CN112241114B - 带电装置、处理盒、图像形成装置及组装体 - Google Patents

带电装置、处理盒、图像形成装置及组装体 Download PDF

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CN112241114B CN202010063222.3A CN202010063222A CN112241114B CN 112241114 B CN112241114 B CN 112241114B CN 202010063222 A CN202010063222 A CN 202010063222A CN 112241114 B CN112241114 B CN 112241114B
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Abstract

本发明提供一种抑制条纹状的图像缺陷的产生的带电装置、处理盒、图像形成装置及组装体。一种带电装置，包括：带电辊；以及清扫辊，其具有芯棒及设置于所述芯棒的外周面上的发泡弹性层，并接触所述带电辊的表面来进行旋转，并且所述清扫辊中，突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，所述清扫辊在下述式(1)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于所述带电辊接触配置；式(1)中，r1表示清扫辊的外径(mm)，r2表示带电辊的外径(mm)，d表示带电辊与清扫辊的轴间距离(mm)，t1表示清扫辊的发泡弹性层的厚度(mm)。式(1)：压缩率(％)＝(r1/2+r2/2‑d)/t1×100。

Description

带电装置、处理盒、图像形成装置及组装体
技术领域
本发明涉及一种带电装置、处理盒、图像形成装置及组装体。
背景技术
在专利文献1中公开“一种带电装置，包括：辊状的带电构件，具有导电性支撑体、设置于所述导电性支撑体的外周面上的导电性弹性层、及设置于所述导电性弹性层的外周面上且表面自由能为50mN/m以上且90mN/m以下的导电性表面层；以及辊状的清扫构件，具有支撑体、及设置于所述支撑体的外周面上且发泡胞腔(cell)数为每25mm中40个以上且75个以下的发泡弹性层，并且所述清扫构件接触所述带电构件中的所述导电性表面层来进行旋转”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-152829号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的课题在于提供一种带电装置，其与包括带电辊、以及突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量不足25个/mm2或超过50个/mm2、且在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于带电辊接触配置的清扫辊、或突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下、且在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率超过30％的状态下，相对于带电辊接触配置的清扫辊的带电装置相比，抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷。
解决问题的技术手段
用以解决课题的手段包括以下的方式。
＜1＞
一种带电装置，包括：
带电辊；以及
清扫辊，其具有芯棒及设置于所述芯棒的外周面上的发泡弹性层，并接触所述带电辊的表面来进行旋转，并且所述清扫辊中，突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，所述清扫辊在下述式(1)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于所述带电辊接触配置；
式(1)：压缩率(％)＝(r1/2+r2/2-d)/t1×100
式(1)中，r1表示清扫辊的外径(mm)，r2表示带电辊的外径(mm)，d表示带电辊与清扫辊的轴间距离(mm)，t1表示清扫辊的发泡弹性层的厚度(mm)。
＜2＞
根据＜1＞所述的带电装置，其中突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为30个/mm2以上且45个/mm2以下。
＜3＞
根据＜1＞或＜2＞所述的带电装置，其中所述清扫辊在所述式(1)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为10％以上且30％以下的状态下，相对于所述带电辊接触配置。
＜4＞
根据＜1＞至＜3＞中任一项所述的带电装置，其中所述清扫辊的发泡弹性层中，平均胞腔数为80个/25mm以上，并且密度为75kg/m3以上且90kg/m3以下。
＜5＞
根据＜4＞所述的带电装置，其中所述清扫辊的发泡弹性层中，平均胞腔数为90个/25mm以上，并且密度为80kg/m3以上且90kg/m3以下。
＜6＞
根据＜1＞至＜5＞中任一项所述的带电装置，其中从所述清扫辊的发泡弹性层的表面起至200μm深度中，胞腔骨架存在的面积率为45％以上。
＜7＞
根据＜6＞所述的带电装置，其中从所述清扫辊的发泡弹性层的表面起至200μm深度中，胞腔骨架存在的面积率为55％以上。
＜8＞
一种处理盒，包括：
像保持体；
带电装置，其为＜1＞至＜7＞中任一项所述的带电装置，通过所述带电辊使所述像保持体带电；并且
所述处理盒可拆卸地安装在图像形成装置中。
＜9＞
一种图像形成装置，包括：
像保持体；
带电装置，其为＜1＞至＜7＞中任一项所述的带电装置，通过所述带电辊使所述像保持体带电；
潜像形成装置，在带电的所述像保持体的表面形成潜像；
显影装置，通过色粉将在所述像保持体的表面形成的潜像予以显影而形成色粉像；以及
转印装置，将在所述像保持体的表面形成的所述色粉像转印至记录介质。
＜10＞
一种组装体，包括：
被清扫辊；以及
