(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラ部材に張架されるとともに、トナー像を担持する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材に当接して当該ベルト部材に担持されたトナー像が転写されるとともに、転写されたトナー像を加熱・溶融する転写定着部材と、
を備え、
前記複数のローラ部材は、
前記ベルト部材を介して前記転写定着部材に圧接して転写ニップ部を形成する対向ローラと、
前記対向ローラに対する前記ベルト部材の巻き付け角度が９０度以下となるように当該対向ローラの近傍に配設された単数又は複数の補助ローラと、
を具備し、
前記対向ローラ及び前記補助ローラに当接してそれらのローラの撓みを規制する規制部材をさらに備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記対向ローラは、前記転写ニップ部におけるニップ幅が２ｍｍ以下になるように形成された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】
前記規制部材は、前記対向ローラ及び前記補助ローラの外周面に当接するローラ状部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ローラ状部材は、前記対向ローラ及び前記補助ローラの回転軸方向に複数分割されたことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記規制部材は、前記対向ローラ及び前記補助ローラの外周面に摺接する摺接部を具備した非回転部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記対向ローラは、その外周面が金属材料で形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記対向ローラは、断熱層を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記対向ローラは、前記転写定着部材を走行させる駆動源によって回転駆動されることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ベルト部材は、複数のトナー像が重ねて担持される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記転写定着部材は、複数のローラ部材に張架された転写定着ベルトであって、
前記複数のローラ部材のうち１つのローラ部材は、前記転写定着ベルトを介して前記ベルト部材に圧接することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写定着部材は、転写定着ローラであることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、記録媒体上にトナー像を転写するとともに定着する転写定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置では、転写工程と定着工程とを同時におこなう転写定着装置を用いる技術が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。
このような転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に比べて、表面性の粗い記録媒体を使用しても画像品質の低下が起こり難いという利点がある。
【０００３】
詳しくは、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置では、表面性の粗い記録媒体を使用すると、中間転写ベルトが記録媒体の表面性に追従できずに中間転写ベルトと記録媒体との間に微小ギャップが形成されてしまう。そのため、その微小ギャップが形成された部分で異常放電が発生して、中間転写ベルト上に担持された画像が記録媒体上に正常に転写されずに、画像が全体としてボソボソになってしまう。
これに対して、転写定着装置を備えた画像形成装置では、トナー像に対して転写と同時に熱を加えるため、トナーが軟化・溶融して粘弾性を帯びたブロック状の塊になる。そのため、表面性の粗い記録媒体を使用して定着部材と記録媒体との間に微小ギャップが形成されても、その部分に画像が塊として転写されてしまう。したがって、画像は、ボソボソにならずに、良好で高画質なものになる。
【０００４】
さらに、転写定着装置を備えた画像形成装置は、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に比べて、トナー像を加熱する時間を長くとれるために定着部材の設定温度を比較的低く設定できる。したがって、熱エネルギーの消費を低減することができる。
【０００５】
さらに詳しくは、特許文献１等の画像形成装置において、まず、中間転写ベルト（ベルト部材）上に、複数の感光体ドラム上に形成された各色のトナー像が重ねて転写（１次転写）される。その後、中間転写ベルトに担持されたトナー像は、転写ニップ部の位置で、転写定着ローラ（転写定着部材）上に転写（２次転写）される。そして、転写定着ローラに担持されたトナー像は、転写定着ローラ上で加熱・溶融された後に、加圧ローラとの定着ニップ部の位置に搬送された記録媒体上に転写（３次転写）されるとともに定着される（転写・定着される。）。
ここで、特許文献１等の画像形成装置では、転写ニップ部を形成する対向ローラ（中間転写ベルトを介して転写定着ローラに圧接するローラ部材である。）の外径を転写定着ローラの外径よりも小さく設定するとともに、対向ローラの近傍にテンションローラを配設する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７９０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の画像形成装置は、転写定着部材（転写定着装置）で生じた大量の熱の多くが転写ニップ部を介して中間転写ベルト（ベルト部材）に伝わり、さらにはその熱が中間転写ベルトを介して感光体ドラムにまで伝わって、中間転写ベルトや感光体ドラムが熱劣化してしまったり、中間転写ベルトや感光体ドラムの表面にフィルミング（トナー成分がスジ状に固着する現象である。）が生じてしまったりする不具合があった。そして、このような不具合が生じてしまうと、出力画像の画像品質が大きく低下してしまっていた。
