(57)【要約】【課題】潤滑剤の揮発を低減し、加熱効率を向上させることが可能な定着装置を提供すること。【解決手段】回転可能に配置された無端状の定着ベルト２と、定着ベルト２を加熱するために、定着ベルト２の内側に、その中心軸方向に沿って設けられたヒータ３ａ、３ｂと、定着ベルト２の内面の側から支持し、内面と摺動可能な摺動面４０を有するベルトガイド４と、定着ベルト２を挟んで摺動面４０の全部又は一部を加圧する加圧ローラ５とを備え、摺動面４０は、定着ベルト２との間の摩擦を低減するための潤滑剤が、定着ベルト２の回転によって定着ベルト２と摺動面４０の間へ流入する流入側で、中心軸方向の両端側から流入した後、中央側へ移動し、潤滑剤が定着ベルト２と摺動面４０の間から流出する流出側で、中央側へ移動した潤滑剤が両端側へと移動した後、流出するように形成されている、定着装置である。【選択図】図４
2009244400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に配置された無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱するために、前記定着ベルトの内側に、その中心軸方向に沿って設けられた加熱部と、
前記定着ベルトの内面の側から支持し、前記内面と摺動可能な摺動面を有する支持部材と、
前記定着ベルトを挟んで前記摺動面の全部又は一部を加圧する加圧部材とを備え、
前記摺動面は、
前記定着ベルトとの間の摩擦を低減するための潤滑剤が、前記定着ベルトの回転によって前記定着ベルトと前記摺動面の間へ流入する流入側で、前記中心軸方向の両端側から流入した後、中央側へ移動し、前記潤滑剤が前記定着ベルトと前記摺動面の間から流出する流出側で、前記中央側へ移動した前記潤滑剤が前記両端側へと移動した後、流出するように形成されている、定着装置。
【請求項２】
前記加熱部は、
前記定着ベルトの前記両端側の、前記潤滑剤が流出する所定領域の間の領域に対向するように配置されたヒータを有している、請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記摺動面は、
前記中央側から、前記定着ベルトの前記両端側の所定領域へ前記潤滑剤が流出するように前記流出側に形成された流出溝と、
それぞれの前記所定領域から前記中央側へ前記潤滑剤が移動するように前記流入側に形成された流入溝とを有する、請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記流入溝は、
前記潤滑剤が前記両端側を前記回転方向に沿って移動することを規制するように、前記それぞれの所定領域の外側に対応する位置から前記中央側に向けて形成された第１の段差を少なくとも有し、
前記流出溝は、
前記潤滑剤が前記中央側を前記回転方向に沿って移動することを規制するように、前記中央から前記それぞれの所定領域の内側に対応する位置に向けて形成された第２の段差を少なくとも有している、請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記摺動面は、
前記流入溝が形成されている流入面と、
前記流出溝が形成されている流出面と、
前記流入面と前記流出面の間に形成された、前記加圧部材によって押圧される加圧面とを有し、
前記加圧面は、前記加圧部材とのニップ部に対応した長手方向の位置に形成される第３の段差によって構成される移動溝を有しており、
前記第３の段差は、前記第１の段差と接続されている、請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記流入溝、前記移動溝及び前記流出溝の深さは一定である、請求項５記載の定着装置。
【請求項７】
前記流入溝は、
前記加圧面側の端の前記中央から、前記流入側の端の前記それぞれの所定領域の内側に対応する位置まで形成された第４の段差を有し、
前記流出溝は、
前記第３の段差の前記流出面側の端から、前記流出側の端の前記それぞれの所定領域の外側に対応する位置まで形成された第５の段差とを有する、請求項５記載の定着装置。
【請求項８】
前記摺動面は、
前記中央側から、前記定着ベルトの前記両端側の所定領域へ前記潤滑剤が流出するように前記流出側に形成された傾斜と、
それぞれの前記所定領域から前記中央側へ前記潤滑剤が移動するように前記流入側に形成された傾斜とを有する、請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項９】
前記摺動面は、
前記流入側において、前記中心軸からの距離が、前記中央側の方が前記両端側よりも近く、
前記流出側において、前記定着ベルトの中心軸からの距離が、前記中央側の方が前記両端側よりも遠い、請求項８記載の定着装置。
【請求項１０】
前記摺動面は、
前記加圧部材によって押圧される加圧面と、
前記加圧面の前記流入側に形成された流入面と、
前記加圧面の前記流出側に形成された流出面と、
前記中心軸からの距離が前記中心軸方向において一定である、前記中央側に形成された第１の領域と、
前記中心軸からの距離が前記中心軸方向において一定である、前記両端側に形成された第２の領域とを有している、請求項９記載の定着装置。
【請求項１１】
前記第１の領域は、
前記流入面において、その両端が前記流入側の端から前記加圧面側の端まで除々に広がるように形成され、前記加圧面において、その両端が前記流入面側の端から前記流出面側の端まで一定の間隔で形成され、前記流出面において、その両端が前記加圧面側の端から前記流出側の端まで除々に広がるように形成されており、
前記第２の領域は、
前記流入面において、その両端が前記流入側の端から前記加圧面側の端まで除々に広がるように形成され、前記加圧面において、その両端が前記流入面側の端から前記流出面側の端まで一定の間隔で形成され、前記流出面において、その両端が前記加圧面側の端から前記流出側の端まで除々に広がるように形成されている、請求項１０記載の定着装置。
