(57)【要約】【課題】中間転写ベルト上のトナーを電気泳動により十分に移動させるに足り、またベルト駆動に応じた接触面積の変動が抑制されたニップ部を確保する。【解決手段】電気泳動によりトナーを移動可能な液体現像剤の液層を形成できるだけのニップ部Ｔ３を確保すべく、クリーニングローラ３１により中間転写ベルト２１を外側から内側に押し込ませて中間転写ベルト２１を屈曲させる。こうすると、クリーニングローラ３１に対する中間転写ベルト２１の巻き付き量が増し、ニップ部Ｔ３のニップ長さを中間転写ベルト２１上のトナーを電気泳動により移動させ得る長さにできる。クリーニングローラ３１は、中間転写ベルト２１を張架するアイドラローラ８０と駆動ローラ２３とに対して変位しないよう、中間転写ベルト２１の外周側に固定される。これらの固定されたローラに中間転写ベルト２１が屈曲されることで、ベルト駆動時にニップ部Ｔ３の接触面積に変動が生じ難い。【選択図】図５
2019109418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面に接触する接触部を形成し、前記ベルト部材との間に生じる電位差に応じて前記ベルト部材から液体現像剤を介してトナーが移動される外ローラと、
前記ベルト部材を介して前記外ローラに当接する内ローラと、
前記ベルト部材の移動方向に関して、前記外ローラ及び前記内ローラよりも下流側で前記ベルト部材を最初に張架する第一ローラと、
前記ベルト部材の移動方向に関して、前記外ローラ及び前記内ローラよりも上流側で前記ベルト部材を最初に張架する第二ローラと、を備え、
前記外ローラと前記第一ローラ及び前記第二ローラは、回転可能に固定して設けられ、
前記第一ローラと前記第二ローラの少なくとも一方のローラは、前記外ローラの回転中心と前記内ローラの回転中心を結んだ直線と前記内ローラとの交点における接線に対して、前記外ローラと同じ側に設けられている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記接触部は、前記ベルト部材の移動方向の異なる位置にそれぞれ第一接触部と第二接触部とを有し、
前記第一接触部は、前記内ローラが接触し、
前記第二接触部は、前記内ローラが非接触であり、
前記第一接触部における前記移動方向の中央位置は、前記接触部における前記移動方向の中央位置よりも下流側に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記外ローラは、トナーの移動度をμ（ｍ２／（Ｖ×ｓ））、電圧の印加に伴い前記接触部に生じる電界の強さをＥ（Ｖ／ｍ）、前記ベルト部材の回転速度をＰ（ｍ／ｓ）、前記接触部における液体現像剤の液厚をｄ（μｍ）とした場合に、前記接触部の前記移動方向長さＬ（ｍ）が、
（μ×Ｅ）×（Ｌ／Ｐ）＞ｄ
を満たすように前記ベルト部材を巻き付かせる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記外ローラは、金属ローラである、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記外ローラは、前記ベルト部材に対し３０Ｎ以上３００Ｎ以下の接触圧で接触する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記外ローラは、直径が４０ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルト部材は、前記外ローラに対し４５°未満の巻き付き角で巻き付く、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ベルト部材は、厚さが１ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
感光体と、
前記感光体に形成されるトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に二次転写する転写部材と、
電圧の印加に応じて前記中間転写ベルト上に二次転写後に残るトナーを除去するクリーニングローラと、を備え、
前記ベルト部材は、前記中間転写ベルトであり、
前記外ローラは、前記クリーニングローラである、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
感光体と、
前記感光体に形成されるトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録材に二次転写する二次転写ベルトと、
電圧の印加に応じて前記二次転写ベルト上のトナーを除去するクリーニングローラとを備え、
前記ベルト部材は、前記二次転写ベルトであり、
前記外ローラは、前記クリーニングローラである、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記内ローラは第一内ローラであり、
前記第一ローラは、前記ベルト部材の外周面に当接され、
前記ベルト部材の内周面に当接され、前記ベルト部材を介して前記第一ローラに対向する第二内ローラを備え、
前記第一ローラと前記第二内ローラとの間の電位差により前記ベルト部材から液体現像剤を介してトナーが移動される、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
外周面にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の外周面に接触する接触部を形成し、前記ベルト部材との間に生じる電位差に応じて前記ベルト部材から液体現像剤を介してトナーが移動される外ローラと、
前記ベルト部材と当接する位置が、前記ベルト部材の移動方向に関して前記接触部と重ならない位置に配置され、前記接触部よりも下流側で前記ベルト部材を最初に張架する第一ローラと、
前記ベルト部材と当接する位置が、前記ベルト部材の移動方向に関して、前記接触部と重ならない位置に配置され、前記接触部よりも上流側で前記ベルト部材を最初に張架する第二ローラと、を備え、
前記外ローラと前記第一ローラ及び前記第二ローラは、回転可能に固定して設けられ、
前記第一ローラと前記第二ローラの少なくとも一方のローラは、前記ベルト部材の移動方向に関する前記接触部の中央位置における前記外ローラの接線に対して、前記外ローラと同じ側に設けられている、
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、液体現像剤を用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光ドラム上に形成された静電潜像をトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を用いてトナー像に現像して、現像したトナー像を転写ドラムに一次転写し、さらに転写ドラムに一次転写したトナー像を記録材に二次転写する画像形成装置が知られている。液体現像剤を用いた装置では、二次転写後に転写ドラム上に残るトナーを除去するために、クリーニングローラが転写ドラムに当接されている（特許文献１）。トナーは、クリーニングローラと転写ドラムとが当接して形成されるニップ部において、クリーニングローラへの電圧印加に伴い形成される電界に従って転写ドラムからクリーニングローラへと液体現像剤を介して移動する（所謂、電気泳動）。そして、クリーニングローラに移動したトナーは、クリーニングローラを摺擦するクリーニングブレードによって液体現像剤と共に取り除かれる。
【０００３】
そして、液体現像剤でなく乾式現像剤を用いる画像形成装置であるが、中間転写ベルトからトナーを除去するために、一対のローラとしてベルト内側に対向ローラ、ベルト外側にクリーニングローラを配設した画像形成装置が提案されている（特許文献２）。この装置では、クリーニングローラに中間転写ベルトが巻付くように、対向ローラとクリーニングローラとに挟持される中間転写ベルトをベルト内側に屈曲させるように張架させ、クリーニングローラが対向ローラ側に押し付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５８９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−３１８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、液体現像剤を用いる画像形成装置の場合、中間転写ベルトからトナーを十分に除去できないことがあった。そこで、クリーニング性を向上させるために、対向ローラとクリーニングローラとに挟持される中間転写ベルトをベルト内側に屈曲させるように張架させることが考えられる。しかしながら、従来のように中間転写ベルトをベルト内側に屈曲させた場合には、中間転写ベルトの駆動に伴い、ニップ部の大きさ（接触面積）が変動してしまい、安定してトナーを除去できなくなる虞があった。そこで、液体現像剤を用いる画像形成装置において、クリーニングローラに中間転写ベルトが巻付くように張架された場合でも、中間転写ベルトとクリーニングローラの接触面積の変動を抑制可能な装置が望まれていたが、そのような装置は未だ提案されていない。