JPH08190259A

JPH08190259A - 現像装置

Info

Publication number: JPH08190259A
Application number: JP7018692A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hatori; 聡羽鳥; Tetsuo Miura; 哲郎三浦; Nobuo Takami; 伸雄高見; Hiroshi Ono; 博司小野; Hiroyuki Mukai; 裕之向
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】剤バランスが破綻しない現像装置を提供す
る。【構成】トナーとキャリアからなる２成分現像剤を担
持する現像スリーブと、該２成分現像剤を撹拌混合する
ための上撹拌スクリュー及び下撹拌スクリューと、前記
トナーを補給する供給ローラ及び補給ローラとを備え、
前記下撹拌スクリューは前記現像スリーブの上側に近接
して配置され、内部に磁石を有し、前記現像剤を上方に
搬送するための搬送ローラが、前記下撹拌スクリューの
中心軸より上方に中心軸を有するように配置され、該上
方撹拌スクリューの下側であって現像剤の撹拌を行うた
めに設けられた撹拌ガイド部材の上方に前記上撹拌スク
リューによる現像剤の横搬送や撹拌を助けるための撹拌
ガイド部材を配置した現像装置において、現像剤の剤寄
りを検知する手段を有し、最適な剤バランスで撹拌・搬
送させる手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の複写機の
現像装置に関し、特にカラー複写機に用いられる縦型の
現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来より電子写真方式の画像形成装置にお
ける２成分現像剤を用いた現像は図１１に示すような縦
型現像装置を用いて行われている。同図において１は現
像装置、２は像担持体としての感光体ドラム、３はトナ
ー補給槽、４は現像槽、５は補給ローラ、６は供給ロー
ラ、７は薄層ブレード、８は現像スリーブ、９は下搬送
スリーブ、１０は上搬送スリーブ、１１は補給トナー、
１２は上撹拌スクリュー、１３は撹拌ガイド部材、１４
は下撹拌スクリュー、１５は現像ドクタ、２０はバイア
ス回路、２１は基準濃度パターンである。現像装置１は
像担持体である感光体ドラム２に近接して配置され、該
現像装置１は補給トナー１１を収納する補給槽３と現像
槽４から構成されている。また前記補給槽３内には補給
ローラ５に当接する補給ローラ６と薄層ブレード７が配
置され、これら補給ローラ５、供給ローラ６、薄層ブレ
ード７にはそれぞれバイアス電圧を印加するためのバイ
アス回路２０が接続されている。該バイアス回路２０は
感光体ドラム２上に形成された基準濃度パターン２１に
応じて補給トナー１１の帯電量を補正する。

【０００３】また現像槽４には現像スリーブ８が配置さ
れており、この現像スリーブ８内には図示を省略した複
数の磁石が支持板に取り付けられ、この現像主極は感光
体ドラム２に対向する位置に設定されている。そして現
像剤を搬送する内部に磁石９ａが取り付けられた下搬送
スリーブ９、上搬送スリーブ１０と現像剤を撹拌する上
撹拌スクリュー１２、下撹拌スクリュー１４と上撹拌ス
クリューの撹拌搬送を助ける撹拌ガイド部材１３が配置
されている。

【０００４】このように構成した画像形成装置では補給
槽３に収納された補給トナー１１が供給ローラ６によっ
て補給ローラ５の表面に擦り付けられ、その表面に担持
されると共に薄層ブレード７によってトナー層厚の均一
化がなされ、現像スリーブ８方向に搬送される。現像槽
４へ送られて現像スリーブ８の表面に担持されたトナー
は現像剤と共に下搬送スリーブ９により現像スリーブ８
上から引きはがされる。その後、上搬送スリーブ１０に
搬送され、上搬送スリーブ１０により撹拌ガイド部材１
３に搬送された現像剤は上撹拌スクリューにより十分な
横撹拌が行われると共に、横方向の搬送が行われ、現像
剤解除口から下方へと落下していく。そして落下した現
像剤は下撹拌スクリュー１４により横搬送されながら、
十分に混合され現像スリーブに供給される。