清扫辊，其具有芯棒及设置于所述芯棒的外周面上的发泡弹性层，并接触所述被清扫辊的表面来进行旋转，并且所述清扫辊中，突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，所述清扫辊在下述式(2)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于所述被清扫辊接触配置；
式(2)：压缩率(％)＝(r1/2+r2/2-d)/t1×100
式(2)中，r1表示清扫辊的外径(mm)，r2表示被清扫辊的外径(mm)，d表示被清扫辊与清扫辊的轴间距离(mm)，t1表示清扫辊的发泡弹性层的厚度(mm)。
发明的效果
根据＜1＞的发明，可提供一种带电装置，其与包括带电辊、以及突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量不足25个/mm2或超过50个/mm2、且在下述式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于带电辊接触配置的清扫辊、或突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下、且在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率超过30％的状态下，相对于带电辊接触配置的清扫辊的带电装置相比，抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷。
根据＜2＞的发明，可提供一种带电装置，与突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量不足30个/mm2且超过45个/mm2的情况相比，抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷。
根据＜3＞的发明，可提供一种带电装置，与清扫辊在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率不足10％或超过30％的状态下，相对于带电辊接触配置的情况相比，抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷。
根据＜4＞或＜5＞的发明，可提供一种带电装置，与清扫辊的发泡弹性层的平均胞腔数不足80个/25mm、或者密度不足75kg/m3或超过90kg/m3的情况相比，抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷。
根据＜6＞或＜7＞的发明，可提供一种带电装置，与从清扫辊的发泡弹性层的表面起至200μm深度中，胞腔骨架存在的面积率不足45％的情况相比，抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷。
根据＜8＞或＜9＞的发明，提供一种处理盒、或图像形成装置，其与应用包括带电辊、以及突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量不足25个/mm2或超过50个/mm2、且在下述式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于带电辊接触配置的清扫辊、或突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下、且在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率超过30％的状态下，相对于带电辊接触配置的清扫辊的带电装置的情况相比，抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷。
根据＜10＞的发明，提供一种处理盒、或图像形成装置，其与应用包括被清扫辊、以及突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量不足25个/mm2或超过50个/mm2、且在下述式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于被清扫辊接触配置的清扫辊、或突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下、且在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率超过30％的状态下，相对于被清扫辊接触配置的清扫辊的带电装置的情况相比，清扫辊的清扫性提高且抑制由清扫辊的压缩永久形变引起的被清扫辊的清扫不良。
附图说明
图1是本实施方式的带电装置的概略立体图。
图2是表示本实施方式的带电辊的概略立体图。
图3是本实施方式的带电辊的概略剖面图(相当于图2的A-A剖面图的图)。
图4是表示本实施方式的图像形成装置的概略构成图。
图5是表示本实施方式的处理盒的概略构成图。
符号的说明
10：像保持体
12：带电装置
14：曝光装置
16：显影装置
18：转印装置
20：清洁装置
22：定影装置
24：框体
24A：开口部
24B：开口部
24C：安装轨
30：基材
31：导电性弹性层
32：导电性表面层
101：图像形成装置
102：处理盒
121：带电辊
122：清扫辊
122A：芯棒
122B：发泡弹性层
123：导电性轴承
124：电源
具体实施方式
以下，对作为本发明的一例的实施方式进行说明。
本实施方式的带电装置包括带电辊、及接触带电辊的表面来进行旋转的清扫辊。
清扫辊具有芯棒、及设置于所述芯棒的外周面上的发泡弹性层。并且，清扫辊中，突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，清扫辊在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于所述带电辊接触配置。
另外，清扫辊例如是通过与带电辊从动旋转而对带电辊表面进行清扫。
通过所述构成，本实施方式的带电装置中，清扫辊的清扫性提高，且抑制条纹状的图像缺陷的产生。其原因推测如下。
