(57)【要約】【課題】記録材を加圧加熱する際に記録材から水蒸気が発生しても記録材に定着される画像の画質を維持する技術を提供する。【解決手段】定着装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内面に当接可能な第１の当接面を有するヒータと、フィルムの外面に当接し、外面との間にニップ部を形成する加圧部材と、フィルムの内面に当接してフィルムの回転軌道を規制するとともにヒータを保持するガイド部材と、ヒータに対してガイド部材の少なくともフィルムの移動方向の上流側または下流側の位置に設けられた突起部とを有する定着装置であって、フィルムの内面に当接可能な第２の当接面を備え、加圧部材の付勢力が外面へ加えられていないときは突起部よりも加圧部材に向かって突出し、フィルムの外面への加圧部材の付勢力に応じて変形する、フィルムの移動方向においてヒータと突起部の間に配置された変形部材を有する。【選択図】図１
2020038260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する回転可能な筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に当接可能な第１の当接面を有するヒータと、
前記フィルムの外面に当接し、前記外面との間に記録材を搬送するニップ部を形成する回転可能な加圧部材と、
前記フィルムの前記内面に当接して前記フィルムの回転軌道を規制するとともに前記ヒータを保持するガイド部材と、
前記ヒータに対して前記ガイド部材の少なくとも前記フィルムの移動方向の上流側または下流側の位置に設けられた突起部と、
を有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された未定着トナー像を加熱する像加熱装置であって、
前記フィルムの前記内面に当接可能な第２の当接面を備え、前記加圧部材の付勢力が前記外面へ加えられていないときは前記突起部よりも前記加圧部材に向かって突出し、前記フィルムの前記外面への前記加圧部材の付勢力に応じて変形する、前記フィルムの移動方向において前記ヒータと前記突起部の間に配置された変形部材を有する
ことを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記変形部材は、ゴム弾性を有する弾性部材である、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記弾性部材の前記第２の当接面に、前記フィルムの前記内面を摺動可能な摺動層が積層されており、
前記摺動層と前記フィルムの前記内面との間の摩擦力は、前記第２の当接面と前記フィルムの前記内面との間の摩擦力よりも小さい
ことを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記変形部材は、折り曲げ部を有する板バネであり、
前記板バネの前記折り曲げ部から端部に至る領域の少なくとも一部が、前記ガイド部材と前記ヒータとに挟まれて固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記板バネの前記端部の他端に、前記板バネの一部が前記ガイド部材に向かって折り曲げられた爪部が設けられ、
前記ガイド部材に、前記加圧部材の前記付勢力が生じるときに前記爪部を収容するための溝が設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記板バネの前記第２の当接面に、前記板バネよりも熱伝導度の高い熱伝導板が積層されている、ことを特徴とする請求項４または５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記変形部材は、前記ガイド部材と同一材料で構成された前記第２の当接面を有する当接部と、前記当接部と接続され前記ガイド部材に対して移動可能な可動部と、前記加圧部材の前記付勢力が生じるときに前記可動部を前記加圧部材に向かって付勢する付勢部と、を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項８】
記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
前記記録材に形成された前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置であって、
前記定着部が、請求項１から７のいずれか一項に記載の像加熱装置である
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンター、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。また、画像形成装置に搭載されている定着器や記録材に定着されたトナー画像を再度加熱することにより、トナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等の像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像加熱装置として、エンドレスベルト（定着フィルム）と、エンドレスベルトの内面に接触し通電により発熱するヒータと、エンドレスベルトを介してヒータとともにニップ部を形成するローラと、を有する装置がある。この像加熱装置は、熱容量が小さいためクイックスタート性や省電力性に優れるという特徴を持つ。
従来、プリンター、複写機、ファクシミリ等の装置では、トナーを現像剤とし、画像形成手段により記録材上にトナー像を形成した後、定着手段によって記録材を加熱および加圧してトナー像を溶融固着させることで画像形成が行われる。いわゆるフィルム加熱型の像加熱装置は、加熱部材であるヒータと筒状部材である定着フィルムと加圧部材である加圧ローラとによって、記録材に形成されたトナー像を定着させる。そして、定着フィルムの耐久性向上や汚れ防止、定着されるトナー像の画質向上を目的とした技術が提案されている（特許文献１〜３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３７４８１号公報
