施すことが好ましい。めっき処理の種類としては、電気めっき、無電解めっきなどいずれも使用することができるが、めっき厚の均一性に優れる無電解めっきが好ましい。ここで使用される無電解めっきとしては、具体的には、ニッケルめっき、銅めっき、金めっき、カニゼンめっき、その他各種合金めっき等を挙げることができる。ニッケルめっきとしては、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ複合めっきなどを挙げることができる。めっき厚みは、０．０５μｍ以上であることが好ましいが、防錆効果、作業効率、価格の点から、より好ましくは０．１〜３０μｍである。
【００２６】
軸体の外径は、４．５〜１０ｍｍが好ましい。軸体の外径が４．５ｍｍ以上であれば、軸体が充分な剛性を有し、画像形成における現像ローラーの撓みを抑制し、ローラー長手方向に亘って均一な画像濃度を得ることができる。軸体の外径が１０ｍｍ以下であれば、全体の体積を低く抑え、充分な体積の気体層を確保することができる。
【００２７】
本発明の現像ローラーにおける気体層は、気密空間に空気、窒素等の気体を封入した層である。気体層に封入する気体として、いずれであってもよいが、窒素又は空気が好ましい。窒素又は空気が好適であることの理由として、窒素は、酸素や二酸化炭素等に比べ、ポリマーを透過しにくいので、樹脂層を介して気体層からの漏洩を抑制し、気体層内圧を長期間に亘って維持することができることが挙げられる。また、気体層から漏洩した窒素は、環境汚染への影響もなく、無害であり、更に、不燃性であるので、火災を誘発することもなく、他の不燃性ガス等と比較して、安価であるということを挙げることができる。
【００２８】
気体層の体積Ｖ１としては、現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、３０％から８０％であることが好ましい。ここで、現像ローラー全体の体積Ｖ２とは、両端から突出した軸体部分を除いた現像ローラーの有効部分の体積、即ち、現像ローラーの両端から突出した軸体部分を除いた軸体、気体層及び樹脂層の合計の体積を意味する。気体層の体積Ｖ１が現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、３０％以上であれば、封入する気体の体積の変化によって、ニップエンド長さを、Ｈ／Ｈ環境とＬ／Ｌ環境において生じる画像濃度差を相殺できる変化量に調整することができる。このため、環境変化により生じる画像濃度差の低減を図ることができる。また、気体層の体積Ｖ１が現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、８０％以下であれば、気密空間からの気体の漏洩を、より抑制できるように樹脂層を形成するチューブの厚みを設定することができるため、現像ローラーの長寿命化を図ることができる。また、ローラー全体の体積を増加させることなく導電性軸体の外径を、軸体の強度を保持する大きさとすることができ、軸体の撓みの増加を抑制することができる。このため、現像ブレードの当接圧力が現像ローラーの端部に集中して端部に生じる現像剤の融着の誘発を抑制することができる。気体層の体積Ｖ１としては、現像ローラー全体の合計の体積Ｖ２に対して、７０〜８０％がより好ましい。上記気体層の体積Ｖ１は、２３℃における体積をいう。
【００２９】
上記気体層の体積は以下の方法により測定した測定値を採用することができる。気体層の体積の測定は、測定に先立って、現像ローラーを２３℃の環境に１２時間以上放置し、２３℃において測定する。
【００３０】
次に、現像ローラーを軸方向を垂直方向にして配置し、気体層の上端部に直径１．０〜２．０ｍｍの穴を開ける。穴を開けた後に、現像ローラーの質量Ｗ１（ｇ）を測定する。
【００３１】
次に、現像ローラーの軸体の両端部を掴んで、現像ローラーの軸体が垂直方向となるように把持する。このとき、上記軸体以外のローラー部には何も触れないようにする。その後、先に開けた穴から、水面が気体層上端面と同じ高さになるまで純水を注入する。注水後、現像ローラーの質量Ｗ２（ｇ）を測定する。注入した水の質量（Ｗ２−Ｗ１）を求め、２３℃における水の比容積（１．００２ｃｍ3／ｇ）から、気体層の体積Ｖ１［（Ｗ２−Ｗ１）×１．００２］（ｃｍ3）を求める。
【００３２】
また、現像ローラー全体の体積Ｖ２としては、以下の方法による測定値に基づいて算出した値を採用することができる。
【００３３】
現像ローラーの両端部、中央部、及び両端部と中央部との中間部分（中点）の合計５箇所について、外径を、レーザー測長機等の非接触測定で測定し、測定結果の平均値を、現像ローラーの外径：Ｄ（ｃｍ）とする。また、現像ローラーの有効部分の左端面から右端面までの距離：Ｌ(ｃｍ)をノギス等で測定する。現像ローラー全体の体積Ｖ２は、以下の式によって求められる。
【００３４】
Ｖ２＝Ｄ×Ｄ÷４×π×Ｌ（ｃｍ3）
上記気体層内の圧力（絶対圧力）としては、０．１２ＭＰａから０．５０ＭＰａであることが好ましい。気体層内の圧力が、０．１２ＭＰａ以上であれば、現像ローラーと現像ブレード等との当接部における塑性変形を抑制し、セット跡画像の発生を抑制することができる。これは、封入した気体の圧力により、現像ローラーの変形を押し戻す力を十分に得ることができるためであると考えられる。また、気体層内の圧力が０．５０ＭＰａ以下であれば、現像ローラーの硬度が上昇することによる融着スジ画像の発生を抑制することができる。気体層内の圧力としては、０．１５ＭＰａから０．４０ＭＰａであることがより好ましい。ここで気体層内の圧力は２３℃における絶対圧力とすることができる。
【００３５】
気体層内の圧力としては以下の測定装置を用いて測定して得られる測定値を採用することができる。
【００３６】
気体層内の圧力の測定に用いる測定装置には、図３に示すように、ゲージ圧力センサ（ＪＰ２６１−ＧＣＪ：横河電機株式会社製）１００が、先端に、外径１．００ｍｍの中空針１０３を有するシリンダー状のセンサーホルダ１０２に支持されて設けられる。圧力センサはその先端部周囲に、センサーホルダとの間隙を、０．５ＭＰａ以上の圧力が負荷されても完全にシール可能なガスケット１０１を有し、ゲージ圧力センサーホルダ内を後退して生じる空間に０．５ＭＰａ以上の気体を漏洩せずに導入可能に設置されている。
【００３７】
測定に先立って、現像ローラーを２３±１℃の環境に１２時間以上放置後、２３±１℃の環境下において測定する。
【００３８】
次に、現像ローラーの軸体の両端部を掴んで、現像ローラーの軸体が垂直方向となるように把持する。このとき、上記軸体以外のローラー部には、何も触れないようにする。その後、中空針１０３をその先端が気体層内に位置するように突き刺し、圧力センサを後退させ、ゲージ圧力センサとセンサーホルダ間の空間内へ、気体層に封入されていた気体を導く。ゲージ圧力センサがセンサーホルダ内の最下位にあるときの、図３における斜線で示す空間の体積ＶＳ（ｃｍ3）が、気体層の体積と比較して無視できる程度に小さい場合には、測定圧力Ｐ１（ＭＰａ）を、そのままチューブ内のゲージ圧力とみなす。そして、該ゲージ圧力に大気圧力０．１（ＭＰａ）を加算することで、気体層の内圧（絶対圧力）を求めることができる。しかし、実際には、体積ＶＳを、気体層の体積ＶＲと比較して充分に小さくすることは困難であるので、大気圧力を０．１（ＭＰａ）と仮定して以下の補正を行う。
気体層の内圧（絶対圧力）(MPa)＝Ｐ１(MPa)×（ＶＲ(cm3)＋ＶＳ(cm3)÷ＶＲ(cm3)
＋０．１(MPa)
上記補正は、大気圧を０．１ＭＰａと仮定しているため、補正精度の観点から、体積ＶＳが、体積ＶＲの１０％以下であることが好ましい。なお、補正精度を維持するために、上記の測定は、大気圧力（絶対圧力）が99(kPa)〜102(kPa)の環境にて行なうものとする。
【００３９】
上記気体層を作成するには、導電性軸体と、軸体の外径より大きい内径を有し、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に気体を封入して形成することができる。
【００４０】
上記気体層となる気密空間を形成するチューブは、本発明の現像ローラーにおける樹脂層となるものである。チューブの材質としては、樹脂、エラストマー、ゴムや、これらの複合材料等いずれのものであってもよいが、気体の透過率が低いものが好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアミドを好ましいものとして挙げることができる。これらは１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、チューブは単層でも、多層構造でもよく、上記樹脂の１種又は２種以上からなる層を２層以上組み合わせた多層構造体として用いることができる。更に、樹脂と、アルミニウム蒸着等の金属層との多層構造とすると、樹脂層への導電性付与と共に、気体の透過率を低減することができるため、好ましい。
【００４１】
上記チューブは導電性を有することが好ましく、具体的には、体積抵抗値として、１×１０5〜１×１０12Ωｃｍを有することが好ましい。チューブを導電性にするためには、チューブを構成する樹脂等に導電剤を混合することができる。かかる導電剤としては、カーボンブラック、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモンをドープした酸化錫で酸化チタンを被覆した金属酸化物を挙げることができる。その他、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステル等の高分子型の帯電防止剤、カチオン系、アニオン系、ノニオン系界面活性剤等の界面活性剤などを用いることができる。これらの中でも、カーボンブラック、金属酸化物、高分子型の帯電防止剤は、チューブのべたつきを増加させることから、好ましい。
【００４２】
ここで上記体積抵抗値は、以下の方法で求めた値を採用することができる。抵抗計として、超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用い、以下の条件で測定を行う。
測定モード：プログラムモード５
（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：１００（Ｖ）
試料箱：超高抵抗計測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社製）、主電極は口径１０ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属、ガードリング電極は内径２０ｍｍ、外径２８ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属とする。
試験片：被測定物から直径３０ｍｍのシートを切り出す。切り出した試験片の片面には、その全面にＰｔ−Ｐｄ蒸着を行うことで蒸着膜電極（裏面電極）を設け、もう一方の面には同じくＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により、直径１５ｍｍの主電極膜と、内径１８ｍｍ、外径２８ｍｍのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立製作所製）を用い、電流値１５ｍＡにて蒸着操作を２分間行って得る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
【００４３】
測定時には、口径１０ｍｍの主電極を口径１５ｍｍの主電極膜からはみ出さないように置く。また、内径２０ｍｍのガードリング電極を、内径１８ｍｍのガードリング電極膜からはみ出さないように、電極膜の上に置いて測定する。測定は、気温２３℃、相対湿度５０％の環境で行うが、測定に先立って、測定サンプルを、該環境に１２時間以上放置しておく。
【００４４】
以上の状態で、サンプルの体積抵抗（Ω）を測定する。次に、測定した体積抵抗値をＲＭ（Ω）、チューブの厚さをｔ（ｃｍ）とするとき、チューブの体積抵抗率ＲＲ（Ωｃｍ）を、以下の式によって求める。
【００４５】
ＲＲ（Ωｃｍ）＝π×０．７５×０．７５×ＲＭ（Ω）÷（４×ｔ（ｃｍ））
上記チューブは、温度２５℃における窒素透過度として、０．１〜２０．０ｆｍ／（ｓ／Ｐａ）を有することが好ましい。チューブが後述する厚さを有する場合、窒素透過度として０．１ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）以上のチューブを容易に作製することができる。チューブの窒素透過度が２０．０ｆｍ／（ｓ／Ｐａ）以下であれば、封入した気体の漏洩を長時間に亘って抑制することができる。チューブの窒素透過度の、より好ましい範囲としては０．２〜２．０ｆｍ／（ｓ／Ｐａ）を挙げることができる。また、チューブの外周面に、後述するウレタン樹脂層を有する場合、チューブの窒素透過度としては、ウレタン樹脂層を含めたチューブの気体透過度とすることができる。
【００４６】
なお、封入した気体の漏洩を考えると、チューブの窒素透過度は小さいほど好ましい。しかし、現時点で容易に入手できるゴム・樹脂材料からなるフィルム（該フィルムに金属の蒸着処理をしたものを含む。）で、窒素透過度を０.１（ｆｍ／（ｓ／Ｐａ））より小さくすることは困難である。このため、チューブの窒素透過度の現実的な下限値として０.１（ｆｍ／（ｓ／Ｐａ））を設定しているが、より低透過度の樹脂が上市されれば、より低透過度のチュ−ブを採用することができる。
【００４７】
ここで、チューブの温度２５℃における窒素透過率としては、該チューブを直径３０ｍｍの円盤形状に切り抜いたものを試験片として、以下の方法により測定した測定値を採用することができる。ＪＩＳ Ｋ７１２６：１９８７に記載のＡ法（差圧法）に基いて、窒素ガス（ＪＩＳ Ｋ１１０７：２００５に記載の２級窒素）を試験気体として測定する。
【００４８】
チューブの厚さとしては、２５μｍ〜１５００μｍが好ましい。チューブの厚さが２５μｍ以上であると、機械強度を有し、現像ローラーにおいて優れた耐久性を有し、窒素透過率を上記の範囲とすることができる。チューブの厚さが１５００μｍ以下であると、チューブの剛性が過大となり現像ローラーにおいて変形に対する復元力が低下するのを抑制し、セット跡画像の出力を抑制することができる。
【００４９】
上記チューブの製法としては、押し出し成形法、インフレーション成形法、射出成形法、浸漬法等の塗工法を挙げることができる。浸漬法としては、具体的には、チューブの原料を分散溶解させた塗工液を調製し、チューブ内径と同一の外径を有する軸体を、塗工液に浸漬し、得られた塗膜を乾燥／硬化させた後に、軸体から抜き取る方法等を挙げることができる。これらの中でも、折り目もなく連続生産が可能な押し出し成形法が、好ましい。
チューブを押し出し成形法によって製造する場合、環状ダイスを用いることになるが、該ダイスと押し出し材料が接触する面（流路）は、クロムめっき加工にて平滑にすると、押し出しスジのない平滑なチューブが得られる。これを用いた現像ローラーにおいてスジのない良好な画像を得ることができる。
【００５０】
上記チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けは、軸体を貫通させチューブの端部を密着させて気密空間を形成するものである。かかる軸受けの材質としては、気体の透過率が低く導電性を有するものが好ましく、樹脂、ゴム、エラストマー等いずれの材質であってもよいが、具体的には、上記チューブとして例示したものと同様のものを例示することができる。更に、アルミニウム蒸着等の金属層を有するものであってもよい。これらの材料の中で、ポリアミドが最も好適である。その理由として、ポリアミドは、窒素透過度が小さい材料であるため、封入した気体が軸受けを透過するのを抑制することができる。更に、ポリアミドは、潤滑性、柔軟性、強靭性を備えているので、軸受けを軸体に容易に圧入することができ、軸受けと軸体間からの気体の漏洩を抑制することができる。
【００５１】
上記軸受けの導電性としては、電気抵抗値が１〜１×１０5Ωの範囲であることが好ましい。このような導電性を軸受けに付与するためには、導電剤を添加することができる。導電剤としては、具体的には、上記チューブに用いる導電剤として、例示したものと同様のものを挙げることができる。これらの中でも、１〜１×１０5（Ωｃｍ）の抵抗値に調節することが容易な、カーボンブラック、金属酸化物が好適である。
【００５２】
ここで軸受けの電気抵抗値の測定は、抵抗計：超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用いて以下の条件により測定した測定値を採用することができる。
測定モード：プログラムモード５（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：０．０１（Ｖ）
試料箱：超高抵抗計測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社製）主電極は直径１２ｍｍ、厚さ１０ｍｍの金属、ガードリング電極は使用しない。
試験片：現像ローラーから軸受けを切り出して、そのまま試験片とする。
【００５３】
測定は、２３℃／５０％ＲＨの環境で行うが、測定に先立って、測定サンプルを、該環境に１２時間以上放置しておく。試験片を、試料箱の電極の上に水平に置き、その上に口径１２ｍｍの主電極を、試験片からはみ出さないように置いて、軸受けの厚み方向の抵抗値を測定する。体積抵抗率への換算は行わない。したがって、単位はΩである。
【００５４】
上記軸受けは、上記チューブの端部と接着するため、チューブの内径と略同一の外径を有し、軸体を貫通する貫通孔とを有する。軸受けの貫通孔の直径（ｄ４ｃ）は、軸体の外径（Ｄ４ａ）に対して、−５０μｍから＋３０μｍの範囲（Ｄ４ａ−５０μｍ≦ｄ４ｃ≦Ｄ４ａ＋３０μｍ）であることが好ましい。軸受けの貫通孔の直径が軸体外径に３０μｍを加えた長さ以下であれば、軸受けの中心と軸体の中心とのズレの発生を抑制し、得られる現像ローラーの真円度を高精度に得ることができ、画像濃度ムラの発生を抑制することができる。また、軸受けの貫通孔と軸体外周面間の距離（間隙）が充分に短く、気体の漏洩を抑制することができる。一方、軸受けの貫通孔の直径が軸体外径から５０μｍを除した長さ以上であれば、軸受けの軸体への圧入を容易に行うことができる。
【００５５】
上記軸受けの外径Ｄ４ｃは、チューブの内径ｄ４ｂに対して、−３０μｍから＋３０μｍの範囲（ｄ４ｂ−３０μｍ≦Ｄ４ｃ≦ｄ４ｂ＋３０μｍ）であることが好ましい。軸受けの外径がチューブ内径に３０μｍを加えた長さ以下であれば、軸受けをチューブに嵌合し容易に接着することができる。軸受けの外径がチューブ内径から３０μｍを除した長さ以上であれば、軸受けの中心とチューブの中心とのズレの発生を抑制し、得られる現像ローラーの真円度を高精度に得ることができ、画像濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００５６】
上記軸受けの厚さとしては、２〜１０ｍｍ程度が好ましい。軸受けの厚さが２ｍｍ以上であれば、軸受けと軸体との対向面積、軸受けとチューブとの対向面積として、気密空間を形成するための充分な接着面積を確保することができる。軸受けの厚さが１０ｍｍ以下であれば、現像ローラーの長尺化を抑制し、装置の大型化を抑制することができる。
【００５７】
軸受けの製法としては、射出成形法、切削法等を挙げることができるが、射出成形法は、簡便な工法で、低コストであることから好ましい。射出成形法により軸受けを製造する場合には、ゲート位置を、軸受けとチューブが接触する面（軸受けの外周面）及び、軸受けと軸体が接触する面（軸受けの貫通孔面）以外の位置にすることが好ましい。軸受けの外周面又は貫通孔面以外をゲート位置とすることにより、軸受けの外周面又は貫通孔面から気体が漏洩するのを抑制することができる。
【００５８】
上記気体層を形成するには、例えば、軸体に軸受けを圧入し、これらを接着する。このとき、必要に応じて接着剤を用いることもできる。その後、目的とする気体層の内圧と同じ圧力の気体、例えば、空気、あるいは窒素等が充填された圧力室内において、軸体に圧入した軸受けとチューブの接着を行う。チューブと軸受けとの接着は接着剤を用いることができる。接着剤の硬化により、目的とする内圧の気体が封入された気体層と、樹脂層を有する現像ローラーを得ることができる。
