(57)【要約】【課題】外部から加熱する定着方式において熱源供給部での加熱作用（熱源供給）を瞬時に遮断を行うことにより、ニップ部での転写紙の発火等の危険を防止した定着装置・画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置の加熱部材を外方より加熱する加熱手段を、前記加熱部材を加熱しない位置に移動または加熱しない姿勢に可動することにより熱源供給の停止が可能に構成する。或いは、加熱部材を外方より加熱する加熱手段と、加熱動作時には該加熱手段と前記加熱部材との間領域以外に位置し、加熱手段と前記加熱部材との間の領域に移動することにより熱源供給の停止が可能なシャッタを備える。【選択図】図２
2007212754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材と加圧部材によりニップを形成し、ニップを通過する記録媒体上に画像を加圧して定着させる定着装置において、
前記加熱部材を外方より加熱する加熱手段を有し、該加熱手段は前記加熱部材を加熱しない位置に移動または加熱しない姿勢に可動することにより熱源供給の停止が可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記ニップとは反対方向に可動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】
前記加熱手段が熱源の熱を反射させる反射部材を備えた輻射加熱方式加熱手段であり、前記反射部材の開口部形状を、前記加熱部材回転方向の上流側縁部を下流側縁部よりも加熱部材側に近接させて延在させたことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
加熱部材と加圧部材によりニップを形成し、ニップを通過する記録媒体上に画像を加圧して定着させる定着装置において、
前記加熱部材を外方より加熱する加熱手段と、加熱動作時には該加熱手段と前記加熱部材との間領域以外に位置するシャッタとを有し、
前記シャッタは、前記加熱手段と前記加熱部材との間の領域に移動することにより熱源供給の停止が可能に構成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記加熱手段が誘導加熱式加熱手段であり、前記シャッタ部材が磁気シールド材によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記加熱手段が輻射式加熱手段であり、前記シャッタ部材が断熱材により構成されたことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱手段が請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱手段であり、この加熱手段の前記加熱部材を加熱しない位置への移動または加熱しない姿勢への可動動作と、前記シャッタの、前記加熱手段と前記加熱部材との間の領域への移動動作とを、連動させたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
中間転写体に作像されたトナーを加熱手段に接触または非接触転写させるよう構成したことを特徴とする請求項１〜７に記載の定着装置。
【請求項９】
転写定着部が前記中間転写体より上方に位置したことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項の定着装置を用い構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
ワーデル実用球形度φが０．８以上の値をもつトナーを現像剤として用いる請求項１０記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に用いられる定着装置においては、通常、定着ローラまたは加圧ローラ内部に熱源を持った構成が一般的である。定着装置では、被加熱体に対してはニップ部のみで加熱・加圧するのであるから、定着ローラの全周のうちニップ部近傍が定着可能な温度であればよく、それ以外の部分が高温である必要はない。そこで、ウォームアップ時間を短くするためには、回転体の周方向の一部領域（周方向の一部であって、回転体の軸方向全体に亘る領域）を加熱する方式が好ましい。しかしながら、回転体の周方向の一部領域を加熱する方式では、一般的に加熱領域（加熱源により加熱される領域）外で温度検知することが多いので、回転体を停止した状態で加熱した場合、温度検知部が定着可能温度まで昇温する間に、加熱領域はそれ以上に加熱されてしまい、回転体に用いられる材料の耐熱性・耐久性や用紙の焼損などの問題が生じる恐れがある。特に、加熱源が回転体の外部にある場合には回転体の表面が高温になるまでの時間が短いため、問題が生じ易い。また、フィルムやベルトを用いた場合、寄りの問題などから高速回転させることは困難であり、高速対応とする場合には加熱ローラを用いる必要がある。
【０００３】
熱ローラ方式加熱装置としての画像加熱定着装置の場合、図１８（符号は、特許文献１に準拠、他図との対応関係は無い）に示すように、定着ローラ８０の中空芯金８２の肉厚をできるだけ小さくすることにより熱伝導性を高めることができる反面、熱容量が小さくなるために転写材Ｐを通紙した場合には、転写材Ｐへの放熱により定着ローラ８０の表面の温度変動（リップル）が大きくなり、よって転写材Ｐ上のトナー像の定着性にムラが生じてしまう等の問題がある。さらに中空芯金８２を肉厚１ｍｍ以下の薄い金属にすることは、機械的強度および製造上の制限から困難となっている。このため定着ローラ８０および加圧ローラ９０を使用した熱ローラ方式の画像加熱定着装置においては、昨今求められているウォームアップ時間短縮の実現が容易に達成されていない。よって、画像形成装置が動作していない状態であっても、定着ローラ８０の表面をある程度加熱状態にしておく必要があり、消費電力が多大となっていた。
【０００４】
近年、省エネを狙った定着方式が広まってきており、立ち上げ時間短縮のために外部から加熱する定着方式が提案されている。この種の外部から加熱する定着装置には、例えば〔特許文献１〕に開示されたもの、〔特許文献２〕のもの、〔特許文献３〕のもの等がある。