【特許文献２】特開２００５−４９８３９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術において、例えば吸湿して水分を含む紙を記録材として用いる場合、定着装置においてヒータで加熱された紙から水蒸気が発生する可能性がある。このとき、紙と定着フィルムがヒータと加圧ローラの間で加圧されている領域において、紙から生じた水蒸気によって紙と定着フィルムとの密着性が低下し、画質の劣化を招く可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、上記の定着装置において、記録材を加圧および加熱する際に記録材から水蒸気が発生しても、記録材に定着される画像の画質を好適に維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明である像加熱装置は、
可撓性を有する回転可能な筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に当接可能な第１の当接面を有するヒータと、
前記フィルムの外面に当接し、前記外面との間に記録材を搬送するニップ部を形成する回転可能な加圧部材と、
前記フィルムの前記内面に当接して前記フィルムの回転軌道を規制するとともに前記ヒータを保持するガイド部材と、
前記ヒータに対して前記ガイド部材の少なくとも前記フィルムの移動方向の上流側または下流側の位置に設けられた突起部と、
を有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された未定着トナー像を加熱する像加熱装置であって、
前記フィルムの前記内面に当接可能な第２の当接面を備え、前記加圧部材の付勢力が前記外面へ加えられていないときは前記突起部よりも前記加圧部材に向かって突出し、前記フィルムの前記外面への前記加圧部材の付勢力に応じて変形する、前記フィルムの移動方向において前記ヒータと前記突起部の間に配置された変形部材を有する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明である画像形成装置は、
記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
前記記録材に形成された前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置であって、
前記定着部が、上記の像加熱装置である
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上記の定着装置において、記録材を加圧および加熱する際に記録材から水蒸気が発生しても、記録材に定着される画像の画質を好適に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態における画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、第１の実施形態に係るゴムパッドの概略構成を示す図であり、図２（Ｂ）、（Ｃ）は、第１の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、定着された画像一例を示す写真である。
【図４】図４（Ａ）は、第２の実施形態に係る板バネの概略構成を示す図であり、図４（Ｂ）、（Ｃ）は、第２の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、第３の実施形態に係る可動ガイドの概略構成を示す図であり、図４（Ｂ）、（Ｃ）は、第３の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、変形例に係るゴムパッドの概略構成を示す図であり、図６（Ｂ）は、変形例に係る板バネの概略構成を示す図である。
【図７】図７は、比較例における画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）は、比較例に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図９】図９（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例に係る定着装置の概略構成を示す別の図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例に係る定着装置の定着ニップ部の部分拡大図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例に係る定着装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件等により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
【００１０】
（比較例）
まず、比較例について説明する。図７に比較例に係る画像形成装置１００の概略構成を示す。本比較例に係る画像形成装置１００は、４色のトナー像を形成する電子写真方式のレーザビームプリンター１００である。プリンター１００は、図７に示すように、積載されたシートを給送するシート給送部１０と、シートに転写する画像を形成する画像形成部２０と、を有する。また、プリンター１００は、シートに転写された画像を定着させ、こ
のシートを機外に排出する定着ユニット４０を有する。また、プリンター１００は、プリンター１００の装置本体１００Ａに対して開閉可能に設けられた両面ユニット６０を有する。なお、定着ユニット４０は、装置本体１００Ａに一体的に設けられている。
【００１１】
