| 【発明の名称】 |
画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】亀井 親
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| 【要約】 |
【課題】帯電器用の電源回路と除電器用の電源回路とを共通化して１つにすることができ、しかも帯電器の動作電流を常に一定値に保つことができる信頼性にすぐれた画像形成装置を提供する。
【解決手段】定電流電源回路１００により、帯電器２１および除電器２４にそれぞれ動作電流を供給するとともに、その各動作電流の合計を一定値に維持する。除電器２４の動作電流の変化を検出し、その検出結果に応じて定電流電源回路１００の上記一定値を補正する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 像担持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して用紙に転写する画像形成装置において、前記像担持体の表面に静電荷を帯電させる帯電器と、この帯電器を経た前記像担持体の表面に光を照射して像担持体の表面に静電潜像を形成する露光ユニットと、この露光ユニットにより形成された静電潜像を現像する現像器と、この現像器で現像された像を前記用紙に転写する転写器と、この転写器を経た用紙の電荷を除去する除電器と、前記帯電器および前記除電器にそれぞれ動作電流を供給するとともに、その各動作電流の合計を一定値に維持する定電流電源回路と、前記除電器の動作電流の変化を検出し、その検出結果に応じて前記定電流電源回路の前記一定値を補正する補正回路と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、像担持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して用紙に転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】露光ユニットから像担持体である感光体ドラムにレーザ光を照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤（トナー）により顕像化して用紙に転写する画像形成装置がある。
【０００３】このような画像形成装置では、露光ユニットの下方に感光体ドラムが回転可能に設けられ、その感光体ドラムの表面に対向して帯電器、現像器、転写器、および除電器などが順次に配設されている。
【０００４】帯電器は、感光体ドラムの表面に静電荷を帯電させる。この感光体ドラムの表面に露光ユニットから発せられるレーザ光が照射されることにより、感光体ドラム上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器から供給される現像剤（トナー）により、顕像化される。
【０００５】感光体ドラムの回転に合わせて、その感光体ドラムと転写器との間に用紙が送り込まれる。転写器は、送り込まれた用紙に対し、感光体ドラム上の顕像（現像剤像）を転写する。除電器は、転写器を経た用紙の電荷を除去する。
【０００６】上記帯電器は、金属ケースおよびその金属ケース内に設けられた帯電ワイヤを有する。この帯電ワイヤと感光体ドラムとの間に直流電圧が印加されることにより、帯電ワイヤと感光体ドラムとの間で放電が生じる。この放電により、感光体ドラムの表面が帯電される。なお、帯電ワイヤと金属ケースとの間にも放電が生じる。そして、これら放電に際しては、帯電ワイヤおよび感光体ドラムを通る経路で直流電流が流れるとともに、帯電ワイヤおよび金属ケースを通る経路で直流電流が流れる。この両直流電流の合計が、帯電器の動作電流となる。