さらに、転写定着部材（転写定着装置）で生じた大量の熱の多くが転写ニップ部を介して中間転写ベルト（ベルト部材）に伝わると、転写定着部材自体の加熱効率が低下して熱エネルギーが浪費されたり、出力画像の定着性が低下してしまったりしていた。
【０００８】
これに対して、上述した特許文献１等の画像形成装置は、転写ニップ部を形成する対向ローラ（中間転写ベルトを介して転写定着ローラに圧接するローラ部材である。）の外径を転写定着ローラの外径よりも小さく設定しているために、転写ニップ部におけるニップ幅を比較的小さく形成することができる。したがって、転写定着部材で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト（ベルト部材）に伝わりにくくなる効果が期待できる。
しかし、転写ニップ部を形成する対向ローラを小径化すると、対向ローラに対する中間転写ベルトの巻き付け角度が大きくなってしまい、中間転写ベルトに曲率が小さく強い曲げ応力が繰り返しかかり、中間転写ベルトの耐久性が低下してしまっていた。また、中間転写ベルトに曲率が小さく強い曲げ応力がかかると、中間転写ベルトに直線状に戻ろうとする復元力が生じやすくなって、対向ローラと中間転写ベルトとの間に浮きが生じて良好な転写ニップ部を形成できなくなっていた。さらに、対向ローラを小径化することで、対向ローラに撓み（変形）が生じやすくなって、対向ローラと中間転写ベルトとの間に浮きが生じて良好な転写ニップ部を形成できなくなっていた。
【０００９】
このような現象は、転写定着装置を用いた画像形成装置に特有のものであって、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置には生じにくいものである。すなわち、転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置では、熱源となる定着装置で生じた熱が、中間転写ベルトに直接伝わることがないため、小型の装置であって定着装置と中間転写ベルトや感光体ドラムが比較的近接している場合であっても、上述した不具合は生じにくい。
【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、良好な転写ニップ部が形成されて、ベルト部材の耐久性が低下することなく、転写定着部材で生じた熱が転写ニップ部を介してベルト部材に伝わりにくい、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、複数のローラ部材に張架されるとともに、トナー像を担持する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材に当接して当該ベルト部材に担持されたトナー像が転写されるとともに、転写されたトナー像を加熱・溶融する転写定着部材と、を備え、前記複数のローラ部材は、前記ベルト部材を介して前記転写定着部材に圧接して転写ニップ部を形成する対向ローラと、前記対向ローラに対する前記ベルト部材の巻き付け角度が９０度以下となるように当該対向ローラの近傍に配設された単数又は複数の補助ローラと、を具備し、前記対向ローラ及び前記補助ローラに当接してそれらのローラの撓みを規制する規制部材をさらに備えたものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記対向ローラは、前記転写ニップ部におけるニップ幅が２ｍｍ以下になるように形成されたものである。
【００１３】
また、請求項３記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記規制部材を、前記対向ローラ及び前記補助ローラの外周面に当接するローラ状部材としたものである。
【００１４】
また、請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記ローラ状部材は、前記対向ローラ及び前記補助ローラの回転軸方向に複数分割されたものである。
【００１５】
また、請求項５記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記規制部材を、前記対向ローラ及び前記補助ローラの外周面に摺接する摺接部を具備した非回転部材としたものである。
【００１６】
また、請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記対向ローラは、その外周面が金属材料で形成されたものである。
【００１７】
また、請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記対向ローラは、断熱層を具備したものである。
【００１８】
また、請求項８記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記対向ローラは、前記転写定着部材を走行させる駆動源によって回転駆動されるものである。
【００１９】
また、請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記ベルト部材を、複数のトナー像が重ねて担持される中間転写ベルトとしたものである。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記転写定着部材は、複数のローラ部材に張架された転写定着ベルトであって、前記複数のローラ部材のうち１つのローラ部材は、前記転写定着ベルトを介して前記ベルト部材に圧接するものである。
【００２１】
また、請求項１１記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記転写定着部材を、転写定着ローラとしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、対向ローラに対するベルト部材の巻き付け角度を最適化するための補助ローラを対向ローラの近傍に設置しているために、良好な転写ニップ部が形成されて、ベルト部材の耐久性が低下することなく、転写定着部材で生じた熱が転写ニップ部を介してベルト部材に伝わりにくい、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２５】
実施の形態１．
