JP2011232785A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のコストを抑え、かつ、装置のコンセントが抜かれた状態で長期間放置されていても、転写ベルトに巻き癖が発生するのを抑制することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】テンションローラ２０は、駆動ローラ１２とクリーニング装置１０との間の転写ベルト８の表面移動領域のうち、画像形成手段たる作像ユニットが配置されている領域Ｂに配置する。領域Ｂにおいては、テンションローラ２０によってベルトの張りが常に調整されているので、長期間装置が放置されベルトが長期間停止状態であっても、感光体１に巻き付いている転写ベルト８の部分に巻き癖が発生するのを抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置として、複数の像担持体たる感光体上にそれぞれトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を、転写ベルトに重ね合わせて１次転写し、この転写ベルト上に重ね合わせて転写されたトナー像を、記録媒体上に２次転写するものが知られている。

この種の画像形成装置は、各感光体と、各感光体に個別に対応するように配設された１次転写回転体（以下、１次転写ローラという）とを転写ベルトを介して圧接対向させ、これにより、各感光体と転写ベルトとを接触させて、１次転写ニップ部を形成している。この種の画像形成装置は、感光体の最下部に転写ベルトを介して一次転写ローラの最上部が当接するように、一次転写ローラを配置している。そして、一次転写ローラを発泡スポンジローラなどの柔らかい部材で構成し、一次転写ローラを変形させることで、一次転写ニップ幅を所定の幅に形成している。
この画像形成装置においては、感光体の最下部に転写ベルトを介して一次転写ローラの最上部が当接するように、一次転写ローラを配置するため、一次転写ニップ入口で放電が発生し、感光体上のトナー像が飛散する問題があった。また、所定のニップ幅を形成するために、一次転写ローラを金属ローラよりも高価な発泡スポンジローラなどの柔らかい部材で構成する必要があった。

特許文献１、２には、感光体の軸中心に対して一次転写ローラの軸中心を転写ベルト移動方向下流側にずらして、１次転写ローラよりも転写ベルト移動方向上流側の転写ベルトが感光体に巻きつくように配置した画像形成装置が記載されている。これにより、一次転写ローラを一次転写ニップ入口から離して配置することができる。その結果、一次転写ローラに印加される一次転写バイアスが一次転写ニップの下流側に集中し、一次転写ニップ上流側の一次転写バイアスを弱めることができる。これにより、一次転写ニップ入口の電界が弱くなり、放電を抑えることができ、感光体上のトナー像が飛散する問題を抑制することができる。

また、特許文献１、２では、転写ベルトを感光体に巻き付かせることで、所定のニップ幅を得るようにしているので、発泡スポンジローラよりも安価な金属ローラで一次転写ローラを構成することができ、装置を従来よりも安価にすることもできる。

しかしながら、特許文献１、２に記載の画像形成装置は、一次転写ローラの最上部を感光体の最下部よりも上方に位置させ、転写ベルトを感光体に巻きつかせて一次転写ニップ部を形成している。このため、装置が長期間放置され、長期間転写ベルトが停止した状態であると、転写ベルトの感光体と巻き付いた部分に巻き癖が発生する問題があった。これを具体的に説明する。

図９は、従来の画像形成装置の要部拡大図である。図９に示すように、従来の画像形成装置は、転写ベルト１１２の移動方向順に、クリーニングユニット１１３→各感光体（１０１〜１０４）及び各一次転写ローラ（１０５〜１０８）からなる作像部→駆動ローラ１００→テンションローラ１１１と配置されていた。転写ベルト１１２が駆動ローラ１００に対してすべらないように駆動ローラ１００と転写ベルト１１２とは、強い摩擦力を有している。また、クリーニングブレード１１３ａと転写ベルト１１２との間の摩擦力も強いため、転写ベルト１１２がクリーニングブレード１１３ａに対してすべることがない。このため、転写ベルト１１２の表面移動領域のクリーニングユニット１１３→作像部→駆動ローラ間の区間Ｃでは、ベルトの張りが緩むことがない。また、区間Ｃのベルト移動方向最下流に駆動ローラがある。このため、区間Ｃにあるベルトは、駆動ローラによって張る方向に移動せしめられる。その結果、区間Ｃにあるベルトは、テンションローラによって調整された張り以上にベルトが張る場合がある。このように、区間Ｃでベルトが、テンションローラによって調整された張り以上に張った状態で長期間放置されると、転写ベルト１１２の感光体に巻きついた部分に巻き癖が発生しやすくなってしまう。

