(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑制しながら、加熱部材の過昇温を抑制することが可能な定着装置を提供する。【解決手段】この定着装置５は、加熱ベルト２６と、励磁コイル３７と、磁路を形成する磁性体コア３９と、磁路の一部を遮蔽可能に配置される磁気遮蔽部材５０と、を備える。磁気遮蔽部材５０は、ベルト部材５１と、ベルト部材５１の表面に設けられる磁気遮蔽層５２とを含む。磁気遮蔽層５２には、ベルト部材５１の周方向に沿った所定ピッチ毎に、ベルト部材５１の幅方向に延びる溝部５２ａが設けられている。【選択図】図３
2014109690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧部材に圧接されてニップ部を形成する加熱部材と、
前記加熱部材を誘導加熱する磁束を発生させる励磁コイルと、
前記励磁コイルに対して前記加熱部材とは反対側に配置され、前記励磁コイルおよび前記加熱部材を通過する磁路を形成する磁性体コアと、
前記磁路の一部を遮蔽可能に配置される磁気遮蔽部材と、
を備え、
前記磁気遮蔽部材は、回転駆動するとともに磁束が通過可能で可撓性を有する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の表面の所定領域に設けられるとともに非磁性金属からなる磁気遮蔽層とを含み、
前記磁気遮蔽層には、前記ベルト部材の周方向に沿った所定ピッチ毎に、前記ベルト部材の幅方向に延びる溝部が設けられており、
前記磁気遮蔽部材が前記磁路を遮蔽する位置に配置された状態で、前記磁気遮蔽層の溝部の内壁面の少なくとも一部同士が接触することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記磁気遮蔽部材は、前記励磁コイルと前記加熱部材との間を通過するように、前記励磁コイルおよび前記磁性体コアを囲っており、
前記ベルト部材は、前記励磁コイルおよび前記磁性体コアの周囲を回転駆動し、
前記励磁コイルと前記加熱部材との間の領域において、前記ベルト部材が湾曲するとともに、前記磁気遮蔽層の溝部の内壁面同士が接触することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記溝部の断面形状は、Ｖ字状またはＹ字状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記磁気遮蔽層は、前記ベルト部材の周方向に沿って複数設けられており、
複数の前記磁気遮蔽層は、前記ベルト部材の幅方向の長さが互いに異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記溝部の内壁面の前記ベルト部材表面に対する傾斜角度と、前記溝部の前記周方向の幅との少なくとも一方が互いに異なる複数の前記磁気遮蔽層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記ベルト部材の回転位置を検知する位置検知部材を備え、
前記ベルト部材の前記幅方向の端部には、前記位置検知部材により検知される被検知部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置を備え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、定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に電磁誘導加熱方式の定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導加熱方式の定着装置は、励磁コイルが発生させた磁束で加熱部材内に設けた誘導発熱層に渦電流を発生させ、渦電流によって発生するジュール熱により誘導発熱層を発熱させて加熱部材を所定の定着温度に加熱するものである。この種の定着装置では、誘導発熱層の熱容量を小さくできるので、装置を起動させるためのウォームアップ時間を短縮することができ、コンパクトで高い熱変換効率が得られる。しかし、定着処理される用紙のサイズが小さい場合、加熱部材の用紙が通過する通紙領域では表面から用紙に熱が奪われて、低温になる一方、加熱部材の用紙が通過しない非通紙領域は高温状態にある。特に連続的に通紙する場合、加熱部材の通紙領域を定着処理温度に維持すると、加熱部材の非通紙領域が過昇温し、加熱部材や励磁コイルが耐熱限界の温度を越えて、これらの部材が熱破損するといった不具合が発生する。
【０００３】
そこで、上記の不具合を解決することが可能な定着装置が提案されている。特許文献１には、金属スリーブ（加熱部材）と、金属スリーブを誘導加熱する磁束を発生させる誘導コイル（励磁コイル）と、金属スリーブと誘導コイルとの間に挿入される磁束遮蔽手段（磁気遮蔽部材）と、を備えた定着装置が開示されている。この定着装置では、磁束遮蔽手段は金属スリーブの軸方向に沿って移動可能に構成されており、小サイズ用紙の定着処理時に磁束遮蔽手段が金属スリーブの軸方向端部から金属スリーブと誘導コイルとの間に挿入される。これにより、非通紙領域に作用する磁束を遮断して、金属スリーブの非通紙領域の発熱を抑制している。
【０００４】
また、特許文献２には、定着ローラー（加熱部材）の内部に励磁コイルと磁性体コアとを配置し、励磁コイルおよび磁性体コアと定着ローラーとの間を通過するように励磁コイルおよび磁性体コアを囲う磁束遮蔽部材（磁気遮蔽部材）を設けた定着装置が開示されている。磁束遮蔽部材は、可撓性を有する基層（ベルト部材）と、基層の所定領域に設けられた金属からなる遮蔽層とを含んでいるとともに、駆動軸やテンション軸に張架されている。この定着装置では、小サイズ用紙の定着処理時に磁束遮蔽部材が周方向に回転されることにより、遮蔽層が定着ローラーと励磁コイルとの間に挿入される。これにより、非通紙領域に作用する磁束を遮断して、定着ローラーの非通紙領域の発熱を抑制している。
【０００５】