以往，当带电辊的表面被放电生成物、色粉等污染时，存在产生沿着记录介质的搬运方向(即，像保持体的旋转方向)的条纹状的图像缺陷的情况。因此，利用清扫辊对带电辊的表面进行清扫，改善由带电辊的表面的污染引起的纵条纹状的图像缺陷。
但是，为了长寿命化，要求进一步抑制带电辊表面的污染。
相对于此，通过将突出至清扫辊的发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量设为25个/mm2以上且50个/mm2以下，清扫辊的清扫性提高。认为这是因为通过增加胞腔骨架的前端部的数量，所述前端部与带电辊表面接触的机会(即，所述前端部对带电辊表面的清扫机会)增加。
另一方面，若以提高清扫性为目的，将增加了胞腔骨架的前端部的数量的清扫辊在发泡弹性层被过度压缩的状态下相对于带电辊接触配置，则存在产生沿着与记录介质的搬运方向交叉的方向(即，像保持体的轴向)的横条纹状的图像缺陷的情况。认为这是因为若使清扫辊的发泡弹性层长时间压缩，则会对发泡弹性层赋予压缩永久形变。
因此，若在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态(即，与以往相比，发泡弹性层的压缩率得到降低的状态)下，将清扫辊相对于带电辊接触配置，则不易对发泡弹性层赋予压缩永久形变，从而抑制横条纹状的图像缺陷。
根据以上内容，推测：通过所述构成，本实施方式的带电装置中，清扫辊的清扫性提高，且抑制条纹状的图像缺陷的产生。
以下，针对本实施方式的带电装置，参照图示来进行说明。另外，关于实质上具有相同功能的构件，在所有图示中标注相同的符号，有时省略说明。
本实施方式的带电装置12如图1所示，例如将带电辊121与清扫辊122以特定的咬入量接触配置。并且，带电辊121的导电性芯棒(图2及图3中的30)及清扫辊122的芯棒122A的轴向两端以各构件旋转自如的方式由导电性轴承123(例如导电性滚动轴承(bearing))保持。导电性轴承123的其中一者连接有电源124。
以下，针对构成带电装置12的各构件，详细地进行说明。
[带电辊]
以下，参照图2及图3对带电辊121进行说明。
此处，图2是表示本实施方式的带电辊的概略立体图。图3是本实施方式的带电辊的概略剖面图。另外，图3是图2的A-A剖面图。
带电辊121如图2及图3所示，例如是具有导电性芯棒30(以下，称为“芯棒30”)、设置于导电性芯棒30的外周面上的导电性弹性层31(以下，称为“弹性层31”)及设置于导电性弹性层31的外周面上的导电性表面层32(以下，称为“表面层32”)的辊构件。另外，芯棒30与弹性层31之间例如设置有接着层(未图示)。
带电辊121并不限于所述层构成，例如也可以是在芯棒30与弹性层31之间设置有中间层的构成、或者在弹性层31与表面层32之间设置有电阻调整层或移行防止层的构成。
而且，带电辊121不限于辊构件，也可以是带构件等。
另外，在本说明书中，导电性是指20℃下的体积电阻率不足1×1013Ωcm。
以下，对带电辊121的详细情况进行说明。另外，以下，省略符号来进行说明。
(芯棒)
芯棒是作为带电辊的电极及支撑构件来发挥功能。例如，作为芯棒的材质，可列举铁(易切削钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝、镍等金属或合金；利用铬、镍等实施了金属镀敷处理的铁等。作为芯棒，也可列举在外周面实施了镀敷处理的构件(例如树脂构件、陶瓷构件)、分散有导电剂的构件(例如树脂构件、陶瓷构件)等。芯棒可以是中空状的构件(筒状构件)，也可以是非中空状的构件。
(接着层)
作为接着层的材质，可列举将芯棒与弹性层接着，并具有导电性的组合物即已知的接着剂。作为所述接着剂，例如可列举含有电子导电剂的树脂组合物、包含导电性树脂的树脂组合物。
(弹性层)
弹性层包含弹性材料与导电剂。弹性层根据需要也可以包含其他添加剂。另外，弹性层宜兼作电阻调整层。
作为弹性材料，例如可列举：异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、表氯醇橡胶、丁基橡胶、氨基甲酸酯橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶、天然橡胶、将它们混合而成的橡胶等。
这些弹性材料中，优选：硅酮橡胶、乙烯丙烯橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶、将它们混合而成的橡胶。
橡胶材料可以发泡也可以不发泡。
作为导电剂，可列举电子导电性物质、离子导电性物质。
作为电子导电性物质，例如可列举：科琴黑、乙炔黑等碳黑，热分解碳、石墨、锌、铝、铜、铁、镍、铬、钛等金属；ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、Sb2O3、In2O3、ZnO、MgO等已知的金属氧化物。
作为离子导电性物质，例如可列举季铵盐、碱金属的高氯酸盐、碱土类金属的高氯酸盐等已知的盐。
这些导电剂可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
导电剂的含量只要为可获得弹性层的目标特性的范围内，则并无特别限制。
具体而言，在为电子导电性物质的情况下，导电剂的含量优选为相对于弹性材料100质量份，为1质量份以上且90质量份以下。
另一方面，在为离子导电性物质的情况下，导电剂的含量优选为相对于弹性材料100质量份，为0.01质量份以上且10质量份以下。
作为弹性层中的其他添加剂，可列举软化剂、塑化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、偶合剂等众所周知的添加剂。
弹性层的体积电阻率例如在弹性层兼作电阻调整层的情况下，例如宜为103Ωcm以上且1014Ωcm以下，优选为105Ωcm以上且1012Ωcm以下，更优选为107Ωcm以上且1012Ωcm以下。
弹性层的体积电阻率是利用以下所示的方法而测定的值。
即，从弹性层中提取片状的测定试样，针对所述测定试样，依照日本工业标准(Japanese Industrial Standards，JIS)K 6911(1995)，使用测定夹具(R12702A/B电阻槽(resistivity chamber)：爱德万(Advantest)公司制造)与高电阻测定器(R8340A数字高电阻/微小电流计：爱德万(Advantest)公司制造)，施加30秒以电场(施加电压/组合物片厚度)成为1000V/cm的方式进行了调节的电压后，根据其中流动的电流值，使用下述式来算出。
