現像装置、及び、当該現像装置を用いる画像形成装置
【課題】想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制する現像装置を提供する。
【解決手段】静電潜像を担持する像担持体と、像担持体に担持された静電潜像を現像剤によって現像する現像部材と、現像部材に当接して、現像剤を現像部材に供給する供給部材１８と、現像部材の軸方向の一端側に設けられた第１のギヤと、供給部材の軸方向の一端側に設けられた第２のギヤ７４とを備え、第２のギヤは、第１のギヤ側からの駆動力が伝達され、供給部材は、現像部材と当接する当接部位（スポンジ層１８Ｂ）の、第２のギヤが設けられていない他端側の初期時外径１８ａに対する、第２のギヤが設けられた一端側の初期時外径１８ｅが、所定の範囲内に設定されている。
【解決手段】静電潜像を担持する像担持体と、像担持体に担持された静電潜像を現像剤によって現像する現像部材と、現像部材に当接して、現像剤を現像部材に供給する供給部材１８と、現像部材の軸方向の一端側に設けられた第１のギヤと、供給部材の軸方向の一端側に設けられた第２のギヤ７４とを備え、第２のギヤは、第１のギヤ側からの駆動力が伝達され、供給部材は、現像部材と当接する当接部位（スポンジ層１８Ｂ）の、第２のギヤが設けられていない他端側の初期時外径１８ａに対する、第２のギヤが設けられた一端側の初期時外径１８ｅが、所定の範囲内に設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵された像担持体に現像剤像を形成する現像装置、及び、画像形成プロセスユニットとして当該現像装置を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する画像形成装置は、画像形成プロセスユニットとして現像装置を用いている。現像装置は、内蔵された感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像剤によって現像剤像として顕像化させるユニットである。画像形成装置は、転写手段と定着手段とを有している。画像形成装置は、転写手段によって、現像装置が形成した現像剤像を記録転写材としての記録用紙に転写する。そして、画像形成装置は、定着手段によって、その記録用紙を加熱及び加圧する。これによって、画像形成装置は、現像剤像を溶融させて、現像剤像を記録用紙に定着させる。
【０００３】
ところで、現像装置は、静電潜像を担持する像担持体としての感光体ドラムと、感光体ドラムに担持された静電潜像を現像剤によって現像する現像部材としての現像ローラと、現像ローラに当接して、現像剤を現像ローラに供給する供給部材としての供給ローラとを有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
現像ローラは、円柱状のシャフトの表面に、円筒状のゴム弾性層が設けられた構成となっている。供給ローラは、円柱状のシャフトの表面に、円筒状のスポンジ層が設けられた構成となっている。現像ローラと供給ローラとは、現像ローラのゴム弾性層と供給ローラのスポンジ層とが当接部位となり、互いを押し込むように、現像装置の筐体に回転自在に取り付けられている。供給ローラは、当接部位で、現像剤を現像ローラに供給するとともに、現像ローラから、静電潜像の顕像化で使用されなかった、現像ローラの表面に付着している現像剤を掻き落とす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０８０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の現像装置は、想定された寿命よりも早い時点で、白地カブリが発生する場合がある、という問題があった。なお、「白地カブリ」とは、記録転写材である記録用紙の白地部に現れる汚れを意味している。
【０００７】
「白地カブリ」は、例えば、供給部材（供給ローラ）と現像部材（現像ローラ）との間の当接部位の圧力バランスが、不均一な状態になり、これによって、供給部材の、現像部材から現像剤を掻き取る能力が劣化することにより、発生する。
【０００８】
以下、「白地カブリ」が発生する原理について、詳述する。
現像装置の供給部材は、使用を重ねるに従って、現像部材との当接部位が徐々に磨耗する。このとき、供給部材の当接部位が全面に亘って均一に磨耗すれば、当接部位の圧力バランスは、不均一な状態にならない。
【０００９】
しかしながら、供給部材は、軸方向の一方の端部にギヤが設けられており、このギヤを介して、外部からの駆動力がシャフトに伝達される。したがって、供給部材の当接部位は、ギヤが設けられた一端側とギヤが設けられていない他端側との間で、他端側よりも大きな負荷が、一端側にかかる。そのため、供給部材の当接部位は、一端側が他端側よりも大きく磨耗する。その結果、供給部材の当接部位は、想定された現像装置の寿命よりも早い時点で、一端側のみが、予め想定された磨耗許容量を超えて磨耗する場合がある。
【００１０】
供給部材は、一端側の当接部位のみが磨耗許容量を超えて磨耗すると、現像部材との圧力バランスが不均一な状態になる。供給部材は、現像部材との圧力バランスが不均一な状態になると、現像部材から現像剤を掻き取る能力が劣化する。その結果、現像装置は、想定された寿命よりも早い時点で、白地カブリが発生する場合があった。
【００１１】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制する現像装置、及び、当該現像装置を用いる画像形成装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、第１発明は、現像剤を用いる現像装置であって、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された前記静電潜像を前記現像剤によって現像する現像部材と、前記現像部材に当接して、前記現像剤を前記現像部材に供給する供給部材と、前記現像部材の軸方向の一端側に設けられた第１のギヤと、前記供給部材の軸方向の一端側に設けられた第２のギヤとを備え、前記第２のギヤは、前記第１のギヤ側からの駆動力が伝達され、前記供給部材は、前記現像部材と当接する当接部位の、前記第２のギヤが設けられていない他端側の初期時外径に対する、前記第２のギヤが設けられた一端側の初期時外径が、所定の範囲内に設定されている構成とする。なお、所定の範囲内は、好ましくは、白地カブリが発生しない範囲内であるとよい。また、供給部材は、好ましくは、一端側の初期時外径が、白地カブリが発生しない範囲内で、他端側の初期時外径よりも大きく設定されているとよい。さらに、白地カブリが発生しない範囲は、好ましくは、少なくとも、当接部位の他端側の初期時外径に対する一端側の初期時外径の比が０．６％以上でかつ１．２％以下の範囲を含む範囲であるとよい。
【００１３】
現像装置の供給部材は、ギヤが設けられていない他端側よりも大きな負荷が、ギヤが設けられた一端側にかかる。一方、この現像装置の供給部材は、現像部材との当接部位の他端側の初期時外径に対する一端側の初期時外径が、所定の範囲内に設定されている。したがって、供給部材の当接部位は、一端側の磨耗許容量が他端側の磨耗許容量よりも大きくなるように、一端側の初期時外径を他端側の初期時外径よりも大きく設定することができる。そのため、供給部材の当接部位は、使用を重ねるに従って、一端側が他端側よりも大きく磨耗していっても、長期間に亘って、白地カブリが発生しない状態で、現像部材と当接することができる。その結果、この現像装置は、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、第２発明は、電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する画像形成装置であって、画像を形成する画像形成ユニットとして、第１発明に係る現像装置を用いることを特徴とする。
この画像形成装置は、第１発明に係る現像装置を用いるため、想定された現像装置の寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制する現像装置を提供することができる。
また、第２発明によれば、第１発明に係る現像装置を用いる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る現像装置の構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る現像装置の駆動機構の構成を示す図である。
【図４】実施形態１に係る供給ローラの構成を示す図である。
【図５Ａ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図５Ｂ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図５Ｃ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図５Ｄ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図５Ｅ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図５Ｆ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【図５Ｇ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（７）である。
【図６Ａ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図６Ｂ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図６Ｃ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図６Ｄ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図６Ｅ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図６Ｆ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【図７】供給ローラの劣化状態を示す模式図である。
【図８】実施形態２に係る供給ローラの形状を示す模式図である。
【図９Ａ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図９Ｂ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図９Ｃ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図９Ｄ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図９Ｅ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図９Ｆ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【図９Ｇ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（７）である。
【図１０Ａ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図１０Ｂ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図１０Ｃ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図１０Ｄ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図１０Ｅ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図１０Ｆ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１８】
［実施形態１］
＜画像形成装置の構成＞
以下、図１を参照して、本実施形態１に係る画像形成装置の構成につき説明する。なお、図１は、実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す図である。図１は、本実施形態１に係る画像形成装置１の断面構成を示している。
【００１９】
画像形成装置１は、電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する装置である。ここでは、画像形成装置１として、単色型の直接印刷方式の電子写真プリンタを想定して説明する。以下、画像形成装置１による「画像形成」動作を「印刷」動作と称する場合がある。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１は、トレイ２、スタッカ３、搬送路４、ホッピングローラ５、レジストローラ６、搬送ローラ７、排出ローラ８、現像装置１０、露光装置２０、転写ローラ３０、定着装置４０、及び、制御部５０を有する構成となっている。
【００２１】
トレイ２は、記録転写材としての記録用紙Ｐを格納する収容部である。記録用紙Ｐは、現像装置１０によって形成された現像剤像が転写される。図１に示す例では、トレイ２は、画像形成装置１の内部の、現像装置１０の下方に設けられている。
スタッカ３は、印刷後の記録用紙Ｐが集積される集積部である。図１に示す例では、スタッカ３は、画像形成装置１の外部の、現像装置１０の上方に設けられている。
搬送路４は、記録用紙Ｐが搬送される通路であり、トレイ２からスタッカ３まで形成されている。
【００２２】
ホッピングローラ５は、記録用紙Ｐをトレイ２から搬送路４に１枚ずつ繰り出す部材である。
レジストローラ６は、記録用紙Ｐを一時的に停止させて、記録用紙Ｐの先端を位置決めする部材である。レジストローラ６は、記録用紙Ｐを一時的に停止させた後、記録用紙Ｐを現像装置１０に向けて搬送する。
搬送ローラ７及び排出ローラ８は、記録用紙Ｐをスタッカ３に向けて搬送する部材である。
【００２３】
現像装置１０は、内蔵された感光体ドラム１２（図２参照）の表面に形成された静電潜像を現像剤によって現像剤像として顕像化させる装置である。現像装置１０は、画像形成プロセスユニットとして、画像形成装置１に対して、装着及び取り外しが自在な構成となっている。現像装置１０の詳細については、「現像装置の構成」の章で説明する。
【００２４】
露光装置２０は、現像装置１０の感光体ドラム１２の表面を露光して、感光体ドラム１２の表面に静電潜像を形成する装置である。ここでは、露光装置２０として、ＬＥＤ素子が複数配置されたＬＥＤヘッドを想定して説明する。しかしながら、露光装置２０は、レーザ露光装置やその他の発光手段を用いてもよい。
【００２５】
転写ローラ３０は、現像装置１０の感光体ドラム１２の表面に形成された現像剤像を記録用紙Ｐに転写する部材である。転写ローラ３０は、図示せぬ電源から現像剤像とは逆極性の電位が与えられることによって、感光体ドラム１２の表面に形成された現像剤像を引き寄せる。その際に、転写ローラ３０は、現像剤像をレジストローラ６によって搬送される記録用紙Ｐに転写する。
【００２６】
定着装置４０は、記録用紙Ｐに転写された現像剤像を記録用紙Ｐに定着させる装置である。定着装置４０は、搬送路４を介して対向するように配置された、２つのローラを有している。２つのローラは、一方が加熱ローラとなっており、他方が加圧ローラとなっている。加熱ローラは、発熱体が内部又は周囲に設けられており、ニップ部（ローラ部材と他の部材との間の接触部分）で、発熱体によって生じた熱を記録用紙Ｐに伝達する。加圧ローラは、加熱ローラに対して密着して配置されており、ニップ部で記録用紙Ｐを加圧する。定着装置４０は、加熱ローラと加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録用紙Ｐを挟み込み、記録用紙Ｐを加熱及び加圧することによって、記録用紙Ｐの表面に転写された現像剤像を溶融させて、現像剤像を記録用紙Ｐに定着させる。
制御部５０は、画像形成装置１の動作を制御する制御手段である。
【００２７】
＜現像装置の構成＞
以下、図２を参照して、本実施形態１に係る現像装置１０の構成につき説明する。なお、図２は、実施形態１に係る現像装置の構成を示す図である。図２は、本実施形態１に係る現像装置１０の断面構成を示している。
【００２８】
図２に示すように、現像装置１０は、トナーカートリッジ１１、感光体ドラム１２、帯電ローラ１３、現像ローラ１４、クリーニングブレード１５、貯留室１６、トナーセンサ１７、供給ローラ１８、層形成ブレード１９、フィルム６１、帯電クリーニング部材６２、スパイラル６３、及び、廃トナー収容部６４を有する構成となっている。
【００２９】
トナーカートリッジ１１は、現像剤Ｔを収容する収容部である。現像剤Ｔは、一般に「トナー」と称され、着色剤や外添剤等の成分を含有する。トナーカートリッジ１１は、貯留室１６の上方に設けられており、現像剤Ｔを貯留室１６に供給する。
【００３０】
感光体ドラム１２は、表面に静電潜像及び現像剤像を担持する像担持体である。感光体ドラム１２の周囲には、回転方向に沿って、帯電ローラ１３、露光装置２０（図１参照）、現像ローラ１４、クリーニングブレード１５が配置されている。
【００３１】
帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電部材である。帯電ローラ１３は、クリーニングブレード１５と露光装置２０（図１参照）との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。感光体ドラム１２は、帯電ローラ１３によって表面が一様に帯電され、その後に、露光装置２０によって表面が部分的に露光される。これによって、感光体ドラム１２は、表面に、静電潜像が形成される。なお、露光装置２０は、帯電ローラ１３と現像ローラ１４との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。
【００３２】
現像ローラ１４は、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を、現像剤Ｔによって現像剤像として顕像化する現像部材である。現像ローラ１４は、露光装置２０（図１参照）と転写ローラ３０（図１参照）との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。また、現像ローラ１４の周囲には、供給ローラ１８が配置されている。現像ローラ１４によって形成された現像剤像は、転写ローラ３０（図１参照）によって、記録用紙Ｐに転写される。
