(57)【要約】【課題】ピックアップ元オーガチャネルにおける断面充填率をオーガ長手方向に沿って均一化する。【解決手段】現像器ハウジング内に可回転実装された現像ロール４０に隣接して現像素材移送経路が形成されるよう、オーガチャネル２２０内に長尺状のピックアップ元オーガ１３４を収容する。現像器ハウジングの素材溜まりからチャネル２２０内に汲み上げられた現像素材はオーガ１３４によってその長手方向沿いに送られる途上でロール４０によりピックアップされ、トリミングを経て現像領域に入り、そのうちのトナー粒子が光導電部材上の潜像に被着する。オーガ１３４はそのコア上に長手方向に沿って複数枚のブレードを配した構成であり、それらブレードのピッチは、チャネル２２０内にある現像素材とロール４０との間隔が長手方向位置によらず一定に保たれるよう、不等設定する。【選択図】図６
2007128069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像素材溜まりを有する現像器ハウジングと、
現像器ハウジング内に可回転実装され、光導電部材上の潜像のうち現像領域に入来した部分に現像素材中のトナー粒子を被着させる現像部材と、
オーガ長手方向に沿って延びるようそのコアの周りに複数枚のブレードを配した長尺状の構成を有し、且つ現像素材に隣り合って現像素材移送経路が形成されるようオーガチャネル内に配置され、現像素材溜まりから受け取った現像素材をこの経路沿いに移送しつつ現像部材によりピックアップさせるピックアップ元オーガと、
を備え、オーガチャネル内に収容されるピックアップ元オーガにおけるブレードピッチを、そのオーガチャネル内にある現像素材と現像部材との間隔がオーガチャネル長手方向に沿って一定に保たれるよう不等設定した現像システム。
【請求項２】
現像素材を移送しながら現像部材に送給する方法であって、
オーガ長手方向に沿って延びるよう、且つオーガチャネル内に配したときに現像素材と現像部材との距離がオーガチャネル長手方向に沿って一定に保たれるよう、ピックアップ元オーガのコアの周りに複数枚のブレードを配するステップと、
そのピックアップ元オーガを長溝状のオーガチャネル内に配するステップと、
を有する方法。
【請求項３】
現像素材溜まりを有する現像器ハウジングと、
現像器ハウジング内に可回転実装され、光導電部材上の潜像のうち現像領域に入来した部分に現像素材中のトナー粒子を被着させる現像部材と、
オーガ長手方向に沿って延びるようそのコアの周りに複数枚のブレードを配した長尺状の構成を有し、且つ現像素材に隣り合って現像素材移送経路が形成されるようオーガチャネル内に配置され、現像素材溜まりから受け取った現像素材をこの経路沿いに移送しつつ現像部材によりピックアップさせるピックアップ元オーガと、
を有する現像システムを備え、オーガチャネル内に収容されるピックアップ元オーガにおけるブレードピッチを、そのオーガチャネル内にある現像素材と現像部材との間隔がオーガチャネル長手方向に沿って一定に保たれるよう不等設定した電子写真印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大まかには静電潜像の現像に関し、より詳細には、不等ピッチオーガを用い二成分現像器等における現像器ハウジング内ピックアップ性能を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電写真印刷プロセスにおいては、一般に、略均一電位となるよう光導電面を帯電させることによってその光導電面に感光性を付与し、次いで所望画像に相応したパターンを有する活性化輻射により光導電面上の電荷を部位選択的に散逸させ、その後に残った帯電パターン即ち静電潜像に現像素材を接触させて現像し、この現像によって形成されたトナー粉体像を光導電面からコピーシート上に転写し、最後にその粉体像を加熱してコピーシート上に永久固着させることにより、画像を形成する。
【０００３】
こうしたプロセスにて常用される現像素材としては、二成分現像素材及び一成分現像素材がある。通常、二成分現像素材例えば二成分トナーは磁性キャリア細粒及びこれに摩擦電気により吸着しているトナー粒子からなり、一成分現像素材例えば一成分トナーは静電荷を帯びており従って光導電面上の潜像に吸引吸着され得るトナー粒子からなる。
【０００４】
更に、光導電面上の潜像にトナー粒子を被着させるシステムは現像システムと呼ばれている。現像システムとしては様々な構成のものが知られており、それらは一成分現像システム、二成分現像システム、並びにハイブリッド現像システムの三種に大別できる。一成分現像システム及びハイブリッド現像システムは更にスカベンジングシステムとスカベンジレスシステムとに細分できる。二成分現像システムはそのほぼ全てがスカベンジングシステムである。スカベンジングシステムとスカベンジレスシステムの違いは、光導電面上の既存現像済画像が現像時に攪乱されるかどうかの違いであり、攪乱されないシステムのことをスカベンジレスシステムと呼ぶ。
【０００５】