【請求項１２】
像担持体上に現像剤画像を形成する画像形成ユニットと、
前記現像剤画像を転写材に転写する転写ユニットと、
前記転写された現像剤画像を前記転写材に定着する請求項１〜１１のいずれかに記載の定着装置とを備えた、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びそれに用いる定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する複写機やプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置には、被記録媒体である用紙に転写されたトナー像を定着するための定着装置が備えられており、このような定着装置としては、互いに当接して回転する定着ローラと加圧ローラを有した２ローラ方式のものがよく使用されている。この定着ローラと加圧ローラによって形成されるニップ部に、未定着トナー画像が表面に形成された紙等の被記録媒体を通過させることで、熱及び圧力によりトナーが溶融され、被記録媒体の表面にトナー画像が定着される。この加熱ローラは、内部にハロゲンヒータ等の熱源を有する金属製のコアに、弾性層や離型層が形成されているものであり、熱源によって内部から加熱される。
【０００３】
近年、定着装置においては、省エネルギー化を図る観点や、使用時にユーザーを待たせないようにする等の観点から、加熱ローラなどの加熱部材を瞬時に加熱することが出来、待ち時間（ウォームアップタイム）を出来る限り少なくすることが望まれている。
【０００４】
このような要望に応じて、加熱ローラに代えてエンドレスベルト状の定着ベルトを用いた技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図１５は、従来の定着装置の正面構成図である。図１５に示す定着装置１０３０は、定着ベルト１０３６と、定着ベルト１０３６の内側に設けられたヒータ１０４２と、定着ベルト１０３６の内側に設けられた押圧支持体１０３４と、定着ベルト１０３６を介して押圧支持体１０３４を押圧するように設けられた加圧ローラ１０３８とを備えている。又、定着ベルト１０３６と押圧支持体１０３４の間の摺動性をあげるために、潤滑剤が塗布されている。
【０００６】
このような定着装置では、熱容量の小さい定着ベルト１０３６が用いられているため、金属製のローラに比べて加熱にかかる時間が短くて済み、ウォームアップタイムを短くすることが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２４３４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）に由来する大気汚染の防止が叫ばれ、事務所などにおいて使用される複写機やプリンタ等の画像形成装置から排出されるオゾンや粉塵、ＶＯＣ等に対する環境面からの配慮が必要になってきている。中でもＶＯＣの放出量の低減がドイツのブルーエンジェルを始めとして提案されている。
【０００８】
このＶＯＣは、トナーと定着装置由来のものが多く、定着装置由来の分については、加圧ローラで使用されているシリコンゴムや摺動性潤滑剤として使用されるシリコンオイルから揮発しているシロキサンが多くなっている。
【０００９】
このように、従来の定着装置では、非常に高い温度で加熱された摺動性潤滑剤の摺動成分（シリコンオイル）が揮発し、揮発性有機化合物（シロキサン）を放出してしまう。
【００１０】
又、摺動成分が揮発してしまうため、定着ベルト１０３６と押圧支持体１０３４の摺動性が低下する。
【００１１】
又、ヒータ１０４２の輻射熱が定着ベルト１０３６内面に塗布された摺動性潤滑剤を加熱してしまうため、潤滑剤に熱が吸収されて定着ベルトの加熱効率が低下する。
【００１２】
本発明は、従来の定着装置の課題を考慮し、潤滑剤の揮発を低減し、加熱効率を向上させることが可能な定着装置、及び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】
【００１３】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
回転可能に配置された無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱するために、前記定着ベルトの内側に、その中心軸方向に沿って設けられた加熱部と、
前記定着ベルトの内面の側から支持し、前記内面と摺動可能な摺動面を有する支持部材と、
前記定着ベルトを挟んで前記摺動面の全部又は一部を加圧する加圧部材とを備え、
前記摺動面は、
前記定着ベルトとの間の摩擦を低減するための潤滑剤が、前記定着ベルトの回転によって前記定着ベルトと前記摺動面の間へ流入する流入側で、前記中心軸方向の両端側から流入した後、中央側へ移動し、前記潤滑剤が前記定着ベルトと前記摺動面の間から流出する流出側で、前記中央側へ移動した前記潤滑剤が前記両端側へと移動した後、流出するように形成されている、定着装置である。
【００１４】
又、第２の本発明は、
前記加熱部は、
前記定着ベルトの前記両端側の、前記潤滑剤が流出する所定領域の間の領域に対向するように配置されたヒータを有している、第１の本発明の定着装置である。
【００１５】
又、第３の本発明は、
前記摺動面は、
前記中央側から、前記定着ベルトの前記両端側の所定領域へ前記潤滑剤が流出するように前記流出側に形成された流出溝と、
それぞれの前記所定領域から前記中央側へ前記潤滑剤が移動するように前記流入側に形成された流入溝とを有する、第１又は２の本発明の定着装置である。
【００１６】
又、第４の本発明は、
前記流入溝は、
前記潤滑剤が前記両端側を前記回転方向に沿って移動することを規制するように、前記それぞれの所定領域の外側に対応する位置から前記中央側に向けて形成された第１の段差を少なくとも有し、
前記流出溝は、