【００５９】
また、気体層の別途の成形方法としては、軸受けに封止用の小穴を開けておき、この軸受けと、軸体と、チューブとを大気圧下で接着してローラーを組み立てる。次に、目的とする気体層の圧力と同程度の圧力を有する圧力室内において、軸受けの小穴を封止する方法を挙げることができる。軸受けの小穴の封止方法としては、接着剤を注入する方法、穴の内径よりも若干太い外径を有する金属棒を小穴に圧入する方法、これらを併用する方法、ネジを螺着する方法等を挙げることができる。以上の方法によって、目的とする内圧の気体が封入された気体層と、樹脂層を有する現像ローラーを得ることができる。
【００６０】
本発明の現像ローラーにおける気体層の気密空間を形成するために用いるチューブとしては、以下のものを使用することができる。
【００６１】
軸体の長手方向の両端部の近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、軸体の長手方向の中央部において軸体の外径より大きい内径を有するもの（以下、小径開口チューブという。）である。この小径開口チューブは、内径が軸体の長手方向の両端部近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、両端部を、直接、軸体に接着する。このため、上記軸受けを使用せず、チューブと軸体で、気体を封入する密閉空間を形成することができる。具体的には、両端部と中央部が同寸状の上記チューブ（以下、円筒状チューブという。）において、両端の内径を軸体の外径と同じ小径に形成したものを使用することができる。ここで、軸体の長手方向の両端部の近傍とは、具体的には、チューブの一方の小径開口から、例えば、１〜１５ｍｍ程度の範囲を挙げることができ、この両端部の範囲を除いた部分を、軸体の長手方向の中央部とすることができる。
【００６２】
この小径開口チューブの成形方法として、以下の方法を挙げることができる。（１）チューブを押し出し成形した後に、チューブの両端を熱収縮によって細くする方法。（２）射出成形法。（３）回転成形法（回転した型に粉末原料を遠心力によって付着させ、型を加熱して粉末原料を溶融させた後に、型から成形物を取り外す方法）。
【００６３】
このような小径開口チューブの材質としては、具体的には、上記チューブにおいて例示したものと同様の材質を挙げることができる。
【００６４】
小径開口チューブを用いて気体層を形成する方法としては、具体的には、目的とする気体層内の圧力に保たれた圧力室内で、小径開口チューブと軸体とを接着することにより、所定の内圧を有する気体層を備えた現像ローラーを得ることができる。小径開口チューブと軸体との接着方法としては、上記軸体と軸受けとの接着方法を挙げることができる。
【００６５】
本発明の現像ローラーにおける樹脂層は、上記チューブからなるものであってもよいが、ウレタン樹脂層を有することが好ましい。ウレタン樹脂層を有することにより、トナーの融着をより抑制することができ、気体層からの気体の漏洩を抑制することができる。かかるウレタン樹脂層に含まれるウレタン樹脂としては、エステル結合を有するウレタン、エーテル結合を有するウレタン等のウレタン樹脂を使用することができる。現像ローラー表面へのトナーの融着を抑制する観点から、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以下の、柔らかいウレタン樹脂を用いることが好ましい。
【００６６】
ウレタン樹脂層には、カーボンブラックや、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモンをドープした酸化錫で酸化チタンを被覆した金属酸化物等の導電剤が含まれていてもよい。またポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステル等の高分子型の帯電防止剤、カチオン系、アニオン系、ノニオン系界面活性剤等の界面活性剤が含まれていてもよい。
【００６７】
上記ウレタン樹脂層は、表面粗さＲａとして、０．８〜２．０μｍの範囲であることが、現像剤の担持を容易にすることから、好ましい。
【００６８】
表面粗さＲａはＪＩＳ ＢＯ６０１：１９８２に準拠した測定方法により得られた測定値を採用することができる。具体的には、接触式表面粗さ計（商品名：サーフコム４８０Ａ；東京精密製）を用いた。また、測定は、半径２μｍの触針を用い、押し付け圧０．７ｍＮ、測定速度０．３ｍｍ／ｓｅｃ、測定倍率５０００倍、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍの条件で行う。測定箇所は、軸方向３点（軸方向に対して現像ローラーの両端部からそれぞれ３ｃｍの位置と中央部）に対して周方向３点の測定を行い、合計９点の相加平均値を表面粗さＲａとする。なお、周方向の位置は任意とする。
【００６９】
このような表面粗さを得るために、ウレタン樹脂層に、面積相当径（投影面積と等しい面積を持つ円の直径）による平均粒子径が１〜１０μｍの微粒子を含有することが好ましい。このような微粒子を含有することにより、樹脂層表面粗さが大きくなり、現像ローラー表面において現像剤の搬送を容易にすることができる。微粒子の材質としては、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、フェノール樹脂微粒子等を挙げることができる。これらの微粒子は、ウレタン樹脂１００質量部に対して、１０〜１００質量部の範囲で添加することが好ましい。微粒子の添加量が１０質量部以上であれば現像剤の搬送を容易とする表面を形成することができ、１００質量部以下であればウレタン樹脂層が脆弱になるのを抑制することができる。
【００７０】
ウレタン樹脂層の厚さは、３〜５０μｍが好ましい。厚さが３μｍ以上であれば、現像ローラー表面へのトナーの融着を抑制することができ、５０μｍ以下であればウレタン樹脂層の剛性が過大になるのを抑制し、環境変化に追従する現像ローラーの外径変動の阻害を抑制することができる。
【００７１】
上記ウレタン樹脂層を成形する方法としては、上記ウレタン樹脂を含有する塗工液を調製する。塗工液の調製には、ウレタン樹脂と必要に応じて各種添加剤や微粒子、溶剤を、例えば、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビースを利用した分散装置等を用いて得られる分散液を使用できる。この塗工液を用いて、スプレー法、ディッピング法等により、チューブ表面上に塗膜を形成し、これを硬化して成形する方法を挙げることができる。
【００７２】
上記チューブ表面上にウレタン樹脂層を成形する時期としては、軸体とチューブとの接着を行い、気体の封入後であっても、また、軸体との接着を行う前の部材としてのチューブに成形することもできる。
【００７３】
本発明の現像ローラーにおいては、気体層を有するため、環境変化に伴い、外径が変動する。現像ローラーの外径の変動範囲としては、式（１）の範囲で変化することが好ましい。
【００７４】
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００≦１．００ （１）
式中、Ｄ１は温度３０℃相対湿度８０％（Ｈ／Ｈ環境）時の外径、Ｄ２は温度１５℃相対湿度１０％（Ｌ／Ｌ環境）時の外径を表す。より好ましい（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００の範囲は、０．２０〜０．６０である。（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００が上記の範囲であると、Ｈ／Ｈ環境とＬ／Ｌ環境とで得られる画像の濃度の変動を抑制し、環境変化によらず一定の濃度の画像を得ることができる。
【００７５】
このような本発明の現像ローラーの一例として、図４、図５に示すものを挙げることができる。図４に示す現像ローラーは、導電性軸体４ａと、樹脂層を形成する円筒状チューブ４ｂと、左右一対の軸受け４ｃとを有する。軸受け４ｃと円筒状チューブ４ｂとが接する面は、例えば、導電性の接着剤によって接着するなど、気密に接着されている。また、図５に示す現像ローラーは、軸体４ａと、樹脂層を形成する小径開口チューブ４ｄとを有する。軸体４ａと小径開口チューブ４ｄとが接する面は、同様に、導電性の接着剤を用いるなど、気密に接着されている。
【００７６】
本発明の電子写真プロセスカートリッジは、電子写真装置に着脱自在に設けられ、感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有し、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする。
【００７７】
本発明の電子写真プロセスカートリッジは、電子写真装置の画像形成装置に着脱自在に設けられ、交換可能なものである。その一例として、図６に示すものを挙げることができる。図６に示す電子写真プロセスカートリッジには、主として、矢印の方向に回転可能な静電潜像を担持する感光体５が設けられる。感光体に対向して、上記本発明の現像ローラー４と、帯電ローラー８とが配置され、現像剤を収納する現像剤容器９内に現像剤塗布用ローラー６が設けられ、現像剤容器９の端部に現像ブレード７とが一体化されて設けられている。
【００７８】
本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体と、該感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有し、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする。
【００７９】
本発明の画像形成装置の一例として、図７に示すタンデム方式のカラー画像形成装置を挙げることができる。図７の概略構成図に示す画像形成装置には、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナー、ブラックトナー等各色トナー毎に設けられる画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設けられる。各画像形成ユニットは上記電子写真プロセスカートリッジを適用することができる。この、画像形成装置には、帯電ローラー８によって一様に帯電された感光体に静電潜像を形成する露光手段（図示せず）が設けられる。更に、記録材を搬送する搬送ベルト１を介して、各画像形成ユニットの感光体に対向して設けられる転写ローラー２、記録材上の画像の定着を行う定着装置３等が備えられる。その他、転写後に感光体上に残留する現像剤の除去を行うクリーニング部材等が設けられる。
【００８０】
このような画像形成装置による画像形成は、以下のようにして行う。
【００８１】
感光体５を帯電ローラー８によって均一に帯電する。次に、露光手段によって感光体上に、潜像を形成する。現像剤を、現像剤塗布用ローラー６によって、現像ローラー４の表面に送り、現像ブレード７によって現像ローラー４の表面上に均一の厚さの薄膜に整える。その状態で現像ローラーと感光体を接触させ現像を行う。感光体上に形成したトナー剤は、搬送ベルト２によって搬送される記録材の裏面から転写ローラーによって押圧され、転写ローラーに印加した転写バイアス電荷によって記録材へ移動する。搬送ベルトは各画像形成ユニットと同期して移動して記録材を搬送するため、各画像形成ユニットにおいて形成されたトナー像は記録材に重畳して転写される。記録材上の重畳トナー像が、定着装置３において熱と圧力によって、記録材上に定着されることにより、画像形成が完了する。
【００８２】
本発明の電子写真プロセスカートリッジは、上記の他、感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ローラーや、クリーニング部材等を上記の部材と共に、又は上記の部材のいずれか一個又は二個以上と交換して一体的に設けたものであってもよい。
【実施例】
【００８３】
以下に、本発明の現像ローラー、電子写真プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
【００８４】
［実施例１］
［軸体の作製］
硫黄複合快削鋼（ＳＵＭ２４Ｌ）を、直径６．００ｍｍ、長さ２７０ｍｍの丸棒に加工し、該丸棒の片端に、Ｄカット加工を施した。Ｄカットは、現像ローラーを駆動するためのギアを嵌合するためのものである。次に、厚さ４μｍの化学ニッケルめっき（カニゼンめっき）を施し、軸体を完成した。
【００８５】
［チューブの調製］
以下の材料を溶融混練し、押し出し機と環状ダイスを用いて押し出し成形し、長さ２４０ｍｍにカットして、厚さ６０μｍ、内径１１．８４ｍｍのチューブを得た。
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部。
カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部。
該チューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【００８６】
次に、ウレタン樹脂を含む塗料を調製した。まず、ウレタン塗料（ニッポランＮ５０３３：日本ポリウレタン社製）に、カーボンブラック（ＭＡ２３０：三菱化学社製）と微粒子としてＰＭＭＡ粒子（ＭＸ−１０００：綜研化学社製）とを添加した。カーボンブラックとＰＭＭＡ粒子は各々、ウレタン樹脂固形分１００質量部に対して１５質量部添加した。次いで、これを、全固形分が１０質量％になるように、メチルエチルケトンで希釈した。更に、これを、ボールミルで攪拌分散した後、硬化剤（コロネートＬ：日本ポリウレタン工業社製）を希釈前のウレタン塗料（すなわちニッポランＮ５０３３）１００質量部に対して１０質量部添加して攪拌し、ウレタン樹脂層用塗料を調製した。
【００８７】
得られたウレタン樹脂層用塗料をチューブにディッピング塗工し、６０℃のオーブンで１５分乾燥後、８０℃のオーブンで４時間硬化し、ウレタン樹脂層を有するチューブを成形した。ウレタン樹脂層（塗膜）の厚さは２０μｍ、ウレタン樹脂層を含めたチューブの厚さは８０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。ウレタン樹脂層を含むチューブの窒素透過度を測定した。結果を、表１に示す。
【００８８】
［軸受けの調製］
層状珪酸塩を分散させたナノコンポジットポリアミド６樹脂（Ｍ１０３０ＤＨ：ユニチカ社製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）４０質量部を溶融混練し、射出成形によって、軸受けを調製した。軸受けの形状は、外径１１．８３ｍｍ、厚み３ｍｍであり、中央に直径５．８７ｍｍの穴Ａを開けた。また、軸受けの中心から４．５ｍｍ離れた位置に、直径１．７５ｍｍの穴Ｂを開けた。穴Ａは、軸体を圧入するためのものである。穴Ｂは、後に述べるように、Ｍ２のセットビスを螺着するための下穴である。軸受けの厚み抵抗は、１×１０4（Ω）であった。
【００８９】
［現像ローラーの組み立て］
まず、大気圧下で、一対の軸受けを、軸体に圧入し、軸受けと軸体とが接する部分に、導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布して１００℃のオーブンで３０分硬化させた。
【００９０】
次に、チューブの内周面の両端に、幅３ｍｍで導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布し、軸受けを圧入し接着した軸体を挿入し、軸受けの外周面と、チューブの両端部内周面とを接触させた。この状態で、１００℃のオーブンに６０分間入れて、軸体、チューブ、一対の軸受けを接着させ一体化した。
【００９１】
一体化した軸体、チューブ、一対の軸受けを、温度２３℃、ＪＩＳ Ｋ１１０７：２００５に記載の２級窒素ガスを充満した圧力室に配置し、軸受けに開けた穴Ｂからチューブ内に窒素ガスが流入した。上記導電性接着剤をねじ溝に塗布したクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４３５）製のセットビス（外周面にＭ２のおねじ溝が刻まれており、セットビスの長さ３ｍｍ）を、軸受けの穴Ｂにねじ込んで、封止した。穴Ｂは単なる丸穴であり、めねじ溝を加工していないが、軸受けが樹脂製であるので、金属製のセットビスを容易に螺合できた。穴Ｂを左右の軸受けの両方に設けた場合は、双方とも封止し、窒素を封入した現像ローラーを得た。
【００９２】
得られた現像ローラーの２３℃における外径は、１２．１４１ｍｍであった。Ｈ／Ｈ（温度３０℃相対湿度８０％）とＬ／Ｌ（温度１５℃相対湿度１０％）における現像ローラーの外径、封入した気体の圧力、気体の透過度、中空比率を測定した。中空比率は、現像ローラー全体の体積Ｖ２に対するチューブ内の体積Ｖ１の割合を示す。結果を表1に示す。
【００９３】
［電子写真プロセスカートリッジ］
得られた現像ローラーを図４に示す電子写真プロセスカートリッジに組み込んだ。現像剤には、スチレンモノマー、ｎ−ブチルアクリレートモノマー、ポリエステル樹脂、帯電制御剤、ワックス、着色剤、重合開始剤等を公知の重合法によって重合（造粒）・濾過・洗浄・乾燥し、更にシリカ微粉末を外添混合した重合トナーを用いた。重合トナーのガラス転移温度６３℃、重量平均粒径６．８μｍであった。
【００９４】
現像ブレードは、厚さ１００μｍ、りん青銅製の板（縦弾性係数＝９．８×１０4Ｎ／ｍｍ）を用いた。現像ローラー上の現像剤の薄層の量（コート量）が０．３５ｍｇ／ｃｍ2)となるように、現像ローラーに対する現像ブレードの位置を調整して取り付けた。現像ブレードの現像ローラーと接触しない側の端部を、プロセスカートリッジの枠体に取り付けた。固定端から、現像ローラーと現像ブレードとの接触部までの距離は１０ｍｍに設定した。このため、現像ブレードは、現像ローラーと当接することによって、支点から荷重点までの距離が１０ｍｍの片持ち梁の要領で変形を受ける（図１および図２）。
【００９５】
［画像形成］
作製した電子写真プロセスカートリッジを、図５に示す画像形成装置に組み込み、Ｈ／Ｈ環境及びＬ／Ｌ環境で、７０００枚の連続出力を行い、耐久試験を行った。Ｈ／Ｈ環境及びＬ／Ｌ環境共に、５０００枚出力後、ベタ画像（シアン色）の濃度を測定した。画像濃度の測定には、マクベス濃度計ＲＤ９１８（マクベス社製）を用いた。
また、耐久試験前のプロセスカートリッジを、気温４０℃、相対湿度９５％の環境に１０日間放置した後、気温２３℃、相対湿度５０％の環境に２４時間放置した。そして、気温２３℃、相対湿度５０％の環境で、ベタ画像（シアン色）の出力を行った。
【００９６】
画像評価は、現像ローラーと現像ブレードとが当接していた部分に現れる横スジ状の画像不良（セット跡画像）と、トナー融着部分に表れる縦スジ状の画像不良（トナー融着画像）を、以下の基準により行った。結果を表１に示す。
Ａ：画像不良は全く認められない。
Ｂ：軽微な画像不良が認められるが、実用上支障がない。
Ｃ：画像不良が明確に認められる。
【００９７】
[実施例２]
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えた。また、ポリエチレンナフタレート樹脂（テオネックスＴＮ８０５６Ｓ：帝人化成製）１００質量部を用いた。その他は、実施例１と同様にして、厚さ２５μｍ、内径１１．９１ｍｍのチューブを得た。該チューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．２５μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）であった。
【００９８】
次に、実施例1と同様にして、ウレタン樹脂層を有するチューブを成形した。ウレタン樹脂層の厚さは２０μｍであった。