まず、スカベンジング一成分現像システムにおいては、トナー移送手段としてドナーロールが用いられる。ドナーロールはそのドナーロールと光導電面との間に現像ニップが形成されるように配置される。現像器ハウジング内のトナー溜まり即ちトナーリザーバ内にあるトナーは、（例えばトナー装荷ブラシや発泡ロールの介添えによる）ドナーロールとの直接接触によりドナーロール上に装荷され、ドナーロールの回転に伴って現像ニップ内に送り込まれる。送り込まれたトナーは帯電しているため、印加されるバイアス例えば交流バイアス、直流バイアス又はその適当な組合せの作用によってドナーロールから光導電面へと移動させることができる。こうして移動したトナーは光導電面上に記録済の潜像上に堆積する。
【０００６】
スカベンジレス一成分現像システムの実体構成はスカベンジング一成分現像システムとほぼ同じであるが、ドナーロールに対して小間隔で隣接するよう現像領域内に複数本のワイヤ電極が配された点で異なっている。スカベンジレス一成分現像システムにおいては、ワイヤ電極への交流電圧印加によってトナーがドナーロールから引き剥がされ現像領域内にトナー粉体雲が形成される。潜像に発する静電界はこのトナー粉体雲に作用し、その結果トナー粉体雲から吸引されるトナーによって潜像が現像される。
【０００７】
二成分現像システムにおいては、回転する外部シェルと静止型又は回転型の内部磁気アセンブリとを有する磁性現像ロールが、キャリアビーズ（キャリア細粒）及びトナー粒子からなる現像素材を現像素材リザーバから吸引する。吸引された二成分現像素材は、外部シェルの回転に伴い移送される途上で所望の厚みにトリミング乃至メータリングされ、それによって均一厚み現像素材層が形成される。通常、この均一厚み現像素材層のことを磁気ブラシと呼ぶ。形成された磁気ブラシは外部シェルの更なる回転により現像ニップ内に進んでフォトレセプタ等の光導電面と接触し、その結果キャリアビーズから引き剥がされフォトレセプタへと吸引されたトナー粒子によって、フォトレセプタ上の潜像が現像される。キャリアビーズと使い残しのトナー粒子は、磁性現像ロールの更なる回転によって、現像器ハウジング内例えば現像素材リザーバ内へと回収される。
【０００８】
そして、ハイブリッド現像システムは一成分現像システムと二成分現像システムの混合形態であり、二成分現像素材により磁性現像ロール上に磁気ブラシを形成する機能を有するが、しかし、形成した磁気ブラシを直に潜像の現像に用いるのではなく、磁気ブラシを用いてドナーロール上に均一厚みトナー層を形成する。形成された均一厚みトナー層はドナーロールの回転に伴い現像ニップ内に進み、このトナー層により一成分現像システムと同様の仕組みで潜像が現像される。ハイブリッド現像システムは、スカベンジングシステムとしてもスカベンジレスシステムとしても構成できる。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６５４６２２５号明細書（Ｂ２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上述べたように、現像ロール上に均一厚み現像素材層を形成することは、二成分現像システムをうまく機能させる上で必須の事項である。これは、純粋な二成分現像システムに限らず、ハイブリッド型現像システムでも同じであり、どのような事情があってもこの均一厚み現像素材層は確実に形成できねばならない。しかしながら、現像器ハウジング内の現像素材をオーガ（現像素材移送用の錐揉み運動部材）の周縁からピックアップして所望厚みにトリミングし潜像の現像或いはドナーロールへの装荷に使用した上で別のオーガの周縁にリリースする、といった構成においては、ピックアップ元オーガの長手方向に沿った現像素材質量の分布、言い換えれば当該ピックアップ元オーガを取り巻く空間のうち現像素材によって占められる容積のオーガ長手方向沿い変化が生じ、ピックアップ元オーガの上手側端部には多くの現像素材が集まるが下手側端部は現像素材がほぼ欠如した状態になる。こうした現像素材量勾配があっても均一厚み現像素材層を形成できるようにする方法として従来から知られているのは、現像ロールの現像素材集中端に設ける現像素材捕捉用磁極は弱くし逆に現像素材欠如端に設ける現像素材捕捉用磁極は非常に強くする、というように、オーガから現像素材をピックアップするため現像ロール側に設ける磁極の強度に変化を付ける、という手法である。しかしながら、この手法には、その磁界強度の変わり具合が適切な磁性構造物の製造が難しい、という不都合な点がある。
【００１１】
