(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸部材と、前記回転軸部材の外周面に設けられ、回転する被清掃体と接触して前記被清掃体を清掃する清掃部と、を備えると共に、前記被清掃体の回転に伴って従動回転する清掃部材と、
前記回転軸部材の一端側に設けられ、前記回転軸部材の一端部を前記従動回転に伴って前記被清掃体の軸線に対して近接離間方向に移動されるように支持する第一支持手段と、
前記回転軸部材の他端側に設けられ、前記第一支持手段による前記一端部の移動とは異なる位相で前記回転軸部材の他端部を前記従動回転に伴って前記被清掃体の軸線に対して近接離間方向に移動されるように支持する第二支持手段と、
を備える清掃装置。
【請求項２】
前記第二支持手段は、前記第一支持手段によって支持される前記一端部が前記被清掃体の軸線に最も近接したときに、前記他端部を前記被清掃体の軸線から最も離間するように支持し、前記第一支持手段によって支持される前記一端部が前記被清掃体の軸線から最も離間したときに、前記他端部を前記被清掃体の軸線に最も近接するように支持する請求項１に記載の清掃装置。
【請求項３】
前記第一支持手段は、
前記一端側に設けられ、前記回転軸部材の回転軸方向に延びる円柱状であると共に、中心とは異なる位置で前記一端側に固定される第一円柱部材と、
前記第一円柱部材を回転可能に支持する第一支持部材と、を備え、
前記第二支持手段は、
前記他端側に設けられ、前記回転軸部材の回転軸方向に延びる円柱状であり、前記回転軸方向から見て前記第一円柱部材とは重ならないように、中心とは異なる位置で前記他端側に固定される第二円柱部材と、
前記第二円柱部材を回転可能に支持する第二支持部材と、
を備える請求項１又は２に記載の清掃装置。
【請求項４】
回転する像保持体の回転軸方向に沿って配置されると共に、回転軸方向の中央側が両端側に比して大径化され、前記像保持体と接触して前記像保持体の回転に伴って従動回転して前記像保持体の表面を帯電させる被清掃体としての帯電部材と、
前記帯電部材と接触して前記帯電部材の回転に伴って従動回転して前記帯電部材を清掃する清掃部材を備えた請求項１〜３の何れか１項に記載の清掃装置と、
を備える帯電装置。
【請求項５】
回転する像保持体と、
前記像保持体と接触して前記像保持体の回転に伴って従動回転して前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた請求項４に記載の帯電装置と、
を備える像保持体装置。
【請求項６】
回転する像保持体と、
前記像保持体と接触して前記像保持体の回転に伴って従動回転して前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた請求項４に記載の帯電装置と、
前記帯電装置によって帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、
を備える画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の像保持体装置と、
前記像保持体装置に備えられた前記像保持体の帯電した表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
前記露光装置によって前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、清掃装置、帯電装置、像保持体装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の構成では、感光体ドラムに圧接し従動回転して帯電させる帯電ロールと、帯電ロールに圧接し従動回転してクリーニングするスポンジ部材とを、回転可能に支持する軸受け部が設けられている。この軸受け部は、スポンジ部材のシャフトの軸径よりも大径の軸受け孔を備え、スポンジ部材を帯電ロール（被清掃体）への圧接方向に対して移動可能に支持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２７８０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、被清掃体の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る清掃装置は、回転軸部材と、前記回転軸部材の外周面に設けられ、回転する被清掃体と接触して前記被清掃体を清掃する清掃部と、を備えると共に、前記被清掃体の回転に伴って従動回転する清掃部材と、前記回転軸部材の一端側に設けられ、前記回転軸部材の一端部を前記従動回転に伴って前記被清掃体の軸線に対して近接離間方向に移動されるように支持する第一支持手段と、前記回転軸部材の他端側に設けられ、前記第一支持手段による前記一端部の移動とは異なる位相で前記回転軸部材の他端部を前記従動回転に伴って前記被清掃体の軸線に対して近接離間方向に移動されるように支持する第二支持手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係る清掃装置は、請求項１に記載おいて、前記第二支持手段は、前記第一支持手段によって支持される前記一端部が前記被清掃体の軸線に最も近接したときに、前記他端部を前記被清掃体の軸線から最も離間するように支持し、前記第一支持手段によって支持される前記一端部が前記被清掃体の軸線から最も離間したときに、前記他端部を前記被清掃体の軸線に最も近接するように支持することを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る清掃装置は、請求項１又は２に記載おいて、前記第一支持手段は、前記一端側に設けられ、前記回転軸部材の回転軸方向に延びる円柱状であると共に、中心とは異なる位置で前記一端側に固定される第一円柱部材と、前記第一円柱部材を回転可能に支持する第一支持部材と、を備え、前記第二支持手段は、前記他端側に設けられ、前記回転軸部材の回転軸方向に延びる円柱状であり、前記回転軸方向から見て前記第一円柱部材とは重ならないように、中心とは異なる位置で前記他端側に固定