【００３３】
クリーニングブレード１５は、記録用紙Ｐに転写されずに、感光体ドラム１２の表面に残った現像剤Ｔ（以下、「転写残の現像剤Ｔ」と称する）を感光体ドラム１２の表面から掻き落とすクリーニング部材である。クリーニングブレード１５は、転写ローラ３０（図１参照）と帯電ローラ１３との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。
【００３４】
貯留室１６は、現像剤Ｔを一時的に貯留する空間である。貯留室１６は、供給ローラ１８の上方に設けられており、現像剤Ｔを供給ローラ１８に供給する。
トナーセンサ１７は、貯留室１６の内部の現像剤Ｔの残量を検出するセンサである。
【００３５】
供給ローラ１８は、貯留室１６に貯留された現像剤Ｔを現像ローラ１４に供給する供給部材である。供給ローラ１８は、現像ローラ１４と平行に対向するように、現像ローラ１４の軸方向に沿って、配置されている。供給ローラ１８は、現像ローラ１４に対して押し込むように、現像装置１０の筐体７０（図３参照）に取り付けられている。供給ローラ１８は、現像ローラ１４との当接部位８１（図３参照）で、現像剤Ｔを現像ローラ１４に供給するとともに、現像ローラ１４から、静電潜像の顕像化で使用されなかった、現像ローラ１４の表面に付着している現像剤Ｔを掻き落とす。
【００３６】
層形成ブレード１９は、現像ローラ１４の表面に当接して、現像ローラ１４の表面に付着した現像剤Ｔを薄層化する部材である。層形成ブレード１９は、現像ローラ１４と平行に対向するように、現像ローラ１４の軸方向に沿って、配置されている。
【００３７】
フィルム６１は、現像装置１０からの現像剤Ｔの漏洩を防止する部材である。フィルム６１は、現像ローラ１４と平行に対向するように、現像ローラ１４の軸方向に沿って、配置されている。
【００３８】
帯電クリーニング部材６２は、帯電ローラ１３の表面に付着した現像剤Ｔ（ただし、ほとんどは、現像剤Ｔに含有された外添剤である）を帯電ローラ１３の表面から掻き落とすクリーニング部材である。帯電クリーニング部材６２は、帯電ローラ１３と平行に対向するように、帯電ローラ１３の軸方向に沿って、配置されている。
スパイラル６３は、掻き落とされた現像剤Ｔを廃トナー収容部６４に搬送する部材である。
廃トナー収容部６４は、掻き落とされた現像剤Ｔを収容する収容部である。
【００３９】
感光体ドラム１２、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８は、図３に示すように、それぞれ、軸方向の一方の端部にギヤが設けられている。なお、図３は、実施形態１に係る現像装置の駆動機構の構成を示す図である。図３は、感光体ドラム１２、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８を回転させるための、現像装置１０の駆動機構の構成を示している。以下、図３を参照して、現像装置１０の駆動機構の構成につき説明する。
【００４０】
感光体ドラム１２は、回転軸として機能する円柱状の図示せぬシャフトを有しており、そのシャフトの表面に、有機光半導体から成る円筒状の感光体層が設けられた構成となっている。
【００４１】
感光体ドラム１２は、図示せぬシャフトの両端が現像装置１０の筐体７０によって回転自在に支持されている。また、感光体ドラム１２は、ギヤ（以下、「感光体ドラムギヤ」と称する）７１が図示せぬシャフトの一方の端部に設けられている。感光体ドラムギヤ７１は、感光体ドラム１２の周囲に設けられた、駆動機構の駆動源となる駆動モータ７９の主軸に設けられたギヤと噛み合わされている。
【００４２】
現像ローラ１４は、回転軸として機能する円柱状のシャフト１４Ａの表面に、円筒状のゴム弾性層１４Ｂが設けられた構成となっている。現像ローラ１４は、例えば、シャフト１４Ａがステンレススチール（ＳＵＳ）材によって構成されており、また、ゴム弾性層１４Ｂがポリエーテル系ウレタンゴムによって構成されている。
【００４３】
現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂは、抵抗値調整及びゴムの引き裂き強度強化のために、カーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）が添加されている。また、ゴム弾性層１４Ｂの表面は、現像剤Ｔに帯電性を付与するために、コーティング（例えば、イソシアネート処理、ポリエーテル系ウレタンコート処理等）が施されている。また、ゴム弾性層１４Ｂは、所定の外径になるように、粗研磨やフィニッシャー研磨等の研磨処理が表面に施されている。
【００４４】
現像ローラ１４は、シャフト１４Ａの両端が現像装置１０の筐体７０によって回転自在に支持されている。また、現像ローラ１４は、ギヤ（以下、「現像ローラギヤ」と称する）７２がシャフト１４Ａの一方の端部に設けられている。現像ローラギヤ７２は、大径ギヤと小径ギヤの２つのギヤで構成されている。「現像ローラギヤ７２」は、特許請求の範囲に記載された「第１のギヤ」に相当する。
【００４５】
供給ローラ１８は、回転軸として機能する円柱状のシャフト１８Ａの表面に、円筒状のスポンジ層１８Ｂが設けられた構成となっている。供給ローラ１８は、例えば、シャフト１８ＡがＳＵＳ材によって構成されており、また、スポンジ層１８Ｂが半導電性発泡シリコンゴムによって構成されている。
【００４６】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂを構成する半導電性発泡シリコンゴムは、補強性シリカ充填剤や、加硫硬化に必要な加硫剤、発泡剤等がジメチルシリコン生ゴムやメチルフェニルシリコン生ゴム等の各種生ゴムに添加されたコンパウンドとなっている。なお、発泡剤には、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤や、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等の有機発泡剤が用いられる。
【００４７】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、スポンジ層１８Ｂを構成する各セルが完全に独立した単独気泡型の層となっている。スポンジ層１８Ｂのセル径は、表面近くで、３００〜５００μｍとなっている。なお、スポンジ層１８Ｂのセル径は、例えば、スポンジの断面をＣＣＤで観察することによって、測定される。
【００４８】
供給ローラ１８は、シャフト１８Ａの両端が現像装置１０の筐体７０によって回転自在に支持されている。また、供給ローラ１８は、ギヤ（以下、「供給ローラギヤ」と称する）７４がシャフト１８Ａの一方の端部に設けられている。「供給ローラギヤ７４」は、特許請求の範囲に記載された「第２のギヤ」に相当する。なお、現像ローラギヤ７２と供給ローラギヤ７４との間には、アイドルギヤ７３が設けられている。
【００４９】
係る構成において、感光体ドラムギヤ７１は、駆動モータ７９のギヤ及び現像ローラギヤ７２の大径ギヤと噛み合わされている。また、現像ローラギヤ７２は、大径ギヤが感光体ドラムギヤ７１と噛み合わされ、小径ギヤがアイドルギヤ７３と噛み合わされている。さらに、アイドルギヤ７３は、供給ローラギヤ７４と噛み合わされている。
【００５０】
現像装置１０は、画像形成時に、駆動モータ７９を回転させる。駆動モータ７９の回転駆動力は、感光体ドラムギヤ７１、現像ローラギヤ７２、アイドルギヤ７３、及び、供給ローラギヤ７４に伝達される。これによって、感光体ドラム１２、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８が、回転する。また、このとき、感光体ドラム１２が、回転することにより、帯電ローラ１３（図２参照）を連れ回して回転させる。なお、図２に示す例では、画像形成時に、感光体ドラム１２が、反時計周りに回転し、帯電ローラ１３、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８が、時計回りに回転する。
【００５１】
＜画像形成装置及び現像装置の動作＞
以下、図１を参照して、画像形成装置１及び現像装置１０の動作につき説明する。
画像形成装置１は、図示せぬ上位装置から印刷データを受信すると、これに応答して、印刷を開始する。
【００５２】
画像形成装置１は、印刷を開始するにあたり、図示せぬモータによってホッピングローラ５を駆動して、トレイ２から記録用紙Ｐを１枚ずつ搬送路４に繰り出し、記録用紙Ｐをレジストローラ６まで搬送する。そして、画像形成装置１は、記録用紙Ｐをレジストローラ６に当接させて、記録用紙Ｐの斜行を補正するとともに、記録用紙Ｐの先端を位置決めする。
【００５３】
この後、画像形成装置１は、記録用紙Ｐをレジストローラ６の下流側に設けられた現像装置１０に向けて搬送する。このとき、画像形成装置１は、現像装置１０及び露光装置２０を駆動して、現像装置１０の感光体ドラム１２（図２参照）の表面に現像剤像を形成する。なお、このときの動作の詳細については、「現像剤像の形成時の動作」の章で説明する。
【００５４】
そして、画像形成装置１は、記録用紙Ｐが感光体ドラム１２の下に到達すると、転写ローラ３０によって感光体ドラム１２の表面に形成された現像剤像を記録用紙Ｐの表面に転写する。このとき、画像形成装置１は、例えば、＋２４００Ｖの転写電圧を転写ローラ３０に印加し、この転写電圧によって現像剤像を感光体ドラム１２側から転写ローラ３０側に引き寄せる。その際に、画像形成装置１は、記録用紙Ｐを、感光体ドラム１２と転写ローラ３０との間を通過させる。これによって、画像形成装置１は、現像剤像を記録用紙Ｐの表面に転写する。
【００５５】
この後、画像形成装置１は、記録用紙Ｐを現像装置１０の下流側に設けられた定着装置４０に向けて搬送する。定着装置４０は、内蔵された２つのローラで記録用紙Ｐを挟み込み、記録用紙Ｐを加熱及び加圧することによって、記録用紙Ｐの表面に転写された現像剤像を溶融させて、現像剤像を記録用紙Ｐに定着させる。
【００５６】
画像形成装置１は、現像剤像を記録用紙Ｐに定着させると、搬送ローラ７及び排出ローラ８によって、記録用紙Ｐを定着装置４０の下流側に設けられたスタッカ３に搬送し、記録用紙Ｐをスタッカ３の上に集積する。
【００５７】
＜現像剤像の形成時の動作＞
以下、図２を参照して、現像装置１０及び露光装置２０による現像剤像の形成時の動作につき説明する。
【００５８】
画像形成装置１は、現像装置１０及び露光装置２０を駆動して、現像装置１０の感光体ドラム１２の表面に現像剤像を形成する。
【００５９】
このとき、画像形成装置１は、現像装置１０の感光体ドラム１２に接続された駆動モータ７９（図３参照）、及び、転写ローラ３０に接続された図示せぬモータを回転させる。そして、現像装置１０は、駆動モータ７９の回転駆動力を、感光体ドラムギヤ７１、現像ローラギヤ７２、アイドルギヤ７３、及び、供給ローラギヤ７４に伝達させることによって、感光体ドラム１２、現像ローラ１４、供給ローラ１８を回転させる。
【００６０】
同時に、現像装置１０は、例えば、−１１５０Ｖの電圧を帯電ローラ１３に印加するとともに、−２５０Ｖの電圧を現像ローラ１４に印加し、さらに、−３５０Ｖの電圧を供給ローラ１８及び層形成ブレード１９に印加する。ただし、これらの電圧値は、求められる画像濃度に応じて適宜変更される。
【００６１】
感光体ドラム１２は、回転することにより、帯電ローラ１３を連れ回して回転させる。その際に、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する。そして、露光装置２０が、印字データに基づいて、帯電された感光体ドラム１２の表面を部分的に露光する。その結果、静電潜像が、感光体ドラム１２の表面に形成される。
【００６２】
同時に、現像ローラ１４及び供給ローラ１８が、感光体ドラム１２の回転に合わせて回転する。その際に、供給ローラ１８が、現像剤Ｔを現像ローラ１４に供給する。これによって、現像剤Ｔが、現像ローラ１４の表面に付着する。
【００６３】
現像ローラ１４の表面に付着した現像剤Ｔは、現像ローラ１４が回転することにより、層形成ブレード１９と接触して、層厚が一定に調整される。そして、現像剤Ｔは、現像ローラ１４がさらに回転することにより、感光体ドラム１２と接触し、現像ローラ１４と感光体ドラム１２との間の電位差によって、現像ローラ１４から感光体ドラム１２に移動する。これによって、現像装置１０は、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を、現像剤像として顕像化する。この後、現像剤像は、転写ローラ３０によって感光体ドラム１２から記録用紙Ｐに転写される。
【００６４】
現像剤像が記録用紙Ｐに転写されると、クリーニングブレード１５が、転写残の現像剤Ｔを感光体ドラム１２の表面から掻き落とし、スパイラル６３が、掻き落とされた現像剤Ｔを貯留室１６に搬送する。また、供給ローラ１８が、現像ローラ１４から、静電潜像の顕像化で使用されなかった、現像ローラ１４の表面に付着している現像剤Ｔを貯留室１６内に掻き落とす。これによって、現像装置１０は、使用されなかった現像剤Ｔを回収して、再利用する。
【００６５】
＜白地カブリの発生を抑制するための構成＞
ところで、供給ローラ１８は、供給ローラギヤ７４が設けられていない他端側（以下、「反ギヤ側」と称する）よりも大きな負荷が、供給ローラギヤ７４が設けられた一端側（以下、「ギヤ側」と称する）にかかる。そのため、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、ギヤ側が反ギヤ側よりも大きく磨耗する。供給ローラ１８は、ギヤ側のスポンジ層１８Ｂのみが予め想定された磨耗許容量を超えて磨耗すると、現像ローラ１４との圧力バランスが不均一な状態になるため、現像ローラ１４から現像剤Ｔを掻き取る能力が劣化し、これによって、白地カブリ（白地部の汚れ）が発生する。
【００６６】
そこで、本実施形態１に係る現像装置１０は、白地カブリの発生を抑制するために、供給ローラ１８が以下のように構成されている。すなわち、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、白地カブリが発生しない範囲内で、ギヤ側の外径１８ｅ（図４参照）が、反ギヤ側の外径１８ａ（図４参照）よりも大きく設定されている。したがって、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、ギヤ側の磨耗許容量が、反ギヤ側の磨耗許容量よりも大きく設定されている。
【００６７】
なお、図４は、実施形態１に係る供給ローラの構成を示す図である。図４は、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの外径の測定位置を示している。図４に示す例では、測定位置として、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅが示されており、その測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅで測定された外径として、外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが示されている。図４に示す例では、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅは、それぞれ、スポンジ層１８Ｂの反ギヤ側から、１０ｍｍ、６０ｍｍ、１１０ｍｍ、１６０ｍｍ、２１０ｍｍの位置となっている。
【００６８】
なお、「スポンジ層１８Ｂ」は、現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂと当接する当接部位８１（図３参照）となる。この「当接部位８１」は、印刷が行われる印刷領域でもある。また、「ギヤ側」は、特許請求の範囲に記載された「一端側」に相当し、「反ギヤ側」は、特許請求の範囲に記載された「他端側」に相当する。
【００６９】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、前記した通り、ギヤ側の磨耗許容量が、反ギヤ側の磨耗許容量よりも大きく設定されている。そのため、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、使用を重ねるに従って、ギヤ側が反ギヤ側よりも大きく磨耗していっても、長期間に亘って、白地カブリが発生しない状態で、現像ローラ１４と当接することができる。その結果、この現像装置１０は、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができ、もって、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができる。
【００７０】
＜実証実験＞
ここで、白地カブリの発生の抑制を確認するために、以下の実験を行った。その実験データを図５Ａ〜図５Ｇ及び図６Ａ〜図６Ｆに示す。なお、図５Ａ〜図５Ｇ及び図６Ａ〜図６Ｆは、それぞれ、実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図である。各図の詳細については、後記する。
【００７１】
（実験内容）
実験では、６本の供給ローラ１８を、サンプルとして用意した。各サンプルは、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ（図４参照）におけるスポンジ層１８Ｂの外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ（図４参照）が変更された構成となっていた。そして、実験では、各サンプルを現像装置１０に装着し、その現像装置１０を画像形成装置１に搭載して、３万ページ分の印刷を行い、サンプル毎に、１ページ目の印刷画像の白地カブリの発生の有無及び３万ページ目の印刷画像の白地カブリの発生の有無を検証した。
【００７２】
（印刷内容）
実験では、記録用紙Ｐを１度に３ページずつ（１８秒毎に３ページずつ）、縦方向（４辺のうち、短い２辺が前端及び後端になる方向）に搬送して、ＩＳＯ／ＩＥＣ１９７５２で指定されたパターンを、３万ページ分印刷した。なお、印刷環境は、いずれも、温度が２５±２℃、相対湿度が５０±５％ＲＨであった。
