(57)【要約】【課題】中間転写ベルトに負担の少ない比較的に大きな湾曲面でも、転写部の下流側で記録材を容易に分離でき、分離後の再貼り付きも減らせる画像形成装置を提供する。【解決手段】二次転写内ローラ５６は、値の異なる電圧を独立して印加することができる複数の導電部５６１ａを有する。二次転写内ローラ５６の二次転写部Ｔ２に位置する導電部５６１ａが接地電位に接続される一方、二次転写部Ｔ２の下流に位置する導電部５６１ａには、電源Ｄ５によってトナー像の帯電極性と逆極性の分離電圧が印加される。二次転写部Ｔ２の下流側の中間転写ベルト５１の湾曲面が記録材の帯電極性と反対極性に帯電されるため、湾曲面の曲率分離効果が高まるとともに、二次転写部Ｔ２の下流側で記録材Ｐが吸い寄せられて中間転写ベルト５１に再度貼り付きにくくなる。【選択図】図３
2009145390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状に形成されて回転する中間転写ベルトと、
帯電したトナー像を形成して前記中間転写ベルトに担持させるトナー像形成手段と、
前記中間転写ベルトを回転方向に湾曲させた湾曲面に圧接して前記中間転写ベルトとの間にトナー像の転写部を形成する転写部材と、
前記転写部に記録材を給送する給送手段と、
前記転写部に電圧を印加して、前記中間転写ベルトに担持されたトナー像を、前記転写部を通過する記録材へ転写させる転写電源と、を備えた画像形成装置において、
前記中間転写ベルトを内側から支持して前記転写部よりも下流側の前記湾曲面を形成するとともに前記転写部よりも下流側の前記中間転写ベルトにトナー像の帯電極性と逆極性の分離電圧を印加する分離電圧印加装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記分離電圧印加装置は、
相互に独立した電圧を印加可能な複数の電極部を配置した円筒面を前記中間転写ベルトに当接させて回転する回転電極部材と、
前記分離電圧を出力する分離電源と、
前記回転電極部材の回転に伴って前記転写部の下流側に到達した前記電極部に前記分離電源の出力を接続する切り替え電極と、を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写電源は、前記転写部材に対してトナー像の帯電極性と逆極性の転写電圧を印加し、
前記回転電極部材の回転に伴って前記転写部に到達した前記電極部には接地電位が接続され、
前記分離電圧は、前記転写電圧よりも絶対値が小さいことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記転写電圧が高く設定されると前記分離電圧を高く設定するように、画像形成条件に応じて前記分離電源を制御する第１制御手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記転写部の下流における記録材の分離性が悪い画像形成条件ほど前記分離電圧を高く設定するように、画像形成条件に応じて前記分離電源を制御する第２制御手段を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記分離電圧印加装置は、前記湾曲面における前記分離電圧が印加される位置を前記中間転写ベルトの回転方向に移動させる移動機構を有し、
前記転写部の下流における記録材の分離性が悪い画像形成条件ほど前記分離電圧が印加される位置を前記転写部へ近付けるように、画像形成条件に応じて前記移動機構を制御する第３制御手段を備えたことを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項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、中間転写ベルトを回転方向に湾曲させた湾曲面に記録材に対するトナー像の転写部を配置した画像形成装置、詳しくは、転写部の下流の湾曲面における記録材の曲率分離を容易にする構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写ベルトを回転方向に湾曲させた湾曲面に記録材に対するトナー像の転写部を配置して、トナー像が転写された記録材を転写部の下流の湾曲面で中間転写ベルトから曲率分離させる画像形成装置が実用化されている。
【０００３】
転写部の下流の湾曲面で中間転写ベルトから曲率分離させる画像形成装置では、薄くて剛性の低い記録材や帯電し易い記録材を使用すると、転写部の下流で記録材が湾曲面に貼り付いて連れ送りされる可能性が高くなる（図１９、図２１参照）。
【０００４】
そこで、中間転写ベルトから記録材を曲率分離させるための構成が提案されている（図２２、図２３参照）。
【０００５】
特許文献１には、ロータリ現像装置を用いて共通の感光ドラムに形成した複数色のトナー像を中間転写ベルトに順番に転写して重ね合わせた後に、中間転写ベルトから記録材へ複数色のトナー像を一括転写する画像形成装置が示される。ここでは、転写内ローラの直径を転写外ローラの直径よりも小さくして曲率半径の小さな湾曲面を形成している。
【０００６】
特許文献２には、現像色を異ならせて共通の感光ドラムに形成したトナー像を中間転写ベルトに順番に転写して重ね合わせた後に、中間転写ベルトから記録材へ複数色のトナー像を一括転写する画像形成装置が示される。ここでは、転写部の下流側の中間転写ベルト内側面に曲率半径の小さな分離ローラを押圧して（図２３の（ｂ）参照）、小さな曲率半径の湾曲面を形成している。
【０００７】
特許文献３には、中間転写ベルトの直線部に現像色の異なる複数のトナー像形成手段を配置した画像形成装置が示される。ここでは、中間転写ベルトを内側へ向かって湾曲させた転写部を形成しており、記録材を外側の転写ローラに巻き付けるように案内することによって（図２３の（ｃ）参照）、転写部の下流側における記録材の中間転写ベルトからの曲率分離を容易にしている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１２２１４３号公報