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、液体現像剤を用いる画像形成装置において、クリーニングローラに中間転写ベルトが巻付くように張架された場合でも、中間転写ベルトとクリーニングローラの接触面積の変動を抑制可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、外周面にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に接触する接触部を形成し、前記ベルト部材との間に生じる電位差に応じて前記ベルト部材から液体現像剤を介してトナーが移動される外ローラと、前記ベルト部材を介して前記外ローラに当接する内ローラと、前記ベルト部材の移動方向に関して、前記外ローラ及び前記内ローラよりも下流側で前記ベルト部材を最初に張架する第一ローラと、前記ベルト部材の移動方向に関して、前記外ローラ及び前記内ローラよりも上流側で前記ベルト部材を最初に張架する第二ローラと、を備え、前記外ローラと前記第一ローラ及び前記第二ローラは、回転可能に固定して設けられ、前記第一ローラと前記第二ローラの少なくとも一方のローラは、前記外ローラの回転中心と前記内ローラの回転中心を結んだ直線と前記内ローラとの交点における接線に対して、前記外ローラと同じ側に設けられている、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、外周面にトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材の外周面に接触する接触部を形成し、前記ベルト部材との間に生じる電位差に応じて前記ベルト部材から液体現像剤を介してトナーが移動される外ローラと、前記ベルト部材と当接する位置が、前記ベルト部材の移動方向に関して前記接触部と重ならない位置に配置され、前記接触部よりも下流側で前記ベルト部材を最初に張架する第一ローラと、前記ベルト部材と当接する位置が、前記ベルト部材の移動方向に関して、前記接触部と重ならない位置に配置され、前記接触部よりも上流側で前記ベルト部材を最初に張架する第二ローラと、を備え、前記外ローラと前記第一ローラ及び前記第二ローラは、回転可能に固定して設けられ、前記第一ローラと前記第二ローラの少なくとも一方のローラは、前記ベルト部材の移動方向に関する前記接触部の中央位置における前記外ローラの接線に対して、前記外ローラと同じ側に設けられている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液体現像剤を用いる画像形成装置において、回転自在に固定された外ローラを含む複数のローラによって、外ローラにベルト部材を巻き付かせてニップ部が形成される。これにより、クリーニングローラに中間転写ベルトが巻付くように張架された場合でも、ベルト部材とクリーニングローラの接触面積の変動を抑制することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】ベルトクリーニング装置の概要を説明する図であり、（ａ）はベルトクリーニング装置の構成を示す概略図、（ｂ）はニップ部を示す拡大図。
【図３】ベルトの厚さとニップ長さとの関係を示すグラフ。
【図４】トナーの電気泳動について説明する図。
【図５】第一実施形態のベルトクリーニング装置を示す概略図。
【図６】電界の強さとニップ長さとの関係を示すグラフ。
【図７】第二実施形態のベルトクリーニング装置について説明する図であり、（ａ）は対向ローラとクリーニングローラの配置を示す模式図、（ｂ）はニップ部を示す拡大図。
【図８】対向ローラとクリーニングローラのオフセットについて説明する模式図。
【図９】第三実施形態の二次転写ユニットを示す概略図。
【図１０】第四実施形態の二次転写ユニットを示す概略図。
【図１１】第五実施形態の二次転写ユニットを示す概略図。
【図１２】第六実施形態の二次転写ユニットを示す概略図。
【図１３】他の実施形態のベルトクリーニング装置について説明する図であり、（ａ）は対向ローラとクリーニングローラの配置を示す模式図、（ｂ）はニップ部を示す拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第一実施形態］
＜画像形成装置＞
第一実施形態について説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の構成について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１０は、複数の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫを配列したタンデム構成の中間転写方式のフルカラープリンタである。本実施形態の場合、複数の画像形成部ＵＹ〜ＵＫの重力方向下方に、中間転写ユニット２０が配設されている。
【００１２】
中間転写ユニット２０は、ベルト部材として無端状の中間転写ベルト２１、一次転写ローラ２２Ｙ〜２２Ｋ、駆動ローラ２３、テンションローラ２４、二次転写内ローラ２５、アイドラローラ８０とを備えている。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２３、テンションローラ２４、二次転写内ローラ２５、アイドラローラ８０等に掛け渡して支持され、駆動ローラ２３に駆動されて図１の矢印Ｒ２方向に回転する。本実施形態において、アイドラローラ８０は、中間転写ベルト２１の内周側に回転自在に固定され、中間転写ベルト２１を張架する。他方、駆動ローラ２３は、中間転写ベルト２１の内周側に回転自在に固定され、二次転写内ローラ２５よりも中間転写ベルト２１の移動方向下流で中間転写ベルト２１を張架する。
【００１３】
画像形成部ＵＹ〜ＵＫは、中間転写ベルト２１の移動方向（図１の矢印Ｒ２方向）に沿って配列されている。画像形成部ＵＹでは、感光ドラム１１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２１に転写される。画像形成部ＵＭでは、感光ドラム１１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２１に転写される。画像形成部ＵＣ、ＵＫでは、それぞれ感光ドラム１１Ｃ、１１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２１に転写される。中間転写ベルト２１に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括転写される。本実施形態において、中間転写ベルト２１はトナーとキャリア液とを含む液体現像剤を担持して回転する。
【００１４】
画像形成部ＵＹ〜ＵＫは、被供給部としての現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。そこで、以下では、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、画像形成部ＵＹ〜ＵＫの構成及び動作を説明する。
【００１５】
画像形成部Ｕでは、感光体としての感光ドラム１１を囲むように、一次帯電器１２、露光装置１３、現像装置４、ドラムクリーニング装置１４が配置されている。画像形成部Ｕは、一次転写ローラ２２によって感光ドラム１１と中間転写ベルト２１との間にトナー像の一次転写部Ｔ１が形成されるように、感光ドラム１１が中間転写ベルト２１を挟み一次転写ローラ２２に対向する位置に配置されている。感光ドラム１１は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されており、所定のプロセススピードで図１の矢印Ｒ１方向に回転される。
【００１６】
一次帯電器１２は、例えばコロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１１を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置１３は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１１の表面に画像の静電潜像を書き込む。この静電潜像は、現像装置４によりトナー像として現像される。
【００１７】
現像装置４には、分散媒であるキャリア液に分散質である粉体のトナーを分散させた液体現像剤が収容されている。現像装置４には、不図示のミキサから液体現像剤が供給される。ミキサから現像装置４へ供給された液体現像剤は、現像装置４内においてコートローラ４ａによって、現像ローラ４ｂにコートされ（供給され）、現像に用いられる。現像ローラ４ｂは、表面に液体現像剤を担持して搬送し、感光ドラム１１上に形成された静電潜像をトナーで現像する。こうしたコートローラ４ａから現像ローラ４ｂへの液体現像剤のコート、及び現像ローラ４ｂから感光ドラム１１上の静電潜像の現像は、それぞれ電界を用いて行われる。なお、現像に供されなかった液体現像剤は現像装置４からミキサに戻され再利用される。
【００１８】
一次転写ローラ２２によって形成された一次転写部Ｔ１では、感光ドラム１１上に形成されたトナー像が電界を用いて中間転写ベルト２１に一次転写される。一次転写後に感光ドラム１１上に残留した液体現像剤（トナーとキャリア液）は、ドラムクリーニング装置１４によって回収される。