プリンター１００に画像形成の指令が出力されると、プリンター１００に接続された外部のコンピュータ等から入力された画像情報に基づいて、画像形成部２０による画像形成プロセスが開始される。画像形成部２０は、露光装置２１と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４色の画像を形成する４つのプロセスカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋと、を有する。なお、４つのプロセスカートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋは、形成する画像の色が異なること以外は同じ構成である。したがって、以下ではプロセスカートリッジ２２Ｙの画像形成プロセスを説明し、プロセスカートリッジ２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋの説明は省略する。
【００１２】
露光装置２１は、入力された画像情報に基づいて、プロセスカートリッジ２２Ｙの感光ドラム２３にレーザ光を照射する。このとき感光ドラム２３は、帯電ローラ２４によってあらかじめ帯電されており、レーザ光が照射されることで感光ドラム２３上に静電潜像が形成される。その後、現像器２５の現像ローラ２５ａにより該静電潜像が現像され、感光ドラム２３上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００１３】
より詳しく説明すると、感光ドラム２３は、アルミニウムシリンダの外周面にＯＰＣ（有機光半導体）等の光導電層を設けて構成したものであり、Ｒ１方向に回転する。帯電ローラ２４は、芯金とその周囲を囲繞する導電性の弾性部材によって構成されている。帯電ローラ２４は、感光ドラム２３の表面に接触配置されて従動回転するとともに、電源（不図示）によって帯電バイアスが印加される。露光装置２１は、画像情報に応じてレーザ光Ｌを発光するレーザ発振器（不図示）と、ポリゴンミラー２１ａと、ミラー２１ｂ等を有し、画像情報に応じて、帯電済の感光ドラム２３の表面を露光して静電潜像を形成する。
【００１４】
同様に、プロセスカートリッジ２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋの感光ドラム上にも、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナー像がそれぞれ形成される。各感光ドラム上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｂｋにより中間転写ベルト２７に転写され、中間転写ベルト２７により二次転写ローラ３７まで搬送される。なお、各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト２７上に一次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。
【００１５】
中間転写ベルト２７は、無端状に形成されており、相互に平行に配置された駆動ローラ２９、テンションローラ３０および補助ローラ３１に掛け渡されている。テンションローラ３０は、中間転写ベルト２７を張架し、駆動ローラ２９は、不図示の駆動手段から伝達される動力によって、中間転写ベルト２７を矢印Ｒ１０方向に回転させる。
【００１６】
上述の画像形成プロセスに並行して、シート給送部１０のカセット１１に積載されたシートＰが、給送ローラ１２によって１枚ずつ分離されて、レジストレーションローラ１３に向けて搬送される。なお、プリンター１００では１段のみのカセット１１が設けられているが、異なるサイズのシートを積載する複数のカセットを設け、これら複数のカセットから選択されたシートサイズに合わせてシートが給送されてもよい。
【００１７】
レジストレーションローラ１３により斜行が補正され、所定の搬送タイミングで搬送されたシートＰの第１面（表面）には、二次転写ローラ３７に印加された二次転写バイアスによって、中間転写ベルト２７上のフルカラーのトナー像が転写される。この未定着トナー像が転写されたシートＰは、定着装置４１（定着部）において所定の熱及び圧力が付与されて、トナーが溶融固着（定着）される。定着装置４１を通過したシートＰは、排出反
転ローラ４２ａ及びコロ４２ｂによって形成されるニップ部Ｎ（反転部）によって、排出トレイ４３に排出される。
【００１８】
シートの両面に対して画像形成を行う場合には、第１面に画像が形成されたシートＰの後端付近がニップ部Ｎに到達した後、切換え部材４４が不図示の駆動手段によって回動される。そして、排出反転ローラ４２ａが不図示の駆動手段によって逆回転されて、シートＰが表裏および前後反転された状態で、両面ユニット６０に形成された両面搬送路６１に搬送される。
【００１９】
両面搬送路６１に搬送されたシートＰは、上ローラ対６２（搬送ローラ対）や下ローラ対６３（搬送ローラ対）によってレジストレーションローラ１３まで搬送され、二次転写ローラ３７によって第２面にトナー像が形成される。そして、この未定着トナー像が定着装置４１によって定着され、第１面と第２面にそれぞれ画像が形成されたシートＰは、ニップ部Ｎによって、排出トレイ４３に排出される。
【００２０】
一方、トナー像が転写された後の中間転写ベルト２７上には、シートＰに転写されなかった残存トナーが付着している。中間転写ベルト２７上の残存トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置３３によって、感光ドラム２３を介して感光ドラムクリーニング装置３４に回収される。つまり、残存トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置３３によって逆極性すなわちプラスの電荷が付与されることにより、中間転写ベルト２７から、感光ドラム２３上に逆転写される。逆転写された残存トナーは、感光ドラム２３上の一次転写残トナーとともに感光ドラムクリーニング装置３４によって除去される。なお、感光ドラムクリーニング装置３４は、プロセスカートリッジ２２Ｙだけでなく、プロセスカートリッジ２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋにも設けられており、同様にして残存トナーが回収される。
【００２１】