従来既知の現像素材量勾配対処手法としては、更に、単純に非常に強い磁石を用いることで長手方向沿いのどの位置でも所要量以上の現像素材をピックアップできるようにし、磁界強度に変化は付けない、という手法もある。しかしながら、この手法を用いた場合、オーガの現像素材集中端近傍から現像ロール又はドナーロール上にピックアップされる現像素材の量が所要量よりかなり多くなり、そのためそのロール上の均一厚み現像素材層又はトナー層に多少とも厚み不均一性が生じる。こうした厚み不均一性が予想される場合、そのロールを回転させるための機械的パワーを大きめにすることが求められる。厚み不均一性を許容し大きな機械的パワーを使用すると、現像素材の浪費が多めになるだけでなく、現像ユニット製造コスト（ＵＭＣ：unit manufacturing cost）が嵩んでしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに、本発明に係る現像器、現像ユニット、現像システム、現像方法乃至電子写真印刷機を実施するに当たっては、例えば、ピックアップ元オーガ例えば上側移送オーガを不等ピッチ又は不等コアサイズとする。不等ピッチとはそのオーガの長手方向に沿ってブレードピッチが均一でないということであり、不等コアサイズとはそのオーガの長手方向に沿ってコアサイズが均一でないということである。好ましくは、ピックアップ元オーガの長手方向に沿ってブレードピッチ又はコアサイズを直線的に変化させる。現像器ハウジング内でピックアップ元オーガからピックアップした現像素材を現像に用い残りを別のオーガ内にリリースする現像器においては、ピックアップ元オーガが収容される空間のうち現像素材が占める容積の比率がそのオーガの長手方向に沿って一定化されるようそのオーガのブレードピッチ又はコアサイズを不等設定することによって、有益なことに、ピックアップ対象とされている現像素材即ちピックアップ元オーガ周辺の現像素材からピックアップ先の現像ロールまでの距離を、それらオーガ及びロールの全長に亘って均等・均一にすることができる。こうしてピックアップ元現像素材補給部から現像ロールのピックアップ領域までの距離を一定（且つ短距離）に保つことができるため、最早、ピックアップ先ロールの一端におけるピックアップ能力を増強しておく必要や、ピックアップ先ロールの長手方向に沿ってピックアップ用磁界の強度が均等変化する磁石アセンブリを製造する必要はない。現像素材表面とロールとの間隔が（短く且つ）一定であるため、ロール長手方向位置如何によらず一定量の現像素材をピックアップ領域で現像ロールに引き渡し更にそれをトリミング領域に送ることができる。その際強力なピックアップ用磁界は必要なく、ピックアップ用磁界は弱くてもよい。ピックアップ用磁界が弱くてよいということはピックアップ磁界発生用の磁気構造例えば磁石が軽量・少量でよいということであるので、比較的小さな機械的パワーで現像ロールを駆動することが可能となり、現像ロールの寿命が延び、現像素材浪費が抑制される。そして、トリミング領域に送られる段階で既に現像素材がほぼ均一になっているため、トリミングにより現像ロール上に形成される磁気ブラシにおけるＭＯＲ（developer mass on roll/developer mass per unit area on developer roll）の均一性も向上する。
【００１３】
また、本発明の一実施形態に係る現像器、現像ユニット、現像システム乃至電子写真印刷機においては、例えば、（ａ）現像素材溜まりを有する現像器ハウジングと、（ｂ）現像器ハウジング内に可回転実装され、光導電部材上の潜像のうち現像領域に入来した部分に現像素材中のトナー粒子を被着させる現像部材と、（ｃ）オーガ長手方向に沿って延びるようそのコアの周りに複数枚のブレードを配した長尺状の構成を有し、且つ現像素材に隣り合って現像素材移送経路が形成されるようオーガチャネル内に配置され、現像素材溜まりから受け取った現像素材をこの経路沿いに移送しつつ現像部材によりピックアップさせるピックアップ元オーガと、を設け、更に（ｄ）オーガチャネル内に収容されるピックアップ元オーガにおけるブレードピッチを、そのオーガチャネル内にある現像素材と現像部材との間隔がオーガチャネル長手方向に沿って一定に保たれるよう不等設定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態に関して説明する。以下の説明は、本発明を下記実施形態に限定する意図を持った説明ではなく、むしろ、下記実施形態に代わる種々の構成、下記実施形態の変形版に該当する種々の構成、下記実施形態に対し機能的に等価な種々の構成等を、別紙特許請求の範囲により定義されている本発明の技術的範囲に属し且つその神髄を共有するものである限り、漏れなくカバーすることを意図するものである。
【００１５】
今日、電子写真技術は既に周知の技術となっている。そこで、ここではまず、電子写真印刷機の構成を模式的に示す図１を参照しながら、図１中の各種処理ステーションの構成及び機能に関し簡略に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の一実施形態に係る現像器が組み込まれた電子写真印刷機の例を示す。本印刷機にて使用するベルト１０は導電性基体上に光導電面１２を堆積形成した構成を有しており、本印刷機においてはこのベルト１０に沿って各種の処理ステーションがくまなく配置されているので、ベルト１０を進行させることにより光導電面１２の各部を各種処理ステーションに通すことができる。ベルト１０を進行させる手段としては、ベルト１０がかけられたドライブロール２２と、適材例えばドライブベルトによりこのロール２２に連結されたベルト駆動用モータ２４とが、設けられている。従って、モータ２４を適宜運転することによりロール２２を所望方向に回転させ、ひいてはベルト１０を所望進行方向１６（図中矢印）に進行させることができる。