そこで、従来、このような問題に対する対策として、転写ベルト１１２が停止している時間を計測して、所定時間以上停止したら転写ベルト１１２を駆動させて、転写ベルト１１２の所定部分が長期間感光体に巻き付かないようにしていた。しかしながら、装置のコンセントが抜かれて長期間放置された場合は、転写ベルト１１２を所定間隔で駆動させることができくなる。その結果、転写ベルト１１２の所定部分が長期間感光体に巻き付いた状態となり、転写ベルト１１２に巻き癖が発生してしまう。また、各一次転写ローラを各感光体から離間させる離間手段を設け、転写ベルト１１２が停止しているときは、各一次転写ローラを感光体から離間させて、転写ベルト１１２を各感光体に巻きつかせないようにすることで、転写ベルト１１２の巻き癖を防止するものもある。しかしながら、転写ローラの全てを感光体から離間させる離間手段を設ける必要があり、装置のコストが高くなってしまうという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、装置のコストを抑え、かつ、装置のコンセントが抜かれた状態で長期間放置されていても、転写ベルトに巻き癖が発生するのを抑制することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくともテンションローラと駆動ローラとに張架されて無端移動する転写ベルトと、該転写ベルトの表面と接触し画像を担持する像担持体と、該転写ベルトの裏面に当接し該像担持体上の画像を該転写ベルト上に転写する１次転写回転体とを備えた複数の画像形成手段と、該転写ベルト上の画像を記録媒体上に転写する２次転写手段と、該転写ベルトの裏面に当接する対向部材と該対抗部材に対して該転写ベルトを介してを当接し、二次転写後の該転写ベルト表面の残存画像をクリーニングするクリーニングブレードとを備えたベルトクリーニング手段と、を備え、複数の画像形成手段のうち、少なくともひとつの画像形成手段の１次転写回転体を、該１次転写回転体よりも転写ベルト移動方向上流側の転写ベルトが該像担持体に巻きつくように配置した画像形成装置において、該駆動ローラと該クリーニング手段との間の該転写ベルトの表面移動領域のうち、該複数の画像形成手段が配置されている領域に、該テンションローラを配置したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記２次転写手段は、上記転写ベルトの表面と当接し、２次転写ニップ部を形成する２次転写回転体を備えており、上記テンションローラは、該２次転写ニップ部よりも転写ベルト移動方向上流側に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記転写ベルトを少なくとも１つの像担持体を残して他の像担持体から離間させる離間手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、上記一次転写回転体が、金属ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記像担持体の直径をＡ、上記一次転写回転体の直径をＢ、上記転写ベルトの厚みをＣとしたとき、該像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、該像担持体軸中心から該一次転写回転体の軸中心までの距離Ｌが、Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、上記転写ベルトは、上記駆動ローラ、上記テンションローラ、上記一次転写回転体のみに張架されていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記２次転写回転体を、上記駆動ローラと上記転写ベルトを介して当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６または７の画像形成装置において、上記テンションローラのベルト巻き付き角および上記駆動ローラのベルト巻き付き角を１８０°としたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、上記像担持体は、該装置本体に対して着脱自在に構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記像担持体を、上記ベルト表面に対して離間する方向に移動させて、該装置本体の該像担持体が転写ベルト表面から離間する方向の面から感光体が引き出されることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１０の画像形成装置において、上記像担持体を上記転写ベルトの上方に配置し、該像担持体を装置本体の上方の面から引き出すことを特徴とするものである。

請求項１乃至１１の発明によれば、駆動ローラとクリーニング手段との間の転写ベルトの表面移動領域のうち、画像形成手段が配置されている領域は、テンションローラによって転写ベルトの張りが調整される。よって、上記画像形成手段が配置されている領域の転写ベルトがテンションローラによって調整された張り以上に張ることがない。その結果、転写ベルトの感光体と巻き付いている部分がテンションローラによって調整された張り以上に張られてしまうことがない。そして、駆動ローラとクリーニング手段との間の転写ベルトの表面移動領域のうち、画像形成手段が配置されている領域は、常に、テンションローラによって転写ベルトの張りが調整されている。よって、装置が長期間放置されて、転写ベルトが長期間停止した状態であっても、転写ベルトの感光体と巻き付いている部分がテンションローラによって調整された張り以上に張られてしまうことがない。その結果、転写ベルトの所定部分が長期間感光体と巻き付いていても、その部分に巻き癖が生じてしまうのを抑制することができる。また、転写ローラの全てを感光体から離間させる離間手段を設けなくても、転写ベルトの巻き癖を抑制することができるので、離間手段分のコストを削減することができる。

本実施形態のプリンタを示す概略構成図。 プロセスカートリッジを示す図。 本実施形態の転写ユニットを示す図。 感光体と一次転写ローラとの配置関係を示す図。 接離手段を示す図。 モノクロモード実行時の転写ユニットを示す図。 プロセスカートリッジの着脱を示す図。 転写ユニットの他の例を示す図。 従来の転写ユニットを示す図。

以下、本発明を、電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、それぞれ「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」と記す。）の可視像たるトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成剤として、互いに異なる色のＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。各プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、それぞれプリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっており、寿命到達時に交換される。以下、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例に挙げて説明する。

図２は、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを示す概略構成図である。
このプロセスカートリッジ６Ｙは、像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、帯電装置４Ｙ、剤供給対象となる現像装置５Ｙ等を備えている。上記帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹ静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。ドラムクリーニング装置２Ｙのクリーニングブレード２ａによって除去されたトナーは、回収オーガ２ｂにより、不図示の搬送機構でスペース７Ｙに収納される。
他のプロセスカートリッジ６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにおいても、同様にして各感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にそれぞれＭトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が形成されて、転写ベルト８上に中間転写される。

また、図１に示したように、各プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中上方には、露光装置３が配設されている。潜像形成手段たる露光装置３は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにおけるそれぞれの感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にそれぞれＹ静電潜像、Ｍ静電潜像、Ｃ静電潜像、Ｋ静電潜像が形成される。

また、図１において、装置の下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録材としての転写紙Ｐを複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７を当接させている。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