前記潤滑剤が前記中央側を前記回転方向に沿って移動することを規制するように、前記中央から前記それぞれの所定領域の内側に対応する位置に向けて形成された第２の段差を少なくとも有している、第３の本発明の定着装置である。
【００１７】
又、第５の本発明は、
前記摺動面は、
前記流入溝が形成されている流入面と、
前記流出溝が形成されている流出面と、
前記流入面と前記流出面の間に形成された、前記加圧部材によって押圧される加圧面とを有し、
前記加圧面は、前記加圧部材とのニップ部に対応した長手方向の位置に形成される第３の段差によって構成される移動溝を有しており、
前記第３の段差は、前記第１の段差と接続されている、第４の本発明の定着装置である。
【００１８】
又、第６の本発明は、
前記流入溝、前記移動溝及び前記流出溝の深さは一定である、第５の本発明の定着装置である。
【００１９】
又、第７の本発明は、
前記流入溝は、
前記加圧面側の端の前記中央から、前記流入側の端の前記それぞれの所定領域の内側に対応する位置まで形成された第４の段差を有し、
前記流出溝は、
前記第３の段差の前記流出面側の端から、前記流出側の端の前記それぞれの所定領域の外側に対応する位置まで形成された第５の段差とを有する、第５の本発明の定着装置である。
【００２０】
又、第８の本発明は、
前記摺動面は、
前記中央側から、前記定着ベルトの前記両端側の所定領域へ前記潤滑剤が流出するように前記流出側に形成された傾斜と、
それぞれの前記所定領域から前記中央側へ前記潤滑剤が移動するように前記流入側に形成された傾斜とを有する、第１又は２の本発明の定着装置である。
【００２１】
又、第９の本発明は、
前記摺動面は、
前記流入側において、前記中心軸からの距離が、前記中央側の方が前記両端側よりも近く、
前記流出側において、前記定着ベルトの中心軸からの距離が、前記中央側の方が前記両端側よりも遠い、第８の本発明の定着装置である。
【００２２】
又、第１０の本発明は、
前記摺動面は、
前記加圧部材によって押圧される加圧面と、
前記加圧面の前記流入側に形成された流入面と、
前記加圧面の前記流出側に形成された流出面と、
前記中心軸からの距離が前記中心軸方向において一定である、前記中央側に形成された第１の領域と、
前記中心軸からの距離が前記中心軸方向において一定である、前記両端側に形成された第２の領域とを有している、第９の本発明の定着装置である。
【００２３】
又、第１１の本発明は、
前記第１の領域は、
前記流入面において、その両端が前記流入側の端から前記加圧面側の端まで除々に広がるように形成され、前記加圧面において、その両端が前記流入面側の端から前記流出面側の端まで一定の間隔で形成され、前記流出面において、その両端が前記加圧面側の端から前記流出側の端まで除々に広がるように形成されており、
前記第２の領域は、
前記流入面において、その両端が前記流入側の端から前記加圧面側の端まで除々に広がるように形成され、前記加圧面において、その両端が前記流入面側の端から前記流出面側の端まで一定の間隔で形成され、前記流出面において、その両端が前記加圧面側の端から前記流出側の端まで除々に広がるように形成されている、第１０の本発明の定着装置である。
【００２４】
又、第１２の本発明は、
像担持体上に現像剤画像を形成する画像形成ユニットと、
前記現像剤画像を転写材に転写する転写ユニットと、
前記転写された現像剤画像を前記転写材に定着する請求項１〜１１のいずれかに記載の定着装置とを備えた、画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、潤滑剤の揮発を低減し、加熱効率を向上させることが可能な定着装置、及び画像形成装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明にかかる定着装置を備えた画像形成装置の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は画像形成装置の構成を例示するものである。この画像形成装置１００は、記録媒体に転写するトナー画像を形成するための画像形成ユニット１０１を備えている。この画像形成ユニット１０１は、像担持体である感光体ドラム１０２を有し、その下側に記録紙（転写材）Ｓを搬送する転写ベルト１０３が設けられている。また、感光体ドラム１０２は、金属ドラムの表面に感光体の層を被覆したもので、例えばＡ−ＳＩ（アモルファスシリコン）感光体を使用したドラムであり、図の矢印Ａ方向に回転する。
【００２８】
感光体ドラム１０２の外周部には、感光体ドラム１０２の表面を一様に帯電させる帯電器１０４と、感光用のレーザ光を照射するレーザ照射装置１０５と、現像器１０７とが回転方向に沿って順に配置されている。なお、感光体ドラム１０２と転写ベルト１０３で搬送される記録紙Ｓとが接する位置（転写部）Ｔよりも感光体ドラム１０２の回転方向下流側には、ドラムクリーナ１０９と感光体ドラム１０２の表面の電荷を除電するための除電器１１０が設けられている。
【００２９】
レーザ照射装置１０５は、レーザ発光部と、ミラー、レンズ等の光学装置を備え、図１では図示を省略したＣＣＤカメラからの画像信号に応じて感光体ドラム１０２の表面にレーザ光を照射し、当該感光体ドラム２表面上に静電潜像を形成するものである。
【００３０】
現像器１０７は、感光体ドラム１０２表面に形成されている潜像にトナーを付着させてトナー像とするためのもので、トナー容器内のトナーを適量ずつ感光体ドラム１０２の表面に供給して静電潜像を現像する。
【００３１】
転写ベルト１０３は、駆動ローラ１１２と従動ローラ１１３との間に張架された無端ベルトであり、抵抗制御されたＮＢＲの基材を備え、表面の記録紙吸着性を向上させるとともに、表面のトナー離型性を確保するために、高抵抗のウレタンバインダに分散されたＰＴＦＥのコーティングが施されている。
【００３２】