【００１９】
中間転写ベルト２１に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２では、転写部材としての二次転写外ローラ２６に二次転写電圧が印加されることで、トナー像が中間転写ベルト２１から記録材Ｐへ二次転写される。記録材Ｐは、二次転写ユニット５０により二次転写部Ｔ２へ搬送される。二次転写後に中間転写ベルト２１に残留したトナー（残留トナー）は、ベルトクリーニング装置３０によってキャリア液と一緒に除去される。ベルトクリーニング装置３０については、後述する（図２（ａ）参照）。
【００２０】
＜二次転写ユニット＞
二次転写ユニット５０は、二次転写ベルト５１、二次転写外ローラ２６、分離ローラ５３、アイドラローラ５４、ベルト駆動ローラ５６、二転クリーニング装置３０Ａを有する。二次転写ユニット５０は、二次転写ベルト５１に担持された記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する際にトナー像を二次転写する。
【００２１】
二次転写ベルト５１は無端ベルト状に形成され、二次転写外ローラ２６、分離ローラ５３、アイドラローラ５４、ベルト駆動ローラ５６に張架されている。二次転写ベルト５１は、ベルト駆動ローラ５６によって中間転写ベルト２１に同期して図中矢印Ｒ４方向に回転され、記録材Ｐを二次転写部Ｔ２を通過させて定着装置（不図示）へ搬送する。ベルト駆動ローラ５６は、アイドラローラ５４よりも二次転写ベルト５１の移動方向下流で二次転写ベルト５１を張架する。二次転写ベルト５１は、樹脂ベルトが採用される。具体的にはポリイミドで構成されている。
【００２２】
二次転写外ローラ２６は、中間転写ベルト２１及び二次転写ベルト５１を介して二次転写内ローラ２５に圧接して、中間転写ベルト２１と二次転写ベルト５１との間で二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写外ローラ２６には、不図示の高圧電源によりトナーと逆極性の二次転写電圧が印加され、これに応じて二次転写部Ｔ２に転写電界が生じる。この転写電界に応答して、中間転写ベルト２１に担持されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像は、記録材Ｐへ一括二次転写される。
【００２３】
分離ローラ５３は、二次転写部Ｔ２よりも二次転写ベルト５１の移動方向下流で二次転写ベルト５１から記録材Ｐを分離させる。具体的には、二次転写ベルト５１上の記録材Ｐは分離ローラ５３に到達した後、分離ローラ５３の周面に沿った二次転写ベルト５１の湾曲面で二次転写ベルト５１から曲率分離する。本実施形態の場合、分離ローラ５３は不図示の加圧ばねの付勢力によって二次転写ベルト５１を内側から外側に向かって付勢することで、二次転写ベルト５１に所定の張力を付与している。つまり、分離ローラ５３はテンションローラを兼ねる。
【００２４】
二次転写ベルト５１から曲率分離された記録材Ｐは、不図示の定着装置へ搬送され、定着装置によって記録材Ｐにトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材Ｐは、装置本体外（機外）へ排出される。そして、二次転写部Ｔ２の通過後に、二次転写ベルト５１上のトナーが二転クリーニング装置３０Ａによって除去される。二転クリーニング装置３０Ａについては、後述する（図９乃至図１２参照）。
【００２５】
＜液体現像剤＞
次に、現像装置４Ｙ〜４Ｋで用いる液体現像剤について説明する。液体現像剤としては、従来から使用されている液体現像剤を用いてもよいが、本実施形態では、紫外線硬化型の液体現像剤を用いる。
【００２６】
液体現像剤は、カチオン重合性液状モノマー、光重合開始剤、カチオン重合性液状モノマーに不溶なトナー粒子を含む紫外線硬化型液体現像剤である。また、カチオン重合性液状モノマーがビニルエーテル化合物であり、光重合開始剤が、次の一般式（化１）で表される化合物である。
【００２７】
【化１】
2019109418.tif 000003
【００２８】
より具体的に説明する。まず、トナー粒子は、色を発する色材をトナー樹脂で内包している。また、トナー樹脂と色材とともに、帯電制御剤等、他の材料を含有してもよい。トナー粒子の製造方法としては、色材を分散させ、樹脂を徐々に重合内包させるコアシェルベーションや、樹脂等を溶融させ、色材を樹脂内部へ内包させる内粉砕法などの公知技術を用いてもよい。トナー樹脂は、エポキシ、スチレンアクリル系等を用いている。色を発する色材は、一般有機無機顔料でよい。また、製造上、トナー分散性を高めるため、分散剤を用いているが、シナジストも可能である。
【００２９】
キャリア液である硬化性液体は、トナー表面の電荷をもたせる荷電制御剤と、紫外線であるＵＶ照射で酸を発生する光重合剤、さらに酸により結合するモノマーで構成されている。モノマーは、カチオン重合反応により、ポリマー化するビニルエーテル化合物である。また、光重合剤とは別に、増感剤を含有してもよい。光重合により、保存性が低下するため、カチオン重合禁止剤を１０〜５０００ｐｐｍ入れてもよい。他に、帯電制御補助剤、他添加材等を用いる場合もある。
【００３０】
この現像剤の紫外線硬化剤(モノマー)は、化学式（化２）で表されるビニルエーテル基が一つある一官能モノマーが約１０％(重量％)と、化学式（化３）で表されるビニルエーテル基が二つある二官能モノマーを約９０％混合したものである。
【００３１】
【化２】
2019109418.tif 000004
【００３２】
【化３】
2019109418.tif 000005
【００３３】
光重合開始剤としては下記の（化４）で表されるものを０．１％混合している。この光重合開始剤を用いることにより、良好な定着を可能としつつも、イオン性の光酸発生剤を用いる場合と異なり、高抵抗な液体現像剤が得られる。
【００３４】
【化４】
2019109418.tif 000006
【００３５】
なお、カチオン重合性液状モノマーが、ジシクロペンタジエンビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリシクロデカンビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、２−エチル−１，３−ヘキサンジオールジビニルエーテル、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオールジビニルエーテル、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル及び１，２−デカンジオールジビニルエーテルからなる群より選ばれる化合物であることが望ましい。
【００３６】
さらに、帯電制御剤としては、公知のものが利用できる。具体的な化合物としては、亜麻仁油、大豆油などの油脂；アルキド樹脂、ハロゲン重合体、芳香族ポリカルボン酸、酸性基含有水溶性染料、芳香族ポリアミンの酸化縮合物、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、２−エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類；石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類；レシチンなどの燐脂質；ｔ−ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類；ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、ヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。
【００３７】
＜ベルトクリーニング装置＞
本実施形態のベルトクリーニング装置３０の構成について、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）に示すように、ベルトクリーニング装置３０は、ケーシングを形成するクリーニング容器３３、クリーニングローラ３１、クリーニングブレード３２、対向ローラ４０などを備えている。
【００３８】
内ローラとしての対向ローラ４０は、中間転写ベルト２１の内周側に回転自在に設けられ、中間転写ベルト２１の移動方向（矢印Ｒ２方向）に関しアイドラローラ８０と駆動ローラ２３（図１参照）との間で、中間転写ベルト２１の内周面（裏面）に当接する。対向ローラ４０は、中間転写ベルト２１に従動して回転する。クリーニング容器３３は中間転写ベルト２１に対向した部分が開口しており、クリーニングローラ３１はこの部分から外部に露出するようにして回転可能に設けられている。外ローラとしてのクリーニングローラ３１は、対向ローラ４０に対し中間転写ベルト２１を挟んで配置され、中間転写ベルト２１の外周面（表面）に当接している。これら対向ローラ４０とクリーニングローラ３１とがそれぞれ中間転写ベルト２１の内周面と外周面とに当接して、当接部としてのクリーニングニップ部（以下、単にニップ部Ｔ３と記す）を形成する。本実施形態において、ニップ部Ｔ３は、図２（ｂ）に示す物理ニップＴ３ｂとテンションニップＴ３ａとを有するように、クリーニングローラ３１に中間転写ベルト２１を巻き付かせることにより形成される。本明細書において、第一接触部としての物理ニップＴ３ｂは対向ローラ４０とクリーニングローラ３１とが中間転写ベルト２１に対し表裏で同時に当接する領域（当接領域）を指す。クリーニングローラ３１は当接領域の表面で、対向ローラ４０は当接領域の裏面で中間転写ベルト２１に対し当接する。第二接触部としてのテンションニップＴ３ａは、対向ローラ４０が非接触であり、クリーニングローラ３１のみが当接する領域を指す。