【００１７】
ベルト１０の各部が最初に通るのは帯電ステーションＡである。このステーションＡには、コロナ発生装置２６及びこれに接続された高電圧電源（ＨＶＰＳ）２８が設けられている。ベルト１０の光導電面１２の各部は、帯電ステーションＡに送り込まれるとコロナ発生装置２６によりある電位を目標としてほぼ均一に帯電される（均一帯電処理）。均一帯電処理にて狙う電位は一般に高く、そうした高電位均一帯電処理は、ＨＶＰＳ２８からコロナ発生装置２６に供給される電源電圧を利用して実行される。ベルト１０の光導電面１２のうち帯電ステーションＡを通った部分は続いて露出ステーションＢへと進む。
【００１８】
露出ステーションＢには、図示しないが、プリントコントローラから画像信号を受け取って処理する露出コントローラが設けられている。プリントコントローラから供給される画像信号は、所望出力画像即ち印刷したい画像を示す信号、例えばプラテン３２上の原稿３０から読み取った画像を示す信号である。露出コントローラは、信号処理によってこの画像信号を出力走査用の信号に変換し、変換により得られた信号をレーザ利用型の出力走査デバイスに送る。出力走査デバイスは、露出コントローラから送られてくる信号に従いレーザ光を出力及び走査し、それによって電荷保持面即ちベルト１０の光導電面１２を部位選択的に放電させる。この出力走査デバイスとしては、図示の如くレーザＲＯＳ（raster output scanner）３６を用いるのが望ましいが、他種電子写真露出装置、例えばＬＥＤアレイを用いることもできる。
【００１９】
露出ステーションＢによりこうして光導電面１２上に記録された静電潜像は、ベルト１０の更なる進行につれ現像ステーションＣに進む。現像ステーションＣには、光導電面１２上に記録済の潜像を現像する現像ユニット３８が設けられている。後述するが、現像ユニット３８は、現像器ハウジングにより形成されるチャンバの内部に現像ロール４０及び４１を実装し、それら現像ロール４０及び４１を少なくとも部分的に当該現像器ハウジングによりくるんだ構成を有している。現像器ハウジング内チャンバは補給用の現像素材を貯留しておく現像素材溜まりでもある。なお、使用する現像素材は印刷機の基本構成等により異なり、専ら帯電トナー粒子からなる一成分現像素材となることもあるし、少なくともトナー粒子及び磁性キャリア細粒を含む二成分乃至多成分現像素材となることもある。
【００２０】
静電潜像は現像されるとトナー粉体像になる。ベルト１０のうち現像が済んでトナー粉体像が形成された部分は、同じく図１に示されるように、転写ステーションＤに進む。転写ステーションＤには、支持基体たるコピーシート（例えば用紙シート）７０を転写ステーションＤに送り込むシート送給装置７２が併設されている。シート送給装置７２は、好ましくは、スタック７６内で一番上にあるコピーシート７０を送給ロール７４によってシュート７８内に送り込み、シュート７８を介し転写ステーションＤに送り込んでベルト１０の光導電面１２に接触させる構成とする。シート７０を進行させつつ光導電面１２に接触させるタイミングは、現像により光導電面１２上に形成されたトナー粉体像が転写ステーションＤにてシート７０に接触することとなるよう、設定或いは制御する。転写ステーションＤは、シート７０の裏面即ちトナー粉体像接触側とは逆側の面にイオンをスプレーするコロナ発生装置８０を備えており、このイオンスプレーによって光導電面１２上のトナー粉体像はシート７０上に吸引、転写される。こうしてトナー粉体像が転写されたシート７０は、続いて、図示しないコンベアにより矢印方向８２に搬送され、融着ステーションＥに送り込まれる。
【００２１】
融着ステーションＥは、シート７０上に転写されたトナー粉体像をそのシート７０に永久固着させるフューザアセンブリ８４を備えている。フューザアセンブリ８４は高温のフューザロール８６及びこれと差し向かいのバックアップロール８８を備えており、これらフューザロール８６とバックアップロール８８の間をシート７０が通るよう、またその際にシート７０上のトナー粉体像がフューザロール８６に接することとなるよう、構成されている。トナー粉体像は、フューザロール８６による加熱やバックアップロール８８による加圧によって熔融し、シート７０に永久固着する。この融着の後、シート７０はシュート９２を通ってキャッチトレイ９４に送られる。本印刷機のオペレータは、キャッチトレイ９４に送られたシート７０を受け取ることができる。
【００２２】