【特許文献２】特開平９−１８５２６８号公報
【特許文献３】特開２００３−９１１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、２、３に示される方法は、いずれも中間転写ベルトを小さな曲率半径で大きく曲げるため、中間転写ベルトの負担が大きくなる。中間転写ベルトの縁に接着したリブが剥れたり、低温条件下の長期停止で、中間転写ベルトに曲げ癖が付いたりする。
【００１０】
本発明は、中間転写ベルトに負担の少ない比較的に大きな湾曲面でも、転写部の下流側で記録材を容易に分離でき、分離後の再貼り付きも減らせる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、無端状に形成されて回転する中間転写ベルトと、帯電したトナー像を形成して前記中間転写ベルトに担持させるトナー像形成手段と、前記中間転写ベルトを回転方向に湾曲させた湾曲面に圧接して前記中間転写ベルトとの間にトナー像の転写部を形成する転写部材と、前記転写部に記録材を給送する給送手段と、前記転写部に電圧を印加して、前記中間転写ベルトに担持されたトナー像を、前記転写部を通過する記録材へ転写させる転写電源とを備えたものである。そして、前記中間転写ベルトを内側から支持して前記転写部よりも下流側の前記湾曲面を形成するとともに前記転写部よりも下流側の前記中間転写ベルトにトナー像の帯電極性と逆極性の分離電圧を印加する分離電圧印加装置を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、転写部の下流の湾曲面にトナー像の帯電極性と逆極性の分離電圧を印加するので、湾曲面の曲率だけでは曲率分離できない記録材でも静電気力を加えて強引に分離できる。また、転写部の下流の湾曲面にトナー像の帯電極性と逆極性の分離電圧を印加するので、湾曲面で分離された記録材の先端には、中間転写ベルトに貼り付く方向に静電気力が働かない。このため、二次転写部から突き出した記録材が中間転写ベルトに吸い寄せられて貼り付くことが抑制される。
【００１３】
従って、中間転写ベルトに負担の少ない比較的に大きな湾曲面でも、転写部の下流側で記録材を容易に分離でき、分離後の再貼り付きも減らせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、転写部から下流側へ距離を隔てた湾曲面にトナー像の帯電極性と逆極性の電圧が印加される限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
従って、現像色の異なる複数の像担持体を用いるタンデム型の画像形成装置のみならず、１個の像担持体を用いる１ドラム型の画像形成装置でも実施できる。
【００１６】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１７】
なお、特許文献１〜３に示される画像形成装置に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態の部材等に構成を限定する趣旨のものではない。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は画像形成部の構成の説明図である。
【００１９】
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、中間転写ベルト５１の直線区間に、トナー像形成手段の一例である画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラー複写機である。
【００２０】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト５１に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１ｃ、１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト５１に順次重ねて一次転写される。
【００２１】
中間転写ベルト５１に一次転写された四色のトナー像は、転写部の一例である二次転写部Ｔ２へ搬送されて、二次転写部Ｔ２へ給送された記録材Ｐへ一括二次転写される。二次転写部Ｔ２でトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置７で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に画像形成装置１００の外部へ排出される。
【００２２】
中間転写ベルト５１は、テンションローラ１２、駆動ローラ１３、及び二次転写内ローラ５６に支持されて所定のプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト５１は、テンションローラ１２によって３０Ｎ（３ｋｇｆ）の張架力を付与され、駆動ローラ１３の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して駆動される。
【００２３】
分離装置２２は、給紙カセット２０からピックアップローラ２１によって引き出された記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ２３へ送り出す。
【００２４】
給送手段の一例であるレジストローラ２３は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト５１のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。
【００２５】