【００３９】
本実施形態では、対向ローラ４０とクリーニングローラ３１とにより物理ニップＴ３ｂが確保されるように構成されている。この理由は、ニップ部Ｔ３の近傍で生じやすい放電をできる限り抑制するためである。即ち、ニップ部Ｔ３近傍で放電が生じてしまうと、中間転写ベルト２１上のトナーをクリーニングするためにより強い電界が必要となり、それに伴って中間転写ベルト２１へのダメージが大きくなることが懸念される。そして、本実施形態では、後述するように中間転写ベルト２１に弾性層を有する弾性ベルトを用いている。そうした中間転写ベルト２１は電気的な抵抗が高い故に、ニップ部Ｔ３の近傍で特に放電が生じやすい。
【００４０】
クリーニングローラ３１は、駆動手段としてのモータ３５により、中間転写ベルト２１とのニップ部Ｔ３において中間転写ベルト２１の移動方向と同一方向（矢印Ｒ３方向）に、中間転写ベルト２１とほぼ同等の速度で回転駆動される。そして、クリーニングローラ３１は、二次転写されずに中間転写ベルト２１上に残ったトナーを電界の作用によって電気的に除去する（所謂、電気泳動）。本実施形態の場合、対向ローラ４０がアースに、クリーニングローラ３１が電源３６に接続され、クリーニングローラ３１に対し電源３６によりトナーと逆極性の電圧が印加される。すると、中間転写ベルト２１上（中間転写ベルト上）に残るトナーはニップ部Ｔ３において二次転写ベルト５１とクリーニングローラ３１との間に形成される液体現像剤の液層を介して、中間転写ベルト２１からクリーニングローラ３１に移動される。
【００４１】
クリーニングローラ３１に移動したトナーは、液体現像剤と共にクリーニングブレード３２により除去される。クリーニングブレード３２は例えばステンレス鋼などの金属製の板状部材であり、クリーニングローラ３１の移動方向に関しニップ部Ｔ３よりも移動方向下流側でクリーニングローラ３１に当接している。クリーニングブレード３２により除去されたトナーは、液体現像剤と共に重力に従ってクリーニング容器３３内を流れ落ちる。クリーニング容器３３の底面は傾斜状に形成されており、その傾斜した底面の最低部に排出口３４が形成されている。そのため、クリーニングブレード３２によって除去されたトナーを含む液体現像剤は、クリーニング容器３３の底面を排出口３４へと伝わって、排出口３４からクリーニング容器３３外に排出される。
【００４２】
＜クリーニングローラ＞
上記のクリーニングローラ３１について説明する。液体現像剤を用いる画像形成装置では、液体現像剤に含まれる有機溶剤等と反応し難い材料で形成されたクリーニングローラ３１を用いるのが望ましい。これは、キャリア液に使用される化合物に起因する溶解や変質による劣化を生じ難くして、ローラの耐久性を上げるためである。一般的に、ローラと有機溶媒それぞれの溶解パラメータ（ＳＰ：Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）値の差が２以上であると、ローラはＳＰ値の差が２未満の場合よりも劣化しやすくなる（つまりローラの劣化が早まる）。本実施形態では、ローラの劣化を遅らせる観点から、クリーニングローラ３１として例えばステンレス製あるいはアルミニウム製の金属ローラを用いている。金属ローラとして、変形による形状追従性が変わらない程度に、フッ素樹脂などで表面が薄くコーティングされた金属ローラを用いてよい。なお、対向ローラ４０はクリーニングローラ３１に比べて液体現像剤に触れる機会が小さい故に、必ずしも金属ローラを用いる必要がなく、ゴムローラを用いてよい。ただし、ローラの劣化を考慮すれば、対向ローラ４０にも金属ローラを用いるのが好ましい。
【００４３】
ところで、乾式現像剤を用いる画像形成装置の場合、クリーニングローラ３１として金属ローラを用いるのが難しい。即ち、乾式現像剤に含まれるトナーは絶縁体であり、クリーニングローラ３１が電気的な抵抗の小さい金属ローラであると、ニップ部やその近傍のギャップで起きる放電により、極性が逆転したトナーが融着し得る。そうなると、クリーニング性能が低下してしまう。これに対し、液体現像剤を用いる画像形成装置の場合、放電が生じてもトナーの極性が実質的に逆転しない。そして、トナーは電気泳動により液体現像剤の液層を移動することから、金属ローラを使用することが可能である。ただし、金属ローラはゴムローラに比較すると、変形による形状追従性が非常に小さい。そこで、クリーニングローラ３１に金属ローラを用いる場合は、トナーを電気泳動により確実に移動させるべく、ニップ部Ｔ３のニップ長さ（中間転写ベルト２１の移動方向長さ）を確保して接触面積を大きくする必要がある。詳しくは後述するように（図５参照）、本実施形態では、クリーニングローラ３１に中間転写ベルト２１を巻き付けるように、中間転写ベルト２１に対しクリーニングローラ３１をベルト内側に張り出して、ニップ部Ｔ３のニップ長さを確保している。
【００４４】
＜中間転写ベルト＞
中間転写ベルト２１について説明する。中間転写ベルト２１は、ポリイミドやポリアミド等の樹脂、それらのアロイにカーボンブラック等の帯電防止剤を適量含有させたものなどを用いて、一定の厚さでフィルム状に形成されている。例えば、中間転写ベルト２１は表面抵抗率が１Ｅ＋９〜１Ｅ＋１３Ω／□であり、厚さが０．０４〜０．１ｍｍの樹脂ベルトである。
【００４５】
また、中間転写ベルト２１はヤング率の高い（例えば３００ＭＰａ）樹脂を用いて形成される。ヤング率が低く変形しやすい中間転写ベルト２１の場合には、クリーニングローラ３１に金属ローラを用いても、物理ニップＴ３ｂのニップ長さを長くし得る。ただし、中間転写ベルト２１の厚さが１ｍｍ以下である場合に、直径４０ｍｍより大径の金属ローラを用いなければ、ほとんどのトナーを除去するに足るだけの十分なニップ長さを確保することが難しい。ニップ長さは、例えば１．２ｍｍ以上に確保する必要がある。しかし、金属ローラは直径が増すと重みが二乗倍で重くなることに鑑みれば、クリーニングローラ３１として直径４０ｍｍ以下の金属ローラを用いる方が好ましい。
【００４６】
ここで、無端状のベルトに金属ローラを押し当てた場合に形成されるニップ部のニップ長さに関し、ベルトの厚さを変えてニップ長さを調べる実験を行った。その実験結果を図３に示す。図３では、横軸にベルトの厚さを示し、縦軸にニップ長さを示した。ベルトとして、厚さが０．１ｍｍのポリイミドからなる樹脂ベルトと、その樹脂ベルトの上に厚さ０．８ｍｍ、１．２ｍｍのウレタンスポンジからなる弾性層を有する弾性ベルトとを用い、それぞれニップ長さを測った。なお、ベルトと金属ローラとの接触圧は８０Ｎ、ベルトの移動方向（長手方向）の長さは４００ｍｍとした。また、弾性層のヤング率は０．３（ＭＰａ）とした。なお、ヤング率は「ＦＩＳＣＨＥＲＳＣＯＰＥ  ＨＭ２０００Ｓ」（フィッシャー社製）によって測定可能である。
【００４７】
図３に示すように、ベルトの厚さが１ｍｍ以上でなければ、接触圧８０Ｎでは、トナーを除去するに足るニップ長さ（例えば１．２ｍｍ）を確保することができない。そこで、トナーを除去するに足るニップ長さを確保するために、接触圧を８０Ｎ以上にすることが考えられる。しかし、接触圧を高くしすぎると、ベルトに破断が生じやすくなる。本実施形態では、接触圧の上限を３００Ｎとしている。特に、液体現像剤を担持する中間転写ベルトに弾性ベルトを用いると、金属ローラを押し当てることに起因するベルトの伸縮に伴って微小クラックが生じやすく、そこに液体現像剤が入り込んで、ベルトが膨潤したり、あるいはベルトの電気抵抗率が変化し得る。これを避けるために、中間転写ベルト２１には、厚さが１ｍｍ以下の弾性層の薄いベルトを用いるのが望ましい。また、接触圧が低すぎる場合は、回転時にベルトの厚さムラや駆動ムラによって対向ローラ４０あるいはクリーニングローラ３１と、ベルトとの距離が離れることが考えられる。この場合、物理ニップ幅あるいはテンションニップ幅が失われ、クリーニング能力が低下してしまう。従って、接触圧は上記したニップ幅にぶれが生じない程度に、可能な限り低い方が望ましい（例えば３０Ｎ）。本実施形態では、接触圧の下限値を３０Ｎとしている。このように、本実施形態では接触圧を３０Ｎ以上３００Ｎ以下とした。
【００４８】
＜トナーの電気泳動＞
次に、ニップ部Ｔ３におけるトナーの電気泳動について、図４を用いて説明する。図４はトナーの電気泳動をモデル化して説明するための図であり、ここでは図示の都合上、中間転写ベルト２１を直線状に示した。
【００４９】
上述したように、ベルトクリーニング装置３０は、中間転写ベルト２１上のトナーＦを電界の作用によって電気的に除去する（所謂、電気泳動）。その際に、中間転写ベルト２１からクリーニングローラ３１に、トナーＦを電気泳動により確実に移動させるべく、ニップ部Ｔ３のニップ長さＬを確保する必要があり、そのニップ長さＬ（ｍ）は以下に示す式１を満たす長さである。