コピーシート７０と分かれた直後には、ベルト１０の光導電面１２上にトナー粒子の一部が残存している。光導電面１２に貼り付いているこの残留トナーは、清掃ステーションＦにて光導電面１２上から除去される。清掃ステーションＦには、光導電面１２と接触するよう回転型の繊維ブラシ９６が実装されており、光導電面１２上の粒子は、このブラシ９６との接触及びそのブラシ９６の回転によって光導電面１２上から除去される。清掃が済んだ後は、図示しない放電ランプによって光導電面１２がくまなく照光される。光導電面１２上に残存していた電荷はこの照光によって全て散逸する。この後は、光導電面１２の均一帯電処理から始まる同様の画像形成サイクルが繰り返し実施される。
【００２３】
以上、本発明の実施形態に係る現像器が組み込まれた電子写真印刷機の全体動作について、本発明の趣旨に鑑み十分な程度に説明した。
【００２４】
次に、図２を参照し本発明の実施形態についてより詳細に説明する。図２に示す現像ユニット１００の総体としての機能は、部位選択的帯電処理乃至放電処理によって画像レセプタ上、例えばベルト１０の光導電面１２（図２ではその一部のみを示す）上に形成された潜像の上に、トナー等の現像素材乃至マーキング素材を被着させる機能である。こうした機能は、全体としては従来から知られているものである。また、搭載先印刷機（電子写真印刷機、電子写真複写機等）の種類によっては、こうした現像ユニット１００が複数個搭載される場合もある。例えば、カラー印刷機等では原色毎に１個ずつ現像ユニット１００が搭載されることがある。
【００２５】
本現像ユニット１００は、各種現像ユニットにて通例となっているように、現像器ハウジング及び現像ロールを備えている。図２及び図３に示す本現像ユニット１００の構成要素のうち、現像器ハウジング１１２は、大まかには、補給用の現像素材を保持する現像素材溜まりとしての機能と、現像素材を様々に混合させ移送する部材であるオーガ１３０、１３２及び１３４を保持する機能とを、有している。また、構成要素のうち現像ロール４０及び４１の一形態として設けられた磁気現像ロール１３６及び１３８は、その上に磁気ブラシが形成される現像部材であり、本実施形態ではこの磁気ブラシからベルト１０上へと現像素材が転写、被着される。
【００２６】
本実施形態における磁気現像ロール１３６及び１３８は図示の通り略円筒形であり、また比較的剛性が高い部材である。各磁気現像ロール１３６，１３８の内部にはそれぞれ固定型磁性構造物１１０，１１１が設けられている。この磁性構造物１１０，１１１は、その軸を中心に回転する磁気現像ロール１３６，１３８内である位置を保持するよう、設計されている。また、磁性構造物１１０，１１１は何個かの必要な磁性部材から構成されている。それら磁性部材は、単体の金属製磁石を複数個寄せ集めたものとして構成することも、またプラスチック磁石のようにある連続面内を複数個のエリアに区切り各エリアを所定極性に着磁させた構成とすることも、可能である。或いは、電磁石によって実現できるかもしれない。磁気現像ロール１３６，１３８内にこうした磁性構造物１１０，１１１を設ける目的は、現像素材補給源から磁気現像ロール１３６，１３８の表面へと磁性キャリア細粒を磁気的に吸引吸着させる（ピックアップする）機能を提供することにある。このピックアップ領域にて磁気現像ロール１３６，１３８によりピックアップされた磁性キャリア細粒は、その磁気現像ロール１３６，１３８の回転に伴いトリミング領域を経て現像領域内に進む。本現像ユニット１００を二成分現像素材使用型現像ユニットとして構成する場合、磁気現像ロール１３６，１３８の基本動作は、電子写真分野において周知の通り、キャリア細粒（キャリアビーズ）を磁性構造物１１０，１１１内の磁石により吸引し、磁気ブラシのフィラメント群（大抵は鉄からなる毳乃至凝集物）をロール表面上、とりわけ磁性構造物１１０，１１１内に定置された磁極の周辺に形成する、という動作となる。各キャリアビーズには何個かのトナー粒子が静電付着しているので、キャリアビーズ吸引により形成された磁気ブラシを回転させることによりトナー粒子を現像領域内に搬送することができる。二成分現像システムにおいては、通常、形成された磁気ブラシ上に被着しているトナー粒子がベルト１０の光導電面１２に直に接触し、それによって光導電面１２上の潜像が現像される。
【００２７】
本件技術分野においては、磁気現像ロールを初めとする現像ロールの他に、パドル、スカベンジレス現像電極、コミュテータ等の部材が、潜像を現像する手段として知られている。本発明を実施する際、そうした他種現像部材を用いることもできる。また、図示実施形態においては、更に、図比しない真空源に取り付けられた空気マニホルド１４０及び１４２も設けられている。これら空気マニホルド１４０，１４２は、ベルト１０付近にある汚濁物や余分な粒子を除去するのに使用される。更に、不要な現像素材は出口１９０を介して出口管１５０に入り、排出管１５２内を通って搬送オーガ１５４により搬出される。
【００２８】