体积电阻率(Ωcm)＝(19.63×施加电压(V))/(电流值(A)×测定试样厚度(cm))
弹性层的厚度因应用带电辊的装置而异，例如宜为1mm以上且10mm以下，优选为2mm以上且5mm以下。
弹性层的厚度是利用以下所示的方法而测定的值。
即，利用单刃刀切取弹性层(带电辊)的轴向两端20mm位置及中央部这三处，根据5至50倍的厚度，以恰当的倍率观察所切取的试样的剖面，测定膜厚，取其平均值。测定装置是使用基恩士(KEYENCE)公司制造的数字显微镜(Digital Microscope)VHX-200。
(表面层)
表面层可以是在弹性层上独立地设置有树脂层的方式，也可以是使树脂等含浸于发泡的弹性层的表层部的气泡中而设置的方式(即，将在气泡中含浸有树脂等的弹性层的表层部设为表面层的方式)。
作为用以形成表面层的材料，例如可列举树脂。
作为树脂，例如可列举：丙烯酸树脂、氟改性丙烯酸树脂、硅酮改性丙烯酸树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、共聚尼龙、聚氨基甲酸酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅酮树脂、聚乙烯基醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯缩醛树脂、乙烯四氟乙烯树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯树脂、聚乙烯基树脂、聚芳酯树脂、聚噻吩树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂(polyethylene terephthalate，PET)、氟树脂(聚偏二氟乙烯树脂、四氟化乙烯树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(polyfluoroalkoxy，PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(fluorinated ethylene propylene，FEP)等)。而且，树脂优选为利用硬化剂或催化剂对硬化性树脂进行了硬化或交联的树脂。
此处，共聚尼龙为包含610尼龙、11尼龙、12尼龙内的任一种或多种来作为聚合单元的共聚物。另外，共聚尼龙中也可包含6尼龙、66尼龙等其他聚合单元。
这些中，就防污的观点而言，作为树脂，优选为聚偏二氟乙烯树脂、四氟化乙烯树脂、聚酰胺树脂，就表面层的耐磨耗性、抑制多孔质树脂粒子的脱离的方面而言，更优选为聚酰胺树脂。
特别是，作为聚酰胺树脂，就表面层的耐磨耗性的方面而言，优选为烷氧基甲基化聚酰胺(烷氧基甲基化尼龙)，更优选为甲氧基甲基化聚酰胺(N-甲氧基甲基化尼龙)。
另外，就提高表面层的机械性强度，抑制表面层的破裂的发生的方面而言，树脂也可以具有交联结构。
在树脂具有交联结构的情况下，表面层的凝胶分率优选为50％以上且100％以下，更优选为60％以上且100％以下。
凝胶分率的测定是依据JIS K6796(1998)来进行。
具体而言，从表面层中提取测定试样。测定所提取的测定试样的质量，将其作为溶剂萃取前的质量。其次，将测定试样在为了制备表面层形成用的涂布液而使用的溶剂中浸渍24小时后，经由过滤将溶剂除去，测定残留物的重量。将此重量作为萃取后的质量。然后，依照下述式算出凝胶分率。·式：凝胶分率＝100×(溶剂萃取后的质量)/(溶剂萃取前的质量)
作为用于形成表面层的其他材料，例如可列举导电剂、填充剂、硬化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、偶合剂等通常可添加于表面层的众所周知的添加剂。
表面层的体积电阻率例如宜为103Ωcm以上且1014Ωcm以下，优选为105Ωcm以上且1012Ωcm以下，更优选为107Ωcm以上且1012Ωcm以下。
表面层的体积电阻率是利用以下所示的方法而测定的值。
即，将表面层涂布至铝或不锈钢等的金属平板或体积电阻为10Ωcm以下的片状的橡胶材等，获得测定试样。针对所述测定试样，依照JIS K 6911(1995)，使用测定夹具(R12702A/B电阻槽(resistivity chamber)：爱德万(Advantest)公司制造)与高电阻测定器(R8340A数字高电阻/微小电流计：爱德万(Advantest)公司制造)，施加30秒以电场(施加电压/组合物片厚度)成为1000V/cm的方式进行了调节的电压后，根据其中流动的电流值，使用下述式来算出。
体积电阻率(Ωcm)＝(19.63×施加电压(V))/(电流值(A)×测定试样膜厚(cm))
就污染或破裂的方面而言，表面层的动态(dynamic)超微小硬度例如以0.04以上且0.5以下为宜，优选为0.08以上且0.3以下。
表面层的动态超微小硬度(以下，也称为“DH”)是将使压头以一定的压入速度(mN/s)进入至试样时的试验载荷设为P(mN)，压入深度设为D(μm)时，通过下述式算出的硬度。其中，在下述式中，α表示基于压头形状的常数。
式：DH＝α×P/D2
另外，动态超微小硬度的测定是利用动态超微小硬度计DUH-W201S(岛津制作所(股)公司制造)来进行。动态超微小硬度是通过利用软质材料测定，测定使三角锥压头(顶角：115°、α：3.8584)以压入速度0.14mN/s、试验载荷1.0mN进入至带电辊的表面层时的压入深度D，而求出。
就抑制来自弹性层的渗出物(即，渗出的液状物)及析出物(即析出的固体物)向带电辊的表面的移动、以及表面层的电阻稳定性的方面而言，表面层的厚度例如以2μm以上且25μm以下为宜，优选为3μm以上且20μm以下，更优选为3μm以上且15μm以下，进而优选为5μm以上且15μm以下。
表面层的厚度是利用以下所示的方法而测定的值。