【０００７】上記除電器は、金属ケースおよびその金属ケース内に設けられた除電ワイヤを有する。この除電ワイヤと金属ケースとの間に直流電圧が印加されることにより、除電ワイヤと金属ケースとの間で放電が生じる。この放電により、転写器を経て除電器上を通る用紙の電荷（つまり転写器から用紙に与えられた電荷）が除去される。なお、用紙が除電器上に無い場合、あるいは除電器上に用紙が有っても用紙の抵抗値が小さい場合、除電ワイヤと感光体ドラムとの間にも放電が生じる。そして、これら放電に際しては、帯電ワイヤおよび金属ケースを通る経路で直流電流が流れるとともに、帯電ワイヤおよび感光体ドラムを通る経路で直流電流が流れる。この両直流電流の合計が、除電器の動作電流となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、除電器の動作電流の大きさは、帯電器の動作電流の大きさの約１／１０であり、かなり小さい。しかも、除電器の出力の極性は、帯電器の出力の極性と同じである。
【０００９】そこで、除電器用の電源回路と帯電器用の電源回路とを共通化して１つにすることが考えられる。この共通化により、部品の点数が減ってコストの低減が図れる。
【００１０】ただし、帯電器の動作電流については、常に一定値に保つ必要がある。帯電器の動作電流が変動すると、特に、ハーフトーン濃度を有する写真画像を複写する場合など、複写された画像の濃度にむらが生じてしまう。
【００１１】この発明は、上記の事情を考慮し、帯電器用の電源回路と除電器用の電源回路とを共通化して１つにすることができ、しかも帯電器の動作電流を常に一定値に保つことができる信頼性にすぐれた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の画像形成装置は、像担持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して用紙に転写するものであって、前記像担持体の表面に静電荷を帯電させる帯電器と、この帯電器を経た前記像担持体の表面に光を照射して像担持体の表面に静電潜像を形成する露光ユニットと、この露光ユニットにより形成された静電潜像を現像する現像器と、この現像器で現像された像を前記用紙に転写する転写器と、この転写器を経た用紙の電荷を除去する除電器と、前記帯電器および前記除電器にそれぞれ動作電流を供給するとともに、その各動作電流の合計を一定値に維持する定電流電源回路と、前記除電器の動作電流の変化を検出し、その検出結果に応じて前記定電流電源回路の前記一定値を補正する補正回路と、を備えている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態について説明する。
【００１４】まず、図１は画像形成装置たとえば電子複写機の外観を示している。
【００１５】本体１の上部に透明ガラスの原稿台２が設けられ、その原稿台３の上に自動原稿送り装置（ADF）３が開閉自在に設けられている。自動原稿送り装置３は、自装置の上部にセットされる原稿を１枚ずつ自動的に取り込んで原稿台３に送り込む。
【００１６】本体１の上部において、原稿台２の隣に、操作部としてコントロールパネル４が設けられている。コントロールパネル４は、コピー動作、コピー枚数、コピー倍率、コピーサイズなどを設定するところで、表示手段であるディスプレイ５を有している。
【００１７】本体１の側部に、コピーの済んだ用紙が排出されるトレイ６が設けられている。本体１の下部に、コピー用の用紙を収容した複数の給紙カセット７が設けられている。
【００１８】図２は本体１内の構成を示している。
【００１９】原稿台２の下面側にキャリッジ１１が往復動自在に設けられている。このキャリッジ１１に露光ランプ１２が設けられており、その露光ランプ１２が点灯しながらキャリッジ１１が往動することにより、原稿台２の全面が光学的に走査される。