また、特許文献３には、定着ベルト（加熱部材）を誘導加熱する磁束を発生させるコイル部（励磁コイル）と、磁性体コアと、励磁コイルと定着ベルトとの間を通過するように励磁コイルおよび磁性体コアを囲い磁束を遮蔽する遮蔽部材（磁気遮蔽部材）と、を備えた定着装置が開示されている。遮蔽部材は、薄膜金属からなる無端ベルト状部材であるとともに、支持軸に張架されている。また、遮蔽部材には、開口部と、磁束を遮蔽する被包部（開口部以外の部分）とが形成されている。この定着装置では、磁束を遮蔽する際に遮蔽部材が周方向に回転されることにより、被包部が定着ベルトと励磁コイルとの間に挿入される。これにより、定着ベルトの発熱を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−７４００９号公報
【特許文献２】特開２００５−５６５９５号公報
【特許文献３】特開２００６−１１２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の定着装置では、全域加熱時（大サイズ用紙の定着処理時）に磁束遮蔽手段（磁気遮蔽部材）を金属スリーブ（加熱部材）の軸方向外側に移動させる必要がある。このため、定着装置が、金属スリーブの軸方向に大型化するという問題点がある。
【０００８】
また、特許文献２、３に記載の定着装置において、磁束を十分遮蔽するためには、磁束遮蔽部材の遮蔽層の厚みを十分大きくする必要がある。しかし、遮蔽層の厚みを大きくすると、磁束遮蔽部材の剛性が高くなり湾曲しにくくなるので、磁束遮蔽部材の移動経路上の曲率半径の小さい部分では磁束遮蔽部材の移動が妨げられる。このため、駆動軸やテンション軸、支持軸の径を大きくする必要があるので、装置を小型化するのが困難になるという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、装置の大型化を抑制しながら、加熱部材の過昇温を抑制することが可能な定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の定着装置は、加圧部材に圧接されてニップ部を形成する加熱部材と、加熱部材を誘導加熱する磁束を発生させる励磁コイルと、励磁コイルに対して加熱部材とは反対側に配置され、励磁コイルおよび加熱部材を通過する磁路を形成する磁性体コアと、磁路の一部を遮蔽可能に配置される磁気遮蔽部材と、を備え、磁気遮蔽部材は、回転駆動するとともに磁束が通過可能で可撓性を有する無端状のベルト部材と、ベルト部材の表面の所定領域に設けられるとともに非磁性金属からなる磁気遮蔽層とを含み、磁気遮蔽層には、ベルト部材の周方向に沿った所定ピッチ毎に、ベルト部材の幅方向に延びる溝部が設けられており、磁気遮蔽部材が磁路を遮蔽する位置に配置された状態で、磁気遮蔽層の溝部の内壁面の少なくとも一部同士が接触する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磁路の一部を遮蔽可能に磁気遮蔽部材を設け、磁気遮蔽部材は、回転駆動するとともに磁束が通過可能で可撓性を有するベルト部材と、ベルト部材の表面の所定領域に設けられるとともに非磁性金属からなる磁気遮蔽層とを含む。これにより、小サイズ用紙の定着処理時に磁気遮蔽部材を周方向に回転駆動して、磁気遮蔽層を磁路上に挿入することができる。そして、磁気遮蔽部材が磁路を遮蔽する位置に配置された状態で、磁気遮蔽層の溝部の内壁面同士が接触することによって、磁束が磁気遮蔽層の溝部を通過する（漏れる）のを抑制することができる。このため、非通紙領域に作用する磁束を抑制して、加熱部材の非通紙領域の発熱および過昇温を抑制することができる。
【００１２】
また、磁気遮蔽層には、ベルト部材の周方向に沿った所定ピッチ毎に、ベルト部材の幅方向に延びる溝部が設けられている。これにより、磁気遮蔽層をベルト部材の周方向に屈曲しやすくすることができるので、磁気遮蔽部材を湾曲しやすくすることができる。このため、磁気遮蔽部材が懸架される駆動軸や支持軸等の径を大きくする必要がないので、装置の大型化を抑制することができる。なお、本発明によれば、磁気遮蔽部材を加熱部材の軸方向外側に移動させる必要がないので、定着装置が加熱部材の軸方向に大型化するのも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の全体構造を概略的に示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の定着装置の構造を示した断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の定着装置の誘導加熱部周辺の構造を示した断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の定着装置の磁気遮蔽部材の構造を示した斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態の定着装置の磁気遮蔽部材を展開した状態を示した平面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の定着装置の非通紙領域の磁路を遮断した状態の誘導加熱部周辺の構造を示した断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の磁気遮蔽層の構造を示した拡大斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態の定着装置の誘導加熱部周辺の構造を示した断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の磁気遮蔽層の構造を示した拡大断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の磁気遮蔽層の構造を示した拡大断面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の効果を確認するために行った加熱ベルトの発熱量に関する確認実験の実験結果を示した図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の効果を確認するために行った加熱ベルトの温度分布に関する確認実験の実験結果を示した図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の構造を示した斜視図である。