図１及び図２にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのカラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部（露光部）、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１は各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにそれぞれ収容された感光体ドラム（像担持体）、２２は感光体ドラム２１上を帯電する帯電部、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫは感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する現像装置、２４は感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２７に転写する転写バイアスローラ、２５は感光体ドラム２１上の未転写トナーを回収するクリーニング装置、を示す。
【００２６】
また、２７は複数色のトナー像が重ねて転写されるベルト部材としての中間転写ベルト、２８は中間転写ベルト２７を介して転写定着ベルト６７に圧接して転写ニップ部（２次転写ニップ部）を形成する対向ローラ（ローラ部材）、２９は中間転写ベルト２７上の未転写トナーを回収するクリーニング装置（中間転写ベルトクリーニング装置）、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２ＢＫは各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫに各色のトナーを補給するトナー補給部、５１は原稿Ｄを原稿読込部５５に搬送する原稿搬送部、５５は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、６１は転写紙等の記録媒体Ｐが収納される給紙部、６６は記録媒体Ｐ上にトナー像を転写・定着する転写定着装置、８６は転写定着ベルト６７の輻射熱による中間転写ベルト２７の加熱を軽減する断熱プレート、を示す。
【００２７】
ここで、転写定着装置６６は、転写定着部材としての転写定着ベルト６７、加圧部材としての加圧ローラ６８、熱源としてのヒータ７０、等で構成される。
また、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電部２２、クリーニング装置２５が、一体化されたものである。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１上では、それぞれ、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成がおこなわれる。
【００２８】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５５のコンタクトガラス５３上に載置される。そして、原稿読込部５５で、コンタクトガラス５３上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００２９】
詳しくは、原稿読込部５５は、コンタクトガラス５３上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部（不図示である。）で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００３０】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫの感光体ドラム２１上に向けて発せられる。
【００３１】
一方、４つの感光体ドラム２１は、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１の表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム２１上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００３２】
イエロー成分に対応したレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ２０Ｙの感光体ドラム２１表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００３３】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ２０Ｍの感光体ドラム２１表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ２０Ｃの感光体ドラム２１２表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ２０ＢＫの感光体ドラム２１表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００３４】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、それぞれ、現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫとの対向位置に達する。そして、各現像装置２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３ＢＫから感光体ドラム２１上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、複数のローラ部材に張架・支持された中間転写ベルト２７との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト２７の内周面に当接するように転写バイアスローラ２４が設置されている。そして、転写バイアスローラ２４の位置で、中間転写ベルト２７上に、感光体ドラム２１上に形成された各色の画像（トナー像）が、順次重ねて転写される（第１転写工程である。）。
【００３５】
そして、第１転写工程後の感光体ドラム２１表面は、それぞれ、クリーニング装置２５との対向位置に達する。そして、クリーニング装置２５で、感光体ドラム２１上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。
【００３６】