【００７３】
（記録用紙）
実験では、記録用紙Ｐとして、レターサイズの標準紙（具体的には、Ｘｅｒｏｘ４２００紙（２０ｌｂ））を用いた。なお、「２０ｌｂ」は、Ｘｅｒｏｘ社のカタログ値である。「２０ｌｂ」の「ｌｂ」は、「ポンド」を意味しており、また、「２０ｌｂ」は、欧米仕様の紙の面積あたりの重量を意味している。「２０ｌｂ」は、いわゆる「普通紙」の仕様となっている。
【００７４】
なお、現像装置１０は、感光体ドラム１２が、線速度として２２７．５ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転する。これによって、画像形成装置１は、記録用紙Ｐとしてのレターサイズの標準紙を、４０ｐｐｍに相当する搬送速度で縦方向に搬送する。なお、「４０ｐｐｍ」という搬送速度は、以下を根拠とする。すなわち、線速度２２７．５ｍｍ／ｓｅｃは、レターサイズの標準紙の縦の長さが２７９．４ｍｍであるため、「（２２７．５×６０／２７９．４）≒４９ｐｐｍ」に相当する。しかしながら、画像形成装置１は、感光体ドラム１２が記録用紙Ｐとの隙間によって空転するため、「４０ｐｐｍ」で記録用紙Ｐを搬送することになる。
【００７５】
なお、現像装置１０は、現像ローラ１４が、感光体ドラム１２の回転に対して、１．２６の周速比で、連れ回り方向（図２に示す例では、時計回り方向）に回転する。また、現像装置１０は、供給ローラ１８が、現像ローラ１４の回転に対して、０．６８倍の周速比で、カウンタ方向（図２に示す例では、時計回り方向）に回転する。
【００７６】
（現像剤）
実験では、以下の仕様の現像剤Ｔを用いた。
現像剤Ｔは、粉砕法により作成された、平均粒径６．５〜７．５μｍの負帯電性のブラックの現像剤を用いた。なお、新品の現像装置１０において、白紙印刷中に現像ローラ１４に付着した現像剤Ｔの帯電量は、２２〜２８μＣ／ｇであった。この現像剤Ｔの帯電量は、ＴＲＥＫ社製の吸引式帯電量測定機Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳによって測定された値である。なお、実験では、このような仕様の現像剤Ｔを用いたが、実際の運用では、異なる仕様の現像剤Ｔを用いることもできる。
【００７７】
（現像ローラ）
実験では、以下の仕様の現像ローラ１４を用いた。
現像ローラ１４は、シャフト１４Ａがステンレススチール（ＳＵＳ）材によって構成されており、また、ゴム弾性層１４Ｂがポリエーテル系ウレタンゴムによって構成されていた。
【００７８】
現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂは、長さが２３９ｍｍとなっており、そのうち、略中央部分の２２０ｍｍが供給ローラ１８と当接する当接部位８１（図３参照）となっていた。また、ゴム弾性層１４Ｂは、所定の外径になるように、研磨処理が表面に施されていた。実験では、ゴム弾性層１４Ｂは、でき上がり外径が、左右とも端部から５ｍｍの位置でφ１５．９ｍｍの値となり、中央位置でφ１５．９２ｍｍの値となっていた。なお、ゴム弾性層１４Ｂの外径の測定には、ミツトヨ社製のＬＳＭ−６１００レーザスキャンマイクロメータを用い、現像ローラ１４の回転速度を３５ｒｐｍとする状態で、現像ローラ１４が２回転する間に３２回測定し、その平均を取った。
【００７９】
ゴム弾性層１４Ｂの硬度は、ＪＩＳ＿Ｋ６２５２による加重９．８Ｎで、７７度となっていた。また、ゴム弾性層１４Ｂの表面粗さは、ＪＩＳ＿Ｂ０６０１−１９９４法による接触式１０点平均粗さで、Ｒｚ＝２〜６μｍとなっていた。
【００８０】
現像ローラ１４の抵抗値Ｒは、幅２．０ｍｍ、直径６．０ｍｍのＳＵＳ材のボールベアリングを２０ｇｆの力で現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂの表面に接触させ、１００Ｖの電圧をボールベアリングと現像ローラ１４のシャフト１４Ａとの間に印加して、電圧Ｖと電流Ｉの比（Ｖ／Ｉ）によって測定した場合に、１〜１００ＭΩとなっていた。
【００８１】
（供給ローラ）
実験では、以下の仕様の６本の供給ローラ１８を用いた。
供給ローラ１８は、シャフト１８ＡがＳＵＳ材によって構成されており、また、スポンジ層１８Ｂが半導電性発泡シリコンゴムによって構成されていた。
【００８２】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、長さが２２０ｍｍ（図４参照）となっており、その全域が現像ローラ１４と当接する当接部位８１（図３参照）となっていた。また、スポンジ層１８Ｂは、所定の外径になるように、表面に研磨処理が施されていた。実験では、スポンジ層１８Ｂは、でき上がり外径が、図５Ａに示す値となっていた。なお、スポンジ層１８Ｂの外径の測定方法は、現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂの外径の測定方法と同様である。
【００８３】
スポンジ層１８Ｂの硬度は、アスカ＿Ｆで５０〜６５度となっていた。スポンジ層１８Ｂは、現像装置１０の内部で、現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂに対して静止状態で図５Ｃに示されるような値で押し込まれていた。
【００８４】
供給ローラ１８の抵抗値Ｒは、幅２．０ｍｍ、直径６．０ｍｍのＳＵＳ材のボールベアリングを２０ｇｆの力で供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの表面に接触させ、３００Ｖの電圧をボールベアリングと供給ローラ１８のシャフト１８Ａとの間に印加して、電圧Ｖと電流Ｉの比（Ｖ／Ｉ）によって測定した場合に、１〜１００ＭΩとなっていた。
【００８５】
以下、図５Ａ〜図５Ｇ及び図６Ａ〜図６Ｆを参照して、サンプルとして用いた６本の供給ローラ１８の仕様とその実験結果とを詳細に説明する。なお、ここでは、「初期時」及び「寿命時」とは、それぞれ、ＩＳＯ／ＩＥＣ１９７５２で指定されたパターンを３万ページ分印刷した場合の、「１ページ目の印刷時」及び「３万ページ目の印刷時」を意味している。
【００８６】
図５Ａは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ（図４参照）における初期時の外径（以下、「初期時外径」と称する）の数値データを示している。また、図６Ａは、その図５Ａの数値データをグラフ化して示している。なお、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅは、前記した通り、それぞれ、スポンジ層１８Ｂの反ギヤ側から、１０ｍｍ、６０ｍｍ、１１０ｍｍ、１６０ｍｍ、２１０ｍｍの位置となっていた（図４参照）。
【００８７】
図５Ｂは、各サンプルの、スポンジ層１８Ｂの反ギヤ側の端部である測定位置Ｐａに対する、各測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅの初期時の外径の比（以下、「初期時外径比」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｂは、その図５Ｂの数値データをグラフ化して示している。
【００８８】
図５Ｃは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける初期時のニップ深さ（以下、「初期時ニップ深さ」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｃは、その図５Ｃの数値データをグラフ化して示している。なお、「ニップ深さ」とは、現像ローラ１４との押し込みによって変形した、サンプルである供給ローラ１８の変形量を意味している。
【００８９】
図５Ｄは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける寿命時の外径（以下、「寿命時外径」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｄは、その図５Ｄの数値データをグラフ化して示している。
【００９０】
図５Ｅは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける初期時外径に対する寿命時外径の減少量（以下、「外径減少量」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｅは、その図５Ｅの数値データをグラフ化して示している。なお、「外径減少量」は、「外径減少量＝（寿命時外径−初期時外径）」を演算することによって算出される。
【００９１】
図５Ｆは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける初期時外径に対する寿命時外径の減少率（以下、「外径減少率」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｆは、その図５Ｆの数値データをグラフ化して示している。なお、「外径減少率」は、「外径減少率＝（外径減少量／初期時外径）」を演算することによって算出される。
【００９２】
図５Ｇは、各サンプルの、初期時及び寿命時の白地カブリの評価結果を示している。初期時の白地カブリの評価結果は、実験例１〜実験例５が「○（ＯＫ）」となり、実験例６が「×（ＮＧ）」となった。また、寿命時の白地カブリの評価結果は、実験例１〜実験例３が「×（ＮＧ）」となり、実験例４及び実験例５が「○（ＯＫ）」となった。なお、実験例６については、初期時の白地カブリの評価結果で「×（ＮＧ）」であったため、その後の実験を行わなかった。
【００９３】
（初期時の白地カブリの評価結果）
以下、初期時の白地カブリの評価で、実験例１〜実験例５が「○（ＯＫ）」となり、実験例６が「×（ＮＧ）」となった理由につき、説明する。なお、ここでは、反ギヤ側の測定位置Ｐａ、中央の測定位置Ｐｃ、及び、ギヤ側の測定位置Ｐｅの３箇所で得られたデータを用いて、説明する（図４参照）。
【００９４】
実験例１のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．５１ｍｍ、約φ１５．５１ｍｍ、及び約φ１５．５１ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例１のサンプルは、スポンジ層１８Ｂがほぼ円筒状に形成されていた。
【００９５】
実験例２のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．７２ｍｍ、約φ１５．７２ｍｍ、及び約φ１５．７２ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例２のサンプルは、スポンジ層１８Ｂがほぼ円筒状に形成されていた。ただし、実験例２のサンプルは、実験例１のサンプルに対して、全体的に径が大きくなっていた。
【００９６】
実験例３のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．６２ｍｍ、約φ１５．５０ｍｍ、及び約φ１５．６１ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例３のサンプルは、スポンジ層１８Ｂが中央で細くなる形状（以下、「スリム型」と称する）に形成されていた。すなわち、実験例３のサンプルは、スポンジ層１８Ｂの両端の径が中央の径よりも大きく設定されていた。
【００９７】
実験例４のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．５０ｍｍ、約φ１５．５９ｍｍ、及び約φ１５．６９ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例４のサンプルは、スポンジ層１８Ｂが反ギヤ側からギヤ側に向けて直線状に大きくなる形状（以下、「ストレートテーパ型」と称する）に形成されていた。なお、実験例４のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａに対するギヤ側の初期時外径１８ｅの比（以下、「反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比」と称する）が「１０１．２％」となっていた（図５Ｂ参照）。
【００９８】
実験例５のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．５０ｍｍ、約φ１５．５５ｍｍ、及び約φ１５．６０ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例５のサンプルは、実験例４と同様に、スポンジ層１８Ｂが「ストレートテーパ型」に形成されていた。ただし、実験例５のサンプルは、反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比が「１００．６％」となっており（図５Ｂ参照）、初期時外径比の増加の割合が実験例４のサンプルよりも小さく設定されていた。
【００９９】
実験例６のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４８ｍｍ、約φ１５．６２ｍｍ、及び約φ１５．７５ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例６のサンプルは、実験例４及び実験例５と同様に、スポンジ層１８Ｂが「ストレートテーパ型」に形成されていた。ただし、実験例６のサンプルは、反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比が「１０１．７％」となっており（図５Ｂ参照）、初期時外径比の増加の割合が実験例４のサンプルよりも大きく設定されていた。
【０１００】
実験では、１ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、初期時の白地カブリを評価した。
【０１０１】
具体的には、検査者が、１ページ目の印刷画像の白地部を目視によって確認し、白地カブリを見つけなかった場合に、白地カブリの評価を「○（ＯＫ）」と判定し、逆に、白地カブリを見つけた場合に、白地カブリの評価を「×（ＮＧ）」と判定することによって、初期時の白地カブリの評価を行った。
【０１０２】
その結果、初期時の白地カブリの評価結果は、図５Ｇの「初期時」欄に示す通りとなった。すなわち、実験例１〜実験例５は、画像不良が無いため、「○（ＯＫ）」となった。一方、実験例６は、ハーフトーンに横筋（いわゆる、ジッタ）が発生したため、「×（ＮＧ）」となった。
【０１０３】
ただし、白地カブリの評価は、例えば、分光測色計によって、定性的に行うこともできる。すなわち、白地カブリの評価は、分光測色計（例えば、コニカミノルタ社製の分光測色計ＣＭ２６００ｄ）を用い、「Ｃ光源、２°視野、正反射光除去ＳＣＥ、測定径φ８ｍｍ」の条件で、印刷前の記録用紙Ｐの白地部と印刷後の記録用紙Ｐの白地部との色差ΔＥを測定することによって、行うことができる。
【０１０４】
なお、色差ΔＥは、値が小さいほど、白地カブリが少ないことを示している。この色差ΔＥは、ＣＩＥ＿１９７６＿Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で表される色差である。なお、「Ｌ＊」は、明度指数を意味しており、また、「ａ＊」及び「ｂ＊」は、それぞれ、色座標を意味している。
【０１０５】
色差ΔＥは、２つの測色値を（Ｌ１＊，ａ１＊，ｂ１＊）と（Ｌ２＊，ａ２＊，ｂ２＊）とする場合に、以下の式（１）で表すことができる。
ΔＥ＝｛（ΔＬ＊）２＋（Δａ＊）２＋（Δｂ＊）２｝１／２ …（１）
ただし、「ΔＬ＊」、「Δａ＊」、及び、「Δｂ＊」は、それぞれ、以下の通りである。
ΔＬ＊＝（Ｌ１＊−Ｌ２＊）
Δａ＊＝（ａ１＊−ａ２＊）
Δｂ＊＝（ｂ１＊−ｂ２＊）
【０１０６】
色差ΔＥの評価基準は、ＮＢＳ単位（米国標準局）で以下のように設定されている。
ΔＥ ０．０〜 ０．５ ｔｒａｎｃｅ（かすかに感じられる）。
ΔＥ ０．５〜 １．５ ｓｌｉｇｈｔ（わずかに感じられる）。
ΔＥ １．５〜 ３．０ ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ（かなり感じられる）。
ΔＥ ３．０〜 ６．０ ａｐｐｒｅｃｅａｂｌｅ（目立って感じられる）。
ΔＥ ６．０〜１２．０ ｍｕｃｈ（大きく感じられる）。
ΔＥ １２．０〜 ｖｅｒｙ ｍｕｃｈ（非常に大きく感じられる）。
【０１０７】
つまり、ＮＢＳ単位に準拠すると、色差ΔＥの値が「０．５」以下であれば、白地カブリの濃度が薄いため、ほとんどユーザが白地カブリを感じないことになり、逆に、色差ΔＥの値が「０．５」を超えていれば、白地カブリの濃度が濃いため、ほとんどユーザが白地カブリを感じることになる。
【０１０８】
したがって、白地カブリの評価は、色差ΔＥの値が「０．５」以下である場合に「○（ＯＫ）」と判定し、逆に、色差ΔＥの値が「０．５」を超えている場合に「×（ＮＧ）」と判定することによって、行うことができる。
【０１０９】
ここで、実験例１〜実験例６の初期時の白地カブリの評価結果について考察すると、以下のことが推定される。
【０１１０】
（実験例１及び実験例２についての考察）
実験例１及び実験例２の各サンプルは、スポンジ層１８Ｂがほぼ円筒状に形成されており、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力バランスが均一になっている。そのため、実験例１及び実験例２は、画像不良が発生しなかった、と考えられる。
【０１１１】
（実験例３〜実験例５についての考察）
実験例３〜実験例５の各サンプルは、スポンジ層１８Ｂが「スリム型」又は「ストレートテーパ型」に形成されており、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力バランスが不均一になっている。それでも、実験例３〜実験例５で画像不良が発生しなかった理由は、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが白地カブリの発生しない範囲内で設定されていたため、と考えられる。
【０１１２】
なお、実験例３〜実験例５で画像不良が発生しなかった理由は、以下に説明するように、現像剤Ｔ及び供給ローラ１８が新品の状態であったことも影響している、と考えられる。
【０１１３】