即，利用单刃刀切取表面层(带电辊)的轴向两端20mm位置及中央部这三处，以倍率1000倍观察所切取的试样的剖面，测定膜厚，取其平均值。测定装置是使用基恩士(KEYENCE)公司制造的数字显微镜(Digital Microscope)VHX-200。
表面层例如是通过使各成分分散至溶剂中制备涂布液，并在先前形成的弹性层上涂布所述涂布液后，进行加热而形成。
作为涂布液的涂布方法，例如可列举刮板涂布法、线棒涂布法、喷雾涂布法、浸渍涂布法、珠涂法、气刀涂布法、帘涂法、流涂法、环涂法、模涂法、喷墨涂布法等。
作为涂布液中使用的溶剂，并无特别限定，可使用一般的溶剂，例如可以使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类；丙酮、甲基乙基酮等酮类；四氢呋喃、二乙基醚、二噁烷等醚类等溶媒。而且，也可以使用除这些以外的各种溶媒，但为了应用浸渍涂布法，可列举醇溶剂或酮溶剂、或者它们的混合溶剂。
[清扫辊]
清扫辊122如图1及图3所示，例如为具有芯棒122A、及设置于芯棒122A的外周面上的发泡弹性层122B的辊构件。
以下，对本实施方式的清扫辊122的详细情况进行说明。另外，以下，省略符号来进行说明。
(芯棒)
芯棒是圆筒状或圆柱状的导电构件。作为芯棒的材质，例如可列举铁(易切削钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝、镍等金属。
而且，作为芯棒，也可列举在外周面实施有镀敷处理的构件(例如树脂构件、或陶瓷构件)、分散有导电剂的构件(例如树脂构件、或陶瓷构件)等。
(发泡弹性层)
发泡弹性层例如是包括具有多孔质的三维结构的发泡体，存在有内部的孔洞与表面的凹凸部，具有弹性的层。
发泡弹性层由聚氨基甲酸酯、聚乙烯、聚酰胺、聚烯烃、三聚氰胺树脂、聚丙烯、NBR(丙烯腈-丁二烯共聚橡胶，acrylonitrile-butadiene copolymerized rubber)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯共聚橡胶，ethylene-propylene-diene copolymerized rubber)、天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、硅酮橡胶、丁腈橡胶等发泡性的树脂材料或橡胶材料形成。
这些发泡性的树脂材料或橡胶材料中，为了通过与带电辊的从动摩擦有效率地除去色粉、外部添加剂等异物，抑制条纹状的图像缺陷，同时使带电辊的表面不易附着由清扫辊的摩擦引起的伤痕，而且为了长期不易产生碎裂或破损，特别优选应用聚氨基甲酸酯。
作为聚氨基甲酸酯，并无特别限定，例如可列举多元醇(例如聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙烯酸多元醇等)与异氰酸酯(2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯或4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯等)的反应产物，也可以是基于这些的扩链剂(例如1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷等)的反应产物。
发泡弹性层除了使用发泡性的树脂材料或橡胶材料以外，也根据需要使用发泡剂、整泡剂等来形成。特别是，在为聚氨基甲酸酯的情况下，一般是使用发泡剂、整泡剂等来发泡。
作为发泡剂，可使用水、偶氮化合物(例如偶氮二甲酰胺、偶氮双异丁腈等)等已知的发泡剂。
而且，作为整泡剂，可使用硅酮整泡剂(例如二甲基硅油、甲基氢硅油、二苯基硅油、甲基苯基硅油、氯苯基硅油等直链硅酮(Straight silicone)；烷基改性硅油、芳烷基改性硅油、聚醚改性硅油、聚酯改性硅油、氟烷基改性硅油、氨基改性硅油、烷氧基改性硅油、环氧基改性硅油、羧基改性硅油等改性硅油等)的已知的整泡剂。
发泡弹性层可以是形成于芯棒的外周面的整个面上的筒状形状，也可以是将长条状的发泡弹性构件呈螺旋状卷绕在芯棒的外周面而形成。
(胞腔骨架的前端部的数量)
清扫辊中，突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，就抑制纵条纹状的图像缺陷的观点而言，优选为30个/mm2以上且45个/mm2以下，更优选为30个/mm2以上且40个/mm2以下。
此处，胞腔骨架表示形成胞腔(即气泡)的线状或膜状的结构体。并且，突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部表示在发泡弹性层的表面，该结构体突出的部分。
突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量如下测定。
-测定条件-
·测定器：激光显微镜(VK-X150，基恩士(KEYENCE)公司制造)
·物镜倍率：10倍
·测定尺寸：2048×1536像素(0.68μm/像素)
·测定间距：3μm
然后，在所述条件下观察发泡弹性层表面，计数突出的胞腔骨架前端部的数量，换算为每1mm2中的数量。每个清扫辊观察3处，将3处的平均值设为胞腔框架的前端部的数量。
突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量例如可通过平均胞腔数、密度来控制。
具体而言，发泡弹性层的平均胞腔数优选为80个/25mm以上，更优选为85个/25mm以上，进而优选为90个/25mm以上。其中，就发泡弹性层的强度下降的观点而言，发泡弹性层的平均胞腔数优选为120个/25mm以下。
而且，发泡弹性层的密度优选为75kg/m3以上且90kg/m3以下，更优选为80kg/m3以上且90kg/m3以下，进而优选为80kg/m3以上且85kg/m3以下。
平均胞腔数是JIS K 6400-1(2004)中记载的胞腔数，利用JIS K 6400-1(2004)附件1中记载的方法来测定。
密度是利用JIS K 7222(2005)中记载的方法来测定。
(发泡弹性层的压缩率)