また、図１において、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中下方には、転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる転写ユニット１５が配設されている。なお、転写ユニット１５の詳細については、後述する。Ｋ上に形成されたＫトナー像は、転写ベルト８上に中間転写される。このＫトナー像の上には、ドラム状感光体１Ｃ，Ｍ，Ｙ上に形成されたＣ，Ｍ，Ｙトナー像が順次重ね合わせて中間転写される。かかる重ね合わせの中間転写により、転写ベルト８上には４色重ね合わせトナー像が形成される。

２次転写ローラ１２は、駆動ローラ１９との間に転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。この２次転写ローラ１２には、図示しない電源によって２次転写バイアスが印加される。上記給紙カセット２６から紙搬送路１６に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対２８のローラ間に挟まれる。一方、上記転写ベルト８上に形成された４色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記２次転写ニップに進入する。レジストローラ対２８は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを２次転写ニップにて４色重ね合わせトナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、２次転写ニップでは、４色重ね合わせトナー像が転写紙Ｐに密着する。そして、上述の２次転写バイアスやニップ圧の影響を受けて転写紙Ｐ上に２次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。２次転写ニップを通過した後の転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニング装置１０によってクリーニングされる。

２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に、熱と圧力と影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部５０ａが形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部５０ａに順次スタックされる。

次に、転写ユニット１５について詳細に説明する。
図３は、転写ユニット１５の概略構成を示す拡大図である。図３に示すように、転写ベルト８は、主に駆動ローラ１９とテンション２０とに張架されており、転写ベルト８の駆動ローラ１９との巻き付き角および、テンションローラとの巻き付き角がほぼ１８０°となるようにしている。このような構成をとることで、転写ユニット１５を上下方向に短くすることができ、装置を小型化することができる。この転写ベルト８の上方には、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが、ベルト移動方向の上流側から順に並ぶように配設されている。Ｋ色の感光体１Ｋのベルト移動方向下流側には、Ｋ色の一次転写ローラ１７Ｋが配置されており、少なくともこのＫ用の感光体１ＫとＫ色の一次転写ローラ１７Ｋとで、Ｋ色の画像形成手段が構成される。同様に、感光体１Ｃの下流には、一次転写ローラ１７Ｃ、感光体１Ｍの下流には、一次転写ローラ１７Ｍ、感光体１Ｙの下流には、一次転写ローラ１７Ｙが配置されており、それぞれ、画像形成手段を構成している。
駆動ローラ１９には、転写ベルト８を介して２次転写ローラ１２が当接しており、２次転写ニップ部が形成されている。２次転写ローラ１２を駆動ローラ１９に当接させてあるのは、以下の理由による。テンションローラ２０は、ベルトの張りを調整するために図中左右に動くため、２次転写圧を一定に保つことができない。一方、駆動ローラ１９は、図中左右方向に動かないため、常に所定の２次転写圧を保つことができ、２次転写不良を生じるおそれが抑制されるからである。なお、本実施形態の各感光体の直径φは、２４［ｍｍ］、駆動ローラ１９の直径φは、２０［ｍｍ］、各一次転写ローラの直径φは、８［ｍｍ］としている。
駆動ローラ１９としては、芯金と肉厚が０．３〜１［ｍｍ］程度のポリウレタンゴムの表面層とからなっているものを用いた。また、肉厚が０．０５〜０．１［ｍｍ］の薄層コーテイングしたものの方が、温度による径変化が小さく、好ましい。

駆動ローラ１９の転写ベルト移動方向下流側で、Ｋ色の感光体１Ｋの上流側には、ベルトクリーニング手段たるベルトクリーニング装置１０が設けられている。このベルトクリーニング装置１０は、転写ベルト８の裏面に当接する対抗部材たる対向ローラ１０ａと、この対向ローラ１０ａに転写ベルト８を介して当接するクリーニングブレード１０ｂと、クリーニングブレード１０ｂによって掻き取られたトナーを収容する収容部１０ｃとで構成されている。

従来においては、部品削減のため、ベルトクリーニング装置１０をクリーニングブレード１０ｂと回収部１０ｃとで構成し、クリーニングブレード１０ｂを、転写ベルト８を介して駆動ローラ１９に当接させたり、転写ベルト８を介してテンションローラ２０に当接させたりしていた。しかし、駆動ローラ１９にクリーニングブレード１０ｂを当接させた場合は、駆動ローラ１９の回転負荷が増してしまい、駆動ローラ１９が滑らかな回転をしなくなり、転写ベルト８の速度変動が生じて、色ずれなどの不具合を生じるおそれがあった。また、装置の小型化のために、駆動ローラ１９を小径化した場合、クリーニング装置１０の回収部１０ｃが記録体の搬送路に飛び出してしまい、記録体の搬送路が確保できない不具合が生じる。また、クリーニングブレード１０ｂの当接位置と、二次転写ニップ部との距離が近くなり、クリーニングブレード１０ｂで掻き取ったトナーが２次転写ニップ部に侵入して、記録媒低を汚してしまう不具合を生じる場合があった。
また、テンションローラ２０にクリーニングブレード１０ｂを当接させた場合は、テンションローラ２０が移動するため、クリーニングブレード１０ｂの接触圧が変動したり、クリーニングブレード１０ｂと転写ベルト８との接触角が変動したりして良好なクリーニング性を確保することが出来ない場合があった。