クリーニング装置１９は、クリーニングブレードを中間転写ベルト５１に摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト５１に残留した転写残トナーを除去する。
【００２６】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、付設された現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ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。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２７】
図２に示すように、画像形成部Ｐａは、感光ドラム１ａの周囲に、帯電装置２ａ、露光装置３ａ、現像装置４ａ、一次転写ローラ５ａ、クリーニング装置６ａを配置する。
【００２８】
感光ドラム１ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層を形成してある。感光ドラム１ａは、両端部を回転自在に支持され、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達して、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００２９】
帯電装置２ａは、感光ドラム１ａに帯電ローラを圧接して従動回転させ、電源Ｄ３から帯電ローラに直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧を印加して、感光ドラム１ａの表面を一様な負極性の電位に帯電する。
【００３０】
露光装置３ａは、イエロー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１ａの表面に画像の静電像を書き込む。
【００３１】
現像装置４ａは、二成分現像剤を攪拌して帯電させて、固定磁極４ｊの周囲で感光ドラム１ａとカウンタ方向に回転する現像スリーブ４ｓに穂立ち状態で担持させて、感光ドラム１ａを摺擦させる。
【００３２】
電源Ｄ４は、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ４ｓに印加して、現像スリーブ４ｓよりも相対的に正極性となった感光ドラム１ａの静電像へ負極性に帯電したトナーを付着させて、静電像を反転現像する。
【００３３】
一次転写ローラ５ａは、両端部を不図示のバネ部材で付勢されて感光ドラム１ａとの間に中間転写ベルト５１を挟み込み、感光ドラム１ａと中間転写ベルト５１との間に一次転写部Ｔ１を形成する。
【００３４】
電源Ｄ１は、一次転写ローラ５ａのローラ軸に正極性の直流電圧を印加して、感光ドラム１ａに担持された負極性のトナー像を、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト５１へ一次転写する。
【００３５】
クリーニング装置６ａは、クリーニングブレードを感光ドラム１ａに摺擦して、一次転写部Ｔ１を通過して感光ドラム１ａの表面に残留した転写残トナーを除去する。
【００３６】
定着装置７は、定着ローラ７１、加圧ローラ７２で構成され、定着ローラ７１の内部にはヒータ７３が配設されている。記録材Ｐは、定着ローラ７１と加圧ローラ７２の間を通過する際にヒータ７３による加熱と加圧を受けて、トナー像が溶融してフルカラー画像として定着される。
【００３７】
＜転写部＞
図３は第１実施形態における二次転写部の構成の説明図である。
【００３８】
中間転写ベルトの一例である中間転写ベルト５１は、ポリイミド等の誘電体樹脂にカーボンブラックを含有させた厚さ５０〜１５０μｍのフィルム材料を用いて、幅３７０ｍｍ、周長９００ｍｍの無端状に形成されている。中間転写ベルト５１は、体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１２Ω・cmに調整されている。
【００３９】
転写部材の一例である二次転写外ローラ５７は、中間転写ベルト５１を介して案内部材の一例である二次転写内ローラ５６に圧接して、中間転写ベルト５１と二次転写外ローラ５７との間に二次転写部Ｔ２を形成する。
【００４０】
二次転写外ローラ５７は、直径φ１２ｍｍのステンレス製のローラ軸の外周に、厚さ６ｍｍの導電性ゴムスポンジの弾性層を形成して外径２４ｍｍに仕上げてある。導電性ゴムスポンジにはニトリルブタジエンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム、ウレタン等にイオン性導電剤を混入したものを用いる。二次転写外ローラ５７の抵抗値は、１×１０７〜１×１０８Ωに調整されている。抵抗値は、二次転写外ローラ５７に１０Ｎ（１ｋｇｆ）をかけて導電性の円筒に圧接し、導電性の円筒の回転によって二次転写外ローラ５７を従動回転させながらローラ軸に２ｋＶを印加したときに流れる電流から求めた。二次転写外ローラ５７の表面硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度値で３５度である。
【００４１】
＜分離電圧印加装置＞
二次転写内ローラ５６は、固定された円柱状の芯ローラ５６２の周囲に円筒状の表層５６１が回転自在に支持されており、表層５６１が回転して中間転写ベルト５１に湾曲面を形成しつつ中間転写ベルト５１を回転方向に案内する。
【００４２】
固定された芯ローラ５６２は、半円柱状の２つの導電部５６２ａ、５６２ｂが配置され、二次転写部Ｔ２では、接地電位に接続された導電部５６２ａを通じて表層５６１が接地電位に保たれている。これに対して、二次転写部Ｔ２から下流へ距離を隔てた領域では、分離電源Ｄ５に接続された導電部５６２ｂを通じて表層５６１がトナー像の帯電極性と反対極性（正極性）の分離電位に保たれている。
【００４３】