【００９９】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１００】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．２０μｍであった。なお、体積抵抗率の測定にあたっては、ウレタン樹脂を含む層の側に主電極を設け、アルミニウム蒸着膜を設けた層の側に裏面電極を設けた（以下同じ。）。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１０１】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．９０ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０２】
［実施例３］
［チューブの調製］
押出機からの押出し厚さ２５μｍ、内径１１．９１ｍｍとし、実施例２と同様にしてアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１０３】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１０４】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．９０ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０５】
［実施例４］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えポリエチレンテレフタレート樹脂（ＴＲ８５５０：帝人化成製）１００質量部を用いた。また、押出機からの押出し厚さ４０μｍ、内径１１．８８ｍｍとし、実施例２と同様にしてアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．０５μｍ、体積抵抗率は１×１０10（Ωｃｍ）であった。
【０１０６】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は８×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１０７】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８７ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０８】
［実施例５］
圧力室の窒素ガス圧を高くした他は、実施例３と同様に現像ローラーを作製し、これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０９】
［実施例６］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４０：ユニチカ製）１００質量部を用いた。また、押出機からの押出し厚さ２５μｍ、内径１１．９１ｍｍとし、実施例２と同様にしてアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．２５μｍ、体積抵抗率は１×１０8（Ωｃｍ）であった。
【０１１０】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１１１】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８７ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用い、圧力室の窒素ガス圧を高くした他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１９６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１１２】
更に、現像ローラーを組立てた後、温度３０℃、相対湿度８０％の環境に４ヶ月間放置した後、実施例１と同様に電子写真プロセスカートリッジに組み込み、環境に放置した後、同様に画像の出力を行った。セット跡画像のレベルは、４ヶ月間放置前と変わらないレベルであった。
【０１１３】
［実施例７］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部を溶融混練しペレット１を得た。次に、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＦ１２８：日本ポリエチレン製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部を溶融混練しペレット２を得た。２台の押し出し機と、多層成形用の環状ダイスを準備して、ペレット２によって形成される層が外層に、ペレット１によって形成される層が内層になるように、多層チューブを押し出した。これを、長さ２４０ｍｍにカットして、厚さ５０μｍ、内径１１．８２ｍｍのチューブを得た。該チューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。なお、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂を含む層の厚さは２５μｍ、低密度ポリエチレン樹脂を含む層の厚さも２５μｍとした。
【０１１４】
実施例１と同様にしてウレタン樹脂層を含むチューブを得た。ウレタン樹脂層の厚さは２０μｍであった。得られたチューブに実施例２と同様にして、厚さ１０００オングストロームのアルミニウム蒸着層を設けた。
【０１１５】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１１６】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８５ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１５５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１１７】
［実施例８］
アルミニウム蒸着膜を５０オングストロームに変更した他は、実施例４と同様にチューブを作製した。
【０１１８】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１１９】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．３２６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１２０】
［実施例９］
［チューブの調製］
押出機からの押出し厚さ５０μｍ、内径１１．８６ｍｍとし、実施例２と同様にして１０００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１２１】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１２２】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８５ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１２３】
［実施例１０］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＦ１２８：日本ポリエチレン製）１００質量部を用いた。押出機からの押出し厚さ２４０μｍ、内径１５．５２ｍｍとし、実施例２と同様にして２００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１２４】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、２６０μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１２５】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径８．００ｍｍにした他は実施例１と同様の軸体を用いた。また、外径を１５．５１ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用いた。そして、上記チューブを用い、圧力室の窒素ガス圧を高くした以外は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１６．１８０ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１２６】
［実施例１１］
［チューブの調製］
ポリカーボネート樹脂（パンライトＫ１３００Ｙ：帝人化学製）１００質量部を、クロロベンゼン１０００質量部に溶解させた後、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）５０質量部を添加した。ボールミルで攪拌分散し、ポリカーボネート塗料を作成した。該塗料を、直径１２ｍｍの芯金の外周面にスプレーコーティングし、１００℃で３０分乾燥させた後、１４０℃で１時間乾燥させることにより、芯金の外周面に厚さ２μｍの半導電性ポリカーボネート皮膜を形成した。
【０１２７】
次に、以下の物質を混練しブチルゴムコンパウンドを製作した。
ブチルゴム（ブチル３６５：エクソンモービル社製） １００質量部
カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製） ３５質量部
酸化亜鉛（酸化亜鉛１号：堺化学製） １０質量部
ステアリン酸（ルナックＳ７０：花王製） 1質量部
硫黄（金華印微紛硫黄：鶴見化学工業製） ２質量部
テトラメチルチウラムジスルフィド ２質量部
（ノクセラーＴＴ−Ｐ：大内新興化学工業製）
該ブチルゴムコンパウンドを環状ダイスからチューブ状に押し出すと同時に、ポリカーボネートをコーティングした芯金をクロスヘッド押し出し法で押し出し、ブチルゴムコンパウンドを、半導電性ポリカーボネート皮膜の周囲に密着させた。この状態で、１６０℃で４５分間加硫し、ブチルゴムを研摩した。
【０１２８】
その後、実施例1と同様にしてウレタン樹脂を含む塗料を、ブチルゴム上にディッピング塗工し、６０℃のオーブンで１５分乾燥後、８０℃のオーブンで４時間硬化した。その後、半導電ポリカーボネート皮膜を芯金から剥がして、厚さ２μｍの半導電性ポリカーボネート皮膜を内層に、厚さ１３４８μｍの半導電性のブチルゴムを中間層に、厚さ２０μｍのウレタン樹脂を含む層（塗膜）を有する３層のチューブを得た。最後に、該チューブの内周面に、厚さ５０オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設けた。
【０１２９】
得られたチューブの内径は９．２６ｍｍ、厚さ１３７０μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは２．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１３０】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を９．２５ｍｍにし、穴Ｂを中心から３．７ｍｍ離れた位置に、直径０．４７ｍｍとした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用いた。そして、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１３．３７２ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１３１】
更に、現像ローラーを組立てた後、温度３０℃、相対湿度８０％の環境に４ヶ月間放置した後、実施例１と同様に電子写真プロセスカートリッジに組み込み、環境に放置した後、同様に画像の出力を行った。その結果、実用上支障はないが、軽微なセット跡が発生した画像が得られた。これは、本実施例のチューブの気体透過率が６６.７（ｆｍ／（ｓ・Ｐa）と大きいために、４ヶ月の放置期間中に、気体がチューブを透過して、現像ローラーの気体層の圧力が低下したためと考えられる。結果を表１に示す。
【０１３２】
［実施例１２］
［チューブの調製］
半導電性ブチルゴム層の厚さを１４９８μｍとし、アルミニウム蒸着膜の厚さを２０オングストロームに変更した以外は、実施例１１と同様にチューブを作製した。
【０１３３】
チューブの内径は８．９６ｍｍ、ポリカーボネート樹脂層（内層）、ブチルゴム層（中間層）と、ウレタン樹脂層（塗膜）と、アルミニウム蒸着膜とを含むチューブの総厚は、１５２０μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは２．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。本実施例では、中空比率が２３％と低いので、中空比率が３０％である実施例１１よりも、セット跡画像レベルが、相対的に不利であった。結果を表１に示す。
【０１３４】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径８．２５ｍｍにした他は実施例１１と同様の軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１３．３７２ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１３５】
［実施例１３］
［チューブの調製］
押出機からの押出し厚さ１００μｍ、内径１１．７６ｍｍとした他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１３６】
ウレタン樹脂層を含むチューブの厚さは、１２０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８５μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１３７】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径１１．７５ｍｍにした他は実施例１と同様の軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．０９２ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１３８】
［実施例１４］
［チューブの調製］
ウレタン樹脂層用塗料を塗工しない他は、実施例１と同様にチューブを作製した。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１３９】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．０９６ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４０】
［実施例１５］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径４ｍｍとした他は実施例１と同様の軸体を用い、穴Ａの直径を３．８７ｍｍとした他は実施例１と同様の軸受けを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１４１ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。本実施例では、中空率を高めるために、軸体を細く（外径４ｍｍ）している。このため、Ｈ／Ｈ環境の５０００枚画像出力後に、画像の両端部に軽微な融着スジ画像が発生した。これは、軸体が細く、軸体の剛性が低いために、現像ローラーが電子写真プロセスカートリッジ中で撓み、現像ローラーに対する現像ブレードの当接圧力が現像ローラーの両端部に集中し、現像ローラーの両端部で現像剤が融着した結果と考えられる。結果を表１に示す。
【０１４１】
［実施例１６］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
圧力室の窒素ガス圧を高くした他は、実施例３と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．６００ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４２】
［実施例１７］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
圧力室の窒素ガス圧を低くした他は、実施例１０と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１６．１００ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４３】
［実施例１８］
［チューブの調製］
図８に示す内型を用いてチューブを調製した。図８に示す内型は、１対の磁石２００と、磁性体からなる円筒を周方向に８分割した金属部材２０１から構成される。磁石２００は直径８．０１ｍｍ、長さ３００ｍｍの棒状を有し、金属部材２０１は、内径８．０２ｍｍ、外径１１．８５ｍｍ、長さ２４０ｍｍのパイプを、周方向に８分割して作製したものである。金属部材２０１は磁石２００によって一体化され、パイプが復元されるようになっている。
【０１４４】
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部を溶融混練後、粉末化し粉体を得た。次に、加熱した内型の磁石の外周面、金属部材の外周面及び側面に、得られた粉体を吹き付けて、粉体を内型の表面で溶融させ、その後、内型を冷却し、両端部の内径が小さいチューブを得た。チューブの厚さは４０μｍであった。
【０１４５】
その後、得られたチューブの外周の口径が大きい部分に、実施例1と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を設けた。ウレタン樹脂層を成形後、チューブから内型を抜き取り、金属部材２０１の外周面によって形成された内径が１１．８４ｍｍ、厚さ６０μｍ、両端の小径部分の内径が８．００ｍｍ、長さが５ｍｍのチューブを得た。
【０１４６】
［現像ローラーの組み立て］
外径８．００ｍｍとした他は実施例１と同様に作製した軸体と、チューブを、温度２３℃、ＪＩＳ Ｋ１１０７：２００５に記載の２級窒素ガスを充満した圧力室に導入した。チューブの両端の小径部分の内周面に、導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布し、軸体をチューブに挿入し、軸体の外周面と、チューブの両端部内周面とを接触させた。接触部分に、１００℃に加熱した曲率４ｍｍの曲面を有するブロックを上下方向から押し当て、接触面全体を加熱して接着を完了することにより、チューブ内に窒素ガスを封入した外径１２．１４１ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。
【０１４７】
［画像評価］
これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
【０１４９】
［実施例１９］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂１００質量部に替えて、ポリエチレンナフタレート樹脂（テオネックスＴＮ８０５６Ｓ：帝人化成製）１００質量部を用いた。図９に示す内型として、外径１１．９１ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１５０】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１５１】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．２０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１５２】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１５３】
［実施例２０］
［チューブの調製］