他方、感光体ドラム２１上の各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト２７（ベルト部材）表面は、図中の矢印方向に走行して、転写定着ベルト６７（転写定着部材）の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上のフルカラーのトナー像が、対向ローラ２８に印加される転写バイアスによって、転写定着ベルト６７上に２次転写される（第２転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト２７表面は、中間転写ベルトクリーニング部２９の位置に達する。そして、中間転写ベルト２７上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置２９に回収されて、中間転写ベルト２７上の一連の転写プロセスが完了する。
【００３７】
他方、中間転写ベルト２７から転写されたトナー像を担持した転写定着ベルト６７表面は、図１の時計方向に走行して、加圧ローラ６８との当接位置（定着ニップ部である。）に達する。ここで、転写定着ベルト６７はヒータ７０によって加熱されていて、転写定着ベルト６７に担持されたトナー像が加熱・溶融される。そして、転写定着ベルト６７と加圧ローラ６８とのニップ部（定着ニップ部）にて、転写定着ベルト６７に担持されたトナー像（フルカラー画像）が記録媒体Ｐに転写される（第３転写工程である。）とともに定着される。
【００３８】
ここで、転写定着装置６６の位置の記録媒体Ｐは、給紙部６１から搬送ガイド６３、レジストローラ６４等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部６１から、給紙ローラ６２により給送された転写紙Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４に導かれる。レジストローラ６４に達した記録媒体Ｐは、転写定着ベルト６７上のトナー像とタイミングを合わせて、転写定着ベルト６７と加圧ローラ６８との定着ニップ部に向けて搬送される。
その後、フルカラー画像が転写・定着された記録媒体Ｐは、排紙ローラ８０によって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３９】
なお、本実施の形態１において用いられるトナーは、低温定着に適したものであって、軟化点（１／２流出温度）が９０〜１１５℃に設定されている。ここで、トナーの軟化点は、高架式フローテスター「ＣＦＴ５００Ｄ型」（島津製作所社製）を用いて測定されるトナーの溶融特性（フローカーブ）から１／２法にて求めたものである。その際、測定条件は、荷重を５ｋｇ／ｃｍ2、昇温速度を３．０℃／分、ダイ口径を１．００ｍｍ、ダイ長さを１０．０ｍｍに設定した。
【００４０】
次に、図２にて、本実施の形態１における画像形成装置１の、特徴的な構成・動作について詳述する。
図２は、転写定着装置６６の近傍を示す拡大図である。
図２に示すように、転写定着装置６６は、転写定着部材としての転写定着ベルト６７、加圧ローラ６８（加圧部材）、２次転写ローラ７１、ローラ部材７２、７３、テンションローラ７４、クリーニングローラ７５、クリーニングブレード７６、等で構成される。
【００４１】
ここで、転写定着部材としての転写定着ベルト６７は、複数のローラ部材７１〜７４に張架・支持された無端状ベルトであって、駆動源（駆動モータ）に接続された２次転写ローラ７１の回転駆動によって図２中の矢印方向に走行する。複数のローラ部材のうち１つのローラ部材７１（２次転写ローラ）は、芯金上に弾性層等が積層されたものであって、転写定着ベルト６７を介して中間転写ベルト２７（対向ローラ２８）に圧接して転写ニップ部（２次転写ニップ部）を形成している。また、複数のローラ部材のうち１つのローラ部材７２は、転写定着ベルト６７を介して加圧ローラ６８に圧接して定着ニップ部を形成している。また、転写ニップ部と定着ニップ部との間であって、転写定着ベルト６７の外周面に対向する位置には、加熱手段としてのヒータ７０（熱源）が固設されている。また、定着ニップ部の下流側であって転写定着ベルト６７に当接する位置には、転写定着ベルト６７上の未転写トナーを除去するために、クリーニングローラ７５が配設されている。さらに、クリーニングローラ７５の外周面には、クリーニングローラ７５上に担持された未転写トナーを除去するためのクリーニングブレード７６が配設されている。
【００４２】
ここで、転写定着ベルト６７は、ポリイミド等からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された積層構造体である。
転写定着ベルト６７の弾性層としては、層厚が０．０５〜０．５ｍｍ程度であって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。転写定着ベルト６７に弾性層を設けることにより、所望のニップ幅のニップ部を形成することができる。
転写定着ベルト６７の離型層としては、層厚が１０〜３０μｍ程度であって、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、等を用いることができる。転写定着ベルト６７の表層に離型層を設けることにより、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。ここで、離型層は、導電性と耐磨耗性とを得るために、カーボン等の充填剤を数％含有させることもできる。また、転写定着ベルト６７の離型層の離型性が高くなるように、離型性（表面エネルギー）を表す水の接触角を１１０〜１２５°に設定することもできる。
【００４３】
ヒータ７０は、ハロゲンヒータであって、その背面には転写定着ベルト６７の加熱効率を高めるために反射板が設置されている。そして、装置本体の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ７０によって転写定着ベルト６７が加熱されて、ベルト表面から転写定着ベルト６７上のトナー像に熱が加えられる。ヒータ７０の出力制御は、転写定着ベルト６７表面に対向する温度センサ（不図示である。）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。このようなヒータ７０の出力制御によって、転写定着ベルト６７の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
なお、本実施の形態１では、転写定着ベルト６７の温度を１１０〜１３０℃程度に調整制御している。これは、従来の定着装置（転写工程と定着工程とを別々におこなう画像形成装置に設置されるものである。）における定着部材の温度に比べて、かなり低い温度となっている。