される第二円柱部材と、前記第二円柱部材を回転可能に支持する第二支持部材と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る帯電装置は、回転する像保持体の回転軸方向に沿って配置されると共に、回転軸方向の中央側が両端側に比して大径化され、前記像保持体と接触して前記像保持体の回転に伴って従動回転して前記像保持体の表面を帯電させる被清掃体としての帯電部材と、前記帯電部材と接触して前記帯電部材の回転に伴って従動回転して前記帯電部材を清掃する清掃部材を備えた請求項１〜３の何れか１項に記載の清掃装置と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５に係る像保持体装置は、回転する像保持体と、前記像保持体と接触して前記像保持体の回転に伴って従動回転して前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた請求項４に記載の帯電装置と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項６に係る画像形成装置は、回転する像保持体と、前記像保持体と接触して前記像保持体の回転に伴って従動回転して前記像保持体の表面を帯電させる帯電部材を備えた請求項４に記載の帯電装置と、前記帯電装置によって帯電した前記像保持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置によって前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項７に係る画像形成装置は、請求項５に記載の像保持体装置と、前記像保持体装置に備えられた前記像保持体の帯電した表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記露光装置によって前記像保持体の表面に形成された静電潜像をトナー画像として現像する現像装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１の清掃装置によれば、清掃部材の回転軸部材の一端側及び他端側が、移動しない場合と比して、被清掃体の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラを抑制することができる。
【００１３】
本発明の請求項２の清掃装置によれば、回転軸部材の一端部の移動が、他端部の移動に対して逆位相とされていない場合と比して、被清掃体の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラを効果的に抑制することができる。
【００１４】
本発明の請求項３の清掃装置によれば、中心とは異なる位置で回転軸部材の一端側及び他端側と固定される第一円柱部材及び第二円柱部材を用いずに、一端部の移動と他端部の移動とに位相差を設定する場合と比して、回転軸部材の一端部の移動と、他端部の移動との位相を簡易な構成でずらすことができる。
【００１５】
本発明の請求項４の帯電装置によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の清掃装置を備えない場合と比して、回転軸方向の中央側が両端側に比して大径化される帯電部材の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラを抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項５の像保持体装置によれば、請求項４に記載の帯電装置を備えていない場合と比して、像保持体の表面を回転軸方向に沿ってムラなく帯電させることができる。
【００１７】
本発明の請求項６の画像形成装置によれば、請求項４に記載の帯電装置を備えていない場合と比して、像保持体の表面に形成されるトナー画像において、回転軸方向に沿って生じる濃度ムラを抑制することができる。
【００１８】
本発明の請求項７の画像形成装置によれば、請求項５に記載の像保持体装置を備えていない場合と比して、像保持体の表面に形成されるトナー画像において、回転軸方向に沿って生じる濃度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係る帯電装置及び清掃装置を示した一方向からの側面図、正面図、他方向からの側面図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係る帯電装置及び清掃装置を示した一方向からの側面図、正面図、他方向からの側面図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係る帯電装置及び清掃装置を示した一方向からの側面図、正面図、他方向からの側面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係る帯電装置及び清掃装置を示した一方向からの側面図、正面図、他方向からの側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る清掃装置に用いられた清掃部材を示した斜視図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に係る清掃装置に用いられた清掃部材を示した正面図及び平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る帯電装置を示した斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る帯電装置に用いられた帯電ロールを示した斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジを示した拡大側面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る帯電装置の評価方向を示した概念図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る帯電装置の評価結果をグラフで示した図面である。