【図１４】本発明の第３実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽層の構造を示した拡大断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽層の構造を示した拡大断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽層の効果を確認するために行った加熱ベルトの発熱量に関する確認実験の実験結果を示した図である。
【図１７】本発明の第３実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の構造の一例を示した斜視図である。
【図１８】本発明の第４実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材の構造を示した斜視図である。
【図１９】本発明の変形例の定着装置に用いられる磁気遮蔽層の構造を示した拡大断面図である。
【図２０】本発明の変形例の定着装置に用いられる磁気遮蔽層の構造を示した拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１〜図１０を参照して、本発明の第１実施形態による画像形成装置１について説明する。画像形成装置１は、その下部に配設された給紙部２と、給紙部２の側方に配設された用紙搬送部３と、用紙搬送部３の上方に配設された画像形成部４と、画像形成部４よりも用紙の排出側に配設された定着装置５と、画像形成部４及び定着装置５の上方に配設された画像読取部６とを備えている。
【００１６】
給紙部２は、記録媒体である用紙Ｐを収容する複数の給紙カセット７を備えており、給紙ローラー８の回転により、複数の給紙カセット７のうち選択された給紙カセット７から用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送部３に送り出す。
【００１７】
用紙搬送部３に送られた用紙Ｐは、用紙搬送部３に備えられた用紙搬送経路１０を経由して画像形成部４に向けて搬送される。画像形成部４は、電子写真プロセスによって、用紙Ｐにトナー像を形成するものであり、図１の矢印方向に回転可能に支持された感光体１１と、この感光体１１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部１２、露光部１３、現像部１４、転写部１５、クリーニング部１６、及び除電部１７を備えている。
【００１８】
帯電部１２は、高電圧を印加される帯電ローラーを備えており、感光体１１表面に接触する帯電ローラーから感光体１１表面に所定電位を与えると、感光体１１表面が一様に帯電させられる。そして、画像読取部６によって読み取られた原稿の画像データに基づく光が、露光部１３から感光体１１に照射されると、感光体１１の表面電位が選択的に減衰され、感光体１１表面に静電潜像が形成される。
【００１９】
現像部１４は感光体１１表面の静電潜像を現像し、感光体１１表面にトナー像が形成される。このトナー像が転写部１５によって感光体１１と転写部１５との間に供給される用紙Ｐに転写される。
【００２０】
トナー像が転写された用紙Ｐは、画像形成部４の用紙搬送方向の下流側に配置された定着装置５に向けて搬送される。定着装置５では用紙Ｐが加熱及び加圧され、用紙Ｐ上にトナー像が溶融定着される。次いで、トナー像が定着された用紙Ｐは、排出ローラー対２０によって排出トレイ２１上に排出される。
【００２１】
転写部１５による用紙Ｐへのトナー像の転写後、感光体１１表面に残留しているトナーは、クリーニング部１６により除去され、また感光体１１表面の残留電荷は除電部１７により除去される。そして、感光体１１は帯電部１２によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
【００２２】
次に、定着装置５の詳細構造について説明する。定着装置５は図２に示すように、電磁誘導加熱方式を用いたものであり、加熱部１８と、加圧部材である加圧ローラー１９とを備える。加熱部１８は、加熱部材である無端状の加熱ベルト２６と、加熱ベルト２６の内周に配設される定着ローラー２３と、加熱ベルト２６の外周で定着ローラー２３に対向して配される誘導加熱部３０と、を備える。また、定着装置５は、誘導加熱部３０に接続される電源２４と、加熱ベルト２６の外周面の温度を検知するサーミスター２５と、サーミスター２５の検知温度に基づいて電源２４から後述する励磁コイル３７に供給する電流を制御する制御部２８とを備える。
【００２３】
加圧ローラー１９は、モーター等の駆動源（図略）によって図２の矢印方向に回転駆動させられ、さらに定着ローラー２３をその中心方向に加圧する。これにより、加熱ベルト２６を介して加圧ローラー１９と定着ローラー２３とが押圧される。加圧ローラー１９及び定着ローラー２３の押圧状態において、加圧ローラー１９の回転駆動によって、加熱ベルト２６と定着ローラー２３とが図２の矢印方向に回転する。加熱ベルト２６及び加圧ローラー１９の互いに逆回転しながら当接する部分にニップ部Ｎが形成される。このニップ部Ｎにおいて、用紙Ｐが挟持され、挟持された用紙Ｐが加熱及び加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが溶融定着される。
【００２４】
また、加圧ローラー１９は、円筒型の芯金１９ａと、芯金１９ａ上に形成される弾性層１９ｂと、弾性層１９ｂの表面を覆う離型層１９ｃと、を備える。例えば、芯金１９ａは、外径２０ｍｍ、厚さ４ｍｍで、更に用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向の長さが３７０ｍｍに設定される。アルミニウム製の芯金１９ａ上に厚み４ｍｍのシリコーンゴム製の弾性層１９ｂを有し、弾性層１９ｂ上にフッ素樹脂チューブ等からなる厚み３０μｍの離型層１９ｃを有する。
【００２５】