（μ×Ｅ）×（Ｌ／Ｐ）＞ｄ  ・・・  式１
【００５０】
式１中のμ（ｍ２／（Ｖ×ｓ））はトナー移動度、Ｅ（Ｖ／ｍ）はクリーニングローラ３１への電圧の印加に伴いニップ部Ｔ３に生じる電界の強さ、Ｐ（ｍ／ｓ）は中間転写ベルト２１の回転速度、ｄ（μｍ）はニップ部Ｔ３における液体現像剤Ｇの液厚である。なお、ニップ長さＬは、トナー画像として記録材の全面にトナーが載ったいわゆるベタ画像を二次転写した場合に、二次転写後に中間転写ベルト２１上に残るトナーを電気泳動によりクリーニング可能な長さである。
【００５１】
そして、式１の左辺は、（μ×Ｅ）で表されるトナーの移動速度と、（Ｌ／Ｐ）で表されるニップ部Ｔ３を通過するのに係る通過時間との積、即ち中間転写ベルト２１からクリーニングローラ３１に向かってトナーが電気泳動により移動できる距離である。他方、式１の右辺は上記の通り、ニップ部Ｔ３における液体現像剤の液厚である。つまり、式１の左辺が右辺より大きくなるニップ長さＬが確保されていれば、トナーはニップ部Ｔ３を通過する間に液体現像剤の液厚を介して中間転写ベルト２１からクリーニングローラ３１に移動可能である。一例として、トナー移動度は１．００−１０〜１．００−１１（ｍ２／（Ｖ×ｓ））である。電界は、９０（Ｖ／μｍ）である。中間転写ベルト２１の回転速度は、６００（ｍｍ／ｓ）である。ニップ部Ｔ３における液体現像剤の液厚ｄは、２（μｍ）である。このような場合、ニップ長さＬは１．５（ｍｍ）以上に確保すればよい。ただし、ニップ長さＬを長くすると、中間転写ベルト２１のクリーニングローラ３１に対する巻き付き角が大きくなる。その場合、中間転写ベルト２１が回転に伴って繰り返し屈曲しやすくなるので、ベルト寿命の観点から好ましくない。この点に鑑み、中間転写ベルト２１のクリーニングローラ３１に対する巻き付き角は、９０°未満が好ましい。より好ましくは４５°未満、さらに好ましくは２０°未満が好ましい。
【００５２】
ここで、上記した式１中のトナー移動度、電界、ニップ長さ、液体現像剤の液厚の測定について説明する。トナー移動度μは、以下の式２で表すことができる。
μ＝｜ｖ／Ｅ｜＝Ｑ／（６π×η×α）  ・・・  式２
【００５３】
式２中のｖ（ｍ／ｓ）はトナーの移動速度、Ｅ（Ｖ／ｍ）はクリーニングローラ３１への電圧の印加に伴いニップ部Ｔ３に生じる電界の強さである。また、Ｑ（Ｃ）は液体現像剤中のトナーが有する電荷量、πは円周率、ηは液体現像剤の粘度（Ｐａ・ｓ）、α（μｍ）はトナーの直径である。一例として、液体現像剤の粘度は４．０（Ｐａ・ｓ）、トナーの外径は１．０（μｍ）であり、トナー移動度はこれらのパラメータから算出できる。また、トナーの移動速度は、本実施形態の場合、約９〜９０（ｍ／ｓ）である。トナーの電荷量については、上記の定量化された各種のパラメータから算出することが可能である。なお、トナー移動度は、ゼータ電位計測定装置Ｚｅｔａ‐ＡＰＳ（Ｍａｔｅｃ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｓｃｉｅｎｃｅ社製）などの測定器によって測定することで、定量化が可能である。
【００５４】
電界は、一般的に以下の式３によって求められる。β（Ｖ）はクリーニングローラ３１に印加した電圧値であり、ｄ（μｍ）はニップ部Ｔ３における液体現像剤の液厚である。
Ｅ＝β／ｄ  ・・・  式３
【００５５】
なお、電界に関しては、クリーニングローラ３１から液体現像剤及び中間転写ベルト２１の抵抗体を介して対向ローラ４０に至るまでの経路を直列回路によりモデル化し、その回路計算によって求めることができる。一例として、クリーニングローラ３１に印加した電圧値は１０００（Ｖ）、液体現像剤の電気抵抗率は６．０Ｅ＋６（Ω・ｃｍ）、液体現像剤の液厚は２（μｍ）である。また、中間転写ベルト２１の電気抵抗率は１．０Ｅ＋１０（Ω・ｃｍ）、中間転写ベルト２１の厚さは１００（μｍ）である。この場合、電界は約９０（Ｖ／μｍ）と算出される。
【００５６】
ニップ長さは、画像形成中に主電源を切るなどして瞬停を起こさせ、停止した状態でニップ部Ｔ３の長さを測ればよい。ここで、ニップ長さはクリーニングローラ３１と対向ローラ４０の直径、及び中間転写ベルト２１の変形量によって決まる。本実施形態において、クリーニングローラ３１の直径は２８ｍｍであり、対向ローラ４０の直径は２１ｍｍである。なお、クリーニングローラ３１及び対向ローラ４０の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ  ００３１：２００３規格で０．２μｍより小さいものである。これらローラの表面粗さは、ＰＵ‐ＯＳ４００（小坂研究所製）によって測定可能である。
【００５７】
液体現像剤の液厚は、ニップ部Ｔ３を通過した中間転写ベルト２１の表面からスクレーパーなどで液体現像剤の一部を剥ぎ取り、共焦点顕微鏡などを用いて液体現像剤を剥ぎ取った箇所と剥ぎ取っていない箇所との高低差を実測する。そして、実測した高低差の２倍の値を液体現像剤の液厚とする。即ち、ニップ部Ｔ３における液体現像剤はニップ部Ｔ３を通過すると、中間転写ベルト２１とクリーニングローラ３１とになき別れる。それ故、ニップ部Ｔ３を通過した中間転写ベルト２１の表面上の液体現像剤の液厚は、ニップ部Ｔ３における液体現像剤の液厚の半分となる。そこで、上記のように実測した高低差を２倍することで、ニップ部Ｔ３における液体現像剤の液厚を求めることができる。なお、共焦点顕微鏡は、例えば共焦点顕微鏡ＶＫ８７００（キーエンス社製）を用いればよい。
【００５８】
＜クリーニングニップ部＞
上述したように、本実施形態では、電気泳動により中間転写ベルト２１からクリーニングローラ３１に液体現像剤を介してトナーを移動させるために、上記した式１を満たすニップ長さＬでニップ部Ｔ３を形成する必要がある。そうするために、本実施形態では、中間転写ベルト２１をクリーニングローラ３１に巻き付かせることが可能な位置に、クリーニングローラ３１が配置されている。図５を用いて説明する。
【００５９】
図５に示すように、クリーニングローラ３１は、アイドラローラ８０と駆動ローラ２３とに張架される中間転写ベルト２１の張架部２１ａを外周側から内周側に押圧する。クリーニングローラ３１は、中間転写ベルト２１を張架するアイドラローラ８０と駆動ローラ２３とに対して変位しないように、中間転写ベルト２１の外周側に回転自在に固定されている。本実施形態では、中間転写ベルト２１がアイドラローラ８０と駆動ローラ２３の共通外接線のうち、中間転写ベルト側（ベルト部材側）の共通外接線Ｚよりも内側に張り出されるように、上記３つのローラの配置位置関係が決められている。駆動ローラ２３とアイドラローラ８０の少なくとも一方のローラは、対向ローラ４０の回転中心とクリーニングローラ３１の回転中心を結ぶ直線Ｈと対向ローラ４０との交点Ｊを通る接線Ｉに対して、クリーニングローラ３１と同じ側に設けられる。言い換えれば、接線Ｉを基準に対向ローラ４０と逆側の領域Ｙに侵入する位置に設けられる。ここでは、駆動ローラ２３とアイドラローラ８０の両方共が領域Ｙに侵入するように設けられている。本実施形態の場合、駆動ローラ２３は、クリーニングローラ３１及び対向ローラ４０よりも移動方向下流側で中間転写ベルト２１を最初に張架する第一ローラである。他方、アイドラローラ８０は、クリーニングローラ３１及び対向ローラ４０よりも移動方向上流側で中間転写ベルト２１を最初に張架する第二ローラである。そして、これら駆動ローラ２３とアイドラローラ８０は、配置位置から動かないように固定されている。これに対し、対向ローラ４０は、加圧ばね４１によって中間転写ベルト２１を内側から外側に向け押圧するように、固定されずにばね付勢されている（つまり可動である）。
【００６０】
中間転写ベルト２１は、所定の接触圧でクリーニングローラ３１により押し付けられている。即ち、接触圧が高すぎると、上述した中間転写ベルト２１の劣化を早めるだけでなく、中間転写ベルト２１を張架する各ローラへの荷重負荷の増大により、駆動ローラ２３の駆動負荷の上昇や各ローラを軸支する軸受の摩耗を早める虞がある。かといって、接触圧が小さすぎると、中間転写ベルト２１の駆動時に、クリーニングローラ３１が変動しやすく、クリーニングローラ３１に巻きつく中間転写ベルト２１の巻き付け量が変動する虞がある。つまり、ベルト駆動時にニップ部の大きさ（接触面積）が変動してしまい得る。そこで、本実施形態では、中間転写ベルト２１とクリーニングローラ３１との接触圧が上記したように３０Ｎ以上３００Ｎ以下に設定されるように、上記３つのローラの配置位置関係が決められ、各ローラがそれぞれの位置に固定されている。なお、中間転写ベルト２１とクリーニングローラ３１との接触圧の調整は、上記３つのローラの配置位置関係に加えて、テンションローラ２４（図１参照）によっても調整され得る。
【００６１】