【００２０】この露光走査により、原稿台２に載置されている原稿の反射光像が得られ、その反射光像が反射ミラー１３，１４，１５および変倍用レンズブロック１６を介してＣＣＤ（電荷転送デバイス）型のラインセンサ（以下、ＣＣＤセンサと称する）１７に投影される。ＣＣＤセンサ１７は、受光量に対応する電圧レベルの画像信号を出力する。この画像信号は、露光ユニット２７に送られる。露光ユニット２７は、画像信号に応じたレーザ光を発する。
【００２１】露光ユニット２７の近傍に像担持体である感光体ドラム２０が回転自在に設けられている。この感光体ドラム２０の周囲に、帯電器２１、現像器２２、転写器２３、第１の除電器２４、クリーナ２５、第２の除電器２６が順次に配設されている。上記露光ユニット２７から発せられるレーザ光が、帯電器２１と現像器２２との間を通って感光体ドラム２０の周面に照射される。
【００２２】本体１内の下部に、上記各給紙カセット７が設けられている。これら給紙カセット７には、コピー用の用紙Ｐがそれぞれ多数枚収容されている。各給紙カセット７には、用紙Ｐを１枚ずつ取出すためのピックアップローラ３１が設けられている。
【００２３】コピー動作時、各給紙カセット７のいずれか１つから用紙Ｐが一枚ずつ取出される。取出された用紙Ｐは、分離器３２により給紙カセット７から分離され、各レジストローラ３３に送られてそこで感光体ドラム２０の回転を待つ。各レジストローラ３３は、感光体ドラム２０の回転にタイミングを合わせて、用紙Ｐを転写器２３と感光体ドラム２０との間に送り込む。
【００２４】感光体ドラム２０は、コピー時、図示矢印方向に回転する。帯電器２１は、感光体ドラム２０の表面に静電荷を帯電させる。この帯電と、感光体ドラム２０に対する露光ユニット２７からのレーザ光の照射とにより、感光体ドラム２０上に静電潜像が形成される。
【００２５】現像器２２は、感光体ドラム２０に現像剤を供給する。この現像剤の供給により、感光体ドラム２０上の静電潜像が顕像化される。転写器２３は、各レジストローラ３３から送り込まれる用紙Ｐに対し、感光体ドラム２０上の顕像（現像剤像）を転写する。転写が済んだ用紙Ｐは除電器２４によって電荷が除去される。除電器２４を経た用紙Ｐは、搬送ベルト３４によって定着装置４０に送られる。
【００２６】定着装置４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備え、この両ローラ間に用紙Ｐを挟み込んでその用紙Ｐを搬送しながら、加熱ローラ４１の熱によって用紙Ｐ上の現像剤像を定着させる。定着装置４０を経た用紙Ｐは、搬送ローラ３５によってトレイ６に排出される。
【００２７】感光体ドラム２０およびその周りの要部を図３に示している。
【００２８】帯電器２１は、金属ケース２１ｃおよびその金属ケース２１ｃ内に設けられた帯電ワイヤ２１ｗを有する。金属ケース２１ｃおよび帯電ワイヤ２１ｗは、感光体ドラム２０の軸方向方向に沿って延びている。金属ケース２１ｃは、感光体ドラム２０と同様に、アース接続されている。帯電ワイヤ２１ｗは、後述する定電流電源回路１００の出力端子１００ｂに接続されている。
【００２９】出力端子１００ｂとアースとの間に生じる直流電圧Ｖ４が、帯電ワイヤ２１ｗと感光体ドラム２０との間に印加されることにより、帯電ワイヤ２１ｗと感光体ドラム２０の表面との間で放電が生じる。この放電により、感光体ドラム２０の表面が＋電位に帯電される。なお、帯電ワイヤ２１ｗと金属ケース２１ｃとの間にも放電が生じる。そして、これら放電に際しては、帯電ワイヤ２１ｗおよび感光体ドラム２０を通る経路で直流電流Ｉｔｇが流れるとともに、帯電ワイヤ２１ｗおよび金属ケース２１ｃを通る経路で直流電流Ｉｔｃが流れる。この直流電流Ｉｔｇ，Ｉｔｃの合計が、帯電器２１の動作電流Ｉｔとなる。
【００３０】直流電流Ｉｔｇが流れる経路のうち、帯電ワイヤ２１ｗと感光体ドラム２０との間には、抵抗Ｒｔｇが存在する。直流電流Ｉｔｃが流れる経路のうち、帯電ワイヤ２１ｗと金属ケース２１ｃとの間には、抵抗Ｒｔｃが存在する。