例えば、現像剤Ｔは、使用を重ねるに従って、外添剤が離脱する。そのため、現像剤Ｔは、使用を重ねるに従って、画像不良が発生し易くなる。しかしながら、新品の状態（初期時の状態）では、外添剤が離脱していないため、現像剤Ｔは、画像不良が発生し難くなっている。
【０１１４】
また、供給ローラ１８は、使用を重ねるに従って、劣化した状態になる。この点について、図７を参照して、説明する。図７は、供給ローラの劣化状態を示す模式図である。図７（ａ）は、供給ローラ１８の初期時の状態（新品の状態）を示しており、図７（ｂ）は、供給ローラ１８の寿命時の状態（劣化した状態）を示している。
【０１１５】
供給ローラ１８は、初期時の状態（新品の状態）では、図７（ａ）に示すように、スポンジ層１８Ｂの表面が理想的な状態になっている。しかしながら、供給ローラ１８は、使用を重ねるに従って、現像ローラ１４との摩擦によって応力Ｆ（図７（ｂ）参照）を繰り返し受けるため、寿命時の状態では、図７（ｂ）に示すように、スポンジ層１８Ｂの表面が劣化した状態になる。例えば、供給ローラ１８は、倒れ部分９１がスポンジ層１８Ｂの表面壁に発生したり、破泡部分９２がスポンジ層１８Ｂのセルに発生したりする。そのため、供給ローラ１８は、現像ローラ１４から現像剤Ｔを掻き落とす能力が低下したり、現像剤Ｔに対する帯電能力が低下したりする。その結果、供給ローラ１８は、使用を重ねるに従って、画像不良が発生し易くなる、と考えられる。しかしながら、新品の状態（初期時の状態）では、このような劣化がないため、供給ローラ１８は、画像不良が発生し難くなっている。
【０１１６】
したがって、実験例３〜実験例５は、現像剤Ｔ及び供給ローラ１８が新品の状態であったことによっても、画像不良が発生しなかった、と考えられる。
【０１１７】
（実験例６についての考察）
実験例６は、ハーフトーンにジッタが発生したため、「×（ＮＧ）」となった。実験例６でジッタが発生した理由は、スポンジ層１８Ｂの初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが適切な範囲を超えて設定されていたため、と考えられる。つまり、実験例６のサンプルは、スポンジ層１８Ｂの初期時外径が、特にギヤ側で適切な範囲を超えて設定されていたため、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力が大きくなり過ぎ、その結果、現像ローラ１４と供給ローラ１８との摩擦によって、ジッタが発生した、と考えられる。
【０１１８】
（寿命時の白地カブリの評価結果）
以下、寿命時の白地カブリの評価で、実験例１〜実験例３が「×（ＮＧ）」となり、実験例４及び実験例５が「○（ＯＫ）」となった理由につき、説明する。なお、実験例６については、前記した通り、初期時の白地カブリの評価結果で「×（ＮＧ）」であったため、その後の実験を行わなかった。
【０１１９】
各サンプルは、印刷が行われると、現像剤Ｔの移動、及び、現像ローラ１４との摩擦によって、表面が削られ、外径が徐々に小さくなる。その結果、各サンプルの外径は、寿命時に、図５Ｄ〜図５Ｆに示す形状になっていた。
【０１２０】
すなわち、実験例１のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．３５ｍｍ、約φ１５．３２ｍｍ、及び約φ１５．２１ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２１】
実験例２のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４８ｍｍ、約φ１５．４５ｍｍ、及び約φ１５．３４ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２２】
実験例３のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４２ｍｍ、約φ１５．３８ｍｍ、及び約φ１５．２２ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２３】
実験例４のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．３３ｍｍ、約φ１５．３２ｍｍ、及び約φ１５．３２ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２４】
実験例５のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．３０ｍｍ、約φ１５．３１ｍｍ、及び約φ１５．３０ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２５】
実験では、３万ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、寿命時の白地カブリを評価した。
【０１２６】
具体的には、検査者が、初期時の白地カブリの評価と同様に、３万ページ目の印刷画像の白地部を目視によって確認し、白地カブリを見つけなかった場合に、白地カブリの評価を「○（ＯＫ）」と判定し、逆に、白地カブリを見つけた場合に、白地カブリの評価を「×（ＮＧ）」と判定することによって、寿命時の白地カブリの評価を行った。ただし、白地カブリの評価は、前記した通り、例えば、分光測色計によって、定性的に行うこともできる。
【０１２７】
その結果、寿命時の白地カブリの評価結果は、図５Ｇの「寿命時」欄に示す通りとなった。すなわち、実験例１〜実験例３は、白地カブリが見つかったため、「×（ＮＧ）」となった。一方、実験例４及び実験例５は、画像不良が無いため、「○（ＯＫ）」となった。
【０１２８】
ここで、実験例１〜実験例５の寿命時の白地カブリの評価結果について考察すると、以下のことが推定される。
【０１２９】
（実験例１及び実験例３についての考察）
実験例１及び実験例３の各サンプルは、スポンジ層１８Ｂの外径（特に、ギヤ側の外径１８ｅ）が小さくなることによって、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力が低下する。そのため、供給ローラ１８は、ギヤ側で、現像ローラ１４から現像剤Ｔを掻き落とす能力が低下したり、現像剤Ｔに対する帯電能力が低下したりする。その結果、実験例１及び実験例３は、白地カブリが発生した、と考えられる。
【０１３０】
（実験例２についての考察）
実験例２のサンプルは、寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが実験例４の寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ以上となっている。しかしながら、実験例２のサンプルは、反ギヤ側の外径１８ａがギヤ側の外径１８ｅよりも大きいため、現像剤Ｔの劣化が反ギヤ側で進行し、これによって、現像されない劣化現像剤Ｔが発生する。その結果、実験例２は、白地カブリが発生した、と考えられる。
【０１３１】
（実験例４及び実験例５についての考察）
実験例４及び実験例５で画像不良が発生しなかった理由は、スポンジ層１８Ｂが、初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅから寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅまでの変化に亘って、白地カブリの発生しない範囲内で変化しているため、と考えられる。
【０１３２】
なお、実験例４のサンプルは、初期時外径比の増加の割合が実験例５のサンプルよりも大きく設定されているが、寿命時に、実験例５と同様に、バランスの取れた形状となっている。その理由は、スポンジ層１８Ｂの外径が大きいほど、現像ローラ１４との当たりが強くなり、その結果、スポンジ層１８Ｂの磨耗量が大きくなるためである、と考えられる。
【０１３３】
（実証実験全体についての考察）
このように、実験では、現像装置１０は、初期時外径比として０．６％以上でかつ１．２％以下の範囲（以下、「０．６〜１．２％の範囲」と称する）で、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂのギヤ側の外径１８ｅを反ギヤ側の外径１８ａよりも大きく設定しておくことによって、想定された寿命到達時まで、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができることが確認できた。ただし、「０．６〜１．２％の範囲」とする初期時外径比の値は、実験によって確認された値に過ぎず、条件を変えて、さらに実験を行えば、広がる可能性がある。
【０１３４】
以上の通り、本実施形態１に係る現像装置１０によれば、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの反ギヤ側の初期時外径１８ａに対するギヤ側の初期時外径１８ｅが所定の範囲内に設定されているため、例えば、ギヤ側の初期時外径１８ｅを反ギヤ側の初期時外径１８ａよりも大きく設定しておくことができ、これによって、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができ、もって、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができる。
【０１３５】
［実施形態２］
以下、図８を参照して、本実施形態２に係る供給ローラ１１８につき説明する。なお、図８は、実施形態２に係る供給ローラの形状を示す模式図である。図８（ａ）は、実施形態１（実験例４及び実験例５）に係る供給ローラ１８の形状を示しており、また、図８（ｂ）は、本実施形態２に係る供給ローラ１１８の形状を示している。
【０１３６】
実施形態１（実験例４及び実験例５）に係る供給ローラ１８は、図８（ａ）に示すように、スポンジ層１８Ｂが反ギヤ側からギヤ側に向けて直線状に大きくなる、ストレートテーパ型に形成されている。
【０１３７】
これに対して、本実施形態２に係る供給ローラ１１８は、図８（ｂ）に示すように、スポンジ層１８Ｂが反ギヤ側からギヤ側に向けて徐々に大きくなる形状（以下、「ラッパ型」と称する）に形成されている。すなわち、本実施形態２に係る供給ローラ１１８は、スポンジ層１８Ｂが湾曲した形状に形成されている。
【０１３８】
ただし、図８は、供給ローラ１８，１１８の形状の違いが一見して分かるように、双方のスポンジ層１８Ｂの外径をデフォルメして示している。
【０１３９】
ここで、実験例７（図９Ａ〜図９Ｇ及び図１０Ａ〜図１０Ｆ参照）として、供給ローラ１１８をサンプルとして用いて、白地カブリの発生の抑制を確認するための実証実験を行った。なお、図９Ａ〜図９Ｇ及び図１０Ａ〜図１０Ｆは、それぞれ、実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図である。図９Ａ〜図９Ｇは、それぞれ、図５Ａ〜図５Ｇに対し、実験例７の実験データを付加した内容となっている。また、図１０Ａ〜図１０Ｆは、それぞれ、図６Ａ〜図６Ｆに対し、実験例１及び実験例４の実験データのみを残して、他の実験例の実験データを削除するとともに、実験例７の実験データを付加した内容となっている。
【０１４０】
なお、実験例７は、用いるサンプルが異なる以外は、実験例１〜実験例５と同様の内容の実験例である。したがって、本実施形態２では、画像形成装置１及び現像装置１０の動作は、実施形態１と同じである。また、白地カブリの評価方法は、実施形態１と同じである。
【０１４１】
実験例７のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４８ｍｍ、約φ１５．５０ｍｍ、及び約φ１５．６５ｍｍとなっていた（図９Ａ参照）。したがって、実験例７のサンプルは、スポンジ層１８Ｂが「ラッパ型」に形成されており、反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比が「１００．６％」となっていた（図９Ｂ参照）。
【０１４２】
実験では、１ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、初期時の白地カブリを評価し、さらに、３万ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、寿命時の白地カブリを評価した。
【０１４３】
その結果、実験例７は、図５Ｇに示すように、初期時の白地カブリの評価結果及び寿命時の白地カブリの評価結果が、ともに、画像不良が無いため、「○（ＯＫ）」となった。
【０１４４】
ここで、実験例７の初期時の白地カブリの評価結果及び寿命時の白地カブリの評価結果について考察すると、以下のことが推定される。
【０１４５】
（実験例７についての考察）
実験例７で画像不良が発生しなかった理由は、実験例４及び実験例５の各サンプルと同様に、供給ローラ１１８のスポンジ層１８Ｂが、初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅから寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅまでの変化に亘って、白地カブリの発生しない範囲内で変化しているため、と考えられる。
【０１４６】
なお、実験例７のサンプルは、実験例５のサンプルと比較すると、現像ローラ１４に対する供給ローラ１１８の接触圧の平均が、初期時から寿命時の直前まで、小さくなるため、駆動トルクが小さくなる、という利点がある。
【０１４７】
以上の通り、本実施形態２によれば、スポンジ層１８Ｂが「ラッパ型」になるように、スポンジ層１８Ｂのギヤ側の端部の初期時外径１８ｅのみが大きく設定された供給ローラ１１８を用いることにより、現像装置１０の想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができ、もって、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができる。
しかも、本実施形態２によれば、実施形態１よりも駆動トルクを小さくすることもできる。
【０１４８】
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【０１４９】
例えば、実施形態１及び実施形態２は、ともに、画像形成装置１として、単色型の直接印刷方式の電子写真プリンタを想定して説明した。しかしながら、本発明は、いわゆる中間転写方式の画像形成装置や、複数の現像装置を備えたカラーの画像形成装置にも適用することができる。
【０１５０】
また、例えば、本発明は、プリンタに限らず、ファクシミリ装置、複写機、ＭＦＰ等の画像形成装置に用いることができる。なお、「ＭＦＰ」とは、Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ（又はＰｒｏｄｕｃｔ）の略称で、プリンタにファクシミリ機能やスキャナ機能、コピー機能等を付加した装置である。
【符号の説明】
【０１５１】
１ 画像形成装置
２ トレイ
３ スタッカ
４ 搬送路
５ ホッピングローラ
６ レジストローラ
７ 搬送ローラ
８ 排出ローラ
１０ 現像装置
１１ トナーカートリッジ
１２ 感光体ドラム
１３ 帯電ローラ
１４ 現像ローラ
１４Ａ，１８Ａ シャフト
１４Ｂ ゴム弾性層
１５ クリーニング部材
１６ 貯留室
１７ トナーセンサ
１８ 供給ローラ
１８Ｂ スポンジ層
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ 外径
１９ 層形成ブレード
２０ 露光装置
３０ 転写ローラ
４０ 定着装置
５０ 制御部
６１ フィルム
６２ 帯電クリーニング部材
６３ スパイラル
６４ 廃トナー収容部
７０ 筐体
７１ 感光体ドラムギヤ
７２ 現像ローラギヤ
７３ アイドルギヤ
７４ 供給ローラギヤ
７９ 駆動モータ
８１ 当接部位（印刷領域）
Ｐ 記録用紙
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ 測定位置
Ｔ 現像剤（トナー）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵された像担持体に現像剤像を形成する現像装置、及び、画像形成プロセスユニットとして当該現像装置を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する画像形成装置は、画像形成プロセスユニットとして現像装置を用いている。現像装置は、内蔵された感光体ドラムの表面に形成された静電潜像を現像剤によって現像剤像として顕像化させるユニットである。画像形成装置は、転写手段と定着手段とを有している。画像形成装置は、転写手段によって、現像装置が形成した現像剤像を記録転写材としての記録用紙に転写する。そして、画像形成装置は、定着手段によって、その記録用紙を加熱及び加圧する。これによって、画像形成装置は、現像剤像を溶融させて、現像剤像を記録用紙に定着させる。
【０００３】
ところで、現像装置は、静電潜像を担持する像担持体としての感光体ドラムと、感光体ドラムに担持された静電潜像を現像剤によって現像する現像部材としての現像ローラと、現像ローラに当接して、現像剤を現像ローラに供給する供給部材としての供給ローラとを有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
現像ローラは、円柱状のシャフトの表面に、円筒状のゴム弾性層が設けられた構成となっている。供給ローラは、円柱状のシャフトの表面に、円筒状のスポンジ層が設けられた構成となっている。現像ローラと供給ローラとは、現像ローラのゴム弾性層と供給ローラのスポンジ層とが当接部位となり、互いを押し込むように、現像装置の筐体に回転自在に取り付けられている。供給ローラは、当接部位で、現像剤を現像ローラに供給するとともに、現像ローラから、静電潜像の顕像化で使用されなかった、現像ローラの表面に付着している現像剤を掻き落とす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０８０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の現像装置は、想定された寿命よりも早い時点で、白地カブリが発生する場合がある、という問題があった。なお、「白地カブリ」とは、記録転写材である記録用紙の白地部に現れる汚れを意味している。
【０００７】
「白地カブリ」は、例えば、供給部材（供給ローラ）と現像部材（現像ローラ）との間の当接部位の圧力バランスが、不均一な状態になり、これによって、供給部材の、現像部材から現像剤を掻き取る能力が劣化することにより、発生する。