【０００５】しかしながら、上述した従来の画像形成装
置に用いられる現像装置の構成では剤バランスという点
において余裕度がなく、現像スリーブ８に下搬送スリー
ブ９内の磁石の磁力特性のばらつきや、現像層４内のト
ナー濃度の経時変化によって大きく左右されるという問
題点がある。また常にどのユニットにおいても最適な剤
バランスを維持すると云うことは難しく、剤バランスが
破綻してしまうと現像剤の偏りが発生し、現像スリーブ
端部に剤がなくなり端部が像のヌケやトナー吹き、さら
には下現像のために端部剤回り込みによる現像スリーブ
内へのキャリア進入によるスリーブロック、サイドシー
ルへの過度の圧力によるサイドシール破れなどが生じて
しまうという問題点がある。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記従来の問題点を解決する
ためになされたものであって、剤バランスが破綻しない
現像装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【発明の構成】上記問題点を解決するために、本発明に
かかる現像装置の第１の手段は、トナーとキャリアから
なる２成分現像剤を担持する現像スリーブと、該２成分
現像剤を撹拌混合するための上撹拌スクリュー及び下撹
拌スクリューと、前記トナーを補給する供給ローラ及び
補給ローラとを備え、前記下撹拌スクリューは前記現像
スリーブの上側に近接して配置され、内部に磁石を有
し、前記現像剤を上方に搬送するための搬送ローラが、
前記下撹拌スクリューの中心軸より上方に中心軸を有す
るように配置され、該上方撹拌スクリューの下側であっ
て現像剤の撹拌を行うために設けられた撹拌ガイド部材
の上方に前記上撹拌スクリューによる現像剤の横搬送や
撹拌を助けるための撹拌ガイド部材を配置した現像装置
において、現像剤の剤寄りを検知する手段を有し、最適
な剤バランスで撹拌・搬送させる手段を備えたことを特
徴とする。

【０００８】本発明にかかる現像装置の第２の手段は、
前記第１手段において、前記現像剤の剤寄りを検知する
手段は、感光体上の紙間であって且つ現像スリーブの画
像領域端部となるところに、パターン潜像をつくり、該
パターン潜像の現像を行い、Ｐセンサで感光体上の現像
された前記パターンの反射光を検出し、その値を用いて
現像装置中の現像剤の寄り・剤分布を検知したことを特
徴とする。本発明にかかる現像装置の第３の手段は、前
記第１手段において、前記現像剤の剤寄りを検知する手
段は、現像装置中の現像スリーブ画像領域端部となる付
近に対向して圧電振動センサを設け、その検出値にて現
像装置中の現像装置中の現像剤の寄り・剤分布を検知し
たことを特徴とする。

【０００９】本発明にかかる現像装置の第４の手段は、
前記第２手段において、搭載される複写機の最大通紙幅
よりも外側である画像領域外まで現像スリーブを伸ば
し、該領域でパターンの潜像をつくり現像を行い、Ｐセ
ンサで感光体上の現像された前記パターンの反射光を検
出することを特徴とする。本発明にかかる現像装置の第
５の手段は、前記第１手段において、前記搬送ローラ内
部の磁石が剤寄りの検知信号を受けて角度を振り、現像
スリーブ上の現像剤をはぎ取って搬送する量を変化させ
たことを特徴とする。本発明にかかる現像装置の第６の
手段は、前記第１手段において、前記搬送ローラから落
下した現像剤を前記撹拌ガイド部材にオーバーフローさ
せるために開いた前記撹拌ガイド部材の開口部の形状を
剤寄りの信号を受けて変化させたことを特徴とする。本
発明にかかる現像装置の第７の手段は、前記第１手段に
おいて、上撹拌スクリューと下撹拌スクリューの少なく
とも何れか一方の回転数を剤寄り検知信号を受けて変化
させたことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる現像装置の概
略構成を示す図であり、各構成要素は前述した従来の現
像装置と基本的に同じである。現像装置３０が像担持体
である感光体ドラム３２に近接して配置され、この現像
装置３０は補給トナーを収容する補給槽３４と現像槽３
６とから構成される。この補給槽３４内に補給ローラ３
８に当接する供給スポンジローラ４０と薄層ブレード４
２が配置されている。また現像槽３６には現像スリーブ
４４及びその現像ドクタ４６、上搬送ローラ４８、下搬
送ローラ５０、上搬送スクリュー５２、撹拌ガイド部材
であるスクリューケーシング５４及び下搬送スクリュー
５６が配置されている。