【００３１】除電器２４は、金属ケース２４ｃおよびその金属ケース２４ｃ内に設けられた除電ワイヤ２４ｗを有する。金属ケース２４ｃおよび除電ワイヤ２４ｗは、感光体ドラム２０の軸方向方向に沿って延びている。金属ケース２４ｃは、感光体ドラム２０および金属ケース２１ｃと同様に、アース接続されている。除電ワイヤ２４ｗは、後述する定電流電源回路１００の出力端子１００ｂに接続されている。
【００３２】出力端子１００ｂとアースとの間に生じる直流電圧Ｖ４が、除電ワイヤ２４ｗと金属ケース２４ｃとの間に印加されることにより、除電ワイヤ２４ｗと金属ケース２４ｃとの間で放電が生じる。この放電により、除電器２４上を通る用紙Ｐの電荷（転写器２３で与えられた＋電位の電荷）が除去される。なお、用紙Ｐが除電器２４上に無い場合、あるいは除電器２４上に用紙Ｐが有っても用紙Ｐの抵抗値Ｒｐが小さい場合、除電ワイヤ２４ｗと感光体ドラム２０の表面との間にも放電が生じる。そして、これら放電に際しては、除電ワイヤ２４ｗおよび金属ケース２４ｃを通る経路で直流電流Ｉｄｃが流れるとともに、除電ワイヤ２４ｗおよび感光体ドラム２０を通る経路で直流電流Ｉｄｇが流れる。この直流電流Ｉｄｃ，Ｉｄｇの合計が、除電器２４の動作電流Ｉｄとなる。なお、この除電器２４の動作電流Ｉｄと帯電器２１の動作電流Ｉｔとの合計が、定電流電源回路１００の出力電流Ｉｏとなる。
【００３３】直流電流Ｉｄｃが流れる経路のうち、除電ワイヤ２４ｗと金属ケース２４ｃとの間には、抵抗Ｒｄｃが存在する。直流電流Ｉｄｇが流れる経路のうち、除電ワイヤ２４ｗと感光体ドラム２０との間には、用紙Ｐが有る場合において、金属ケース２４ｃと用紙Ｐとの間の抵抗Ｒｄｐ、用紙Ｐの抵抗Ｒｔｃ、および用紙Ｐと感光体ドラム２０との間の抵抗Ｒｐｇが存在する。
【００３４】直流電流Ｉｄｃが流れる経路のうち、金属ケース２４ｃとアースとの間に補正回路９０の電流検出用抵抗９１が挿入接続される。この補正回路９０および定電流電源回路１００の構成を図４に示している。
【００３５】定電流電源回路１００は、スイッチング回路５０、駆動回路６０、整流回路７０、および電流制御回路８０を備える。
【００３６】スイッチング回路５０は、１次コイル５１ａおよび２次コイル５１ｂを持つトランス５１、このトランス５１の１次コイル５１ａと共に共振回路を構成するコンデンサ５２、およびこの共振回路を励起するスイッチング素子５３を備え、このスイッチング素子５３が駆動回路６０から出力される駆動信号Ｖｂに応じてオン，オフ動作することにより、外部の電源回路から供給される直流電源電圧Ｖｃを所定のレベルの交流電圧に変換し、それをトランス５１の２次コイル５１ｂから出力する。
【００３７】駆動回路６０は、入力端子１００ａから入力されるオン信号（論理“０”信号）に応じて動作し、電流制御回路８０の出力電圧Ｖ３のレベルに応じてデューティ比が変化するパルス状の駆動信号Ｖｂを出力する。
【００３８】整流回路７０は、スイッチング回路５０から出力される交流電圧を整流し、それを出力端子１００ｂに出力する。
【００３９】電流制御回路８０は、上記直流電源電圧Ｖｃが印加される抵抗８１，８２の直列回路、上記整流回路７０を介して出力端子１００ｂに接続された抵抗８３と調整用抵抗８４との直列回路、この直列回路に生じる電圧Ｖ２と上記抵抗８２に生じる基準電圧Ｖ１との差を増幅する増幅回路８５、および上記抵抗８３と調整用抵抗８４との直列回路に上記直流電源電圧Ｖｃを印加するための抵抗８６とダイオード８７との直列回路を備える。抵抗８６とダイオード８７との相互接続点は、入力端子１００ａに接続されている。
【００４０】入力端子１００ａにオフ信号（論理“１”信号）が入力されている場合は、抵抗８３と調整用抵抗８４との直列回路に直流電源電圧Ｖｃが印加される。これにより、抵抗８３と調整用抵抗８４との直列回路に生じる電圧Ｖ２が強制的に高レベルとなり、増幅回路８５の出力電圧Ｖ３が高レベルとなる。