【０００８】
以下、「白地カブリ」が発生する原理について、詳述する。
現像装置の供給部材は、使用を重ねるに従って、現像部材との当接部位が徐々に磨耗する。このとき、供給部材の当接部位が全面に亘って均一に磨耗すれば、当接部位の圧力バランスは、不均一な状態にならない。
【０００９】
しかしながら、供給部材は、軸方向の一方の端部にギヤが設けられており、このギヤを介して、外部からの駆動力がシャフトに伝達される。したがって、供給部材の当接部位は、ギヤが設けられた一端側とギヤが設けられていない他端側との間で、他端側よりも大きな負荷が、一端側にかかる。そのため、供給部材の当接部位は、一端側が他端側よりも大きく磨耗する。その結果、供給部材の当接部位は、想定された現像装置の寿命よりも早い時点で、一端側のみが、予め想定された磨耗許容量を超えて磨耗する場合がある。
【００１０】
供給部材は、一端側の当接部位のみが磨耗許容量を超えて磨耗すると、現像部材との圧力バランスが不均一な状態になる。供給部材は、現像部材との圧力バランスが不均一な状態になると、現像部材から現像剤を掻き取る能力が劣化する。その結果、現像装置は、想定された寿命よりも早い時点で、白地カブリが発生する場合があった。
【００１１】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制する現像装置、及び、当該現像装置を用いる画像形成装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、第１発明は、現像剤を用いる現像装置であって、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持された前記静電潜像を前記現像剤によって現像する現像部材と、前記現像部材に当接して、前記現像剤を前記現像部材に供給する供給部材と、前記現像部材の軸方向の一端側に設けられた第１のギヤと、前記供給部材の軸方向の一端側に設けられた第２のギヤとを備え、前記第２のギヤは、前記第１のギヤ側からの駆動力が伝達され、前記供給部材は、前記現像部材と当接する当接部位の、前記第２のギヤが設けられていない他端側の初期時外径に対する、前記第２のギヤが設けられた一端側の初期時外径が、所定の範囲内に設定されている構成とする。なお、所定の範囲内は、好ましくは、白地カブリが発生しない範囲内であるとよい。また、供給部材は、好ましくは、一端側の初期時外径が、白地カブリが発生しない範囲内で、他端側の初期時外径よりも大きく設定されているとよい。さらに、白地カブリが発生しない範囲は、好ましくは、少なくとも、当接部位の他端側の初期時外径に対する一端側の初期時外径の比が０．６％以上でかつ１．２％以下の範囲を含む範囲であるとよい。
【００１３】
現像装置の供給部材は、ギヤが設けられていない他端側よりも大きな負荷が、ギヤが設けられた一端側にかかる。一方、この現像装置の供給部材は、現像部材との当接部位の他端側の初期時外径に対する一端側の初期時外径が、所定の範囲内に設定されている。したがって、供給部材の当接部位は、一端側の磨耗許容量が他端側の磨耗許容量よりも大きくなるように、一端側の初期時外径を他端側の初期時外径よりも大きく設定することができる。そのため、供給部材の当接部位は、使用を重ねるに従って、一端側が他端側よりも大きく磨耗していっても、長期間に亘って、白地カブリが発生しない状態で、現像部材と当接することができる。その結果、この現像装置は、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができる。
【００１４】
また、第２発明は、電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する画像形成装置であって、画像を形成する画像形成ユニットとして、第１発明に係る現像装置を用いることを特徴とする。
この画像形成装置は、第１発明に係る現像装置を用いるため、想定された現像装置の寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制する現像装置を提供することができる。
また、第２発明によれば、第１発明に係る現像装置を用いる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態１に係る現像装置の構成を示す図である。
【図３】実施形態１に係る現像装置の駆動機構の構成を示す図である。
【図４】実施形態１に係る供給ローラの構成を示す図である。
【図５Ａ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図５Ｂ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図５Ｃ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図５Ｄ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図５Ｅ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図５Ｆ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【図５Ｇ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（７）である。
【図６Ａ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図６Ｂ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図６Ｃ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図６Ｄ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図６Ｅ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図６Ｆ】実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【図７】供給ローラの劣化状態を示す模式図である。
【図８】実施形態２に係る供給ローラの形状を示す模式図である。
【図９Ａ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図９Ｂ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図９Ｃ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図９Ｄ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図９Ｅ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図９Ｆ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【図９Ｇ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（７）である。
【図１０Ａ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（１）である。
【図１０Ｂ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（２）である。
【図１０Ｃ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（３）である。
【図１０Ｄ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（４）である。
【図１０Ｅ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（５）である。
【図１０Ｆ】実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図（６）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１８】
［実施形態１］
＜画像形成装置の構成＞
以下、図１を参照して、本実施形態１に係る画像形成装置の構成につき説明する。なお、図１は、実施形態１に係る画像形成装置の構成を示す図である。図１は、本実施形態１に係る画像形成装置１の断面構成を示している。
【００１９】
画像形成装置１は、電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する装置である。ここでは、画像形成装置１として、単色型の直接印刷方式の電子写真プリンタを想定して説明する。以下、画像形成装置１による「画像形成」動作を「印刷」動作と称する場合がある。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１は、トレイ２、スタッカ３、搬送路４、ホッピングローラ５、レジストローラ６、搬送ローラ７、排出ローラ８、現像装置１０、露光装置２０、転写ローラ３０、定着装置４０、及び、制御部５０を有する構成となっている。
【００２１】
トレイ２は、記録転写材としての記録用紙Ｐを格納する収容部である。記録用紙Ｐは、現像装置１０によって形成された現像剤像が転写される。図１に示す例では、トレイ２は、画像形成装置１の内部の、現像装置１０の下方に設けられている。
スタッカ３は、印刷後の記録用紙Ｐが集積される集積部である。図１に示す例では、スタッカ３は、画像形成装置１の外部の、現像装置１０の上方に設けられている。
搬送路４は、記録用紙Ｐが搬送される通路であり、トレイ２からスタッカ３まで形成されている。
【００２２】
ホッピングローラ５は、記録用紙Ｐをトレイ２から搬送路４に１枚ずつ繰り出す部材である。
レジストローラ６は、記録用紙Ｐを一時的に停止させて、記録用紙Ｐの先端を位置決めする部材である。レジストローラ６は、記録用紙Ｐを一時的に停止させた後、記録用紙Ｐを現像装置１０に向けて搬送する。
搬送ローラ７及び排出ローラ８は、記録用紙Ｐをスタッカ３に向けて搬送する部材である。
【００２３】
現像装置１０は、内蔵された感光体ドラム１２（図２参照）の表面に形成された静電潜像を現像剤によって現像剤像として顕像化させる装置である。現像装置１０は、画像形成プロセスユニットとして、画像形成装置１に対して、装着及び取り外しが自在な構成となっている。現像装置１０の詳細については、「現像装置の構成」の章で説明する。
【００２４】
露光装置２０は、現像装置１０の感光体ドラム１２の表面を露光して、感光体ドラム１２の表面に静電潜像を形成する装置である。ここでは、露光装置２０として、ＬＥＤ素子が複数配置されたＬＥＤヘッドを想定して説明する。しかしながら、露光装置２０は、レーザ露光装置やその他の発光手段を用いてもよい。
【００２５】
転写ローラ３０は、現像装置１０の感光体ドラム１２の表面に形成された現像剤像を記録用紙Ｐに転写する部材である。転写ローラ３０は、図示せぬ電源から現像剤像とは逆極性の電位が与えられることによって、感光体ドラム１２の表面に形成された現像剤像を引き寄せる。その際に、転写ローラ３０は、現像剤像をレジストローラ６によって搬送される記録用紙Ｐに転写する。
【００２６】
定着装置４０は、記録用紙Ｐに転写された現像剤像を記録用紙Ｐに定着させる装置である。定着装置４０は、搬送路４を介して対向するように配置された、２つのローラを有している。２つのローラは、一方が加熱ローラとなっており、他方が加圧ローラとなっている。加熱ローラは、発熱体が内部又は周囲に設けられており、ニップ部（ローラ部材と他の部材との間の接触部分）で、発熱体によって生じた熱を記録用紙Ｐに伝達する。加圧ローラは、加熱ローラに対して密着して配置されており、ニップ部で記録用紙Ｐを加圧する。定着装置４０は、加熱ローラと加圧ローラとの間に形成されたニップ部で記録用紙Ｐを挟み込み、記録用紙Ｐを加熱及び加圧することによって、記録用紙Ｐの表面に転写された現像剤像を溶融させて、現像剤像を記録用紙Ｐに定着させる。
制御部５０は、画像形成装置１の動作を制御する制御手段である。
【００２７】
＜現像装置の構成＞
以下、図２を参照して、本実施形態１に係る現像装置１０の構成につき説明する。なお、図２は、実施形態１に係る現像装置の構成を示す図である。図２は、本実施形態１に係る現像装置１０の断面構成を示している。
【００２８】
図２に示すように、現像装置１０は、トナーカートリッジ１１、感光体ドラム１２、帯電ローラ１３、現像ローラ１４、クリーニングブレード１５、貯留室１６、トナーセンサ１７、供給ローラ１８、層形成ブレード１９、フィルム６１、帯電クリーニング部材６２、スパイラル６３、及び、廃トナー収容部６４を有する構成となっている。
【００２９】
トナーカートリッジ１１は、現像剤Ｔを収容する収容部である。現像剤Ｔは、一般に「トナー」と称され、着色剤や外添剤等の成分を含有する。トナーカートリッジ１１は、貯留室１６の上方に設けられており、現像剤Ｔを貯留室１６に供給する。
【００３０】
感光体ドラム１２は、表面に静電潜像及び現像剤像を担持する像担持体である。感光体ドラム１２の周囲には、回転方向に沿って、帯電ローラ１３、露光装置２０（図１参照）、現像ローラ１４、クリーニングブレード１５が配置されている。
【００３１】
帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する帯電部材である。帯電ローラ１３は、クリーニングブレード１５と露光装置２０（図１参照）との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。感光体ドラム１２は、帯電ローラ１３によって表面が一様に帯電され、その後に、露光装置２０によって表面が部分的に露光される。これによって、感光体ドラム１２は、表面に、静電潜像が形成される。なお、露光装置２０は、帯電ローラ１３と現像ローラ１４との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。
【００３２】
現像ローラ１４は、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を、現像剤Ｔによって現像剤像として顕像化する現像部材である。現像ローラ１４は、露光装置２０（図１参照）と転写ローラ３０（図１参照）との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。また、現像ローラ１４の周囲には、供給ローラ１８が配置されている。現像ローラ１４によって形成された現像剤像は、転写ローラ３０（図１参照）によって、記録用紙Ｐに転写される。
【００３３】
クリーニングブレード１５は、記録用紙Ｐに転写されずに、感光体ドラム１２の表面に残った現像剤Ｔ（以下、「転写残の現像剤Ｔ」と称する）を感光体ドラム１２の表面から掻き落とすクリーニング部材である。クリーニングブレード１５は、転写ローラ３０（図１参照）と帯電ローラ１３との間で、感光体ドラム１２と平行に対向するように、感光体ドラム１２の軸方向に沿って、配置されている。
【００３４】
貯留室１６は、現像剤Ｔを一時的に貯留する空間である。貯留室１６は、供給ローラ１８の上方に設けられており、現像剤Ｔを供給ローラ１８に供給する。
トナーセンサ１７は、貯留室１６の内部の現像剤Ｔの残量を検出するセンサである。
【００３５】
供給ローラ１８は、貯留室１６に貯留された現像剤Ｔを現像ローラ１４に供給する供給部材である。供給ローラ１８は、現像ローラ１４と平行に対向するように、現像ローラ１４の軸方向に沿って、配置されている。供給ローラ１８は、現像ローラ１４に対して押し込むように、現像装置１０の筐体７０（図３参照）に取り付けられている。供給ローラ１８は、現像ローラ１４との当接部位８１（図３参照）で、現像剤Ｔを現像ローラ１４に供給するとともに、現像ローラ１４から、静電潜像の顕像化で使用されなかった、現像ローラ１４の表面に付着している現像剤Ｔを掻き落とす。
【００３６】
層形成ブレード１９は、現像ローラ１４の表面に当接して、現像ローラ１４の表面に付着した現像剤Ｔを薄層化する部材である。層形成ブレード１９は、現像ローラ１４と平行に対向するように、現像ローラ１４の軸方向に沿って、配置されている。
【００３７】
フィルム６１は、現像装置１０からの現像剤Ｔの漏洩を防止する部材である。フィルム６１は、現像ローラ１４と平行に対向するように、現像ローラ１４の軸方向に沿って、配置されている。
【００３８】
帯電クリーニング部材６２は、帯電ローラ１３の表面に付着した現像剤Ｔ（ただし、ほとんどは、現像剤Ｔに含有された外添剤である）を帯電ローラ１３の表面から掻き落とすクリーニング部材である。帯電クリーニング部材６２は、帯電ローラ１３と平行に対向するように、帯電ローラ１３の軸方向に沿って、配置されている。
スパイラル６３は、掻き落とされた現像剤Ｔを廃トナー収容部６４に搬送する部材である。
廃トナー収容部６４は、掻き落とされた現像剤Ｔを収容する収容部である。
【００３９】
感光体ドラム１２、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８は、図３に示すように、それぞれ、軸方向の一方の端部にギヤが設けられている。なお、図３は、実施形態１に係る現像装置の駆動機構の構成を示す図である。図３は、感光体ドラム１２、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８を回転させるための、現像装置１０の駆動機構の構成を示している。以下、図３を参照して、現像装置１０の駆動機構の構成につき説明する。
【００４０】
感光体ドラム１２は、回転軸として機能する円柱状の図示せぬシャフトを有しており、そのシャフトの表面に、有機光半導体から成る円筒状の感光体層が設けられた構成となっている。
【００４１】
感光体ドラム１２は、図示せぬシャフトの両端が現像装置１０の筐体７０によって回転自在に支持されている。また、感光体ドラム１２は、ギヤ（以下、「感光体ドラムギヤ」と称する）７１が図示せぬシャフトの一方の端部に設けられている。感光体ドラムギヤ７１は、感光体ドラム１２の周囲に設けられた、駆動機構の駆動源となる駆動モータ７９の主軸に設けられたギヤと噛み合わされている。
【００４２】