次に、比較例における定着装置４１について説明する。図８（Ａ）に定着装置４１の断面図を示す。定着装置４１は、フィルム加熱型の定着装置４１である。図８（Ａ）の断面図に示すように、定着装置４１では、低熱容量の耐熱性樹脂や金属フィルム等で構成される定着フィルム４１ａ１の内面に、セラミックヒータ４１ａ４が当接されて加圧ローラ４１ｂとともに定着ニップ部Ｎが形成される。定着フィルム４１ａ１に使用される低熱容量のフィルムは、耐熱性樹脂または薄肉金属フィルム等で構成される基層の上に導電性プライマー層が形成され、さらにその表面に離型性層が形成されている。そして、定着フィルム４１ａ１の内面側に、セラミックヒータ４１ａ４およびヒータホルダーを兼ねるフィルムガイド４１ａ３と、ニップ部を均一加圧するための金属ステー４１ａ２とを設けることで、定着フィルムユニット４１ａが構成される。また、加圧ローラ表層４１ｂ１、加圧ローラゴム層４１ｂ２、加圧ローラ芯金４１ｂ３等で構成される加圧ローラ４１ｂを定着フィルム４１ａ１に加圧当接させて、両者の間に紙を通して加熱加圧するための定着ニップが形成されている。
【００２２】
上記のセラミックヒータ４１ａ４は、図８（Ｂ）に示すように、アルミナ等を材料とするセラミック基板４１ａ４ａの片面に銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等を材質とした帯状パターンからなる通電発熱体４１ａ４ｂを有する。そして、通電発熱体４１ａ４ｂの表面は保護ガラス４１ａ４ｃによって覆われている。
【００２３】
さらに、定着装置４１の定着可能温度までの立ち上がり性能を向上するための構成として、セラミック基板４１ａ４ａの素材に、熱伝導性に優れるＡｌＮ（窒化アルミ）基板を用いることが考えられる。この場合、ガラス層形成面よりも基板裏面側の方が発熱体からの熱移動が速くなるため、定着フィルムとの接触面としては基板裏面側を用いることになる。しかしながら、定着フィルムに対してセラミック基板を直接摺動させると、定着フィルムの内面の劣化を促進することになる。そこで、図に示すように、保護摺動層として基
板裏面側にポリイミド等で構成される耐熱樹脂コート層４１ａ４ｄが設けられている。
【００２４】
なお、カラープリンターでは、トナー層がカラー数分だけ積層されるため、定着ニップ部における熱と圧力が、より下層のトナーに届きにくくなる。このため、定着装置４１では、定着フィルム４１ａ１の離型性層の下にシリコンゴム層等の耐熱性弾性層が設けられ、トナー層が耐熱性弾性層に包み込まれた状態で加熱加圧が行われる。
【００２５】
図８は、カラープリンターにおいて上記セラミックヒータをフィルムガイドに接着した後、定着フィルムを装着して加圧ローラを当接して定着ニップ部Ｎが形成される段階までの工程を、定着ユニット側を紙面下方として示す図である。図８において、紙面右方から紙が通紙される上流側であり、紙面左方が下流側である。
【００２６】
図９（Ａ）は、フィルムガイド上の複数の位置（接着力を強化するため、表面に凹凸を設けることで接触面積を増やしている）に接着剤４１ｅを塗布し、紙面上方からセラミック基板を当接させる工程を示す。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す工程の後、セラミックヒータをフィルムガイドに加圧しながら加熱して接着剤を硬化させて、基板を固定化する工程を示す。図９（Ｃ）は、セラミックヒータが接着されたフィルムガイドを用いて、金属ステー４１ａ２と定着フィルム４１ａ１を組み合わせて構成された定着ユニットを示す。
【００２７】
図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、フィルムガイドの断面において、紙面左右方向における両側に、ヒータを接着した際にヒータ表面の高さよりも高い突起部Ａ１、Ａ２が形成されている。突起部Ａ１、Ａ２を設ける目的は、主に以下の（１）〜（３）のように耐久性や汚れ防止及び画質向上等の効果を得ることにある。
（１）ヒータ基板端部において、セラミック基板にレーザで溝を形成した後に溝に沿って基板を割った粗い面が露出しているため、この面に定着フィルムの内面が接触して摺動された場合に定着フィルムの内面が削れることを防止する。
（２）下流側の突起部Ａ２を定着ニップ後端部で局所的に加圧してローラ表面を変形させることで、加圧ローラに付着した汚れを弾性差によって遊離させ、汚れの堆積を防止する。
（３）さらに突起部Ａ２で加圧ローラとの間に局所的に高い圧力分布を生じさせ、上流側で溶けたトナー表面を押し付けながらニップ後端部で冷却分離することで、トナー画像表面の平滑性を高め、定着性やカラー画像の光沢性を向上させる。
【００２８】
しかしながら、突起部Ａ１、Ａ２が設けられていることで、ヒータ端部との間に隙間が生じやすくなる。特に下流側の突起部Ａ２において、図９（Ｃ）に示すように突起部Ａ２とヒータ端部との間に空隙Ｓが形成されている。空隙Ｓが形成されている領域では、定着フィルムの背面に支持部材がないため、フィルムの張力のみで紙表面との密着性が確保される。なお、突起部Ａ１の上流側には、切欠き部Ｋが形成されており、切欠き部Ｋとヒータ端部との間にも空隙が形成される。ただし、当該空隙は、定着フィルム内部に異物が混入した際、異物をこの空隙に堆積させることで、定着ニップ内への異物侵入を防止するためのものである。
【００２９】
突起部Ａ１、Ａ２が形成されていることで定着フィルムの支持力が低下する領域は、約１ｍｍ程度の幅であると考えられる。したがって、一般的な紙であれば、図１０（Ａ）に示すように紙面右方向から通紙された紙のシートＰは定着フィルムに密着したまま定着工程を終えて排紙される。しかし、吸湿して水分を含む紙を用いる場合、図１０（Ｂ）に示すようにヒータで加熱されたシートＰから多量の水蒸気が発生する可能性がある。この場合、紙と定着フィルムがヒータやフィルムガイドと加圧ローラの間で加圧されている領域では、水蒸気圧による圧力が、当該加圧力に反して紙と定着フィルム間に隙間を形成する
までの作用力にはならないと考えられる。しかし、図中、空隙Ｓの領域では、定着フィルムの張力のみで定着フィルムの位置が維持されている。このため、図中矢印で示すように、紙から生じた水蒸気Ｖによって定着フィルムの張力が水蒸気圧による圧力に負ける。この結果、定着フィルムが空隙Ｓ側に押し下げられ、紙表面との密着性が低下する可能性がある。このとき、濃度の高い画像カラー画像を印刷すると、以下の画質劣化を招く問題が生じる可能性がある。