【０００５】
特許文献１に記載された構成の特徴を図１９（符号は、特許文献１に準拠、他図との対応関係は無い）を参照し説明すると、加熱用回転体（定着ローラ）１０を外部より加熱する加熱手段１５を具備し、該加熱用回転体１０は内部に弾性体層１２を含み、その外部に厚さ１０〜１５０μｍの金属スリーブ１３を設けたこと、加熱用回転体と加圧部材とのなすニップ部を略平坦にすべく、加圧部材の表面硬度を加熱用回転体の表面硬度に比べ実質同等かもしくは高めに設定したこと、加熱手段が、輻射加熱手段、もしくは接触による直接加熱手段、もしくは交流磁場形成による誘導加熱手段であること等となっている。
【０００６】
特許文献２に記載された構成の特徴を図２０（符号は、特許文献２に準拠、他図との対応関係は無い）を参照し説明すると、定着装置１２は、定着ローラ２８とこれに圧接する加圧ローラ３０を有しており、定着ローラ２８の外部には、定着ローラ２８の周方向の一部領域を加熱する加熱源３２が設けられている。定着ローラ２８の温度はサーミスタ３４により検出される。予め設定された温度に達するまでの定着ローラ２８のウォームアップ中に、外定着ローラ２８を回転させるようになっている。
【０００７】
また、特許文献３の開示技術では、例えば図２１（符号は、特許文献３に準拠）に示すように、中間転写体２上の画像を転写される転写定着部材と、該転写定着部材上の画像を加熱する加熱手段と、転写定着部材とニップを形成する加圧ローラを備え、ニップを通過する用紙Ｐ上に画像を定着させる構成を有しているとともに、上記加熱手段は、転写定着部材に内蔵された内部加熱手段と、転写定着部材上の画像を表面側から加熱する外部加熱手段を備えるようにしている。これにより、中間転写体を用いた場合の中間転写体への過熱を防止しながら定着効率及び画像品質を向上させることができるとしている。
【０００８】
同じ〔特許文献３〕には、上記構成の他にも、図２２、図２３、図２４、図２５に示す構成等、外部加熱手段を備えた各種の構成が、開示されている。ちなみに、〔特許文献３〕では、いずれの構成の場合も外部加熱手段は、固定的に配設されている。
【０００９】
この他にも、定着部での加熱を外部加熱手段を用いて適宜制御するものが知られている。例えば、〔特許文献４〕では、定着手段の温度を迅速に設定温度に切り替えることができるようにした定着装置が提案されている。この定着装置では、現像剤像を担持した媒体（用紙）Ｐを定着する定着ローラの加熱モードを媒体Ｐの種類に応じて第１の加熱モードとこの第１の加熱モードより高温である第２の加熱モードに可変する制御手段と、定着ローラを外部から加熱する補助加熱ローラとを具備させている。
【００１０】
〔特許文献５〕にも外部から紙搬送路を加熱するための放射熱源を備えた放射型定着装置が開示されている。この放射型定着装置では、更に、ジャム等の異常発生時に記録紙の過熱・発火を防止するために、回動して放射熱源と搬送路間をシャッタ機構を備えている。
【００１１】
なお、一般に、画像定着において画像高画質化を達成するためには、トナー形状の最適化することが好ましい。〔特許文献６〕には、ワーデル実用球形度φが０．８ 以上の値をもつトナーは転写性が向上することが記載されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平０８−１２９３１３号公報
【特許文献２】特開２００２−４３０２６号公報
【特許文献３】特開２００４−１４５２６０号公報
【特許文献４】特開平１１−１５３２６号公報
【特許文献５】特開昭６２−３８４９０号公報
【特許文献６】特開平９−２５８４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、特許文献１や特許文献２には、加熱手段として輻射加熱や誘導加熱が述べられている。この時、加熱ローラへの巻付きやニップ部での転写紙ジャムが発生したときの対処方法については記述されていない。特に加熱手段部が熱源となる場合には、転写紙がニップ部に停止した状態で長時間さらされると発火等の問題となるため大変危険である。
【００１４】
通常の内部加熱定着方式においても、転写紙のジャムに対応する方法があるが、特に外部から加熱する定着方式においては、その熱源近傍の転写紙が存在することも考慮すると、今まで以上に転写紙への異常加熱がないように対応方法を考える必要がある。
【００１５】
したがって、本発明では、外部から加熱する定着方式において熱源供給部での加熱作用（熱源供給）を瞬時に遮断を行うことにより、前述した不具合を回避し発火等の危険を防止するようにした定着装置・画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の定着装置は、加熱部材と加圧部材によりニップを形成し、ニップを通過する記録媒体上に画像を加圧して定着させる構成の定着装置において、前記加熱部材を外方より加熱する加熱手段を有し、該加熱手段は熱源供給電力のＯＦＦ制御に連動して前記加熱部材を加熱しない位置に移動または加熱しない姿勢に可動するように構成したことを特徴とする。これにより、マシン（定着装置やこれを含み構成される画像形成装置）が異常停止（例えば、加熱部への記録媒体巻付きやニップ部でのジャムなど）した時には、加熱手段への電源供給をOFFし、瞬時に加熱手段側を正規位置から離れるように可動させることで加熱を即時停止し、記録媒体が加熱されて発火するような危険を防ぎ、安全性を確保することができる。
【００１７】
更には、前記加熱手段は、ニップを通過する記録媒体側と反対方向に可動することを特徴とする。このように、加熱手段側を正規位置から記録媒体側と反対方向に可動させることで、ニップ部から給紙ローラ方向に記録媒体が残っている場合に加熱されて発火するような危険を防ぎ、安全性を確保することができる。
【００１８】
特に、加熱手段が熱源の熱を反射させる反射部材を備えた輻射加熱方式加熱手段である場合は、前記反射部材の開口部形状を、前記加熱部材回転方向の上流側縁部を下流側縁部よりも加熱部材側に近接させ延在させると好適である。反射部材の開口部形状が、加熱部材回転方向に対して、上流側を下流側より加熱部材側に近接させるよう構成することにより、輻射熱のもれを抑えて効率良く加熱部材を加熱することができる。