転写電源の一例である電源Ｄ２は、転写電圧として正極性の定電圧を二次転写外ローラ５７のローラ軸へ出力して、二次転写内ローラ５６と中間転写ベルト５１と記録材Ｐと二次転写外ローラ５７との直列回路に転写電流を流す。これにより、中間転写ベルト５１のトナー像に重ね合わせて記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過する過程で、中間転写ベルト５１から記録材Ｐへトナー像が静電的に移動する。電源Ｄ２は、二次転写外ローラ５７に対して、トナー像の帯電極性と逆極性の転写電圧を印加する。
【００４４】
分離電源の一例である電源Ｄ５は、転写電圧よりも絶対値が小さい分離電圧を導電部５６２ｂに出力する。
【００４５】
切り替え電極の一例である導電部５６２ａ、５６２ｂは、表層５６１の回転に伴って二次転写部Ｔ２に到達した導電部５６１ａに接地電位を接続し、転写部Ｔ２の下流領域に達した導電部５６１ａに分離電源Ｄ５を接続する。
【００４６】
二次転写部Ｔ２を通過する過程で、記録材Ｐは、二次転写外ローラ５７を通じて過剰な電荷を付与されてトナー像と逆極性の電位（正極性）に帯電する。中間転写ベルト５１から曲率分離して二次転写部Ｔ２から突き出した記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２の下流へ少し進んだ空間に差し掛かると、分離電圧に反発して中間転写ベルト５１から遠ざかる方向へ進路を曲げられる。
【００４７】
第１制御手段の一例である制御部１５は、転写電圧が高く設定されると分離電圧を高く設定するように、画像形成条件に応じて電源Ｄ５を制御する。制御部１５は、絶対湿度が低下すると、転写電圧と分離電圧とを共に高める。
【００４８】
第２制御手段の一例である制御部１５は、二次転写部Ｔ２の下流における記録材Ｐの分離性が悪い画像形成条件ほど分離電圧を高く設定するように、画像形成条件に応じて電源Ｄ５を制御する。制御部１５は、操作パネル１７を通じて設定された記録材Ｐが薄いほど分離電圧を高くする。
【００４９】
移動機構の一例であるステップモータＭ１は、入力パルス数に応じた回転角度で芯ローラ５６２を回転させて、分離電圧を印加する湾曲面の位置を中間転写ベルト５１の回転方向に移動させる。
【００５０】
第３制御手段の一例である制御部１５は、二次転写部Ｔ２の下流における記録材の分離性が悪い画像形成条件ほど分離電圧を印加する湾曲面の位置を二次転写部Ｔ２に近付けるように、画像形成条件に応じてステップモータＭ１を制御する。制御部１５は、操作パネル１７を通じて設定された記録材Ｐが薄いほど導電部５６２ｂを二次転写部Ｔ２に近付ける。
【００５１】
制御部１５は、導電部５６２ｂを二次転写部Ｔ２に近付けた状態で記録材Ｐの先端が二次転写部Ｔ２を通過するのを待ち受ける。
【００５２】
制御部１５は、その後、記録材Ｐの先端の余白部分が二次転写部Ｔ２を通過するまでに、導電部５６２ｂを二次転写部Ｔ２から下流側に離れた位置へ移動させる。正極性に帯電した記録材Ｐの先端の余白部分を湾曲面と共働して確実に分離させた後、トナー像を中間転写ベルト５１へ再転写させる心配の無い位置まで導電部５６２ｂを退避させる。トナー像を中間転写ベルト５１へ再転写させる心配の無い位置で帯電した記録材Ｐを押し戻して記録材Ｐが中間転写ベルト５１へ再付着することを防止する。
【００５３】
これにより、二次転写部Ｔ２の下流側で一度分離した後に記録材Ｐが中間転写ベルト５１に吸い寄せられて貼り付くことが無い。薄くて剛性が低いために湾曲面だけでは先端を分離できない記録材Ｐでも、静電気力を加えて先端を強引に分離できるので、記録材Ｐが一度も分離することなく中間転写ベルト５１に連れ回ることが無い。
【００５４】
＜回転電極部材＞
図４は二次転写内ローラの側面図、図５は図４の断面Ａにおける二次転写内ローラの断面図、図６は図４の断面Ｂにおける二次転写内ローラの断面図、図７は図５の断面Ｃにおける二次転写内ローラの断面図である。図８は二次転写内ローラの断面の部分的な拡大図、図９は二次転写部の近傍における静電気的な力関係の説明図、図１０は比較例の二次転写部の近傍における静電気的な力関係の説明図である。
【００５５】
図４に示すように、二次転写内ローラ５６を軸に垂直な方向から見ると、二次転写内ローラ５６は、外径φ１６〜２０ｍｍの円筒形状である。二次転写内ローラ５６の円筒側面は、円筒側面を軸方向に横断させて、導電性材料を用いてそれぞれ等しい幅に形成されて複数の導電部５６１ａ（複数の電極部）を周方向へ間隔を置いて配列している。導電部５６１ａの間隔には、絶縁性材料を用いてそれぞれ等しい幅に形成されて白抜きで表した絶縁部５６１ｂが配置されて、隣り合う導電部５６１ａを絶縁している。
【００５６】
導電部５６１ａは、アルミニウムやステンレスなどの金属又は導電性エチレンプロピレンジエンゴムなど導電性ソリッドゴムを用いている。絶縁部５６１ｂは、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材料を用いている。導電部５６１ａと絶縁部５６１ｂとは、二次転写内ローラ５６の軸と平行に配列している。
【００５７】
図５に示すように、二次転写内ローラ５６の円筒表面の導電部５６１ａは、表面をギア状に成型した絶縁部５６１ｂの凹所に嵌め込まれている。導電部５６１ａの周方向の幅は３ｍｍ以上、４ｍｍ以下であり、２つの導電部５６１ａを隔てる絶縁部５６１ｂの幅は１．５ｍｍ以下である。
【００５８】
二次転写内ローラ５６の内部の円筒空間には、円柱状の芯ローラ５６２が配置されている。芯ローラ５６２は、二次転写内ローラ５６の中心軸を通る絶縁層５６２ｃを挟んで半円柱形状の一対の導電部５６２ａ、５６２ｂを配置している。絶縁層５６２ｃ及び導電部５６２ａ、５６２ｂは一体に固定され、絶縁層５６２ｃは、芯ローラ５６２の円形断面を２つに分割している。
【００５９】
絶縁層５６２ｃにはポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂を用いる。導電部５６２ａ、５６２ｂにはステンレスなどの金属を用いる。