図９に示す内型として、外径１１．９１ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１５４】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１５５】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１５６】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１５７】
[実施例２１]
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、ポリエチレンナフタレート樹脂（テオネックスＴＮ８５５０：帝人化成製）１００質量部を用いた。図８に示す内型として、外径１１．８８ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１５８】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１５９】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は８×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１６０】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１６１】
［実施例２２］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
圧力室の窒素ガス圧を高くした以外は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．４１３ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１６２】
［実施例２３］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４０：ユニチカ製）１００質量部を用いた。図８に示す内型として、外径１１．９１ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１６３】
次に、チューブの内周面に、厚さ１００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１６４】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１６５】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１９６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１６６】
［実施例２４］
［チューブの調製］
加熱した内型に吹き付ける粉体を２種類準備した。
粉体1：エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部とを溶融混練した。これを粉末化して、粉体1を得た。
粉体２：低密度ポリエチレン樹脂（ＬＦ１２８：日本ポリエチレン製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部との溶融混練物を粉末化して、粉体２を得た。
【０１６７】
図８に示す内型として、外径１１．８６ｍｍの金属部材を用いた。始めに、実施例１８と同様にして、内型の周囲に、粉末１を吹き付けて溶融させ、厚さ２５μｍになるように被覆した。その上から、粉末２を吹き付けて溶融させ、厚さ２５μｍになるように被覆した。更に、実施例１８と同様にして、外側に、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層（塗膜）を成形した。チューブの内周面に、厚さ１０００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を作製した。
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍμｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１６８】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１６９】
［実施例２５］
［チューブの調製］
チューブの内周面に、厚さ５０オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設けた他は実施例１８と、チューブを調製した。
【０１７０】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１７１】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１７２】
［実施例２６］
［チューブの調製］
図８に示す内型として、外径１１．８６ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１７３】
次に、チューブの内周面に、厚さ１０００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１７４】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１７５】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１７６】
［実施例２７］
外径４．６ｍｍとした他は実施例１と同様の軸体を用い、穴Ａの直径を４．４９ｍｍとした他は実施例１と同様の軸受けを用い、その他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１４１ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。本実施例では、軸体の直径が４．６ｍｍと太いので、実施例１５で見られたような、現像ローラーの撓みに起因すると考えられる画像濃度ムラは発生しなかった。結果を表１に示す。
【０１７７】
［実施例２８］
圧力室の窒素ガス圧を０.１２（ＭＰa）に調節した以外は、実施例１７と同様にして現像ローラーを組立て、外径１６．１９８ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。実施例１７と本実施例のセット跡画像レベルを比較すると、中空部の圧力が０.１２（ＭＰa）である本実施例の方が、０.１１（ＭＰa）の実施例１７より優れていることが分かる。結果を表１に示す。
【０１７８】
［比較例］
実施例１と同様の軸体、軸受け、チューブを用い、これらを実施例１と同様の接着剤を用いて一体化した。一方の軸受けに開いている穴Ｂに、予め導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布し、実施例１と同様のセットビスをねじ込み、封止した。
【０１７９】
次に、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００：和光純薬製）１００質量部と４級アンモニウム塩（エチルトリブチルアンモニウムサルフェート）１質量部とを混合し、イオン導電性溶液を調製した。セットビスで穴Ｂを塞いだ側を下にして、現像ローラーを垂直に保ち、上側の軸受けの穴Ｂから、調製したイオン導電性溶液を注ぎ込み、チューブ内をイオン導電性溶液で満たした。その後、上側の軸受けの穴Ｂを同様に封止した。液体の封入作業は、大気圧下で行なったため、液体の圧力は０．１ＭＰａと推測できる。
【０１８０】
得られた外径１２．０００ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを、実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。比較例では、中空部に液体が封入されているため、Ｈ/ＨとＬ/Ｌでの現像ローラーの外径変化率が０.１０（％）と小さかった。このため、５０００枚耐久後のＨ/ＨとＬ/Ｌのベタ画像濃度の差が０.１０あり、実施例と比較して不利であることが分かる。
【０１８１】
【表２】
【０１８２】
結果から、本発明の現像ローラーにおいては、セット跡画像、現像剤の融着スジ等の画像不良の発生を抑制することができ、画像環境変化によっても一定の画像濃度の画像を得ることができることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の現像ローラーのＨ／Ｈ環境における現像ブレードとの位置関係を示す図である。
【図２】本発明の現像ローラーのＬ／Ｌ環境における現像ブレードとの位置関係を示す図である。
【図３】本発明の現像ローラーの気体層の内圧を測定する装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の現像ローラーの一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の現像ローラーの他の一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の電子写真プロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図７】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の現像ローラーの製造に用いる内型を示す構成図である。
【図９】従来の電子写真プロセスカートリッジを示す図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１ 転写ベルト
２ 転写ローラー
３ 定着装置
４ 現像ローラ
４ａ 軸体
４ｂ、４ｄ チューブ
４ｃ 軸受け
５ 感光体
６ 現像剤塗布用ローラー
７ 現像ブレード
８ 帯電ローラ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成ユニット
１００ ゲージ圧力センサ
１０１ ガスケット
１０２ センサーホルダ
１０３ 中空針
２００ 磁石
２０１ 金属部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラー、これを用いた電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置の画像形成装置において、感光体に形成された静電潜像を現像（可視化）する方法として、導電性弾性体ローラーを使用した非磁性一成分接触現像法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
非磁性一成分接触現像法は、以下のようなプロセスによる現像法である。回転可能な感光体を帯電ローラー等の帯電手段により一様に帯電し、一様に帯電した感光体表面に、レーザー光等の露光により静電潜像を形成する。静電潜像を担持した感光体に、現像ローラー表面に薄膜状に形成された現像剤を接触させながら、感光体と現像ローラーを相互に回転させる。このとき、現像ローラーに現像バイアスを印加すると、現像剤は現像ローラー上から感光体上の静電潜像へ移動し、静電潜像はトナー像として現像（可視化）される。
【０００４】
このような電子写真装置の画像形成装置の現像装置には、図９に示すように、現像剤を収納する現像剤容器２９の開口を閉塞し、且つ、一部を容器外に露出させ、この露出部分において感光体２５に対向するように現像ローラー２４が設けられる。現像剤容器内には、現像ローラーに現像剤を供給する現像剤塗布用ローラー２６、現像ローラー上の現像剤を薄膜に形成する現像ブレード２７が設けられる。現像剤塗布用ローラーは、現像ローラー表面に接して設けられる場合も、接触せずにその近傍に設けられる場合もある。また、現像ブレードは、その先端近傍、例えば、先端から０．１〜５．０ｍｍの位置において、現像ローラーに当接するように設置され、現像剤塗布用ローラーによって供給された現像ローラー上の現像剤を均一な厚さの薄膜状に形成する。
【０００５】
非磁性一成分接触現像法では、画像の出力を反復して行うと、現像ローラー表面に現像剤が融着し、現像剤の融着部分において、いわゆる融着スジと呼ばれる画像不良が発生する場合がある。現像剤の融着を抑制するためには、現像ローラーを低硬度材料で形成する方法が有効である。
【０００６】
しかしながら、低硬度材料で形成した現像ローラーにおいては、画像形成装置を作動させずに長時間放置すると、現像ブレードや感光体等とその一定位置が長時間当接することになり、この部分に塑性変形が生じる。その後、画像形成装置を作動して、画像出力を行うと、画像上にセット跡画像と称する画像不良が発生する傾向が高くなる。セット跡画像は、現像ローラーと感光体や現像ブレードとが当接していた部分に対応して発生する横線状の画像不良で、ハーフトーン画像やベタ画像に、濃い横線状のスジとして現れるものである。このような感光体等の当接圧力によって、現像ローラーに生じる塑性変形は、現像ローラーの硬度を高くすることによって抑制することができ、セット跡画像の抑制を図ることができる。
【０００７】
以上のように、一般的には、現像剤の融着の抑制と、塑性変形によるセット跡画像の抑制に対する対応策は、相反しており、低硬度でありながら、塑性変形しにくい、両者を高次元で両立可能な現像ローラーが求められている。
【０００８】
この要求に応えるべく、現像ローラーの材料改良が様々に試みられている。例えば、導電性円筒体と、両端を密閉する軸受けを有し、円筒内部をイオン導電性溶液で満たしたＯＡ用ロール（特許文献２）が報告されている。また、導電性軸体からローラー表面への給電媒体として、導電性液体ではなく、導電性粉体を封入した帯電ローラー（特許文献３）が報告されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載される現像ローラーでは、現像ローラーの内部に導電性の液体を注入し、該液体を通じて、導電性軸体（芯金）からローラー表面への給電を可能にしている。このローラーは、確かに、低硬度であって塑性変形を受けにくいものの、中空部に注入した液体がローラーの外に漏れ出す懸念がある。
【００１０】
また、本発明者らは、特許文献３に記載される帯電ローラーを、現像ローラーに適用することを試みたが、導電性粉体の封入量が少ないと、導電性軸体からローラー表面への給電が不安定となって、均一な画像を得ることができない。反対に、導電性粉体の封入量が多いと、隣り合う導電性粉体粒子の摩擦力によって、筒形基体の変形の復元が阻害され、ローラーの塑性変形が悪化する。
【００１１】
ところで、プリンタ等の帯電装置に用いられる帯電ローラーにおいて、印加される交流電圧により表層が振動することに起因する帯電音の発生を抑制するため、その内部を中空ないしスポンジ状の柔軟な材料で構成したことが報告されている（特許文献４）。しかしながら、このような中空ローラーを現像ローラーに適用し、低硬度でありながら塑性変形しにくいという相反する特性を両立可能とした現像ローラーは知られていない。
【００１２】
また、現像ローラーには、使用環境によらず、一定の濃度で現像できる現像ローラーも求められている。
【特許文献１】特開昭５２−１２５３４０号公報
【特許文献２】特開２００４−７０１６６号公報
【特許文献３】特開２００３−１４０４２６号公報
【特許文献４】特開平０６−２０８２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、現像剤の融着を抑制し、塑性変形を抑制し、出力画像においてセット跡画像や融着スジ画像を抑制し、長期に亘り高品位の画像を得ることができ、液漏れのおそれがなく、部材としても安定性が高い現像ローラーを提供することにある。更に、使用環境により生じる画像濃度の変動を抑制し、一定の濃度の画像の現像を行うことができる現像ローラーや、電子写真プロセスカートリッジや、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、現像ローラーの表面への現像バイアス電源の供給を、導電性軸体から導電性の液体や粉体を介して給電するのではなく、導電性軸体から、ローラー端面を通じて給電することを考えた。そして、内部に気体層を有する現像ローラーにおいて、所望の低硬度を有するものであっても、感光体等と一定位置において長期間当接後に生じた変形は気体の圧力により復元され、塑性変形を抑制することができることの知見を得た。このため、現像剤の融着と塑性変形とを抑制し、融着スジ画像やセット跡画像を抑制し、長期に亘って高品位な画像を得ることができることの知見を得た。このような気体層は、密閉空間を形成し、この密閉空間に気体を封入することにより形成することができることを見い出した。
【００１５】
更に、本発明者らの検討の結果、気体層を有する現像ローラーにおいて、環境変化に対する画像濃度の変動を低減することができるという予期せぬ効果が得られることが分かった。つまり、現像ローラーにおいては、気温１５℃、相対湿度１０％等の低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）と、気温３０℃、相対湿度８０％等の高温高湿環境（Ｈ／Ｈ環境）において、得られる画像の濃度差が小さいという効果が得られることの知見を得た。これは以下のような理由によることが分かった。
【００１６】
一成分接触現像方式において、画像の濃度を決定する重要な因子の一つに、現像ローラー上に薄膜状に形成された現像剤の量、即ち薄膜の厚さを挙げることができる。つまり、薄膜状の現像剤の厚さが厚ければ画像は濃くなり、厚さが薄ければ画像は薄くなる。したがって、画像の濃度を一定に保つためには、現像ローラー上の現像剤の膜厚を一定に保つ必要があり、これは現像ローラーに当接する現像ブレードの重要な機能である。現像ローラー上の現像剤の膜厚を厚くするためには、現像ブレードの先端から、現像ローラーとの当接位置までの距離（ニップエンド長さ）を長くして、現像ブレードの先端と現像ローラー表面間の距離を長くし、トナーの取り込み量の増量を図ればよい。反対に、現像ローラー上の現像剤の膜厚を薄くするには、ニップエンド長さを短くして、現像ブレードの先端と現像ローラー表面間の距離を短くし、トナーの取り込み量の減量を図ればよい。画像濃度は、経験上、Ｌ／Ｌ環境で上昇し、Ｈ／Ｈ環境で低下することが分かっており、現像ブレードの位置をこの環境に応じて適宜設定することで、現像剤量を調整し画像濃度の調節を行うことができる。しかしながら、現状の画像形成装置においては、現像ブレードと現像ローラーとを相対的に移動させる機構を備えたものはなく、使用環境によって画像濃度が変化しても、これを補正することはできない。
【００１７】
これに対して、気体を封入した気体層を有する現像ローラーにおいては、Ｈ／Ｈ環境では、気体層の体積が膨張し樹脂層を押し上げ、現像ローラーの外径を増大させる。これにより、図１に示すように、ニップエンド長さが長くなり、現像ローラー上に形成する現像剤の薄膜の厚さが厚くなる。反対に、Ｌ／Ｌ環境では、気体層の体積が減縮し現像ローラーの外径を縮小させる。このため、図２に示すように、ニップエンド長さが短くなり、現像ローラー上に形成する現像剤の薄膜の厚さが薄くなる。このように、気体層を有する現像ローラーでは、使用環境に伴ない直径が変化し、この変化が、ニップエンド長さを変化させる。これにより、現像ローラー上の現像剤の薄膜の厚さを変化させ、使用環境により生じる画像濃度の変動を相殺するような作用を有すると考えられる。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【００１８】
すなわち、本発明は、導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラーに関する。
【００１９】
また、本発明は、導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の長手方向の両端部の近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、導電性軸体の長手方向の中央部において導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラーに関する。
【００２０】