定着ローラー２３は、加熱ベルト２６とともに回転することができるように、加熱ベルト２６の内周面に接している。例えば、定着ローラー２３は、外径２２ｍｍ、幅方向長さ３７０ｍｍに設定され、厚さ２ｍｍのアルミニウム製の芯金２３ａ上に、厚み８ｍｍのシリコーンゴム製の弾性層２３ｂを有する。
【００２６】
加熱ベルト２６は、円筒状態で例えば内径４０ｍｍ、幅方向長さ３６０ｍｍの無端状の耐熱ベルトからなり、内周側から順に、厚み４０μｍの電鋳ニッケルの誘導発熱層２６ａと、厚み３００μｍのシリコーンゴム等からなる弾性層２６ｂと、フッ素樹脂チューブからなりニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させる離型層２６ｃと、が積層されて構成される。
【００２７】
誘導加熱部３０は、励磁コイル３７と、励磁コイル３７に対して加熱ベルト２６とは反対側に配置される磁性体コア３９とを備え、電磁誘導により加熱ベルト２６を発熱させるものである。誘導加熱部３０は、長手方向（図２の紙面の表裏方向、加熱ベルト２６の幅方向）に延びて、定着ローラー２３の外周の略半分を囲うように加熱ベルト２６に対向して配設される。
【００２８】
励磁コイル３７は、加熱ベルト２６の幅方向に沿ってリッツ線をループ状に複数回だけ巻回して樹脂製のコイル固定部材（図示せず）に取り付けられる。また励磁コイル３７は、電源２４に接続され、電源２４から供給される高周波電流により交流磁束を発生させる。励磁コイル３７からの磁束は磁性体コア３９を通過し、図２の紙面に平行な方向に導かれ、加熱ベルト２６の誘導発熱層２６ａに沿って通過する。誘導発熱層２６ａを通過する磁束の交流的な強さの変化によって誘導発熱層２６ａには渦電流が生じる。誘導発熱層２６ａに渦電流が流れると、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によってジュール熱が発生して、加熱ベルト２６が発熱することになる。
【００２９】
加熱ベルト２６が誘導加熱部３０によって加熱され、所定の温度に上昇すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐが加熱されるとともに、加圧ローラー１９によって加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが用紙Ｐに溶融定着される。このように、加熱ベルト２６は薄肉の熱伝導性の良好な材質からなり熱容量が小さいため、定着装置５が短時間で起動状態となり、画像形成が迅速に開始される。
【００３０】
誘導加熱部３０の詳しい構成を図３に示す。図３に示すように、誘導加熱部３０は、前述のように励磁コイル３７と、磁性体コア３９とを備え、磁性体コア３９は第１磁性体コア４１および第２磁性体コア４２からなる。さらに誘導加熱部３０には、励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間を通過するように、励磁コイル３７および磁性体コア３９を囲う磁気遮蔽部材５０が設けられている。
【００３１】
励磁コイル３７は、リッツ線に融着層をコートしたものを用い、コイル固定部材（図示せず）の取り付け面（上面）に沿った断面視円弧状の状態で長手方向（図３の紙面の表裏方向）の周りをループ状に巻回して加熱することで融着層を溶融させ、その後冷却することで所定の形状（ループ状）に成形される。所定形状に固化された励磁コイル３７は、シリコン系接着剤等によってコイル固定部材に取り付けられる。
【００３２】
第１磁性体コア４１は、ＭｎＺｎ合金系等の高透磁率のフェライトにて断面視で円弧状に形成され、例えば幅（加熱ベルト２６の幅方向の長さ）が１２ｍｍに設定される。また、第１磁性体コア４１は、加熱ベルト２６の幅方向に所定間隔を隔てて複数個（例えば１３個）配置される。第１磁性体コア４１は、コイル固定部材と一体に設けられる支持部材（図示せず）に取り付けられる。
【００３３】
第２磁性体コア４２は、ＭｎＺｎ合金系等の高透磁率のフェライトによって直方体状に形成され、例えば長さ（加熱ベルト２６の幅方向の長さ）が５５ｍｍで、幅が１５ｍｍで、厚みが５ｍｍに設定される。また、第２磁性体コア４２は、定着ローラー２３の両側に夫々７個（全長３８５ｍｍ）互いに側面を接触させて加熱ベルト２６の幅方向に配置され、コイル固定部材に取り付けられる。
【００３４】
従って、第１磁性体コア４１および第２磁性体コア４２が夫々支持部材およびコイル固定部材の所定の位置に取り付けられると、第１磁性体コア４１および第２磁性体コア４２は励磁コイル３７の外側を囲むことになる。励磁コイル３７が高周波電流により磁束を発生させると、第１磁性体コア４１及び第２磁性体コア４２は夫々所定の方向に磁路を形成する。
【００３５】
磁気遮蔽部材５０は、励磁コイル３７および磁性体コア３９の周囲を回転駆動するベルト部材５１と、ベルト部材５１の表面の所定領域に設けられる磁気遮蔽層５２とを含んでいる。
【００３６】
ベルト部材５１は、円筒状態で例えば内径５０ｍｍ、幅方向長さ３８０ｍｍの無端状のベルトからなる。また、ベルト部材５１は、加熱ベルト２６と励磁コイル３７との間に配置される円弧状の内側ガイド６１と、第２磁性体コア４２付近に配置されたガイド６２と、第１磁性体コア４１上に配置された張架部材６３および駆動ローラー６４とに懸架される。また、ベルト部材５１は、フェライト粉末を含有するポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂からなる可撓性を有する磁性シート（例えば厚み５０μｍ）にて、加熱ベルト２６の幅方向長さと同等以上の長さを有して無端状に形成される。励磁コイル３７が高周波電流により磁束を発生させると、磁束はフェライト粉末を含有するベルト部材５１を貫通する。駆動ローラー６４は、図示しないモーター等の駆動源に接続され、モーターの回転駆動によって回転させられる。そして、ベルト部材５１は、駆動ローラー６４の回転駆動により回転させられる。
【００３７】