上記駆動ローラ１１２と従動ローラ１１３とは、回転軸が互いに平行に支持されるとともに、感光体ドラム１０２の軸とも平行に設けられている。駆動ローラ１１２を回転駆動すると、転写ベルト１０３が所定速度で所定方向（図の矢印Ｂ方向）に循環走行する。なお、これら駆動ローラ１１２と従動ローラ１１３の他にも、転写ベルト１０３に付着する余計なトナーを除去するためのベルトクリーナ１１４が駆動ローラ１１２よりもベルト移動方向下流側に設けられている。また、転写ベルト１０３の転写部Ｔよりも移動方向上流側には、当該ベルトを帯電させて記録紙Ｓを静電吸着させるためのベルト帯電器１１８が設けられ、転写位置よりも下流側の、駆動ローラ１１２の直前部には、転写ベルトの帯電を除去するための除電器１１９が設けられている。
【００３３】
前記転写ベルト１０３を挟んで感光体ドラム１０２と対向する位置には、バイアス印加用転写ローラ１１５が設けられている。この転写ローラは、感光体ドラム１０２表面のトナーと逆極性の電荷を転写ベルト１０３に与え、この電荷によって感光体ドラム１０２上のトナー像を転写ベルト１０３表面の記録紙Ｓに転写させるためのもので、高圧電源１１６から高電圧が印加されるとともに、バネ１１７で転写ベルト１０３裏面に押し付けられるようになっている。
【００３４】
これら転写ベルト１０３、駆動ローラ１１２、従動ローラ１１３、ベルトクリーナ１１４、転写ローラ１１５、高圧電源１１６、バネ１１７及びベルト帯電器１１８が、本発明の転写ユニットの一例に相当する。
【００３５】
又、転写ベルト１０３の用紙搬送方向下流側には、本発明に係る定着装置１が設けられている。
【００３６】
以下、本実施の形態の定着装置１の構成について説明する。
【００３７】
図２は、本実施の形態の定着装置１の正断面構成図である。図２に示すように、定着装置１は、定着ベルト２と、定着ベルト２の内側に設けられた２つのヒータ３ａ、３ｂと、定着ベルト２を支持するベルトガイド４と、定着ベルト２を挟んでベルトガイド４を押圧してニップ部１０を形成する加圧ローラ５とを備えている。尚、ニップ部１０の用紙搬送方向の長さを１０Ｗとする。
【００３８】
定着ベルト２は、無端状に形成されたフレキシブルなベルトであり、適度の剛性と弾性を有するもので、その材質としては、例えば帯状の薄い金属（ステンレス鋼、ニッケル等）基材の表面にフッ素コーティングを施し、内周面に熱吸収塗料が塗布されたもの等を好適に使用することが出来る。
【００３９】
定着ベルト２は、概略円周状の軌跡上を循環移動するようになっており、その内部には、輻射熱源としてヒータ３ａ、３ｂが設置されている。ヒータ３ａ、３ｂは、記録紙Ｓ上のトナーを溶融して当該記録紙に確実に付着させるためのもので、このヒータ３ａ、３ｂとしては、例えばハロゲンランプ等が用いられる。
【００４０】
又、上記ベルトガイド４は、定着ベルト２の軸方向の長さと同じ長さに形成されていて、断面形状が上に凹な樋状に形成され、その定着ベルト２側の面が定着ベルト２の内周側と摺動する摺動面４０となっている。ベルトガイド４は、フレキシブルな定着ベルト２の加圧ローラ３に対向する部分の形状を所定の形状（図示例では直線状）に維持し、ニップ部１０を確保するためのもので、適度の剛性を有する材質、例えばステンレス鋼等の金属材料で形成されている。
【００４１】
又、ベルトガイド４の厚みは熱容量を小さくするために薄く形成されているため、その長手方向の撓みを抑えるために、ベルトガイド４のヒータ３ａ、３ｂ側には、バックアップ部材６が設けられている。このバックアップ部材６は、ベルトガイド４が加圧ローラ３の圧力に耐えられるように背圧を付与するためのもので、ステンレス鋼等の強度の高い材質で形成されている。又、バックアップ部材６は、図２に示すように、ベルトガイド４に臨む板状部材６ａと、板状部材６ａのベルトガイド４の反対面側に直角に立ち上がるリブ状部材６ｂとを有しており、図において逆Ｔ字状に形成されている。このリブ状部材６ｂが図示を省略した筐体に取り付けられている。尚、図２には紙の搬送方向がＶとして図示されている。
【００４２】
加圧ローラ５は、図示を省略した駆動装置により矢印Ｘ方向へ所定速度で回転される。この加圧ローラ５が回転すると、これに接触する定着ベルト２が連れ回り式に矢印Ｙ方向へと従動回転する。又、加圧ローラ５は、例えば鉄等の芯金材料の上にシリコンゴムなどの弾性層が形成され、弾性層上にＰＦＡチューブなどの表面離型層が形成されたものを用いることが出来る。
【００４３】
又、定着ベルト２の内周面側には、摺動面４０との摺動性を向上させるために潤滑剤としてのシリコンオイルが塗布されている。この潤滑剤は、粘性を有しているため定着ベルト２の矢印Ｙ方向への回転に従って回転し、図２に示す流入端４０ａから摺動面４０と定着ベルト２の間に流入し、その間を通過し、流出端４０ｂから流出する。
【００４４】
図３は、ベルトガイド４のみを示した正面構成図である。図３及び上記図２に示すように、ベルトガイド４の摺動面４０は、加圧ローラ５によって押圧される加圧面４１と、紙の搬送方向Ｖを基準として加圧面４１の上流側に形成された、潤滑剤が流入する側の流入面４２と、加圧面４１の下流側に形成された、潤滑剤が流出する側の流出面４３とから構成されている。
【００４５】
図４はベルトガイド４を加圧ローラ５側から見た斜視図である。尚、図４には定着ベルト２が点線で示されている。又、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ベルトガイド４を図４における上方、正面及び下方から見た平面図である。
【００４６】
図４及び図５に示すように、流入面４２には、定着ベルト２の軸方向の両端近傍の２箇所に、潤滑剤が流入するための流入口４２ｂを有する流入溝４２ａが形成されている。この２つの流入溝４２ａを形成するそれぞれの端側（外側）の段差４２ｔは、２つの段差４２ｔ間の間隔が加圧面４１側に向かって狭まるように、両端側から中央側に向けて斜に形成されている。また、２つの流入溝４２ａを形成する中央側のそれぞれの段差４２ｓは、搬送方向Ｖと逆方向に向かって、中央から両端側へと図５中Ｖの字形状に形成されている。
【００４７】