【００１９】
また、本発明の定着装置は、加熱部材と加圧部材によりニップを形成し、ニップを通過する記録媒体上に画像を加圧して定着させる構成の定着装置において、前記加熱部材を外方より加熱する加熱手段と、加熱動作時には該加熱手段と前記加熱部材との間領域以外に位置するシャッタとを有し、前記シャッタは、熱源供給電力のＯＦＦ制御に連動して該加熱手段と前記加熱部材との間領域に移動するように構成したことを特徴とする。これにより、マシンが異常停止（例えば、加熱部への記録媒体巻付きやニップ部でのジャムなど）した時には、加熱部材と外部より加熱する手段との間に設けたシャッタ部材を可動させることで熱源供給をＯＦＦし、記録媒体が加熱されて発火するような危険を防ぎ、安全性を確保することができる。
【００２０】
上記加熱手段が誘導加熱式加熱手段の場合には、前記シャッタ部材を磁気シールド材によって構成すると好適である。誘導コイルからの磁界が磁気シールド部材に集中することにより、加熱部材側には磁界が伝わり難くなることから加熱を抑えることが可能となる。上記加熱手段が輻射式加熱手段の場合には、前記シャッタ部材を断熱材により構成すると好適である。加熱部材と外部より加熱する手段との間に設けたシャッタ部材が断熱性がよいため、輻射熱や対流熱による加熱部材への熱供給がないので、記録媒体が加熱されて発火するような危険を防ぎ、安全性を確保することができる。
【００２１】
上記各構成において、加熱手段は熱源供給電力のＯＦＦ制御に連動して前記加熱部材を加熱しない位置に移動または加熱しない姿勢に可動するように構成すると好ましく、危険防止と安全性確保を更に向上させることができる。
【００２２】
また、上記各定着装置は、中間転写体に作像されたトナーを加熱手段に接触または非接触転写させるよう構成されたものでも良い。中間転写体を設けた転写定着装置においても、上述同様にマシン異常停止時には、瞬時に熱源供給をOFFすることにより、中間転写体への温度上昇を抑えることで、中間転写ベルトや作像部へのトナー固着やフィルミングによる異常画像発生を防止することができる。
【００２３】
この場合、転写定着部が前記中間転写体より上方に位置するようにしても良い。転写定着部が中間転写体より上方に位置するように構成したことにより、外部加熱手段による輻射や対流による熱で、記録媒体が加熱されて発火するような危険を防ぎ、安全性を確保することができる。また、中間転写体への温度上昇を抑え、中間転写ベルトや作像部へのトナー固着やフィルミングによる異常画像発生を防止することができる。
【００２４】
また、本発明では、上述した如き転写定着装置のいずれかを用いて画像形成装置を構成する。画像形成装置の定着部において、前述したと同様な作用・効果が得られる。すなわち、画像形成装置の定着部が例えば、加熱部への記録媒体巻付きやニップ部でのジャムなどで異常停止した時に、加熱手段への電源供給をOFFし、瞬時に加熱手段側を正規位置から離れるように可動させることで加熱を即時停止し、記録媒体が加熱されて発火するような危険を防ぎ、安全性を確保することができる。また、この画像形成装置では、ワーデル実用球形度φが０．８以上の値をもつトナーを現像剤として用いるのが好ましく、ワーデル実用球形度φが０．８ 以上の値をもつトナーは転写性が向上することから、これを利用することで高画質化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、定着装置やこれを含み構成される画像形成装置が（例えば、加熱部への記録媒体巻付きやニップ部でのジャムなどで）異常停止した時に、瞬時に加熱手段側を正規位置から離れるように可動させることで加熱手段による加熱を即時停止し、記録媒体が加熱されて発火するような危険を防ぎ、安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は本発明に係る画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の第１の実施形態要部を示す概略側断面図である。図1に基づいて本実施形態装置における構成及び動作概要を説明する。このカラー複写機は、装置本体中央部に位置する画像形成部1Ａと、該画像形成部1Ａの下方に位置する給紙部1Ｂと、画像形成部1Ａの上方に位置する図示しない画像読取部を有している。
【００２７】
画像形成部1Ａには、水平方向に延びる転写面を有する中間転写体としての中間転写ベルト2が配置されており、該中間転写ベルト2の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての感光体3Ｙ、3Ｍ、3Ｃ、3Ｂが中間転写ベルト2の転写面に沿って並置されている。
【００２８】
各感光体3Ｙ、3Ｍ、3Ｃ、3Ｂはそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置4、光書き込み手段としての書き込み装置5、現像装置6、1次転写装置7、及びクリーニング装置8が配置されている。各符号に付記しているアルファベットは、感光体3と同様、トナーの色別に対応している。各現像装置6には、それぞれのカラートナーが収容されている。中間転写ベルト2は、対向ローラ9（駆動ローラ）、テンションローラ51と、従動ローラ10に掛け回されて感光体3Ｙ、3Ｍ、3Ｃ、3Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。従動ローラ10と対向する位置には、中間転写ベルト2の表面をクリーニングするクリーニング装置11が設けられている。ここでは駆動ローラを対向ローラ9に設定しているが、特に対向ローラ9に限定するものではなく、対向ローラ9の上流側または下流側に設けても構わない。
【００２９】