現像ローラ１４は、回転軸として機能する円柱状のシャフト１４Ａの表面に、円筒状のゴム弾性層１４Ｂが設けられた構成となっている。現像ローラ１４は、例えば、シャフト１４Ａがステンレススチール（ＳＵＳ）材によって構成されており、また、ゴム弾性層１４Ｂがポリエーテル系ウレタンゴムによって構成されている。
【００４３】
現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂは、抵抗値調整及びゴムの引き裂き強度強化のために、カーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）が添加されている。また、ゴム弾性層１４Ｂの表面は、現像剤Ｔに帯電性を付与するために、コーティング（例えば、イソシアネート処理、ポリエーテル系ウレタンコート処理等）が施されている。また、ゴム弾性層１４Ｂは、所定の外径になるように、粗研磨やフィニッシャー研磨等の研磨処理が表面に施されている。
【００４４】
現像ローラ１４は、シャフト１４Ａの両端が現像装置１０の筐体７０によって回転自在に支持されている。また、現像ローラ１４は、ギヤ（以下、「現像ローラギヤ」と称する）７２がシャフト１４Ａの一方の端部に設けられている。現像ローラギヤ７２は、大径ギヤと小径ギヤの２つのギヤで構成されている。「現像ローラギヤ７２」は、特許請求の範囲に記載された「第１のギヤ」に相当する。
【００４５】
供給ローラ１８は、回転軸として機能する円柱状のシャフト１８Ａの表面に、円筒状のスポンジ層１８Ｂが設けられた構成となっている。供給ローラ１８は、例えば、シャフト１８ＡがＳＵＳ材によって構成されており、また、スポンジ層１８Ｂが半導電性発泡シリコンゴムによって構成されている。
【００４６】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂを構成する半導電性発泡シリコンゴムは、補強性シリカ充填剤や、加硫硬化に必要な加硫剤、発泡剤等がジメチルシリコン生ゴムやメチルフェニルシリコン生ゴム等の各種生ゴムに添加されたコンパウンドとなっている。なお、発泡剤には、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤や、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等の有機発泡剤が用いられる。
【００４７】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、スポンジ層１８Ｂを構成する各セルが完全に独立した単独気泡型の層となっている。スポンジ層１８Ｂのセル径は、表面近くで、３００〜５００μｍとなっている。なお、スポンジ層１８Ｂのセル径は、例えば、スポンジの断面をＣＣＤで観察することによって、測定される。
【００４８】
供給ローラ１８は、シャフト１８Ａの両端が現像装置１０の筐体７０によって回転自在に支持されている。また、供給ローラ１８は、ギヤ（以下、「供給ローラギヤ」と称する）７４がシャフト１８Ａの一方の端部に設けられている。「供給ローラギヤ７４」は、特許請求の範囲に記載された「第２のギヤ」に相当する。なお、現像ローラギヤ７２と供給ローラギヤ７４との間には、アイドルギヤ７３が設けられている。
【００４９】
係る構成において、感光体ドラムギヤ７１は、駆動モータ７９のギヤ及び現像ローラギヤ７２の大径ギヤと噛み合わされている。また、現像ローラギヤ７２は、大径ギヤが感光体ドラムギヤ７１と噛み合わされ、小径ギヤがアイドルギヤ７３と噛み合わされている。さらに、アイドルギヤ７３は、供給ローラギヤ７４と噛み合わされている。
【００５０】
現像装置１０は、画像形成時に、駆動モータ７９を回転させる。駆動モータ７９の回転駆動力は、感光体ドラムギヤ７１、現像ローラギヤ７２、アイドルギヤ７３、及び、供給ローラギヤ７４に伝達される。これによって、感光体ドラム１２、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８が、回転する。また、このとき、感光体ドラム１２が、回転することにより、帯電ローラ１３（図２参照）を連れ回して回転させる。なお、図２に示す例では、画像形成時に、感光体ドラム１２が、反時計周りに回転し、帯電ローラ１３、現像ローラ１４、及び、供給ローラ１８が、時計回りに回転する。
【００５１】
＜画像形成装置及び現像装置の動作＞
以下、図１を参照して、画像形成装置１及び現像装置１０の動作につき説明する。
画像形成装置１は、図示せぬ上位装置から印刷データを受信すると、これに応答して、印刷を開始する。
【００５２】
画像形成装置１は、印刷を開始するにあたり、図示せぬモータによってホッピングローラ５を駆動して、トレイ２から記録用紙Ｐを１枚ずつ搬送路４に繰り出し、記録用紙Ｐをレジストローラ６まで搬送する。そして、画像形成装置１は、記録用紙Ｐをレジストローラ６に当接させて、記録用紙Ｐの斜行を補正するとともに、記録用紙Ｐの先端を位置決めする。
【００５３】
この後、画像形成装置１は、記録用紙Ｐをレジストローラ６の下流側に設けられた現像装置１０に向けて搬送する。このとき、画像形成装置１は、現像装置１０及び露光装置２０を駆動して、現像装置１０の感光体ドラム１２（図２参照）の表面に現像剤像を形成する。なお、このときの動作の詳細については、「現像剤像の形成時の動作」の章で説明する。
【００５４】
そして、画像形成装置１は、記録用紙Ｐが感光体ドラム１２の下に到達すると、転写ローラ３０によって感光体ドラム１２の表面に形成された現像剤像を記録用紙Ｐの表面に転写する。このとき、画像形成装置１は、例えば、＋２４００Ｖの転写電圧を転写ローラ３０に印加し、この転写電圧によって現像剤像を感光体ドラム１２側から転写ローラ３０側に引き寄せる。その際に、画像形成装置１は、記録用紙Ｐを、感光体ドラム１２と転写ローラ３０との間を通過させる。これによって、画像形成装置１は、現像剤像を記録用紙Ｐの表面に転写する。
【００５５】
この後、画像形成装置１は、記録用紙Ｐを現像装置１０の下流側に設けられた定着装置４０に向けて搬送する。定着装置４０は、内蔵された２つのローラで記録用紙Ｐを挟み込み、記録用紙Ｐを加熱及び加圧することによって、記録用紙Ｐの表面に転写された現像剤像を溶融させて、現像剤像を記録用紙Ｐに定着させる。
【００５６】
画像形成装置１は、現像剤像を記録用紙Ｐに定着させると、搬送ローラ７及び排出ローラ８によって、記録用紙Ｐを定着装置４０の下流側に設けられたスタッカ３に搬送し、記録用紙Ｐをスタッカ３の上に集積する。
【００５７】
＜現像剤像の形成時の動作＞
以下、図２を参照して、現像装置１０及び露光装置２０による現像剤像の形成時の動作につき説明する。
【００５８】
画像形成装置１は、現像装置１０及び露光装置２０を駆動して、現像装置１０の感光体ドラム１２の表面に現像剤像を形成する。
【００５９】
このとき、画像形成装置１は、現像装置１０の感光体ドラム１２に接続された駆動モータ７９（図３参照）、及び、転写ローラ３０に接続された図示せぬモータを回転させる。そして、現像装置１０は、駆動モータ７９の回転駆動力を、感光体ドラムギヤ７１、現像ローラギヤ７２、アイドルギヤ７３、及び、供給ローラギヤ７４に伝達させることによって、感光体ドラム１２、現像ローラ１４、供給ローラ１８を回転させる。
【００６０】
同時に、現像装置１０は、例えば、−１１５０Ｖの電圧を帯電ローラ１３に印加するとともに、−２５０Ｖの電圧を現像ローラ１４に印加し、さらに、−３５０Ｖの電圧を供給ローラ１８及び層形成ブレード１９に印加する。ただし、これらの電圧値は、求められる画像濃度に応じて適宜変更される。
【００６１】
感光体ドラム１２は、回転することにより、帯電ローラ１３を連れ回して回転させる。その際に、帯電ローラ１３は、感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する。そして、露光装置２０が、印字データに基づいて、帯電された感光体ドラム１２の表面を部分的に露光する。その結果、静電潜像が、感光体ドラム１２の表面に形成される。
【００６２】
同時に、現像ローラ１４及び供給ローラ１８が、感光体ドラム１２の回転に合わせて回転する。その際に、供給ローラ１８が、現像剤Ｔを現像ローラ１４に供給する。これによって、現像剤Ｔが、現像ローラ１４の表面に付着する。
【００６３】
現像ローラ１４の表面に付着した現像剤Ｔは、現像ローラ１４が回転することにより、層形成ブレード１９と接触して、層厚が一定に調整される。そして、現像剤Ｔは、現像ローラ１４がさらに回転することにより、感光体ドラム１２と接触し、現像ローラ１４と感光体ドラム１２との間の電位差によって、現像ローラ１４から感光体ドラム１２に移動する。これによって、現像装置１０は、感光体ドラム１２の表面に形成された静電潜像を、現像剤像として顕像化する。この後、現像剤像は、転写ローラ３０によって感光体ドラム１２から記録用紙Ｐに転写される。
【００６４】
現像剤像が記録用紙Ｐに転写されると、クリーニングブレード１５が、転写残の現像剤Ｔを感光体ドラム１２の表面から掻き落とし、スパイラル６３が、掻き落とされた現像剤Ｔを貯留室１６に搬送する。また、供給ローラ１８が、現像ローラ１４から、静電潜像の顕像化で使用されなかった、現像ローラ１４の表面に付着している現像剤Ｔを貯留室１６内に掻き落とす。これによって、現像装置１０は、使用されなかった現像剤Ｔを回収して、再利用する。
【００６５】
＜白地カブリの発生を抑制するための構成＞
ところで、供給ローラ１８は、供給ローラギヤ７４が設けられていない他端側（以下、「反ギヤ側」と称する）よりも大きな負荷が、供給ローラギヤ７４が設けられた一端側（以下、「ギヤ側」と称する）にかかる。そのため、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、ギヤ側が反ギヤ側よりも大きく磨耗する。供給ローラ１８は、ギヤ側のスポンジ層１８Ｂのみが予め想定された磨耗許容量を超えて磨耗すると、現像ローラ１４との圧力バランスが不均一な状態になるため、現像ローラ１４から現像剤Ｔを掻き取る能力が劣化し、これによって、白地カブリ（白地部の汚れ）が発生する。
【００６６】
そこで、本実施形態１に係る現像装置１０は、白地カブリの発生を抑制するために、供給ローラ１８が以下のように構成されている。すなわち、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、白地カブリが発生しない範囲内で、ギヤ側の外径１８ｅ（図４参照）が、反ギヤ側の外径１８ａ（図４参照）よりも大きく設定されている。したがって、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、ギヤ側の磨耗許容量が、反ギヤ側の磨耗許容量よりも大きく設定されている。
【００６７】
なお、図４は、実施形態１に係る供給ローラの構成を示す図である。図４は、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの外径の測定位置を示している。図４に示す例では、測定位置として、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅが示されており、その測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅで測定された外径として、外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが示されている。図４に示す例では、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅは、それぞれ、スポンジ層１８Ｂの反ギヤ側から、１０ｍｍ、６０ｍｍ、１１０ｍｍ、１６０ｍｍ、２１０ｍｍの位置となっている。
【００６８】
なお、「スポンジ層１８Ｂ」は、現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂと当接する当接部位８１（図３参照）となる。この「当接部位８１」は、印刷が行われる印刷領域でもある。また、「ギヤ側」は、特許請求の範囲に記載された「一端側」に相当し、「反ギヤ側」は、特許請求の範囲に記載された「他端側」に相当する。
【００６９】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、前記した通り、ギヤ側の磨耗許容量が、反ギヤ側の磨耗許容量よりも大きく設定されている。そのため、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、使用を重ねるに従って、ギヤ側が反ギヤ側よりも大きく磨耗していっても、長期間に亘って、白地カブリが発生しない状態で、現像ローラ１４と当接することができる。その結果、この現像装置１０は、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができ、もって、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができる。
【００７０】
＜実証実験＞
ここで、白地カブリの発生の抑制を確認するために、以下の実験を行った。その実験データを図５Ａ〜図５Ｇ及び図６Ａ〜図６Ｆに示す。なお、図５Ａ〜図５Ｇ及び図６Ａ〜図６Ｆは、それぞれ、実施形態１に係る供給ローラを用いた実験データを示す図である。各図の詳細については、後記する。
【００７１】
（実験内容）
実験では、６本の供給ローラ１８を、サンプルとして用意した。各サンプルは、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ（図４参照）におけるスポンジ層１８Ｂの外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ（図４参照）が変更された構成となっていた。そして、実験では、各サンプルを現像装置１０に装着し、その現像装置１０を画像形成装置１に搭載して、３万ページ分の印刷を行い、サンプル毎に、１ページ目の印刷画像の白地カブリの発生の有無及び３万ページ目の印刷画像の白地カブリの発生の有無を検証した。
【００７２】
（印刷内容）
実験では、記録用紙Ｐを１度に３ページずつ（１８秒毎に３ページずつ）、縦方向（４辺のうち、短い２辺が前端及び後端になる方向）に搬送して、ＩＳＯ／ＩＥＣ１９７５２で指定されたパターンを、３万ページ分印刷した。なお、印刷環境は、いずれも、温度が２５±２℃、相対湿度が５０±５％ＲＨであった。
【００７３】
（記録用紙）
実験では、記録用紙Ｐとして、レターサイズの標準紙（具体的には、Ｘｅｒｏｘ４２００紙（２０ｌｂ））を用いた。なお、「２０ｌｂ」は、Ｘｅｒｏｘ社のカタログ値である。「２０ｌｂ」の「ｌｂ」は、「ポンド」を意味しており、また、「２０ｌｂ」は、欧米仕様の紙の面積あたりの重量を意味している。「２０ｌｂ」は、いわゆる「普通紙」の仕様となっている。
【００７４】
なお、現像装置１０は、感光体ドラム１２が、線速度として２２７．５ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転する。これによって、画像形成装置１は、記録用紙Ｐとしてのレターサイズの標準紙を、４０ｐｐｍに相当する搬送速度で縦方向に搬送する。なお、「４０ｐｐｍ」という搬送速度は、以下を根拠とする。すなわち、線速度２２７．５ｍｍ／ｓｅｃは、レターサイズの標準紙の縦の長さが２７９．４ｍｍであるため、「（２２７．５×６０／２７９．４）≒４９ｐｐｍ」に相当する。しかしながら、画像形成装置１は、感光体ドラム１２が記録用紙Ｐとの隙間によって空転するため、「４０ｐｐｍ」で記録用紙Ｐを搬送することになる。
【００７５】
なお、現像装置１０は、現像ローラ１４が、感光体ドラム１２の回転に対して、１．２６の周速比で、連れ回り方向（図２に示す例では、時計回り方向）に回転する。また、現像装置１０は、供給ローラ１８が、現像ローラ１４の回転に対して、０．６８倍の周速比で、カウンタ方向（図２に示す例では、時計回り方向）に回転する。
【００７６】
（現像剤）
実験では、以下の仕様の現像剤Ｔを用いた。
現像剤Ｔは、粉砕法により作成された、平均粒径６．５〜７．５μｍの負帯電性のブラックの現像剤を用いた。なお、新品の現像装置１０において、白紙印刷中に現像ローラ１４に付着した現像剤Ｔの帯電量は、２２〜２８μＣ／ｇであった。この現像剤Ｔの帯電量は、ＴＲＥＫ社製の吸引式帯電量測定機Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳによって測定された値である。なお、実験では、このような仕様の現像剤Ｔを用いたが、実際の運用では、異なる仕様の現像剤Ｔを用いることもできる。
【００７７】
（現像ローラ）
実験では、以下の仕様の現像ローラ１４を用いた。
現像ローラ１４は、シャフト１４Ａがステンレススチール（ＳＵＳ）材によって構成されており、また、ゴム弾性層１４Ｂがポリエーテル系ウレタンゴムによって構成されていた。
【００７８】
現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂは、長さが２３９ｍｍとなっており、そのうち、略中央部分の２２０ｍｍが供給ローラ１８と当接する当接部位８１（図３参照）となっていた。また、ゴム弾性層１４Ｂは、所定の外径になるように、研磨処理が表面に施されていた。実験では、ゴム弾性層１４Ｂは、でき上がり外径が、左右とも端部から５ｍｍの位置でφ１５．９ｍｍの値となり、中央位置でφ１５．９２ｍｍの値となっていた。なお、ゴム弾性層１４Ｂの外径の測定には、ミツトヨ社製のＬＳＭ−６１００レーザスキャンマイクロメータを用い、現像ローラ１４の回転速度を３５ｒｐｍとする状態で、現像ローラ１４が２回転する間に３２回測定し、その平均を取った。
【００７９】
ゴム弾性層１４Ｂの硬度は、ＪＩＳ＿Ｋ６２５２による加重９．８Ｎで、７７度となっていた。また、ゴム弾性層１４Ｂの表面粗さは、ＪＩＳ＿Ｂ０６０１−１９９４法による接触式１０点平均粗さで、Ｒｚ＝２〜６μｍとなっていた。
【００８０】
現像ローラ１４の抵抗値Ｒは、幅２．０ｍｍ、直径６．０ｍｍのＳＵＳ材のボールベアリングを２０ｇｆの力で現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂの表面に接触させ、１００Ｖの電圧をボールベアリングと現像ローラ１４のシャフト１４Ａとの間に印加して、電圧Ｖと電流Ｉの比（Ｖ／Ｉ）によって測定した場合に、１〜１００ＭΩとなっていた。
【００８１】
（供給ローラ）
実験では、以下の仕様の６本の供給ローラ１８を用いた。