清扫辊中，突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，清扫辊在式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于带电辊接触配置。由此，即使突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为所述范围，也抑制横条纹状的图像缺陷。
压缩率优选为10％以上且30％以下，更优选为15％以上且30％以下。另外，清扫辊接触带电辊表面便会发挥清扫能力。即，压缩率的下限可为0％。
式(1)：压缩率(％)＝(r1/2+r2/2-d)/t1×100
式(1)中，r1表示清扫辊的外径(mm)，r2表示带电辊的外径(mm)，d表示带电辊与清扫辊的轴间距离(mm)，t1表示清扫辊的发泡弹性层的厚度(mm)(参照图3)。
(胞腔骨架存在的面积率)
就抑制纵条纹状及横条纹状的图像缺陷的观点而言，从清扫辊的发泡弹性层的表面起至200μm深度中，胞腔骨架存在的面积率优选为45％以上，更优选为50％以上，进而优选为55％以上。
胞腔骨架存在的面积率例如可通过平均胞腔数、密度来控制。使胞腔骨架存在的面积率为所述范围的平均胞腔数、速度优选为所述范围。
胞腔骨架存在的面积率如下测定。
从作为测定对象的发泡弹性层的表面向深度方向(即，厚度方向)，以下述测定条件，测定各深度位置上存在的胞腔骨架的面积率。然后，以csv文件输出测定资料，以全部测定值中的最表面高度为基准，根据所述基准算出200μm深度位置上存在的胞腔骨架的面积率。
-测定条件-
·测定器：激光显微镜(VK-X150，基恩士(KEYENCE)公司制造)
·物镜倍率：10倍
·测定尺寸：2048×1536像素(0.68μm/像素)
·测定间距：3μm
[导电性轴承、电源]
对带电装置12中的导电性轴承123及电源124进行说明。
导电性轴承123是保持带电辊121与清扫辊122一体旋转自如，并且保持所述构件彼此的轴间距离的构件。
通过调整所述轴间距离，控制相对于带电辊121，清扫辊122的咬入量。
导电性轴承123只要利用具有导电性的材料进行制造，则可为任何材料及方式，例如可应用导电性的滚动轴承或导电性的滑动轴承等。
电源124是通过向导电性轴承123施加电压，而使带电辊121与清扫辊122以同极性来带电的装置，可使用已知的高压电源装置。
＜组装体＞
本实施方式的组装体包括：
被清扫辊；以及
清扫辊，其具有芯棒及设置于所述芯棒的外周面上的发泡弹性层，并接触所述被清扫辊的表面来进行旋转，并且所述清扫辊中，突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，所述清扫辊在下述式(2)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于所述被清扫辊接触配置。
式(2)：压缩率(％)＝(r1/2+r2/2-d)/t1×100
式(2)中，r1表示清扫辊的外径(mm)，r2表示被清扫辊的外径(mm)，d表示被清扫辊与清扫辊的轴间距离(mm)，t1表示清扫辊的发泡弹性层的厚度(mm)。
本实施方式的组装体作为被清扫辊，包括带电辊、转印辊(一次转印辊、二次转印辊、中间转印辊)、搬运辊等，除此以外，与所述本实施方式的带电装置构成相同。
并且，在本实施方式的组装体中，清扫辊的清扫性提高，且由清扫辊的压缩永久形变引起的被清扫辊的清扫不良被抑制。
＜图像形成装置、处理盒＞
本实施方式的图像形成装置包括：像保持体；带电装置，使像保持体带电；潜像形成装置，在带电的像保持体的表面形成潜像；显影装置，通过色粉将在像保持体的表面形成的潜像予以显影而形成色粉像；以及转印装置，将在像保持体的表面形成的色粉像转印至记录介质。并且，作为带电装置，应用所述本实施方式的带电装置。
另一方面，本实施方式的处理盒例如可拆卸地安装在所述构成的图像形成装置中，并包括像保持体及使像保持体带电的带电装置。并且，作为带电装置，应用所述本实施方式的带电装置。
本实施方式的处理盒根据需要也可以包括选自由通过色粉将在像保持体的表面形成的潜像予以显影而形成色粉像的显影装置、将在像保持体的表面形成的色粉像转印至记录介质的转印装置、及将转印后的像保持体表面的残留色粉除去的清洁装置所组成的群组中的至少一种。
另外，本实施方式的图像形成装置或处理盒也可以包括所述本实施方式的组装体。
其次，参照图4及图5对本实施方式的图像形成装置及处理盒进行说明。
此处，图4是表示本实施方式的图像形成装置的概略构成图。图5是表示本实施方式的处理盒的概略构成图。
本实施方式的图像形成装置101如图4所示包括像保持体10，在其周围包括：使像保持体带电的带电装置12、将通过带电装置12而带电的像保持体10曝光而形成潜像的曝光装置(潜像形成装置)14、通过色粉将通过曝光装置14而形成的潜像予以显影而形成色粉像的显影装置16、将通过显影装置16而形成的色粉像转印至记录介质P的转印装置18及将转印后的像保持体10表面的残留色粉除去的清洁装置20。而且，包括对由转印装置18转印至记录介质P的色粉像进行定影的定影装置22。
并且，本实施方式的图像形成装置101中，作为带电装置12，例如应用了配设有带电辊121、与带电辊121接触配置的清扫辊122、保持带电辊121及清扫辊122的轴向两端使各构件旋转自如的导电性轴承123(导电性滚动轴承)及连接于导电性轴承123的其中一者的电源124的所述本实施方式的带电装置。
另一方面，本实施方式的图像形成装置101中，关于带电装置12(带电辊121及清扫辊122)以外的构成，是应用以往作为电子照片方式的图像形成装置的各构成而已知的构成。以下，对各构成的一例进行说明。
像保持体10并无特别限制，可应用已知的感光体，但优选应用将感光层分离为电荷产生层与电荷传输层，被称为所谓功能分离型的结构的有机感光体。
而且，像保持体10也优选应用表面层经具有电荷传输性并具有交联结构的保护层包覆者。也可包含作为所述保护层的交联成分而包含硅氧烷系树脂、酚系树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、丙烯酸树脂等。
像保持体10也可以在表面存在的层(电荷传输层或表面层)中含有硅油作为流平剂。
作为所使用的硅油，如前所述，为了进一步减小从带电辊121的渗漏的影响，也优选选择具有与带电辊的发泡弹性层中所含的硅油相同的改性部位(参与改性的取代基)者。具体而言，优选两者为聚酯改性彼此或聚醚改性彼此。