また、本発明は、電子写真装置に着脱自在に設けられ、感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジに関する。
【００２１】
また、本発明は、静電潜像を担持する感光体と、該感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する画像形成装置において、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の現像ローラーは、現像剤の融着を抑制し、塑性変形を抑制し、出力画像においてセット跡画像や融着スジ画像を抑制し、長期に亘り高品位の画像を得ることができ、液漏れ等のおそれがなく、部材としても安定性が高い。本発明の電子写真プロセスカートリッジや画像形成装置は、出力画像においてセット跡画像や融着スジ画像を抑制し、長期に亘り高品位の画像を得ることができ、液漏れ等のおそれがなく、装置の安定性が高い。しかも、使用環境により生じる画像濃度の変動を抑制し、一定の濃度の画像の現像を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の現像ローラーは、導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーである。そして、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の現像ローラーにおける軸体は、上層の気体層、樹脂層を支持可能な強度を有し、導電性を有するものである。軸体の材質としては、金属や導電性樹脂を用いることができるが、強度の観点から、金属が好ましい。かかる金属としては、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化用鋼合金などを挙げることができる。
【００２５】
更に、軸体は防錆処理をしたものが好ましく、具体的には、軸体にめっき処理や、酸化処理を施すことが好ましい。めっき処理の種類としては、電気めっき、無電解めっきなどいずれも使用することができるが、めっき厚の均一性に優れる無電解めっきが好ましい。ここで使用される無電解めっきとしては、具体的には、ニッケルめっき、銅めっき、金めっき、カニゼンめっき、その他各種合金めっき等を挙げることができる。ニッケルめっきとしては、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ複合めっきなどを挙げることができる。めっき厚みは、０．０５μｍ以上であることが好ましいが、防錆効果、作業効率、価格の点から、より好ましくは０．１〜３０μｍである。
【００２６】
軸体の外径は、４．５〜１０ｍｍが好ましい。軸体の外径が４．５ｍｍ以上であれば、軸体が充分な剛性を有し、画像形成における現像ローラーの撓みを抑制し、ローラー長手方向に亘って均一な画像濃度を得ることができる。軸体の外径が１０ｍｍ以下であれば、全体の体積を低く抑え、充分な体積の気体層を確保することができる。
【００２７】
本発明の現像ローラーにおける気体層は、気密空間に空気、窒素等の気体を封入した層である。気体層に封入する気体として、いずれであってもよいが、窒素又は空気が好ましい。窒素又は空気が好適であることの理由として、窒素は、酸素や二酸化炭素等に比べ、ポリマーを透過しにくいので、樹脂層を介して気体層からの漏洩を抑制し、気体層内圧を長期間に亘って維持することができることが挙げられる。また、気体層から漏洩した窒素は、環境汚染への影響もなく、無害であり、更に、不燃性であるので、火災を誘発することもなく、他の不燃性ガス等と比較して、安価であるということを挙げることができる。
【００２８】
気体層の体積Ｖ１としては、現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、３０％から８０％であることが好ましい。ここで、現像ローラー全体の体積Ｖ２とは、両端から突出した軸体部分を除いた現像ローラーの有効部分の体積、即ち、現像ローラーの両端から突出した軸体部分を除いた軸体、気体層及び樹脂層の合計の体積を意味する。気体層の体積Ｖ１が現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、３０％以上であれば、封入する気体の体積の変化によって、ニップエンド長さを、Ｈ／Ｈ環境とＬ／Ｌ環境において生じる画像濃度差を相殺できる変化量に調整することができる。このため、環境変化により生じる画像濃度差の低減を図ることができる。また、気体層の体積Ｖ１が現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、８０％以下であれば、気密空間からの気体の漏洩を、より抑制できるように樹脂層を形成するチューブの厚みを設定することができるため、現像ローラーの長寿命化を図ることができる。また、ローラー全体の体積を増加させることなく導電性軸体の外径を、軸体の強度を保持する大きさとすることができ、軸体の撓みの増加を抑制することができる。このため、現像ブレードの当接圧力が現像ローラーの端部に集中して端部に生じる現像剤の融着の誘発を抑制することができる。気体層の体積Ｖ１としては、現像ローラー全体の合計の体積Ｖ２に対して、７０〜８０％がより好ましい。上記気体層の体積Ｖ１は、２３℃における体積をいう。
【００２９】
上記気体層の体積は以下の方法により測定した測定値を採用することができる。気体層の体積の測定は、測定に先立って、現像ローラーを２３℃の環境に１２時間以上放置し、２３℃において測定する。
【００３０】
次に、現像ローラーを軸方向を垂直方向にして配置し、気体層の上端部に直径１．０〜２．０ｍｍの穴を開ける。穴を開けた後に、現像ローラーの質量Ｗ１（ｇ）を測定する。
【００３１】
次に、現像ローラーの軸体の両端部を掴んで、現像ローラーの軸体が垂直方向となるように把持する。このとき、上記軸体以外のローラー部には何も触れないようにする。その後、先に開けた穴から、水面が気体層上端面と同じ高さになるまで純水を注入する。注水後、現像ローラーの質量Ｗ２（ｇ）を測定する。注入した水の質量（Ｗ２−Ｗ１）を求め、２３℃における水の比容積（１．００２ｃｍ3／ｇ）から、気体層の体積Ｖ１［（Ｗ２−Ｗ１）×１．００２］（ｃｍ3）を求める。
【００３２】
また、現像ローラー全体の体積Ｖ２としては、以下の方法による測定値に基づいて算出した値を採用することができる。
【００３３】
現像ローラーの両端部、中央部、及び両端部と中央部との中間部分（中点）の合計５箇所について、外径を、レーザー測長機等の非接触測定で測定し、測定結果の平均値を、現像ローラーの外径：Ｄ（ｃｍ）とする。また、現像ローラーの有効部分の左端面から右端面までの距離：Ｌ(ｃｍ)をノギス等で測定する。現像ローラー全体の体積Ｖ２は、以下の式によって求められる。
【００３４】
Ｖ２＝Ｄ×Ｄ÷４×π×Ｌ（ｃｍ3）
上記気体層内の圧力（絶対圧力）としては、０．１２ＭＰａから０．５０ＭＰａであることが好ましい。気体層内の圧力が、０．１２ＭＰａ以上であれば、現像ローラーと現像ブレード等との当接部における塑性変形を抑制し、セット跡画像の発生を抑制することができる。これは、封入した気体の圧力により、現像ローラーの変形を押し戻す力を十分に得ることができるためであると考えられる。また、気体層内の圧力が０．５０ＭＰａ以下であれば、現像ローラーの硬度が上昇することによる融着スジ画像の発生を抑制することができる。気体層内の圧力としては、０．１５ＭＰａから０．４０ＭＰａであることがより好ましい。ここで気体層内の圧力は２３℃における絶対圧力とすることができる。
【００３５】
気体層内の圧力としては以下の測定装置を用いて測定して得られる測定値を採用することができる。
【００３６】
気体層内の圧力の測定に用いる測定装置には、図３に示すように、ゲージ圧力センサ（ＪＰ２６１−ＧＣＪ：横河電機株式会社製）１００が、先端に、外径１．００ｍｍの中空針１０３を有するシリンダー状のセンサーホルダ１０２に支持されて設けられる。圧力センサはその先端部周囲に、センサーホルダとの間隙を、０．５ＭＰａ以上の圧力が負荷されても完全にシール可能なガスケット１０１を有し、ゲージ圧力センサーホルダ内を後退して生じる空間に０．５ＭＰａ以上の気体を漏洩せずに導入可能に設置されている。
【００３７】
測定に先立って、現像ローラーを２３±１℃の環境に１２時間以上放置後、２３±１℃の環境下において測定する。
【００３８】
次に、現像ローラーの軸体の両端部を掴んで、現像ローラーの軸体が垂直方向となるように把持する。このとき、上記軸体以外のローラー部には、何も触れないようにする。その後、中空針１０３をその先端が気体層内に位置するように突き刺し、圧力センサを後退させ、ゲージ圧力センサとセンサーホルダ間の空間内へ、気体層に封入されていた気体を導く。ゲージ圧力センサがセンサーホルダ内の最下位にあるときの、図３における斜線で示す空間の体積ＶＳ（ｃｍ3）が、気体層の体積と比較して無視できる程度に小さい場合には、測定圧力Ｐ１（ＭＰａ）を、そのままチューブ内のゲージ圧力とみなす。そして、該ゲージ圧力に大気圧力０．１（ＭＰａ）を加算することで、気体層の内圧（絶対圧力）を求めることができる。しかし、実際には、体積ＶＳを、気体層の体積ＶＲと比較して充分に小さくすることは困難であるので、大気圧力を０．１（ＭＰａ）と仮定して以下の補正を行う。
気体層の内圧（絶対圧力）(MPa)＝Ｐ１(MPa)×（ＶＲ(cm3)＋ＶＳ(cm3)÷ＶＲ(cm3)
＋０．１(MPa)
上記補正は、大気圧を０．１ＭＰａと仮定しているため、補正精度の観点から、体積ＶＳが、体積ＶＲの１０％以下であることが好ましい。なお、補正精度を維持するために、上記の測定は、大気圧力（絶対圧力）が99(kPa)〜102(kPa)の環境にて行なうものとする。
【００３９】
上記気体層を作成するには、導電性軸体と、軸体の外径より大きい内径を有し、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に気体を封入して形成することができる。
【００４０】
上記気体層となる気密空間を形成するチューブは、本発明の現像ローラーにおける樹脂層となるものである。チューブの材質としては、樹脂、エラストマー、ゴムや、これらの複合材料等いずれのものであってもよいが、気体の透過率が低いものが好ましい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアミドを好ましいものとして挙げることができる。これらは１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。また、チューブは単層でも、多層構造でもよく、上記樹脂の１種又は２種以上からなる層を２層以上組み合わせた多層構造体として用いることができる。更に、樹脂と、アルミニウム蒸着等の金属層との多層構造とすると、樹脂層への導電性付与と共に、気体の透過率を低減することができるため、好ましい。
【００４１】
上記チューブは導電性を有することが好ましく、具体的には、体積抵抗値として、１×１０5〜１×１０12Ωｃｍを有することが好ましい。チューブを導電性にするためには、チューブを構成する樹脂等に導電剤を混合することができる。かかる導電剤としては、カーボンブラック、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモンをドープした酸化錫で酸化チタンを被覆した金属酸化物を挙げることができる。その他、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステル等の高分子型の帯電防止剤、カチオン系、アニオン系、ノニオン系界面活性剤等の界面活性剤などを用いることができる。これらの中でも、カーボンブラック、金属酸化物、高分子型の帯電防止剤は、チューブのべたつきを増加させることから、好ましい。
【００４２】
ここで上記体積抵抗値は、以下の方法で求めた値を採用することができる。抵抗計として、超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用い、以下の条件で測定を行う。
測定モード：プログラムモード５
（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：１００（Ｖ）
試料箱：超高抵抗計測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社製）、主電極は口径１０ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属、ガードリング電極は内径２０ｍｍ、外径２８ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属とする。
試験片：被測定物から直径３０ｍｍのシートを切り出す。切り出した試験片の片面には、その全面にＰｔ−Ｐｄ蒸着を行うことで蒸着膜電極（裏面電極）を設け、もう一方の面には同じくＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により、直径１５ｍｍの主電極膜と、内径１８ｍｍ、外径２８ｍｍのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立製作所製）を用い、電流値１５ｍＡにて蒸着操作を２分間行って得る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
【００４３】
測定時には、口径１０ｍｍの主電極を口径１５ｍｍの主電極膜からはみ出さないように置く。また、内径２０ｍｍのガードリング電極を、内径１８ｍｍのガードリング電極膜からはみ出さないように、電極膜の上に置いて測定する。測定は、気温２３℃、相対湿度５０％の環境で行うが、測定に先立って、測定サンプルを、該環境に１２時間以上放置しておく。
【００４４】
以上の状態で、サンプルの体積抵抗（Ω）を測定する。次に、測定した体積抵抗値をＲＭ（Ω）、チューブの厚さをｔ（ｃｍ）とするとき、チューブの体積抵抗率ＲＲ（Ωｃｍ）を、以下の式によって求める。
【００４５】
ＲＲ（Ωｃｍ）＝π×０．７５×０．７５×ＲＭ（Ω）÷（４×ｔ（ｃｍ））
上記チューブは、温度２５℃における窒素透過度として、０．１〜２０．０ｆｍ／（ｓ／Ｐａ）を有することが好ましい。チューブが後述する厚さを有する場合、窒素透過度として０．１ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）以上のチューブを容易に作製することができる。チューブの窒素透過度が２０．０ｆｍ／（ｓ／Ｐａ）以下であれば、封入した気体の漏洩を長時間に亘って抑制することができる。チューブの窒素透過度の、より好ましい範囲としては０．２〜２．０ｆｍ／（ｓ／Ｐａ）を挙げることができる。また、チューブの外周面に、後述するウレタン樹脂層を有する場合、チューブの窒素透過度としては、ウレタン樹脂層を含めたチューブの気体透過度とすることができる。
【００４６】
なお、封入した気体の漏洩を考えると、チューブの窒素透過度は小さいほど好ましい。しかし、現時点で容易に入手できるゴム・樹脂材料からなるフィルム（該フィルムに金属の蒸着処理をしたものを含む。）で、窒素透過度を０.１（ｆｍ／（ｓ／Ｐａ））より小さくすることは困難である。このため、チューブの窒素透過度の現実的な下限値として０.１（ｆｍ／（ｓ／Ｐａ））を設定しているが、より低透過度の樹脂が上市されれば、より低透過度のチュ−ブを採用することができる。
【００４７】
ここで、チューブの温度２５℃における窒素透過率としては、該チューブを直径３０ｍｍの円盤形状に切り抜いたものを試験片として、以下の方法により測定した測定値を採用することができる。ＪＩＳ Ｋ７１２６：１９８７に記載のＡ法（差圧法）に基いて、窒素ガス（ＪＩＳ Ｋ１１０７：２００５に記載の２級窒素）を試験気体として測定する。
【００４８】
チューブの厚さとしては、２５μｍ〜１５００μｍが好ましい。チューブの厚さが２５μｍ以上であると、機械強度を有し、現像ローラーにおいて優れた耐久性を有し、窒素透過率を上記の範囲とすることができる。チューブの厚さが１５００μｍ以下であると、チューブの剛性が過大となり現像ローラーにおいて変形に対する復元力が低下するのを抑制し、セット跡画像の出力を抑制することができる。
【００４９】
上記チューブの製法としては、押し出し成形法、インフレーション成形法、射出成形法、浸漬法等の塗工法を挙げることができる。浸漬法としては、具体的には、チューブの原料を分散溶解させた塗工液を調製し、チューブ内径と同一の外径を有する軸体を、塗工液に浸漬し、得られた塗膜を乾燥／硬化させた後に、軸体から抜き取る方法等を挙げることができる。これらの中でも、折り目もなく連続生産が可能な押し出し成形法が、好ましい。
チューブを押し出し成形法によって製造する場合、環状ダイスを用いることになるが、該ダイスと押し出し材料が接触する面（流路）は、クロムめっき加工にて平滑にすると、押し出しスジのない平滑なチューブが得られる。これを用いた現像ローラーにおいてスジのない良好な画像を得ることができる。
【００５０】
上記チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けは、軸体を貫通させチューブの端部を密着させて気密空間を形成するものである。かかる軸受けの材質としては、気体の透過率が低く導電性を有するものが好ましく、樹脂、ゴム、エラストマー等いずれの材質であってもよいが、具体的には、上記チューブとして例示したものと同様のものを例示することができる。更に、アルミニウム蒸着等の金属層を有するものであってもよい。これらの材料の中で、ポリアミドが最も好適である。その理由として、ポリアミドは、窒素透過度が小さい材料であるため、封入した気体が軸受けを透過するのを抑制することができる。更に、ポリアミドは、潤滑性、柔軟性、強靭性を備えているので、軸受けを軸体に容易に圧入することができ、軸受けと軸体間からの気体の漏洩を抑制することができる。
【００５１】
上記軸受けの導電性としては、電気抵抗値が１〜１×１０5Ωの範囲であることが好ましい。このような導電性を軸受けに付与するためには、導電剤を添加することができる。導電剤としては、具体的には、上記チューブに用いる導電剤として、例示したものと同様のものを挙げることができる。これらの中でも、１〜１×１０5（Ωｃｍ）の抵抗値に調節することが容易な、カーボンブラック、金属酸化物が好適である。
【００５２】
ここで軸受けの電気抵抗値の測定は、抵抗計：超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用いて以下の条件により測定した測定値を採用することができる。
測定モード：プログラムモード５（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：０．０１（Ｖ）
試料箱：超高抵抗計測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社製）主電極は直径１２ｍｍ、厚さ１０ｍｍの金属、ガードリング電極は使用しない。
試験片：現像ローラーから軸受けを切り出して、そのまま試験片とする。
【００５３】
測定は、２３℃／５０％ＲＨの環境で行うが、測定に先立って、測定サンプルを、該環境に１２時間以上放置しておく。試験片を、試料箱の電極の上に水平に置き、その上に口径１２ｍｍの主電極を、試験片からはみ出さないように置いて、軸受けの厚み方向の抵抗値を測定する。体積抵抗率への換算は行わない。したがって、単位はΩである。
【００５４】
上記軸受けは、上記チューブの端部と接着するため、チューブの内径と略同一の外径を有し、軸体を貫通する貫通孔とを有する。軸受けの貫通孔の直径（ｄ４ｃ）は、軸体の外径（Ｄ４ａ）に対して、−５０μｍから＋３０μｍの範囲（Ｄ４ａ−５０μｍ≦ｄ４ｃ≦Ｄ４ａ＋３０μｍ）であることが好ましい。軸受けの貫通孔の直径が軸体外径に３０μｍを加えた長さ以下であれば、軸受けの中心と軸体の中心とのズレの発生を抑制し、得られる現像ローラーの真円度を高精度に得ることができ、画像濃度ムラの発生を抑制することができる。また、軸受けの貫通孔と軸体外周面間の距離（間隙）が充分に短く、気体の漏洩を抑制することができる。一方、軸受けの貫通孔の直径が軸体外径から５０μｍを除した長さ以上であれば、軸受けの軸体への圧入を容易に行うことができる。