図４〜図６に、本実施形態の現像器ハウジング１１２内における現像素材流路を、図２に対してトポロジー的に正確に示す。トポロジー的に図４〜図６が正確である、とは、現像器ハウジング１１２のインボード端からアウトボード端にかけ各構成要素がどのような相対的位置関係にあるのか、またピックアップ、トリミング、ハンドオフ、現像といった諸機能の発現部位がどこにあるのかを、図４〜図６から筋道だって理解できるように、それらの図において要素省略や変形図示が行われている、ということである。従って、図４〜図６においては、各種構成要素乃至構成部材の実際の位置がどこなのか、正確には示されていない。そうした細部については図２を参照されたい。
【００２９】
図示されている３本のオーガのうち、オーガチャネル２２０内に位置する上側移送オーガ１３４はピックアップ元オーガであり、それより下側のオーガチャネル２２４内に位置するオーガ１３０は混合／汲上オーガであり、オーガ１３４より下側でオーガ１３０より手前のオーガチャネル２２６内に位置するオーガ１３２はリリース用の下側移送オーガである。また、現像器ハウジング１１２内における現像素材流路（現像素材移送システム）は、経路２０１、２０２、２０４、２０５、２０６、２０８及び２１０を含んでいる。混合／汲上オーガ１３０のアウトボード端寄り部分はその収容先のオーガチャネル２２４と共に汲上部２００を構成しており、汲上部２００内の現像素材は汲上部２００のポンプ動作によって経路２０２（上向き矢印）を辿りオーガチャネル２２０のアウトボード端寄り部分に移送され、移送されてきた現像素材はオーガチャネル２２０内の上側移送オーガ１３４によって現像器ハウジング１１２のアウトボード端側からインボード端側に向けほぼ全長に亘り経路２０４に沿って移送され、上側現像ロール４０（上側磁気現像ロール１３６）により上側移送オーガ１３４からピックアップされた現像素材はそのロール４０及びハンドオフ先の下側現像ロール４１（下側磁気現像ロール１３８）による現像プロセスに供され更に経路２０１（細い矢印）を辿ってオーガチャネル２２６に達し、最後までピックアップ元オーガ１３４からピックアップされず従って現像に使用されずに残った現像素材は経路２０６（下向き矢印）を辿ってオーガチャネル２２４内に落入帰還する。混合／汲上オーガ１３０のインボード端寄り部分はその収容先のオーガチャネル２２４と共に混合部乃至移送部２０３を構成しており、オーガチャネル２２４内に帰還した現像素材は混合部２０３における混合／汲上オーガ１３０の動作によって混合部２０３から汲上部２００へと経路２０８を辿り移送される。
【００３０】
現像器ハウジング１１２内空間下部における現像素材流に関する構成としては、混合／汲上オーガ１３０をその手前にある下側移送オーガ１３２と隔てるオーガ分離壁１４６があり、またそのほぼ最上部に抜き口１４５として形成された開口がある。オーガ分離壁１４６における抜き口１４５の形成位置は、混合部２０３と汲上部２００の境目付近、厳密にはやや混合部２０３寄りの位置にある。この抜き口１４５は、減圧用の開口として動作する。即ち、汲上部２００によって上側移送オーガ１３４へ汲み上げることができる量よりも多量の現像素材が汲上部２００内に入りそうになったとき、超過分の現像素材はこの抜き口１４５を介して又はオーガ分離壁１４６越しにオーガチャネル２２６内に漏れ出す。この経路２１０に沿った現像素材流は、下側移送オーガ１３２によって移送されるオーガチャネル２２６内経路２０５沿い現像素材流や経路２１０を経由してリリースされてくる現像素材流と合流し、インボード端寄りでオーガチャネル２２４内経路２０８沿い現像素材流と再合流する。
【００３１】
混合／汲上オーガ１３０は、次に述べる機能（ａ）〜（ｄ）を含め幾つかの機能を有している。即ち、混合／汲上オーガ１３０は、（ａ）図４に示す経路２０８沿いにインボード端からアウトボード端へと現像素材を移送し、（ｂ）経路２０５を介しインボード端寄りの部位に補充供給される現像素材（トナー粒子及び磁性キャリア細粒）をオーガチャネル２２４内の現像素材と混合、攪拌し、（ｃ）上側移送オーガ１３４へと現像素材を汲み上げ（押し上げ）、（ｄ）現像素材溜まり内に蓄えられている現像素材の分量（質量や体積）の変動を質量的乃至体積的に吸収する現像素材量バッファとして動作する、という各種機能を有している。混合／汲上オーガ１３０のうち上述の汲上部２００におけるＰ／Ｄ比（pitch to diameter ratio）、即ちブレードピッチをコア直径で除した値と、上述の混合部２０３におけるＰ／Ｄ比は、混合部２０３＞汲上部２００となるよう、好ましくは前者が後者に対して２の整数倍となるよう設計されている。従ってオーガチャネル２２４内現像素材移送速度は汲上部２００内より混合部２０３内の方が高く、断面充填率が同じであれば体積流速も汲上部２００内より混合部２０３内の方が高くなる。なお、「現像素材移送速度」とはｍｍ／ｓｅｃ又はｍｍ／オーガ回転を単位として表した単位時間当たり現像素材変位量のことであり、「断面充填率」とはオーガチャネル断面のうち現像素材で満たされている部分の断面積（充填断面積）がオーガ断面積、そのブレード部分断面積又はオーガチャネル断面積に占める割合のことであり、「体積流速」とは単位時間中に仮想平面を通過する現像素材の体積のことである。オーガにおける体積流速は、オーガ又はオーガチャネルの充填断面積を現像素材移送速度に乗じた値に等しい。