供給ローラ１８は、シャフト１８ＡがＳＵＳ材によって構成されており、また、スポンジ層１８Ｂが半導電性発泡シリコンゴムによって構成されていた。
【００８２】
供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂは、長さが２２０ｍｍ（図４参照）となっており、その全域が現像ローラ１４と当接する当接部位８１（図３参照）となっていた。また、スポンジ層１８Ｂは、所定の外径になるように、表面に研磨処理が施されていた。実験では、スポンジ層１８Ｂは、でき上がり外径が、図５Ａに示す値となっていた。なお、スポンジ層１８Ｂの外径の測定方法は、現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂの外径の測定方法と同様である。
【００８３】
スポンジ層１８Ｂの硬度は、アスカ＿Ｆで５０〜６５度となっていた。スポンジ層１８Ｂは、現像装置１０の内部で、現像ローラ１４のゴム弾性層１４Ｂに対して静止状態で図５Ｃに示されるような値で押し込まれていた。
【００８４】
供給ローラ１８の抵抗値Ｒは、幅２．０ｍｍ、直径６．０ｍｍのＳＵＳ材のボールベアリングを２０ｇｆの力で供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの表面に接触させ、３００Ｖの電圧をボールベアリングと供給ローラ１８のシャフト１８Ａとの間に印加して、電圧Ｖと電流Ｉの比（Ｖ／Ｉ）によって測定した場合に、１〜１００ＭΩとなっていた。
【００８５】
以下、図５Ａ〜図５Ｇ及び図６Ａ〜図６Ｆを参照して、サンプルとして用いた６本の供給ローラ１８の仕様とその実験結果とを詳細に説明する。なお、ここでは、「初期時」及び「寿命時」とは、それぞれ、ＩＳＯ／ＩＥＣ１９７５２で指定されたパターンを３万ページ分印刷した場合の、「１ページ目の印刷時」及び「３万ページ目の印刷時」を意味している。
【００８６】
図５Ａは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ（図４参照）における初期時の外径（以下、「初期時外径」と称する）の数値データを示している。また、図６Ａは、その図５Ａの数値データをグラフ化して示している。なお、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅは、前記した通り、それぞれ、スポンジ層１８Ｂの反ギヤ側から、１０ｍｍ、６０ｍｍ、１１０ｍｍ、１６０ｍｍ、２１０ｍｍの位置となっていた（図４参照）。
【００８７】
図５Ｂは、各サンプルの、スポンジ層１８Ｂの反ギヤ側の端部である測定位置Ｐａに対する、各測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅの初期時の外径の比（以下、「初期時外径比」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｂは、その図５Ｂの数値データをグラフ化して示している。
【００８８】
図５Ｃは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける初期時のニップ深さ（以下、「初期時ニップ深さ」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｃは、その図５Ｃの数値データをグラフ化して示している。なお、「ニップ深さ」とは、現像ローラ１４との押し込みによって変形した、サンプルである供給ローラ１８の変形量を意味している。
【００８９】
図５Ｄは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける寿命時の外径（以下、「寿命時外径」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｄは、その図５Ｄの数値データをグラフ化して示している。
【００９０】
図５Ｅは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける初期時外径に対する寿命時外径の減少量（以下、「外径減少量」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｅは、その図５Ｅの数値データをグラフ化して示している。なお、「外径減少量」は、「外径減少量＝（寿命時外径−初期時外径）」を演算することによって算出される。
【００９１】
図５Ｆは、各サンプルの、測定位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおける初期時外径に対する寿命時外径の減少率（以下、「外径減少率」と称する）の数値データを示している。また、図６Ｆは、その図５Ｆの数値データをグラフ化して示している。なお、「外径減少率」は、「外径減少率＝（外径減少量／初期時外径）」を演算することによって算出される。
【００９２】
図５Ｇは、各サンプルの、初期時及び寿命時の白地カブリの評価結果を示している。初期時の白地カブリの評価結果は、実験例１〜実験例５が「○（ＯＫ）」となり、実験例６が「×（ＮＧ）」となった。また、寿命時の白地カブリの評価結果は、実験例１〜実験例３が「×（ＮＧ）」となり、実験例４及び実験例５が「○（ＯＫ）」となった。なお、実験例６については、初期時の白地カブリの評価結果で「×（ＮＧ）」であったため、その後の実験を行わなかった。
【００９３】
（初期時の白地カブリの評価結果）
以下、初期時の白地カブリの評価で、実験例１〜実験例５が「○（ＯＫ）」となり、実験例６が「×（ＮＧ）」となった理由につき、説明する。なお、ここでは、反ギヤ側の測定位置Ｐａ、中央の測定位置Ｐｃ、及び、ギヤ側の測定位置Ｐｅの３箇所で得られたデータを用いて、説明する（図４参照）。
【００９４】
実験例１のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．５１ｍｍ、約φ１５．５１ｍｍ、及び約φ１５．５１ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例１のサンプルは、スポンジ層１８Ｂがほぼ円筒状に形成されていた。
【００９５】
実験例２のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．７２ｍｍ、約φ１５．７２ｍｍ、及び約φ１５．７２ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例２のサンプルは、スポンジ層１８Ｂがほぼ円筒状に形成されていた。ただし、実験例２のサンプルは、実験例１のサンプルに対して、全体的に径が大きくなっていた。
【００９６】
実験例３のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．６２ｍｍ、約φ１５．５０ｍｍ、及び約φ１５．６１ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例３のサンプルは、スポンジ層１８Ｂが中央で細くなる形状（以下、「スリム型」と称する）に形成されていた。すなわち、実験例３のサンプルは、スポンジ層１８Ｂの両端の径が中央の径よりも大きく設定されていた。
【００９７】
実験例４のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．５０ｍｍ、約φ１５．５９ｍｍ、及び約φ１５．６９ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例４のサンプルは、スポンジ層１８Ｂが反ギヤ側からギヤ側に向けて直線状に大きくなる形状（以下、「ストレートテーパ型」と称する）に形成されていた。なお、実験例４のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａに対するギヤ側の初期時外径１８ｅの比（以下、「反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比」と称する）が「１０１．２％」となっていた（図５Ｂ参照）。
【００９８】
実験例５のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．５０ｍｍ、約φ１５．５５ｍｍ、及び約φ１５．６０ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例５のサンプルは、実験例４と同様に、スポンジ層１８Ｂが「ストレートテーパ型」に形成されていた。ただし、実験例５のサンプルは、反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比が「１００．６％」となっており（図５Ｂ参照）、初期時外径比の増加の割合が実験例４のサンプルよりも小さく設定されていた。
【００９９】
実験例６のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４８ｍｍ、約φ１５．６２ｍｍ、及び約φ１５．７５ｍｍとなっていた（図５Ａ参照）。したがって、実験例６のサンプルは、実験例４及び実験例５と同様に、スポンジ層１８Ｂが「ストレートテーパ型」に形成されていた。ただし、実験例６のサンプルは、反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比が「１０１．７％」となっており（図５Ｂ参照）、初期時外径比の増加の割合が実験例４のサンプルよりも大きく設定されていた。
【０１００】
実験では、１ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、初期時の白地カブリを評価した。
【０１０１】
具体的には、検査者が、１ページ目の印刷画像の白地部を目視によって確認し、白地カブリを見つけなかった場合に、白地カブリの評価を「○（ＯＫ）」と判定し、逆に、白地カブリを見つけた場合に、白地カブリの評価を「×（ＮＧ）」と判定することによって、初期時の白地カブリの評価を行った。
【０１０２】
その結果、初期時の白地カブリの評価結果は、図５Ｇの「初期時」欄に示す通りとなった。すなわち、実験例１〜実験例５は、画像不良が無いため、「○（ＯＫ）」となった。一方、実験例６は、ハーフトーンに横筋（いわゆる、ジッタ）が発生したため、「×（ＮＧ）」となった。
【０１０３】
ただし、白地カブリの評価は、例えば、分光測色計によって、定性的に行うこともできる。すなわち、白地カブリの評価は、分光測色計（例えば、コニカミノルタ社製の分光測色計ＣＭ２６００ｄ）を用い、「Ｃ光源、２°視野、正反射光除去ＳＣＥ、測定径φ８ｍｍ」の条件で、印刷前の記録用紙Ｐの白地部と印刷後の記録用紙Ｐの白地部との色差ΔＥを測定することによって、行うことができる。
【０１０４】
なお、色差ΔＥは、値が小さいほど、白地カブリが少ないことを示している。この色差ΔＥは、ＣＩＥ＿１９７６＿Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間で表される色差である。なお、「Ｌ＊」は、明度指数を意味しており、また、「ａ＊」及び「ｂ＊」は、それぞれ、色座標を意味している。
【０１０５】
色差ΔＥは、２つの測色値を（Ｌ１＊，ａ１＊，ｂ１＊）と（Ｌ２＊，ａ２＊，ｂ２＊）とする場合に、以下の式（１）で表すことができる。
ΔＥ＝｛（ΔＬ＊）２＋（Δａ＊）２＋（Δｂ＊）２｝１／２ …（１）
ただし、「ΔＬ＊」、「Δａ＊」、及び、「Δｂ＊」は、それぞれ、以下の通りである。
ΔＬ＊＝（Ｌ１＊−Ｌ２＊）
Δａ＊＝（ａ１＊−ａ２＊）
Δｂ＊＝（ｂ１＊−ｂ２＊）
【０１０６】
色差ΔＥの評価基準は、ＮＢＳ単位（米国標準局）で以下のように設定されている。
ΔＥ ０．０〜 ０．５ ｔｒａｎｃｅ（かすかに感じられる）。
ΔＥ ０．５〜 １．５ ｓｌｉｇｈｔ（わずかに感じられる）。
ΔＥ １．５〜 ３．０ ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ（かなり感じられる）。
ΔＥ ３．０〜 ６．０ ａｐｐｒｅｃｅａｂｌｅ（目立って感じられる）。
ΔＥ ６．０〜１２．０ ｍｕｃｈ（大きく感じられる）。
ΔＥ １２．０〜 ｖｅｒｙ ｍｕｃｈ（非常に大きく感じられる）。
【０１０７】
つまり、ＮＢＳ単位に準拠すると、色差ΔＥの値が「０．５」以下であれば、白地カブリの濃度が薄いため、ほとんどユーザが白地カブリを感じないことになり、逆に、色差ΔＥの値が「０．５」を超えていれば、白地カブリの濃度が濃いため、ほとんどユーザが白地カブリを感じることになる。
【０１０８】
したがって、白地カブリの評価は、色差ΔＥの値が「０．５」以下である場合に「○（ＯＫ）」と判定し、逆に、色差ΔＥの値が「０．５」を超えている場合に「×（ＮＧ）」と判定することによって、行うことができる。
【０１０９】
ここで、実験例１〜実験例６の初期時の白地カブリの評価結果について考察すると、以下のことが推定される。
【０１１０】
（実験例１及び実験例２についての考察）
実験例１及び実験例２の各サンプルは、スポンジ層１８Ｂがほぼ円筒状に形成されており、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力バランスが均一になっている。そのため、実験例１及び実験例２は、画像不良が発生しなかった、と考えられる。
【０１１１】
（実験例３〜実験例５についての考察）
実験例３〜実験例５の各サンプルは、スポンジ層１８Ｂが「スリム型」又は「ストレートテーパ型」に形成されており、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力バランスが不均一になっている。それでも、実験例３〜実験例５で画像不良が発生しなかった理由は、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが白地カブリの発生しない範囲内で設定されていたため、と考えられる。
【０１１２】
なお、実験例３〜実験例５で画像不良が発生しなかった理由は、以下に説明するように、現像剤Ｔ及び供給ローラ１８が新品の状態であったことも影響している、と考えられる。
【０１１３】
例えば、現像剤Ｔは、使用を重ねるに従って、外添剤が離脱する。そのため、現像剤Ｔは、使用を重ねるに従って、画像不良が発生し易くなる。しかしながら、新品の状態（初期時の状態）では、外添剤が離脱していないため、現像剤Ｔは、画像不良が発生し難くなっている。
【０１１４】
また、供給ローラ１８は、使用を重ねるに従って、劣化した状態になる。この点について、図７を参照して、説明する。図７は、供給ローラの劣化状態を示す模式図である。図７（ａ）は、供給ローラ１８の初期時の状態（新品の状態）を示しており、図７（ｂ）は、供給ローラ１８の寿命時の状態（劣化した状態）を示している。
【０１１５】
供給ローラ１８は、初期時の状態（新品の状態）では、図７（ａ）に示すように、スポンジ層１８Ｂの表面が理想的な状態になっている。しかしながら、供給ローラ１８は、使用を重ねるに従って、現像ローラ１４との摩擦によって応力Ｆ（図７（ｂ）参照）を繰り返し受けるため、寿命時の状態では、図７（ｂ）に示すように、スポンジ層１８Ｂの表面が劣化した状態になる。例えば、供給ローラ１８は、倒れ部分９１がスポンジ層１８Ｂの表面壁に発生したり、破泡部分９２がスポンジ層１８Ｂのセルに発生したりする。そのため、供給ローラ１８は、現像ローラ１４から現像剤Ｔを掻き落とす能力が低下したり、現像剤Ｔに対する帯電能力が低下したりする。その結果、供給ローラ１８は、使用を重ねるに従って、画像不良が発生し易くなる、と考えられる。しかしながら、新品の状態（初期時の状態）では、このような劣化がないため、供給ローラ１８は、画像不良が発生し難くなっている。
【０１１６】
したがって、実験例３〜実験例５は、現像剤Ｔ及び供給ローラ１８が新品の状態であったことによっても、画像不良が発生しなかった、と考えられる。
【０１１７】
（実験例６についての考察）
実験例６は、ハーフトーンにジッタが発生したため、「×（ＮＧ）」となった。実験例６でジッタが発生した理由は、スポンジ層１８Ｂの初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが適切な範囲を超えて設定されていたため、と考えられる。つまり、実験例６のサンプルは、スポンジ層１８Ｂの初期時外径が、特にギヤ側で適切な範囲を超えて設定されていたため、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力が大きくなり過ぎ、その結果、現像ローラ１４と供給ローラ１８との摩擦によって、ジッタが発生した、と考えられる。
【０１１８】
（寿命時の白地カブリの評価結果）
以下、寿命時の白地カブリの評価で、実験例１〜実験例３が「×（ＮＧ）」となり、実験例４及び実験例５が「○（ＯＫ）」となった理由につき、説明する。なお、実験例６については、前記した通り、初期時の白地カブリの評価結果で「×（ＮＧ）」であったため、その後の実験を行わなかった。
【０１１９】
各サンプルは、印刷が行われると、現像剤Ｔの移動、及び、現像ローラ１４との摩擦によって、表面が削られ、外径が徐々に小さくなる。その結果、各サンプルの外径は、寿命時に、図５Ｄ〜図５Ｆに示す形状になっていた。
【０１２０】
すなわち、実験例１のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．３５ｍｍ、約φ１５．３２ｍｍ、及び約φ１５．２１ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２１】
実験例２のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４８ｍｍ、約φ１５．４５ｍｍ、及び約φ１５．３４ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２２】
実験例３のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４２ｍｍ、約φ１５．３８ｍｍ、及び約φ１５．２２ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２３】
実験例４のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．３３ｍｍ、約φ１５．３２ｍｍ、及び約φ１５．３２ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２４】