【００５５】
上記軸受けの外径Ｄ４ｃは、チューブの内径ｄ４ｂに対して、−３０μｍから＋３０μｍの範囲（ｄ４ｂ−３０μｍ≦Ｄ４ｃ≦ｄ４ｂ＋３０μｍ）であることが好ましい。軸受けの外径がチューブ内径に３０μｍを加えた長さ以下であれば、軸受けをチューブに嵌合し容易に接着することができる。軸受けの外径がチューブ内径から３０μｍを除した長さ以上であれば、軸受けの中心とチューブの中心とのズレの発生を抑制し、得られる現像ローラーの真円度を高精度に得ることができ、画像濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００５６】
上記軸受けの厚さとしては、２〜１０ｍｍ程度が好ましい。軸受けの厚さが２ｍｍ以上であれば、軸受けと軸体との対向面積、軸受けとチューブとの対向面積として、気密空間を形成するための充分な接着面積を確保することができる。軸受けの厚さが１０ｍｍ以下であれば、現像ローラーの長尺化を抑制し、装置の大型化を抑制することができる。
【００５７】
軸受けの製法としては、射出成形法、切削法等を挙げることができるが、射出成形法は、簡便な工法で、低コストであることから好ましい。射出成形法により軸受けを製造する場合には、ゲート位置を、軸受けとチューブが接触する面（軸受けの外周面）及び、軸受けと軸体が接触する面（軸受けの貫通孔面）以外の位置にすることが好ましい。軸受けの外周面又は貫通孔面以外をゲート位置とすることにより、軸受けの外周面又は貫通孔面から気体が漏洩するのを抑制することができる。
【００５８】
上記気体層を形成するには、例えば、軸体に軸受けを圧入し、これらを接着する。このとき、必要に応じて接着剤を用いることもできる。その後、目的とする気体層の内圧と同じ圧力の気体、例えば、空気、あるいは窒素等が充填された圧力室内において、軸体に圧入した軸受けとチューブの接着を行う。チューブと軸受けとの接着は接着剤を用いることができる。接着剤の硬化により、目的とする内圧の気体が封入された気体層と、樹脂層を有する現像ローラーを得ることができる。
【００５９】
また、気体層の別途の成形方法としては、軸受けに封止用の小穴を開けておき、この軸受けと、軸体と、チューブとを大気圧下で接着してローラーを組み立てる。次に、目的とする気体層の圧力と同程度の圧力を有する圧力室内において、軸受けの小穴を封止する方法を挙げることができる。軸受けの小穴の封止方法としては、接着剤を注入する方法、穴の内径よりも若干太い外径を有する金属棒を小穴に圧入する方法、これらを併用する方法、ネジを螺着する方法等を挙げることができる。以上の方法によって、目的とする内圧の気体が封入された気体層と、樹脂層を有する現像ローラーを得ることができる。
【００６０】
本発明の現像ローラーにおける気体層の気密空間を形成するために用いるチューブとしては、以下のものを使用することができる。
【００６１】
軸体の長手方向の両端部の近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、軸体の長手方向の中央部において軸体の外径より大きい内径を有するもの（以下、小径開口チューブという。）である。この小径開口チューブは、内径が軸体の長手方向の両端部近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、両端部を、直接、軸体に接着する。このため、上記軸受けを使用せず、チューブと軸体で、気体を封入する密閉空間を形成することができる。具体的には、両端部と中央部が同寸状の上記チューブ（以下、円筒状チューブという。）において、両端の内径を軸体の外径と同じ小径に形成したものを使用することができる。ここで、軸体の長手方向の両端部の近傍とは、具体的には、チューブの一方の小径開口から、例えば、１〜１５ｍｍ程度の範囲を挙げることができ、この両端部の範囲を除いた部分を、軸体の長手方向の中央部とすることができる。
【００６２】
この小径開口チューブの成形方法として、以下の方法を挙げることができる。（１）チューブを押し出し成形した後に、チューブの両端を熱収縮によって細くする方法。（２）射出成形法。（３）回転成形法（回転した型に粉末原料を遠心力によって付着させ、型を加熱して粉末原料を溶融させた後に、型から成形物を取り外す方法）。
【００６３】
このような小径開口チューブの材質としては、具体的には、上記チューブにおいて例示したものと同様の材質を挙げることができる。
【００６４】
小径開口チューブを用いて気体層を形成する方法としては、具体的には、目的とする気体層内の圧力に保たれた圧力室内で、小径開口チューブと軸体とを接着することにより、所定の内圧を有する気体層を備えた現像ローラーを得ることができる。小径開口チューブと軸体との接着方法としては、上記軸体と軸受けとの接着方法を挙げることができる。
【００６５】
本発明の現像ローラーにおける樹脂層は、上記チューブからなるものであってもよいが、ウレタン樹脂層を有することが好ましい。ウレタン樹脂層を有することにより、トナーの融着をより抑制することができ、気体層からの気体の漏洩を抑制することができる。かかるウレタン樹脂層に含まれるウレタン樹脂としては、エステル結合を有するウレタン、エーテル結合を有するウレタン等のウレタン樹脂を使用することができる。現像ローラー表面へのトナーの融着を抑制する観点から、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以下の、柔らかいウレタン樹脂を用いることが好ましい。
【００６６】
ウレタン樹脂層には、カーボンブラックや、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモンをドープした酸化錫で酸化チタンを被覆した金属酸化物等の導電剤が含まれていてもよい。またポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステル等の高分子型の帯電防止剤、カチオン系、アニオン系、ノニオン系界面活性剤等の界面活性剤が含まれていてもよい。
【００６７】
上記ウレタン樹脂層は、表面粗さＲａとして、０．８〜２．０μｍの範囲であることが、現像剤の担持を容易にすることから、好ましい。
【００６８】
表面粗さＲａはＪＩＳ ＢＯ６０１：１９８２に準拠した測定方法により得られた測定値を採用することができる。具体的には、接触式表面粗さ計（商品名：サーフコム４８０Ａ；東京精密製）を用いた。また、測定は、半径２μｍの触針を用い、押し付け圧０．７ｍＮ、測定速度０．３ｍｍ／ｓｅｃ、測定倍率５０００倍、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍの条件で行う。測定箇所は、軸方向３点（軸方向に対して現像ローラーの両端部からそれぞれ３ｃｍの位置と中央部）に対して周方向３点の測定を行い、合計９点の相加平均値を表面粗さＲａとする。なお、周方向の位置は任意とする。
【００６９】
このような表面粗さを得るために、ウレタン樹脂層に、面積相当径（投影面積と等しい面積を持つ円の直径）による平均粒子径が１〜１０μｍの微粒子を含有することが好ましい。このような微粒子を含有することにより、樹脂層表面粗さが大きくなり、現像ローラー表面において現像剤の搬送を容易にすることができる。微粒子の材質としては、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、フェノール樹脂微粒子等を挙げることができる。これらの微粒子は、ウレタン樹脂１００質量部に対して、１０〜１００質量部の範囲で添加することが好ましい。微粒子の添加量が１０質量部以上であれば現像剤の搬送を容易とする表面を形成することができ、１００質量部以下であればウレタン樹脂層が脆弱になるのを抑制することができる。
【００７０】
ウレタン樹脂層の厚さは、３〜５０μｍが好ましい。厚さが３μｍ以上であれば、現像ローラー表面へのトナーの融着を抑制することができ、５０μｍ以下であればウレタン樹脂層の剛性が過大になるのを抑制し、環境変化に追従する現像ローラーの外径変動の阻害を抑制することができる。
【００７１】
上記ウレタン樹脂層を成形する方法としては、上記ウレタン樹脂を含有する塗工液を調製する。塗工液の調製には、ウレタン樹脂と必要に応じて各種添加剤や微粒子、溶剤を、例えば、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビースを利用した分散装置等を用いて得られる分散液を使用できる。この塗工液を用いて、スプレー法、ディッピング法等により、チューブ表面上に塗膜を形成し、これを硬化して成形する方法を挙げることができる。
【００７２】
上記チューブ表面上にウレタン樹脂層を成形する時期としては、軸体とチューブとの接着を行い、気体の封入後であっても、また、軸体との接着を行う前の部材としてのチューブに成形することもできる。
【００７３】
本発明の現像ローラーにおいては、気体層を有するため、環境変化に伴い、外径が変動する。現像ローラーの外径の変動範囲としては、式（１）の範囲で変化することが好ましい。
【００７４】
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００≦１．００ （１）
式中、Ｄ１は温度３０℃相対湿度８０％（Ｈ／Ｈ環境）時の外径、Ｄ２は温度１５℃相対湿度１０％（Ｌ／Ｌ環境）時の外径を表す。より好ましい（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００の範囲は、０．２０〜０．６０である。（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００が上記の範囲であると、Ｈ／Ｈ環境とＬ／Ｌ環境とで得られる画像の濃度の変動を抑制し、環境変化によらず一定の濃度の画像を得ることができる。
【００７５】
このような本発明の現像ローラーの一例として、図４、図５に示すものを挙げることができる。図４に示す現像ローラーは、導電性軸体４ａと、樹脂層を形成する円筒状チューブ４ｂと、左右一対の軸受け４ｃとを有する。軸受け４ｃと円筒状チューブ４ｂとが接する面は、例えば、導電性の接着剤によって接着するなど、気密に接着されている。また、図５に示す現像ローラーは、軸体４ａと、樹脂層を形成する小径開口チューブ４ｄとを有する。軸体４ａと小径開口チューブ４ｄとが接する面は、同様に、導電性の接着剤を用いるなど、気密に接着されている。
【００７６】
本発明の電子写真プロセスカートリッジは、電子写真装置に着脱自在に設けられ、感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有し、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする。
【００７７】
本発明の電子写真プロセスカートリッジは、電子写真装置の画像形成装置に着脱自在に設けられ、交換可能なものである。その一例として、図６に示すものを挙げることができる。図６に示す電子写真プロセスカートリッジには、主として、矢印の方向に回転可能な静電潜像を担持する感光体５が設けられる。感光体に対向して、上記本発明の現像ローラー４と、帯電ローラー８とが配置され、現像剤を収納する現像剤容器９内に現像剤塗布用ローラー６が設けられ、現像剤容器９の端部に現像ブレード７とが一体化されて設けられている。
【００７８】
本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体と、該感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有し、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする。
【００７９】
本発明の画像形成装置の一例として、図７に示すタンデム方式のカラー画像形成装置を挙げることができる。図７の概略構成図に示す画像形成装置には、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナー、ブラックトナー等各色トナー毎に設けられる画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設けられる。各画像形成ユニットは上記電子写真プロセスカートリッジを適用することができる。この、画像形成装置には、帯電ローラー８によって一様に帯電された感光体に静電潜像を形成する露光手段（図示せず）が設けられる。更に、記録材を搬送する搬送ベルト１を介して、各画像形成ユニットの感光体に対向して設けられる転写ローラー２、記録材上の画像の定着を行う定着装置３等が備えられる。その他、転写後に感光体上に残留する現像剤の除去を行うクリーニング部材等が設けられる。
【００８０】
このような画像形成装置による画像形成は、以下のようにして行う。
【００８１】
感光体５を帯電ローラー８によって均一に帯電する。次に、露光手段によって感光体上に、潜像を形成する。現像剤を、現像剤塗布用ローラー６によって、現像ローラー４の表面に送り、現像ブレード７によって現像ローラー４の表面上に均一の厚さの薄膜に整える。その状態で現像ローラーと感光体を接触させ現像を行う。感光体上に形成したトナー剤は、搬送ベルト２によって搬送される記録材の裏面から転写ローラーによって押圧され、転写ローラーに印加した転写バイアス電荷によって記録材へ移動する。搬送ベルトは各画像形成ユニットと同期して移動して記録材を搬送するため、各画像形成ユニットにおいて形成されたトナー像は記録材に重畳して転写される。記録材上の重畳トナー像が、定着装置３において熱と圧力によって、記録材上に定着されることにより、画像形成が完了する。
【００８２】
本発明の電子写真プロセスカートリッジは、上記の他、感光体上のトナー像を転写材に転写する転写ローラーや、クリーニング部材等を上記の部材と共に、又は上記の部材のいずれか一個又は二個以上と交換して一体的に設けたものであってもよい。
【実施例】
【００８３】
以下に、本発明の現像ローラー、電子写真プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
【００８４】
［実施例１］
［軸体の作製］
硫黄複合快削鋼（ＳＵＭ２４Ｌ）を、直径６．００ｍｍ、長さ２７０ｍｍの丸棒に加工し、該丸棒の片端に、Ｄカット加工を施した。Ｄカットは、現像ローラーを駆動するためのギアを嵌合するためのものである。次に、厚さ４μｍの化学ニッケルめっき（カニゼンめっき）を施し、軸体を完成した。
【００８５】
［チューブの調製］
以下の材料を溶融混練し、押し出し機と環状ダイスを用いて押し出し成形し、長さ２４０ｍｍにカットして、厚さ６０μｍ、内径１１．８４ｍｍのチューブを得た。
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部。
カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部。
該チューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【００８６】
次に、ウレタン樹脂を含む塗料を調製した。まず、ウレタン塗料（ニッポランＮ５０３３：日本ポリウレタン社製）に、カーボンブラック（ＭＡ２３０：三菱化学社製）と微粒子としてＰＭＭＡ粒子（ＭＸ−１０００：綜研化学社製）とを添加した。カーボンブラックとＰＭＭＡ粒子は各々、ウレタン樹脂固形分１００質量部に対して１５質量部添加した。次いで、これを、全固形分が１０質量％になるように、メチルエチルケトンで希釈した。更に、これを、ボールミルで攪拌分散した後、硬化剤（コロネートＬ：日本ポリウレタン工業社製）を希釈前のウレタン塗料（すなわちニッポランＮ５０３３）１００質量部に対して１０質量部添加して攪拌し、ウレタン樹脂層用塗料を調製した。
【００８７】
得られたウレタン樹脂層用塗料をチューブにディッピング塗工し、６０℃のオーブンで１５分乾燥後、８０℃のオーブンで４時間硬化し、ウレタン樹脂層を有するチューブを成形した。ウレタン樹脂層（塗膜）の厚さは２０μｍ、ウレタン樹脂層を含めたチューブの厚さは８０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。ウレタン樹脂層を含むチューブの窒素透過度を測定した。結果を、表１に示す。
【００８８】
［軸受けの調製］
層状珪酸塩を分散させたナノコンポジットポリアミド６樹脂（Ｍ１０３０ＤＨ：ユニチカ社製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）４０質量部を溶融混練し、射出成形によって、軸受けを調製した。軸受けの形状は、外径１１．８３ｍｍ、厚み３ｍｍであり、中央に直径５．８７ｍｍの穴Ａを開けた。また、軸受けの中心から４．５ｍｍ離れた位置に、直径１．７５ｍｍの穴Ｂを開けた。穴Ａは、軸体を圧入するためのものである。穴Ｂは、後に述べるように、Ｍ２のセットビスを螺着するための下穴である。軸受けの厚み抵抗は、１×１０4（Ω）であった。
【００８９】
［現像ローラーの組み立て］
まず、大気圧下で、一対の軸受けを、軸体に圧入し、軸受けと軸体とが接する部分に、導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布して１００℃のオーブンで３０分硬化させた。
【００９０】
次に、チューブの内周面の両端に、幅３ｍｍで導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布し、軸受けを圧入し接着した軸体を挿入し、軸受けの外周面と、チューブの両端部内周面とを接触させた。この状態で、１００℃のオーブンに６０分間入れて、軸体、チューブ、一対の軸受けを接着させ一体化した。
【００９１】
一体化した軸体、チューブ、一対の軸受けを、温度２３℃、ＪＩＳ Ｋ１１０７：２００５に記載の２級窒素ガスを充満した圧力室に配置し、軸受けに開けた穴Ｂからチューブ内に窒素ガスが流入した。上記導電性接着剤をねじ溝に塗布したクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４３５）製のセットビス（外周面にＭ２のおねじ溝が刻まれており、セットビスの長さ３ｍｍ）を、軸受けの穴Ｂにねじ込んで、封止した。穴Ｂは単なる丸穴であり、めねじ溝を加工していないが、軸受けが樹脂製であるので、金属製のセットビスを容易に螺合できた。穴Ｂを左右の軸受けの両方に設けた場合は、双方とも封止し、窒素を封入した現像ローラーを得た。
【００９２】
得られた現像ローラーの２３℃における外径は、１２．１４１ｍｍであった。Ｈ／Ｈ（温度３０℃相対湿度８０％）とＬ／Ｌ（温度１５℃相対湿度１０％）における現像ローラーの外径、封入した気体の圧力、気体の透過度、中空比率を測定した。中空比率は、現像ローラー全体の体積Ｖ２に対するチューブ内の体積Ｖ１の割合を示す。結果を表1に示す。
【００９３】
［電子写真プロセスカートリッジ］
得られた現像ローラーを図４に示す電子写真プロセスカートリッジに組み込んだ。現像剤には、スチレンモノマー、ｎ−ブチルアクリレートモノマー、ポリエステル樹脂、帯電制御剤、ワックス、着色剤、重合開始剤等を公知の重合法によって重合（造粒）・濾過・洗浄・乾燥し、更にシリカ微粉末を外添混合した重合トナーを用いた。重合トナーのガラス転移温度６３℃、重量平均粒径６．８μｍであった。
【００９４】
現像ブレードは、厚さ１００μｍ、りん青銅製の板（縦弾性係数＝９．８×１０4Ｎ／ｍｍ）を用いた。現像ローラー上の現像剤の薄層の量（コート量）が０．３５ｍｇ／ｃｍ2)となるように、現像ローラーに対する現像ブレードの位置を調整して取り付けた。現像ブレードの現像ローラーと接触しない側の端部を、プロセスカートリッジの枠体に取り付けた。固定端から、現像ローラーと現像ブレードとの接触部までの距離は１０ｍｍに設定した。このため、現像ブレードは、現像ローラーと当接することによって、支点から荷重点までの距離が１０ｍｍの片持ち梁の要領で変形を受ける（図１および図２）。
【００９５】
［画像形成］