又、加圧面４１には、潤滑剤が移動するための１つの移動溝４１ａが形成されている。この移動溝４１ａを形成する両端側の段差４１ｔは、上記２つの流入溝４２ａの端側の段差４２ｔと連続して形成されている。又、この段差４１ｔの間隔は、加圧ローラ５の軸方向の長さに対応している。
【００４８】
又、流出面４３には、潤滑剤が流出するための２つの流出溝４３ａが形成されている。この流出溝４３ａを形成するそれぞれの端側（外側）の段差４３ｔは、その間隔が流出端４０ｂに向かって広がるように、段差４２ｔから両端側に向けて斜めに形成されている。また、２つの流出溝４３ａを形成する中央側のそれぞれの段差４３ｓは、中央側から両端側に向かって、図５中逆Ｖの字形状に形成されている。尚、図５では、潤滑剤が移動する部分に斜線が付されており、潤滑剤の移動方向が矢印で示されている。
【００４９】
図６は、図２のＡＡ´断面図である。図６に示すように、ヒータ３ａは、軸方向に所定の間隔で配置された複数の発光部フィラメント３０を有している。この発光部フィラメント３０の輻射熱によって定着ベルト２が加熱される。又、本実施の形態では、発光部フィラメント３０の配置されている長手方向の位置は、加圧ローラ５の長手方向の幅に対応している。すなわち、複数の発光部フィラメント３０は、定着ベルト２の両端から領域２ａを空けた領域２ｂに対応する位置に配置されている。この発光部フィラメント３０の輻射熱は軸と垂直方向に放射されるため、領域２ｂに輻射熱が強く放射される。この領域２ｂは、加圧ローラ５と定着ベルト２とのニップ部１０の軸方向の長さにも対応しているため、ニップ部１０を通過する紙を効率よく加熱することが出来る。尚、ヒータ３ｂもヒータ３ａと同様に発光部フィラメント３０を有しているが、小サイズの用紙を定着させる場合に用いるものであり、ヒータ３ａよりも内側に複数の発光部フィラメント３０が配置されている。
【００５０】
又、図６には、ベルトガイド４の流出面４３を有する部分が図示されており、２つの流出溝４３ａが点線で示されている。この流出溝４３ａの流出口４３ｂは、定着ベルト２の軸方向両端側の領域２ａの幅内に形成されている。尚、図示していないが、流入溝４２ａの流入口４２ｂも定着ベルト２の領域２ａの幅内に形成されている。尚、ベルトガイド４は、流入端４０ａから上方に形成された縁部４４と、流出端４０ｂから上方に形成された縁部４５とを有しているが、この縁部４４と縁部４５は形成されていなくても良い。
【００５１】
尚、本発明の加熱部の一例は、本実施の形態のヒータ３ａ、３ｂに相当し、本発明の支持部材の一例は、本実施の形態のバックアップ部材６に相当する。又、本発明の加圧部材の一例は、本実施の形態の加圧ローラ５に相当する。又、本発明の第１の段差の一例は、本実施の形態の２つの段差４２ｔに相当し、本発明の第２の段差の一例は、本実施の形態の２つの段差４３ｓに相当する。又、本発明の第３の段差の一例は、本実施の形態の２つの段差４１ｔに相当する。又、本発明の第４の段差の一例は、本実施の形態の２つの段差４２ｓに相当し、本発明の第５の段差の一例は、本実施の形態の２つの段差４２ｔに相当する。
【００５２】
次に、本実施の形態の定着装置の動作について説明する。
【００５３】
定着動作の際には、ヒータ３ａ、３ｂの輻射熱による加熱とともに、定着ベルト２が図２の矢印Ｙ方向に回転する。この回転により、定着ベルト２の内周面に塗布されている潤滑剤は粘性を有しているため、定着ベルト２の回転とともに移動して、摺動面４０と中間転写ベルト２の間から流出口４３ｂを通って、定着ベルト２の両端近傍の領域２ａの幅内に流出する（図５（ｃ）参照）。流出した潤滑剤は、定着ベルト２の回転とともに移動する。
【００５４】
そして、領域２ａの幅内に形成されている流入口４２ｂから、摺動面４０と定着ベルト２の間に流入する。流入した潤滑剤は、流入面４２において、図５（ａ）に示すように段差４２ｔによって回転方向に沿った移動を妨げられて中央側へと移動する。
【００５５】
次に、図５（ｂ）に示すように加圧面４１において、加圧ローラ５によって加圧される領域（溝４１ａ）全体に潤滑剤が行き渡る。ここでニップ部１０において潤滑剤が全域に行き渡っているため、定着ベルト２は滑らかに回転する。続いて、流出面４３において段差４３Ｓによって、潤滑剤は回転方向に沿った移動を妨げられ、中央から両端側へと移動する。
【００５６】
最終的に、図５（ｃ）に示されるように、両端に形成されている流出口４３ｂから潤滑剤は流出する。
【００５７】
この定着動作において、定着ベルト２上の潤滑剤が流れる領域２ｓが図４において斜線で示されている。又、当該領域２ｓは、図６においても斜線で示されている。尚、この領域２ｓが、本発明の「前記潤滑剤が流出する所定領域」の一例に相当し、本発明の「前記両端側の所定領域の内側の領域」の一例は、図６に示す２つの領域２ｓの間の領域２ｂに相当する。又、２つの領域２ｓの両端側の境界２１ｓが、本発明の所定領域の外側の一例に相当し、２つの領域２ｓの中央側の境界２２ｓが、本発明の所定領域の内側の一例に相当する（図６参照）。
【００５８】
このように、潤滑剤は、定着ベルト２の両端の領域２ａの幅内の領域２ｓを通過し、その領域２ａに対応する位置には、発光部フィラメント３０が配置されていないため、定着ベルト２の内周面全域を通過していた場合と比較して、輻射熱を直接受けないため、潤滑剤の揮発を低減することが出来る。又、輻射熱が強く照射される部分である定着ベルト２の領域２ｂを潤滑剤が通過しないため、潤滑剤に吸収される輻射熱が低減し、定着ベルト２の加熱効率も向上することが出来る。
【００５９】
（実施例）
本実施例では、上述した各構成が、以下のような条件に設定されている。
【００６０】