実験例５のサンプルは、反ギヤ側の寿命時外径１８ａ、中央の寿命時外径１８ｃ、及びギヤ側の寿命時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．３０ｍｍ、約φ１５．３１ｍｍ、及び約φ１５．３０ｍｍとなっていた（図５Ｄ参照）。
【０１２５】
実験では、３万ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、寿命時の白地カブリを評価した。
【０１２６】
具体的には、検査者が、初期時の白地カブリの評価と同様に、３万ページ目の印刷画像の白地部を目視によって確認し、白地カブリを見つけなかった場合に、白地カブリの評価を「○（ＯＫ）」と判定し、逆に、白地カブリを見つけた場合に、白地カブリの評価を「×（ＮＧ）」と判定することによって、寿命時の白地カブリの評価を行った。ただし、白地カブリの評価は、前記した通り、例えば、分光測色計によって、定性的に行うこともできる。
【０１２７】
その結果、寿命時の白地カブリの評価結果は、図５Ｇの「寿命時」欄に示す通りとなった。すなわち、実験例１〜実験例３は、白地カブリが見つかったため、「×（ＮＧ）」となった。一方、実験例４及び実験例５は、画像不良が無いため、「○（ＯＫ）」となった。
【０１２８】
ここで、実験例１〜実験例５の寿命時の白地カブリの評価結果について考察すると、以下のことが推定される。
【０１２９】
（実験例１及び実験例３についての考察）
実験例１及び実験例３の各サンプルは、スポンジ層１８Ｂの外径（特に、ギヤ側の外径１８ｅ）が小さくなることによって、現像ローラ１４に対する供給ローラ１８の圧力が低下する。そのため、供給ローラ１８は、ギヤ側で、現像ローラ１４から現像剤Ｔを掻き落とす能力が低下したり、現像剤Ｔに対する帯電能力が低下したりする。その結果、実験例１及び実験例３は、白地カブリが発生した、と考えられる。
【０１３０】
（実験例２についての考察）
実験例２のサンプルは、寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが実験例４の寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ以上となっている。しかしながら、実験例２のサンプルは、反ギヤ側の外径１８ａがギヤ側の外径１８ｅよりも大きいため、現像剤Ｔの劣化が反ギヤ側で進行し、これによって、現像されない劣化現像剤Ｔが発生する。その結果、実験例２は、白地カブリが発生した、と考えられる。
【０１３１】
（実験例４及び実験例５についての考察）
実験例４及び実験例５で画像不良が発生しなかった理由は、スポンジ層１８Ｂが、初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅから寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅまでの変化に亘って、白地カブリの発生しない範囲内で変化しているため、と考えられる。
【０１３２】
なお、実験例４のサンプルは、初期時外径比の増加の割合が実験例５のサンプルよりも大きく設定されているが、寿命時に、実験例５と同様に、バランスの取れた形状となっている。その理由は、スポンジ層１８Ｂの外径が大きいほど、現像ローラ１４との当たりが強くなり、その結果、スポンジ層１８Ｂの磨耗量が大きくなるためである、と考えられる。
【０１３３】
（実証実験全体についての考察）
このように、実験では、現像装置１０は、初期時外径比として０．６％以上でかつ１．２％以下の範囲（以下、「０．６〜１．２％の範囲」と称する）で、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂのギヤ側の外径１８ｅを反ギヤ側の外径１８ａよりも大きく設定しておくことによって、想定された寿命到達時まで、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができることが確認できた。ただし、「０．６〜１．２％の範囲」とする初期時外径比の値は、実験によって確認された値に過ぎず、条件を変えて、さらに実験を行えば、広がる可能性がある。
【０１３４】
以上の通り、本実施形態１に係る現像装置１０によれば、供給ローラ１８のスポンジ層１８Ｂの反ギヤ側の初期時外径１８ａに対するギヤ側の初期時外径１８ｅが所定の範囲内に設定されているため、例えば、ギヤ側の初期時外径１８ｅを反ギヤ側の初期時外径１８ａよりも大きく設定しておくことができ、これによって、想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができ、もって、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができる。
【０１３５】
［実施形態２］
以下、図８を参照して、本実施形態２に係る供給ローラ１１８につき説明する。なお、図８は、実施形態２に係る供給ローラの形状を示す模式図である。図８（ａ）は、実施形態１（実験例４及び実験例５）に係る供給ローラ１８の形状を示しており、また、図８（ｂ）は、本実施形態２に係る供給ローラ１１８の形状を示している。
【０１３６】
実施形態１（実験例４及び実験例５）に係る供給ローラ１８は、図８（ａ）に示すように、スポンジ層１８Ｂが反ギヤ側からギヤ側に向けて直線状に大きくなる、ストレートテーパ型に形成されている。
【０１３７】
これに対して、本実施形態２に係る供給ローラ１１８は、図８（ｂ）に示すように、スポンジ層１８Ｂが反ギヤ側からギヤ側に向けて徐々に大きくなる形状（以下、「ラッパ型」と称する）に形成されている。すなわち、本実施形態２に係る供給ローラ１１８は、スポンジ層１８Ｂが湾曲した形状に形成されている。
【０１３８】
ただし、図８は、供給ローラ１８，１１８の形状の違いが一見して分かるように、双方のスポンジ層１８Ｂの外径をデフォルメして示している。
【０１３９】
ここで、実験例７（図９Ａ〜図９Ｇ及び図１０Ａ〜図１０Ｆ参照）として、供給ローラ１１８をサンプルとして用いて、白地カブリの発生の抑制を確認するための実証実験を行った。なお、図９Ａ〜図９Ｇ及び図１０Ａ〜図１０Ｆは、それぞれ、実施形態２に係る供給ローラを用いた実験データを示す図である。図９Ａ〜図９Ｇは、それぞれ、図５Ａ〜図５Ｇに対し、実験例７の実験データを付加した内容となっている。また、図１０Ａ〜図１０Ｆは、それぞれ、図６Ａ〜図６Ｆに対し、実験例１及び実験例４の実験データのみを残して、他の実験例の実験データを削除するとともに、実験例７の実験データを付加した内容となっている。
【０１４０】
なお、実験例７は、用いるサンプルが異なる以外は、実験例１〜実験例５と同様の内容の実験例である。したがって、本実施形態２では、画像形成装置１及び現像装置１０の動作は、実施形態１と同じである。また、白地カブリの評価方法は、実施形態１と同じである。
【０１４１】
実験例７のサンプルは、反ギヤ側の初期時外径１８ａ、中央の初期時外径１８ｃ、及びギヤ側の初期時外径１８ｅが、それぞれ、約φ１５．４８ｍｍ、約φ１５．５０ｍｍ、及び約φ１５．６５ｍｍとなっていた（図９Ａ参照）。したがって、実験例７のサンプルは、スポンジ層１８Ｂが「ラッパ型」に形成されており、反ギヤ側に対するギヤ側の初期時外径比が「１００．６％」となっていた（図９Ｂ参照）。
【０１４２】
実験では、１ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、初期時の白地カブリを評価し、さらに、３万ページ目の印刷画像に対して、白地カブリの有無を検出することによって、寿命時の白地カブリを評価した。
【０１４３】
その結果、実験例７は、図５Ｇに示すように、初期時の白地カブリの評価結果及び寿命時の白地カブリの評価結果が、ともに、画像不良が無いため、「○（ＯＫ）」となった。
【０１４４】
ここで、実験例７の初期時の白地カブリの評価結果及び寿命時の白地カブリの評価結果について考察すると、以下のことが推定される。
【０１４５】
（実験例７についての考察）
実験例７で画像不良が発生しなかった理由は、実験例４及び実験例５の各サンプルと同様に、供給ローラ１１８のスポンジ層１８Ｂが、初期時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅから寿命時外径１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅまでの変化に亘って、白地カブリの発生しない範囲内で変化しているため、と考えられる。
【０１４６】
なお、実験例７のサンプルは、実験例５のサンプルと比較すると、現像ローラ１４に対する供給ローラ１１８の接触圧の平均が、初期時から寿命時の直前まで、小さくなるため、駆動トルクが小さくなる、という利点がある。
【０１４７】
以上の通り、本実施形態２によれば、スポンジ層１８Ｂが「ラッパ型」になるように、スポンジ層１８Ｂのギヤ側の端部の初期時外径１８ｅのみが大きく設定された供給ローラ１１８を用いることにより、現像装置１０の想定された寿命到達時まで、白地カブリの発生を抑制することができ、もって、白地カブリの無い良好な画像を形成し続けることができる。
しかも、本実施形態２によれば、実施形態１よりも駆動トルクを小さくすることもできる。
【０１４８】
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【０１４９】
例えば、実施形態１及び実施形態２は、ともに、画像形成装置１として、単色型の直接印刷方式の電子写真プリンタを想定して説明した。しかしながら、本発明は、いわゆる中間転写方式の画像形成装置や、複数の現像装置を備えたカラーの画像形成装置にも適用することができる。
【０１５０】
また、例えば、本発明は、プリンタに限らず、ファクシミリ装置、複写機、ＭＦＰ等の画像形成装置に用いることができる。なお、「ＭＦＰ」とは、Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ（又はＰｒｏｄｕｃｔ）の略称で、プリンタにファクシミリ機能やスキャナ機能、コピー機能等を付加した装置である。
【符号の説明】
【０１５１】
１ 画像形成装置
２ トレイ
３ スタッカ
４ 搬送路
５ ホッピングローラ
６ レジストローラ
７ 搬送ローラ
８ 排出ローラ
１０ 現像装置
１１ トナーカートリッジ
１２ 感光体ドラム
１３ 帯電ローラ
１４ 現像ローラ
１４Ａ，１８Ａ シャフト
１４Ｂ ゴム弾性層
１５ クリーニング部材
１６ 貯留室
１７ トナーセンサ
１８ 供給ローラ
１８Ｂ スポンジ層
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ 外径
１９ 層形成ブレード
２０ 露光装置
３０ 転写ローラ
４０ 定着装置
５０ 制御部
６１ フィルム
６２ 帯電クリーニング部材
６３ スパイラル
６４ 廃トナー収容部
７０ 筐体
７１ 感光体ドラムギヤ
７２ 現像ローラギヤ
７３ アイドルギヤ
７４ 供給ローラギヤ
７９ 駆動モータ
８１ 当接部位（印刷領域）
Ｐ 記録用紙
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ 測定位置
Ｔ 現像剤（トナー）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を用いる現像装置において、
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された前記静電潜像を前記現像剤によって現像する現像部材と、
前記現像部材に当接して、前記現像剤を前記現像部材に供給する供給部材と、
前記現像部材の軸方向の一端側に設けられた第１のギヤと、
前記供給部材の軸方向の一端側に設けられた第２のギヤとを備え、
前記第２のギヤは、前記第１のギヤ側からの駆動力が伝達され、
前記供給部材は、前記現像部材と当接する当接部位の、前記第２のギヤが設けられていない他端側の初期時外径に対する、前記第２のギヤが設けられた一端側の初期時外径が、所定の範囲内に設定されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記所定の範囲内は、白地カブリが発生しない範囲内である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記白地カブリが発生しない範囲は、少なくとも、前記当接部位の前記他端側の初期時外径に対する前記一端側の初期時外径の比が０．６％以上でかつ１．２％以下の範囲を含む範囲である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記供給部材は、前記当接部位の形状が前記他端側から前記一端側に向けて直線状に大きくなる、ストレートテーパ型に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記供給部材は、前記当接部位の形状が前記他端側から前記一端側に向けて徐々に大きくなる、ラッパ型に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記供給部材は、前記当接部位がシリコンゴムによってスポンジ状に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記現像部材は、前記供給部材に当接する当接部位がウレタンゴムによって層状に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記現像剤は、粉砕法によって製造されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記第２のギヤは、アイドルギヤを介して、前記第１のギヤ側からの駆動力が伝達される
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する画像形成装置において、
画像を形成する画像形成ユニットとして、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の現像装置を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
現像剤を用いる現像装置において、
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持された前記静電潜像を前記現像剤によって現像する現像部材と、
前記現像部材に当接して、前記現像剤を前記現像部材に供給する供給部材と、
前記現像部材の軸方向の一端側に設けられた第１のギヤと、
前記供給部材の軸方向の一端側に設けられた第２のギヤとを備え、
前記第２のギヤは、前記第１のギヤ側からの駆動力が伝達され、
前記供給部材は、前記現像部材と当接する当接部位の、前記第２のギヤが設けられていない他端側の初期時外径に対する、前記第２のギヤが設けられた一端側の初期時外径が、所定の範囲内に設定されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記所定の範囲内は、白地カブリが発生しない範囲内である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記白地カブリが発生しない範囲は、少なくとも、前記当接部位の前記他端側の初期時外径に対する前記一端側の初期時外径の比が０．６％以上でかつ１．２％以下の範囲を含む範囲である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記供給部材は、前記当接部位の形状が前記他端側から前記一端側に向けて直線状に大きくなる、ストレートテーパ型に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記供給部材は、前記当接部位の形状が前記他端側から前記一端側に向けて徐々に大きくなる、ラッパ型に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記供給部材は、前記当接部位がシリコンゴムによってスポンジ状に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記現像部材は、前記供給部材に当接する当接部位がウレタンゴムによって層状に形成されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記現像剤は、粉砕法によって製造されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の現像装置において、
前記第２のギヤは、アイドルギヤを介して、前記第１のギヤ側からの駆動力が伝達される
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
電子写真プロセスによって記録転写材に画像を形成する画像形成装置において、
画像を形成する画像形成ユニットとして、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の現像装置を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図６Ｆ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図９Ｇ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図５Ｇ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図６Ｆ】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図９Ｄ】
【図９Ｅ】
【図９Ｆ】
【図９Ｇ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【公開番号】特開２０１２−９８６４２（Ｐ２０１２−９８６４２Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４８１５１（Ｐ２０１０−２４８１５１）
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月５日（２０１０．１１．５）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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