磁気遮蔽層５２は、ベルト部材５１の周方向の長さ約４２ｍｍ、幅方向長さ５０ｍｍに形成される。また、磁気遮蔽層５２は、銅やアルミニウム等の非磁性かつ導電性が良好な材料でシート状（例えば厚み５００μｍｍ）に形成される。磁気遮蔽層５２は、非磁性であることで、その表面に垂直な磁束が貫通することによる誘導電流で逆方向の磁束を発生させ、その表面に垂直に通過する磁束をキャンセルすることで遮蔽する。また、磁気遮蔽層５２が導電性を有することで、誘導電流によるジュール発熱を抑制し効率よく磁束を遮蔽することができる。磁気遮蔽層５２はベルト部材５１の巻回し方向（周方向）の一部に配置され、且つベルト部材５１の幅方向の両端部に配置される。
【００３８】
図４、図５にベルト部材５１の詳しい構成を示す。なお、図４では、後述する被検知部５１ｂを省略している。ベルト部材５１は、前述のようにフェライト粉末を含有する磁性部５１ａを有し、磁性部５１ａの表面に磁気遮蔽層５２が貼り付けられている。磁気遮蔽層５２は、磁性部５１ａの幅方向の両端部に配置される。なお、磁気遮蔽層５２は、磁性部５１ａの表面に設けられず、磁性部５１ａの設けられていない領域に設けられていてもよい。
【００３９】
図５に示すように、ベルト部材５１は、磁性部５１ａの他に、ベルト部材５１の回転位置を検知するための被検知部５１ｂを有する。
【００４０】
磁性部５１ａは、ニップ部Ｎに挿通される最大幅の用紙Ｐの最大通紙領域Ｓｍａｘと同等以上の幅を有する。磁気遮蔽層５２は、ベルト部材５１の周方向（図５の上下方向）に、励磁コイル３７の配置領域の長さ（図３参照）と略同等の長さを有する。駆動ローラー６４（図３参照）の回転によって、ベルト部材５１が回転し、磁気遮蔽層５２が励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入されると、磁性体コア３９と加熱ベルト２６（図３参照）との間の磁路が磁気遮蔽層５２によって遮断される。
【００４１】
磁気遮蔽層５２は、最大幅の用紙Ｐより小さい幅の第１の用紙Ｐによって形成される加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａに対向する幅を有する。磁気遮蔽層５２が励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入されると、磁性体コア３９と加熱ベルト２６との間の磁路は、非通紙領域Ｓａ以外の最大通紙領域Ｓｍａｘに対向する部分には形成されるが、非通紙領域Ｓａに対向する部分では磁気遮蔽層５２によって遮断される。
【００４２】
磁気遮蔽層５２に近接する位置（図５の磁気遮蔽層５２の下側、一点鎖線部）には、磁性領域５１ｃが形成される。磁性領域５１ｃは、磁性部５１ａの一部で構成される。磁性領域５１ｃにおいては最大通紙領域Ｓｍａｘの全域にわたって、磁気遮蔽層５２は設けられていない。この磁性領域５１ｃが励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入されると、磁性体コア３９と加熱ベルト２６との間の磁路は、最大通紙領域Ｓｍａｘの全域にわたって形成される。
【００４３】
磁気遮蔽層５２及び磁性領域５１ｃの近傍には、被検知部５１ｂが設けられ、被検知部５１ｂに対向する位置には、検知センサー（位置検知部材）７１が設けられる。被検知部５１ｂは、磁性領域５１ｃ及び磁気遮蔽層５２に夫々対応する反射面Ｂ０、Ｂ１を有する。検知センサー７１が反射面Ｂ０、Ｂ１の一つの反射面からの反射光を受光することで、磁性領域５１ｃ及び磁気遮蔽層５２のいずれかの領域が励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に配置されていることを検知する。
【００４４】
具体的には、反射面Ｂ０、Ｂ１は、ベルト部材５１の一端側に配置され、図５の上下方向に夫々、磁性領域５１ｃ、磁気遮蔽層５２に対応させて配置される。各反射面Ｂ０、Ｂ１は、ベルト部材５１の幅方向（図５の左右方向）に沿って互いにずれた位置に配置される矩形状のパターンからなり、アルミニウムのコーティング等によりベルト部材５１の表面上に形成される。検知センサー７１は、図示しない支持部材に取り付けられ、発光ダイオード等の投光部と、投光部から出射される光の反射面Ｂ０、Ｂ１の各パターンによる反射光を受光する受光部とからなる（本実施形態では投光部と受光部からなるユニットを２個備える）。例えば、反射面Ｂ０が検知センサー７１に対向する位置にある場合、検知センサー７１は反射面Ｂ０のパターンに応じた信号を出力し、或いは、反射面Ｂ１が検知センサー７１に対向する位置にある場合、検知センサー７１は反射面Ｂ１のパターンに応じた信号を出力する。このように、検知センサー７１が反射面Ｂ０、Ｂ１に対応した信号を出力することで、磁性領域５１ｃ及び磁気遮蔽層５２の何れの領域が励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に配置されているかを検知することができる。なお、後述するように磁気遮蔽部材５０に複数種類の磁気遮蔽層を設ける場合は、磁性領域および磁気遮蔽層と同じ数だけ反射面を設けてもよい。または、複数の反射面を組み合わせることにより、磁性領域および磁気遮蔽層と同じ数の反射パターンを構成してもよい。
【００４５】
図３に示すように、最大幅の用紙Ｐを定着処理するとき、磁性領域５１ｃが励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入されて保持される。この場合、用紙Ｐの幅方向の全域において、励磁コイル３７によって発生した磁束は、図３の矢印で示すように、第１磁性体コア４１と、第２磁性体コア４２と、ベルト部材５１の磁性部５１ａ（図５の磁性領域５１ｃ）と、加熱ベルト２６と、ベルト部材５１の磁性部５１ａと、を通過し、第１磁性体コア４１に至る磁路を形成する。これによって、加熱ベルト２６の誘導発熱層２６ａ（図２参照）には渦電流が生じることで、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によって誘導発熱層２６ａにジュール熱が発生し、加熱ベルト２６は最大通紙領域Ｓｍａｘ（図５参照）において良好に加熱される。
【００４６】