【００６０】
図６に示すように、二次転写内ローラ５６内部の両端部には、芯ローラ５６２を囲んで、芯ローラ５６２の外周に接触して回転する複数の球５６３ａ、５６３ｂが配置されている。
【００６１】
図７に示すように、二次転写内ローラ５６内部の両端部には、表層５６１の絶縁部５６１と芯ローラ５６２に固定された絶縁蓋５６４との間に、複数の球５６３ａ、（５６３ｂ：図６）が配置される。
【００６２】
複数の球５６３ａ、５６３ｂは、芯ローラ５６２の外周のそれぞれの位置に窪みを形成して回転可能に保持されており、表層５６１の回転に従動して回転する。従って、円筒状の表層５６１は、芯ローラ５６２の周囲で回転する複数の球５６３ａ、５６３ｂに支持されて、芯ローラ５６２の周囲で回転自在である。
【００６３】
導電部５６２ａ、５６２ｂの表面に配置された球５６３ａは、ステンレスなどの金属で形成されて導電性である。球５６３ａの直径は、導電部５６１ａの幅より小さく、絶縁部５６１ｂの幅よりも大きい。また、球５６３ａの直径の２倍は、導電部５６１ａの幅より大きい。一方、芯ローラ５６２の絶縁層５６２ｃの円筒側面に配置された球５６３ｂは、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂材料で形成されて絶縁性である。
【００６４】
図８に示すように、絶縁層５６２ｃの窪みに保持されて、絶縁の球５６３ｂは、絶縁層５６２ｃに常に接した状態で回転する。中間転写ベルト（５１：図３）の回転に伴って表層５６１と球５６３ａ、５６３ｂとが従動回転しても、芯ローラ５６２は回転しない。
【００６５】
図３に示すように、二次転写部Ｔ２では、二次転写内ローラ５６の芯ローラ５６２の導電部５６２ａ、５６２ｂのうち、二次転写部上流に面している導電部５６２ａは接地されている。一方、二次転写部下流に面している導電部５６２ｂには二次転写外ローラ５７に印加された電圧と同極性の電圧が印加されている。
【００６６】
二次転写外ローラ５７には、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過するときに二次転写外ローラ５７に２０〜７０μＡが流れるように２〜７ｋＶの転写電圧が印加されている。
【００６７】
二次転写内ローラの導電部５６２ｂには、二次転写外ローラ５７に印加される電圧に応じて、０．５〜２ｋＶの分離電圧が印加される。
【００６８】
第１実施形態では、湾曲機構の一例である二次転写内ローラ５６は、円筒面を中間転写ベルト５１に当接させて回転する。回転電極部材の一例である表層５６１は、円筒面の直径方向に導電性があって相互に独立した電圧を印加可能な複数の導電部５６１ａ、５６１ｂを、二次転写内ローラ５６の回転方向に沿って配置している。
【００６９】
分離電圧印加手段の一例である芯ローラ５６２は、切り替え機構の一例である導電部５６２ａ、５６２ｂを有する。導電部５６２ａ、５６２ｂは、表層５６１の回転に伴って二次転写部Ｔ２の下流側の湾曲面を通過する導電部５６１ａに分離電圧を切り替えて印加する。
【００７０】
図９に示すように、二次転写部Ｔ２の下流側では、転写電圧の電界と分離電圧の電界が形成される。図中、白抜きの矢印が電界、黒塗りの矢印は記録材Ｐにかかる静電吸着力を表す。
【００７１】
図１０に示すように、寸法が同じである二次転写内ローラ５６の全体が接地電位に接続されている比較例の場合、二次転写部Ｔ２の下流側で、黒塗りの矢印で示すような静電吸着力によって記録材Ｐが中間転写ベルト５１に吸い寄せられる。
【００７２】
図９に示すように、第１実施形態では、転写部Ｔ２の電界や圧力分布、中間転写ベルト５１に対する曲げの負荷、記録材Ｐの搬送性は比較例と同等である。しかし、二次転写部Ｔ２の下流の電界が抑制されるため、正極性に帯電した記録材Ｐに働く静電吸着力が弱められ、記録材Ｐの先端が中間転写ベルト５１に貼り付くことを防止できる。
【００７３】
＜第２実施形態＞
図１１は第２実施形態における二次転写部の構成の説明図、図１２は二次転写内ローラの軸方向の中央部分の断面図、図１３は二次転写内ローラの軸方向に沿った断面図、図１４は二次転写内ローラの軸方向の端部の断面図である。
【００７４】
第２実施形態の画像形成装置は、二次転写内ローラの内部構造が異なる以外は第１実施形態と同様に構成され、転写電圧と分離電圧によって二次転写部に形成される電界も第１実施形態と同様である。従って、ここでは、第１実施形態と比較した二次転写内ローラの構成の違いのみを説明して、第１実施形態と重複する説明は省略する。
【００７５】
図１１に示すように、二次転写内ローラ５６に沿って湾曲面を形成された中間転写ベルト５１に二次転写外ローラ５７が圧接して、中間転写ベルト５１から記録材Ｐへトナー像を二次転写する二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写外ローラ５７及び中間転写ベルト５１は第１実施形態と同様のものを用いる。
【００７６】
二次転写内ローラ５６の端部に、導電部５６１ａの電位を切り替えるためのブラシ電極５６２ｄ、５６２ｅが配置される。二次転写部Ｔ２に対して位置関係を固定されたブラシ電極５６２ｄを通じて、二次転写部Ｔ２に位置する二次転写内ローラ５６の表面は接地電位に保たれる。二次転写部Ｔ２に対して位置関係を固定されたブラシ電極５６２ｅを通じて、二次転写部Ｔ２の下流に位置する二次転写内ローラ５６の表面は、電源Ｄ５に接続されて分離電圧を印加される。
【００７７】
図１２に示すように、二次転写内ローラ５６の外径は１６〜２０ｍｍで、斜線で表した導電部５６１ａは導電性で、白抜きの絶縁部５６１ｂは絶縁性である。二次転写内ローラ５６の表層５６１は、周方向に複数の導電部５６１ａを配列して、導電部５６１ａの間隔に絶縁部５６１ｂを配置している。
【００７８】