【００４４】
また、加圧ローラ６８は、鉄、ステンレス等からなる芯金上に表面層が形成されたものであって、図２中の矢印方向に回転する。加圧ローラ６８は、不図示の加圧機構によって転写定着ベルト６７に圧接する。こうして、加圧ローラ６８と転写定着ベルト６７との間に、所望の定着ニップ部が形成される。
【００４５】
加圧ローラ６８の表面層は、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等のフッ素化合物に、耐摩耗性に優れたカーボン、ガラス繊維、セラミック等の充填剤や摺動性に優れた二硫化モリブデン等の充填剤を２〜２０％加えたものである。特に、フッ素化合物として、四フッ化エチレン・エチレン共重合体樹脂（ＥＴＦＥ）等のように水素の半分がフッ素に置換された構造のものを用いた場合には、水に対する接触角の異なる材料を容易に得ることができる。また、表面層に充填剤を多く含ませることで、耐磨耗性が確保される。
【００４６】
なお、加圧ローラ６８は、芯金と離型層との間に、多孔質セラミック等からなる断熱層を設けてもよい。これにより、転写定着ベルト６７の昇温効率が上昇することになる。
また、加圧ローラ６８は、芯金と離型層との間に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等からなる弾性層を設けてもよい。これにより、定着ニップ部において充分なニップ幅を確保することができる。
【００４７】
一方、中間転写ベルト装置は、ベルト部材としての中間転写ベルト２７、中間転写ベルト２７を張架・支持する複数のローラ部材、４つの転写バイアスローラ２４、規制部材としての規制ローラ９２、等で構成される。
【００４８】
中間転写ベルト２７は、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト２７は、体積抵抗率が１０7〜１０12Ωｃｍ、ベルト裏面側の表面抵抗率が１０8〜１０12Ωｃｍの範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト２７は、厚さが８０〜１００μｍの範囲となるように設定されている。本実施の形態１では、中間転写ベルト２７の厚さが９０μｍに設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト２７の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パーフルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト２７の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。
【００４９】
対向ローラ２８（２次転写対向ローラ）は、中間転写ベルト２７を張架する複数のローラ部材のうちの１つであって、中間転写ベルト２７を介して転写定着ベルト６７に圧接して転写ニップ部（２次転写ニップ部）を形成している。
ここで、対向ローラ２８は、転写ニップ部におけるニップ幅（ベルト走行方向のニップ幅である。）が２ｍｍ以下になるように形成されている。具体的に、対向ローラ２８は、その外径が１５ｍｍ以下（好ましくは、１０ｍｍ以下である。）になるように形成されている。このように、転写ニップ部におけるニップ幅を比較的小さく形成することで、転写定着ベルト２７で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト２７に伝わりにくくなる。したがって、中間転写ベルト２７や感光体ドラム２１にフィルミングや熱劣化が生じにくくなって、出力画像の画像品質が低下する不具合を抑止することができる。本願発明者が実験をおこなったところ、転写ニップ部におけるニップ幅を２ｍｍ以下に設定することで、転写定着ベルト６７の温度が１１０〜１３０℃程度であっても、中間転写ベルト２７の温度を６０℃以下に抑えることができ、中間転写ベルト２７や感光体ドラム２１にフィルミングや熱劣化が生じないことを確認した。
【００５０】
なお、本実施の形態１において、対向ローラ２８は、芯金上に、断熱層、金属層を順次積層したものである。対向ローラ２８の外周面を金属材料で形成することで、対向ローラ２８の耐久性が向上するとともに、弾性層を有する２次転写ローラ７１との間で良好かつ均一な転写ニップ部を形成することができる。また、対向ローラ２８に断熱層を設けることで、転写定着ベルト２７で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト２７にさらに伝わりにくくなる。
【００５１】
また、本実施の形態１では、対向ローラ２８が、転写定着ベルト６７を走行させる駆動源（２次転写ローラ７１を駆動する駆動源である。）によって回転駆動されるように構成している。具体的には、対向ローラ２８の軸部に接続された従動ギアが、ギア列を介して、２次転写ローラ７１を駆動する駆動モータ（駆動源）に連結されている。なお、対向ローラ２８の回転方向は図２の反時計方向であって２次転写ローラ７１の回転方向は図２の時計方向であり、転写ニップ部における対向ローラ２８の線速が転写ニップ部における２次転写ローラ７１の線速と一致するように設定されている。
このような構成により、対向ローラ２８が小径化されて中間転写ベルト２７との接触面積が小さくても、対向ローラ２８は中間転写ベルト２７の走行速度と等速度で確実に回転することになる。したがって、対向ローラ２８が中間転写ベルト２７の走行速度と等速度で回転せずに、中間転写ベルト２７の走行が不安定になってジター画像が生じる不具合を抑止することができる。
【００５２】
ここで、本実施の形態１では、対向ローラ２８の近傍に、補助ローラ９１を設置している。補助ローラ９１は、中間転写ベルト２７を張架する複数のローラ部材のうちの１つであって、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを９０度以下とするために設置されたローラ部材である。補助ローラ９１は、金属材料で形成することができる。なお、補助ローラ９１も図２の反時計方向に回転するが、対向ローラ２８とともに２次転写ローラ７１の駆動源によって回転駆動させることができる。