【図１３】本発明の実施形態に係る帯電装置の評価結果をグラフで示した図面である。
【図１４】本発明の比較形態に係る帯電装置の評価結果をグラフで示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態に係る清掃装置、帯電装置、像保持体装置及び画像形成装置の一例について図１〜図１４に従って説明する。
【００２１】
（全体構成）
図１０に示されるように、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０は、タンデム方式のフルカラーの画像形成装置１０である。なお、各図において矢印ＵＰは、鉛直方向の上方を示す。
【００２２】
画像形成装置１０の内部には、円柱状の像保持体１２と、像保持体１２の表面を帯電させる帯電装置３４と、像保持体１２の表面に形成された後述する静電潜像をトナー画像として現像する現像装置２４と、を含んで構成される、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の像保持体装置の一例としてのプロセスカートリッジ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、上方向から下方向へ順に並んで備えられている。なお、以下の説明では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）を区別して説明する場合は、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを記載し、特に区別しない場合は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して記載する。
【００２３】
〔プロセスカートリッジ・露光装置〕
各色のプロセスカートリッジ１８は、画像形成装置１０に対して着脱可能な構成とされている。また、像保持体１２としては、例えば、有機系の感光材料等よりなる感光体層が外周面（表面）に被覆された導電性円筒体が用いられ、像保持体１２は、図示しないモータによって回転駆動するようになっている。
【００２４】
図９に示されるように、帯電装置３４に設けられた帯電部材の一例としての帯電ロール１４が像保持体１２の外周面に接触するように配置され、この帯電ロール１４が像保持体１２の回転に伴って従動回転して像保持体１２の表面を帯電させるようになっている。
【００２５】
また、図１０に示されるように、この帯電ロール１４が接触する位置に対して像保持体１２の回転方向（図中矢印Ｄ）の下流側に位置する像保持体１２の外周面に向けてレーザービームＬＢを出射してこの外周面を露光する各色共通の露光装置１６が、プロセスカートリッジ１８の隣りに配置されている。帯電した像保持体１２の外周面がこの露光装置１６から出射されるレーザービームＬＢによって露光され、像保持体１２の外周面には、画像情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。
【００２６】
また、図９に示されるように、像保持体１２の外周面においてレーザービームＬＢが当る部位に対して像保持体１２の回転方向の下流側には、像保持体１２の外周面に形成された静電潜像を各色のトナー画像として現像する現像装置２４が設けられている。
【００２７】
さらに、帯電ロール１４に対して像保持体１２の回転方向（図中矢印Ｄ）の上流側には、像保持体１２の表面に接触して像保持体１２の表面から異物を掻き落とす清掃ブレード２６が設けられている。
【００２８】
例えば、フルカラーの画像を形成する場合には、帯電・露光・現像の各工程が、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色に対応して行われ、各色の像保持体１２の外周面には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色に対応したトナー画像が形成される。なお、帯電装置３４については、詳細を後述する。
【００２９】
〔転写装置〕
図１０に示されるように、画像形成装置１０の内部には、上下方向に並んだ各色の像保持体１２の外周面と接するように、支持ロール４０と支持ロール４２とに巻きかえられた無端状の用紙搬送ベルト２０が設けられている。また、用紙搬送ベルト２０を挟んで各色の像保持体１２の反対側には、用紙搬送ベルト２０によって搬送される記録媒体としてのシート部材Ｐに各色の像保持体１２の外周面に形成された各色のトナー画像を転写する転写ロール２２が夫々設けられている。以上より、シート部材Ｐを搬送してトナー画像をシート部材Ｐに転写する転写装置３６は、支持ロール４０、支持ロール４２、用紙搬送ベルト２０及び転写ロール２２を含んで構成されている。
【００３０】
〔定着装置・排出ロール〕
転写装置３６に対してシート部材Ｐの搬送方向（以下シート部材搬送方向と記載する）の下流側には、シート部材Ｐに転写されたトナー画像を加熱・加圧することでシート部材Ｐに定着させる定着装置４８が設けられている。
【００３１】
また、定着装置４８に対してシート部材搬送方向の下流側には、画像形成装置１０の上部に設けられた排出部４６にトナー画像が定着したシート部材Ｐを排出する排出ロール４４が設けられている。
【００３２】
〔用紙収納容器〕
転写装置３６に対してシート部材搬送方向の上流側には、複数のシート部材Ｐが収容される用紙収納容器２８が設けられている。さらに、用紙収納容器２８に収容された最上位のシート部材Ｐと接するように、最上位のシート部材Ｐを用紙収納容器２８から取り出す取出ロール３０が設けられている。また、取出ロール３０に対してシート部材搬送方向の下流側には、取出ロール３０によって取り出されたシート部材Ｐを用紙搬送ベルト２０に引き渡す搬送ロール３２、３４が設けられている。
【００３３】
（要部構成）
次に、帯電装置について説明する。
【００３４】
図７に示されるように、帯電装置３４は、前述した帯電ロール１４と、帯電ロール１４と接触し、帯電ロール１４の回転に伴って従動回転して帯電ロール１４を清掃する清掃装置５０とを備えている。