定着ベルト２の外径が３０ｍｍ、ステンレスの基材の厚さが０．０３ｍｍ、フッ素コーティングの厚さが２０μｍと設定されている。加圧ローラ５の外径としては、例えば２５ｍｍ、表面離型層の厚さとしては５０μｍと設定されている。ベルトガイドの厚みは、例えば、０．５ｍｍであり、流入溝４２ａ、移動溝４１ａ、流出溝４３ａの深さは、５０μｍと設定されている。上述したバックアップ部材６の板状部材６ａの厚みを１．２ｍｍ、リブ状部材６ｂの高さが２０ｍｍと設定されている。又、ヒータ３ａとしては、例えば９００Ｗの出力のものを用いることが出来、ヒータ３ｂとして４５０Ｗのものを用いることが出来る。ニップ部１０の紙の搬送方向の長さ１０Ｗが８．５ｍｍと設定されている。又、潤滑剤として用いられるシリコンオイルは、約２４０℃以上で揮発する。
【００６１】
このような構成の下、定着ベルト２の表面温度が１８０℃になるようにヒータ３ａ、３ｂを制御し、定着荷重が１２０Ｎの条件で、外周速度を２５０ｍｍ／ｓｅｃで定着ベルト２を回転させた場合、定着ベルト２の内周面の領域２ｂにおける温度は約２７０℃となり、領域２ａにおける温度は約１８０℃となった。
【００６２】
このことから、潤滑剤が領域２ｂを通過せず、シリコンオイルが揮発する温度よりも低い温度となる領域２ａを通過させることによって揮発量を低減することが出来ることが分かる。
【００６３】
尚、本実施の形態の摺動面４０には、２つの段差４２ｓ及び２つの段差４３ｔが形成されていたが、潤滑剤が、定着ベルト２の回転によって、流入側で両端側から流入した後、中央側へ移動し、流出側で、中央側へ移動した前記潤滑剤が両端側へと移動した後、流出すればよいため、段差４２ｓ及び段差４３ｔが形成されていなくてもよい。この場合、段差４２ｔの間が全て流入口となる。
【００６４】
又、本実施の形態では、発光部フィラメント３０の位置は、領域２ｓの間に対応する位置に設けられており、領域２ｓに対応する位置には設けられていないが、発光部フィラメント３０の一部が領域２ｓに配置されていてもよい。このような場合でも、中央側より両端側の方が輻射熱は比較的弱いため、従来と比較して揮発量を低減中することが出来る。
【００６５】
（実施の形態２）
以下に、本発明にかかる実施の形態２の定着装置について説明する。本実施の形態２の定着装置は、実施の形態１と基本的な構成は同じであるが、ベルトガイドの構成が異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。
【００６６】
図７は、本実施の形態２の定着装置のベルトガイド７と、ベルトガイド７の撓みを抑えるバックアップ部材６と定着ベルト２の一部を示す正面断面図である。
【００６７】
図７に示すように、ベルトガイド７には、定着ベルト２の内周面と摺動するための摺動面７０が設けられている。又、ベルトガイド７の全体の概略形状は、実施の形態１と同様に、定着ベルト２の軸２ｅ方向の長さと同じ長さに形成されていて、断面形状が上に凹な樋状に湾曲して形成されている。この湾曲を延ばした状態のベルトガイド７の斜視図が図８に示されている。尚、図８では、上方が摺動面７０になるようにベルトガイド７が図示されている。又、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図８の状態におけるベルトガイド７の平面図、正面図、及び側面図である。これら図６〜図９には、紙の搬送方向Ｖが示されている。又、図９（ｃ）には、延ばしたベルトガイド７に対応するように、湾曲させていない定着ベルト２を説明のために点線で示す。又、図７に示すようにベルトガイド９は、実施の形態１のベルトガイド４と同様に、上流端と下流端に縁部７０１、７０２をそれぞれ有しているが、これらの縁部７０１、７０２は形成されていなくてもよい。尚、図７以下の図では、縁部７０１、７０２は省略している。
【００６８】
図８及び図９に示すように、ベルトガイド７は、その摺動面７０の上流側の軸方向中央に上流側よりも下流側の方が軸方向の幅が広がるように形成された平面の領域７４と、摺動面７０の軸方向両端に、上流側よりも下流側の方が軸方向の幅が広がるように形成された領域７５と、領域７４と領域７５の間に形成された領域７３とを有している。尚、図８の領域７３の中の線は傾斜の変化を表すためのものである。
【００６９】
図９（ａ）にしめすように、摺動面７０は、加圧ローラ５によって押圧される加圧面７６と、加圧面７６の上流側に形成されている流入面７７と、加圧面７６の下流側に形成されている流出面７８とを有している。
【００７０】
図８及び図９に示すように、領域７４は、紙の搬送方向Ｖに向かうに従って流入面７７では幅７４Ｌが広がり、加圧面７６では幅７４Ｌが一定であり、流出面では幅７４Ｌが広がるように形成されている。又、領域７５は、搬送方向Ｖに向かうに従って、流入面７７では幅７５Ｌが広がり、加圧面７６では幅７５Ｌが一定であり、流出面７８では幅７５Ｌが広がるように形成されている。
【００７１】
又、図９（ｃ）に示すように、領域７４は、上流から下流側に向けて定着ベルト２との間隔が小さくなるように形成されており、領域７５は上流から下流に向けて定着ベルト２との間隔が広がるように形成されている。
【００７２】
尚、図６に示すニップ部１０は加圧面７６内に含まれており、その搬送方向Ｖの長さ１０Ｗは加圧面７６と同じであるが、長手方向の幅１０Ｌは、加圧面７６内における両端の２つの領域７５の間の部分に相当する。
【００７３】
次に、図６に示した、ＡＡ´、ＢＢ´、ＣＣ´、ＤＤ´、ＥＥ´間の断面部分のみを模式的に示した図である図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）を用いて、各断面における定着ベルト２と摺動面７０の位置関係について説明する。尚、図６は、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）中のＦＦ´における断面図である。尚、説明のために図１０（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、定着ベルト２が加圧ローラ５によって押圧されていない状態を示している。
【００７４】