（１）紙先端で蓄積した水蒸気がトナーに作用する作用領域に沿って画像の光沢性が低下する領域（図では、３つの略逆三角形の領域）が生じる
（２）水蒸気が紙の繊維の間からトナーを通過し、画像表面に微細な窪みを形成して光沢ムラを招く
【００３０】
上記の画像劣化の問題について詳述すると、図１０（Ｂ）に示すように、トナー像が形成されていない紙の先端余白部が定着ニップ部Ｎを通過する際には、例えば以下のことが想定される。
・トナー像による熱吸収が発生しないため、余白部はトナー像が形成されている部分よりも高温になりやすく、余白部から水蒸気が生じやすくなる
・紙から生じた水蒸気が、紙面上に形成されたトナー像によって外部への移動を妨げられることがない
したがって、空隙Ｓの紙幅方向に対する局所的な紙の厚みムラや含水ムラ、ニップ加圧ムラ等が発生する可能性がある。この結果、紙幅方向における紙面のうち水蒸気が生じやすい部分を起点として、水蒸気圧によって定着フィルムが紙表面から空隙Ｓ側にはがされる領域（以下「密着不足領域」）が発生する。
【００３１】
このように密着不足領域が発生した直後に、トナー像が形成された部分がこの領域を通過すると、例えば以下のことが発生すると考えられる。
・定着ニップ部Ｎにおいて、トナー像の先端部（定着ニップ部ＮにおいてシートＰが排出される側の部分）では、水蒸気によって紙面上のトナー像と定着フィルムとの間の密着性が不足する。この結果、紙面において局所的な定着不足が生じ、紙幅方向における紙面のうち水蒸気が生じやすい領域から定着不足となる領域が部分的に発生する。
【００３２】
さらに、図１０（Ｃ）に示すように、紙の搬送とともに、上記の定着不足となる領域のトナーＴａによって形成される画像部分に続いて、トナー像が形成される部分が密着不足領域を通過する場合に、例えば以下のことが想定される。
・トナー像による熱吸収が発生するため、トナー像が形成される部分はより低温になり、当該部分の紙から水蒸気が生じにくくなる
・水蒸気が生じても、トナー像によって定着フィルム側への移動が妨げられる
【００３３】
したがって、上記の密着不足領域が原因で定着不足となる領域を小さくする作用が働くことで、水蒸気の介在による定着不足の画像領域が紙の搬送とともに徐々に減少する。そして、上記の問題が発生せずに正常に定着されるトナーＴｂで構成される画像の領域が徐々に増加する。このようなことから、水蒸気が原因で画像の光沢性が低下する領域は、紙幅方向で部分的に略逆三角形の領域として生じると考えられる。
【００３４】
このような弊害を改善するため、この空隙Ｓの領域を小さくする目的で、図１１（Ａ）に示すように、突起部とヒータ端部とを曲面で接続する延長ガイド４１ａ５を追加することが考えられる。しかしながら、このようなガイドによって空隙Ｓの領域を埋めても、以下のような新たな問題が懸念される。
（１）ヒータ４１ａ４の基板やガイド４１ａ５の製造寸法における交差のばらつき
（２）ヒータ接着時の接着剤４１ｅの層の厚さのばらつき
（３）図１１（Ｂ）のように、図１１（Ａ）の場合に比べてヒータ４１ａ４が高くなると
、ヒータ４１ａ４の後端（図中右端）における上角部がフィルムに干渉して定着フィルムの内面が削れる
（４）図１１（Ｃ）のように、図１１（Ａ）の場合に比べてヒータ４１ａ４が低くなると、定着フィルムの表面とヒータ４１ａ４の表面との接触面積が小さくなって密着性が低下し、紙を十分加熱できなくなることによる定着品質の劣化が生じる
そして、上記の問題の発生を抑えるため、ヒータとガイドとの間にマージンを設ける結果、依然としてフィルムとガイドとの間に空隙Ｓと同様の問題を招く空隙が生じる可能性がある。
【００３５】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用したプリンター、複写機、ファクシミリ装置等が挙げられ、ここではレーザビームプリンターに適用した場合について説明する。
【００３６】
（画像形成装置）
図１に、本実施形態に係るプリンター１（画像形成装置）の概略構成を示す。なお、本実施形態におけるプリンター１の本体１Ａは、定着部（像加熱部）としての定着装置（像加熱装置）１４１を備える点以外は、上記の比較例におけるプリンター１００と同様の構成である。そこで、プリンター１の構成要素のうち、プリンター１の構成要素と同様の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３７】
（定着装置）
次に、定着装置１４１について説明する。図２（Ａ）〜（Ｃ）は第１の実施形態に係る定着装置１４１が有する構成要素を示す。図２（Ａ）は、本実施形態の効果を得るために設けられるゴムパッド６４である。ゴムパッド６４は変形部材の一例であり、ゴム弾性を有する弾性部材の一例である。ゴムパッド６４は、フィルムガイド１４１ａ３の突起部Ａ２に隣接する位置に設けられる。ゴムパッド６４は、その断面形状として、比較例におけるフィルムガイド４１ａ３の突起部とセラミックヒータ４１ａ４と間の隙間の断面形状を埋めることが可能な形状を有する。また、ゴムパッド６４の表面には、フィルムガイド１４１ａ３の突起部とセラミックヒータ１４１ａ４の端部とを繋ぐ斜面が形成されている。セラミックヒータ１４１ａ４は、フィルムガイド１４１ａ３に保持されている。また、フィルムガイド１４１ａ３の突起部は、定着フィルム１４１ａ１の回転機道における、セラミックヒータ１４１ａ４に対してフィルムガイド１４１ａ３の下流側の位置に設けられている。
【００３８】
図２（Ｂ）には、加圧ローラ表層１４１ｂ１、加圧ローラゴム層１４１ｂ２、加圧ローラ芯金１４１ｂ３等で構成される加圧ローラ１４１ｂが、定着フィルム１４１ａ１の外面に当接する前の状態を示す。この状態では、フィルムガイド１４１ａ３に装着したゴムパッド６４の高さは、フィルムガイド１４１ａ３の突起部とセラミックヒータ１４１ａ４のいずれに対しても高くなる。
【００３９】