【００１１】前記現像スリーブ４４内には、現像主極を
構成する磁石をはじめ、複数の磁石（図示を省略）が取
り付けられ、前記現像主極は感光体ドラム３２に対向す
る位置に設定されている。前記現像スリーブ４４の上側
に、内部にＮＳ２極のブロックマグネット５８が設けら
れた下搬送ローラ５０が配置され、その上側に下搬送ロ
ーラ５０と同様の内部構成を有する上搬送ローラ４８が
配置されている。該上搬送ローラ４８と下搬送ローラ５
０の中間位置に上撹拌スクリュー５２及びスクリューケ
ーシング５４が設けられ、これらの下方に下撹拌スクリ
ュー５６が設けられている。前記スクリューケーシング
５４には例えばスリット開口部と横搬送された現像剤が
落下する現像剤解除口が設けられている。

【００１２】上述した構成において、補給槽３に収容さ
れた補給トナーは供給スポンジローラ４０によって補給
ローラ３８の表面に担持されると共に、薄層ブレード４
２によってトナー層の厚さが均一化され、現像スリーブ
４４の表面に担持される。該担持されたトナーは複数の
磁石（図示せず）によって磁気ブラシを形成し、該磁気
ブラシが現像槽３６の開口部から露呈し、感光体ドラム
３２上にすでに形成されている静電潜像と接触すること
により顕像化され現像が行われる。

【００１３】上述した現像スリーブ４４による現像終了
後、下搬送ローラ５０は補給ローラ３８から供給された
現像剤を一部はぎ取り、上搬送ローラ４８の方へ汲み上
げ、上搬送ローラ４８も供給された現像剤を上方に汲み
上げる。尚、これら現像スリーブ４４、上搬送ローラ４
８、下搬送ローラ５０の回転方向はすべて反時計方向で
ある。上搬送ローラ４８により汲み上げられた現像剤は
現像槽３６上方の磁力の影響を受けない部分に達した
後、重力により現像槽３６の下方落下し、撹拌ガイド部
材５４に受け取られ、充填される。そして、撹拌スクリ
ュー５２が時計方向に回転し、現像剤が図１の手前側か
ら奥側へ搬送される。

【００１４】このとき、撹拌ガイド部材５４内を搬送さ
れる間にオーバーフローした現像剤はスリット開口部か
ら逃がされて下方へと落下し、また横搬送された現像剤
は撹拌ガイド部材５４の形状により、効率の良いクロス
ミキシングが可能となる。そして、撹拌ガイド５４のス
リット開口部及び現像剤解除口から落下した現像剤は撹
拌スペース６０に配設された下撹拌スクリュー５６によ
り図中奥側から手前側に搬送されながら、その周辺に堆
積している現像剤と充分に混合されて現像スリーブ４４
へ供給される。上述したような構成において、現像剤の
バランス、剤分布の様子を検知するために後述する手段
を講ずる。

【００１５】図２は図１に示した感光体ドラム３２上の
画像領域端部に現像されたＰセンサパターン６２及びＰ
センサ６４の様子を示した図である。即ち、感光体ドラ
ム３２上の画像領域端部であって、且つ紙間領域にＰセ
ンサパターン６２を現像し、該Ｐセンサパターン６２を
検出するためのＰセンサ６４を設けることにより、剤バ
ランス、剤分布を検知するものである。このように構成
することによって、剤寄りが発生した場合には一方のＰ
センサ６４出力が上昇し、更に現像剤がなくなると像担
持体である感光体ドラム３２の地肌部分の反射を拾い始
めるため、正常値とは大きく異なる値となる。