【００３５】
〔帯電ロール〕
図７、図８に示されるように、帯電ロール１４は、像保持体１２の回転軸方向に沿って延びる導電性のシャフト１４Ａと、導電性弾性層及び表面層が順にシャフト１４Ａの周囲に形成された帯電層１４Ｂと、を備えている。
【００３６】
シャフト１４Ａは、一例としてφ５〔ｍｍ〕とされ、従来品（φ６〔ｍｍ〕〜φ８〔ｍｍ〕）より細くされている。このように、シャフト１４Ａが細くされているため、帯電ロール１４が像保持体１２の表面に接触した状態で、シャフト１４Ａの中央側が撓み、像保持体１２との間で均一な圧接力（ニップ力）が確保されないことが考えられる。しかし、本実施形態の帯電ロール１４の帯電層１４Ｂは、回転軸方向の中央側が両端側に比して大径化され、所謂クラウン形状とされている。これにより、帯電ロール１４と像保持体１２との間には、均一な圧接力（ニップ力）が確保される。なお、各図に示す帯電層１４Ｂのクラウン形状については、容易に形状が把握されるように誇張して記載する。
【００３７】
なお、シャフト１４Ａの材質としては、一例として、快削鋼、ステンレス鋼等が用いられ、摺動性などの用途に応じ材質および表面処理方法は適時選択され、導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われる。
【００３８】
また、帯電ロール１４の帯電層１４Ｂを構成する導電性弾性層（図示省略）は、一例として、弾性を有するゴム等の弾性材を基材として、導電性弾性層の抵抗を調整するカーボンブラックやイオン導電材等の導電材、必要に応じて軟化剤、可塑剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカ及び炭酸カルシウム等の充填剤等、通常ゴムに添加され得る材料が必要に応じて加えられる。
【００３９】
通常ゴムに添加される材料を添加した混合物を、導電性のシャフト１４Ａの周面に被覆することにより帯電層１４Ｂを形成される。また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス剤に配合されるカーボンブラックやイオン導電剤のような、電子及びイオンの少なくとも一方を電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したものを用いることができる。また、帯電層１４Ｂの基材となる弾性材は、発泡体であってもよい。
【００４０】
帯電層１４Ｂの基材となる弾性材としては、一例として、ゴム材中に導電剤を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、及びこれらのブレンドゴム等が用いられる。
【００４１】
中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムおよびこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
【００４２】
また、導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の一例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末を用いることができる。また、イオン導電剤の一例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を用いることができる。
【００４３】
これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、電子導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、１〜６０質量部の範囲であることが好ましく、一方、イオン導電剤の場合は、ゴム材１００質量部に対して、０．１〜５．０質量部の範囲であることが好ましい。
【００４４】
帯電層１４Ｂを構成する表面層（図示省略）は、トナー等の異物による汚染の防止のためなどに形成しているものであり、表面層の材料としては、樹脂、ゴム等の何れを用いてもよく特に限定するものではない。一例として、ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロン、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を用いることができる。
【００４５】
このうち外添剤による汚れの観点から、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、共重合ナイロンが好ましく用いられる。共重合ナイロンは、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、の内のいずれか１種または複数種を重合単位として含むものであって、この共重合体に含まれる他の重合単位としては、６ナイロン、６６ナイロン等が挙げられる。ここで、６１０ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロンよりなる重合単位が共重合体中に含まれる割合は、重量比で合わせて１０％以上であることが好ましい。重合単位が１０％以上の場合は、調液性及び表面層塗布時における成膜性に優れるとともに、特に繰り返し使用時における樹脂層の磨耗や樹脂層への異物付着が少なく、ロールの耐久性が優れ、環境による特性の変化も少なくなる。
【００４６】
また、高分子材料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。当該高分子材料の数平均分子量は、１，０００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、１０，０００〜５０，０００の範囲であることがより好ましい。
【００４７】
さらに、表面層には導電性材料を含有させ、抵抗値を調整することができる。導電性材料としては、粒径が３μｍ以下であるものが望ましい。
【００４８】