図６のＡＡ´間は、摺動面７０の上流端に相当し、定着ベルト２のＹ方向への回転に従って、潤滑剤が摺動面７０に流入する流入端７０ａである。図１０（ａ）に示すように、流入端７０ａにおいて、定着ベルト２との間隔ｔが中央７１で広く、両端７２へ向かうに従って狭くなっていくように領域７３において傾斜が形成されている。すなわち、流入端７０ａにおいて、定着ベルト２と摺動面７０の間で、潤滑剤が流入するための三角形状の流入口７９が形成されている。
【００７５】
ＢＢ´間は、図６に示すニップ部１０の上流側に相当する位置である。図１０（ｂ）に示すように、摺動面７０は、ＢＢ´間において定着ベルト２との間隔ｔが中央７１側で広く、両端７２へ向かうに従って狭くなるように形成されている。この中央７１側には、定着ベルト２との間隔ｔが一定の領域７４が形成されており、両端にも定着ベルト２との間隔ｔが一定の領域７５が形成されている。そして、この領域７４と２つの領域７５を結ぶように傾斜した領域７３が形成されている。
【００７６】
ＣＣ´間は、図６に示すニップ部１０の中央に相当する位置である。図１０（ｃ）に示すように、ＣＣ´間において、定着ベルト２との間隔ｔが一定になるように摺動面７０は形成されている。すなわち、領域７３、７４、７５と定着ベルト２との間隔ｔが全て等しくなっている。
【００７７】
ＤＤ´間は、図６に示すニップ部１０の下流側に相当する位置である。図１０（ｄ）に示すように、ＤＤ´間では、摺動面７０は、中央側の領域７４と定着ベルト２との間隔ｔが狭くなり、領域７５と定着ベルト２との間隔ｔが広くなるように形成されている。すなわち、領域７４から領域７５に向かって、定着ベルト２との間隔ｔが広くなるように領域７３が形成されており、ＢＢ´とは反対向きに傾斜している。
【００７８】
ＥＥ´間は、潤滑剤が摺動面７０から流出する流出端７０ｂに相当する。図１０（ｅ）に示すように、流出端７０ｂにおいて、摺動面７０は、領域７５に定着ベルト２との隙間が生じ、領域７４は定着ベルト２との隙間がないように形成されている。そして、領域７４と領域７５を結ぶ領域７３は、領域７４、７５に対して略垂直に形成されており、領域７３と領域７４によって潤滑剤が流出する流出口７０ｅが形成されている。
【００７９】
尚、上述したＢＢ´、ＣＣ´、及びＤＤ´間では、実際には加圧ローラ５が定着ベルト２及びベルトガイド７を押圧しているため、ベルトガイド７と定着ベルト２の間に隙間が生じていない。
【００８０】
図１１は、図８の状態のベルトガイド７に潤滑剤の移動部分を矢印にて示した図である。図１１に示すように、実施の形態１と同様に定着ベルト２を回転すると、摺動面７０と定着ベルト２の間にある潤滑剤が、流出端７０ｂの領域７５に形成されている流出口７０ｅから流出する。この流出口７０ｅは定着ベルト２の領域２ａ内に形成されているため、潤滑剤は領域２ａ内に流出することなる。
【００８１】
そして、定着ベルト２の回転とともに、潤滑剤はベルトガイド７の流入端７０ａへと移動される。この流入端７０ａでは、図１０（ａ）に示すように、定着ベルト２と摺動面７０の間隔ｔは、両端よりも中央の方が広い。そのため、両端７２から中央７１側に向かって潤滑剤は移動する。
【００８２】
そして、潤滑剤は、流入面７７から加圧面７６へと流入する。ここで、図１０（ｂ）に示すようにＢＢ´間では、定着ベルト２と摺動面７０の間隔ｔが両端よりも中央で広くなるように搬送面７０は形成されているが、ニップ部１０内では加圧ローラ５による押圧によって定着ベルト２と摺動面７０に実際には隙間が生じていない。しかしながら、両端７２側の間隔よりも中央７１側の方が広くなるように設定しているため、加圧ローラ５の押圧による圧力は両端７２側の方が中央７１側よりも高くなる。そのため、加圧面７６（ニップ部１０）のＢＢ´間においても両端部分から流入した潤滑剤は中央側へと移動し、長手方向の全域に広がることになる。更に、回転すると図１０（ｄ）に示すように中央７１側の間隔ｔが狭くなり、両端７２側の間隔ｔが広くなるため、加圧ローラ５による圧力が中央７１側よりも両端７２側で低くなり、潤滑剤は中央７１側から両端７２側へと移動することになる。
【００８３】
そして、流出面７８においても、更に両端７２側へと潤滑剤は移動し、最後に、潤滑剤は、両端７２に形成されている流出口７０ｅから流出する。
【００８４】
尚、本実施の形態２にて、上記実施例と同じ条件で定着動作を行った際のニップ部１０における圧力の計測を行った。図１２（ａ）は、図６中ＢＢ´間における長手方向の圧力分布のグラフを示す図である。図１２（ｂ）は、図６中ＤＤ´間における長手方向の圧力分布のグラフを示す図である。又、図１２（ｃ）は、ニップ部１０の長手方向中央部での周方向の圧力分布のグラフを示す図である。又、図１２（ｄ）は、ニップ部１０の長手方向の端部（領域７５の部分）での圧力分布のグラフを示す図である。この各グラフによると、間隔ｔを広くするように形成した方が加圧ローラ５による圧力が低くなることがわかる。
【００８５】
このように、本実施の形態においても定着ベルト２の両端の領域２ａ内に潤滑剤を移動させることが出来るため、ヒータ３ａ、３ｂの輻射熱を直接受けることを避けることが可能となり、潤滑剤の揮発量を低減させる効果を発揮できる。
【００８６】
尚、本発明の流入側と流出側は、例えば、上記ＣＣ´を基準にして分けることが出来、本発明の「前記中央側から、前記定着ベルトの前記両端側の所定領域へ前記潤滑剤が流出するように前記流出側に形成された傾斜」の一例は、搬送方向Ｖにおけるニップ部１０の中央であるＣＣ´から下流側における領域７３、７４、７５の傾斜に相当し、本発明の「それぞれの前記所定領域から前記中央側へ前記潤滑剤が移動するように前記流入側に形成された傾斜」の一例は、ＣＣ´から上流側における領域７３、７４、７５の傾斜に相当する。
【００８７】