【００１６】図３は上述した剤バランス、剤分布検知手
段を用いた場合、Ｐセンサ検出値の処理を施すフローチ
ャートを示した図であり、先ず、検知手段であるＰセン
サ６４をＯＮし（ステップ１）、感光体ドラム３２上に
現像されたＰセンサパターン６２を検出し、その検出値
を取り込むと共に（ステップ２）、検出値取り込み終了
後、Ｐセンサ６４をＯＦＦし（ステップ３）、検出値が
正常か否かを判断する（ステップ４）。該検出された値
が正常である場合には、そのまま剤分布検知処理を終了
し、一方、検出された値が異常値である場合には後述す
る剤バランス制御手段をＯＮし（ステップ５）、Ｐセン
サ６４にて検出される値が正常値となるまで上述した処
理が繰り返し行われる。

【００１７】図４（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる現像
装置における剤分布検知手段の他の実施例を示した図で
あって、（ａ）において３２は感光体ドラム、４６は現
像ドクタ、６８は撹拌スペースに堆積している現像剤で
ある。また（ｂ）は前記現像ドクタ４６を内側から見た
図であって、該現像ドクタ４６の内側であって、現像剤
６８に覆われ且つ現像領域端部に位置する部位に圧電振
動センサ６６が設けられている。即ち、前述した実施例
では感光体ドラム３２上に現像されたＰセンサパターン
の濃淡により剤の寄りや分布を検知したが、本実施例で
は撹拌スペースに堆積した現像剤を圧電振動センサ６６
により検出することによって、剤の寄り或いは分布を検
知している。尚、圧電振動センサ６６による剤バラン
ス、剤分布の検知フローチャートも前記図３に示したフ
ローチャートとほぼ同様であり、ステップ１における検
知手段がＰセンサ６４に代えて圧電振動センサ６６とな
ると共に、ステップ３におけるＰセンサＯＦＦが圧電振
動センサＯＦＦとなる点のみが異なる。

【００１８】図５は剤バランス制御手段の一実施例を示
した図であって、現像スリーブ４４、該現像スリーブ４
４上の剤をはぎ取り上方へ搬送する下搬送スリーブ５０
とを示している。前記下搬送スリーブ５０の一端にはス
リーブを回転させる軸につながる搬送スリーブ駆動ギヤ
５０ａが設けられており、また他端には搬送スリーブ内
の磁石５８が固定されたホルダにつながるホルダ駆動ギ
ヤ５０ｂが設けられている。該ホルダ駆動ギヤ５０ｂは
ステップモータ７０に接続し、該ステップモータ７０が
回転することにより下搬送スリーブ５０内の内部磁石５
８が角度を振ることができる構成となっている。

【００１９】図６は前述した下搬送スリーブ５０と現像
スリーブ４４の磁力分布を示した図であり、下搬送スリ
ーブ５０内の内部磁石５８を振ることにより、点線で示
した磁力分布から実線で示した磁力分布に変更すること
ができ、その結果、現像スリーブ４４からはぎ取る剤の
量を変化させ、最適な剤バランスを得ることができる。
即ち、前記図３に示したフローチャートにおいて、剤バ
ランス制御手段をＯＮする（ステップ５）と、ステップ
モータ７０が駆動し、剤バランスが最適な状態となるよ
うに内部磁石５８の位置を可変する。

【００２０】図７（ａ）は本発明の他の実施例を示した
図、（ｂ）は一部拡大図であり、前記図５に示した実施
例において用いられていたステップモータ７０に代えて
ソレノイド７２を用いて構成した例である。即ち、下搬
送スリーブ５０内の内部磁石５８が取り付けられたホル
ダと接続したシャフトにはスプリング７１により上方に
付勢されたアーム７４が取り付けられ、更に該アーム７
４のスリットに摺動自在に嵌合したシャフトにソレノイ
ド７２のシャフトが接続している。したがって、ソレノ
イド７２がＯＮ−ＯＦＦすると、アーム７４が下搬送ス
リーブ５０のシャフトを支点として上下動し、その結
果、下搬送スリーブ５０の内部磁石が変位し、剤バラン
スが変動する。