【００４１】図５に示すように、増幅回路８５の出力電圧Ｖ３が高レベルであるほど、駆動回路６０から出力される駆動信号Ｖｄのデューティ比が小さくなる。入力端子１００ａにオフ信号（論理“１”信号）が入力されている場合は、駆動信号Ｖｄのデューティ比は零％となり、スイッチング回路５０は駆動されない。
【００４２】入力端子１００ａにオン信号（論理“０”信号）が入力されると、抵抗８３と調整用抵抗８４との直列回路に対する直流電源電圧Ｖｃの印加が解除される。これにより、抵抗８３と調整用抵抗８４との直列回路に生じる電圧Ｖ２は、整流回路７０を介して出力端子１００ｂから出力される直流電流Ｉｏ（帯電器２１の動作電流Ｉｔｃと除電器２４の動作電流Ｉｄとの合計）、つまり当該定電流電源回路１００の出力電流Ｉｏに応じて変化する。
【００４３】たとえば、出力電流Ｉｏが増加すると、電圧Ｖ２のレベルが上昇する。電圧Ｖ２のレベルが上昇すると、増幅回路８０の出力電圧Ｖ３のレベルが上昇し、駆動信号Ｖｄのデューティ比が減少方向に変化する。駆動信号Ｖｄのデューティ比が減少方向に変化すると、スイッチング回路５０の出力電圧のレベルが低下し、これに伴い、出力電流Ｉｏが減少方向に変化する。
【００４４】出力電流Ｉｏが減少した場合は、電圧Ｖ２のレベルが低下する。電圧Ｖ２のレベルが低下すると、増幅回路８５の出力電圧Ｖ３のレベルが低下し、駆動信号Ｖｄのデューティ比が増加方向に変化する。駆動信号Ｖｄのデューティ比が増加方向に変化すると、スイッチング回路５０の出力電圧のレベルが上昇し、これに伴い、定電流電源回路１００の出力電圧が増大して、出力電流Ｉｏが増加方向に変化する。
【００４５】この電流制御回路８０の働きにより、出力電流Ｉｏが一定値たとえば８００μＡに維持される。この出力電流Ｉｏのうち、帯電器２１の動作電流Ｉｔｃの定格値がたとえば７２０μＡ、除電器２４の動作電流Ｉｄの定格値がたとえば８０μＡとなる。なお、除電器２４の動作電流Ｉｄを定格値である８０μＡまで落とすために、動作電流Ｉｄが流れる経路に抵抗Ｒｊが設けられている。除電器２４の除電ワイヤ２４ｗと金属ケース２４ｃとの間に流れる直流電流Ｉｄｃの基準値は、たとえば７２μＡとなる。
【００４６】ただし、このような定電流電源回路１００において問題となるのは、除電器２４上に用紙Ｐが有るか無いかにより、また用紙Ｐが有る場合は用紙Ｐの種類（抵抗値Ｒｐが異なる）に応じて、除電器２４の動作電流Ｉｄが変化してしまうことである。
【００４７】たとえば、無限大の抵抗値Ｒｐを持つ用紙Ｐが除電器２４の上に有って、直流電流Ｉｄｇの経路が遮断された場合、動作電流Ｉｄが減少し、それに伴い、出力電流Ｉｏが減少する。出力電流Ｉｏが減少すると、電流制御回路８０の働きにより、定電流電源回路１００の出力電圧が増大して、出力電流Ｉｏが増加方向に調整される。この調整により、除電器２４の動作電流Ｉｄの減少分が補われる。しかしながら、出力電流Ｉｏが増加方向に調整されると、帯電器２１の動作電流Ｉｔが定格値（＝７２０μＡ）より増えてしまう。
【００４８】除電器２４の動作電流Ｉｄの増減は画像形成にあまり影響を及ぼさないが、帯電器２１の動作電流Ｉｔが変動すると、特に、ハーフトーン濃度を有する写真画像を複写する場合など、複写された画像の濃度にむらが生じてしまうという問題がある。
【００４９】このような問題に対処し、補正回路９０が採用されている。そして、上記したように、除電器２４の金属ケース２４ｃとアースとの間に補正回路９０の電流検出用抵抗９１が挿入接続されている。