感光体3Ｙの表面が帯電装置4により一様に帯電され、画像読取部からの画像情報に基づいて感光体3Ｙ上に静電潜像が形成される。該静電潜像はイエローのトナーを収容した現像装置6Ｙによりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される1次転写装置7Ｙにより中間転写ベルト2上に1次転写される。他の感光体3Ｍ、3Ｃ、3Ｂでもトナーの色が異なるだけで同様の画像形成がなされ、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト2上に順に転写されて重ね合わせられる。転写後感光体3上に残留したトナーはクリーニング装置8により除去され、また、転写後図示しない除電ランプにより感光体3の電位が初期化され、次の作像工程に備えられる。
【００３０】
給紙部1Ｂは、記録媒体としての用紙Ｐを積載収容する給紙トレイ16と、該給紙トレイ16内の用紙Ｐを最上のものから順に1枚ずつ分離して給紙する給紙コロ17と、用紙Ｐが一旦停止され、斜めずれを修正された後、転写定着ローラ13上の画像の先端と搬送方向の所定位置とが一致するタイミングでニップＮに向けて送り出されるレジストローラ対19を有している。必要に応じては、給紙された用紙Ｐを搬送する搬送ローラ対が、レジストローラ対19の前後に更に設けられる構成であっても構わない。
【００３１】
対向ローラ9の近傍下方部には、定着装置12が設けられている。定着装置12には、転写定着ローラ13と対峙して設けられ、互いにバネなどの加圧手段によって押圧されニップＮを形成する加圧ローラ14を有している。感光体3Ｙ、3Ｍ、3Ｃ、3Ｂから中間転写ベルト2上に1次転写されたトナー像Ｔ（以下、単にトナーともいう）は、不図示の2次バイアス印加手段により対向ローラ9に印加されるバイアス（ＡＣ、パルスなどの重畳を含む）により転写定着ローラ13に静電気力で2次的に転写される。なお、静電気力でないトナーを加熱することによる粘着転写方法や静電気力と粘着の両方を用いて転写する方式でも構わない。
【００３２】
転写定着ローラ13および加圧ローラ14はアルミニウム等の金属製パイプ状芯金53と、その表面には0.05〜0.5mm程度の弾性層と10〜30μｍのフッ素系樹脂材料であるＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層がコーティング、或いはチューブにより構成される。構成によっては、どちらかのローラだけの場合もある。また、転写定着ローラ13のローラ表層上のトナー像を加熱する加熱手段としてハロゲンヒータ15が設けられている。用紙長さ分の画像を保持する必要があるため、転写定着ローラ13の外径は記録媒体長さと同等かそれ以上の長さにしてある。また、転写定着ローラ13及び第２転写定着ローラ（加圧ローラ）14の表面温度を測定するための非画像領域に設けられた不図示のサーミスタとこれらサーミスタに依り得られるそれぞれの表面温度に基づいてハロゲンヒータ15のオンオフをコントロールする不図示の温度コントローラが設けてあり、それぞれ独立に温度をコントロールできるようになっている。
【００３３】
なお、転写定着ローラ13および加圧ローラ14の離型層をカーボン等の導電物質を分散させた導電性のフッ素系樹脂材料で構成し芯金と接続することで、該離型層間に転写バイアスを印加することが可能となり、転写バイアスを低電圧にでき、かつ、転写時の飛び散りを抑制できる。
【００３４】
図１の外部加熱手段が輻射加熱方式の定着装置を図２および図３を用いて詳細に説明する。図２(a)は、通常状態での加熱手段を示す説明図、(b)は異常停止時の加熱手段の可動位置・姿勢を示す説明図、図３(a)は、長手方向から見た加熱手段を示す図、(b)は横方向から見た加熱手段を示す図である。加熱手段として定着ローラ13（転写定着方式では転写定着ローラとも表現する）、加圧手段として加圧ローラ14間のニップ形成部を記録媒体が通過し、画像が定着される。中間転写体がある転写定着方式では、対向ローラ9が接触または非接触状態で接触または近接可能に構成されている。輻射加熱するための外部加熱手段として、ハロゲンヒータ15およびリフレクタ32が、定着ローラに対して正規加熱を行う通常状態（正常状態）では図２(a)の位置・姿勢（正規位置）にあり、画像形成装置が異常停止する時には、図２(b)のようにフクレクタ32が32aのように正規位置より可動し、輻射熱が定着ローラに加熱されないようになる。中間転写体がある場合には、温度上昇を防ぐために、32bのように対向ローラ9からも離れる位置にまで可動する。
【００３５】
外部加熱手段を長手方向から見た図３(a)と横方向から見た図３(b)を参照して、可動機構の実施例を説明する。図のように固定部材104でハロゲンヒータ15を固定し、リフレクタ保持部材101でリフレクタ32の両端部を補強するように保持している。図示した可動機構の一実施例では、ソレノイド（SOL）103で正規位置にある状態から解除されるとスプリング102で引っ張られ、リフレクタ保持部材101に（図示ない）接触式SWや接触端子が設けられており、それが離れるため熱源供給OFF状態となる。この種装置においては、一般的には、マシン停止と同時にハロゲンヒータ15もOFFされるが、本実施形態では更に熱源供給OFF制御を併せて行うことで更なる安全性を高めている。また、マシン停止復帰後は、上記説明と逆の動作で正規位置に戻るよう構成されている。なお、可動機構の実施例としては、スプリングやソレノイド方式に限定するものではなく、後に例示するカムやギヤ等のほかの可動方式でも構わない。
【００３６】
なお、本実施形態では、転写定着ローラ13の外部に加熱手段としてハロゲンヒータ15を用いて構成しているが、転写定着ローラ13や加圧ローラ14の内部にも更にハロゲンヒータ15を設けても構わない。
【００３７】