作製した電子写真プロセスカートリッジを、図５に示す画像形成装置に組み込み、Ｈ／Ｈ環境及びＬ／Ｌ環境で、７０００枚の連続出力を行い、耐久試験を行った。Ｈ／Ｈ環境及びＬ／Ｌ環境共に、５０００枚出力後、ベタ画像（シアン色）の濃度を測定した。画像濃度の測定には、マクベス濃度計ＲＤ９１８（マクベス社製）を用いた。
また、耐久試験前のプロセスカートリッジを、気温４０℃、相対湿度９５％の環境に１０日間放置した後、気温２３℃、相対湿度５０％の環境に２４時間放置した。そして、気温２３℃、相対湿度５０％の環境で、ベタ画像（シアン色）の出力を行った。
【００９６】
画像評価は、現像ローラーと現像ブレードとが当接していた部分に現れる横スジ状の画像不良（セット跡画像）と、トナー融着部分に表れる縦スジ状の画像不良（トナー融着画像）を、以下の基準により行った。結果を表１に示す。
Ａ：画像不良は全く認められない。
Ｂ：軽微な画像不良が認められるが、実用上支障がない。
Ｃ：画像不良が明確に認められる。
【００９７】
[実施例２]
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えた。また、ポリエチレンナフタレート樹脂（テオネックスＴＮ８０５６Ｓ：帝人化成製）１００質量部を用いた。その他は、実施例１と同様にして、厚さ２５μｍ、内径１１．９１ｍｍのチューブを得た。該チューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．２５μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）であった。
【００９８】
次に、実施例1と同様にして、ウレタン樹脂層を有するチューブを成形した。ウレタン樹脂層の厚さは２０μｍであった。
【００９９】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１００】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．２０μｍであった。なお、体積抵抗率の測定にあたっては、ウレタン樹脂を含む層の側に主電極を設け、アルミニウム蒸着膜を設けた層の側に裏面電極を設けた（以下同じ。）。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１０１】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．９０ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０２】
［実施例３］
［チューブの調製］
押出機からの押出し厚さ２５μｍ、内径１１．９１ｍｍとし、実施例２と同様にしてアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１０３】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１０４】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．９０ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０５】
［実施例４］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えポリエチレンテレフタレート樹脂（ＴＲ８５５０：帝人化成製）１００質量部を用いた。また、押出機からの押出し厚さ４０μｍ、内径１１．８８ｍｍとし、実施例２と同様にしてアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．０５μｍ、体積抵抗率は１×１０10（Ωｃｍ）であった。
【０１０６】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は８×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１０７】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８７ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０８】
［実施例５］
圧力室の窒素ガス圧を高くした他は、実施例３と同様に現像ローラーを作製し、これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１０９】
［実施例６］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４０：ユニチカ製）１００質量部を用いた。また、押出機からの押出し厚さ２５μｍ、内径１１．９１ｍｍとし、実施例２と同様にしてアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．２５μｍ、体積抵抗率は１×１０8（Ωｃｍ）であった。
【０１１０】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１１１】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８７ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用い、圧力室の窒素ガス圧を高くした他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１９６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１１２】
更に、現像ローラーを組立てた後、温度３０℃、相対湿度８０％の環境に４ヶ月間放置した後、実施例１と同様に電子写真プロセスカートリッジに組み込み、環境に放置した後、同様に画像の出力を行った。セット跡画像のレベルは、４ヶ月間放置前と変わらないレベルであった。
【０１１３】
［実施例７］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部を溶融混練しペレット１を得た。次に、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＦ１２８：日本ポリエチレン製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部を溶融混練しペレット２を得た。２台の押し出し機と、多層成形用の環状ダイスを準備して、ペレット２によって形成される層が外層に、ペレット１によって形成される層が内層になるように、多層チューブを押し出した。これを、長さ２４０ｍｍにカットして、厚さ５０μｍ、内径１１．８２ｍｍのチューブを得た。該チューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。なお、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂を含む層の厚さは２５μｍ、低密度ポリエチレン樹脂を含む層の厚さも２５μｍとした。
【０１１４】
実施例１と同様にしてウレタン樹脂層を含むチューブを得た。ウレタン樹脂層の厚さは２０μｍであった。得られたチューブに実施例２と同様にして、厚さ１０００オングストロームのアルミニウム蒸着層を設けた。
【０１１５】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１１６】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８５ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１５５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１１７】
［実施例８］
アルミニウム蒸着膜を５０オングストロームに変更した他は、実施例４と同様にチューブを作製した。
【０１１８】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１１９】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．３２６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１２０】
［実施例９］
［チューブの調製］
押出機からの押出し厚さ５０μｍ、内径１１．８６ｍｍとし、実施例２と同様にして１０００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１２１】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１２２】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を１１．８５ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１２３】
［実施例１０］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、低密度ポリエチレン樹脂（ＬＦ１２８：日本ポリエチレン製）１００質量部を用いた。押出機からの押出し厚さ２４０μｍ、内径１５．５２ｍｍとし、実施例２と同様にして２００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を作製した他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１２４】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、２６０μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１２５】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径８．００ｍｍにした他は実施例１と同様の軸体を用いた。また、外径を１５．５１ｍｍにした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用いた。そして、上記チューブを用い、圧力室の窒素ガス圧を高くした以外は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１６．１８０ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１２６】
［実施例１１］
［チューブの調製］
ポリカーボネート樹脂（パンライトＫ１３００Ｙ：帝人化学製）１００質量部を、クロロベンゼン１０００質量部に溶解させた後、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）５０質量部を添加した。ボールミルで攪拌分散し、ポリカーボネート塗料を作成した。該塗料を、直径１２ｍｍの芯金の外周面にスプレーコーティングし、１００℃で３０分乾燥させた後、１４０℃で１時間乾燥させることにより、芯金の外周面に厚さ２μｍの半導電性ポリカーボネート皮膜を形成した。
【０１２７】
次に、以下の物質を混練しブチルゴムコンパウンドを製作した。
ブチルゴム（ブチル３６５：エクソンモービル社製） １００質量部
カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製） ３５質量部
酸化亜鉛（酸化亜鉛１号：堺化学製） １０質量部
ステアリン酸（ルナックＳ７０：花王製） 1質量部
硫黄（金華印微紛硫黄：鶴見化学工業製） ２質量部
テトラメチルチウラムジスルフィド ２質量部
（ノクセラーＴＴ−Ｐ：大内新興化学工業製）
該ブチルゴムコンパウンドを環状ダイスからチューブ状に押し出すと同時に、ポリカーボネートをコーティングした芯金をクロスヘッド押し出し法で押し出し、ブチルゴムコンパウンドを、半導電性ポリカーボネート皮膜の周囲に密着させた。この状態で、１６０℃で４５分間加硫し、ブチルゴムを研摩した。
【０１２８】
その後、実施例1と同様にしてウレタン樹脂を含む塗料を、ブチルゴム上にディッピング塗工し、６０℃のオーブンで１５分乾燥後、８０℃のオーブンで４時間硬化した。その後、半導電ポリカーボネート皮膜を芯金から剥がして、厚さ２μｍの半導電性ポリカーボネート皮膜を内層に、厚さ１３４８μｍの半導電性のブチルゴムを中間層に、厚さ２０μｍのウレタン樹脂を含む層（塗膜）を有する３層のチューブを得た。最後に、該チューブの内周面に、厚さ５０オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設けた。
【０１２９】
得られたチューブの内径は９．２６ｍｍ、厚さ１３７０μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは２．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１３０】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径を９．２５ｍｍにし、穴Ｂを中心から３．７ｍｍ離れた位置に、直径０．４７ｍｍとした他は、実施例1と同様にして作製した軸受けを用いた。そして、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１３．３７２ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１３１】
更に、現像ローラーを組立てた後、温度３０℃、相対湿度８０％の環境に４ヶ月間放置した後、実施例１と同様に電子写真プロセスカートリッジに組み込み、環境に放置した後、同様に画像の出力を行った。その結果、実用上支障はないが、軽微なセット跡が発生した画像が得られた。これは、本実施例のチューブの気体透過率が６６.７（ｆｍ／（ｓ・Ｐa）と大きいために、４ヶ月の放置期間中に、気体がチューブを透過して、現像ローラーの気体層の圧力が低下したためと考えられる。結果を表１に示す。
【０１３２】
［実施例１２］
［チューブの調製］
半導電性ブチルゴム層の厚さを１４９８μｍとし、アルミニウム蒸着膜の厚さを２０オングストロームに変更した以外は、実施例１１と同様にチューブを作製した。
【０１３３】
チューブの内径は８．９６ｍｍ、ポリカーボネート樹脂層（内層）、ブチルゴム層（中間層）と、ウレタン樹脂層（塗膜）と、アルミニウム蒸着膜とを含むチューブの総厚は、１５２０μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは２．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。本実施例では、中空比率が２３％と低いので、中空比率が３０％である実施例１１よりも、セット跡画像レベルが、相対的に不利であった。結果を表１に示す。
【０１３４】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径８．２５ｍｍにした他は実施例１１と同様の軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１３．３７２ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１３５】
［実施例１３］
［チューブの調製］
押出機からの押出し厚さ１００μｍ、内径１１．７６ｍｍとした他は、実施例１と同様にチューブを作製した。ウレタン樹脂層成形前のチューブ外周面の表面粗さはＲａ＝０．１５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）であった。
【０１３６】
ウレタン樹脂層を含むチューブの厚さは、１２０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８５μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１３７】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径１１．７５ｍｍにした他は実施例１と同様の軸受けを用い、上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．０９２ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１３８】
［実施例１４］
［チューブの調製］
ウレタン樹脂層用塗料を塗工しない他は、実施例１と同様にチューブを作製した。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表１に示す。
【０１３９】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．０９６ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４０】
［実施例１５］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
外径４ｍｍとした他は実施例１と同様の軸体を用い、穴Ａの直径を３．８７ｍｍとした他は実施例１と同様の軸受けを用いた他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１４１ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。本実施例では、中空率を高めるために、軸体を細く（外径４ｍｍ）している。このため、Ｈ／Ｈ環境の５０００枚画像出力後に、画像の両端部に軽微な融着スジ画像が発生した。これは、軸体が細く、軸体の剛性が低いために、現像ローラーが電子写真プロセスカートリッジ中で撓み、現像ローラーに対する現像ブレードの当接圧力が現像ローラーの両端部に集中し、現像ローラーの両端部で現像剤が融着した結果と考えられる。結果を表１に示す。
【０１４１】
［実施例１６］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
圧力室の窒素ガス圧を高くした他は、実施例３と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．６００ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４２】
［実施例１７］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
圧力室の窒素ガス圧を低くした他は、実施例１０と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１６．１００ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４３】
［実施例１８］
［チューブの調製］
図８に示す内型を用いてチューブを調製した。図８に示す内型は、１対の磁石２００と、磁性体からなる円筒を周方向に８分割した金属部材２０１から構成される。磁石２００は直径８．０１ｍｍ、長さ３００ｍｍの棒状を有し、金属部材２０１は、内径８．０２ｍｍ、外径１１．８５ｍｍ、長さ２４０ｍｍのパイプを、周方向に８分割して作製したものである。金属部材２０１は磁石２００によって一体化され、パイプが復元されるようになっている。
【０１４４】
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部を溶融混練後、粉末化し粉体を得た。次に、加熱した内型の磁石の外周面、金属部材の外周面及び側面に、得られた粉体を吹き付けて、粉体を内型の表面で溶融させ、その後、内型を冷却し、両端部の内径が小さいチューブを得た。チューブの厚さは４０μｍであった。
【０１４５】
その後、得られたチューブの外周の口径が大きい部分に、実施例1と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を設けた。ウレタン樹脂層を成形後、チューブから内型を抜き取り、金属部材２０１の外周面によって形成された内径が１１．８４ｍｍ、厚さ６０μｍ、両端の小径部分の内径が８．００ｍｍ、長さが５ｍｍのチューブを得た。
【０１４６】
［現像ローラーの組み立て］