又、本発明の「前記流出側において、前記定着ベルトの中心軸からの距離が、前記中央側の方が前記両端側よりも遠く」の一例は、ＤＤ´間及びＥＥ´間において間隔ｔが中央７１側よりも両端７２側で広いことに相当する。これは定着ベルト２の内周面からの距離である間隔ｔが広い方が、中心軸２ｅに近い位置となるためである。又、本発明の「前記流入側において、前記中心軸からの距離が、前記中央側の方が前記両端側よりも近い」の一例は、ＡＡ´間及びＢＢ´間において間隔ｔが中央７１側よりも両端７２側で狭いことに相当する。これは定着ベルト２の内周面からの距離である間隔ｔが狭い方が、中心軸２ｅから遠い位置となるためである。尚、図１０中（ａ）に、中心軸２ｅが点線で示されている。又、本発明の第１の領域の一例は、本実施の形態の領域７４に相当し、本発明の第２の領域の一例は、本実施の形態の領域７５に相当する。
【００８８】
又、本実施の形態２のベルトガイド７の形状に限らなくてもよく、例えば、図１３に示すようなベルトガイド８であってもよい。このベルトガイド８の摺動面８０は、図８のベルトガイド７と同様に、長手方向中央に形成された領域８４と、長手方向両端に形成された領域８５と、領域８４と領域８５の間に形成された領域８３とを有している。この領域８４は、図８に示すベルトガイド７の領域７４と異なり、幅がニップ部１０において一定とはならず、幅８４Ｌは搬送方向に向かって除々に広がっている。すなわち、領域８４は平面視三角形状となっている。又、長手方向両端の領域８５も、領域７５と異なり、幅がニップ部において一定とはならず、幅８５Ｌが搬送方向に向かって広がっており、平面視三角形状となっている。この領域８４は、本発明の第１の領域の一例に相当し、領域８５は、本発明の第２の領域の一例に相当する。
【００８９】
又、図１４は、他の変形例のベルトガイド９を示す斜視図である。このベルトガイド９は、上流側の長手方向中央から搬送方向に幅９４Ｌが広がるように平面視三角形状に形成された領域９４と、上流側の長手方向中央９１と端９２ａと下流側の端９２ｂを結ぶように形成された領域９５と、領域９４と領域９５の間に形成された領域９３とを有している。この場合、潤滑剤が流出する流出口９０ｅは三角形状となっている。このベルトガイド９は、上述した本発明の第２の領域は備えていないが、要するに中央側から両端側の所定領域へと潤滑剤が流出するように流出側に形成された傾斜と、所定領域から中央側へと潤滑剤が移動するように流入側に形成された傾斜があれば、潤滑剤を定着ベルト２の両端近傍において搬送することが出来るため、揮発量低減の効果を発揮することが出来る。
【００９０】
尚、上述したベルトガイドは厚みを代えて摺動面が形成されているが、厚みが一定の板状部材を成形して摺動面を形成してもよい。いずれにしても、熱容量を小さくする観点から厚みは薄い方がより好ましい。
【００９１】
又、上記実施の形態１、２では、加圧面４１、７６の用紙搬送方向の長さは、ニップ部１０の搬送方向の長さ１０Ｗと一致していたが、加圧面４１、７６の搬送方向の長さがニップ部１０の長さ１０Ｗよりも長くてもよい。又、加圧ローラ１０の軸方向の長さは、加圧面４１、７６の長手方向の長さよりも短く形成されているが、同じ若しくは長く形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の定着装置及び画像形成装置は、潤滑剤の揮発を低減し、加熱効率を向上させることが可能な効果を有し、複写機、ファクシミリ、プリンタ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明にかかる実施の形態１における画像形成装置の正面構成図
【図２】本発明にかかる実施の形態１における定着装置の断面構成図
【図３】本発明にかかる実施の形態１における定着装置のベルトガイド４の断面構成図
【図４】本発明にかかる実施の形態１におけるベルトヒータ４の斜視図
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明にかかる実施の形態１におけるベルトガイド４の平面図
【図６】図２のＡＡ´間の断面図
【図７】本発明にかかる実施の形態２における定着装置の部分断面構成図
【図８】本発明にかかる実施の形態２におけるベルトガイドの湾曲を延ばした状態の斜視図
【図９】（ａ）図８の状態におけるベルトガイドの平面図、（ｂ）図８の状態におけるベルトガイドの正面図、（ｃ）図８の状態におけるベルトガイドの側面図
【図１０】（ａ）図７のＡＡ´間の断面部分のみの模式図、（ｂ）図７のＢＢ´間の断面部分のみの模式図、（ｃ）図７のＣＣ´間の断面部分のみの模式図、（ｄ）図７のＤＤ´間の断面部分のみの模式図、（ｅ）図７のＥＥ´間の断面部分のみの模式図
【図１１】本発明にかかる実施の形態２におけるベルトガイドの湾曲を延ばした状態の斜視図
【図１２】（ａ）ＢＢ´の位置における長手方向の圧力分布のグラフを示す図、（ｂ）ＣＣ´の位置における長手方向の圧力分布のグラフを示す図、（ｃ）ニップ部１０の長手方向中央部での周方向の圧力分布のグラフを示す図、（ｄ）ニップ部１０の長手方向端部での圧力分布を示す図である。
【図１３】本発明にかかる実施の形態２におけるベルトガイドの変形例を示す図
【図１４】本発明にかかる実施の形態２におけるベルトガイドの他の変形例を示す図
【図１５】従来の定着装置の断面構成図
【符号の説明】
【００９４】
１  定着装置
２  定着ベルト
３ａ、３ｂ  ヒータ
４、７、８、９  ベルトガイド
５  加圧ローラ
６  バックアップ部材
６ａ  板状部材
６ｂ  リブ状部材
３０  発光部フィラメント
４０、７０、８０、９０  摺動面
４０ａ、７０ａ  流入端
４０ｂ、７０ｂ  流出端
４１、７６  加圧面
４２、７７  流入面
４３  ７８  流出面
４１ａ、４２ａ、４３ａ  溝
４１ｔ、４２ｓ、４２ｔ、４３ｓ、４３ｔ  段差
４２ｂ  流入口
４３ｂ  流出口
【図１】
2009244400.tif 000003
【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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