このように補助ローラ９１を設けて対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを小さくすることで、中間転写ベルト２７に曲率が小さく強い曲げ応力が繰り返しかかるのを抑止することができる。したがって、対向ローラ２８を小径化しても、中間転写ベルト２７の耐久性が低下する不具合を抑止することができる。
また、補助ローラ９１を設けて対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを小さくすることで、中間転写ベルト２７に直線状に戻ろうとする復元力が生じにくくなるため、対向ローラ２８と中間転写ベルト２７との間に浮きが生じて良好な転写ニップ部を形成できなくなる不具合が抑止される。
さらに、対向ローラ２８の近傍に補助ローラ９１を設けることで、中間転写ベルト２７から対向ローラ２８にかかる負荷を軽減することができるために、対向ローラ２８を小径化しても、対向ローラ２８に撓み（変形）が生じにくくなる。したがって、対向ローラ２８と中間転写ベルト２７との間に浮きが生じにくくなり、良好な転写ニップ部を形成することができる。
【００５３】
ここで、本実施の形態１では、対向ローラ２８及び補助ローラ９１に当接して、それらのローラ２８、９１の撓みを規制する規制部材としての規制ローラ９２を設置している。規制ローラ９２は、対向ローラ２８及び補助ローラ９１の外周面に当接する金属材料からなるローラ状部材である。
このような構成により、対向ローラ２８や補助ローラ９１が中間転写ベルト２７から負荷を受けても、その負荷に抗する方向から規制ローラ９２が外接しているために、対向ローラ２８及び補助ローラ９１の撓みを制限することができる。
なお、規制ローラ９２も図２の反時計方向に回転させることが好ましい。これにより、対向ローラ２８及び補助ローラ９１との摺接によるローラ２８、９１、９２の磨耗を軽減することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７（ベルト部材）の巻き付け角度θを最適化するための補助ローラ９１を対向ローラ２８の近傍に設置しているために、良好な転写ニップ部が形成されて、中間転写ベルト２７の耐久性が低下することなく、転写定着ベルト６７（転写定着部材）で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト２７に伝わる不具合を軽減することができる。
【００５５】
実施の形態２．
図３にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図３は、実施の形態２における転写定着装置の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態２における画像形成装置は、対向ローラ２８の近傍に複数の補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを設置している点が、対向ローラ２８の近傍に単数の補助ローラ９１を設置している前記実施の形態１のものと相違する。
【００５６】
図３に示すように、本実施の形態２における転写定着装置６６も、前記実施の形態１のものと同様に、転写定着ベルト６７（転写定着部材）、加圧ローラ６８、ヒータ７０、２次転写ローラ７１、ローラ部材７２、７３、テンションローラ７４、クリーニングローラ７５、クリーニングブレード７６、等で構成される。
また、本実施の形態２における中間転写ベルト装置も、前記実施の形態１のものと同様に、中間転写ベルト２７（ベルト部材）、中間転写ベルト２７を張架・支持する複数のローラ部材、４つの転写バイアスローラ２４、規制ローラ９２（規制部材）、等で構成される。
【００５７】
ここで、本実施の形態２では、前記実施の形態１のものと異なり、対向ローラ２８の近傍であって、対向ローラ２８の上流側と下流側とに、２つの補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを設置している。２つの補助ローラ９１Ａ、９１Ｂは、中間転写ベルト２７を張架するローラ部材であって、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを９０度以下とするために設置されたものである。
このように補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを設けて対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを小さくすることで、前記実施の形態１と同様に、中間転写ベルト２７に曲率が小さく強い曲げ応力が繰り返しかかるのを抑止することができる。さらに、前記実施の形態１と同様に、対向ローラ２８と中間転写ベルト２７との間に浮きが生じにくくなり、良好な転写ニップ部を形成することができる。
【００５８】
ここで、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂに当接して、それらのローラ２８、９１Ａ、９１Ｂの撓みを規制する規制部材としての規制ローラ９２を設置している。これにより、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂの撓みを制限することができる。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態２によれば、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７（ベルト部材）の巻き付け角度θを最適化するための補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを対向ローラ２８の近傍に複数設置しているために、良好な転写ニップ部が形成されて、中間転写ベルト２７の耐久性が低下することなく、転写定着ベルト６７（転写定着部材）で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト２７に伝わる不具合を軽減することができる。
【００６０】
実施の形態３．
図４及び図５にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図４は、実施の形態３における転写定着装置の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態２における図３に相当する図である。図５は、対向ローラ２８の近傍を幅方向にみた図である。