【００２１】図８（ａ）、（ｂ）は本発明にかかるオー
バーフロー規制部材を示した図、（ｃ）はオーバーフロ
ー規制部材７４の状態変化を示す図である。同図におい
て、５４は撹拌ガイド部材、７４は撹拌ガイド部材５４
に開けられたスリット開口部の下側に回転可能に設けら
れたオーバーフロー規制部材である。該オーバーフロー
規制部材７４がその状態を（ｃ）に示すように変化させ
ると、撹拌ガイド部材５４の状態が変化し、その結果、
最適な剤バランスを得ることができるポジションに保つ
ことができる。したがって、上述した剤バランス検知が
行われ、剤の寄りが検出された際にオーバーフロー規制
部材７４のシャフト７４ａが回動し、最適な剤バランス
となるように制御される。

【００２２】図９は本発明にかかる現像装置の現像スリ
ーブ４４、上撹拌スクリュー５２、撹拌ガイド部材５
４、下撹拌スクリュー５６の構成を示した図である。上
撹拌スクリュー５２は上スクリュー用スピコンモータ７
６と接続し、一方、下撹拌スクリュー５６は下スクリュ
ー用スピコンモータ７８と接続している。このように上
スクリュー用スピコンモータ７６と下スクリュー用スピ
コンモータ７８とを独立して備えたため、上撹拌スクリ
ュー５２と下撹拌スクリュー５６との回転駆動を独立し
て制御することが可能となる。

【００２３】図１０は上撹拌スクリュー５２と下撹拌ス
クリュー５４のスクリュー回転数と剤搬送量との関係を
示した図であり、それぞれのスクリュー回転数を独立し
て制御することにより剤搬送量を上下で変更することが
でき、剤寄り検知信号を受けて回転数を変え、その時々
で最適な剤バランスを作り出すことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明よれば、現
像材内部の剤バランスを検知・制御することによりユニ
ット差及び経時変化に伴い変化する剤バランスに対応す
ることができ、その時々で最適な剤バランスを保つこと
が可能となり、剤バランスの破綻による画像端部ヌケや
トナー吹き上げ等を防止することができる。また、感光
体ドラムの画像領域端部にＰセンサパターンを現像し、
該Ｐセンサパターンを検知するか若しくは現像スリーブ
の画像領域端部となる位置に対向して圧電振動センサを
設け、該圧電振動センサにより剤の片寄りを検知するの
で、正確な剤バランスを把握することができる。

【００２５】さらに、剤バランスが崩れた際には、剤バ
ランス破綻による現象が画像に現れる前に剤バランスを
適正な状態に戻すことが可能であり、また剤バランスは
搬送ローラ内の磁石のＰ１極半値中央値角度により大き
く左右され、この角度を制御手段により可変する事によ
り容易に剤バランスを変化させることが可能となり、最
適な剤バランスを維持することができる。また撹拌ガイ
ド部材に開けたスリット開口部の形状を変化させること
により撹拌ガイド部材から下撹拌スクリューへのオーバ
ーフロー量を調整することができ、剤バランスを変化さ
せることが可能なため、剤寄り検知手段と併せて用いる
ことにより最適な剤バランスを維持することができる。
なおさらに、上撹拌スクリューと下撹拌スクリューの回
転数を独立して制御することが可能なので、最適な剤バ
ランスを維持するために現像剤の搬送量を変更すること
ができ、良好な画質の画像形成装置を得る上で有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる現像装置の概略構成を示す図で
ある。

【図２】感光体ドラム上の画像領域端部に現像されたＰ
センサパターン及びＰセンサの様子を示した図である。

【図３】剤バランス、剤分布検知手段を用いた場合にお
ける、Ｐセンサ検出値の処理を施すフローチャートを示
した図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる現像装置にお
ける剤分布検知手段の他の実施例を示した図であっる。