本実施形態のクリーニング装置１０は、対向ローラ１０ａを設けて、この対向ローラ１０ａにクリーニングブレード１０ｂを転写ベルト８介してを当接させている。これにより、駆動ローラ１９の回転負荷が増加することがなく、転写ベルト８の速度変動が生じることが抑制される。また、駆動ローラ１９を小径にしても、クリーニングブレード１０ｂの回収部１０ｃが記録媒体搬送路から飛び出したり、クリーニングブレード１０ｂで掻き取ったトナーが２次転写ニップに侵入したりすることがない。また、クリーニングブレード１０ｂと転写ベルト８との接触圧や接触角が変動することがないので、良好なクリーニング性を維持することができる。
また、小型化することで、Ｂｋ色の１次転写ニップと２次転写ニップとの距離が近くなり、Ｂｋ色の１次転写ローラ１７ｋからの転写電流が２次転写ニップにリークしたり、２次転写ローラ１２からの転写電流が一次転写ニップにリークしたりしてまうおそれがある。その結果、Ｂｋ色の画像が転写ベルト８に良好に転写できなくなったり、転写ベルト上の画像が記録体に良好に転写できなくなったりしてしまう。しかし、１次転写ローラ１７ｋと２次転写ローラ１２との間にある対向ローラ１０ａをアースに落としておけば、１次転写ローラ１７ｋからの転写電流や２次転写ローラ１２ｋからの転写電流は、対向ローラ１０ａによってアースに落とされる。これにより、１次転写ローラ１７ｋからの転写電流や２次転写ローラ１２ｋからの転写電流がリークすることがなくなり、Ｂｋ色の画像や転写ベルト上の画像の転写を良好に行うことができる。

転写ベルト８としては、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）、TPE（サーモプラスチックエラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものを用いることができる。本実施形態の転写ベルト８は、ＰＣ（ポリカーボネート）にカーボンブラックを添加した単層構造の構成とし、その厚みを１４０μｍに調整したものを用いた。

また、転写ベルト８は、体積抵抗率が１０⁸〜１０^１２Ωｃｍ、かつ表面抵抗率が１０^９〜１０^１２Ω／□の範囲であることが望ましい。転写ベルト８の体積抵抗率および表面抵抗率が上述した範囲を超えると、転写ベルト８が帯電するため、作像順の下流へ行くほど、設定電圧値を高く設定するなどの処置が必要となるため1次転写ローラ１７へ供給電源を共通化する事が困難となる。これは、体積抵抗率および表面抵抗率が上述した範囲を超えると、１次転写工程、２次転写工程などで発生する放電によって転写ベルト８表面の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるためである。このため、転写ベルト８の除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率および表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるため転写ニップ入り口で放電が起こり、トナー飛び散りが発生してしまう。したがって、本発明における転写ベルト８の体積抵抗率および表面抵抗率は上記範囲内でなければならない。

転写ベルト８の抵抗測定方法は、デジタル超高抵抗微少電流計（アドバンテスト社製：Ｒ８３４０Ａ）にプローブ（内側電極直径５０［ｍｍ］，リング電極内径６０［ｍｍ］：ＪＩＳ−Ｋ６９１１準拠）を接続し、転写ベルト８の表裏に１０００［V］（表面抵抗率は５００［Ｖ］）の電圧を印加してｄｉｓｃｈａｒｇｅ ５ｓｅｃ、ｃｈａｒｇｅ１０ｓｅｃで測定を行ない、その測定時の環境は２２［℃］５５［％ＲＨ］に固定して行なった。

各一次転写ローラ１７Ｋ〜１７Ｙは、各感光体１Ｋ〜１Ｙから転写ベルト８の移動方向下流側にずらして配置し、転写ベルト８を各感光体側に押圧して、一次転写ローラよりもベルト移動方向上流側の転写ベルト８を各感光体１Ｋ〜１Ｙの周面に巻き付かせて一次転写ニップを形成している。４つの１次転写ローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない電源から中間転写バイアスが印加される。各一次転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、感光体と１次転写ローラ１７との間に中間転写電界が形成される。そして、感光体１上に形成されたトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって転写ベルト８上に一次転写される。

本実施形態においては、各一次転写ローラ１７Ｋ〜１７Ｙは、各感光体１Ｋ〜１Ｙから転写ベルト８の移動方向に下流側にずらして配置し、転写ベルト８を各感光体側に押圧して、転写ローラよりもベルト移動方向上流側の転写ベルト８を各感光体１Ｋ〜１Ｙの周面に巻き付かせて一次転写ニップを形成している。これにより、各感光体１Ｋ〜１Ｙと転写ベルト８とが、転写ベルト８の張力により接触するようになり、トナー同士の凝集力が高くなる現象が解消される。また、各一次転写ローラ１７Ｋ〜１７Ｙが一次転写ニップよりも転写ベルト移動方向下流側に配置されるため、一次転写ニップ入口と一次転写ローラ表面との距離が離れる。これにより、一次転写バイアスが一次転写ニップ入口に作用しなくなり、ニップ入口での各感光体１Ｋ〜１Ｙと転写ベルト８とのギャップ放電によるトナー飛散を防止することができる。