上記３つのローラ（ここではクリーニングローラ３１、アイドラローラ８０、駆動ローラ２３）により中間転写ベルト２１がベルト内側に屈曲されることで、接触圧が安定し、もってベルト駆動時にニップ部Ｔ３の大きさに変動が生じ難くなる。即ち、上記３つのローラが固定されることによって、中間転写ベルト２１が駆動された場合に、中間転写ベルト２１は略Ｕ字状の屈曲状態から直線状態に戻る力が働いても直線状態に戻り難いので、ニップ部Ｔ３の大きさに変動が生じ難くなる。例えば、記録材Ｐの二次転写部Ｔ２への侵入に起因する中間転写ベルト２１の変動（ぶれ等）が上記３つのローラにより抑制され、ニップ部Ｔ３の大きさに変動が生じ難くなる。また、本実施形態の場合、中間転写ベルト２１の変動はテンションローラ２４（図１参照）によっても抑制されることから、上記３つのローラとテンションローラ２４との協働により、ニップ部Ｔ３の大きさはより変動し難い。
【００６２】
こうして中間転写ベルト２１を屈曲させた場合、中間転写ベルト２１を屈曲させない場合に比べて、クリーニングローラ３１に対する中間転写ベルト２１の巻き付き量が増す。上述したように、ニップ部Ｔ３は物理ニップＴ３ｂとテンションニップＴ３ａとを有し（図２（ｂ）参照）、中間転写ベルト２１の巻き付き量が増えるに伴いテンションニップＴ３ａは長くなる。テンションニップＴ３ａを長くすることで、ニップ部Ｔ３のニップ長さを上記式１を満たす長さにすることができ、もって中間転写ベルト２１上のトナーを電気泳動により十分に除去させ得る。
【００６３】
本実施形態において、トナーが電気泳動するのに必要なニップ長さＬと電界Ｅとの関係は、上記の式１を変形した式４で表すことができる。
Ｅ＞（ｄ×Ｐ／μ）／Ｌ  ・・・  式４
【００６４】
ここで、ニップ長さと電界の強さ（電界強度）との関係を図６に示す。図６では、トナー移動度が１．００−１１（ｍ２／（Ｖ×ｓ））である場合を実線で示し、トナー移動度が１．００−１０（ｍ２／（Ｖ×ｓ））である場合を点線で示している。このグラフによって示されるのは、ニップ長さ毎に必要とされる最低の電界強度である。例えば、トナー移動度が１．００−１０（ｍ２／（Ｖ×ｓ））である場合に、ニップ長さが１．５ｍｍであれば、約１．０Ｅ＋１（Ｖ／μｍ）より大きい電界強度が得られなければ、電気泳動によりトナーが移動し得ない。従って、それぞれの線が示す電界強度以上の電界が得られれば、ニップ部Ｔ３において電気泳動によりトナーが移動し得る。ただし、電界強度には上限がある。これは、電界強度が強すぎると、ニップ部Ｔ３近傍で放電が発生してしまい、クリーニング性が低下するからである。本実施形態の場合、１．０Ｅ＋２（Ｖ／μｍ）より大きい電界強度で放電が生じてしまうので、電界強度は１．０Ｅ＋２（Ｖ／μｍ）以下である。
【００６５】
なお、本実施形態の場合、トナー移動度は１．００−１１（ｍ２／（Ｖ×ｓ））であるとしてよい。なぜなら、使用に伴ってトナー移動度は低下し得るが、トナー移動度が下限値を満たしている場合には、ベルトクリーニング装置３０によるクリーニング性が保証されるからである。
【００６６】
次に、クリーニングローラ３１、対向ローラ４０に金属ローラ又はゴムローラのいずれかを用いて、上記のように中間転写ベルト２１を屈曲させた場合と中間転写ベルト２１を屈曲させない場合とに関して、クリーニング性能を比較する実験を行った。その実験結果を表１に示す。実験で用いたクリーニングローラ３１は直径が２８ｍｍ、対向ローラ４０は直径が２１ｍｍである。また、ゴムローラはウレタンゴムからなる弾性層の厚さが２ｍｍであり、そのヤング率は０．３（ＭＰａ）である。なお、以下で説明する第一例、第二例、第四例は比較例であり、第三例、第五例が本実施形態に相当する。
【表１】
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【００６７】
第一例として、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とが共にゴムローラであって、クリーニングローラ３１の張り出し量が「０ｍｍ」の場合には、ニップ長さ「１．５ｍｍ」のニップ部Ｔ３が形成される。ここで、クリーニングローラ３１の張り出し量は、中間転写ベルト側の共通外接線Ｚと、ニップ部Ｔ３のうちクリーニングローラ３１と中間転写ベルト２１との当接位置のうち共通外接線Ｚから最遠の当接位置との距離である（図５に符号Ｗで示す）。つまり、中間転写ベルト２１を屈曲させない場合、クリーニングローラ３１の張り出し量は「０」である。この場合、表１に示すように、電界強度が８５（Ｖ／μｍ）で良好なクリーニング性能が得られる。
【００６８】
第二例として、クリーニングローラ３１が金属ローラであり、対向ローラ４０がゴムローラであって、クリーニングローラ３１の張り出し量が「０」の場合には、ニップ長さ「０．８ｍｍ」のニップ部Ｔ３が形成される。この場合、表１に示すように、第一例よりも電界強度を上げても（１１５（Ｖ／μｍ））、良好なクリーニング性能が得られなかった。これは、金属ローラはゴムローラに比べて変形し難く、第一例に比較して短いニップ長さしか得られず、電気泳動によりトナーを移動させるのに十分な液体現像剤の液層を形成できるだけのニップ部Ｔ３を確保できないからである。そこで、第三例として、クリーニングローラ３１の張り出し量を「５ｍｍ」つまりは中間転写ベルト２１を屈曲させることにより、第一例と同等の「１．５ｍｍ」のニップ長さを確保した。「１．５ｍｍ」のニップ長さを確保することで、表１に示すように、電界強度が８５（Ｖ／μｍ）で良好なクリーニング性能が得られる。
【００６９】
第四例として、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とが共に金属ローラであって、クリーニングローラ３１の張り出し量が「０」の場合には、ニップ長さ「０．３ｍｍ」のニップ部Ｔ３が形成される。この場合、表１に示すように、第一例よりも電界強度を大幅に上げても（３００（Ｖ／μｍ））、良好なクリーニング性能が得られなかった。これは、金属ローラ同士であると、より短いニップ長さしか得られず、電気泳動によりトナーを移動させるのに十分な液体現像剤の液層を形成できるだけのニップ部Ｔ３を確保できないからである。また、電界強度が大き過ぎて、放電が生じ得るからである。そこで、第五例として、クリーニングローラ３１の張り出し量を第三例より大きい「７ｍｍ」とする。こうすることにより、第一例と同等の「１．５ｍｍ」のニップ長さを確保することができ、もって、表１に示すように、電界強度が８５（Ｖ／μｍ）で良好なクリーニング性能が得られる。
【００７０】
以上のように、本実施形態は、電気泳動によりトナーを移動させるのに十分な液体現像剤の液層を形成できるだけのニップ部Ｔ３を確保すべく、クリーニングローラ３１により中間転写ベルト２１を外側から内側に押し込ませて中間転写ベルト２１を屈曲させる。こうすると、クリーニングローラ３１に対する中間転写ベルト２１の巻き付き量が増すので、テンションニップＴ３ａを長くし得る。テンションニップＴ３ａを長くして、ニップ部Ｔ３のニップ長さを中間転写ベルト２１上のトナーを電気泳動により十分に移動させ得る長さ（上記式１参照）にできる。また、クリーニングローラ３１は、中間転写ベルト２１を張架するアイドラローラ８０と駆動ローラ２３とに対して変位しないように、中間転写ベルト２１の外周側に固定される。これら３つの固定されたローラにより中間転写ベルト２１が屈曲されることにより、ベルト駆動時にニップ部Ｔ３の大きさ（接触面積）に変動が生じ難い。このように、本実施形態では、中間転写ベルト２１上のトナーを電気泳動によって十分に移動させるに足り、またベルト駆動に応じた接触面積の変動が抑制されたニップ部Ｔ３を確保することが容易にできる。
【００７１】
［第二実施形態］
第二実施形態について、図７（ａ）乃至図８を用いて説明する。ここに示す第二実施形態は上述の第一実施形態と異なり、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とがオフセットして配置されることで、第一実施形態に比較して、より長いニップ長さのニップ部Ｔ３を形成しようとするものである。以下、上述の第一実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明及び図示を省略又は簡略にし、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、本実施形態においても第一実施形態と同様に、クリーニングローラ３１は、駆動ローラ２３とアイドラローラ８０の共通外接線のうち中間転写ベルト側の共通外接線Ｚよりも内側に中間転写ベルト２１を張り出させている。駆動ローラ２３とアイドラローラ８０の少なくとも一方のローラは、対向ローラ４０の回転中心とクリーニングローラ３１の回転中心を結ぶ直線Ｈと対向ローラ４０との交点Ｊを通る接線Ｉに対して、クリーニングローラ３１と同じ側の領域Ｙに設けられている。ここでは、アイドラローラ８０がクリーニングローラ３１と同じ側に設けられている。
【００７３】
また、第一実施形態と異なり、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とはオフセットして配置されている。即ち、クリーニングローラ３１は、共通外接線Ｚとクリーニングローラ３１の回転中心Ｍを通る垂線の第一交点Ｎと、共通外接線Ｚと対向ローラ４０の回転中心Ｏを通る垂線の第二交点Ｑとが、移動方向にずれるように配置されている。ただし、本実施形態の場合、物理ニップＴ３ｂの移動方向中央位置がニップ部Ｔ３の移動方向中央位置よりも下流側に配置されている（図７（ｂ）参照）。なお、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０は、物理ニップＴ３ｂが形成される範囲でオフセットしている。物理ニップＴ３ｂを形成することで、放電を抑制できる。