また、図２（Ｃ）に示すように、加圧ローラ１４１ｂが定着フィルム１４１ａ１の外面に当接した状態において、加圧ローラ１４１ｂによる加圧に応じて、ゴムパッド６４が加圧ローラ１４１ｂの表面形状に合わせて変形する。そして、ゴムパッド６４の表面６４ａは、定着フィルム１４１ａ１の内面に当接した状態で、フィルムガイド１４１ａ３の突起部Ａ２の表面１４１ａ３１およびセラミックヒータ１４１ａ４の表面１４１ａ４１と連続する面を形成する。ここで、ゴムパッド６４の表面６４ａが第２の当接面の一例である。この結果、ゴムパッド６４によって、定着フィルム１４１ａ１と加圧ローラ１４１ｂとの間の密着性が確保される。また、セラミックヒータ１４１ａ４の表面１４１ａ４１が定着
フィルム１４１ａ１の内面に当接する。なお、表面１４１ａ４１が第１の当接面の一例である。また、フィルムガイド１４１ａ３は、定着フィルム１４１ａ１の内面に当接して定着フィルム１４１ａ１の回転軌道を規制する。本実施形態では、ゴムパッド６４は、定着フィルム１４１ａ１の移動方向においてセラミックヒータ１４１ａ４と突起部Ａ２の間に配置されている。また、ゴムパッド６４は、加圧ローラ１４１ｂの付勢力が定着フィルム１４１ａ１の外面へ加えられていないときは、突起部Ａ２よりも加圧ローラ１４１ｂに向かって突出する。また、ゴムパッド６４は、定着フィルム１４１ａ１の外面への加圧ローラ１４１ｂの付勢力に応じて変形する。
【００４０】
本実施形態では、一例として、加圧ローラ１４１ｂのアスカーＣ型硬度計による１ｋｇ荷重における測定値が５０（°）である場合に、ゴムパッド６４のアスカーＣ型硬度計による５００ｇ荷重における測定値が３０（°）である。また、この例において、ゴムパッド６４のアスカーマイクロゴム硬度計による測定値は１３（°）である。また、ゴムパッド６４がフィルムガイド１４１ａ３に装着された状態において、定着フィルム１４１ａ１の回転軸に垂直な平面によるゴムパッド６４の断面の大きさは、約１.５ｍｍ×約１．５
ｍｍである。
【００４１】
なお、定着フィルム１４１ａ１が可撓性を有する回転可能な筒状のフィルムの一例であり、筒状部材の一例である。また、セラミックヒータ１４１ａ４が加熱部材の一例である。また、加圧ローラ１４１ｂが回転可能な加圧部材の一例である。また、フィルムガイド１４１ａ３がガイド部材の一例である。定着装置１４１は、セラミックヒータ１４１ａ４の熱を利用して紙等の記録材に形成された未定着トナー像を加熱する。
【００４２】
図３は、本実施形態のゴムパッド６４を、フィルムガイド１４１ａ３の長手方向において定着ニップ部Ｎの一端から１００ｍｍの領域（図中「対策適用領域」）に装着して画像形成を行った場合の画像の拡大写真の例を示す。なお、画像形成は、通常、含水率４．６％のカラー用２００ｇ光沢紙を、含水率６.１％まで吸湿させて行う。また、ゴムパッド
６４が設けられていない領域における構成は、比較例における構成と同じである。図３に示す写真は、いわゆるベタ画像を用いて、ゴムパッド６４が設けられている領域と設けられていない領域との間の画像形成された画像の画質差の検証結果を示す写真である。
【００４３】
図３（Ａ）は、比較的トナー密度が低いベタ画像を用いて画像形成を行う場合の検証結果を示す写真である。ゴムパッド６４が設けられていない領域では、定着時に紙から生じた水蒸気が瞬間的にフィルムガイド１４１ａ３の突起部とセラミックヒータ１４１ａ４の端部の隙間に蓄積されたのち、紙先端部がニップ部を通過して排出される瞬間に水蒸気も外部に吹き出す。その際、下流側の定着フィルム１４１ａ１と紙の間のニップ圧の弱い部分にも水蒸気が逆流し、通過とともに勢いが減少するため、結果として逆三角形状に光沢の悪い領域が形成されているが、ゴムパッドを装着した左端１００ｍｍの領域には発生していない。
【００４４】
図３（Ｂ）は、比較的トナー密度が高いベタ画像を用いて画像形成を行う場合の検証結果を示す写真である。ゴムパッド６４が設けられていない領域では、定着時に紙から生じた水蒸気は、トナー層のトナー密度が高いためにトナー層を通過できず、紙の繊維の隙間からトナー層を通過する。このとき、トナー層を通過する水蒸気は、画像表面側に微細なクレータ状の凹部を形成する。この結果、凹部が形成された部分は、定着後に白っぽい光沢ムラ（グロスモトル（gloss mottle））として画像に現れる。この現象は、光沢度の高い画像ほど顕著に現れる。しかし、図３（Ｂ）に示すように、ゴムパッド６４が設けられている領域によって定着された画像部分には、上記の現象がほとんど発生していないことがわかる。
【００４５】
図３（Ｂ）には、画像形成された画像において、ゴムパッド６４が設けられている領域によって定着された部分とゴムパッド６４が設けられていない領域によって定着された部分をそれぞれ拡大した写真も示す。ゴムパッド６４が設けられていない領域、すなわち比較例と同様の構成によって定着された部分の画像には、図中「拡大写真２」に示されるように、クレータ状の凹部が写真全体に形成されていることがわかる。一方、ゴムパッド６４が設けられている領域によって定着された部分の画像には、図中「拡大写真１」に示されるように、「拡大写真２」の場合に比べてクレータ状の凹部が有意に少ないことがわかる。
【００４６】
本実施形態のゴムパッドの構成を採用することで、加圧ローラ１４１ｂによる定着フィルム１４１ａ１への加圧力に応じてゴムパッド６４が変形する。そして、定着フィルム１４１ａ１の内面に当接するゴムパッド６４の押圧面が、フィルムガイド１４１ａ３の表面とセラミックヒータ１４１ａ４の表面とにそれぞれ繋がる。また、ゴムパッド６４は、定着フィルム１４１ａ１を介して、紙を加圧ローラ１４１ｂ側に押し付ける。この結果、ゴムパッド６４（定着フィルム１４１ａ１）と加圧ローラ１４１ｂとによって紙の両面が加圧され、定着時に紙の位置が安定して保持される。そして、紙から水蒸気が発生しても、定着フィルム１４１ａ１がフィルムガイド１４１ａ３とセラミックヒータ１４１ａ４との間の空隙に向かって押し下げられるような現象は生じない。本実施形態では、ゴムパッド６４による押圧によって、定着フィルム１４１ａ１と紙の密着性が従来技術に比べて向上するため、光沢ムラ等の上記の画質劣化の問題の発生を防止あるいは有意に軽減することが可能となる。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４８】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る定着装置２４１の構成要素図である。定着装置２４１は、第１の実施形態の定着装置１４１と置き換えられる。本実施形態では、ゴムパッド６４の代わりに板バネ６５が用いられる。