また、本実施形態の場合は、一次転写ローラ１７Ｋ〜Ｙは、安価な金属ローラを使用している。しかし、金属ローラのような剛体の一次転写ローラ１７を、感光体１と転写ベルト８を介して当接させた場合は、一次転写ローラ１７を金属ローラよりも高価な発泡スポンジローラを使用した場合に比べて、感光体１の劣化が早まってしまう場合がある。これは、感光体１や一次転写ローラ１７に偏心があった場合、感光体１と１次転写ローラ１７との接触圧が一定でなくなり、所定の接触圧よりも高くなる部分が生じてしまう。このように接触圧が所定よりも高くなってしまう結果、感光体１の摩耗の進行が早まり、感光体１の劣化を早めてしまうのである。
このため、発泡スポンジローラよりも安価な金属ローラを一次転写ローラ１７に用いる場合は、一次転写ローラ１７を感光体１と当接させないように配置するのが好ましい。具体的に示すと、図４に示すように、一次転写ローラ１７の径をＡ［ｍｍ］、感光体１の径をＢ［ｍｍ］、転写ベルトの厚みをＣ［ｍｍ］としたとき、一次転写ローラ１７の軸心と感光体１の軸心との距離Ｌが、以下のような関係を満たすように一次転写ローラを配置する。
Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ・・・・（式１）

上記式１を満たすように、一次転写ローラ１７を配置することで、一次転写ローラ１７と感光体１とが当接しなくなり、一次転写ローラ１７を発泡スポンジローラよりも安価な金属ローラを用いても、感光体の劣化が早まってしまうのことがない。

しかし、一次転写ローラ１７が感光体１から離れすぎると、一次転写ニップに転写電界がかからなくなってしまう。実験的には、一次転写ローラ１７と感光体との距離が１５［ｍｍ］以上離れると、一次転写ニップに転写電界がかからなくなってしまうおそれがある。このため、上記Ｌは、
Ｌ＜（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ＋１５・・・・（式２）
にすることが好ましい。

また、転写ベルトの表面抵抗率が１０^９〜１０^１２Ω／□の範囲である場合上記Ｌは、
（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ＋６≦Ｌ≦（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ＋８
・・・（式３）
の範囲にすることがより好ましい。

なお、図中では、全ての一次転写ローラを感光体１と転写ベルト８とが当接する一次転写ニップよりもベルト移動方向下流側に配置しているが、ベルトの張りなどの関係で、一つだけ感光体１と転写ベルト８とが当接する一次転写ニップよりもベルト移動方向上流側に一次転写ローラ１７を配置してもよい。

二次転写ローラ１２はＳＵＳ等の金属製芯金上に、導電性材料によって１０^６〜１０^１０Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することで構成されている。ここで、二次転写ローラ１２の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得る為にはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要生じるため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。このような放電による白ポチ抜けは、低温低湿環境（例えば１０［℃］１５［％ＲＨ］）で顕著となる。逆に、二次転写ローラ１２の抵抗値が上記範囲を下回ると同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。これは、二次転写ローラ１２の抵抗値が低い為、比較的低電圧で単色画像部を転写するのに十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くからである。

二次転写ローラ１２の抵抗値測定は、導電性の金属製板に二次転写ローラ１２を設置し、芯金両端部に片側４．９［N］（両側で合計９．８［Ｎ］）の荷重を掛けた状態にて、芯金と金属製板との間に１０００［Ｖ］の電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。なお、二次転写ローラ１２の抵抗測定時も、環境を２２［℃］５５［％ＲＨ］に固定して行った。本実施形態の二次転写ローラ１２は、前述の方法で測定したときに７．８ＬｏｇΩとなるように調整したものを用いた。

テンションローラ２０は、図３に示すように、駆動ローラ１９とクリーニング装置１０との間の転写ベルト８の表面移動領域のうち、画像形成手段たる作像ユニットが配置されている領域Ｂに配置されている。領域Ｂにおいては、テンションローラ２０が設けられているため、ベルトの張りが常に調整され、所定の張りとなっている。これにより、長期間装置が放置されベルトが長期間停止状態であっても、領域Ｂがテンションローラ２０によって調整された以上の張りとなることがない。その結果、ベルトが長期間停止状態であっても、転写ベルトの感光体１に巻き付いている部分に巻き癖が発生するのを抑制することができる。一方、領域Ａにおいては、テンションローラ２０が設けられておらず、テンションローラ２０によって調整された以上にベルトが張ってしまう場合がある。しかし、この領域Ａにおいては、転写ベルト８がどの部材とも巻き付いていないので、この領域Ａでテンションローラ２０によって調整される以上にベルトが張っていても、転写ベルト８に巻き癖が発生することがない。

本実施形態の画像形成装置には、形成する画像の色がフルカラーのときには全ての感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを転写ベルト８表面に接触させておくフルカラーモードと、黒単色のときには黒以外の感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃを転写ベルト８表面から離間させるモノクロモードとを備えている。