一方、小さい幅の用紙Ｐを定着処理するときは図６に示すように、例えば図示しない操作パネルから所定の用紙Ｐが選択されると、駆動ローラー６４が回転駆動し、駆動ローラー６４の回転によって、ベルト部材５１が回転する。検知センサー７１（図５参照）が所定の用紙Ｐに対応するベルト部材５１の所定の反射面Ｂ１（図５参照）から反射光を受光すると、駆動ローラー６４は回転を停止し、磁気遮蔽部材５０の磁気遮蔽層５２が励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入されて停止する。
【００４７】
この場合、加熱ベルト２６の通紙領域では、励磁コイル３７によって発生した磁束は、図６の破線矢印で示すように、第１磁性体コア４１と、第２磁性体コア４２と、ベルト部材５１の磁性部５１ａ（図５の磁性領域５１ｃ）と、加熱ベルト２６と、ベルト部材５１の磁性部５１ａと、を通過し、第１磁性体コア４１に至る磁路を形成する。これによって、加熱ベルト２６の誘導発熱層２６ａ（図２参照）には渦電流が生じることで、誘導発熱層２６ａの電気抵抗によって誘導発熱層２６ａにジュール熱が発生し、加熱ベルト２６は通紙領域において良好に加熱される。一方、加熱ベルト２６の非通紙領域では、励磁コイル３７によって発生した磁束の経路は、磁気遮蔽部材５０の磁気遮蔽層５２によって加熱ベルト２６と磁性体コア３９との間で遮断され、加熱ベルト２６の非通紙領域の発熱が抑制される。
【００４８】
また、磁気遮蔽層５２には図７に示すように、ベルト部材５１の周方向に沿った所定ピッチ（例えば約５ｍｍ）毎に、ベルト部材５１の幅方向（周方向と交差（直交）する方向）に延びる溝部５２ａが設けられている。これにより、磁気遮蔽層５２をベルト部材５１の周方向に屈曲しやすくすることが可能である。本実施形態では、溝部５２ａは、Ｖ字状の断面形状に形成されている。すなわち、溝部５２ａの内側面５２ｂは、ベルト部材５１の表面に対して傾斜した傾斜面に形成されている。また、内側面５２ｂのベルト部材５１から最も遠い部分同士は、例えば０．５ｍｍの間隔を隔てて形成されている。溝部５２ａは、ベルト部材５１に接着された銅やアルミニウム等の層をエッチングすることにより、磁気遮蔽層５２の形成と同時に形成される。
【００４９】
磁気遮蔽部材５０がガイド６２、張架部材６３および駆動ローラー６４を通過する際は、磁気遮蔽部材５０は図８および図９に示した状態になる。すなわち、ベルト部材５１は湾曲し、磁気遮蔽層５２の溝部５２ａはさらに開く。
【００５０】
一方、磁気遮蔽部材５０が内側ガイド６１を通過する（または内側ガイド部６１で停止する）際は、磁気遮蔽部材５０は図６および図１０に示した状態になる。すなわち、励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間の領域において、ベルト部材５１は湾曲するとともに、磁気遮蔽部材５０の溝部５２ａの内壁面５２ｂ同士が面接触する（溝部５２ａが閉じる）。本実施形態では、溝部５２ａの内壁面５２ｂが全面にわたって面接触する。これにより、磁束が磁気遮蔽層５２を通過するのを容易に抑制することが可能である。
【００５１】
本実施形態では、上記のように、磁路の一部を遮蔽可能に遮蔽部材５０が配置され、磁気遮蔽部材５０は、回転駆動するとともに磁束が通過可能で可撓性を有するベルト部材５１と、ベルト部材５１の表面の所定領域に設けられるとともに非磁性金属からなる磁気遮蔽層５２とを含む。これにより、小サイズの用紙Ｐの定着処理時に磁気遮蔽部材５０を周方向に回転駆動して、磁気遮蔽層５２を磁路上に挿入することができる。そして、磁気遮蔽部材５０が磁路を遮蔽する位置に配置された状態で、磁気遮蔽層５２の溝部５２ａの内壁面５２ｂ同士が接触することによって、磁束が磁気遮蔽層５２の溝部５２ａを通過する（漏れる）のを抑制することができる。このため、非通紙領域Ｓａに作用する磁束を抑制して、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａの発熱および過昇温を抑制することができる。
【００５２】
また、磁気遮蔽層５２には、ベルト部材５１の周方向に沿った所定ピッチ毎に、ベルト部材５１の幅方向（周方向と交差する方向）に延びる溝部５２ａが設けられている。これにより、磁気遮蔽層５２をベルト部材５１の周方向に屈曲しやすくすることができるので、磁気遮蔽部材５０を湾曲しやすくすることができる。このため、磁気遮蔽部材５０が懸架されるガイド６２、張架部材６３および駆動ローラー６４の曲率半径を大きくする必要がないので、装置の大型化を抑制することができる。なお、本発明によれば、磁気遮蔽部材５０を加熱ベルト２６の軸方向（幅方向）外側に移動させる必要がないので、定着装置５が加熱ベルト２６の軸方向（幅方向）に大型化するのも抑制することができる。
【００５３】
また、上記のように、磁気遮蔽部材５０は、励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間を通過するように、励磁コイル３７および磁性体コア３９を囲っており、励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間の領域において、端部５２ａの内壁面５２ｂ同士が接触する。これにより、磁気遮蔽部材５０により、磁束を容易に遮蔽することができる。
【００５４】
また、上記のように、溝部５２ａの断面形状は、Ｖ字状に形成されている。これにより、溝部５２ａの内壁面５２ｂ同士を容易に面接触させることができるので、磁束が磁気遮蔽層５２の溝部５２ａを通過する（漏れる）のを容易に抑制することができる。また、溝部５２ａの内壁面５２ｂが全面にわたって面接触するので、磁束の略全てを遮蔽することができる。
【００５５】
また、上記のように、ベルト部材５１の幅方向（周方向と交差する方向）の端部には、検知センサー７１により検知される被検知部５１ｂが設けられている。これにより、ベルト部材５１の回転位置を容易に検知することができるので、磁気遮蔽層５２を適切な位置に容易に配置することができる。
【００５６】
次に、図１１および図１２を参照して、磁気遮蔽層５２を設けたことによる効果を確認するために行った確認実験について説明する。
【００５７】
この確認実験は、本実施形態に対応した実施例１と、磁気遮蔽層５２を励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入しない比較例１とについて、シミュレーションにより行った。