導電部５６１ａには、アルミニウムやステンレスなどの金属または導電性エチレンプロピレンジエンゴムなど導電性ソリッドゴムを用いる。絶縁部５６１ｂはポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂を用いる。
【００７９】
導電部５６１ａは、円柱表面をギア状に成型した絶縁部５６１ｂにはめ込まれて、二次転写内ローラ５６の軸と平行に配置されている。芯ローラ５６２は、導電部５６１ａと一体に組み立てられて一体に回転する。導電部５６１ａの周方向の幅は２ｍｍ〜４ｍｍであり、導電部５６１ａ間の絶縁部５６１ｂの幅は１．５ｍｍ以下である。
【００８０】
図１３に示すように、二次転写内ローラ５６の片方の端部に、導電部５６１ａの電位を切り替えるためのブラシ電極５６２ｄ、５６２ｅが配置される。図１３中、断面Ａが図１２、断面Ｂが図１４である。
【００８１】
図１４に示すように、二次転写内ローラ５６の導電部５６１ａには、ブラシ電極５６２ｄ、５６２ｅが接している。ブラシ電極５６２ｄ、５６２ｅは、周方向の幅が４〜１０ｍｍで、ブラシ電極５６２ｄ、５６２ｅ間の周方向の間隔は、導電部５６１ａの周方向の幅より大きい。
【００８２】
ブラシ電極５６２ｄ、５６２ｅには、アルミ、ステンレス、カーボン、金メッキされたりん青銅などの摺擦に耐える金属材料、導電性エチレンプロピレンジエンゴムなど導電性ソリッドゴム、導電性のブラシなどを用いる。図１４中、断面Ｃが図１３である。
【００８３】
図１１に示すように、中間転写ベルト５１が回転するとき、導電部５６１ａ、絶縁部５６１ｂ、芯ローラ５６２は、中間転写ベルト５１の回転に従動して回転するが、ブラシ電極５６２ｄ、５６２ｅは回転しない。
【００８４】
二次転写部Ｔ２では、二次転写部上流に面しているブラシ電極５６２ｄは接地されており、二次転写部下流に面しているブラシ電極５６２ｅには二次転写外ローラ５７に印加された転写電圧と同極性の分離電圧が印加されている。
【００８５】
二次転写外ローラ５７には、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過するときに二次転写外ローラ５７に２０〜７０μＡが流れるように２〜７ｋＶの電圧が印加されている。
【００８６】
二次転写内ローラの導電部５６２ｅには、二次転写外ローラ５７に印加される転写電圧に応じて、０．５〜２ｋＶの分離電圧が印加される。
【００８７】
これにより、図９に示すような電界が二次転写部Ｔ２の下流側に形成される。図１０に示す比較例と比較して、二次転写部Ｔ２を構成する部材の寸法が同じである場合、二次転写部Ｔ２にかかる圧力、中間転写ベルト５１への負荷、記録材Ｐの搬送性は同等である。しかし、二次転写部Ｔ２の下流の電界が抑制される結果、帯電した記録材Ｐに働く静電吸着力が弱められ、記録材Ｐの先端が中間転写ベルト５１へ貼り付くことを防止できる。
【００８８】
＜第３実施形態＞
図１５は第３実施形態における二次転写部の構成の説明図、図１６は二次転写内ローラの軸方向に沿った断面図、図１７は二次転写内ローラの軸方向に垂直な断面図、図１８は二次転写部の近傍における静電気的な力関係の説明図である。
【００８９】
第３実施形態の画像形成装置は、二次転写内ローラの内部構造が異なる以外は第２実施形態と同様に構成され、転写電圧と分離電圧によって二次転写部に形成される電界も第２実施形態と同様である。従って、ここでは、第２実施形態と比較した二次転写内ローラの構成の違いのみを説明して、第２実施形態と重複する説明は省略する。
【００９０】
図１５に示すように、二次転写内ローラ５６に沿って湾曲面を形成された中間転写ベルト５１に二次転写外ローラ５７が圧接して、中間転写ベルト５１から記録材Ｐへトナー像を二次転写する二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写外ローラ５７及び中間転写ベルト５１は第２実施形態と同様のものを用いる。
【００９１】
図１６に示すように、二次転写内ローラ５６の芯ローラ５６２には表層支持部５６２ｈが固定されている。表層支持部５６２ｈは、円筒形の表層５６１を回転自在に支持している。
【００９２】
表層支持部５６２ｈに固定してブラシ電極５６２ｆ、５６２ｇが表層５６１の軸方向に連続した領域の内側面に摺擦するように配置されている。
【００９３】
図１７に示すように、二次転写内ローラ５６の外径は１６〜２０ｍｍで、斜線で表した部分は導電性、白抜きの部分は絶縁性である。図１７中、断面Ｃが図１６である。
【００９４】
格子で示した表層５６１は、二次転写内ローラ５６の周方向及び軸方向には導電性を持たないが、表層５６１の厚み方向（二次転写内ローラ５６の直径方向）には導電性を持たせた異方導電性部材である。
【００９５】
ブラシ電極５６２ｆ、５６２ｇには、アルミ、ステンレス、カーボン、金メッキされたりん青銅などの摺擦に耐える金属材料、導電性エチレンプロピレンジエンゴムなど導電性ソリッドゴム、導電性のブラシなどを用いる。
【００９６】
ブラシ電極５６２ｆ、５６２ｇは、周方向の幅が４〜１０ｍｍ、軸方向の長さは３００〜３５０ｍｍで、表層支持部５６２ｈを構成する絶縁材料によって、周方向に互いに絶縁されている。
【００９７】
表層支持部５６２ｈは、ポリテトラフルオロエチレンなどの摩擦係数が低くて絶縁性の樹脂材料を用いて、芯ローラ５６２の周囲に成型されている。
【００９８】
表層５６１には、ゴムの内部にニッケル粒子などの金属粒子が分散されており、金属粒子は各々厚み方向には接触しているが周方向には接触しないように配列されている。
【００９９】
このような異方導電性材料としては、特開平１０−２００２４２号公報に示されるように、金属粒子を分散させた樹脂材料を磁界中で成型固化して金属粒子を配向させた材料を使用できる。
【０１００】