【００７４】
クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とをオフセットして配置することで、上述した第一実施形態に比べクリーニングローラ３１の張り出し量を大きくせずとも、上記した式１を満たすニップ長さのニップ部Ｔ３を形成することができる。即ち、図７（ｂ）に示すように、オフセット配置によりクリーニングローラ３１に対する中間転写ベルト２１の巻き付き量が増し、テンションニップＴ３ａを長くすることができる。テンションニップＴ３ａを長くして、ニップ部Ｔ３のニップ長さを上記式１を満たす長さにすることで、中間転写ベルト２１上のトナーを電気泳動により十分に除去させ得る。このような第二実施形態は、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とが共に金属ローラである場合に特に有効である。
【００７５】
そして、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、本実施形態の場合、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０よりも中間転写ベルト２１の移動方向上流で中間転写ベルト２１に当接するように配置されるのが好ましい。即ち、クリーニングローラ３１は対向ローラ４０に対し、第一交点Ｎが第二交点Ｑよりも中間転写ベルト２１の移動方向上流に位置するように配置されるのが好ましい。これは、放電が生じることによるクリーニング性能の低下を抑制するためである。
【００７６】
上記の放電について、図７（ｂ）を参照しながら図８を用いて説明する。なお、図８には、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０に対しオフセット配置されていない場合（図５参照）についても図示した。本実施形態では、上述したように、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とをオフセットして配置することで、テンションニップＴ３ａを長くしている。そうすると、クリーニングローラ３１から中間転写ベルト２１へ流れる電流の経路は広がるものの、対向ローラ４０の位置によっては電流の経路が絞られる。そして、図８に示すように、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０ａよりも移動方向下流側にオフセット配置されている場合には、放電が生じやすくなる。即ち、この場合には、クリーニングローラ３１から中間転写ベルト２１への電荷注入が少ない状態で中間転写ベルト２１から対向ローラ４０ａに向かって電流が集中する。特に、中間転写ベルト２１の移動方向上流側の物理ニップＴ３ｂで、クリーニングローラ３１表面と中間転写ベルト２１表面間の電位差が大きくなり、移動方向上流側で放電が生じ得る。この場合、移動方向上流側は未だトナーがクリーニングローラ３１側に多く残っている状態であるから、放電がクリーニング性能に与える影響は大きい。
【００７７】
他方、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０ｂよりも移動方向上流側にオフセット配置されていると、移動方向上流側で放電が生じ難くなる。即ち、この場合には、クリーニングローラ３１から中間転写ベルト２１への電荷注入がテンションニップＴ３ａで起きてから、物理ニップＴ３ｂで中間転写ベルト２１から対向ローラ４０ｂに向かって電流が集中する。そうなると、中間転写ベルト２１の移動方向上流側で、クリーニングローラ３１表面と中間転写ベルト２１表面間の電位差が大きくならず、放電が生じ難い。また、この場合には、例え中間転写ベルト２１の移動方向下流側の物理ニップＴ３ｂで放電が生じたとしても、ほとんどのトナーは既にクリーニングローラ３１側に移動した後であるので、クリーニング性能に与える影響は軽微である。
【００７８】
表２に、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とを移動方向上流側、移動方向下流側それぞれにオフセット配置した場合について、クリーニング性能を比較した結果を示す。また、参考のために、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０に対しオフセット配置されていない場合についても、クリーニング性能を示した（表２中の中央）。
【表２】
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【００７９】
表２から理解できるように、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０とをオフセットして配置する場合、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０ｂよりも移動方向上流側にオフセット配置される方が、クリーニング性能が良好である。反対に、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０ｂよりも移動方向下流側にオフセット配置されると、上述したとおり移動方向上流側で放電が生じてしまい、若干のトナー残りが発生する。トナー残りの濃度はＸ−ｒｉｔｅ社の濃度計で計測し、約０．００８程度であった。これは、トナー残りの濃度が約０．００３以下である、クリーニングローラ３１が対向ローラ４０ｂよりも移動方向上流側にオフセット配置された場合に比べて、クリーニング性能が低下していることを表している。
【００８０】
以上のように、第二実施形態では、クリーニングローラ３１と対向ローラ４０ｂとをオフセット配置することで、中間転写ベルト２１上のトナーを電気泳動によって十分に移動させるに足るニップ部Ｔ３を確保することが容易にできる。特に、クリーニングローラ３１を対向ローラ４０ｂよりも移動方向上流側にオフセット配置すると、クリーニング性能をより良好にし得る。
【００８１】
ところで、上述した第一、第二実施形態のベルトクリーニング装置３０は、ベルト部材として無端状の二次転写ベルト５１をクリーニングする二転クリーニング装置３０Ａ（図１参照）に適用可能である。そこで、そうした二転クリーニング装置３０Ａを有する二次転写ユニットについて、図９乃至図１２を用いて説明する。なお、以下では、上述した第一、第二実施形態を含め各実施形態で同様の構成については同じ符号を付し、説明及び図示を省略又は簡略にし、異なる部分を中心に説明する。
【００８２】
［第三実施形態］
まず、第三実施形態について、図９を用いて説明する。図９に示すように、本実施形態の二次転写ユニット５０の場合、対向ローラ４０とクリーニングローラ３１とがそれぞれ二次転写ベルト５１の内周面と外周面とに当接して、ニップ部Ｔ４を形成する。アイドラローラ５４（第二ローラ）とベルト駆動ローラ５６（第一ローラ）とは、二次転写ベルト５１の内周側に固定され、二次転写ベルト５１を張架している。クリーニングローラ３１は、アイドラローラ５４とベルト駆動ローラ５６とに張架される二次転写ベルト５１の張架部５１ａを外周側から内周側に押圧する。クリーニングローラ３１は、アイドラローラ５４とベルト駆動ローラ５６とに対して変位しないように、二次転写ベルト５１の外周側に回転自在に固定されている。
【００８３】
二次転写ベルト５１は、アイドラローラ５４とベルト駆動ローラ５６の共通外接線のうち、二次転写ベルト側の共通外接線Ｚよりも内側に張り出される。アイドラローラ５４とベルト駆動ローラ５６の少なくとも一方のローラは、対向ローラ４０の回転中心とクリーニングローラ３１の回転中心を結ぶ直線Ｈと対向ローラ４０との交点Ｊを通る接線Ｉに対して、クリーニングローラ３１と同じ側に設けられる。ここでは、アイドラローラ５４とベルト駆動ローラ５６の両方共がクリーニングローラ３１と同じ側に設けられるように、クリーニングローラ３１、アイドラローラ５４、ベルト駆動ローラ５６の配置位置関係が決められている。これらクリーニングローラ３１、アイドラローラ５４、ベルト駆動ローラ５６は、配置位置から動かないように固定されている。これにより、二次転写ベルト上のトナーを電気泳動によって十分に移動させるに足り、またベルト駆動に応じた接触面積の変動が抑制されたニップ部Ｔ４を確保することが容易にできる。
【００８４】
［第四実施形態］
第四実施形態について、図１０を用いて説明する。本実施形態の二次転写ユニット５０Ａは、上述した第三実施形態の二次転写ユニット５０（図９参照）に比較して、アイドラローラ５４とベルト駆動ローラ５６との間に、さらに二次転写ベルト５１を張架するための張架ローラ５５が配置されている点が異なる。この場合、図１０に示すように、クリーニングローラ３１は、アイドラローラ５４（第二ローラ）と張架ローラ５５（第一ローラ）とに張架される二次転写ベルト５１の張架部５１ａを外周側から内周側に押圧する。クリーニングローラ３１は、アイドラローラ５４と張架ローラ５５とに対して変位しないように、二次転写ベルト５１の外周側に回転自在に固定されている。これにより、二次転写ベルト上のトナーを電気泳動によって十分に移動させるに足り、またベルト駆動に応じた接触面積の変動が抑制されたニップ部Ｔ４を確保することが容易にできる、という上述した第三実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