【００５８】
実施例１では、磁気遮蔽層５２を励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入した状態で、小サイズの用紙Ｐを連続通紙したときの、加熱ベルトの発熱量と温度分布とを求めた。なお、実施例１では、通紙領域の幅を約２００ｍｍとし、その外側に約７０ｍｍ幅の磁気遮蔽層５２を設けて実験を行った。
【００５９】
比較例１では、磁気遮蔽層５２を励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入しない状態で、小サイズの用紙Ｐを連続通紙したときの、加熱ベルト２６の発熱量と温度分布とを求めた。比較例１のその他の構成は、実施例１と同様にした。
【００６０】
加熱ベルト２６の発熱量に関する実験結果については図１１に、加熱ベルト２６の温度分布に関する実験結果については図１２にそれぞれ示す。なお、図１２では加熱ベルト２６の幅方向全体の実験結果を示している一方、図１１では加熱ベルト２６の右側半分のみの実験結果を示している。このため、図１１では、通紙領域の幅は１００ｍｍになっている。このことは、後述する図１６についても同様である。
【００６１】
実施例１では、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａにおける発熱量をほぼゼロまで下げることができた。また、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａの温度を、加熱ベルト２６の通紙領域（非通紙領域Ｓａ以外の部分）の温度よりも低くすることができた。その一方、比較例１では、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａは通紙領域と同程度発熱した。そして、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａの温度は、通紙領域の温度よりも高くなった。
【００６２】
以上から、磁気遮蔽層５２を励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入することによって、非通紙領域Ｓａに作用する磁束を抑制して、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａの発熱および過昇温を抑制することができることを確認できた。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、図１３を参照して、本発明の第２実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材５０について説明する。
【００６４】
本発明の第２実施形態では図１３に示すように、磁気遮蔽部材５０は、ベルト部材５１と、ベルト部材５１の表面の所定領域に設けられる磁気遮蔽層５２および５３とを含んでいる。
【００６５】
ベルト部材５１は、上記第１実施形態に比べて周方向の長さ（円形状態での内径）が大きくなるように形成されていてもよい。
【００６６】
磁気遮蔽層５３は、ベルト部材５１の周方向の長さが磁気遮蔽層５２と同じ大きさに形成される一方、幅方向長さは磁気遮蔽層５２よりも大きく形成される。磁気遮蔽層５２および５３は、ニップ部Ｎに挿通される用紙Ｐの幅に応じて使い分けられる。なお、磁気遮蔽層５３のその他の構造は、磁気遮蔽層５２と同様である。また、被検知部５１ｂ（図１３では省略）には、磁気遮蔽層５３に対応する反射面（図示せず）が形成される。
【００６７】
第１の用紙Ｐよりもさらに小さい幅の第２の用紙Ｐを定着処理するときは、磁気遮蔽部材５０の磁気遮蔽層５３が励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入されて停止する。これにより、加熱ベルト２６の非通紙領域では、励磁コイル３７によって発生した磁束の経路は、磁気遮蔽部材５０の磁気遮蔽層５３によって加熱ベルト２６と磁性体コア３９との間で遮断され、加熱ベルト２６の非通紙領域の発熱が抑制される。
【００６８】
第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００６９】
本実施形態では、上記のように、ベルト部材５１の周方向に沿って磁気遮蔽層５２および５３が設けられており、磁気遮蔽層５２および５３は、幅方向（周方向と交差する方向）の長さが互いに異なる。これにより、用紙サイズに応じて磁気遮蔽層のサイズを変更することができるので、加熱ベルト２６の非通紙領域の過昇温抑制を効果的に行うことができる。
【００７０】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
（第３実施形態）
次に、図１４〜図１７を参照して、本発明の第３実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽層５４について説明する。
【００７２】
本発明の第３実施形態では図１４に示すように、磁気遮蔽層５４には、Ｙ字状の断面形状の溝部５４ａが設けられている。これにより、磁気遮蔽層５４をベルト部材５１の周方向に屈曲しやすくすることが可能である。
【００７３】
本実施形態では、磁気遮蔽部材５０が内側ガイド６１を通過する（または内側ガイド部６１で停止する）際は、磁気遮蔽部材５０は図１５に示した状態になる。すなわち、励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間の領域において、磁気遮蔽部材５０の溝部５４ａの内壁面の一部（ベルト部材５１から遠い部分）だけが面接触する。これにより、溝部５４ａにおいて磁気遮蔽層５４の厚みが小さくなるので、磁束の一部を通過させることが可能となる。
【００７４】