【００４９】
図４（Ａ）は、板バネ６５の斜視図である。板バネ６５は、フィルムガイド２４１ａ３の表面の一部と重なるように当接可能な当接部６５ｃと、加圧ローラ１４１ｂによる加圧時に定着フィルム１４１ａ１の内面を押圧する押圧部６５ｂとを有する。また、板バネ６５は、当接部６５ｃに接続する爪部６５ｄを有する。また、板バネ６５は、板バネ６５をフィルムガイド２４１ａ３に固定するための固定部６５ｅを有する。また、板バネ６５は、押圧部６５ｂと固定部６５ｅとを接続する接続部６５ｆを有する。
【００５０】
本実施形態では、押圧部６５ｂと接続部６５ｆと固定部６５ｅとは、定着フィルム４１ａ１の回転軸に垂直な平面による断面において、略Ｚ字形の折り曲げ部６５ａを形成するように互いに接続されている。固定部６５ｅは、フィルムガイド２４１ａ３とセラミックヒータ１４１ａ４との間にスライドされることで、板バネ６５をフィルムガイド２４１ａ３に対して位置決めする。板バネ６５において、折り曲げ部６５ａの一端に固定部６５ｅが設けられ、折り曲げ部６５ａの他端に爪部６５ｄが設けられている。
【００５１】
図４（Ｂ）は、板バネ６５を定着ニップ部Ｎの下流側、すなわち定着フィルム１４１ａ１と加圧ローラ１４１ｂの間に通された紙が排出される側に取り付けた場合の、加圧ローラ１４１ｂによる加圧前の状態を示す定着装置２４１の断面図である。板バネ６５は、加圧ローラ１４１ｂによる加圧を受けない初期状態において、セラミックヒータ１４１ａ４の表面およびフィルムガイド２４１ａ３の表面から加圧ローラ１４１ｂ側に突出するよう
に加工されている。一例として、板バネ６５は、その初期状態において、セラミックヒータ１４１ａ４の表面から１ｍｍ程度突出している。また、フィルムガイド２４１ａ３には、爪部６５ｄを収容するための溝６５ｄ’が設けられている。
【００５２】
図４（Ｃ）は、加圧ローラ１４１ｂが所定の定着加圧力で定着フィルム１４１ａ１に加圧当接した状態を示す定着装置２４１の断面図である。板バネ６５の押圧部６５ｂと接続部６５ｆと固定部６５ｅで形成される折り曲げ部６５ａによって生じるバネ性は、バネの自由長を１ｍｍ程度圧縮した際の反力が定着加圧力に比して十分弱くなるよう調整される。一例として、板バネ６５は、定着加圧力が単位面積当たり０.００８Ｎの力で板バネ６
５を１ｍｍ押し下げた際の反力が０.００１Ｎ程度となるように形成されている。また、
図４（Ｃ）に示すように、板バネ６５は、加圧ローラ１４１ｂによってフィルムガイド２４１ａ３側に押し下げられたときに、押圧部６５ｂの表面がセラミックヒータ１４１ａ４の表面と繋がるように形成されている。
【００５３】
また、板バネ６５の押圧部６５ｂと当接部６５ｃは、従来のフィルムガイドの突起部Ａ２に相当する部分に、最適形状に加工された曲面に沿って板バネ製の突起部が理想的な位置に配置されるよう加工されている。さらに、定着ニップ部Ｎの下流側の端部に設けられた爪部６５ｄと溝６５ｄ’とによって押圧部６５ｂの向きが規制されることで、押圧部６５ｂがセラミックヒータ１４１ａ４の表面と滑らかに繋がる。さらに、上記のバネ性によって、押圧部６５ｂが定着フィルム１４１ａ１を加圧ローラ１４１ｂ側（紙側）に押し付けるように作用する。この結果、第１の実施形態に比べて、定着フィルム１４１ａ１と紙との密着性をより高くすることができる。このため、定着時に紙から水蒸気が発生しても、上記の光沢ムラ等の問題を発生させずに高画質の画像形成を実現することが期待できる。
【００５４】
また、本実施形態では、第１の実施形態のゴムパッド６４の代わりに熱伝導性の高い金属材料である板バネ６５を使用することで、紙幅の狭い小サイズ紙の連続通紙時に生じる可能性がある非通紙部の昇温を長手方向において緩和しやすくなる。ここで、長手方向とは、定着フィルムや加圧ローラの回転軸方向であり、定着時の紙面における紙の搬送方向に略垂直な方向である。この結果、非通紙部の昇温による定着部材の熱破損の可能性やその回避策として印刷速度の減速や紙間延長等を行うことによる印刷生産性の低下が軽減されることが期待できる。さらに、小サイズ紙を連続通紙した後の非通紙部の昇温発生後に、より大きいサイズの紙を印刷した場合に、昇温した非通紙部において水蒸気がより高い水蒸気圧でより多量に発生することで上記の光沢ムラが生じる可能性を低下させることも期待できる。
【００５５】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５６】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る定着装置３４１の構成を示す図である。定着装置３４１は、小型の可動ガイド６７を有する。図５（Ａ）は、可動ガイド６７の斜視図である。可動ガイド６７は、定着フィルム１４１ａ１を押圧する押圧部６７ｃを有する。押圧部６７ｃが当接部の一例である。押圧部６７ｃは、セラミックヒータ１４１ａ４の表面と繋がる表面６７ｄを有する。また、表面６７ｄは定着フィルム１４１ａ１に当接する。表面６７ｄが第２の当接面の一例である。また、可動ガイド６７は、加圧ローラ１４１ｂによる加圧に応じて押圧部６７ｃをフィルムガイド３４１ａ３側にスライド移動させるための移動規制部材としてのスライド部６７ａを有する。スライド部６７ａは押圧部６７ｃと接続されている。また、スライド部６７ａが、ガイド部材に対して移動可能な可動部の一例である。また、図５（Ｂ）は、図２（Ｂ）や図４（Ｂ）に対応する定着装置３４１の断面図である。本実施形態におけるフィルムガイド３４１ａ３は、可動ガ
イド６７を収納可能にするため、第１、２の実施形態におけるフィルムガイドの下流側の端部における表面高さを低く削り、スライド部６７ａを案内するためのガイド穴６７ｂが設けられている。ガイド穴６７ｂは、可動ガイド６７のスライド部６７ａを収納するとともに、スライド部６７ａの移動方向を定着ニップ部Ｎの表面に垂直な方向に規制する。また、図５（Ｃ）は、図２（Ｃ）や図４（Ｃ）に対応する、定着装置３４１における加圧ローラ１４１ｂによる加圧後の定着ニップ部Ｎの状態を示す断面図である。