また、抵抗値の調整を目的とした導電剤として、マトリックス剤に配合されるカーボンブラックや導電性金属酸化物粒子、あるいはイオン導電剤のような、電子及び／又はイオンを電荷キャリアとして電気伝導する材料を分散したものを用いることができる。
【００４９】
導電剤のカーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「スペシャルブラック３５０」、同「スペシャルブラック１００」、同「スペシャルブラック２５０」、同「スペシャルブラック５」、同「スペシャルブラック４」、同「スペシャルブラック４Ａ」、同「スペシャルブラック５５０」、同「スペシャルブラック６」、同「カラーブラックＦＷ２００」、同「カラーブラックＦＷ２」、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」等が用いられる。
【００５０】
カーボンブラックはｐＨ４．０以下であり、一般的なカーボンブラックに比べ、表面に存在する酸素含有官能基の効果により、樹脂組成物中への分散性がよく、ｐＨ４．０以下のカーボンブラックを配合することにより、帯電均一性をよくすることができ、さらに抵抗値の変動を小さくすることができる。
【００５１】
抵抗値を調整するための導電性粒子である導電性金属酸化物粒子は、酸化錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化亜鉛、アナターゼ型酸化チタン、ＩＴＯ等の導電性を有した粒子で、電子を電荷キャリアとする導電剤あれば何れも用いることができ、特に限定されるものではない。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を併用することもできる。また、本実施形態を阻害しない限り、何れの粒径であってもよいが、抵抗値調整及び強度の点より、好ましくは酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫、アナターゼ型酸化チタンであり、さらに、酸化錫、アンチモンドープがされた酸化錫が好ましい。
【００５２】
このような導電性材料によって抵抗制御を行うことにより、表面層の抵抗値は環境条件によって変化せず、安定な特性が得られる。
【００５３】
さらに、表面層には、フッ素系又はシリコーン系の樹脂が用いられている。特に、表面層は、フッ素変性アクリレートポリマーで構成されることが好ましい。また、表面層の中に微粒子を添加してもよい。これにより、表面層が疎水性となって帯電ロール１４への異物の付着が防止されるように作用する。また、アルミナやシリカのような絶縁性の粒子を添加して、帯電ロール１４の表面に凹凸を付与し、像保持体１２との摺擦時の負担を小さくして帯電ロール１４と像保持体１２相互の耐磨耗性を向上させることも可能である。
【００５４】
〔清掃装置〕
図１、図７に示されるように、帯電ロール１４を清掃する清掃装置５０は、帯電ロール１４の回転に伴って従動回転して帯電ロール１４を清掃する清掃部材５２と、清掃部材５２の一端部を支持する第一支持手段の一例としての第一支持装置５４と、清掃部材５２の他端部を支持する第二支持手段の一例としての第二支持装置５６とを備えている。
【００５５】
清掃部材５２は、帯電ロール１４の回転軸方向に沿って延びる回転軸部材５２Ａと、回転軸部材５２Ａの外周面に螺旋状に巻き付けられ、回転する帯電ロール１４と接触して帯電ロール１４を清掃する発泡体で形成された清掃部５２Ｂとを備えている。なお、清掃部としては、回転軸部材５２Ａの外周面に螺旋状に巻き付けたものではなく円筒状のものを用いてもよい。
【００５６】
なお、回転軸部材５２Ａは、アルミニウム、ステンレス、快削鋼等の金属が主に使用されており、摺動性、防錆性などの用途に応じ材質及び表面処理方法は適時選択される。導電性を有さない材質についてはメッキ処理など一般的な処理により加工され導電化処理が行われてもよく、もちろん非導電のまま使用してもよい。
【００５７】
また、清掃部５２Ｂの材質としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド又はポリプロピレン等の発泡性の樹脂又はＮＢＲ，ＥＰＤＭ，ＳＢＲ，シリコンゴム等より選択される。清掃部５２Ｂは、帯電ロール１４との従動摺擦により外添剤などの異物を効率的にクリーニングすると同時に、帯電ロール１４の表面に清掃部５２Ｂの擦れによるキズをつけないため、また、長期にわたり千切れや破損が生じないようにするため、引き裂き、引っ張りなどに強いポリウレタンが特に好ましく用いられる。
【００５８】
ポリウレタンとして特に限定するものではなく、ポリエステルポリオール、ポリーエテルポリエステルやアクリルポリールなどのポリオールと、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートや４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなどのイソシアネートの反応を伴っていれば良く、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパンなど鎖延長剤が混合されていることが好ましい。
【００５９】
また、水やアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物などの発泡剤を用いて発泡させるのが一般的である。さらに必要に応じて発泡助剤、整泡剤、触媒などの助剤を加えればよい。
【００６０】
清掃部５２Ｂを螺旋状にシートを巻き付ける構成であるため、発泡体を所望の厚さのシート状に加工した後、この発泡体シートに両面テープを張り付け、抜き型を使用して所望の幅及び長さの短冊状に加工する。この後、回転軸部材５２Ａ上に、短冊状シートに張力を掛けた状態で、一定の角度を維持し螺旋状に巻き付ける事で清掃部材５２が作成される。
【００６１】
図５、図６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、回転軸部材５２Ａの一端部（図中左端部）には、第一支持装置５４を構成し、回転軸部材５２Ａの回転軸方向に延びる円柱状であると共に、中心とは異なる位置で回転軸部材５２Ａの一端側に固定される第一円柱部材６０が設けられている。つまり、第一円柱部材６０は、偏心状態で回転軸部材５２Ａに固定されている。なお、第一円柱部材６０は、後述する第一支持部材６６との摺動性を考慮してＰＯＭ（ポリアセタール）材料にて成形されている。