【００５０】補正回路９０は、除電器２４の動作電流Ｉｄの変化を電流検出用抵抗９１で検出し、その検出結果に応じて定電流電源回路１００の上記一定値（８００μＡ）を補正するもので、電流検出用抵抗９１に生じる電圧Ｖ５を利得“１”で増幅する増幅回路９２、上記直流電源電圧Ｖｃが印加される抵抗９３，９４の直列回路、この抵抗９４に生じる基準電圧Ｖ６を利得“１”で増幅する増幅回路９５、この増幅回路９５の出力電圧が印加される抵抗９６、この抵抗９６に生じる電圧Ｖ７と上記増幅回路９２の出力電圧との差に対応するレベルの電圧を出力する差動増幅回路９７を備える。この差動増幅回路９７の出力電圧が補正用電圧Ｖ８として上記電流制御回路８０の抵抗８２に加えられる。抵抗８２には電流制御用の基準電圧Ｖ１が生じており、その基準電圧Ｖ１のレベルが補正用電圧Ｖ８のレベルに応じて補正されることなる。
【００５１】たとえば、無限大の抵抗値Ｒｐを持つ用紙Ｐが除電器２４の上に有って、直流電流Ｉｄｇの経路が遮断された場合、動作電流Ｉｄが減少する。この動作電流Ｉｄの減少に伴い、除電ワイヤ２４ｗと金属ケース２４ｃとの間に流れる直流電流Ｉｄｃも減少し、電流検出用抵抗９１に生じる電圧Ｖ５が上昇する。この電圧Ｖ５の上昇分は、動作電流Ｉｄの減少分に対応する。電圧Ｖ５が上昇すると、その上昇分に対応する負レベルの補正用電圧Ｖ８が差動増幅回路９７から出力される。この負レベルの補正用電圧Ｖ８に引っ張られて、電流制御回路８０の基準電圧Ｖ１が低下する。
【００５２】基準電圧Ｖ１が低下すると、電流制御回路８０の出力電圧Ｖ３が上昇し、駆動信号Ｖｄのデューティ比が減少方向に変化する。駆動信号Ｖｄのデューティ比が減少方向に変化すると、スイッチング回路５０の出力電圧のレベルが下降し、これに伴い、定電流電源回路１００の出力電圧が減少して、出力電流Ｉｏが減少方向に変化する。
【００５３】たとえば、動作電流Ｉｄが８μＡ減少した場合、通常であれば、出力電流Ｉｏがその減少分８μＡを補う方向に増大されて８００μＡとなるが、補正回路９０の働きにより、出力電流Ｉｏは７９２μＡとなる。
【００５４】したがって、除電器２４上に用紙Ｐが有るか無いかにかかわらず、また用紙Ｐの種類（抵抗値Ｒｐが異なる）にかかわらず、帯電器２１の動作電流Ｉｔは常に定格値（＝７２０μＡ）に維持される。これにより、ハーフトーン濃度を有する写真画像を複写する場合でも、濃度むらの無い良好な複写が可能である。
【００５５】しかも、帯電器２１への動作電流Ｉｔの供給および除電器２４への動作電流Ｉｄの供給を共通の１つの定電流電源回路１００で賄うことができるので、部品の点数が減ってコストの低減が図れる。
【００５６】なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、定電流電源回路により、帯電器および除電器にそれぞれ動作電流を供給し、その各動作電流の合計を一定値に維持するとともに、除電器の動作電流の変化を検出し、その検出結果に応じて上記定電流電源回路の上記一定値を補正するようにしたので、帯電器用の電源回路と除電器用の電源回路とを共通化して１つにすることができ、しかも帯電器の動作電流を常に一定値に保つことができる信頼性にすぐれた画像形成装置を提供できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３５６２
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年３月２７日（２０００．３．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５８４７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６５１７５（Ｐ２００１−２６５１７５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２８日（２００１．９．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８５５８９（Ｐ２０００−８５５８９） |
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