図１５に示すように、中間転写ベルト５１が回転するとき、表層５６１は、中間転写ベルト５１の回転に従動して回転するが、芯ローラ５６２及び表層支持部５６２ｈは回転しない。二次転写内ローラ５６の表層５６１のうち、二次転写部Ｔ２から上流側に位置しているブラシ電極５６２ｆに接触している領域は、ブラシ電極５６２ｆを通じて接地電位に接続されている。これに対して、二次転写部Ｔ２の下流側に位置する表層５６１の部分は、ブラシ電極５６２ｇを通じて電源Ｄ５に接続されて、二次転写外ローラ５７に印加された電圧と同極性の分離電圧が印加されている。
【０１０１】
二次転写外ローラ５７には、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過するときに二次転写外ローラ５７に２０〜７０μＡが流れるように２〜７ｋＶの電圧が印加されている。
【０１０２】
二次転写内ローラのブラシ電極５６２ｇには、二次転写外ローラ５７に印加される転写電圧に応じて、０．５〜２ｋＶの電圧が印加される。
【０１０３】
図１８に示すように、このとき、二次転写部Ｔ２の下流側には転写電圧と分離電圧とによる電界が形成される。図１０に示す比較例と比較して、二次転写部Ｔ２を構成する部材の寸法が同じである場合、転写部Ｔ２にかかる圧力、中間転写ベルト５１への負荷、記録材Ｐの搬送性は同等である。しかし、二次転写部Ｔ２の下流側の電界が抑制されて帯電した記録材Ｐに働く静電吸着力が弱められる結果、記録材Ｐの先端が中間転写ベルト５１へ貼り付くことを防止できる。
【０１０４】
＜比較例１＞
図１９は比較例１の二次転写部における記録材の挙動の説明図、図２０は比較例１の二次転写部における記録材の帯電状態の説明図、図２１は記録材の別の挙動の説明図である。
【０１０５】
本発明者の観察によると、中間転写ベルトの湾曲面に転写外ローラを圧接させた転写部では、薄い記録材の先端は、中間転写ベルトから分離して転写部から突き出している。突き出し長さが短い間は、薄い記録材の曲げ抵抗でも、突き出し面積に比例する静電気力よりも勝っているからである。
【０１０６】
しかし、その後、突き出し長さが長くなるにつれて静電気力が増す一方で薄い記録材の曲げ抵抗は変化しないため、静電気力によって記録材が中間転写ベルト吸い寄せられて、転写部の下流側で再び中間転写ベルトに貼り付いている。
【０１０７】
従って、突き出し長さが短い間の分離した状態を、突き出し長さが十分に長くなって記録材の自重が静電気力に勝るようになるまで維持できれば、記録材が中間転写ベルトに貼り付いて連れ回りにくくなる。
【０１０８】
図１９の（ａ）に示すように、比較例１では、従来の画像形成装置と同様に、二次転写内ローラ５６をアルミ円筒で構成して全体を接地電位に接続している。そして、記録材Ｐを介して中間転写ベルト５１に当接するように設けられた二次転写外ローラ５７に、電源Ｄ２から転写電圧を印加している。これにより、二次転写内ローラ５６と二次転写外ローラ５７の間に形成された電界によって、中間転写ベルト５１に担持されたトナー像は、静電気的に記録材Ｐへ移動する。
【０１０９】
ところが、記録材Ｐが薄い場合や両面印刷の二面目のように記録材Ｐの抵抗が高い場合、中間転写ベルト５１上のトナー像を記録材Ｐに転写した後、記録材Ｐが中間転写ベルト５１から分離せず貼り付く場合がある。
【０１１０】
中間転写ベルト５１に記録材Ｐが貼り付く挙動は二つの種類がある。
【０１１１】
一つは、（ａ）に示すように記録材Ｐの先端は分離するが、（ｂ）に示すように二次転写内ローラ５６より下流で記録材Ｐが中間転写ベルト５１に引き付けられて、（ｃ）に示すように最後には貼り付いてしまう挙動である。
【０１１２】
トナーが負に帯電している場合を例に掲げて、このときの記録材Ｐや中間転写ベルト５１が保持する電荷の様子を検討する。
【０１１３】
図２０の（ａ）に示すように、トナーを転写するために、二次転写外ローラ５７からトナーを保持するために必要な電荷より多く正の電荷が付与された結果、記録材Ｐは、正に帯電している。一方、中間転写ベルト５１は、二次転写部Ｔ２における電位勾配によって負の電荷が誘起され、二次転写内ローラ５６の下流では負に帯電している。
【０１１４】
そのため、（ｂ）に示すように、記録材Ｐの正の電荷と中間転写ベルト５１の負の電荷が二次転写内ローラ５６の下流において引き合い、（ｃ）に示すように貼り付きが発生する。
【０１１５】
もう一つは、二次転写部Ｔ２の下流で記録材Ｐが中間転写ベルト５１から分離しない挙動である。
【０１１６】
図２１の（ａ）に示すように、記録材Ｐの先端が二次転写部Ｔ２を抜けた直後に中間転写体に貼り付き、（ｂ）に示すように、そのまま搬送される。
【０１１７】
図１０を参照して既に説明したように、帯電した記録材Ｐが受ける静電吸着力は、二次転写外ローラ５７と中間転写ベルト５１とが当接している二次転写部Ｔ２の出口近傍がもっとも強い。このため、薄くて剛度の小さい記録材Ｐや抵抗が高くて帯電しやすい記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２での静電吸着力によって、先端が分離することなく貼り付いてしまう。図１０中、白抜きの矢印は電界、黒塗りの矢印は静電吸着力を表す。
【０１１８】
＜比較例２＞
図２２は比較例２の画像形成装置における二次転写部の構成の説明図である。
【０１１９】
比較例２は、比較例１における中間転写ベルトの湾曲状態を保ったまま中間転写ベルトと記録材との間の静電吸着力を減少させることにより、中間転写ベルトから記録材を分離させる。
【０１２０】
図２２の（ａ）に示すように、二次転写部Ｔ２の下流側に分離用除電部材５８を配設して、記録材Ｐの余分な電荷を除電することで、記録材Ｐの静電吸着力を減少させる。
【０１２１】
図２２の（ｂ）に示すように、二次転写内ローラ５６の下流側の中間転写ベルト５１の内周面に、接地電位に接続した電極板５９を摺擦させて中間転写ベルト５１を除電もしくは電位上昇を規制する。
【０１２２】
しかし、これらの方法は、図１９に示すように、記録材Ｐの先端が一旦分離する場合には効果があるが、図２１に示すように、記録材Ｐの先端から貼り付く場合には効果がなかった。