作为曝光装置14，例如可应用激光光学系统或发光二极管(Light EmittingDiode，LED)阵列等。
显影装置16例如是使在表面形成有显影剂层的显影剂保持体接触或接近像保持体10，使色粉附着于像保持体10的表面的潜像而形成色粉像的显影装置。显影装置16的显影方式优选应用作为已知的方式的基于双成分显影剂的显影方式。所述基于双成分显影剂的显影方式例如有串联(Cascade)方式、磁刷方式等。
作为转印装置18，例如可应用无栅格电极式(corotron)等的非接触转印方式、使导电性的转印辊与保持体10之间经由插入记录介质P将色粉像转印至记录介质P的接触转印方式中的任一者。
清洁装置20例如是使清洁刮板直接接触像保持体10的表面而将表面附着的色粉、纸粉、垃圾等除去的构件。作为清洁装置20，除了清洁刮板以外也可以应用清洁刷、清洁辊等。
作为定影装置22，优选应用使用加热辊的加热定影装置。加热定影装置例如包括在圆筒状芯棒的内部具有加热用的加热灯，在其外周面由耐热性树脂被膜层或耐热性橡胶被膜层形成了所谓脱模层的定影辊、及相对于所述定影辊以特定的接触压来接触配置，在圆筒状芯棒的外周面或带状基材30表面形成了耐热弹性体层的加压辊或加压带。未定影的色粉像的定影处理(process)例如是使被转印有未定影的色粉像的记录介质P插通至定影辊与加压辊或加压带之间，进行基于色粉中的粘合树脂、添加剂等的热熔融的定影。
另外，本实施方式的图像形成装置101不限于所述构成，例如也可以是利用有中间转印体的中间转印方式的图像形成装置、将形成各种颜色的色粉像的图像形成单元并排配置的所谓串联方式的图像形成装置。
另一方面，本实施方式的处理盒如图5所示，是在所述图4所示的图像形成装置中，通过包括用于曝光的开口部24A、用于除电曝光的开口部24B及安装轨24C的框体24将像保持体10、使像保持体带电的带电装置12、通过色粉将通过曝光装置14而形成的潜像予以显影而形成色粉像的显影装置16及将转印后的像保持体10表面的残留色粉除去的清洁装置20组合保持为一体而构成的处理盒102。并且，处理盒102拆卸自如地安装在所述图4所示的图像形成装置101中。
[实施例]
以下，基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不受下述实施例的限定。另外，只要无特别说明，则“份”是指“质量份”。
[带电辊的制作]
(带电辊A)
-弹性层的形成-
利用开放式辊对下述混合物进行混炼，并以厚度成为2.0mm的方式呈圆筒状包覆至包含SUS416的直径8mm、长度378mm的导电性的芯棒的外周面，放入至内径12.0mm的圆筒型的金属模具中，以170℃硫化30分钟，从金属模具中取出后，进行研磨。由此，获得圆筒状的导电性的弹性层。
·橡胶材料(表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶，GECHRON3106：日本瑞翁(zeon)公司制造)…………100质量份
·导电剂(碳黑朝日热(Asahi Thermal)：旭碳公司制造)·····25质量份
·导电剂(科琴黑EC：狮王(Lion)公司制造)…………8质量份
·离子导电剂(高氯酸锂)···················1质量份
·硫化剂(硫，200网目(mesh)：鹤见化学工业公司制造)···········1质量份
·硫化促进剂(瑙库赛拉(NOCCELER)DM：大内新兴化学工业公司制造)········2.0质量份
·硫化促进剂(瑙库赛拉(NOCCELER)TT：大内新兴化学工业公司制造)········0.5质量份
-表面层的形成-
通过珠磨机将下述混合物分散，利用甲醇对所获得的分散液进行稀释，浸渍涂布于导电性的弹性层的表面(外周面)后，以140℃加热干燥15分钟。由此，获得具有厚度4μm的表面层的带电辊A。
·高分子材料(共聚尼龙，阿米朗(amilan)CM8000：东丽(toray)公司制造)····20质量份
·导电剂(锑掺杂氧化锡，SN-100P：石原产业公司制造)··30质量份
·溶剂(甲醇)…………………………500质量份
·溶剂(丁醇)……………………240质量份
[清扫辊(以下，清洁辊)的制作]
(清洁辊A的制作)
将厚度3.0mm的发泡氨基甲酸酯片(EP70S：井上集团(INOAC Corporation)股份有限公司制造)在以成为厚度2.4mm的方式由加热后的不锈钢板从上部进行压缩后，剪裁出宽度5mm、长度360mm的长条。针对剪裁出的长条，将厚度0.05mm的双面胶带(日东电工公司制造，No.5605)贴附于长条整个面，获得带双面胶带的长条。
将所获得的带双面胶带的长条以所述双面胶带上所贴附的剥离纸朝上的方式放置于水平的台子上，并将其一面以螺旋角度θ成为26°且长条全长在0％～5％的范围内延伸的方式赋予张力一面卷绕至金属制的芯体(材质＝SUM24EZ、外径＝φ5.0mm、全长＝360mm)。
经过以上的工序，获得清洁辊A。
(清洁辊B的制作)
将厚度2.4mm的发泡氨基甲酸酯片(FHS：井上集团(INOAC Corporation)股份有限公司制造)剪裁出宽度5mm、长度360mm的长条，除此以外，进行与清洁辊A同样的加工。
经过以上的工序，获得清洁辊B。
(清洁辊C的制作)
将厚度2.4mm的发泡氨基甲酸酯片(EP70S：井上集团(INOAC Corporation)股份有限公司制造)剪裁出宽度5mm、长度360mm的长条，除此以外，进行与清洁辊A同样的加工。
经过以上的工序，获得清洁辊C。
(清洁辊D的制作)
将厚度3.0mm的发泡氨基甲酸酯片(FHS：井上集团(INOAC Corporation)股份有限公司制造)在以成为厚度2.4mm的方式由加热后的不锈钢板从上部进行压缩后，剪裁出宽度5mm、长度360mm的长条，除此以外，进行与清洁辊A同样的加工。
经过以上的工序，获得清洁辊D。
(清洁辊E的制作)
将厚度2.8mm的发泡氨基甲酸酯片(FHS：井上集团(INOAC Corporation)股份有限公司制造)在以成为厚度2.4mm的方式由加热后的不锈钢板从上部进行压缩后，剪裁出宽度5mm、长度360mm的长条，除此以外，进行与清洁辊A同样的加工。