【図５】剤バランス制御手段の一実施例を示した図であ
る。

【図６】下搬送スリーブと現像スリーブの磁力分布を示
した図である。

【図７】（ａ）は本発明の他の実施例を示した図、
（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）は本発明にかかるオーバーフロ
ー規制部材を示した図、（ｃ）はオーバーフロー規制部
材の状態変化を示す図である。

【図９】本発明にかかる現像装置の現像スリーブ、上撹
拌スクリュー、撹拌ガイド部材、下撹拌スクリューの構
成を示した図である。

【図１０】上撹拌スクリューと下撹拌スクリューのスク
リュー回転数と剤搬送量との関係を示した図である。

【図１１】従来の縦型現像装置を示す図である。

【符号の説明】

３２・・・感光体ドラム、４４・・・現像スリー
ブ、４６・・・現像ドクタ、５０・・・下搬送スリー
ブ、５０ｂ・・・ホルダ駆動ギヤ、５２・・・上
撹拌スクリュー、５４・・・撹拌ガイド部材、５
６・・・下撹拌スクリュー、５８・・・内部磁
石、６２・・・Ｐセンサパターン、６４・・・Ｐ
センサ、６６・・・圧電振動センサ、６８・・・
現像剤、７０・・・ステップモータ、７２・・・
ソレノイド、７４・・・オーバーフロー規制部材、７６
・・・上スクリュー用スピコンモーター、７８・・・下
スクリュー用スピコンモーター、

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【手続補正書】

【提出日】平成７年４月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野博司東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者向裕之東京都大田区中馬込一丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーとキャリアからなる２成分現像剤
を担持する現像スリーブと、該２成分現像剤を撹拌混合
するための上撹拌スクリュー及び下撹拌スクリューと、
前記トナーを補給する供給ローラ及び補給ローラとを備
え、前記下撹拌スクリューは前記現像スリーブの上側に
近接して配置され、内部に磁石を有し前記現像剤を上方
に搬送するための搬送ローラが前記下撹拌スクリューの
中心軸より上方に中心軸を有するように配置され、該上
方撹拌スクリューの下側であって現像剤の撹拌を行うた
めに設けられた撹拌ガイド部材の上方に前記上撹拌スク
リューによる現像剤の横搬送や撹拌を助けるための撹拌
ガイド部材を配置した現像装置において、現像剤の剤寄りを検知する手段を有し、最適な剤バラン
スで撹拌・搬送させる手段を備えたことを特徴とする現
像装置。
【請求項２】前記現像剤の剤寄りを検知する手段は、
感光体上の紙間であって、且つ現像スリーブの画像領域
端部となるところにパターン潜像をつくり、該パターン
潜像の現像を行い、Ｐセンサで感光体上の現像された前
記パターンの反射光を検出し、その値を用いて現像装置
中の現像剤の寄り・剤分布を検知することを特徴とする
請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤の剤寄りを検知する手段は、
現像装置中の現像スリーブ画像領域端部となる付近に対
向して圧電振動センサを設け、その検出値にて現像装置
中の現像装置中の現像剤の寄り・剤分布を検知すること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】搭載される複写機の最大通紙幅よりも外
側である画像領域外まで現像スリーブを伸ばし、該領域
でパターンの潜像をつくり現像を行い、Ｐセンサで感光
体上の現像された前記パターンの反射光を検出すること
を特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項５】前記搬送ローラ内部の磁石が剤寄りの検
知信号を受けて角度を振り、現像スリーブ上の現像剤を
はぎ取って搬送する量を変化させたことを特徴とする請
求項１記載の現像装置。
【請求項６】前記搬送ローラから落下した現像剤を前
記撹拌ガイド部材にオーバーフローさせるために開いた
前記撹拌ガイド部材の開口部の形状を剤寄りの信号を受
けて変化させたことを特徴とする請求項１記載の現像装
置。
【請求項７】上撹拌スクリューと下撹拌スクリューの
少なくとも何れか一方の回転数を剤寄り検知信号を受け
て変化させたことを特徴とする請求項１記載の現像装
置。