図４の拡大構成図および図５に示すフローチャートに基いて本実施形態の画像形成装置における定着装置の作用について説明する。この画像形成装置の通常動作（正常動作）を説明すると、図４の定着装置拡大図に示すように、装置動作開始操作によって、外部加熱手段のハロゲンヒータ15に通電されてウォームアップ（余熱動作）が開始される（ステップ；Ｓ０１）。この時、リフレクタ32の姿勢は図４中に示されるように、ハロゲンヒータ15が発する輻射エネルギーを転写定着ローラ13に向け集光する姿勢となっている。ウォームアップが完了するとスタンバイ状態となる（Ｓ０２）。所定操作に応じた画像形成動作時（Ｓ０３）には、正常時には（ステップ；Ｓ０４：Ｎｏ）中間転写ベルト2上に載ったトナー画像は、対向ローラ9と転写定着ローラ13が接触、或いは微小ギャップを持った状態で、中間転写ベルト2から転写定着ローラ13に転写される。転写定着ローラ13上のトナー画像は、転写定着ローラ13上にハロゲンヒータ15が発する輻射エネルギーをリフレクタ32により集光することにより加熱されて半溶融状態になる。転写定着ローラ13の表面温度は、マシン本体の電源がONされてから複写工程に入るまでに、リフレクタ32の内部に設けられたハロゲンヒータ15により所定の温度に温調制御される。転写定着ローラ13の表面温度としては、中間転写ベルト2に対して過度に温度負荷をかけないように100℃以下、望ましくは約80℃以下に温調される。複写工程に入ってトナー画像がリフレクタ32、及びハロゲンヒータ15の複写領域を通過した直後には、トナー層中の温度分布は定着ローラ13に接触している側よりもハロゲンヒータ15側に向いている側、すなわち記録シートを接触する側が高くなっている。具体的には、定着ローラ13に接触している部分が前述の様に約80℃であるのに対して、ハロゲンヒータ15側に向いている部分は、記録シートに対して十分な定着強度が得られる温度が必要である。我々の検討では、十分な定着強度が得られるのに必要なトナー画像と記録シートの接触界面温度は、110〜120℃程度である事が知られている。しかも、記録シートに比べて格段に熱容量の小さいトナー粒子が記録シートに接触した瞬間に温度が急激に低下してしまうため、定着ニップ出口で定着工程が完了するためには定着ニップ入口でトナー温度を持ち上げておく必要があることは明らかであり、定着ニップ出口でトナー画像と記録シートの接触界面温度が、110〜120℃程度になるように温度、或いは電力が制御される。画像形成の終了（Ｓ０５）を待って、（次の）画像形成動作継続（Ｓ０３）またはスタンバイ状態に戻る（Ｓ０２）。
【００３８】
同じ図５のフローチャートに沿って異常時動作を説明する。上記画像形成動作中等に、異常動作（記録媒体のジャム、不給紙及び他の停止必要動作）を検出すると（ステップ；Ｓ０４：Ｙｅｓ）、外部加熱熱源のOFF動作（Ｓ０６）、（中間転写体がある場合は中間転写体の離間後に）、外部加熱手段可動する（Ｓ０７接続SWのOFF動作に応じてリフレクタが可動し、熱源が遮断となる）。その後所定の異常処置を行い（Ｓ０８）、（異常状態が解消されることにより）異常検出信号が再検出されなければ（Ｓ０９：Ｙｅｓ）、前記可動部等が正常位置に復帰し（Ｓ１０）、ウォームアップ（Ｓ０１）後に通常動作に戻る（Ｓ０２：スタンバイ）。
【００３９】
本実施形態に限らず以降の説明でも共通に言えることであるが、中間転写体がある場合においては、マシン異常停止時に定着部は停止するよう構成し、中間転写体側が離間することによって、中間ベルトは停止しないで回転していても構わない。回転することによって、ベルトへの温度上昇を抑えることに効果があるためである。ただし、中間転写体への記録媒体巻付きなどが発生する懸念がある場合には、定着部と中間ベルト両方を回転停止する構成にしておく必要がある。
【００４０】
付記しておくと、実施形態にあるクリーニング部材61は、本発明の効果には影響しないので、本実施形態で例示してある構成に限定するものではない。加圧ローラ14に設ける場合もあり、転写定着ローラ13にトナーが残らなければ全く設けなくても構わない。
【００４１】
〔第２実施形態〕
次に図６に示す拡大側断面図に基づいて本発明の画像形成装置におけるベルト方式を採用した定着装置部の実施形態について説明する。この第２の実施形態では転写定着部材として転写定着ベルト33が用いられている。感光体から中間転写ベルト上に転写されたトナー画像は、更に中間転写ベルト2から転写定着ベルト33上に転写され、定着ニップ中で定着工程が完了する。ベルト方式の実施例では、転写定着ローラ13の替わりに転写定着ベルト33を用いた構成になっているが、ベルト特有の効果として定着ニップ出口から中間転写ベルト2との当接位置までの距離を長くできるためその間で転写定着ベルト33が冷却されるため、中間転写ベルト2が高温にならず高耐久化が図れるとともに、定着消費電力も大幅に低減できるというメリットがある。この実施形態装置の作用については、第１実施形態の場合と略同じであるから、説明は繰り返さない。
【００４２】
これまで説明した各構成においては、中間転写体を定着ローラ13に接触させた構成であるが、詳細構成は省略するが非接触とした構成でも構わない。前述各実施形態のように転写定着方式では、定着ローラ13（転写定着ローラとも言う）に画像形成のためのトナーが表面にのっており、マシンの異常発生時に停止した場合、記録媒体に転写定着されずに残ってしまい、この状態で放置されるとトナーが溶融しローラに固着物となってクリーニングされ難くなる問題がある。したがって、これら前述したような構成をとることにより、定着ローラ13が更に加熱されることを防止することが可能となる。なお、加熱手段が可動する構成は、転写定着方式における不具合解決に加えて、転写定着方式でない、通常の定着方式における同様の不具合も解決することが可能となる。
【００４３】
マシンの異常停止の例では、通常定着方式の場合、記録媒体の巻付きやジャムによるニップ部近傍での残りが問題となるが、転写定着方式の場合には、これに加えて不給紙による異常停止も問題となる。本発明によれば、記録媒体が近傍にこなくても、トナーは定着ローラ13上に残ってしまうと言う、転写定着方式特有の問題点を解決することが可能となっている。
【００４４】
〔第３実施形態〕
上述の各実施形態では、熱源にハロゲンランプを用いているが、熱源としてはこれに限らない。例えば図７の拡大側断面図に示すように誘導加熱方式を用いても良い。この実施形態の全体概略構成は、第１実施形態と略同じでよく（図１参照）、加熱手段の構成のみが異なる。この方式の場合には、図７（図４と同一符号は同等構成を示している）に示すように転写定着ローラ13の内部にはAg等の金属層よりなる発熱層が設けられており転写定着ローラ13に対して近接して設けられた誘導コイル34の作用により発熱層に渦電流が発生し発熱することで転写定着ローラ13上のトナーが加熱されて樹脂粘度が低下し、転写定着ローラ13と加圧ローラ14により構成されるニップ部で用紙Ｐ（記録シート）に対して定着される。