モードの選択は、形成される画像情報から、自動的にモード選択を行うように構成してもよいし、ユーザーによって、モードを選択できるようにしても良い。

図５は、離間手段２１０の斜視図である。図５に示すように、離間手段２１０は、底板２０１ｃを備えたローラ保持部材２０１を有している。ローラ保持部材２０１の両側面板２０１ａ、２０１ｂに、３つの一次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃと、テンションローラ２０とを保持している。ローラ保持部材２０１の底板２０１ｃには、プランジャ２０３が取り付けられている。また、ローラ保持部材２０１の底板２０１ｃには、ばね２０２が取り付けられており、ローラ保持部材２０１を感光体側に付勢している。また、ローラ保持部２０１の両側面板２０１ａ、２０１ｂには、揺動軸２０５が設けらており、図示しない画像形成装置の側板に取り付けられている。

モノクロモード実行時には、プランジャ２０３がローラ保持部材２０１を図中下側に吸引する。すると、ローラ保持部材２０１が揺動軸２０５を回転中心として回転し、図６に示すように、テンションローラ２０および３個の一次転写ローラ１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙが図中下方へ移動する。すると、３個の一次転写ローラ１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙよって感光体側に押し付けられていた転写ベルト８は、撓もうとするが、テンションローラ２０によって再び張架される。その結果、転写ベルト８が、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃから離間する。

一方、カラーモード実行時には、プランジャ２０３の吸引を解除する。すると、ばね２０２の付勢により、ローラ保持部材２０１が揺動軸２０５を中心として、感光体側に移動する。３つの一次転写ローラ１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙおよびテンションローラ２０が図３に示した位置に移動して、転写ベルト８が各感光体１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙと巻き付いて接触する。

また、モノクロモード実行時以外に、転写ベルト８が停止したときもプランジャ２０３を吸引しテンションローラ２０および３個の一次転写ローラ１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ移動させて、転写ベルト８を、感光体１Ｃ、１Ｍ、１Ｙから離間させても良い。このように、離間させることで、転写ベルト停止時に転写ベルト８が巻き付く感光体をＫ色の感光体１Ｋのみとする。これにより、長期間放置されたとき、巻き癖がつく可能性があるのを一箇所だけにすることができ、転写ベルト８の巻き癖がつくリスクを最小限に留めることができる。

また、図７に示すように、各プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、上方に引き出すことで、装置本体から取り出すことができるようになっている。このため、装置本体の上方のスタック部５０ａには、上記プロセスカートリッジ６が引き出されるように開口可能になっている。このように、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを装置上方から着脱可能にすることで、転写ベルト表面から離間させる方向にのみ各プロセスカートリッジを移動させるだけで、装置本体からプロセスカートリッジ６を取り出すことができる。上述したよう、転写ベルト８は、感光体１と巻き付いているため、プロセスカートリッジ６を装置側面から着脱可能にした場合は、一度、プロセスカートリッジ６を転写ベルト表面から接離方向に移動させてから、転写ベルト表面と水平方向移動させて装置から着脱する必要がある。このように、装置側面から着脱する場合は、プロセスカートリッジを２方向に移動可能に装置を構成する必要があり、装置の複雑化、大型化に繋がってしまう。しかし、本実施形態においては、転写ベルト表面から離間させる方向にのみ各プロセスカートリッジを移動させるだけで、装置本体からプロセスカートリッジ６を取り出すことができ、２方向に移動させて取り出すものよりも装置の構成を簡略化できる。
また、本実施形態は、トナーカートリッジを設けずに、現像装置内のトナーが切れた場合は、プロセスカートリッジごと交換するようにしている。これにより、ユーザーのメンテナンスの負荷を軽減することができる。

また、上記では、テンションローラ２０と転写ベルト８との巻き付き角及び駆動ローラ１９と転写ベルト８との巻き付き角が１８０°となった２軸構成の転写ユニット１５について説明したが、図８に示す駆動ローラ１９、テンションローラ２０と、バックアップローラ２１で主にベルトを張架する３軸構成の転写ユニット１５０にも本発明を適用することができる。図８に示すように、この転写ユニット１５０は、バックアップローラ２１に２次転写ローラ１２が転写ベルト８を介して当接している。バックアップローラ２１と、２次転写ローラ１２とは、所定の圧力で接触しているので、ベルト停止時に転写ベルト８が滑らずロックされてしまう。このため、このような配置の転写ユニット１５０においては、テンションローラ２０を、作像ユニットが配置されている駆動ローラ１９とクリーニング装置１０との間の領域Ｂで、２次転写ニップよりも転写ベルト移動方向上流側の領域Ｂ´にテンションローラ２０を配置する。これにより、画像形成手段が配置されている駆動ローラ１９とクリーニング装置１０との間の領域Ｂで、２次転写ニップよりも転写ベルト移動方向上流側の領域Ｂ´は、テンションローラ２０によって張りが調整される。その結果、２次転写ニップよりも転写ベルト移動方向上流側がテンションローラ２０によって調整された張り以上に張ることがないので、長期間ベルトが停止されていても、転写ベルト８に巻き癖が発生するのを抑制することができる。