この磁気遮蔽層５４を用いて、上記第１実施形態と同様、加熱ベルト２６の発熱量に関する確認実験を行った結果を図１６に示す。この結果、本実施形態の定着装置の磁気遮蔽層５４を用いた実施例２では、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａにおける発熱量が、実施例１に比べて多く、かつ、比較例１に比べて少なくすることができた。これにより、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａの温度が低くなりすぎるのを抑制することが可能である。
【００７５】
なお、ベルト部材５１には、磁気遮蔽層５２と磁気遮蔽層５４との両方が設けられていてもよい。この場合、図１７に示すように、磁気遮蔽層５２と磁気遮蔽層５４とが、加熱ベルト２６の周方向に並んで設けられていてもよい。このように構成すれば、励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間に挿入する部分を磁気遮蔽層５２と磁気遮蔽層５４とで切り替えることによって、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａの温度を所定範囲内に保持することが可能である。
【００７６】
第３実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
本実施形態では、上記のように、Ｖ字状の溝部５２ａやＹ字状の溝部５４ａを磁気遮蔽層に設ける。すなわち、内壁面のベルト部材５１表面に対する傾斜角度が互いに異なる溝部や、周方向の幅が互いに異なる溝部を、磁気遮蔽層に設ける。これにより、溝部の内壁面同士の接触面積を所定の大きさに容易にすることができるので、磁束を遮蔽する割合を所定の大きさに容易に設定することができる。
【００７８】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７９】
（第４実施形態）
この第４実施形態の定着装置に用いられる磁気遮蔽部材５０では図１８に示すように、Ｖ字状の溝部５２ａを有する部分５５ａとＹ字状の溝部５４ａを有する部分５５ｂとが幅方向に並ぶように、磁気遮蔽層５５が形成されている。これにより、加熱ベルト２６の非通紙領域Ｓａの温度を幅方向外側に向かって段階的に低下させることが可能である。
【００８０】
第４実施形態のその他の構造および効果は、上記第３実施形態と同様である。
【００８１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８２】
例えば、モノクロ画像形成装置に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らず、言うまでもなく、カラー画像形成装置にも本発明を適用できる。
【００８３】
また、上記実施形態では、ベルト部材に１種類または２種類の磁気遮蔽層を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、ベルト部材に３種類以上の磁気遮蔽層を設けてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、加熱ベルト２６が定着ローラー２３に張架される定着装置５に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、加熱ベルト２６が定着ローラー２３及び懸架ローラーによって懸架される定着装置５、或いは加熱ベルト２６の外周面を圧接させる加圧ローラー１９と、加熱ベルト２６の内周面に配設されて用紙Ｐと加熱ベルト２６とを圧接させる押圧部材と、を備える定着装置５に適用してもよい。さらに、加圧ローラー１９と加圧ローラー１９に圧接される加熱ローラーとを備え、加熱ローラーが誘導発熱層を内包するとともに誘導加熱部に対向配置される定着装置５等、電磁誘導加熱方式の種々の定着装置に適用することができる。
【００８５】
また、磁気遮蔽部材が励磁コイルおよび磁性体コアを囲っていない定着装置や、励磁コイル、磁性体コアおよび磁気遮蔽部材が定着ローラー内に配置されている定着装置にも適用可能である。
【００８６】
また、磁気遮蔽層の溝部の断面形状は上記実施形態のものに限られない。例えば図１９に示した本発明の変形例の磁気遮蔽層５６のように形成してもよい。すなわち、溝部５６ａのベルト部材５１側の部分をＶ字状断面にするとともに、溝部５６ａのベルト部材５１から遠い部分をさらに広げる。このように構成すれば、図２０に示すように励磁コイル３７と加熱ベルト２６との間の領域において、磁気遮蔽部材５０の溝部５６ａの内壁面のベルト部材５１側の部分だけを面接触させることも可能である。また、溝部の形状（溝部の内壁面のベルト部材表面に対する傾斜角度や、溝部の周方向の幅など）は、上記実施形態および変形例のものに限られず、必要な磁気遮蔽特性に応じて適宜設定される。なお、上記第３および第４実施形態のように溝部の形状が互いに異なる複数の磁気遮蔽層を設ける場合は、溝部の内壁面のベルト部材表面に対する傾斜角度と、溝部の周方向の幅との一方のみが互いに異なる複数の磁気遮蔽層を設けてもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、ベルト部材５１に接着された磁気遮蔽層をエッチングすることにより溝部を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、溝部が形成された磁気遮蔽層をベルト部材５１に貼り付けてもよい。
【００８８】
また、上述した実施形態および変形例の構成を適宜組み合わせて得られる構成についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８９】
１  画像形成装置
５  定着装置
１９  加圧ローラー
２６  加熱ベルト（加熱部材）
３７  励磁コイル
３９  磁性体コア
５０  磁気遮蔽部材
５１  ベルト部材
５１ｂ  被検知部
５２、５３、５４、５５、５６  磁気遮蔽層
５２ａ、５４ａ、５６ａ  溝部
５２ｂ  内壁面
７１  検知センサー（位置検知部材）
Ｎ  ニップ部
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１】
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