【００６２】
また、図１（Ａ）（Ｂ）に示されるように、回転軸部材５２Ａの一端側には、第一支持装置５４を構成し、第一円柱部材６０を回転可能に支持する第一支持部材６６が設けられている。
【００６３】
直方体状とされた第一支持部材６６の一端部（図中上端部）には、帯電ロール１４のシャフト１４Ａを支持するＵ溝６６Ａが形成され、第一支持部材６６の他端部には、シャフト１４Ａを像保持体１２側に向けて付勢するバネ６８の端部が固定されている。
【００６４】
さらに、第一支持部材６６には、清掃部材５２が帯電ロール１４に対して近接離間する方向（以下単に近接離間方向と記載する）に延びる貫通孔６６Ｂが形成され、この貫通孔６６Ｂに第一円柱部材６０が挿入されることで、第一円柱部材６０は、第一支持部材６６に回転可能に支持されている。
【００６５】
一方、図５、図６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、回転軸部材５２Ａの他端部（図中右端部）には、第二支持装置５６を構成し、回転軸部材５２Ａの回転軸方向に延びる円柱状であると共に、中心とは異なる位置で回転軸部材５２Ａの他端側に固定される第二円柱部材６２が設けられている。回転軸部材５２Ａの回転軸方向から見て、この第二円柱部材６２は、第一円柱部材６０とは重ならないように、回転軸部材５２Ａに固定されている。
【００６６】
具体的には、図６（Ａ）に示されるように、一の方向から見ると、第一円柱部材６０及び第二円柱部材６２は、回転軸部材５２Ａと同軸線上に配置され、図６（Ｂ）に示されるように、一の方向に対して直交する直交方向から見ると、第一円柱部材６０及び第二円柱部材６２は、回転軸部材５２Ａの軸線を境に反対側に配置されている。つまり、偏心状態で回転軸部材５２Ａに固定されている第二円柱部材６２の偏心方向（図中矢印Ｅ）は、第一円柱部材６０が偏心している方向（図中矢印Ｄ）に対して逆方向とされている。なお、第二円柱部材６２は、第一円柱部材６０と同様に、後述する第二円柱部材６２との摺動性を考慮しＰＯＭ（ポリアセタール）にて成形されている。
【００６７】
また、図１（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、回転軸部材５２Ａの他端側には、第二支持装置５６を構成し、第二円柱部材６２を回転可能に支持する第二支持部材７０が設けられている。
【００６８】
直方体状とされた第二支持部材７０の一端部（図中上端部）には、第一支持部材６６と同様に、帯電ロール１４のシャフト１４Ａを支持するＵ溝７０Ａが形成されており、第二支持部材７０の他端部には、シャフト１４Ａを像保持体１２側に向けて付勢するバネ７２の端部が固定されている。
【００６９】
また、第二支持部材７０には、近接離間方向に延びる貫通孔７０Ｂが形成され、この貫通孔７０Ｂに第二円柱部材６２が挿入されることで、第二円柱部材６２は、第二支持部材７０に回転可能に支持されている。
【００７０】
以上の構成により、図１（Ｂ）に示されるように、回転軸部材５２Ａが、シャフト１４Ａと平行に配置される状態では、クラウン形状とされた帯電層１４Ｂの頂点Ｆと、清掃部５２Ｂとが接触し、清掃部５２Ｂが一定量圧縮されるようになっている。
【００７１】
（要部構成の作用）
次に、要部構成の作用について説明する。
【００７２】
図１に示されるように、回転軸方向及び近接離間方向に対して直交する方向（以下軸線直交方向と言う）をから見て、清掃部材５２の回転軸部材５２Ａとシャフト１４Ａとが平行に配置される状態（図１（Ｂ）参照）では、清掃部５２Ｂが、クラウン形状とされた帯電層１４Ｂの頂点Ｆと対向する位置では、清掃部５２Ｂが頂点Ｆと接触して一定量圧縮されている。
【００７３】
この際、貫通孔６６Ｂ内の回転軸部材５２Ａは、第一円柱部材６０の中心に対して図１（Ｂ）の手前方向に偏心している（図１（Ａ）矢印−Ｊ方向に偏心している）。
【００７４】
一方、貫通孔７０Ｂ内の回転軸部材５２Ａは、第二円柱部材６２の中心に対して図１（Ｂ）の奥側方向に偏心している（図１（Ｃ）矢印＋Ｊ方向に偏心している）。
【００７５】
この状態で、像保持体１２を回転させると、像保持体１２の回転に伴って帯電ロール１４が従動回転する。さらに、帯電ロール１４の回転に伴って清掃部材５２が従動回転する。清掃部材５２が回転すると、回転軸部材５２Ａの一端側の第一円柱部材６０、及び回転軸部材５２Ａの他端側の第二円柱部材６２が回転する。
【００７６】
図２に示されるように、貫通孔６６Ｂ内の第一円柱部材６０が回転すると、回転軸部材５２Ａは、第一円柱部材６０の中心に対して図中の下側方向に偏心する（図２（Ａ）矢印−Ｈ方向に偏心する）。
【００７７】
一方、貫通孔７０Ｂ内の第二円柱部材６２が回転すると、回転軸部材５２Ａは、第二円柱部材６２の中心に対して図中の上側方向に偏心する（図２（Ｃ）矢印＋Ｈ方向に偏心する）。
【００７８】
このように、回転軸部材５２Ａの一端部の移動が、他端部の移動に対して逆位相とされ、回転する清掃部材５２は、帯電ロール１４に対して傾く。傾いた清掃部５２Ｂは、帯電層１４Ｂの頂点Ｆに対して図中右側の帯電層１４Ｂの傾斜面と接触し、図中右側の傾斜面が清掃される。
【００７９】
さらに、清掃部材５２が回転すると、図３に示されるように、貫通孔６６Ｂ内の回転軸部材５２Ａは、第一円柱部材６０の中心に対して前述した奥側方向（図中矢印＋Ｊ方向）に偏心する（図３（Ａ）参照）。
【００８０】
一方、貫通孔７０Ｂ内の回転軸部材５２Ａは、第二円柱部材６２の中心に対して前述した手前側方向（図中矢印−Ｊ方向）に偏心する（図３（Ｃ）参照）。
【００８１】
これにより、前述した軸線直交方向から見て、回転する清掃部材５２の回転軸部材５２Ａが、シャフト１４Ａと平行に配置され（図３（Ｂ）参照）、清掃部５２Ｂが、クラウン形状とされた帯電層１４Ｂの頂点Ｆと接触する。
【００８２】