（１）
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、転写ベルト８が停止したときに、駆動ローラ１９とクリーニング手段たるクリーニング装置１０との間の転写ベルト８の表面移動領域のうち、画像形成手段が配置されている領域Ｂは、テンションローラ２０によって転写ベルト８の張りが調整される。よって、上記画像形成手段が配置されている領域Ｂの転写ベルト８が必要以上に張ることがなくなり、長期間放置されていても、転写ベルト８に巻き癖が発生するのを抑制することができる。また、一次転写ローラ１７の全てを感光体１から離間させる離間手段を設けなくても、転写ベルト８の巻き癖を抑制することができ、離間手段分のコストを削減することができる。
（２）
また、２次転写ローラ１２を転写ベルト８に対して所定の圧力で当接させて、二次転写ニップ部を形成している場合、２次転写ローラ１２と転写ベルト８との間でも、転写ベルト８が滑らずにロックされてしまう。このため、画像形成手段が配置されている駆動ローラ１９とクリーニング装置１０との間の領域で、２次転写ニップよりも転写ベルト移動方向下流側にテンションローラ２０を配置した場合は、以下のようになる。すなわち、画像形成手段が配置されている駆動ローラ１９とクリーニング装置１０との間の領域で２次転写ニップよりも下流側の領域のベルトの張りは、テンションローラ２０によって調整される。しかし、画像形成手段が配置されている駆動ローラ１９とクリーニング装置１０との間の領域で２次転写ニップよりも上流側の領域は、ベルトの張りが調整されず、テンションローラによって調整された張り以上に張ってしまうおそれがある。その結果、長期間ベルトが停止状態の場合は、転写ベルトに巻き癖が発生してしまう可能性が高くなる。しかし、本実施形態においては、、画像形成手段が配置されている駆動ローラ１９とクリーニング装置１０との間の領域で２次転写ニップよりも上流側の領域にテンションローラ２０を配置する。これにより、感光体１と転写ベルト８とが巻きついた領域のベルトの張りがテンションローラ２０により調整される。これにより、画像形成手段が配置されている駆動ローラ１９とクリーニング手段との間の領域で、２次転写ニップよりも転写ベルト移動方向上流側がテンションローラによって調整された張り以上に張ることがない。その結果、長期間装置が放置されても、転写ベルトに巻き癖が発生するのを抑制することができる。
（３）
また、転写ベルト８を少なくとも１つの感光体を残して他の感光体から離間させる離間手段２１０を設けている。これにより、単色画像を形成するときに、離間手段２１０で転写ベルト８を少なくとも１つの感光体を残して他の感光体から離間させることで、転写ベルト上のトナー像が他の感光体と擦れてトナー像が乱れてしまうのを抑制することができる。また、使用しない感光体を離間させることで、使用しない感光体と転写ベルト８が接触することがなくなり、使用しない感光体の摩耗の進行を遅らすことができる。その結果、感光体の寿命を延ばすことができる。
また、転写ベルト８が停止したきに、離間手段２１０で転写ベルト８を少なくとも１つの感光体を残して他の感光体から離間させることで、停止時に感光体と巻き付く部分を一箇所のみとすることができる。その結果、長期間装置が放置され、長期間転写ベルトの移動が停止された状態になったとしても、巻き癖が発生する可能性が一箇所のみとなり、巻き癖が発生するリスクを低減することができる。
（４）
また、従来の一次転写ローラ８の最頂部と感光体の最下部とをベルトを介して当接させた画像形成装置の場合は、一次転写ローラ１７を発泡スポンジローラなどの柔らかい部材とし、一次転写ローラ１７を変形させることで、一次転写ニップ幅を所定の幅にしていた。しかし、本実施形態においては、少なくとも一次転写ローラ１７のひとつを感光体からベルト移動方向下流側に配置し、１次転写ローラよりもベルト移動方向上流側の転写ベルト８を感光体１に巻きつかせることで、一次転写ニップ幅を所定のニップ幅にしている。このように転写ベルト８を感光体に巻きつかせることで、転写ニップ幅を形成するため、一次転写ローラ１７が剛体であっても、所定のニップ幅を形成することができる。よって、本実施形態においては、従来の一次転写ローラ１７を発泡スポンジローラに比べて安価な金属ローラを用いることができる。そして、一次転写ローラ１７として、金属ローラを用いることで、装置を安価に構成することができる。
（５）
また、感光体１の直径をＡ、上記一次転写ローラ１７の直径をＢ、上記転写ベルト８の厚みをＣとしたとき、感光体１の軸方向に対して直交する仮想平面上において、感光体軸中心から一次転写ローラの軸中心までの距離Ｌを、Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃとなるように設定している。これにより、一次転写ローラ１７と感光体１とが転写ベルト８を介して当接しなくなる。よって、一次転写ローラ１７を金属ローラなどの剛体としても、感光体１の劣化が進行が早まることがない。
（６）
また、本実施形態によれば、転写ベルト８は、駆動ローラ１９、テンションローラ２０、各一次転写ローラ１７Ｋ〜Ｙのみに張架されるようにして、必要最低限の部材のみでベルトを張架する。これにより、装置を安価に構成することができる。
（７）
また、駆動ローラ１９およびテンションローラ２０の転写ベルト８の巻き付き角が１８０°となるようにすることで、転写ユニット１５の上下方向の長さを短くでき、画像形成装置を小型化することができる。
（８）
また、転写ベルト８を、駆動ローラ１９、テンションローラ２０、各一次転写ローラ１７Ｋ〜Ｙのみに張架されるように構成した場合、２次転写ローラ１２は、転写ベルト８を介して駆動ローラ１９に当接させるか、テンションローラ２０に当接させるかになる。転写ベルト８を介してテンションローラ２０に２次転写ローラ１２を当接させた場合は、テンションローラ２０は、ベルトの張りなどのよって位置が変動するため、所定の転写圧が得られず、転写不良を生じるおそれがある。しかし、本実施形態にによれば、位置変動のない駆動ローラ１９に転写ベルト８を介して２次転写ローラ１２を当接させるので、転写圧が変動することがなく、記録媒体に良好に画像を転写することができる。
（９）
また、本実施形態においては、感光体１を画像形成装置に対して着脱自在に構成することで、感光体１の交換を行うことができる。
（１０）
また、転写ベルト表面に対して直交する装置本体の面から、感光体を取り出すように構成した場合は、感光体１は転写ベルト８に巻きついているので、転写ベルト表面から一旦、離間させる方向に移動させた後、転写ベルト表面に対して水平に移動させて、装置本体から感光体を引き出す必要がある。また、感光体の装着時においても、転写ベルト表面に対して水平に移動させた後、転写ベルト表面に当接させる方向に感光体を移動させて感光体１と転写ベルト８とを巻きつかせて装置本体に感光体１が装着される。このように、転写ベルト表面に対して直交する装置本体の面から、感光体１を取り出すように構成した場合は、２方向に感光体を移動させなければ、感光体の着脱がなされない。一方、本実施形態の場合は、感光体が転写ベルト表面から離間する方向の装置本体の面（装置本体の転写ベルト表面に対して水平の面）から感光体が引き出される。これにより、感光体を転写ベルト表面から離間する方向にのみ移動させれば、感光体を装置本体から取り出すことができる。また、感光体を転写ベルト表面に当接する方向にのみ移動させれば、感光体に転写ベルトが巻き付き、感光体を装置本体に装着することができる。このように、感光体が転写ベルト表面から離間する方向の装置本体の面から感光体の着脱ができるように構成すれば、感光体を１方向のみ移動させれば、感光体の着脱を行うことができる。よって、転写ベルト表面に対して直交する装置本体の面から感光体の着脱を行うものに比べて、容易に感光体の着脱を行うことができる。また、転写ベルト表面に対して直交する装置本体の面から感光体の着脱を行うものに比べて、装置への着脱の機構を容易にすることができる。
（１１）
また、本実施形態においては、感光体を転写ベルトの上方に配置し、装置上方から感光体が引き出されるように構成している。これにより、感光体を装置に装着させるとき、感光体の自重で装着させることができ、感光体の装着を容易に行うことができる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ プロセスカートリッジ
８ 転写ベルト
１０ ベルトクリーニング装置
１２ ２次転写ローラ
１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ 一次転写ローラ
１９ 駆動ローラ
２０ テンションローラ
２１０ 離間手段