【００４５】
図８と図９に外部加熱手段が誘導加熱方式での可動機構の具体実施例を示す。加熱手段が輻射加熱方式から誘導加熱方式に替っただけで、同様に正規位置から可動する点は前述した第１実施形態の図２、図３と略同じである（駆動部については後述）。誘導加熱方式の加熱手段を構成している誘導コイル34が34ａの位置に可動する。この実施形態では、加熱手段を可動させる方法（駆動部）として、例えば誘導コイル34の端部にカム105と可変カム106を設け、モータや連動したギヤなどを、信号を受けて回転させることにより誘導コイル34を（回転）可動させているが、ソレノイド等（図３参照）に依っても良い。この実施形態装置の作用については、第１実施形態の場合と略同じであるから、説明は繰り返さない。
【００４６】
〔第４実施形態〕
これまで説明した実施形態では、転写定着部はベルトの斜め下方部にある例を示したが、本発明はこの配置形態に限定されるものではなく、ほかの配置構成においても記録媒体の搬送経路は変わってくるが、それぞれの配置に対応させることができ同様の効果が得られる。例えば、図１０のタンデム型カラー複写機の要部側断面図に示すように、転写定着部（ニップ部）が水平に懸架されたベルトの延在方向に一直線に配置された水平配置構成の画像形成装置、つまり、転写定着部の中間転写側開口が横にある構成にも適用できる。図１０に示す第４実施形態の画像形成装置は、転写定着部の配置位置が異なるのみで、他の部分は先の図１と同一であり、図１と同等部分に同一符号を付して、詳細説明は省略する。この実施形態における転写定着部を図１１（(a)〜(d)）に示す。図１１(a)は、通常状態での加熱手段を示し、(b)は異常停止時の加熱手段の可動位置・姿勢を示し、(c)は長手方向から見た加熱手段を、(d)は横方向から見た加熱手段を示している。この実施形態においても、加熱手段が可動となっており、既に述べたと全く同様に、マシン異常停止発生時には、リフレクタ32の通常動作位置より32aの位置に可動させることで、記録媒体への加熱防止、中間転写体への温度上昇防止、定着ローラ13の加熱防止等の効果がある。
【００４７】
〔第５実施形態〕
水平配置構成で誘導加熱方式の外部加熱手段の画像形成装置の実施形態を示す。図１２（(a)〜(d)）に要部で示す第５の実施形態も、加熱手段が可動となっている。図１２(a)・(b)に示すように、この実施形態は前実施形態とは外部加熱手段の構成が異なるのみで、他の部分は第４実施形態同等である。加熱手段を可動させる方法（駆動部）は、第３実施形態で示したと同様に図１２(c)・(d)に示すように誘導コイル34の端部にカム105と可変カム106を設け、モータや連動したギヤなどを、信号を受けて回転させることにより誘導コイル34を（回転）可動させている。勿論、駆動部には、ソレノイド等（図３参照）を用いるようにしても良い。
【００４８】
〔第６実施形態〕
前第４実施形態や第１実施形態・第２実施形態で用いている輻射加熱方式の外部加熱手段について、別な実施形態の側面図を図1３に示す。この第６の実施形態では、輻射加熱方式外部加熱手段を構成するリフレクタ32の開口部形状がこれまでのものと異なっている。すなわち、定着ローラ13の回転方向に対して、上流側の立上げ長さをＬ１、下流側の立上げ長さをＬ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２とするよう構成した。これにより、輻射熱や対流熱が上流側から逃げ難くすることができ、周囲への温度上昇を防ぐことができ、また、熱源の無駄なエネルギー消費を抑えることもできることから省エネに繋がる。特に中間転写体をもった転写定着方式においては、定着ローラ13の回転方向上流側にあるため、中間転写体への温度上昇も抑制する効果がある。
【００４９】
下流側の開口位置を上流側ほど規制しなくて良い理由としては、輻射熱や対流熱の逃げる方向が加圧ローラ14や記録媒体側なので、通常動作時においてはそれらの部材を加熱することになるので、特に熱ロスとなることはないためである。
【００５０】
〔第７実施形態〕
転写定着部の位置は、中間転写体より上方に位置していても良い。図１４は、第７実施形態の定着装置の拡大側断面図である。本実施形態においては、転写定着部（ニップ部）は、懸架されたベルトの先端部上方に配置されている。この実施形態においても、加熱手段が可動となっている。この実施形態では、転写定着部の配置位置が異なるのみで、他の図示されていない部分は先の図１（あるいは図１０）と同一であり、詳細説明は省略する。図１４では、同等部分に同一符号を付してある。この構成では、記録媒体が通過するニップ部が外部加熱手段の上方に位置するため、熱源からの輻射熱や特に対流熱が上方に逃げやすい。このため、マシン異常停止発生時には、リフレクタ32の通常動作位置より32aの位置に可動させることで、記録媒体への加熱防止、中間転写体への温度上昇防止、定着ローラ13の加熱防止等、問題点解決効果はより大きくなる。転写定着部が真上でなくとも良く対向ローラ9の水平位置より上方にあれば同様の効果が得られる。
【００５１】
〔第８実施形態〕
次に本発明の別な形態として、加熱部材と外部加熱手段との間にシャッタ部材を設けた実施形態について図１５を用いて詳細に説明する。図１５(a)は、通常状態での加熱手段を示す図、(b)は異常停止時の加熱手段の可動位置・姿勢を示す説明図である。この本発明第８の実施形態では、シャッタ107が正規位置から、異常停止位置になると外部加熱手段との間に可動する。シャッタ107は断熱性の良い部材で構成し、熱の伝達を抑制する。これにより、輻射加熱や誘導加熱での輻射熱や対流熱を加熱部材側に伝える抑制をし、定着ローラの昇温により記録媒体への加熱を抑制することができる。
【００５２】