外径８．００ｍｍとした他は実施例１と同様に作製した軸体と、チューブを、温度２３℃、ＪＩＳ Ｋ１１０７：２００５に記載の２級窒素ガスを充満した圧力室に導入した。チューブの両端の小径部分の内周面に、導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布し、軸体をチューブに挿入し、軸体の外周面と、チューブの両端部内周面とを接触させた。接触部分に、１００℃に加熱した曲率４ｍｍの曲面を有するブロックを上下方向から押し当て、接触面全体を加熱して接着を完了することにより、チューブ内に窒素ガスを封入した外径１２．１４１ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。
【０１４７】
［画像評価］
これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
【０１４９】
［実施例１９］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂１００質量部に替えて、ポリエチレンナフタレート樹脂（テオネックスＴＮ８０５６Ｓ：帝人化成製）１００質量部を用いた。図９に示す内型として、外径１１．９１ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１５０】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１５１】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は５×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．２０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１５２】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１５３】
［実施例２０］
［チューブの調製］
図９に示す内型として、外径１１．９１ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１５４】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１５５】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１５６】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１５７】
[実施例２１]
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、ポリエチレンナフタレート樹脂（テオネックスＴＮ８５５０：帝人化成製）１００質量部を用いた。図８に示す内型として、外径１１．８８ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１５８】
次に、チューブの内周面に、厚さ５００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１５９】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は８×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１６０】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１６１】
［実施例２２］
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
圧力室の窒素ガス圧を高くした以外は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．４１３ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表１に示す。
【０１６２】
［実施例２３］
［チューブの調製］
エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部に替えて、ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４０：ユニチカ製）１００質量部を用いた。図８に示す内型として、外径１１．９１ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１６３】
次に、チューブの内周面に、厚さ１００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１６４】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、４５μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１６５】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１９６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１６６】
［実施例２４］
［チューブの調製］
加熱した内型に吹き付ける粉体を２種類準備した。
粉体1：エチレンユニットを２９モル％含有するエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ソアノールＤＴ２９０３：日本合成化学工業株式会社製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部とを溶融混練した。これを粉末化して、粉体1を得た。
粉体２：低密度ポリエチレン樹脂（ＬＦ１２８：日本ポリエチレン製）１００質量部と、カーボンブラック（デンカブラック粒状品：電気化学工業製）３０質量部との溶融混練物を粉末化して、粉体２を得た。
【０１６７】
図８に示す内型として、外径１１．８６ｍｍの金属部材を用いた。始めに、実施例１８と同様にして、内型の周囲に、粉末１を吹き付けて溶融させ、厚さ２５μｍになるように被覆した。その上から、粉末２を吹き付けて溶融させ、厚さ２５μｍになるように被覆した。更に、実施例１８と同様にして、外側に、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層（塗膜）を成形した。チューブの内周面に、厚さ１０００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を作製した。
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は９×１０8（Ωｃｍ）、Ｒａは１．１０μｍμｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１６８】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１６９】
［実施例２５］
［チューブの調製］
チューブの内周面に、厚さ５０オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設けた他は実施例１８と、チューブを調製した。
【０１７０】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、６０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは０．８０μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１７１】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１６６ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１７２】
［実施例２６］
［チューブの調製］
図８に示す内型として、外径１１．８６ｍｍの金属部材を用いた他は、実施例１８と同様にして、厚さ２０μｍのウレタン樹脂層を有するチューブを得た。
【０１７３】
次に、チューブの内周面に、厚さ１０００オングストロームのアルミニウム蒸着膜を設け、チューブを調製した。
【０１７４】
ウレタン樹脂層、アルミニウム蒸着膜を含むチューブの厚さは、７０μｍ、体積抵抗率は１×１０9（Ωｃｍ）、Ｒａは１．００μｍであった。チューブの窒素透過度を測定した。結果を表２に示す。
【０１７５】
［現像ローラーの組み立て、画像評価］
上記チューブを用いた他は、実施例１８と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．２６５ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。
【０１７６】
［実施例２７］
外径４．６ｍｍとした他は実施例１と同様の軸体を用い、穴Ａの直径を４．４９ｍｍとした他は実施例１と同様の軸受けを用い、その他は、実施例１と同様にして現像ローラーを組み立て、外径１２．１４１ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。本実施例では、軸体の直径が４．６ｍｍと太いので、実施例１５で見られたような、現像ローラーの撓みに起因すると考えられる画像濃度ムラは発生しなかった。結果を表１に示す。
【０１７７】
［実施例２８］
圧力室の窒素ガス圧を０.１２（ＭＰa）に調節した以外は、実施例１７と同様にして現像ローラーを組立て、外径１６．１９８ｍ（２３℃）の現像ローラーを得た。これを実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。実施例１７と本実施例のセット跡画像レベルを比較すると、中空部の圧力が０.１２（ＭＰa）である本実施例の方が、０.１１（ＭＰa）の実施例１７より優れていることが分かる。結果を表１に示す。
【０１７８】
［比較例］
実施例１と同様の軸体、軸受け、チューブを用い、これらを実施例１と同様の接着剤を用いて一体化した。一方の軸受けに開いている穴Ｂに、予め導電性接着剤（ドータイトＸＡ９１０：藤倉化成株式会社製）を塗布し、実施例１と同様のセットビスをねじ込み、封止した。
【０１７９】
次に、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ４００：和光純薬製）１００質量部と４級アンモニウム塩（エチルトリブチルアンモニウムサルフェート）１質量部とを混合し、イオン導電性溶液を調製した。セットビスで穴Ｂを塞いだ側を下にして、現像ローラーを垂直に保ち、上側の軸受けの穴Ｂから、調製したイオン導電性溶液を注ぎ込み、チューブ内をイオン導電性溶液で満たした。その後、上側の軸受けの穴Ｂを同様に封止した。液体の封入作業は、大気圧下で行なったため、液体の圧力は０．１ＭＰａと推測できる。
【０１８０】
得られた外径１２．０００ｍｍ（２３℃）の現像ローラーを、実施例１と同様の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、画像形成装置を用いて、実施例１と同様に画像形成を行った。結果を表２に示す。比較例では、中空部に液体が封入されているため、Ｈ/ＨとＬ/Ｌでの現像ローラーの外径変化率が０.１０（％）と小さかった。このため、５０００枚耐久後のＨ/ＨとＬ/Ｌのベタ画像濃度の差が０.１０あり、実施例と比較して不利であることが分かる。
【０１８１】
【表２】
【０１８２】
結果から、本発明の現像ローラーにおいては、セット跡画像、現像剤の融着スジ等の画像不良の発生を抑制することができ、画像環境変化によっても一定の画像濃度の画像を得ることができることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の現像ローラーのＨ／Ｈ環境における現像ブレードとの位置関係を示す図である。
【図２】本発明の現像ローラーのＬ／Ｌ環境における現像ブレードとの位置関係を示す図である。
【図３】本発明の現像ローラーの気体層の内圧を測定する装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の現像ローラーの一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の現像ローラーの他の一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の電子写真プロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図７】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の現像ローラーの製造に用いる内型を示す構成図である。
【図９】従来の電子写真プロセスカートリッジを示す図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１ 転写ベルト
２ 転写ローラー
３ 定着装置
４ 現像ローラ
４ａ 軸体
４ｂ、４ｄ チューブ
４ｃ 軸受け
５ 感光体
６ 現像剤塗布用ローラー
７ 現像ブレード
８ 帯電ローラ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成ユニット
１００ ゲージ圧力センサ
１０１ ガスケット
１０２ センサーホルダ
１０３ 中空針
２００ 磁石
２０１ 金属部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラー。
【請求項２】
導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の長手方向の両端部の近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、導電性軸体の長手方向の中央部において導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラー。
【請求項３】
気体層が、現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、３０％から８０％の体積Ｖ１を有することを特徴とする請求項１または２記載の現像ローラー。
【請求項４】
気体層が、０．１２ＭＰａから０．５０ＭＰａの範囲の絶対圧力を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項５】
チューブが、環境変化に対して、式（１）の範囲で外径が変化することを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の現像ローラー。
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００≦１．００ （１）
（式中、Ｄ１は温度３０℃、相対湿度８０％の時の外径、Ｄ２は温度１５℃、相対湿度１０％の時の外径を表す。）
【請求項６】
チューブが、２５℃において０．１ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）から２０．０ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）の範囲の窒素透過度を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項７】
チューブが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアミドの少なくとも一つを含む樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項８】
樹脂層が、チューブと、チューブの外周に設けられるウレタン樹脂層とを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項９】
電子写真装置に着脱自在に設けられ、感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、現像ローラーが請求項１から８のいずれか記載の現像ローラーであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項１０】
静電潜像を担持する感光体と、該感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する画像形成装置において、現像ローラーが請求項１から８のいずれか記載の現像ローラーであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブと、該チューブの両端の開口を閉塞する１対の導電性軸受けとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラー。
【請求項２】
導電性軸体上に、気体が封入された気体層と樹脂層とを順次有する現像ローラーであって、樹脂層が、導電性軸体の長手方向の両端部の近傍において軸体の外径と同じ内径を有し、導電性軸体の長手方向の中央部において導電性軸体の外径より大きい内径を有するチューブにより形成され、気体層が、導電性軸体と、樹脂層を形成するチューブとにより形成される気密空間に形成されたことを特徴とする現像ローラー。
【請求項３】
気体層が、現像ローラー全体の体積Ｖ２に対して、３０％から８０％の体積Ｖ１を有することを特徴とする請求項１または２記載の現像ローラー。
【請求項４】
気体層が、０．１２ＭＰａから０．５０ＭＰａの範囲の絶対圧力を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項５】
チューブが、環境変化に対して、式（１）の範囲で外径が変化することを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の現像ローラー。
０．２０≦（Ｄ１−Ｄ２）÷Ｄ２×１００≦１．００ （１）
（式中、Ｄ１は温度３０℃、相対湿度８０％の時の外径、Ｄ２は温度１５℃、相対湿度１０％の時の外径を表す。）
【請求項６】
チューブが、２５℃において０．１ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）から２０．０ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）の範囲の窒素透過度を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項７】
チューブが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアミドの少なくとも一つを含む樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項８】
樹脂層が、チューブと、チューブの外周に設けられるウレタン樹脂層とを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか記載の現像ローラー。
【請求項９】
電子写真装置に着脱自在に設けられ、感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、現像ローラーが請求項１から８のいずれか記載の現像ローラーであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項１０】
静電潜像を担持する感光体と、該感光体へ薄膜状に形成した現像剤を供給し感光体が担持する静電潜像の現像を行う現像ローラーを有する画像形成装置において、現像ローラーが請求項１から８のいずれか記載の現像ローラーであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２６８８４（Ｐ２００８−２６８８４Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６１５８７（Ｐ２００７−１６１５８７）
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]