特開２００３−９８８００号公報 ＷＯ ２００２／０５６１１８号公報

Claims (11)

1. 少なくともテンションローラと駆動ローラとに張架されて無端移動する転写ベルトと、
   該転写ベルトの表面と接触し画像を担持する像担持体と、該転写ベルトの裏面に当接し該像担持体上の画像を該転写ベルト上に転写する１次転写回転体とを備えた複数の画像形成手段と、
   該転写ベルト上の画像を記録媒体上に転写する２次転写手段と、
   該転写ベルトの裏面に当接する対向部材と該対抗部材に対して該転写ベルトを介してを当接し、二次転写後の該転写ベルト表面の残存画像をクリーニングするクリーニングブレードとを備えたベルトクリーニング手段と、を備え、
   複数の画像形成手段のうち、少なくともひとつの画像形成手段の１次転写回転体を、該１次転写回転体よりも該転写ベルト移動方向上流側の転写ベルトが該像担持体に巻きつくように配置した画像形成装置において、
   該駆動ローラと該クリーニング手段との間の該転写ベルトの表面移動領域のうち、該複数の画像形成手段が配置されている領域に、該テンションローラを配置したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記２次転写手段は、上記転写ベルトの表面と当接し、２次転写ニップ部を形成する２次転写回転体を備えており、上記テンションローラは、該２次転写ニップ部よりも転写ベルト移動方向上流側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、
   上記転写ベルトを少なくとも１つの像担持体を残して他の像担持体から離間させる離間手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
   上記一次転写回転体が、金属ローラであることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、
   上記像担持体の直径をＡ、上記一次転写回転体の直径をＢ、上記転写ベルトの厚みをＣとしたとき、該像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、該像担持体軸中心から該一次転写回転体の軸中心までの距離Ｌが、
   Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ
   であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
   上記転写ベルトは、上記駆動ローラ、上記テンションローラ、上記一次転写回転体のみに張架されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６の画像形成装置において、
   上記２次転写回転体を、上記駆動ローラと上記転写ベルトを介して当接させたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６または７の画像形成装置において、
   上記テンションローラのベルト巻き付き角および上記駆動ローラのベルト巻き付き角を１８０°としたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、
   上記像担持体は、該装置本体に対して着脱自在に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９の画像形成装置において、
    上記像担持体を、上記ベルト表面に対して離間する方向に移動させて、該装置本体の該像担持体が転写ベルト表面から離間する方向の面から感光体が引き出されることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１０の画像形成装置において、
    上記像担持体を上記転写ベルトの上方に配置し、該像担持体を装置本体の上方の面から引き出すことを特徴とする画像形成装置。

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