本実施の形態３における画像形成装置は、規制ローラが対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂの回転軸方向に複数分割されている点が、前記実施の形態２のものと相違する。
【００６１】
図４に示すように、本実施の形態３における転写定着装置６６も、前記実施の形態２のものと同様に、転写定着ベルト６７（転写定着部材）、加圧ローラ６８、ヒータ７０、２次転写ローラ７１、ローラ部材７２、７３、テンションローラ７４、クリーニングローラ７５、クリーニングブレード７６、等で構成される。
また、本実施の形態３における中間転写ベルト装置も、前記実施の形態２のものと同様に、中間転写ベルト２７（ベルト部材）、中間転写ベルト２７を張架・支持する複数のローラ部材、４つの転写バイアスローラ２４、規制ローラ９２Ａ〜９２Ｃ（規制部材）、等で構成される。
さらに、本実施の形態３でも、前記実施の形態２のものと同様に、対向ローラ２８の近傍であって、対向ローラ２８の上流側と下流側とに、２つの補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを設置して、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを小さくしている。
【００６２】
ここで、本実施の形態３では、前記実施の形態２とは異なり、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂに当接して、それらのローラ２８、９１Ａ、９１Ｂの撓みを規制する規制部材としての規制ローラ９２Ａ〜９２Ｃ（ローラ状部材）が、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂの回転軸方向に複数分割されている（図５を参照できる。）。
詳しくは、図４及び図５を参照して、３つに分割された規制ローラ９２Ａ〜９２Ｃは、それぞれ、保持部材９３に回転自在に保持されている。３つの規制ローラ９２Ａ〜９２Ｃは、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂの両端部と中央部とにそれぞれ当接して、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂの撓みを制限することになる。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態３によれば、前記各実施の形態と同様に、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７（ベルト部材）の巻き付け角度θを最適化するための補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを対向ローラ２８の近傍に設置しているために、良好な転写ニップ部が形成されて、中間転写ベルト２７の耐久性が低下することなく、転写定着ベルト６７（転写定着部材）で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト２７に伝わる不具合を軽減することができる。
【００６４】
実施の形態４．
図６及び図７にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図６は、実施の形態４における転写定着装置の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態２における図３に相当する図である。図７は、対向ローラ２８の近傍を幅方向にみた図である。
本実施の形態４における画像形成装置は、規制部材として非回転部材９４が用いられている点が、規制部材として規制ローラ９２が用いられている前記実施の形態２のものと相違する。
【００６５】
図６に示すように、本実施の形態４における転写定着装置６６も、前記実施の形態２のものと同様に、転写定着ベルト６７（転写定着部材）、加圧ローラ６８、ヒータ７０、２次転写ローラ７１、ローラ部材７２、７３、テンションローラ７４、クリーニングローラ７５、クリーニングブレード７６、等で構成される。
また、本実施の形態４における中間転写ベルト装置も、前記実施の形態２のものと同様に、中間転写ベルト２７（ベルト部材）、中間転写ベルト２７を張架・支持する複数のローラ部材、４つの転写バイアスローラ２４、規制部材９４、等で構成される。
さらに、本実施の形態４でも、前記実施の形態２のものと同様に、対向ローラ２８の近傍であって、対向ローラ２８の上流側と下流側とに、２つの補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを設置して、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを小さくしている。
【００６６】
ここで、本実施の形態４では、前記実施の形態２とは異なり、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂに当接して、それらのローラ２８、９１Ａ、９１Ｂの撓みを規制する規制部材９４として非回転部材を用いている。
詳しくは、図６及び図７を参照して、規制部材９４（非回転部材）には、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂの外周面に摺接する摺接部９４ａが設けられている。摺接部９４ａの摺接面は、低摩擦材料で形成されるとともに、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂ（両端部と中央部とである。）の外周面の形状に合うように円弧状に形成されている。このように構成された規制部材９４により、対向ローラ２８及び補助ローラ９１Ａ、９１Ｂの撓みを制限することができる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態４によれば、前記各実施の形態と同様に、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７（ベルト部材）の巻き付け角度θを最適化するための補助ローラ９１Ａ、９１Ｂを対向ローラ２８の近傍に設置しているために、良好な転写ニップ部が形成されて、中間転写ベルト２７の耐久性が低下することなく、転写定着ベルト６７（転写定着部材）で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト２７に伝わる不具合を軽減することができる。
【００６８】
実施の形態５．