【００３２】
本実施形態における上側移送オーガ即ちピックアップ元オーガ１３４は、図６に示すような不等ピッチオーガ、即ちコア長手方向に沿ってコア外周面上に配された複数枚のブレードのピッチ（ブレードピッチ）がコア長手方向に沿って変化するという工夫が施されたオーガであり、ここに示した最適例では、丸いコアを有するオーガ１３４の上手から下手に進むにつれブレードピッチが直線的且つ連続的に短くなるよう、ブレードピッチ変化パターンが設定されている。ピックアップ元オーガ１３４をこうした不等ピッチオーガとすることによって、オーガチャネル２２０内体積充填率を長手方向沿いに一定に保つことができ、ひいては、有益なことに、オーガチャネル２２０内にあるピックアップ可能な現像素材と、そのピックアップ先たる現像ロール４０との距離（図中矢印で挟まれている間隙の幅）を、現像ロール４０及びオーガチャネル２２０の長手方向沿いに上手から下手まで一定に保つことができる。ピックアップされる補給用の現像素材と、現像ロール４０上のピックアップ領域との距離を、このようにして一定に（且つ短い距離に）保つことにより、現像ロール４０の一端におけるピックアップ機能を増強しておく必要がなくなる。そのため、ピックアップ用磁界を弱められるだけでなく、ピックアップ領域からトリミング領域に送られる現像素材の量を長手方向位置の如何によらず均等にすることができる。ピックアップ用磁界を弱めることにより、現像器ハウジング１１２内部材駆動所要機械パワーが少なくて済むようになり、現像ロール４０等の寿命が長くなり、そして現像素材の浪費が少なくなる。トリミング領域に送られる現像素材量が均等であれば、現像ロール４０上におけるＭＯＲ均一性が高まる。
【００３３】
動作時には、上側現像ロール４０のうちピックアップ領域内の部分によって上側移送オーガ１３４から現像素材が引き剥がされる（ピックアップされる）。上側現像ロール４０に移るとき、現像素材は、上側移送オーガ１３４の長手方向沿いのどの位置からピックアップされるのか、例えば上手か下手か等によらず均等量が引き渡される。上側現像ロール４０に引き渡された現像素材は、所望の層厚となるようトリミング乃至メータリングされた後、現像に使用される。現像後に残った現像素材は、上側移送オーガ１３４に戻されるのではなく下側移送オーガ１３２に送給される。現像素材をピックアップ元の上側移送オーガ１３４に戻さないようにしているため、上側移送オーガ１３４を取り巻く現像素材の１ピッチ当たりの量は、上側移送オーガ１３４の長手方向沿いに上手から下手へと移送されるにつれて直線的に減っていく。即ち、上側移送オーガ１３４の各部から上側現像ロール４０へと補給できる現像素材の量は、１ピッチ当たりで見ると上側移送オーガ１３４の長手方向上手に比べ下手の方が少なく、しかも上手から下手にかけての減り方は直線的になる。しかし、オーガ単位長当たりで見ると、上側移送オーガ１３４による現像素材移送量は、そのオーガ１３４のブレードピッチ、そのオーガ１３４が座しているオーガチャネル２２０の断面のうち現像素材により充填される部分の面積、並びにそのオーガ１３４の回転速度に比例している。従って、上側移送オーガ１３４の長手方向に沿って１ピッチ当たり現像素材移送量が直線的に減少していく現象は、図示の如く上側移送オーガ１３４におけるブレードピッチの変化パターンをこれに歩調を合わせ長手方向沿いに直線的に短縮していくパターンにすることで補償され、オーガチャネル２２０の断面積のうち現像素材により占められる面積（充填断面積）又はその比率（断面充填率）は、上側移送オーガ１３４の長手方向位置によらず一定に保持されることとなる。
【００３４】
本願出願人における実験結果によれば、上側移送オーガ１３４のＰ／Ｄ比の最適値は、アウトボード端即ち上流側で０．７、インボード端即ち下流側で０．４であることが判明している。即ち、上側移送オーガ１３４の各端におけるＰ／Ｄ比をそれぞれほぼこの値に設定し、それらを境界条件として直線的に変化するよう両端間の各所におけるブレードピッチを設定した場合、基準条件下におけるオーガチャネル２２０の充填断面積乃至断面充填率は、上側移送オーガ１３４の全長に亘りほぼ一定になる。なお、ブレードピッチ変化を連続的な変化としても或いはステップ的な変化としても、同様の作用が生じる。
【００３５】
図７に、本願出願人における実験結果を示す。図示の如く、ブレードピッチを一定にした構成（図中の「固定ピッチオーガ」）に比べ、本実施形態（同「不等ピッチオーガ」）の方が、長手方向位置による断面充填率の変化が小さい。なお、この実験では、基準条件として、現像ロール４０のＭＯＲ＝約３７ｍｇ／ｃｍ2、現像ロール４０の表面速度＝約７００ｍｍ／ｓｅｃ、上側移送オーガ１３４の回転速度＝８００ｒｐｍという条件を使用している。
【００３６】