さらに、清掃部材５２が回転すると、図４に示されるように、貫通孔６６Ｂ内の回転軸部材５２Ａは、第一円柱部材６０の中心に対して図中の上側方向に偏心する（図４（Ａ）矢印＋Ｈ方向に偏心する）。一方、貫通孔７０Ｂ内の第二円柱部材６２が回転すると、回転軸部材５２Ａは、第二円柱部材６２の中心に対して図中の下側方向に偏心する（図４（Ｃ）矢印−Ｈ方向に偏心する）。
【００８３】
このように、回転軸部材５２Ａの一端部の移動が、他端部の移動に対して逆位相とされ、回転する清掃部材５２は、帯電ロール１４に対して傾く。傾いた清掃部５２Ｂは、帯電層１４Ｂの頂点Ｆに対して図中左側の帯電層１４Ｂの傾斜面と接触し、図中左側の傾斜面が清掃される。
【００８４】
さらに、清掃部材５２が回転すると、図１に示されるように、軸線直交方向から見て、清掃部材５２の回転軸部材５２Ａが、シャフト１４Ａと平行に配置される状態となる。
【００８５】
このように、清掃部材５２を回転させることで、以上説明した動作が順に生じる。つまり、回転する清掃部材５２は、クラウン形状とされた帯電層１４Ｂの頂点Ｆを中心に揺動して、図１（Ｂ）に示す帯電層１４Ｂの右側の傾斜面と、図１（Ｂ）に示す帯電層１４Ｂの左側の傾斜面とに交互に接触する。
【００８６】
これにより、帯電層１４Ｂの両側の傾斜面に付着したトナーや外添剤などの汚れが、清掃部５２Ｂ側へ移行又は掻き出され、帯電ロール１４の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラが抑制される。
【００８７】
ここで、実施例としての清掃部材５２と、比較例としての清掃部材を用いて、帯電ロールに対する清掃性能の評価を行なった。
【００８８】
〔実施例１〕
［帯電ロール］
エピクロルヒドリンゴム１００質量部にイオン導電剤ＰＥＬ−１００（日本カーリット社製）３質量部を添加して十分混練した後、これを押し出して成形したものを、シャフト１４Ａとしての、φ５〔ｍｍ〕（Ｌ＝２４５ｍｍ）のＳＵＭ−Ｎｉシャフト（快削鋼（新日鉄ＳＵＭ２４ＥＺ）にＮｉメッキを施したもの）に挿入した。
【００８９】
この状態で、プレス成形機にて加硫をおこなった後、研磨によって加工を行い、端部外径φ６．９０〔ｍｍ〕、中央部外径φ７．０５〔ｍｍ〕（クラウン量１５０μｍ）とした。その後、この表面に浸漬コーティング方法によってフッ素系樹脂を、膜厚５μｍでコーティングして帯電層１４Ｂを得た。
【００９０】
このような工程で得られた帯電ロール１４を評価に用いた。
【００９１】
［清掃部材・円柱部材］
ポリエーテルとイソシアネートを混合し、得られたウレタン樹脂を加熱硬化させ、３次元網目構造からなるウレタン材料（ＩＮＯＡＣ社製ＳＭ５５）を□１２〔ｍｍ〕の角材に加工した。両端部をφ３〔ｍｍ〕の段付としたφ４〔ｍｍ〕の快削鋼（新日鉄ＳＵＭ２４ＥＺ）にＮｉメッキを施した回転軸部材５２Ａのφ４部にホットメルト型の接着剤を塗布したものを前述した角材に挿入して加熱接着の後、研削加工によりウレタン部分（清掃部５２Ｂ）の外径がφ６〔ｍｍ〕のロール形状となるように加工した。
【００９２】
このような工程で得られた清掃部材５２を評価に用いた。このように、実施例１の清掃部５２Ｂとしては、回転軸部材５２Ａの外周面にスポンジ材を螺旋状に巻き付けたものではなく円筒状のものを用いた。
【００９３】
この後に中心が０．１５〔ｍｍ〕偏心した外径４．５〔ｍｍ〕の第一円柱部材６０（ＰＯＭ製の樹脂キャップ）を回転軸部材５２Ａの一端側（φ３〔ｍｍ〕の部分）に圧入した。一方、第一円柱部材６０と同一形状の第二円柱部材６２を、回転軸部材５２Ａの他端側（φ３〔ｍｍ〕の部分）に、第一円柱部材６０に対して１８０度位相をずらして圧入した。
【００９４】
また、軸線直交方向から見て、シャフト１４Ａと回転軸部材５２Ａとが平行に配置された状態で、清掃部５２Ｂの帯電ロール１４への食い込み量が０．３ｍｍとなる位置でシャフト１４Ａと回転軸部材５２Ａとの軸間距離を決めた。つまり、この食い込み量の場合には、軸方向に亘って、清掃部５２が帯電層１４Ｂに接触していることとなる。
【００９５】
〔実施例２〕
［帯電ロール］
帯電ロール１４には、実施例１と同じものを用いた。
【００９６】
［清掃部材・円柱部材］
実施例１で用いたものに対して、第一円柱部材６０及び第二円柱部材６２の偏心量を０．１５〔ｍｍ〕から０．０５〔ｍｍ〕へ変更したものを用いた。他の仕様については、実施例１と同様とした。
【００９７】
〔比較例（従来例）〕
［帯電ロール］
帯電ロール１４には、実施例１と同じものを用いた。
【００９８】
［清掃部材］
実施例１で用いたものに対して、回転軸部材の両端部に形成されたφ３〔ｍｍ〕の段付を廃止し、さらに、回転軸部材の軸線と第一円柱部材及び第二円柱部材の軸線を同一線上とした（偏心量を０〔ｍｍ〕とした）。
【００９９】
また、清掃部材の回転軸部材を帯電ロールのシャフトと平行し、清掃部の帯電ロールへの食い込み量が０．３ｍｍとなる位置でシャフトと回転軸部材との軸間距離を決めた。
【０１００】
〔評価方法〕
実施例１、実施例２及び比較例に係る帯電ロール及び清掃部材を、ＤＥＬＬ製Ｃ３１１０ｃｎのプロセスカートリッジに組み込みこんだ。このプロセスカートリッジをＤＥＬＬ製Ｃ３１１０Ｃｃｎに取り付けて連続印字テストを実施した。
【０１０１】
なお、実施例１、実施例２の清掃部材５２については、実施形態で説明したように揺動可能となるように支持し、比較例の清掃部材については、揺動しないように支持した。
【０１０２】
また、実施例１、実施例２及び比較例の帯電ロールのシャフトの両端については、バネを用いて４．５〔Ｎ〕の力で像保持体（電子写真感光体）に押しつけた。
【０１０３】
さらに、Ａ４用紙上の領域を用紙送り方向と平行に４分割した４つの領域にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色５％の画像密度（画像１枚当たりの画像存在率）を作像したチャートを、まず室温２２℃湿度５５％ＲＨの環境下で１０００枚、次いで室温１０℃湿度１５％ＲＨの環境下で２０００枚、さらに室温２８℃で湿度８５％ＲＨの環境下で２０００枚、最後に室温２２℃湿度５５％ＲＨの環境下で１０００枚の合計８０００枚出力し、８０００枚出力後の帯電ロールの表面の汚染状態を評価した。