［第五実施形態］
第五実施形態について、図１１を用いて説明する。本実施形態の二次転写ユニット５０Ａは、上述した第四実施形態の二次転写ユニット５０Ａ（図１０参照）に比較して、複数（ここでは２個）の二転クリーニング装置３０Ａが二次転写ベルト５１に沿って設けられている点が異なる。図１１に示すように、２個の二転クリーニング装置３０Ａは、それぞれのクリーニングローラ３１ａ、３１ｂがアイドラローラ５４と張架ローラ５５とに張架される二次転写ベルト５１の張架部５１ａを外周側から内周側に押圧する。外ローラとしてのクリーニングローラ３１ａは、張架部５１ａを押圧して第一ニップ部Ｔ４ａを形成する。第一ローラとしてのクリーニングローラ３１ｂは、クリーニングローラ３１ａよりも二次転写ベルト５１の移動方向下流で張架部５１ａを押圧して第二ニップ部Ｔ４ｂを形成する。クリーニングローラ３１ａに対しては第一内ローラとしての対向ローラ４０ａが二次転写ベルト５１の内周面に当接され、クリーニングローラ３１ｂに対しては第二内ローラとしての対向ローラ４０ｂが二次転写ベルト５１の内周面に当接している。クリーニングローラ３１ｂと対向ローラ４０ｂとにおいても、クリーニングローラ３１ａと対向ローラ４０ａと同様に、それらの間の電位差により二次転写ベルト５１から液体現像剤を介してトナーが移動される。
【００８６】
これらクリーニングローラ３１ａ、３１ｂは、アイドラローラ５４と張架ローラ５５とに対して変位しないように、二次転写ベルト５１の外周側に回転自在に固定されている。本実施形態では、二次転写ベルト５１が二次転写ベルト側の共通外接線Ｚよりも内側に張り出されるように、クリーニングローラ３１ａ、３１ｂ、アイドラローラ５４、張架ローラ５５の４つのローラの配置位置関係が決められている。そして、それぞれのローラは配置位置から動かないように固定されている。これにより、二次転写ベルト上のトナーを電気泳動によって十分に移動させるに足り、またベルト駆動に応じた接触面積の変動が抑制されたニップ部Ｔ４を確保することが容易にできる、という上述した第三、第四実施形態と同様の効果が得られる。
【００８７】
［第六実施形態］
第六実施形態について、図１２を用いて説明する。本実施形態の二次転写ユニット５０Ｂは、上述した二次転写ユニット５０Ａ（図１０参照）に比較して、複数の二転クリーニング装置３０Ａの間に、二次転写ベルト５１を外周側に押圧する押圧ローラ５７が配置されている点が異なる。本実施形態の場合、移動方向上流側の二転クリーニング装置３０Ａにおいては、アイドラローラ５４が第二ローラに相当し、押圧ローラ５７が第一ローラに相当する。他方、移動方向下流側の二転クリーニング装置３０Ａにおいては、押圧ローラ５７が第二ローラに相当し、張架ローラ５５が第一ローラに相当する。
【００８８】
本実施形態の場合、図１２に示すように、押圧ローラ５７は、クリーニングローラ３１ａとクリーニングローラ３１ｂとに張架される二次転写ベルト５１の張架部５１ｂを内周側から外周側に押圧する。押圧ローラ５７は、クリーニングローラ３１ａとクリーニングローラ３１ｂ（さらに言えばアイドラローラ５４と張架ローラ５５）に対して変位しないように、二次転写ベルト５１の内周側に回転自在に固定されている。押圧ローラ５７は、クリーニングローラ３１ａとクリーニングローラ３１ｂの共通外接線のうち二次転写ベルト側の共通外接線Ｚ２よりも外側に二次転写ベルト５１を張り出させている。こうして、押圧ローラ５７をさらに設けることで、二次転写ベルト５１の移動経路を略Ｗ字状に形成すると、上述した第五実施形態（図１０参照）に比べ、第一ニップ部Ｔ４ａと第二ニップ部Ｔ４ｂのニップ長さをより長くし得る。そうなるように、本実施形態では、クリーニングローラ３１ａ、３１ｂ、アイドラローラ５４、張架ローラ５５、押圧ローラ５７の５つのローラの配置位置関係が決められている。これにより、二次転写ベルト上のトナーを電気泳動によって十分に移動させるに足り、またベルト駆動に応じた接触面積の変動が抑制されたニップ部（Ｔ４ａ、Ｔ４ｂ）を確保することが容易にできる、という上述した第三〜第五実施形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
なお、上述した第五、第六実施形態の場合、二次転写ベルト５１の移動方向上流側と下流側にそれぞれ配置された二転クリーニング装置３０Ａでは、電源３６によりクリーニングローラ３１に印加される電圧の極性が同極である。
【００９０】
なお、上述した第三〜第六実施形態の場合においても、上述した第二実施形態と同様に、クリーニングローラ３１（３１ａ、３１ｂ）を対向ローラ４０よりも移動方向上流側にオフセット配置するのが好ましい。
【００９１】
［他の実施形態］
なお、上述した第一〜第六実施形態では、ベルトクリーニング装置３０や二転クリーニング装置３０Ａに本発明を適用した例を示したが、これに限らない。本発明は、例えば感光ドラム１１Ｙ〜１１Ｋから中間転写ベルト２１にトナーを転写可能な一次転写部Ｔ１に適用可能である。この場合、感光ドラム１１Ｙ〜１１Ｋが外ローラに相当し、一次転写ローラ２２Ｙ〜２２Ｋが内ローラに相当する。また、中間転写ベルト２１からトナー像を記録材Ｐに転写可能な二次転写部Ｔ２に適用可能である。この場合、二次転写内ローラ２５が内ローラに、二次転写外ローラ２６が外ローラに相当する。
【００９２】
上述した第一〜第六実施形態では、物理ニップＴ３ｂが形成されることを前提に説明したが、これに限定されない。例えば、クリーニングローラ３１と中間転写ベルト２１の間に物理ニップＴ３ｂを形成せずに、テンションニップＴ３ａのみを形成するように、対向ローラ４０をさらに下流側にオフセットしてもよい。物理ニップＴ３ｂが形成されない場合のベルトクリーニング装置について、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）を用いて説明する。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）では、上述の第二実施形態と同様の構成については同じ符号を付し（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）、説明及び図示を省略又は簡略にする。
【００９３】
図１３（ａ）に示すように、ニップ部Ｔ３の中間転写ベルト２１の移動方向中央位置Ｓにおけるクリーニングローラ３１の接線Ｉ´を考える。本実施形態の場合、図１３（ｂ）に示すように、クリーニングローラ３１と中間転写ベルト２１の間にテンションニップＴ３ａのみが形成されることから、移動方向中央位置Ｓは中間転写ベルト２１の移動方向に関しテンションニップＴ３ａの中間である。
【００９４】
ここで、クリーニングローラ３１よりも中間転写ベルト２１の移動方向下流側で最初に中間転写ベルト２１を張架するローラを第一ローラとすると、本実施形態の場合、第一ローラは対向ローラ４０となる。対向ローラ４０は、中間転写ベルト２１と当接する位置が中間転写ベルト２１の移動方向に関して、テンションニップＴ３ａと重ならない位置に配置される（図１３（ｂ）参照）。他方、クリーニングローラ３１よりも中間転写ベルト２１の移動方向上流側で最初に中間転写ベルト２１を張架するローラを第二ローラとすると、本実施形態の場合、第二ローラは二次転写内ローラ２５となる。二次転写内ローラ２５についても、中間転写ベルト２１と当接する位置がテンションニップＴ３ａと重ならない位置に配置される。そして、上記の接線Ｉ´に対して、これら対向ローラ４０（第一ローラ）、二次転写内ローラ２５（第二ローラ）の少なくとも一方のローラが、クリーニングローラ３１と同じ側に設けられていればよい。本実施形態では、対向ローラ４０、二次転写内ローラ２５のいずれもが接線Ｉ´に対してクリーニングローラ３１と同じ側に設けられている。
【符号の説明】
【００９５】
１０…画像形成装置、１１Ｙ（１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）…感光体（感光ドラム）、２１…ベルト部材（中間転写ベルト）、２３…第一ローラ（駆動ローラ）、２６…転写部材（二次転写外ローラ）、３１…外ローラ（クリーニングローラ）、４０…内ローラ（対向ローラ）、４０ａ…第一内ローラ（対向ローラ）、４０ｂ…第二内ローラ（対向ローラ）、５１…ベルト部材（二次転写ベルト）、８０…第二ローラ（アイドラローラ）、Ｔ３（Ｔ４）…接触部（ニップ部）、Ｔ３ａ…第二接触部（テンションニップ）、Ｔ３ｂ…第一接触部（物理ニップ）
【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】
2019109418.tif 000016
【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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