【０１２３】
＜比較例３＞
図２３は比較例３の画像形成装置における二次転写部の構成の説明図である。
【０１２４】
比較例３は、比較例１における中間転写ベルトの湾曲面の曲率を高めて記録材の曲率分離を促進することにより、中間転写ベルトから記録材を分離させる。
【０１２５】
図１９の（ａ）に示すように、二次転写内ローラ５６の直径を二次転写外ローラ５７の直径を小さくすることによって、中間転写ベルト５１の曲率を二次転写外ローラ５７より小さくする。
【０１２６】
しかし、二次転写内ローラ５６を小径化する方法では、記録材Ｐが薄くなるほどさらに小径にしなければならず、中間転写ベルト５１への負荷が増加したり、転写領域が狭くなって二次転写に支障が出たりする。二次転写内ローラ５６のたわみやアライメントのずれによって二次転写部Ｔ２にかかる圧力のムラができやすくなる。
【０１２７】
図２３の（ａ）に示すように、二次転写部Ｔ２の下流側に分離用除電部材５８を配設し、二次転写部Ｔ２の下流側の中間転写ベルト５１の内周側に接地電位に接続した分離ローラ６０を配置する。二次転写部Ｔ２の下流側で記録材Ｐを中間転写ベルト５１に貼り付かせた後、記録材Ｐを分離用除電部材５８で除電しつつ、分離ローラ６０の大きな曲率で記録材Ｐを中間転写ベルト５１から曲率分離させている。
【０１２８】
この方法では二次転写部Ｔ２における記録材Ｐの先端の貼り付きを防止する必要がない。しかし、二次転写部Ｔ２から分離ローラ６０を通過するまでの記録材Ｐの挙動が画像品質を損なわせる。記録材Ｐを分離した際にトナー像が中間転写ベルト５１に戻り易くなる。記録材Ｐの種類・厚みによって記録材の分離後の進行方向が大きく変動する。分離ローラ６０や分離用除電部材５８の追加によって二次転写部Ｔ２の周辺が複雑になる。
【０１２９】
図２３の（ｂ）に示すように、分離ローラ６０を小径化して二次転写部Ｔ２に近づけると、曲率分離はさらに容易になる。二次転写部Ｔ２と分離ローラ６０とを近付けるほど、記録材Ｐの違いによる分離時の挙動の変動を抑えることができ、小径化によって、記録材Ｐは曲率分離がしやすくなる。しかし、中間転写ベルト５１を小さな曲率半径で曲げたまま放置すると曲げ癖が付いて画像の濃度ムラができる。回転に伴う中間転写ベルト５１の損傷や疲労も大きくなる。
【０１３０】
図２３の（ｃ）に示すように、中間転写ベルト５１を二次転写外ローラ５７に巻き付けて二次転写部Ｔ２を形成すると、中間転写ベルト５１から遠ざかる方向に記録材Ｐが進行するので曲率分離は容易になる。二次転写内ローラ５６と分離ローラ６１とを用いて、中間転写ベルト５１を二次転写外ローラ５７に巻き掛けることで、記録材Ｐの違いによる分離角度のばらつきを安定させる。
【０１３１】
しかし、この場合も中間転写ベルト５１が湾曲することで、中間転写ベルト５１にかかる負荷が大きくなる。記録材が湾曲するため、厚い記録材の搬送が困難である。
【０１３２】
これに対して、第１実施形態〜第３実施形態の画像形成装置では、記録材の種類によらず、中間転写ベルト５１に対する負荷を高めることなく、記録材の搬送の安定性と十分な転写領域を確保できる。そして、記録材の先端が二次転写部Ｔ２の下流側で中間転写ベルトに貼り付くことなく下流側へ導いて定着装置に送り込める。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】第１実施形態における二次転写部の構成の説明図である。
【図４】二次転写内ローラの側面図である。
【図５】図４の断面Ａにおける二次転写内ローラの断面図である。
【図６】図４の断面Ｂにおける二次転写内ローラの断面図である。
【図７】図５の断面Ｃにおける二次転写内ローラの断面図である。
【図８】二次転写内ローラの断面の部分的な拡大図である。
【図９】二次転写部の近傍における静電気的な力関係の説明図である。
【図１０】比較例の二次転写部の近傍における静電気的な力関係の説明図である。
【図１１】第２実施形態における二次転写部の構成の説明図である。
【図１２】二次転写内ローラの軸方向の中央部分の断面図である。
【図１３】二次転写内ローラの軸方向に沿った断面図である。
【図１４】二次転写内ローラの軸方向の端部の断面図である。
【図１５】第３実施形態における二次転写部の構成の説明図である。
【図１６】二次転写内ローラの軸方向に沿った断面図である。
【図１７】二次転写内ローラの軸方向に垂直な断面図である。
【図１８】二次転写部の近傍における静電気的な力関係の説明図である。
【図１９】比較例１の二次転写部における記録材の挙動の説明図である。
【図２０】比較例１の二次転写部における記録材の帯電状態の説明図である。
【図２１】記録材の別の挙動の説明図である。
【図２２】比較例２の画像形成装置における二次転写部の構成の説明図である。
【図２３】比較例３の画像形成装置における二次転写部の構成の説明図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１５  第１制御手段、第２制御手段、第３制御手段（制御部）
２３  給送手段（レジストローラ）
５１  中間転写ベルト
５６  湾曲機構（二次転写内ローラ）
５７  転写部材（二次転写外ローラ）
５６１  分離電圧印加装置、回転電極部材（表層）
５６１ａ  電極部（導電部）
５６２  分離電圧印加手段（芯ローラ）
５６２ａ、５６２ｂ  切り替え電極（導電部）
Ｄ２  転写電源（電源）
Ｄ５  分離電源（電源）
Ｍ１  移動機構（ステップモータ）
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ  トナー像形成手段（画像形成部）
Ｔ２  転写部（二次転写部）
【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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