図１５に示すように、中間転写体と転写定着ローラ13との間には、転写定着ローラ13から中間転写ベルト2への熱放射（熱移動）を抑制する熱遮蔽部材又は熱移動抑止部材としての断熱プレート（シャッタ部材107ともいう）が設けられている。断熱プレート107は、中間転写ベルト2から転写定着ローラ13への2次転写を阻害しない状態で中間転写ベルト2への熱放射を極力抑えるように、開口部を有する形状に形成されており、定着装置本体、画像形成装置本体のいずれの側に設けてもよい。
【００５３】
熱移動抑止部材としては、放射率の低い金属光沢を有する板状のものが好ましく、特に2枚の金属シートを微小空隙又は断熱材を挟んで配置すると優れた効果が得られる。また、ノートパソコンのＣＰＵ冷却用に用いられるマイクロヒートパイプ構造を内包する薄板を用いた場合、熱移動抑止部材を低温に保ち熱移動を抑制することができる。断熱プレート107によって、中間転写体の温度上昇をある程度低減でき、中間転写体側の熱劣化を抑制できる。本実施形態例では、断熱プレートをシャッタ部材107共通使用構成としているが更に別部材として設けても構わない。
【００５４】
フローチャートは省略するが、この第８実施形態の概略動作は、先の図５のフローチャートに示されたものと略似ており、違いは図５の異常検出時（Ｓ０４：Ｙｅｓ）に対応して、外部加熱熱源のOFF動作（Ｓ０６）後に、中間転写体の離間、とシャッタの可動（熱源遮断）を行う（これら動作は、図５におけるＳ０７の熱源が遮断に相当）。その後の動作は、図５と同様で、所定の異常処置を行い（Ｓ０８）、（異常状態が解消されることにより）異常検出信号が再検出されなければ（Ｓ０９：Ｙｅｓ）、前記可動部等が正常位置に復帰し（Ｓ１０）、ウォームアップ（Ｓ０１）後に通常動作に戻る（Ｓ０２：スタンバイ）。
【００５５】
〔第９実施形態〕
図１６(a)から(b)に、加熱手段が誘導加熱方式の場合に対応したシャッタにより熱源遮断を行っている実施形態を示す。図１６(a)は、通常状態での加熱手段を示す図、(b)は異常停止時の加熱手段の可動位置・姿勢を示す説明図である。この第９実施形態の場合には、シャッタ部材107aの材質が金属で、特に磁気シールド性のある材質、たとえばフェライトなどの強磁性体などが好ましい。誘導コイルからの磁界が磁気シールド材に集中することにより加熱部材側には伝わり難くなるため、温度上昇をおさえることができる。また、シャッタ部材に集中することにより加熱される懸念がある場合には、図１６(c)に示すように、加熱部材側に断熱性部材シャッタ107ｂを設けた二層構造にするとより効果が得られる。
【００５６】
〔第１０実施形態〕
第８実施形態および第９実施形態のように、加熱部材と外部加熱手段との間にシャッタ部材を設けるのと併用して、既に説明したように、加熱部材も同時に可動する構成としても良い。この場合のフローチャートを図１７に示す。異常検出に対応して（ステップ；Ｓ０４：Ｙｅｓ）、外部加熱熱源のOFF動作（Ｓ０６）後に、中間転写体の離間し（Ｓ１１）、外部加熱手段可動し（Ｓ１２：例えば輻射加熱式であれば接続SWのOFF動作に応じてリフレクタが可動し、熱源が遮断となる）、シャッタの可動（Ｓ１３熱源遮断）を行う。なお、これら一連の処理についての順序は、図示のものに限らない。その後所定の異常処置を行い（Ｓ０８）、（異常状態が解消されることにより）異常検出信号が再検出されなければ（Ｓ０９：Ｙｅｓ）、前記可動部等が正常位置に復帰し（Ｓ１０）、ウォームアップ（Ｓ０１）後に通常動作に戻る（Ｓ０２：スタンバイ）。このように組み合わせた構成をとることにより、二重の安全性を確保することが可能となる。加熱部材が輻射加熱方式で、リフレクタ32を可動させるとき、上流側に端部位置が定着ローラ13の最下位置より高く（Ｈ１）なっていても可動させることが可能である。これに対し、下流側の端部位置Ｈ２は可動するときに接触しなければ問題はない。加熱部材は、可動する誘導加熱方式のものでも良い。
【００５７】
〔第１１実施形態〕
球形トナーを用いるようにした実施形態を説明する。中間転写ベルト２から転写定着部材へのトナーの転写性（転写効率、忠実性）は高画質化に影響を及ぼし、このトナーの転写性はトナーの形状に関与していることが知られている。本実施形態では、上記各実施形態における高画質化を達成すべくトナー形状の最適化を目的としている。前出の特許文献６には、ワーデル実用球形度φが０．８以上の値をもつトナーは転写性が向上することについて詳細が記載されており、前述各実施形態においてもこれを利用して高画質化を図ることができる。従って、トナーとして、ワーデル実用球形度φが０．８以上であるものを用いるのが好ましい。ここでの球形度φは、下記式
φ＝（粒子投影面積に等しい円の直径）／（粒子投影像に外接する円の直径）
で表され、スライドグラス上にトナーを適当量とり、顕微鏡で拡大（５００倍）し、任意の１００個のトナーについて測定することで容易に計算することができる。本実施形態では、２次転写効率、忠実性を高めることができ、高画質を実現できる。
【００５８】
以上の実施形態については、中間転写体を設けた転写定着装置の図に基づいて説明しているが、本発明は中間転写体を用いない方式の既知の定着装置に対しても同様に適用でき、効果も同様に得られる。すなわち、いずれの構成でも、異常時にニップ形成部で外部加熱手段の加熱方向を記録媒体側とは反対方向に可動させる或いはシャッタ部材により熱源遮断することにより、記録媒体がジャムしてニップ形成部近傍に残っていても、加熱されることを防止でき安全性の確保に効果がある。
【００５９】
以上、定着部を主体に本発明を説明したが、これまで挙げたような本発明の定着装置を有した本発明の画像形成装置では、定着部において既述した如くに、外部より加熱する手段からの加熱部材への熱供給がない異常時の安全が確保できるため、画像形成装置総体としても、異常時の安全が確保できる好適な画像形成装置となる。
【００６０】