【０１０４】
評価方法としては目視や拡大観察を実施したが、帯電ロール表面の汚染状態を定量化するために、汚染状態を観察した後に図１１に示す装置を用いて評価を行なった。具体的には、室温２２℃で湿度５５％ＲＨ環境下にて、図１１に示されるように、幅（紙面奥行方向の長さ）５〔ｍｍ〕のベアリング電極９０に１００〔Ｖｄｃ〕の電圧を印加しながら、ベアリング電極９０を１０〔ｍｍ／ｓ〕の速度で帯電ロールの表面の一端部から他端部まで移動させた。この移動の際に流れる電流値を採取して抵抗値に換算した。抵抗値が大きいほど、帯電ロールの表面が汚染されていることになる。
【０１０５】
また、電流値については、帯電ロールを固定して採取（０度で採取）した後、帯電ロールをシャフト周りに１８０度回転させて再度採取（１８０度で採取）した。
【０１０６】
〔評価結果〕
目視及び拡大観察の結果としては、実施例１、２に係る帯電ロール１４の表面は、比較例に係る帯電ロールの表面より、汚染されていなかった。
【０１０７】
また、図１２には、装置（図１１参照）を用いて実施例１に係る帯電ロール１４を評価した結果が記載され、図１３には、装置（図１１参照）を用いて実施例２に係る帯電ロール１４を評価した結果が記載され、図１４には、装置（図１１参照）を用いて比較例に係る帯電ロールを評価した結果が記載されている。
【０１０８】
各図に示すグラフの縦軸は、抵抗値〔Ｌｏｇ−Ω〕を示し、横軸は、帯電ロールの軸方向の一端部を０〔ｍｍ〕とした測定位置を示す。さらにグラフ中の実線は、０度で採取した抵抗値を示し、破線は、１８０度で採取した抵抗値を示す。
【０１０９】
図１２に示されるように、実施例１の帯電ロール１４では、帯電ロール１４の中央側と両端側との抵抗値の差が、図１４に示す比較例の帯電ロールに比して小さく、帯電ロール１４の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラが抑制されていることが分かる。
【０１１０】
また、図１３に示されるように、実施例２の帯電ロール１４でも、帯電ロール１４の中央側と両端側との抵抗値の差が、図１４に示す比較例の帯電ロールに比して小さく、帯電ロール１４の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラが抑制されていることが分かる。
【０１１１】
以上の評価結果からも分かるように、本実施形態では、帯電ロール１４の帯電層１４Ｂが、所謂クラウン形状とされる場合であっても、帯電ロール１４の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラが抑制される。
【０１１２】
また、回転軸部材５２Ａの一端部の移動と、他端部の移動との位相のずれを逆位相とすることで、逆位相とされていない場合と比して、回転する清掃部材５２がクラウン形状とされた帯電層１４Ｂの頂点Ｆを中心に効果的に揺動する。これにより、帯電ロール１４の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラが効果的に抑制される。
【０１１３】
また、偏心状態の第一円柱部材６０及び第二円柱部材６２を用いることで、簡易な構成で、回転軸部材５２Ａの一端部の移動と、他端部の移動との位相がずらされる。
【０１１４】
また、帯電ロール１４の回転軸方向に沿って生じる清掃ムラが抑制されることで、像保持体の表面の回転軸方向に沿って生じる帯電ムラが抑制される。
【０１１５】
また、像保持体の表面が回転軸方向に沿ってムラなく帯電することで、像保持体の表面に形成されるトナー画像の回転軸方向に沿って生じる帯電ムラに起因した濃度ムラが抑制される。
【０１１６】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、プロセスカートリッジ１８については、像保持体１２と、帯電装置３４と、現像装置２４とを含んで構成されたが、像保持体１２と帯電装置３４とを含んでいればよく、他の装置については含まない構成であってもよい。
【０１１７】
また、上記実施形態では、清掃部材５２の清掃部５２Ｂは、回転軸部材５２Ａの外周面に螺旋状に巻き付けられる構成としたが、特にこの構成に限定されることなく、清掃部が筒状等であってもよい。
【０１１８】
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、第一円柱部材６０及び第二円柱部材６２と、回転軸部材５２Ａとの固定について、より確実に空回転を防止するために、回転軸部材にＤカットやキー溝を形成させ、この形状に噛み合わせるように、第一円柱部材及び第二円柱部材を回転軸部材に固定してもよい。
【符号の説明】
【０１１９】
１０        画像形成装置
１２        像保持体
１４        帯電ロール（帯電部材及び被清掃体としての一例）
１６        露光装置
１８        プロセスカートリッジ（像保持体装置の一例）
２４        現像装置
３４        帯電装置
５０        清掃装置
５２Ａ      回転軸部材
５２Ｂ      清掃部
５２        清掃部材
５４        第一支持装置（第一支持手段の一例）
５６        第二支持装置（第二支持手段の一例）
６０        第一円柱部材
６２        第二円柱部材
６６        第一支持部材
７０        第二支持部材
【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】
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【図１０】
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【図１１】
0005845904.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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