こうした構成には幾つかの利点がある。まず、上側移送オーガ１３４が座しているオーガチャネル２２０の充填断面積がほぼ一定であるため、インボード端からアウトボード端にかけ現像ロール４０上でのＭＯＲ変化がほとんど生じることがない（トリミング時にトリムブレードによって均す現像素材量が僅かでよい）。また、上側移送オーガ１３４を取り巻く現像素材の表面と現像ロール４０の表面との間隙が狭く且つ均一であるため、現像ユニット１００を設計、製造するに当たりピックアップ用磁石乃至磁極による磁界の強度を弱くすることができる。その結果、一般に、現像ロール４０によりピックアップされそのトリミング領域に送られる現像素材の量が従前より少なくなるため、現像ロール４０等を駆動するのに必要なパワーが従前より小さなパワーで足り、現像ロール表面及び現像素材それ自体の摩耗を軽減でき、そしてＭＯＲが所望値例えば３７ｍｇ／ｃｍ2となるようメータリングするために必要な標準トリムブレード間隙をかなり拡げることができる。
【００３７】
図８に、本発明の他の実施形態を示す。本実施形態も、ピックアップ元オーガが収容されたオーガチャネルにおける断面充填率が一定値となり、且つその断面充填率が長手方向沿いに均一に保持される構成である。図示されているピックアップ元オーガはコア３００の周りに複数枚のブレード３０２を配した構成を有しており、このオーガのコアサイズ即ちコア３００の幹部直径Ｄｒは、そのオーガを収容するオーガチャネルにおける断面充填率、従って現像部材対現像素材距離も長手方向沿いに均一に保たれることとなるよう、長手方向に沿って不等設定されている。好ましくは、コア３００の断面を略円形とし、且つ、ピックアップされ現像に使用される分の現像素材体積が補償されコア３００を取り巻く現像素材の分量がその長手方向位置Ｌによらず一定になるよう、その幹部直径Ｄｒを変化させる。現像に使用される現像素材の体積が現像ロールの全長に亘り一定である場合、コア３００の幹部直径Ｄｒは、上流から測った磁気ブラシ長手方向位置Ｌの関数
Ｄｒ（Ｌ）＝（Ｄ02＋Ｋ×Ｌ）1/2
となり、上流から下流へと進むにつれ太くなっていく。この式中、Ｄ0は磁気ブラシの上流側端部におけるコア３００の幹部直径、Ｋは次の式
Ｋ＝４×Ｐ×Ｖ×ＭＯＲ×τ／（π×ρ）
で与えられる値、Ｐはこのオーガにおけるブレードピッチ（一定値）、τはこのオーガの回転周期、Ｖは現像ロールの表面速度、ρは現像素材の密度、ＭＯＲは現像ロールのＭＯＲである。
【００３８】
以上、長手方向沿いにＰ／Ｄ比を変化させる手法とコアサイズを変化させる手法とを説明したが、本発明はこれら二種類の手法を個々別々に使用する形態に限定されるものではなく、両者を組み合わせた形態での実施も可能であることに留意されたい。そうした組合せは、収容先オーガチャネル内断面充填率を均一に保持可能なピックアップ元オーガを実現する上で、やはり有用である。
【００３９】
このように、以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、先に述べた目的を全て達成可能で且つ先に述べた効果を全て実現可能なオーガを、提供することができる。また、以上の説明は本発明の特定の実施形態についての説明であったが、これも明らかな通り、本件技術分野における習熟者（いわゆる当業者）であれば、本願による開示に基づき当該実施形態を適宜変形し、代替物を多数創案し、必要なら改良を施すこともできる。別紙特許請求の範囲により画定される本発明の技術的範囲及びその神髄には、そうした変形、代替及び改良も包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る特徴的構成が組み込まれた現像ユニットを備える静電写真印刷機の一例を示す模式的立面図である。
【図２】図１に示した印刷機にて使用し得る現像ユニットの一例を示す模式的立面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像ユニットの一部を示す図である。
【図４】図２に示した現像ユニットにおける現像素材流路を例示する図である。
【図５】図２に示した現像ユニットにおける現像素材流路を例示する図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるオーガ内現像素材流路を例示する側面図である。
【図７】実験データを示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施形態におけるオーガ内現像素材流路を例示する側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
３８，１００  現像ユニット、４０，４１  現像ロール、１１２  現像器ハウジング、１３０，１３２，１３４  オーガ、１３６，１３８  磁気現像ロール、２０１，２０２，２０４，２０５，２０６，２０８，２１０  現像素材流路、２２０，２２４，２２６  オーガチャネル、３００  コア、３０２  ブレード、Ｃ  現像ステーション、Ｄｒ（Ｌ）  コア幹部直径、Ｌ  長手方向位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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