これまで説明した構成の定着装置・画像形成装置に限らず、本発明は、既知構成においても同様に適用でき、同等の効果が得られる。幾つかの例を示せば、先に挙げた特許文献３に開示されている、図２１（転写定着部が斜め構成）、図２２（各部垂直方向配列形態；中間転写体が下方に位置し、転写定着部が上方に位置する構成）、図２４（フリー転写ベルト方式）、図２５（フリー転写ベルト方式）に示した如き構成の、中間転写体を有する画像形成装置では、やはり温度上昇による中間転写体の劣化、作像部、特に感光体への温度上昇によるトナー劣化、トナー固着、トナーフィルミング等の不具合により画像品質低下が問題となる。従って、上記既知構成のそれぞれにおいても、本発明の実施形態として説明した技術に習ってその外部加熱手段を可動に構成する、および／または外部加熱手段と加熱部材との間の領域へ移動可能に構成されたシャッタを付加した構成とすることで、既述した実施形態同様に、異常時の定着部における過熱による問題点の解決を図ることができる。すなわち、これまで実施形態に即して説明したように、外部加熱手段に対して図２および図３で示した如き構成、あるいは図８および図９に示した如き構成を適用すれば足り、その他の変形も含めて類推が容易であるので、ここでの詳細説明・図示は明細書簡略化のために省略する。また、図２３として例示した、〔特許文献３〕に示された構成（ドラム感光体方式）においても、同様に本発明を適用することができ、これまで説明してきた如き構成をとることにより、異常時の定着部における過熱による問題点の解決を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態であるタンデム型カラー複写機の要部を模式的に示す側断面図である。
【図２】(a)は、通常状態での輻射加熱方式加熱手段を示す図、(b)は異常停止時の可動位置・姿勢を示す図である。
【図３】(a)は、長手方向から見た加熱手段を示す図、(b)は横方向から見た加熱手段を示す図である。
【図４】第１実施形態における定着装置の拡大側断面図である。
【図５】第１実施形態における定着装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態であるベルト方式の定着装置部を示す拡大側断面図である。
【図７】定着装置の他の構成例（第３実施形態）を示す拡大側断面図である。
【図８】(a)は、通常状態での誘導加熱方式加熱手段を示す図、(b)は異常停止時の可動位置・姿勢を示す説明図である。
【図９】(a)・(b)は、誘導加熱方式外部加熱手段の可動機構の具体実施例を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態であるタンデム型カラー複写機の要部を模式的に示す側断面図である。
【図１１】(a)は、通常状態での加熱手段を示す図、(b)は異常停止時の加熱手段の可動位置・姿勢を示す説明図であり、(c)は、長手方向から見た加熱手段を示す図、(d)は横方向から見た加熱手段を示す図である。
【図１２】誘導加熱方式外部加熱手段の可動機構の具体実施例を示す図である。
【図１３】輻射加熱方式の外部加熱手段について、別な実施形態を示す側面図である。
【図１４】第７実施形態の定着装置の拡大側断面図である。
【図１５】(a)は、第８実施形態における通常状態での誘導加熱方式加熱手段を示す図、(b)は異常停止時の可動位置・姿勢を示す説明図である。
【図１６】(a)は、第９実施形態における通常状態での誘導加熱方式加熱手段を示す図、(b)は異常停止時の可動位置・姿勢を示す説明図である。
【図１７】第８および第９実施形態における定着装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】既知の定着装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【図１９】公知の定着装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【図２０】公知の定着装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【図２１】公知の画像形成装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【図２２】公知の画像形成装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【図２３】公知の画像形成装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【図２４】公知の定着装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【図２５】公知の定着装置の構成を示す要部拡大側面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１Ａ  画像形成部
１Ｂ  給紙部
２  中間転写ベルト（中間転写体）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ  感光体
４  帯電装置
５  書き込み装置（光書き込み手段）
６  現像装置
７  1次転写装置
８  クリーニング装置
９  対向ローラ（駆動ローラ）
１０  従動ローラ
１１  クリーニング装置
１２  定着装置
１３  転写定着ローラ
１４  加圧ローラ（第２転写定着ローラ）
１５(１５’)  ハロゲンヒータ（外部加熱手段）
１６  給紙トレイ
１７  給紙コロ
１９  レジストローラ対
３２(３２’)  リフレクタ（外部加熱手段）
３３  転写定着ベルト
３４  誘導コイル（外部加熱手段）
５１  テンションローラ
５３  パイプ状芯金
６１  クリーニング部材
１０１  リフレクタ保持部材
１０２  スプリング
１０３  ソレノイド（SOL）
１０４  固定部材
１０５  カム
１０６  可変カム
１０７  シャッタ部材（断熱プレート）
Ｎ  （定着）ニップ
Ｐ  用紙（記録シート）
【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】
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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２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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