【００５７】
第３の実施形態では、可動ガイド６７が、加圧ローラ１４１ｂによる加圧に応じて定着ニップ部Ｎにおけるニップ面に垂直な方向に伸縮可能な部品として用いられる。可動ガイド６７は、従来構成のフィルムガイドと同一材料で形成される。また、可動ガイド６７は、セラミックヒータ１４１ａ４の端部からフィルムガイド３４１ａ３の表面にわたる領域を一体化するように形成されている。
【００５８】
また、可動ガイド６７の長手方向の複数箇所（本実施形態では３箇所）に、スライド部６７ａを加圧ローラ１４１ｂおよび定着フィルム１４１ａ１側に付勢する付勢手段６７ｅ（本実施形態では一例としてコイルバネ）が設けられている。なお、付勢手段６７ｅが付勢部の一例である。また、付勢手段６７ｅを支持するための座面として、金属板の一部を折り曲げた金属ステー３４１ａ２が設けられている。
【００５９】
第２の実施形態の板バネ６５と同様に、第３の実施形態でも、付勢手段６７ｅによるスライド部６７ａの付勢力の大きさは、定着時にスライド部６７ａが加圧ローラ１４１ｂから受ける圧力の大きさよりも小さく設定される。さらに、付勢手段６７ｅによるスライド部６７ａの付勢力の大きさは、紙から生じる水蒸気からの想定される圧力よりも大きくなるようにも設定される。これにより、定着フィルム１４１ａ１と紙の密着性が維持される。
【００６０】
また、定着フィルム１４１ａ１に当接する可動ガイド６７の材料は、フィルムガイド３４１ａ３と同じである。したがって、定着装置３４１を長期間使用した場合の可動ガイド６７の押圧部６７ｃが定着フィルム１４１ａ１の内面に与える影響は、従来の定着装置におけるフィルムガイドが定着フィルムの内面に与える影響と同様と考えられる。このことから、本実施形態によれば、上記の光沢ムラの問題を抑制しつつ、従来構成と同等の定着フィルムの耐久性を維持することが可能となる。
【００６１】
（その他の実施形態）
なお、各実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。
【００６２】
例えば、上記の第１の実施形態におけるゴムパッド６４の代わりに、図６（Ａ）に示すゴムパッド６４’を用いてもよい。ゴムパッド６４’は、ゴムパッド６４表面の定着フィルム１４１ａ１に対する密着性が高すぎたり接触幅が広くなりすぎたりして定着フィルム１４１ａ１の搬送速度が小さくなる場合に、ゴムパッド６４の代わりに用いることができる。ゴムパッド６４’の表面には、耐熱性樹脂シートまたはオイル含浸新樹脂シートまたはオイル含浸布等からなる摺動層６４’ａが積層されている。摺動層６４ａ’は、定着フィルム１４１ａ１の内面を摺動可能に設けられる。摺動層６４’ａと定着フィルム１４１ａ１の内面との間の摩擦力は、ゴムパッド６４の表面６４ａと定着フィルム１４１ａ１の内面との間の摩擦力よりも小さくなるように構成されている。ゴムパッド６４’を用いる場合も、第１の実施形態において説明したゴムパッド６４による効果を達成しつつ、より円滑な定着フィルム１４１ａ１の搬送を実現することが期待できる。
【００６３】
また、上記の各実施形態では加圧ローラ１４１ｂと定着フィルム１４１ａ１との定着ニ
ップ部Ｎにおいて、セラミックヒータ１４１ａ４に対してフィルムガイド１４１ａ３の下流側に、ゴムパッドや板バネや付勢手段を設けている。これに加えて、セラミックヒータ１４１ａ４に対してフィルムガイド１４１ａ３の上流側、すなわち加圧ローラ１４１ｂと定着フィルム１４１ａ１との間に通される紙の給紙側にも上記のゴムパッドや板バネや付勢手段を設けてもよい。上記の光沢ムラの問題は、定着ニップ部Ｎの上流側のフィルムガイドとセラミックヒータの端部との隙間においても生じる可能性がある。そこで、上記のゴムパッドや板バネや付勢手段を定着ニップ部Ｎの上流側にも設けることで、定着装置において光沢ムラの発生する可能性をさらに抑制することが期待できる。
【００６４】
また、上記の第２の実施形態の板バネ６５の代わりに、図６（Ｂ）に示す板バネ６５’を用いてもよい。図６（Ｂ）に示す板バネ６５’は、上記の板バネ６５の表面の熱伝導性をより高くして小サイズ紙が連続通紙された際に生じる非通紙部昇温を抑制するものである。板バネ６５’では、板バネ６５よりも熱伝導度の高い金属等を用いた熱伝導板が積層されており、板バネ６５’の長手方向の温度分布をより均一にすることが期待できる。板バネ６５’では、ＳＵＳ３０４等のステンレスを用いた板バネ６５’ｂに、高熱伝導板としてのアルミ板６５’ａが積層されている。これにより、板バネ６５に比べて、板バネ６５’の表面の熱伝導率が１０倍以上向上することができる。さらに、定着ニップ部Ｎにおける非通紙部の昇温をより効果的に緩和させることが期待できる。例えば、板バネ６５’は、セラミックヒータ１４１ａ４の基板の裏面までアルミ板６５’ａを延長し、不図示の加圧手段によってセラミックヒータ１４１ａ４と密着するように設けることができる。
【００６５】
このように、板バネの表面に、より熱伝導の高いアルミニウム等の高熱伝導材料を積層することで、上記板バネ６５の場合に比べて、非通紙部の昇温をより大きく緩和することができる。これにより、小サイズ紙を連続通紙した後に普通サイズ紙を通紙する場合に、非通紙部の領域における光沢ムラの問題の発生をより強く抑制することができる。
【符号の説明】
【００６６】
４１・・・定着装置、１４１ａ１・・・定着フィルム、１４１ａ４・・・セラミックヒータ、１４１ｂ・・・加圧ローラ、１４１ａ３、２４１ａ３、３４１ａ３・・・フィルムガイド、Ａ２・・・突起部、Ｎ・・・定着ニップ部、Ｐ・・・シート
【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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【図９】
2020038260.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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