经过以上的工序，获得清洁辊E。
[实施例1～实施例5、比较例1～比较例6]
以表1中所示的组合，将带电辊与清洁辊装入至图像形成装置(富士施乐(FujiXerox)公司制造的“DocuCentre-VI C7771”)的带电装置。其中，清洁辊是以使式(1)所表示的发泡弹性层的压缩率成为表1中所示的值的方式相对于带电辊接触配置。
将所述带电装置作为各例的带电装置。
＜评价＞
(清洁辊的各种特性)
依照既已叙述的方法测定所制作的清洁辊的下述各种特性。将结果示于表1。
·突出至发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量
·发泡弹性层的平均胞腔数
·发泡弹性层的密度
·从发泡弹性层的表面起至200μm深度中，胞腔骨架存在的面积率(表中记载为“深度200μm位置胞腔骨架面积率”)
(由带电辊污染引起的纵条纹状的画质缺陷评价(表中，记载为污染条纹))
将具有各例的带电装置的图像形成装置(富士施乐((Fuji Xerox)公司制造的“DocuCentre-VI C7771”)作为评价装置，在A4纸上输出100,000枚半色调图像。然后，对输出的第100,000枚图像进行观察，以下述评价基准进行评价。
G1：未观察到纵条纹状的画质缺陷。
G1.5：观察到一部分纵条纹状的画质缺陷，但与背景的浓度差小而轻微。
G2：观察到不足图像部范围面积的1％的纵条纹状的画质缺陷。
G2.5：观察到为图像部范围面积的1％以上且不足2％的纵条纹状的画质缺陷。
G3：观察到为图像部范围面积的2％以上且不足5％的纵条纹状的画质缺陷。
G4：观察到为图像部范围面积的5％以上的纵条纹状的画质缺陷。
(由清洁辊压缩永久形变引起的横条纹状的画质缺陷评价(表中，记载为保管形变条纹))
将各例的清洁辊安装于图像形成装置(富士施乐((Fuji Xerox)公司制造的“DocuCentre-VI C7771”)用鼓盒(Drum cartridge)后，将鼓盒在40℃/85％RH环境下放置1个月。其后，将此鼓盒安装于图像形成装置(富士施乐(Fuji Xerox)公司制造的“DocuCentre-VI C7771”)，在A4纸上输出半色调图像。然后，对输出的图像进行观察，以下述评价基准进行评价。
G1：未观察到横条纹状的画质缺陷。
G2：观察到一部分横条纹状的画质缺陷，但与背景的浓度差小而轻微。
G3：观察到不足图像宽度的10％的横条纹状的画质缺陷。
G4：观察到为图像宽度的10％以上的横条纹状的画质缺陷。
将各例的详细情况一览示于表1中。
[表1]
根据所述结果可知：本实施例的带电装置与比较例的带电装置相比，污染条纹(纵条纹状的图像缺陷)及保管形变条纹(即，横条纹状的图像缺陷)的产生得到了抑制。

Claims (10)

1.一种带电装置，包括：
带电辊；以及
清扫辊，其具有芯棒及设置于所述芯棒的外周面上的发泡弹性层，并接触所述带电辊的表面来进行旋转，并且所述清扫辊中，突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，所述清扫辊在下述式(1)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于所述带电辊接触配置；
式(1)：压缩率(％)＝(r1/2+r2/2-d)/t1×100
式(1)中，r1表示清扫辊的外径，单位为mm，r2表示带电辊的外径，单位为mm，d表示带电辊与清扫辊的轴间距离，单位为mm，t1表示清扫辊的发泡弹性层的厚度，单位为mm。
2.根据权利要求1所述的带电装置，其中突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为30个/mm2以上且45个/mm2以下。
3.根据权利要求1或2所述的带电装置，其中所述清扫辊在所述式(1)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为10％以上且30％以下的状态下，相对于所述带电辊接触配置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的带电装置，其中所述清扫辊的发泡弹性层中，平均胞腔数为80个/25mm以上，并且密度为75kg/m3以上且90kg/m3以下。
5.根据权利要求4所述的带电装置，其中所述清扫辊的发泡弹性层中，平均胞腔数为90个/25mm以上，并且密度为80kg/m3以上且90kg/m3以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的带电装置，其中从所述清扫辊的发泡弹性层的表面起至200μm深度中，胞腔骨架存在的面积率为45％以上。
7.根据权利要求6所述的带电装置，其中从所述清扫辊的发泡弹性层的表面起至200μm深度中，胞腔骨架存在的面积率为55％以上。
8.一种处理盒，包括：
像保持体；以及
带电装置，其为如权利要求1至7中任一项所述的带电装置，通过所述带电辊使所述像保持体带电，并且
所述处理盒可拆卸地安装在图像形成装置中。
9.一种图像形成装置，包括：
像保持体；
带电装置，其为如权利要求1至7中任一项所述的带电装置，通过所述带电辊使所述像保持体带电；
潜像形成装置，在带电的所述像保持体的表面形成潜像；
显影装置，通过色粉将在所述像保持体的表面形成的潜像予以显影而形成色粉像；以及
转印装置，将在所述像保持体的表面形成的所述色粉像转印至记录介质。
10.一种组装体，包括：
被清扫辊；以及
清扫辊，其具有芯棒及设置于所述芯棒的外周面上的发泡弹性层，并接触所述被清扫辊的表面来进行旋转，并且所述清扫辊中，突出至所述发泡弹性层的表面的胞腔骨架的前端部的数量为25个/mm2以上且50个/mm2以下，所述清扫辊在下述式(2)所表示的所述发泡弹性层的压缩率为30％以下的状态下，相对于所述被清扫辊接触配置；
式(2)：压缩率(％)＝(r1/2+r2/2-d)/t1×100
式(2)中，r1表示清扫辊的外径，单位为mm，r2表示被清扫辊的外径，单位为mm，d表示被清扫辊与清扫辊的轴间距离，单位为mm，t1表示清扫辊的发泡弹性层的厚度，单位为mm。
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