図８にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図８は、実施の形態５における転写定着装置の近傍を示す拡大図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態５における転写定着装置は、転写定着部材として転写定着ローラ７７を用いている点が、転写定着部材として転写定着ベルト６７を用いている前記実施の形態１のものと相違する。
【００６９】
図８に示すように、本実施の形態５における転写定着装置６６は、転写定着ベルトの代わりに、転写定着ローラ７７が設けられている。
ここで、転写定着部材としての転写定着ローラ７７は、図８中の矢印方向に回転する薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には加熱手段としてのヒータ７０（熱源）が固設されている。転写定着ローラ７７は、アルミニウム等からなる芯金上に弾性層、離型層が順次形成されたものであって、中間転写ベルト２７に当接して転写ニップ部（２次転写ニップ部）を形成するとともに、加圧ローラ６８に当接して定着ニップ部を形成する。そして、転写ニップ部にて中間転写ベルト２７に担持されたトナー像が転写定着ローラ７７上に転写されると、そのトナー像は転写定着ローラ７７上で加熱・溶融された後に、定着ニップ部で記録媒体Ｐ上に転写・定着されることになる。
【００７０】
転写定着ローラ７７の離型層としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、等を用いることができる。転写定着ローラ７７の表層に離型層を設けることにより、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。
転写定着ローラ７７の弾性層としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等を用いることもできる。
【００７１】
転写定着ローラ７７に内設されたヒータ７０は、ハロゲンヒータであって、その両端部が転写定着装置６６の側板に固定されている。そして、装置本体の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ７０によって転写定着ローラ７７が加熱されて、その表面から転写定着ローラ７７上のトナー像に熱が加えられる。ヒータ７０の出力制御は、転写定着ローラ７７表面に当接する温度センサ（不図示である。）によるローラ表面温度の検知結果に基いておこなわれる。このようなヒータ７０の出力制御によって、転写定着ローラ７７の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
【００７２】
また、本実施の形態５における中間転写ベルト装置は、前記実施の形態１のものと同様に、中間転写ベルト２７（ベルト部材）、中間転写ベルト２７を張架・支持する複数のローラ部材、４つの転写バイアスローラ２４、規制ローラ９２、等で構成される。
さらに、本実施の形態５でも、前記実施の形態１のものと同様に、対向ローラ２８の近傍であって対向ローラ２８の下流側に、補助ローラ９１を設置して、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７の巻き付け角度θを小さくしている。
なお、本実施の形態５における画像形成装置のその他の構成・動作は、前記実施の形態１のものとほぼ同様であるため、それらの説明を省略する。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態５によれば、対向ローラ２８に対する中間転写ベルト２７（ベルト部材）の巻き付け角度θを最適化するための補助ローラ９１を対向ローラ２８の近傍に設置しているために、良好な転写ニップ部が形成されて、中間転写ベルト２７の耐久性が低下することなく、転写定着ローラ７７（転写定着部材）で生じた熱が転写ニップ部を介して中間転写ベルト２７に伝わる不具合を軽減することができる。
【００７４】
なお、前記各実施の形態では、ベルト部材として中間転写ベルト２７を用いた画像形成装置に対して、本発明を適用した。これに対して、ベルト部材として感光体ベルト（無端ベルト状に形成された感光体である。）を用いたモノクロ画像形成装置（感光体ベルトに転写定着装置６６が当接する構成のものである。）等に対しても、本発明を適用することができる。その場合にも、感光体ベルトを張架する対向ローラ（感光体ベルトを介して転写定着部材に圧接して転写ニップ部を形成するローラ部材である。）に対する感光体ベルト（ベルト部材）の巻き付け角度θを最適化するための補助ローラを対向ローラの近傍に設置することで、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】転写定着装置の近傍を示す拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態２における転写定着装置の近傍を示す拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態３における転写定着装置の近傍を示す拡大図である。
【図５】対向ローラの近傍を幅方向にみた図である。
【図６】この発明の実施の形態４における転写定着装置の近傍を示す拡大図である。
【図７】対向ローラの近傍を幅方向にみた図である。
【図８】この発明の実施の形態５における転写定着装置の近傍を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２７  中間転写ベルト（ベルト部材）、
２８  対向ローラ（ローラ部材）、
６６  転写定着装置、
６７  転写定着ベルト（転写定着部材）、
６８  加圧ローラ、
７０  ヒータ、
７１  ２次転写ローラ、
７７  転写定着ローラ（転写定着部材）、
９１、９１Ａ，９１Ｂ  補助ローラ、
９２、９２Ａ〜９２Ｃ  規制ローラ（規制部材、ローラ状部材）、
９４  規制部材（非回転部材）、  ９４ａ  摺接部、
θ  巻き付け角度、  Ｐ  記録媒体。
【図１】
0005072539.tif 000002
【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】
0005072539.tif 000008
【図８】
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